新型四极轨道电磁发射器

提出一种新型四极轨道电磁发射器模型,并对其进行数值分析及有限元仿真。设计了四极轨道和三叶花瓣状抛体,通过抛体的三组径向电流与四极轨道产生的三组环向磁场正交。环向磁场和流过抛体的径向电流相互作用产生轴向加速力。此外,新型四极轨道电磁发射器的结构设计有利于克服发射过程带来的巨大振动,提高发射精度和准确性。基于理论计算和有限元验证,对抛体的电流及磁场分布进行了分析。结果表明:与传统轨道电磁发射器相比,四极轨道电磁发射器能产生更大的轴向加速力。同时随着轨道电流的增加,抛体所受推进力也会增加。     

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。     

电磁轨道发射器动态发射过程的数值模拟

针对电磁轨道发射器动态发射过程的数值模拟问题,基于矢量磁位A和时间积分标量电位V,采用节点单元法,并选择运动坐标系描述运动问题,推导出动态发射下的电磁轨道发射器三维涡流场有限元离散方程。结合温度场控制方程,建立电磁轨道发射器的三维电磁-温度耦合有限元模型。针对一个电磁轨道发射器动态发射问题,对模型进行数值模拟,得到了动态发射下轨道及电枢的温度场分布特点及发射器电感梯度随时间的变化规律。计算结果表明,模型计算出的脉冲电流峰值、出口电流大小、出口速度等参数均与试验结果吻合较好,验证了所开发的有限元程序代码的正确性。     

舰载导弹线圈发射器模型工作过程仿真

为了克服传统舰载导弹垂直发射器的弊端,提出了一种新型舰载导弹发射器模型,阐述了该模型的基本组成和工作原理,建立了发射器工作过程的数学模型,以三级发射器为例对其工作过程进行了动态仿真,得到了发射器工作过程中放电回路中的电流、发射组件所受电磁力、速度及位移等参数随时间的变化规律.对比分析了通过改变系统储能和发射线圈级数对系统工作特性的影响.结果表明:弹射线圈较驱动线圈具有更好的加速能力;发射组件的速度对其所受的电磁力有较大影响,随着速度的增加,发射组件所受电磁力减小;适当改变系统储能和发射线圈的级数可以实现导弹的垂直发射.     

轨道炮不同激励电流下的发射特性对比分析

电磁轨道炮可以推动宏观弹丸到超高速,而相同幅值、不同上升时间的激励脉冲电流波形对轨道炮的电流分布、电枢所受电磁力、炮口速度等发射特性有明显的影响。因此,主要采用Ansoft Maxwell有限元软件仿真分析的方法,对加载不同形状激励电流波形的电磁轨道炮,分析其电流分布、电感梯度及其所受电磁力的变化规律;再通过综合以上几种影响因素,对相应电流波形的电磁轨道炮发射特性进行对比分析,进而得到不同上升前沿的电流波形对轨道炮发射特性的影响。     

电磁轨道炮的三维电热力耦合数值模拟

基于有限元和边界元混合算法,辅以外电路模拟程序,开发了电磁发射三维电热力耦合数值模拟程序(Railgun3D)。该程序可描述电磁发射过程中电磁加载、欧姆加热、电枢运动等物理过程,为电磁发射系统的设计提供参考。对使用电磁轨道炮三维电热力耦合数值模拟程序的计算结果与经验公式计算以及串联增强型电磁轨道炮发射的试验结果进行了比较和分析,结果表明:所开发的程序不仅能模拟电磁发射过程,还能给出发射中电、热、力参数的变化,有助于提高对电磁发射过程的理解,可为电磁发射器的设计提供参考。     

电磁轨道发射中内弹道动力响应特性分析

将轨道简化为移动载荷作用下固定在弹性支撑上的Bernoulli-Euler梁，通过静态电磁-结构耦合有限元模型求得外围封装的等效刚度，计算得到发射器的临界速度。另外，利用混合有限元/边界元法建立电磁-结构-运动多物理场耦合的动力学模型，求得枢轨动态接触压力和轨道的应力应变分布特性。通过在轨道背面布置光纤光栅应变传感器，利用测量数据验证了动力响应特性，并分析了弹丸在内弹道的稳定性。针对典型30 mm × 30 mm矩形口径发射器，分析及试验结果表明：C型电枢对轨道的电磁挤压力在平顶沿起始时刻达到最大值，之后随着时间推移逐渐减小；电枢通过引起的应力波在高速段容易与轨道中反射应力波发生共振，并且轨道在电枢运动的中间高速段区域受力最为集中，应力集中水平约是起始低速段区域的2.44倍；电枢运动高速段会出现晃动现象，进而引起上下轨道受力的不对称性。分析及试验结果对研究电磁轨道发射器内弹道动力响应特性和发射器结构设计具有重要指导意义。     

四轨电磁发射器电枢-轨道初始接触特性研究

电磁发射器中电枢轨道的不合理物理接触可能导致轨道的刨削、烧蚀和电枢转捩,进而影响电枢和轨道寿命。针对四极轨道电磁发射器电枢的结构特点,设计了基于过盈配合的电枢-轨道初始接触有限元模型,利用ANSYS进行了不同结构参数下的电枢-轨道仿真计算,获得了不同结构参数对初始接触特性的影响规律。为解决电枢尾部接触分离现象,设计了基于反向加载方式下挠度拟合的曲线电枢臂,仿真结果表明,轨道接触效率得到了提高,改善了电枢-轨道初始接触面的压力分布情况。     

电磁催泪风暴系统研究

电磁催泪风暴系统指利用多级感应线圈发射器发射多枚催泪弹以及动能弹等的一种新技术,在未来军事领域中具有十分广阔的应用前景。电磁催泪风暴具有射速高,打击距离远,覆盖面广,安全性高等特点。结合电磁发射原理对电磁风暴系统的结构和功能以及技术难点作了详细的阐述。通过原理分析验证了电磁催泪风暴的可行性,并与金属风暴和当前武警部队常用的多管防暴发射器作了对比分析。     

航空钛合金管件端口电磁校形技术

航空钛合金管件在制造应用时需要管件端口夹持和焊接,往往导致管件端口变形严重,影响后续的加工与连接。采用电磁成形方法,对TC4管件进行管件端口校形实验。应用Ansoft Maxwell有限元软件,对放电电流、磁场和电磁力大小、分布进行研究,将仿真结果与实验结果进行比较分析,结果表明:线圈匝数影响放电回路峰值及震荡频率,进而影响电磁校形效果,选择合理的线圈匝数有利于提高校形效率;最大径向磁压力与线圈匝数成反比,线圈匝数增加,校形后最大变形量减少,管件端口变形更加均匀;铁芯位于线圈中时,线圈自感系数增大,导致放电回路电流峰值下降,放电周期延长,在未达到铁芯饱和磁通时,铁芯的增加可以显著提高电磁力,改善钛管端口电磁校形精度。     

电磁场的对称性与左性电磁波

根据对称性原理，在假设磁单极存在条件下，对Maxwell方程的不对称性进行了改进推导，提出与右性电磁波相对称的左性电磁波，讨论左性电磁波出现的必然性、产生方法及其主要特性。     

强电磁脉冲对导弹的电磁毁伤性分析

分析典型双指数电磁脉冲的波形和频谱特性,讨论了导弹的电磁脆弱性和强电磁脉冲对导弹的耦合途径,重点分析电场从弹翼方向耦合的特殊情形。对孔缝耦合的毁伤问题进行理论建模,最后对制导系统的干扰进行定性分析。结论对探讨高强度电磁脉冲对导弹的毁伤机理有一定指导意义。     

复杂电磁环境下的电磁频谱管理效能评估研究

针对复杂电磁环境下的电磁频谱管理效能评估问题,提出一套系统地效能评估方法.首先对效能评估的指标体系进行了分析,然后提出了一种多模型混合的效能评估方法,最后对整个过程中效能评估的流程进行研究.通过实例仿真研究表明,该方法可以有效地对复杂电磁频谱下的电磁频谱管理效能进行评估.     

电磁发射技术

电磁发射技术是未来发射方式的必然发展趋势。分析了电磁发射的原理和技术特点,研究了电磁弹射、电磁轨道炮、电磁推射三个技术分支的国外发展情况,概述了电磁发射的关键技术,并依此提出了发展思路及电磁发射技术的推广应用前景。     

反电子对抗中的电磁隐蔽

本文提出了反电子对抗中电磁隐蔽的重要性及在强干扰、反辐射导弹、电子侦察的威胁下,如何实现隐蔽探测、隐蔽定位、隐蔽识别、隐蔽传输的一些想法,以供引起注意和探讨。     

电磁干扰与抑制

随着电力电子技术和微电子技术在电子设备中的应用,电磁干扰和抑制越来越受到人们的重视。在电子产品设计过程中,如何实现抑制来自外界的电磁干扰和控制设备间的相互干扰,已成为电子产品设计的关键技术之一。一、电磁干扰电磁干扰(Electromagnetic Interference)是指自然干扰源或人为干扰源对有用电磁信号的损害。它能降低采用电磁波能量变换原理工作的电子设备的工作质量。电磁干扰可以来自系统内部,也可以来自系统外部,前一种情况称为系统内部的干扰,后一种情况称为系统之间的干扰。当不希望的电压和电流影响设备性能时,称之为存在电磁干…     

电磁频谱安全问题探讨

电磁频谱安全是赛博空间安全的重要方面之一,文章从频谱的可用性与安全性两方面入手,分析了有限的频谱资源与无限的频谱需求之间的矛盾,以及电磁频谱使用易受有意、无意干扰和恶意攻击等电磁频谱安全问题。并提出了解决电磁频谱安全问题的相关建议。     

无人机电磁弹射器效能分析

无人机电磁弹射器是一个由多子系统构成的装备,且各部分之间联系紧密,并不同程度的影响着整体效能。为了确定各组成部分与电磁弹射器效能的影响关系,对其进行系统评价,将系统的整体效能分解为几种典型的效能指标,并采用关联矩阵法(RMA)对由弹射器子系统和效能指标构成的评价体系进行分析。明确了电磁弹射器各部分对系统效能的影响程度,并给出了提高电磁弹射器效能指标的几点建议。     

复杂电磁环境威胁模型研究

为了研究复杂电磁环境对防空导弹系统作战能力的影响,分析了电子对抗环境、光电对抗环境、反辐射导弹威胁环境的主要威胁因素,建立了远距离支援干扰、分布式干扰、红外诱饵干扰、激光干扰、烟幕干扰以及反辐射导弹攻击等主要威胁因素的威胁仿真模型,并对分布式干扰和激光干扰模型进行了仿真分析.仿真结果证明复杂电磁环境威胁因素对防空导弹作战能力产生严重影响,对防空导弹作战指挥和采取抗干扰措施具有很高的理论意义和指导价值.     

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。