电磁轨道炮动能相关因素

发布时间：2021-02-15 03:05

　　文章研究了电磁炮在发射炮弹时动能的相关变化及影响因素,在介绍了电磁炮基本原理的基础上,建立了一级轨道电磁炮的模型,借助电磁学、电动力学、电路模型原理,建立了电磁轨道炮运动过程的微积分方程。再利用Simulink软件进行微积分方程的动态仿真,说明一级轨道炮动能的极限。再建立多级加速轨道炮的电路的仿真,利用Multisim软件进行轨道电路的仿真,说明随着电容式电源级数的增加,电枢速度和动能增加,而随电枢质量增加,电枢速度和动能下降。 

【文章来源】：科技创新与应用. 2020,(07)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

轨道电磁炮模型

在上面的simulink仿真中我们只是对电枢进行的一级加速，但在实际发射中如果需获得持续稳定的速度，就必须进行多级的加速。构建的二阶电路欠阻尼状态，形成衰减震荡的脉冲波形，将此二阶电路称为脉冲形成单元（PFU)[5]。图3 电枢质量随时间的变化

图2 电枢速度随时间的变化但在电容储能型电磁炮中对轨道并非直接供电，这种ZC模式的放电从零增大，然后在出轨道时电流又逐渐降到零。而且由于脉冲电流会产生很强的电磁震荡，产生反电动势，降低了电流值就不能使电枢得到充分的加速，随之降低了发射速度。平顶波是研究发现的理想电流波形，能让电枢平稳的以恒定加速度发射，对轨道内壁的磨损也能产生更低的影响。CC模式下理想的加速状态应为恒定的加速，电流恒定，使电枢能够平稳加速，形成平顶波[6]，但由于要恒定在几千安的电流，对于电源的要求实在太大，所以目前电磁炮加速普遍采用多级脉冲形成单元并联进行加速，形成梯形波，使得轨道得到大电流的同时也不需要电源输出要求过大，保证电枢能够较为平稳的运行。通过Multisim软件通过多模块放出脉冲电流，使得保证大电流的同时，能够使轨道电流在一个相对平稳的状态。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种实现电枢出膛速度控制的电磁轨道炮脉冲电源触发策略[J]. 常馨月,于歆杰,刘旭堃.  电工技术学报. 2018(10)
[2]数值解析轨道电磁炮发射速度与相关参数的关系[J]. 刘洋天.  中国战略新兴产业. 2017(04)
[3]电磁发射技术研究进展和关键技术[J]. 贺翔,曹群生.  中国电子科学研究院学报. 2011(02)
[4]电容式电磁炮电源电路的设计与仿真[J]. 杨玉东,王建新.  高压电器. 2008(05)
[5]电容驱动型轨道电磁炮电磁过程的计算机仿真[J]. 陈庆国,王永红,魏新劳,张海燕.  电工技术学报. 2006(04)

博士论文
[1]电磁轨道炮仿真及性能优化研究[D]. 胡玉伟.哈尔滨工业大学 2014



本文编号：3034317