中心杆式等离子体发生器瞬态时变模型分析

中心杆式等离子体发生器(DRPG)为开口系统,建立了考虑膛内气相回流进入DRPG的瞬态时变模型来仿真DRPG工作过程。通过对比电流、电阻曲线,验证了模型的精确性。由瞬态时变模型仿真得到DRPG中等离子体温度、速度、密度和压力。根据DRPG中等离子体参数的变化,可将电爆炸后DRPG工作过程简化为稳定输出和振荡输出两个阶段。电爆炸后,DRPG处于稳定输出阶段,等离子体流入膛内;在振荡输出阶段,随着膛内压力的增加,存在等离子体流出DRPG或膛内气相回流进入DRPG的现象。回流入DRPG的气相与等离子体混合,使得等离子体温度下降,等离子体密度增加,DRPG等效电阻上升。     

基于低温等离子体的流动控制数值仿真研究

对于空气的流动控制问题,由于飞机在飞行中阻力较大,采用表面放电低温等离子体是较为有效的控制方法.采用格子玻尔兹曼模型对连续放置的两组等离子体发生器对边界层流动控制进行数值仿真.得到了壁面附近空气的速度分布.将等离子体发生器布置于NACA0015翼型表面,通过藕合计算得到的驱动速度,得到了等离子体作用前后翼型表面的流场分布以及升力系数、阻力系数曲线.数值仿真结果与实验结果较为吻合,等离子体可以有效的对翼型表面边界层进行控制,增加升力,降低阻力.     

晶闸管关断特性在增强型轨道发射系统中的影响分析

基于一种增强型轨道炮负载特性,从机理上分析了大功率晶闸管关断特性在增强型轨道发射系统中的影响。研究结果表明,增强型轨道炮发射过程中脉冲成形网络部分电能得不到有效利用,分析原因是增强型轨道炮的初始电感较大,导轨电流具有梯形波特性,从而使发射初始阶段后膛电压具有较高的幅值,导致该阶段放电的脉冲成形单元存储的电能没有释放完全,大功率晶闸管就因承受了反向电压而关断。通过对增强型轨道炮系统仿真和发射试验验证了上述结论。根据增强型轨道发射系统中脉冲成形网络的实际状况,对剩余电能再利用的方法进行了探讨。研究结论对大功率晶闸管在增强型轨道发射系统中的工程应用具有指导作用。     

基于炮尾电压的串联增强型电磁轨道炮滑动电接触特性分析

为研究局部增强型电磁轨道炮的滑动电接触特性,提出一种基于炮尾电压的计算分析方法。通过构建接触电阻、炮尾电压、炮尾感应电压以及轨道电流间的数学模型,定量表征电枢与轨道间的滑动接触电阻。根据接触电阻的波形特征,将电枢与轨道间的接触状态分为启动阶段、接触电阻稳步下降阶段、电阻增长阶段和单轨阶段4个阶段。计算了系统的发射效率与接触电阻焦耳热能耗率。结果表明：在电枢启动阶段枢轨间的接触主要为固体-固体接触,接触电阻偏大;逐渐形成的铝熔膜会使实际接触面积增大,改善接触状态;接触电阻与电枢所受到的磁压力呈负相关;接触电阻是影响发射效率的重要因素之一。由此可见对局部增强型电磁轨道炮滑动电接触特性的分析工作为轨道炮的机理研究与设计起到了积极作用。     

30mm电热化学炮膛内压力波数值模拟研究

使用包含瞬态燃速公式的一维内弹道模型模拟30 mm电热化学发射过程,通过与发射实验结果相比较,验证了该模型的精确性。对比常规发射和电热化学发射膛内压力波曲线可知,电热化学发射技术可以有效降低膛内压力波。进一步分析输入电能、放电时序、发射药弧厚、装填密度等参数变化对膛内压力波的影响。研究表明：同步放电的条件下,电能比不大于0.042时,压力波峰值变化很小;电能比大于0.042时,压力波峰值随着电能比的增加迅速增大;首个负波幅值随着电能比线性递增,但受电能比影响小于压力波峰值;采用时序放电时,在控制压力波的前提下,电能比与放电电流的脉宽呈正比;在较高电能比下,压力波峰值与放电电流的脉宽呈反比;随着发射药装填密度的增加,膛内压力波增大;但在控制压力波的前提下,可输入的电能比无明显变化,首个负波幅值随着电能比的变化趋势不变;弧厚的变化对压力波的影响可忽略不计。