大炮要革命

电磁炮是依据一项著名的物理定律而制造的;当电流在磁场中通过时,会产生一种垂直于电流和磁场运动方向的电磁力。电磁炮就是利用这种电磁力将金属炮弹推到弹道上,以每秒至少10公里的速度射出。 如果电磁炮能最终在实战中使用,将会给部队带     

电磁轨道炮电枢前感应磁场特性及其受力分析

电枢是电磁轨道炮中核心运动部件,也是将轨道炮系统电磁能转化为弹丸动能的媒介,电枢前的感应磁场、通流电流是推动电枢运动的根本原因,也直接决定了轨道炮系统的能量转化率。暂未考虑轨道电阻、电流趋肤效应等影响,基于面电流假设,建立了电枢前电磁感应强度场计算模型,以及电枢所受电磁力模型,基于仿真结果,研究了电枢前感应磁场强度分布特性,分析了轨道通流长度对感应磁场及电枢受力的影响。     

基于电容吸收拓扑电路的新型磁阻线圈发射器

磁阻线圈发射器具有出口速度一致性好、可靠性高和能源清洁等优点。但是现有磁阻线圈发射器普遍效率较低,限制了其工程应用。为提高发射效率,提出一种基于电容吸收拓扑电路的新型磁阻线圈发射器方案。首先建立了传统二级磁阻式发射器的模型,采用有限元软件进行了仿真计算。结果显示,在电枢经过线圈中心后,驱动线圈中剩余电流产生的磁场会使电枢受到反向电枢拖拽力而减速。针对上述问题,提出一种新型的基于电容吸收拓扑电路的能量回收方案,分析了各阶段的放电特性。计算结果表明：与传统放电电路相比,新型放电电路可以使驱动线圈的剩余电流被电容器吸收实现快速衰减,电枢出口速度由21.46 m/s提高至26.19 m/s,效率由14.50%提高至21.59%。新型放电电路能够对电枢加速后的剩余能量进行回收,明显减小电枢拖拽力,提高了发射速度与能量回收效率。     

磁探针不同绕制方式下的性能分析

利用比奥-萨伐尔定律和感应电动势原理,把电磁发射中的发射导轨和电枢简化为线电流下的直线导体,推导得到了磁探针线圈中心放置点的磁感强度。在假设线圈范围内的磁场为均匀磁场的前提下,计算得到了线圈垂直导轨放置时的磁通和感应电势,分析对比了在相同线长下平面螺旋型和圆柱螺旋型两种不同绕制方式下的磁探针性能,结果表明:二者在感应电压曲线没有本质区别,但漆包线的直径对平面螺旋绕制方式影响较大。     

静止条件下轨道发射器瞬态电磁场分布有限元模拟

在电枢静止条件下建立了简单轨道发射器及块状电枢的三维有限元模型。利用ANSYS模拟得到了轨道及电枢内的瞬态电流密度分布。结果显示,在通电过程中电流趋向轨道内侧表面,并在电枢尾部与轨道接触处集中,电流线聚集是造成轨道和电枢之间放电烧蚀的最主要原因。同时得到的还有轨道发射器周围空间的瞬态磁场分布,其结果表明,感应磁场主要集中分布在靠近电枢尾部一侧的两轨道间,并向后延续到约等于4倍口径的长度,电枢所在的位置正好是磁场激增区域。     

带电粒子在磁场及复合场中的运动

物体在重力作用下的运动与带电粒子在匀强电场的运动,都是恒力作用下的运动.因此它们的运动规律有诸多相似处,常用类比法处理.而带电粒子在匀强磁场中运动所受的洛仑兹力是一变力,在有磁场的复合带电粒子的运动与力学知识密切相关,还涉及较多的数学知识综合性强、过程复杂、难度较大,要求学生有较高空间想象力和综合能力.带电粒子在磁场和复合场中的运动规律和处理方法主要有以下两种:……     

磁探针位置及角度偏移对电磁发射过程测试的影响

简化电磁发射装置中的导轨和电枢为线电流下的直导体,建立发射装置的物理模型。利用毕奥-萨伐尔定律和感应电动势原理,推导出磁探针线圈中心放置点的磁感强度。假设线圈范围内的磁场为均匀磁场,计算得到磁探针线圈产生的电动势。以此设计测量所用的磁探针,并和测试数据对比验证模型的正确性。在多次试验中发现,发射过程中装置振动导致磁探针距离变化和角度偏转问题。测量并分析三组单次发射中的故障测试状态。仿真和实验数据表明:小范围距离变化没有使磁探针的测试性能失效,但角度偏移对下一步的速度拟合带来误差干扰,且随着角度增大拟合速度逐步减小。     

H62黄铜电磁炮导轨失效机理

通过宏观观察、金相分析、SEM微观观察和EDS成分分析,对发射4发弹丸(速度2～2.5 km/s)的H62黄铜电磁炮导轨进行失效分析.结果表明:导轨的失效形式主要为“刨削坑”、电弧烧蚀和磨损失效.失效的主要原因是导轨与电枢装配精度差,以及导轨材料的导电率、强度、耐电弧烧蚀和耐磨损性能不能满足电磁炮使用性能的要求.提高装置的加工和装配精度,研制或选用导电率高、强度高、耐电弧烧蚀和耐磨损性能优良的导轨材料,以及在导轨和电枢之间实施适当的润滑,是解决电磁炮导轨失效的有效措施.     

基于磁探针阵列的电磁发射内膛速度拟合方法

电磁发射过程中,通过磁探针(B-dot探头)阵列输出信号可获得离散的电枢运动的位置/时间关系点,而采用合理拟合方法对离散点进行拟合是获得连续位置/时间曲线的关键,为此提出了三次线性函数拟合法及电流波形拟合法两种拟合方法。拟合结果表明:两种拟合方法均能较好地拟合电枢内膛运动过程,炮口初速均与高速摄像测试结果相符,而适用于任意驱动电流波形的电流波形拟合法算法更优。     

电磁轨道连续快速发射下轨道中热量分布特性

电磁轨道连续快速发射下的热量积累直接决定电磁轨道发射装置的轨道寿命,而掌握轨道中累积热量的时空分布特性是对轨道进行热量管理的前提,为此分析了轨道体电阻产生的焦耳热量、电枢轨道相对滑动摩擦产生的热量和电枢轨道接触电阻产生的焦耳热量三种热量源的生成机理,并结合电枢动态发射过程中位移、速度与时间的关系,采用解析方法和有限元方法分析得到了轨道中累积热量的空间分布特性;分析了冷却通道作用下热量交换关系,得到了轨道中累积热量的时变特性。数值计算结果表明:轨道中热量来源在电枢运动起始段以焦耳热量为主,之后摩擦热量的地位逐渐上升;电枢轨道间接触电阻产生的焦耳热量占比较小;轨道体电阻产生的焦耳热量在电流上升沿结束附近对应的电枢位移处达到最大值;冷却通道作用下轨道中的累积热量随时间呈锯齿波形状变化,并逐渐趋于热量平衡。     

基于3-D有限元模型的感应驱动器性能分析

建立感应驱动器的数学模型,并基于Ansoft公司的Maxwell 3-D仿真环境,建立了感应驱动器的3-D有限元模型.利用3-D涡流场求解器对感应驱动器性能进行分析,给出磁场和安培力的分布情况,比较电枢分片前后其内部涡流密度的差异,研究电枢材料对性能的驱动器性能的影响.结果表明电枢尾部与励磁线圈之间的磁场最强,电枢尾部外表面处的涡流最大,受到的电磁力也最大,选用铝质电枢有利于提高驱动器的性能.     

某型号引信后坐保险机构设计及试验研究

<正>后坐保险机构是引信中常用的保险形式,多用于弹丸发射环境力大于跌落环境力的或者后坐持续时间长的引信中,以保证其跌落安全性和发射可靠性。然而在低过载或后坐持续时间短的引信中该机构的应用就受到了很大的限制。本文通过对某型号弹药引信研究,设计出了一种新型的后坐保险机构,大量试验说明,该机构在持续时间短和弹道环境力小发射环境中作用效果良好,其安全性和可靠性均能满足使用要求,解决了一些低发射过载或过载时     

关于电磁场理论中电矢势的再认识

经典电磁场理论认为只有电磁场本身有直接的物理意义。运动电荷受到电场力和磁场力的作用,是只有电场强度E和磁感应强度B对运动电荷有作用,而不是电矢势A,在一般人们的观念中电矢势A始终只被看作是数学上的需要而引入的。随着Aharonov-Bohm效应的发现,人们发现对磁场的描述只用B是不够的,它不能解释电子在外磁场中的干涉和散射等现象。带电粒子在外磁场中的动力学行为是否会受到矢势A的直接影响;矢势A的影响是否可以独立于磁感应强度B出现干涉的量子效应,文中将对电磁场理论中电矢势A进行深入分析和探讨,对矢势A进行重新认识并赋以新的定义。     

《火炮反后坐装置通用规范》简介

反后坐装置是火炮的核心组件,其主要功能特性有:(1)保证火炮后坐部分按预定的受力规律和运动规律运动。(2)在后坐过程中,按要求能吸收和贮存     

电磁炮史话

电磁炮的研究可以追溯到80多年前。那是1901年,挪威奥斯陆大学的物理学教授克里斯申·伯克兰研制了一门以电磁力推进弹丸的动能炮。这便是欧美兵器史家所称道的世界上最早的电磁炮。伯克兰教授也因用电流线圈产生的磁力将一     

同步发电机相复励装置的计算

一、前言在船用同步发电机的励磁装置中,按扰动补偿原理设计的相复励装置是用得最广泛的一种。图1是相复励装置的基本电路。发电机空载时,由端电压经移相电抗和桥式整流器供给励磁绕组空载励磁电流;发电机有负载时,负载电流经电流互感器增加复励分量,以补偿电枢反应的去磁作用,使端电压维持恒定。     

新型低后坐膨胀波火炮的原理分析及模型研究

系统地介绍了各种低后坐武器的工作原理和存在的相应缺陷,并在此基础上全面介绍了一种新型低后坐武器--膨胀波火炮的工作原理、性能,以及目前尚待解决的技术问题.同时根据膨胀波火炮的工作方式,考虑发射过程中混合流体的相间作用,采用两相流理论中的分流法建立描述膛内射击过程的内弹道两相流气动力模型,分析了其减小后坐和降低身管温度的机理,并给出了相应的数值解法.     

电磁炮的发展及预测

电磁炮是新概念火炮的一种。本文分析了各类型电磁炮的原理及特性,研究了电磁炮的发展现状与关键技术,并与其它新概念火炮进行了比较。最后,对其发展前景做了预测。     

轨道-线圈复合型电磁炮交叉作用研究

研究了轨道-线圈复合型电磁炮的驱动力、轨道-线圈交叉作用及其对系统性能的影响,提出了改进型的四轨复合炮.理论分析与数值计算表明:在普通的双轨复合炮中,交叉作用会使弹丸与炮管间存在较大的横向压力,导致弹丸运动不稳定及产生摩擦阻力,而四轨复合炮基本消除了交叉作用的不利影响,系统性能显著优于双轨复合炮.     

火炮动力后坐运动的数值模拟

设计了以少量火药为能源代替实弹射击的新型火炮动力后坐试验装置 ,进行了可供试验参考的数值模拟计算。给出了后坐试验装置的原理和结构 ,建立了后坐器的数学模型。结合后坐运动计算模型 ,进行了数值模拟 ,证明了运用动力后坐试验装置可以取得较为理想的效果