基于电磁直线驱动的引信发射环境动态模拟技术研究

发布时间：2020-11-14 15:43

　　 引信是弹药装备的关键部件,其性能直接关系到弹药装备能否安全可靠作用。目前引信试验主要包括静态检测和靶场试验,前者由于检测环境所限,不能反映引信发射过程的性能质量,后者虽然检测效果较好,但存在成本高昂、难以回收等制约瓶颈,因此,开展引信发射环境动态模拟试验研究成为必然趋势。对以火炮为代表的依靠后坐力和离心力解除保险的引信而言,现有的发射环境动态模拟试验主要利用气体炮及其改进试验装置作为试验环境,存在可控性和通用性差、难以有效模拟引信所受直线加速惯性力和旋转离心惯性力等不足。本文基于电磁直线驱动技术,较好地实现了引信发射所受直线加速惯性力的模拟,并提出了电磁直线驱动技术和旋转电机技术相结合的直线加速惯性力和旋转离心惯性力双环境力模拟方案。本文首先介绍了引信发射环境动态模拟试验系统的工作原理、结构组成和连接方式。通过理论分析和数值仿真,研究了电磁直线驱动器中试验弹所受电磁推力、速度、位移等内弹道参数。同时,对比分析了充电电压、电容量、试验弹初始位置等参数对内弹道性能的影响。着眼解决电磁直线驱动器工作时会对引信电子部件产生电磁干扰的问题,设计了引信电磁屏蔽罩,并利用有限元仿真,分别分析了采用铝质屏蔽罩、铝质和钢质复合材料屏蔽罩对脉冲磁场的屏蔽效果,得出了复合材料屏蔽罩具有更好的屏蔽性能的试验结论。最后,构建了82mm口径的引信发射环境动态模拟试验平台,并进行了原理试验,验证了系统工作的可行性,为下一步开展工程应用研究奠定了基础。本文主要研究工作包括:(1)分析了引信在发射过程中所受环境力的动态特性,提出了基于电磁直线驱动技术的引信发射环境动态模拟方案。通过建立单级电磁直线驱动器的有限元仿真模型,分析了在电磁直线驱动器作用下试验弹的内弹道特性,研究了不同参数对内弹道特性的影响规律,为开展多级电磁直线驱动器设计和设备研制奠定了基础。(2)通过分析电磁直线驱动器作用下的试验弹内弹道特性,提出了多级电磁直线驱动器设计方法,构建了两级电磁直线驱动器仿真分析模型,对驱动器结构和电路参数进行了优化分析,通过仿真实现了最大加速度过载大于10000g、过载持续时间大于1ms的指标,系统性能进一步提高。(3)设计了试验弹基本结构,分析了电磁直线驱动器的电磁环境,开展了引信电磁屏蔽技术研究,通过对比分析不同材料、不同结构屏蔽罩的屏蔽效果,给出了提高引信电磁屏蔽性能的方案,初步解决了试验过程中脉冲磁场对引信的电磁干扰问题。(4)开发了引信发射环境动态模拟试验平台,验证了通过电磁直线驱动器实现引信发射环境动态模拟的可行性,通过触发控制实现了两级线圈电磁推力的连续,增加了直线加速度过载的持续时间。本文通过将电磁直线驱动技术和旋转电机技术相结合,提出了对引信发射过程中所受到的直线加速惯性力和旋转离心惯性力的双环境力动态模拟,具有可控性和通用性好、引信回收方便、体积和场地要求小、试验成本低等优点,为引信发射环境动态模拟试验提供了一种通用平台,有助于推动引信试验技术的发展和进步。系统经实用化完善后,可以推广至全军相关弹药化试机构和与弹药工作相关的军工厂、研究院所和技术保障大队等单位,具有良好的军事应用前景和经济效益。
【学位单位】：北京理工大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TJ430.6
【部分图文】：

北京理工大学博士学位论文续时间。为满足后续旋转和点火中保持旋转状态。整个碰撞和旋对其特性进行较为直观的仿真分法险解除的基本方法，是通过引信一定的转速，从而满足引信解除承受了足够后坐力，后坐保险已除离心保险。口径地面榴弹引信而言，必须具用摩擦力传动、由旋转管带动难。为了解决这个问题，可以通旋转管向试验弹传递转速。

北京理工大学博士学位论文撞击引信的方法，来检测引信瞬发发火性能。为了防止受离心于弹簧抗力恢复而导致传火通道关闭，在发射模拟靶板弹撞击解除引信保险外，还必须保持引信继续旋转，以引爆最后一级示。为保证引信实现正常瞬发发火，必须使引信的位置及模拟靶满足一定的要求，符合引信瞬发发火所需要的环境条件。

道引爆最后一级火工品。与此同时，在前冲力的作用下，惯性火工在此过程中，引信中的三级火工品至少有两级会发火。在引信惯性在前冲力的作用下，惯性火工品被引爆，然后通过惯性传火通道引，最后引爆延期药，时间间隔约为 1 毫秒至 5 毫秒，在此过程中，发火工品也可能被引爆。延期发火性能检测通过引信前冲力引爆惯约 10 毫秒到 30 毫秒的时间内，通过延期传火通道引爆最后一级火，瞬发火工品也可能被引爆。在引信发火性能检测时必须综合考虑况，可以通过声音信号有效判断有几级火工品被引爆，以及各级火差。际的引信发火性能检测中，由于易爆点不同，从单个声音传感器得确判断各级火工品被引爆的时间差，只能得到有几级火工品被引爆3个传感器组成声音传感器阵列对声音信号进行测量，也可以有效衰减等因素对检测结果的影响，提高检测的准确性和精度，如图
【参考文献】

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本文编号：2883645