感应线圈炮电枢与驱动线圈间纵向动态边端效应的影响

线圈炮是直线电机的一种,和直线电机一样同样存在端部效应。该文从理论上分析了单级感应线圈炮的纵向动态端部效应,发现端部效应所产生的后退衰减行波磁场是产生电枢截获现象的源头,为了避免或减少端部效应的影响,该文采用了补偿线圈的方法对单级驱动线圈进行补偿,其优点是提高了感应线圈炮的效率,并且提出一种带补偿新型多级感应线圈炮思路。     

三级同步感应线圈炮内弹道过程仿真

为了研究多级同步感应线圈炮的弹丸内弹道运动规律,建立了多级同步感应线圈炮的机电模型,绘制了机电模型的仿真程序流程框图.采用轴对称线圈磁场的数值计算方法和微分方程的前向差分法编写了仿真程序,并对一个三级同步感应线圈炮的弹丸内弹道运动过程进行了仿真.结果表明,电枢中的感应电流从尾部往前部依次减小,电枢尾部电流最大,温升和受力也最大,因此电枢尾部最容易被破坏.     

一种新的脉冲磁流体发电机

在综合国内外研究的基础上,提出了一种新的毫秒级脉冲磁流体发电机(PMHDG)的设计方案,给出了电物理模型,并在电路的物理设计上采用了适当的高能密度电容作为辅助储能器,以便形成一种发电机-电容器联合的高功率脉冲电源,可供电炮直接应用。     

用于线圈发射器的三电极间隙开关系统

电磁线圈发射器工作需要能承受很高工作电压和很大工作电流的闭合开关,这些开关目前主要有半导体开关和间隙类开关。其中间隙类开关具有电感低、耐压高、寿命长、可靠性高等特点而被广泛使用。在理论分析的基础上设计了一套用于线圈发射器的三电极间隙开关系统,它包括光控部分、触发系统、开关器件3部分。光控信号控制触发系统产生陡化的脉冲高电压,脉冲高压接入三电极的触发极控制主电极导通。控制信号与触发部分采用光纤连接,隔离了高压对低压的干扰。控制电路用金属罩屏蔽,能够有效地在复杂电磁环境下运行。试验检验得到开关性能：延迟时间为1．2μs,抖动时间约300ns。开关系统满足了电磁线圈发射的需要。     

电磁轨道炮试验过程中枢轨界面的接触电阻特性

电磁轨道炮枢轨界面的接触电阻对界面热量和轨道炮系统的性能有着重要影响。为了计算轨道炮发射过程中的接触电阻,构建了发射过程电路模型,结合试验数据得到了接触电阻的数值和曲线。首先利用构建的发射过程电路模型确定了回路阻抗表达式。然后结合试验测量的炮口电压、炮尾电压和轨道电流,拟合了电枢的位移曲线和速度曲线。最后利用MATLAB进行数值计算,得到了轨道炮发射过程的回路阻抗和接触电阻数值,以及在轨道裸露和覆有铝熔膜2种情况下接触电阻的变化曲线。通过分析接触电阻的变化特性,得到了以下结论:在发射过程中,回路阻抗在一定范围内震荡,接触电阻则随电枢前进呈现不断减小的趋势;轨道表面的粗糙化和黑色氧化物减少了枢轨间固-固接触的实际面积,增大了接触电阻;而覆盖轨道的铝熔膜能增大实际接触面积,减小接触电阻。     

脉冲电流对金属射流箍缩电磁力的计算及验证

为深入研究被动电磁装甲的防护机理,进行了脉冲电流作用下金属射流受到的箍缩电磁力作用研究。通过频域分析方法得到了脉冲电流在金属射流中的电流密度分布,并结合反趋肤效应现象研究了射流受到的等效表面电磁压强随半径以及电流密度分布的变化规律。通过数值分析表明:脉冲放电的下降沿出现反趋肤效应时,金属射流受到的等效表面电磁压强大于相同电流时出现趋肤效应时的值。通过被动电磁装甲试验验证了脉冲电流产生的箍缩电磁力的作用效果。在注入脉冲电流的情况下,射流在后效靶板上的穿孔直径明显比不加电情况大。上述研究进一步完善了被动电磁装甲对破甲弹的防护机理,对被动电磁装甲的应用具有一定的指导意义。     

静态下P-MFCG的不同形状电枢受力的仿真

活塞式磁通压缩发电机(P-MFCG)作为一种可重复使用的脉冲功率发电机,在电磁发射器的供电电源方面具有广阔的应用前景。发电机电枢上所受的洛伦兹力(电磁力)对发电机的发电效能有至关重要的影响。不同形状的电枢对螺旋线圈内部磁场强度和位形分布的影响不同,在螺旋线圈内所受的洛伦兹力也不同。该文首先对电枢的受力和作用进行了理论分析,得出影响发电效率的是电枢所受洛伦兹力的轴向分量。其次,通过理论计算,得出电枢表面所受轴向力最大时,电枢表面元法向矢量与该处磁感应线矢量应当满足的关系。然后,利用电磁场有限元分析软件Ansoft,对五种不同形状电枢上感应涡流所受的洛伦兹力进行了仿真。所得数据表明圆柱状电枢所受的轴向洛伦兹力最大,锥状次之,是其70%,但都是分布在电枢的棱边上;类半椭球状电枢受力最小,但分布最均匀;而另外两种电枢的形状相比之下没有优势,不可取。这些结论为电枢的优化设计提供了理论依据,也为P-MFCG的进一步研究提供了重要参考。     

绕制电枢和实体电枢动态特性对比研究

基于电磁场理论和麦克斯韦方程组,推导了含有实体电枢和绕制电枢涡流的磁场控制方程,并对此进行有限元求解;利用电磁场仿真软件ANSOFT Maxwell对实体电枢和绕制电枢的轴向电磁力、速度和电流分布进行了仿真,并对此进行对比分析,得出绕制电枢的电磁特性优于实体电枢,为下一步绕制电枢的制造和加工打下基础.     

一种轨道-线圈混合发射器的原理与性能分析

轨道-线圈混合发射器综合了轨道式电磁发射能发射超高速发射体和线圈式电磁发射能发射大质量物体的优点,较易使大质量发射体达到超高速。文章叙述了它的结构,分析了它的运动过程和性能,并论述了混合电磁发射的优点。     

活塞式螺旋绕组磁通压缩发电机技术及进展

为了引起对活塞式螺旋绕组磁通压缩发电机(P-MFCG-HW)的足够重视,按照技术储备、系统概念、典型设计、原理实验4阶段介绍了P-MFCG-HW的研究历史;讨论了P-MFCG-HW概念分析、理论模拟、实验研究的现状;与单级发电机、逆轨道炮、补偿脉冲交流发电机、爆炸式磁通压缩发电机等对比,从驱动机、发电方式、军事应用等方面分析了P-MFCG-HW的技术特征和优势;指出了P-MFCG-HW是一种技术集成度高、结构紧凑、可供机动部署、并有广泛军事应用前景、值得关注的一种脉冲功率电源。