串联增强型四极轨道发射器电磁推力仿真

为实现用更小的导轨电流弹射大质量抛体,基于四极电磁轨道发射器提出了串联增强型四极电磁轨道发射方案,分别建立了增强型发射器的主、副导轨产生电磁推力的数学模型,对电磁推力的特性分别进行了仿真研究,根据预设电磁推力的大小确定了导轨层数的公式,并对传统型和增强型发射器的弹射过程进行了建模仿真。仿真结果表明:增强型发射器的电磁推力在更低的位置能趋近最大值,当大质量的抛体弹射速度相同时,增强型发射器的导轨电流小于传统型发射器导轨电流的60%。     

主动电磁装甲的工作原理及性能分析

简述了两类电磁装甲主动电磁装甲和反应电磁装甲的基本概念。主动电磁装甲是利用电磁场将一块保护平板加速 ,发射到入侵射弹路径中去拦截射弹 ,以达到防护目的。文中简述了主动电磁装甲的基本装置 ,讨论了其工作原理 ,建立了主动电磁装甲的机电模型 ,并由此导出了保护板发射速度以及能量转换效率的表达式。文章对主动电磁装甲的性能进行了分析并指出了提高效率的几种途径。文章最后简述了组合脉冲电源馈电的方向可控二维主动电磁装甲的工作原理 ,并展望了主动电磁装甲的发展态势     

增强型电磁驱动装置瞬态磁场分析

 基于ANSYS有限元仿真平台的动网格技术,建立了三维增强型电磁驱动装置有限元模型。结合440 kA发射条件下增强型电磁驱动装置附近的空间磁场分布,验证了模型的可靠性。结合模型开展仿真,获得了增强型电磁驱动装置内膛中轴线上磁场的分布规律,以及电磁驱动装置径向磁场在空间的衰减规律。指出电流峰值时刻,电枢前端的磁感应强度随着距离增大先增大,而后趋于不变。在模型中,可认为电枢前端磁场最大为2.3~3.3 T。     

一种频域电磁探测发射机的研究与设计

电磁探测设备是国内外研究的热点.本文通过分析频域电磁探测发射机的拓扑结构,设计了具有上升、下降沿均钳位,且输出电流阶段连接恒流源的发射电路,以及钳位电压源电容、恒流电感值,并建立了系统模型.仿真结果表明,该频域电磁探测发射机能在感性负载较大、发射频率较高的情况下,输出电流幅值大且为常规桥式发射电路3倍,具有交流方波稳定、线性度良好等优点.     

电磁发射轨道受余弦函数磁压力作用的瞬态响应

研究影响电磁轨道发射的摩擦阻尼力因素.将电磁发射装置的轨道模拟为移动载荷作用下的弹性基础梁,采用欧拉梁理论建立梁的力学模型,利用积分变换及其逆变换等方法推导出简谐压力作用下轨道的瞬态响应解析解;通过MATLAB数值算例分析得到:弹性系数、粘滞外阻尼系数和摩擦阻尼系数对梁瞬态动力响应产生不同程度的影响.这为今后求解更高阶偏微分方程的初值问题及其改进电磁发射装置的性能提供了理论依据.     

电容储能式重接型电磁发射的仿真探究

重接型电磁发射无接触,稳定性好,速度快,适于发射大质量载荷,有望用于轨道交通系统。考虑电感梯度的动态特性,本文对电容储能式重接型电磁发射的电路系统和动态电磁场模型进行了仿真,其结果表明：驱动线圈电流下降时铝板中的涡流和铝板所受轴向力不会立即反向;减小放电回路电阻可提高发射的出口速度。     

电磁发射轨道受指数形态压力的瞬态响应

为提高电磁发射装置的发射精度并降低能耗,考虑轨道弹性基础上黏滞外阻尼和材料应变黏滞阻尼的影响,将某型电磁发射装置的轨道模拟为移动载荷作用下弹性基础的简支梁;采用欧拉梁理论建立梁的力学模型,利用拉普拉斯变换和傅里叶变换等方法,推导出指数形态压力载荷作用下轨道的瞬态响应解析解;运用MATLAB软件分析了不同发射参数作用于轨...     

基于AHP的电热化学及电磁轨道发射技术综合评价

介绍了电热化学(ETC)及电磁轨道(EMR)两种新概念电发射技术的原理及关键技术.为从定量角度评价ETC、EMR发射技术的综合性能,根据火炮系统分析评价的要求并结合ETC、EMR发射技术的特点,建立了以综合性能评价为目标层,以可用性、战技能力、经济性、可实现性为准则层,以ETC、EMR发射技术为方案层的递阶层次结构评价指标体系.基于层次分析法(AHP)利用1-9比例法给出了各层次指标下的比较判断矩阵,计算了各层次中指标相对于其上层次支配指标的排序权重,得出ETC与EMR两种电发射技术的综合评价的总权重分别为0.547 7和0.452 3,表明现阶段ETC技术的综合性能略优于EMR技术,这与目前的电发射技术的研究状态是相符的.     

不连续定子永磁直线同步电动机运行过程分析

从不连续定子永磁直线同步电动机的结构特点和工作原理出发 ,建立起电机的仿真模型 .对一台样机运行过程进行仿真、分析 ,探讨动子运动过程中电机电磁推力的变化规律 ,寻求改善电磁推力稳定性的方法 .研究结果表明 :若相邻定子绕组间的距离为磁场基波波长的整数倍 ,动子有效长度为相邻定子中心轴线间距的整数倍 ,且各段定子对应电流大小相等、相位相同时 ,推力较稳定 ;若不满足相邻定子绕组间的距离为磁场基波波长的整数倍时 ,可通过调节定子电流的初始相位来稳定电磁推力     

固体电枢电磁导轨炮非稳态电磁效应

根据麦克斯韦方程和热传导方程,建立了电磁导轨炮导轨、电枢二维非稳态电磁场和温度场的计算模型,运用有限差分P-R算法进行了耦合计算.数值结果显示了导轨及固体电枢内部磁感强度、电流密度和温度分布;同时由于电枢运动,电流趋向导体表面流动并在电枢尾部与轨道接触面上趋于集中,使电枢尾部焦耳热剧增导致出现高温烧蚀.研究工作为改进电枢设计,避免电枢在快速滑动中发生转捩并抑制烧蚀提供了理论依据.     

脉冲功率电源能量传递效率优化研究

研究电磁发射中脉冲功率电源系统时序放电的优化问题.在弹丸的质量和目标速度固定的前提下,提出一种基于模式搜索的时序优化方法提高发射效率.将脉冲电容器组的初始充电电压和放电时序作为优化参数,采用约束模型方法使多目标问题变成单目标优化问题,采用迭代模式搜索算法对问题进行优化,得到满足要求的优化的结果,并将结果与其他文献中的优化结果进行比较,发现发射性能有所提高,证明了提出方法的可行性.同时通过实际发射实验对此方法进行研究,发现采用此方法效率提高7%.      

炮膛抽成真空状态下的电磁轨道炮的性能分析

空气阻力是电磁轨道炮发射过程中受到的主要阻力之一,为改善发射性能,可以将炮膛内抽成真空。因此,本文建立了轨道炮的SIMULINK仿真模型,并对轨道炮在有空气阻力和炮膛内处于真空状态下的发射过程分别进行仿真计算,对比分析了两种情况下的出口速度和系统效率。结果表明,将炮膛内抽成真空,可有效提高电磁轨道炮的出口速度和系统效率,同时减少了电枢的出膛时间,对提高系统寿命具有重要意义。     

基于灰色模型的电磁轨道发射实验电枢初速分析

为了研究电磁轨道发射系统电枢初速影响因素和电枢转捩的辨识方法,在灰关联熵分析的基础上,分别建立了外场试验数据和内弹道理论计算数据的非线性GM(1,N)灰色模型.通过对模型中驱动系数数值和极性的比较,对影响因素的动态协调性进行了定量分析.结果表明:在电磁轨道发射实验中,对电枢初速促进作用最大的是放电电压,其次是电枢直径;测速靶位置对电枢初速的抑制作用最大,电枢质量次之;电枢质量的权重与电枢转捩之间存在某种内在联系.     

计算机模拟CT法测量束流发射度的弧度定标

发射度是反映加速器束流品质的重要物理参数,束流发射度的精确测量在工业生产中日益重要。CT法测束流发射度是利用CT原理与参数可调的输运元件相结合的方法测束流发射度。该方法具有对实验器材要求不高,不需要预设初始束流发射度图像,测量精度高的优点。在以往的CT法测量束流发射度实验中,四极磁铁的控制电流是均匀选取的,均匀的电流值对应的投影角度是不均匀的,角度的不均匀造成发射度图像的重建精度不高。提出先计算出的均匀角度对应的电流值,再根据电流值调节四极磁铁的控制电流;并编写模拟程序,进行模拟计算。模拟计算结果表明:弧度定标确定四极磁铁的控制电流比直接选取均匀四极磁铁电流值的方法测得的发射度更精确,同时减少了测量次数。     

小倾角近圆轨道天体探测发射窗口与初始轨道的确定

传统上用于确定深空探测航天器发射窗口的pork-chop囤法计算量大、计算效率低,且局限于二体模型,不能给出可直接用于进一步优化的初始轨道。本文针对火星等小倾角近圈轨道天体探测问题,提出了根据发射任务所提供的能量C3．直接确定最短飞行时问发射富口的方法;考虑三体摄动后,可以给出接近实际模型的初始轨道,用于进一步的优化。     

燃料电池汽车DC/DC变换器电磁兼容研究

针对燃料电池汽车DC/DC变换器电磁兼容特性问题，参照GB/T 18655—2018在电波暗室内针对实际的燃料电池汽车DC/DC变换器搭建了实验系统，对其进行传导发射以及辐射发射实验，获得燃料电池汽车DC/DC变换器正常工作时各线缆端口的干扰电流和参考点位置的电场强度.然后，通过测量获取实验系统中各部件的几何参数，建立燃料电池汽车DC/DC变换器的电磁仿真模型，将传导发射实验获取的干扰电流作为电磁仿真模型的激励信号.将该仿真所获得的参考点位置的电场强度与辐射发射实验所获取的参考点位置的电场强度进行对比，结果显示：仿真结果与实验结果的整体变化趋势一致，且高频段时的平均误差在5 dB左右，仅在低频段精确度相对较差，该燃料电池汽车DC/DC变换器电磁仿真模型较为可靠.最后，利用该电磁仿真模型对燃料电池汽车DC/DC变换器的辐射抗扰特性进行了分析，结果表明，在电场强度为30~100 V/m的平面波干扰情况下，燃料电池汽车DC/DC变换器的正常工作不会受到影响，满足电磁兼容性要求.     

电磁激振器电磁场的有限元仿真分析

以实验室电磁激振器样机为基础,基于电磁场有限元理论,建立了电磁激振器样机的二维电磁场仿真模型,分析了电磁激振器工作时的冲锤受力现象和磁场分布规律,计算得到了磁力线分布、磁感强度分布和运行过程中冲锤受力变化规律等结果,研究了电磁激振器的磁储能和磁共能的能量变化规律,分析了样机模型的磁饱和特性.计算结果表明:电磁场有限元模型能较全面的反应电磁激振器的电磁场特性,为进一步设计研究电磁激振器提供一定的参考.     

电磁发射制导控制器件强磁场特性分析与离线测试方法

针对电磁发射中脉冲强磁场对制导控制器件的破坏性影响且缺乏重复测试手段的问题,在磁场特性分析的基础上,提出了一种离线测试制导控制器件抗磁场能力的方法。基于电磁发射实际工况,分析给出磁感应强度峰值、磁感应强度变化率和持续时间等综合性能要求;基于系统电路分析、磁场计算建模,提出兼顾磁感应强度峰值和磁感应强度变化率、电源规模以及工作空间的磁场发生装置多目标优化设计方法;并利用有限元仿真对所得设计方案进行验证;最终研制出一套孔径160mm,磁感应强度峰值10.2T、磁感应强度变化率5 487.5T/s并在最大值范围内灵活可调的离线测试装置,实验与仿真结果吻合。该离线测试方法可为电磁发射中制导控制器件在脉冲磁场环境下的保护研究提供灵活高效的测试条件;与原有方式相比,该方法摆脱了发射装置限制,有效降低了成本并提高了测试效率。     

基于车载电磁无人机弹射系统的研究

车载电磁弹射系统是一种新兴的发射优化系统,是对传统弹射技术的重大突破,改变了常规的发射方式。电磁弹射应用电磁能驱动物体,就是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动,理论分析证明,其可以对大型物体进行高速弹射。电磁轨道炮的理论研究加速了电磁弹射理论的发展,而车载无人机的发展也有较大的利用价值,车载电磁无人机弹射技术就是在此背景下结合两者长处开始发展应用的,具有隐蔽性好、通用性强、维护方便、战场适应性好、机动灵活、可靠性高等优点。本文以单极感应线圈炮为驱动装置组成的车载电磁无人机弹射系统方案进行模拟分析、计算,并通过原理试验理论验证了该方案的可行性,具有一定的理论价值,确定车载电磁无人机弹射技术是可行的且优点明显的。     

Posenbroke方法对电磁轨道炮的优化计算

为了研究弹丸的发射速度,选择等离子体电枢作为研究对象,建立了包括粘滞、烧蚀、空气和摩擦阻力在内的电枢运动的数学模型,并用Posenbroke方法进行优化计算,以上四种阻力对电枢速度的影响是非常大的,并且任何电磁轨道炮模型中空气阻力和摩擦阻力是不可忽略的.文中通过调整发射轨道的高度、两轨间距以及电枢运动的时间来达到调整弹丸的发射速度的目的.