发展中的电磁轨道炮

介绍了电磁轨道炮的发展历程和工作原理，对过去20余年影响其武器化过程的关键技术如脉冲功率电源、发射轨道和发射单元作了重点论述。比较了现有各种供电方式的优劣，概括了轨道和发射单元设计时应注意的问题。由于理论研究在相当长的一段时间是电磁轨道发射领域的研究重点，本文从力场模拟、热场模拟和电磁场模拟3个方面作了展开讨论，归纳了理论研究的发展趋势。     

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.     

等离子体电枢电磁轨道炮电枢电弧长度的测量

对用Ｂ－ｄｏｔ磁探针测量三维等离子体电枢电弧长度的原理进行了理论分析,给出了根据记录的磁探讨信号波形计算等离子体电枢电弧长度的判剧。通过实测的数据对判据的准确性进行了实验分析与验证。     

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.     

电磁轨道炮信号控制处理系统的研究

对电磁轨道炮实验系统信号控制与采集进行了描述，利用开关型光耦和线性光耦等元件，进行了信号系统和计算机控制系统隔离与传输的研究，采用ＢｏｒｌａｎｄＣ＾＋＋Ｗ和ＶＢ语言开发了具有Ｗｉｎｄｏｗｓ界面特点的软件系统应用集成平台。     

电磁发射轨道受余割函数磁压力动态响应

解决电磁发射轨道受阻尼力作用而导致的使用寿命短和发射精度不高的问题,采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.结果表明:材料应变阻尼系数、粘滞外阻尼系数、弹性系数对轨道梁挠度产生的影响呈现周期性的变化,在一个周期内,轨道梁的挠度随着粘滞外阻尼系数的增大而减小.随着材料应变阻尼系数的增大而增大.而弹性系数对挠度的影响不太明显,挠度曲线随着弹性系数的增加而呈下降的趋势.该成果对优化电磁发射装置的性能和提高发射精度提供了充足的理论依据.     

电磁发射的初步研究

该文介绍同步磁阻型线圈发射平台的工作原理,初步分析目前同步磁阻型线圈发射验证平台在储能电源小型化、位置触发、弹射体临界条件、线圈耦合、弹射体减速力(材料)及驱动线圈寿命等方面的技术瓶颈,得出同步磁阻型线圈炮更适用于中低初连载荷发射的结论.同时,研究同步磁阻型线圈发射平台在新概念电磁线圈能量武器、大质量载荷弹射(无人机、火箭)以及能量转换机构等方面的应用前景,为科学制定同步磁阻型线圈炮发展战略奠定了基础.     

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...     

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.     

减少轨道炮电极烧蚀的探讨

提出了外加控制磁场减少轨道电极烧蚀的方法，计算了试验条件下外加控制磁场的大小和空间分布，外加磁场线放在等离子体电枢电弧运动加速的起始段，控制磁场增加了电磁推力，加速了电弧斑点和运动，从而达到减轻烧蚀的目的。     

天基发射与载人登月初探

登月是载人航天向深空探测的延续，它与载人飞船工程相比，可靠性要求更高，工程规模更大，资金投入更多。结合国外登月历程和我国航天事业取得的重大成就，探讨了利用现有运载技术，分批次将登月飞船和航天员送入近地轨道，并在天基发射平台上进行组装发射，实现载人登月的设想；并就天基发射平台和天基发射方式进行了初步探讨。     

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.     

发射波形对瞬变电磁信号观测结果的影响

文中给出了瞬变电磁信号数据采集系统中的发射波形对观测结果的影响。     

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。     

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。     

电磁屏蔽材料及电磁屏蔽技术

项目背景 21世纪将是电子信息的时代，随着现代电子工业、电信产业的迅猛发展及电器产品的普及，在我们生存的环境中电磁辐射正在不断增强，由此产生的危害也日益严重。这些危害主要表现在三个方面：     

电磁轨道炮信号控制处理系统的研究

对电磁轨道炮实验系统信号控制与采集进行了描述．利用开关型光耦和线性光耦等元件,进行了信号系统和计算机控制系统隔离与传输的研究．采用ＢｏｒｌａｎｄＣ＋＋Ｗ和ＶＢ语言开发了具有Ｗｉｎｄｏｗｓ界面特点的软件系统应用集成平台．     

增强型导弹四极场电磁轨道发射器研究

为满足导弹发射过程中大推力、高能量、特殊电磁环境的实际需求,降低驱动电流量级,提出了整体增强型导弹四极场电磁轨道发射器模型和分段增强型导弹四极场电磁轨道发射器模型。理论分析了2种模型的能量转换效率,结合具体算例进行了对比说明;利用有限元分析法对导轨内电流分布、模型推力性能、发射组件受力特性进行了研究。结果表明：分段增强型的能量转换效率较整体增强型高,且随分段数目的增加而提高;在保护板作用下,2种模型中导轨内电流的邻近效应得以缓解;2种增强模型的推力大小相当,且较基本型均有较大提升,因而在保证所需发射推力的情况下可以减小驱动电流量级;整体增强型中导轨和保护板受力较大,而分段增强型的导轨和保护板受力较小,且其发射过程中存在周期性变化。2种增强模型均不同程度地优化了发射器的发射性能,可为导弹电磁发射工程化实践提供理论指导;分段增强型的综合性能更优于整体增强型。     

电磁轨道炮二阶过阻尼电路的模型构建及分析

为了探索电磁轨道炮二阶过阻尼电路的暂态过程,分别建立了以储能电容器上的电压、放电回路电流和电枢反电动势为暂态量的数学模型。运用Matlab软件分析了不同电感梯度下三者的变化规律。分析结果表明:电感梯度增大,电压和电流波动较小,反电动势波动较大。随着时间的增加,电流和反电动势的波动幅度比较显著,达到峰值后单调的衰减到零,而电压则一直单调的衰减到零。