电磁驱动飞板技术理论及试验研究

基于电路与动力过程耦合作用的方法和发射过程中发射线圈与飞板的互感变化原理,对电磁飞板发射过程进行了理论分析。利用电、磁能量转换,牛顿定律和虚位移原理,建立了飞板发射阶段的运动模型,推演出飞板发射阶段的运动特性规律。通过试验研究了电磁驱动飞板的发射过程,证明了理论模型的准确性。研究结果表明,减小发射线圈回路自感,增加互感,可以有效提高飞板的速度。     

平板装药驱动飞板运动规律分析

根据夹层装药被引爆后爆轰产物驱动飞板运动的物理过程,建立了飞板运动的简化计算模型．采用三维有限元程序（LS-DYNA）对飞板运动过程进行了数值模拟,并进行了实验验证．理论计算和仿真结果与实验结果具有较好的一致性．得出了上板速度随时间的变化规律,分析了炸药爆速、下板厚度对上飞板运动规律的影响．研究结果表明：采用爆速较高的高能混合炸药或适当提高下飞板厚度,可以明显提高上飞板的飞散速度．     

反应装甲飞板转角分析模型

分析了反应装甲与射流作用的机理,应用瞬时爆轰相关理论,建立了飞板运动方程,在此基础上建立了反应裳甲飞板转角工程计算模型,利用该模型得到了飞板任意微元、任意时刻的转角参数.研究结果表明飞板在运动中转角只与其速度和炸药的爆轰速度有关,与数值计算和实验的结果相吻合.利用流固耦合方法分析了夹层装药对飞板的作用,为研究平板与射流的相互作用过程提供了飞板变形的相关数据.     

反应装甲干扰射流过程数值模拟

文中应用三维有限元程序(LS-DYNA),对射流侵彻反应装甲飞板运动变形及干扰射流的过程进行数值模拟,对比实验结果,反应装甲飞板运动与变形过程与实验结果基本一致。数值模拟结果还表明:射流斜侵彻反应装甲时,飞板不仅对射流具有"切割"作用,同时还使后续射流发生偏转,射流偏转速度与卵石模型基本吻合。     

磁阻线圈型电磁发射器的动态仿真与实验

运用有限元分析软件Ansoft10对磁阻线圈型电磁发射器工作过程进行了数值仿真,分析了发射过程中的弹丸受力分布情况,并利用磁阻线圈型电磁发射器实验平台开展了发射实验研究;实验结果和仿真结果有较好的符合程度,得出以下结论：合理采用炮管材料可以实现发射过程的电磁屏蔽;弹丸在炮管中运动时,受力均匀,弹丸可以稳定地被加速;在一定范围内增大电源电压,弹丸速度会明显增大;线圈发射过程中出现了反向电压,尤其当弹丸速度较大时,电流波形出现明显下滑。     

NATO角和飞板速度对平板装药干扰射流频率的影响

为研究射流轴线与飞板的夹角大小(NATO角)和飞板速度对反应装甲干扰聚能射流的影响,在分析飞板与射流作用的基础上,建立了计算飞板断续干扰射流频率的物理模型,利用此模型分析了NATO角以及飞板速度对干扰射流的影响,并进行了试验研究.研究结果表明,干扰频率在NATO角为40°～60°时会急剧增加,随着飞板速度的增加干扰频率变大.     

同步感应线圈炮出口速度控制方案研究

提高同步感应线圈炮对发射体出口速度的控制能力,以保证其精确地打击目标。通过对发射体运动全过程的分析建立了发射器发射过程的数学模型,采用区域分解法对发射体模型进行了高效准确的散射分析,基于分析结果确定了触发控制方案,通过实例说明了控制方法的具体实现。发射体按照合理的方位和速度离开炮管。同步感应线圈炮发射体出口速度控制方案灵活高效,实用性强,可实现对不同情况目标的有效打击。     

三级磁阻型线圈发射器工作过程仿真研究

为提高弹丸发射速度,需要利用多个驱动线圈对弹丸的连续加速。对三级磁阻型线圈发射器进行了理论分析,利用Ansoft有限元分析软件仿真研究了其工作过程,重点分析了触发位置对三级磁阻型线圈发射器发射性能的影响。仿真分析表明,触发位置对三级磁阻型线圈发射器的发射性能影响较大,每一级驱动线圈都存在最佳触发位置,使弹丸出口速度及能量转换效率达到最大。研究成果将为后续多级磁阻型线圈发射器的设计与试验提供参考。     

一种单兵电磁武器发射过程仿真研究

为了推进电磁发射武器向单兵作战平台发展,采用计算机仿真研究了一种基于锂聚合物电池供电的单兵电磁武器发射过程。采用两级磁阻线圈型的电磁发射模型对发射装置进行了理论分析,利用Ansys Maxwell有限元软件研究了发射装置的内弹道过程。分析发现多级电磁发射过程中逐级减小线圈匝数能有效提高弹丸发射速度。仿真结果表明:在单兵电磁武器小型化的要求下,通过合理设置线圈匝数能有效提高弹丸发射速度,该结果可为后续单兵电磁发射武器的设计及研究提供参考。     

线圈型电磁发射器的一种屏蔽方案

从磁路的观点出发,分析了封装材料的导磁和导电特性对发射性能的影响,并分析了铁氧体的特性和作为封装材料的可行性与优越性。基于Ansoft电磁场有限元分析软件,建立了线圈型电磁发射器模型,研究了炮管的厚度与结构变化对线圈发射的影响。结果表明：在驱动线圈电流固定的前提下,增大炮管厚度可有效抑制电磁发射器工作时对外的电磁辐射,并可显著提高弹丸的出炮口速度;炮管采用实心封装结构要优于多层封装结构,初步实现了电磁发射过程的电磁屏蔽。