電樞
- 電磁軌道炮電樞電磁推力特性分析與驗(yàn)證
300401)電樞電磁推力作為電磁軌道炮的基本性能,是電磁軌道炮動(dòng)態(tài)特性研究和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)[1-2]。對(duì)電樞電磁推力的計(jì)算,一般有解析計(jì)算方法和數(shù)值模擬方法。解析計(jì)算方法速度快,能直觀反映參數(shù)和變量之間的映射關(guān)系,對(duì)裝備的快速設(shè)計(jì)具有重要指導(dǎo)意義。文獻(xiàn)[3-4]研究了固定電感梯度下電樞電磁推力解析計(jì)算方法。文獻(xiàn)[5-8]研究了動(dòng)態(tài)電感梯度下電樞電磁推力解析計(jì)算方法。實(shí)際工況下,電磁場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化使得難以得到準(zhǔn)確的解析解,數(shù)值模擬方法能獲得場(chǎng)的時(shí)空分布特性,實(shí)現(xiàn)
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2023年6期2024-01-05
- 一種組合式同步感應(yīng)線圈發(fā)射器研究
圈形成的炮筒以及電樞和線圈驅(qū)動(dòng)回路組成[1-3]。線圈由一組電容器驅(qū)動(dòng)電路依次饋電,產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng),在電樞中感應(yīng)出渦流,使電樞受到電磁力作用,進(jìn)而推動(dòng)電樞前進(jìn)。電樞應(yīng)被加速到高速運(yùn)動(dòng)的需求,使得驅(qū)動(dòng)線圈應(yīng)儲(chǔ)存較多能量。如此,驅(qū)動(dòng)線圈需要承受高電壓和大電流,也就容易發(fā)生絕緣擊穿和機(jī)械損壞。軸向力使電樞加速向前發(fā)射,徑向力則對(duì)驅(qū)動(dòng)線圈起反作用[4],特別是在大電流情況下,驅(qū)動(dòng)線圈的結(jié)構(gòu)形變會(huì)更為明顯。為得到高強(qiáng)度的驅(qū)動(dòng)線圈,其設(shè)計(jì)和制造方法都需要綜合考慮,這成為
電測(cè)與儀表 2023年10期2023-10-19
- 直線推進(jìn)機(jī)構(gòu)C型電樞幾何結(jié)構(gòu)對(duì)電流分布影響規(guī)律研究
構(gòu)進(jìn)行研究探索。電樞是電磁軌道炮一個(gè)必不可少的部分,具有傳輸電流和通過(guò)電磁力使自身加速到超高速的作用,因此對(duì)電樞研究的重要性不容置疑。電樞在發(fā)射過(guò)程中的轉(zhuǎn)捩行為會(huì)在很大程度上受到電樞幾何形狀的影響,并且會(huì)極大程度地影響發(fā)射的性能[5]。長(zhǎng)方體電樞是形狀最簡(jiǎn)單的電樞,但是由于其不良好的電接觸導(dǎo)致了較低的速度,而C型電樞的超盈尾部可以在開始與發(fā)射階段為電樞與導(dǎo)軌之間的接觸提供更大的接觸壓力,從而可以提供更加良好的電接觸,因此C型電樞被廣泛應(yīng)用[6,7]。在C型
電工電能新技術(shù) 2023年9期2023-09-22
- 電磁同步線圈推進(jìn)過(guò)程中動(dòng)態(tài)力學(xué)狀態(tài)分析
個(gè)特斯拉的磁場(chǎng)。電樞在磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生渦流與磁場(chǎng)相互作用,該作用會(huì)對(duì)電樞產(chǎn)生向前的推力,從而使電樞做加速運(yùn)動(dòng),達(dá)到推進(jìn)電樞的效果[5-8]。由于初級(jí)線圈在通入脈沖電流的瞬間產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng),在對(duì)電樞產(chǎn)生推進(jìn)作用的同時(shí)會(huì)對(duì)電樞產(chǎn)生很強(qiáng)的徑向擠壓力,可能會(huì)引起電樞發(fā)生變形,導(dǎo)致電樞及內(nèi)部元件損壞[9-11],同時(shí)強(qiáng)電磁力會(huì)對(duì)線圈本身產(chǎn)生非常大的力學(xué)沖擊,電磁力過(guò)大不僅會(huì)影響推進(jìn)器的壽命,還會(huì)導(dǎo)致推進(jìn)器絕緣固定外殼損壞引起線圈短路,存在爆炸的風(fēng)險(xiǎn)[12-13]。為避免
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2023年5期2023-05-31
- 基于多場(chǎng)耦合仿真的四軌電磁發(fā)射器性能分析
果表明,為了保證電樞在高速狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行,必須采用樞軌無(wú)間隙過(guò)盈配合方式,這就導(dǎo)致電磁軌道發(fā)射器工作過(guò)程中惡劣的接觸狀態(tài)難以避免,只能通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改善。對(duì)于發(fā)射器多物理場(chǎng)耦合問(wèn)題,Lin Qinghua等[5]開發(fā)了場(chǎng)路耦合條件下電磁軌道發(fā)射器的多物理場(chǎng)求解器;Yin等[6]對(duì)簡(jiǎn)單C形電樞的膛內(nèi)電磁特性進(jìn)行了研究;Galanin等[7]基于準(zhǔn)靜態(tài)磁場(chǎng)對(duì)電磁軌道發(fā)射器的工作過(guò)程進(jìn)行了仿真;Kim等[8]研究了發(fā)射器的電流分布與電感梯度;Li Baomi
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2023年4期2023-05-04
- 高速滑動(dòng)電接觸電樞表面動(dòng)態(tài)磨損過(guò)程研究
元高速滑動(dòng)電接觸電樞表面動(dòng)態(tài)磨損過(guò)程研究李 白 魯軍勇 譚 賽 張永勝 蔡喜元（海軍工程大學(xué)艦船綜合電力技術(shù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 武漢 430074）電樞是電磁發(fā)射裝置的關(guān)鍵部件，其表面磨損是引起發(fā)射過(guò)程中轉(zhuǎn)捩的原因之一，同時(shí)磨損也會(huì)嚴(yán)重削弱電樞本體的力學(xué)性能，影響發(fā)射安全性，因此有必要對(duì)高速滑動(dòng)電接觸電樞表面的動(dòng)態(tài)磨損過(guò)程進(jìn)行深入分析。首先，分析電樞表面產(chǎn)生磨損的機(jī)理，厘清相關(guān)耦合因素；其次，考慮表面磨損量變化、溫度升高及電樞尾翼向外擴(kuò)張過(guò)程中反向受力的影
電工技術(shù)學(xué)報(bào) 2023年1期2023-01-30
- J-TEXT托卡馬克上電磁彈丸注入系統(tǒng)的X型電樞設(shè)計(jì)
丸注入系統(tǒng)的X型電樞設(shè)計(jì)陳忠勇1,2張維康1,2唐俊輝3李 峰1,2夏勝國(guó)3（1. 磁約束聚變與等離子體國(guó)際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室（華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院） 武漢 430074 2. 強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院） 武漢 430074 3. 脈沖功率技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（華中科技大學(xué)） 武漢 430074）國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃是我國(guó)參與規(guī)模最大的國(guó)際科技合作項(xiàng)目，目標(biāo)是驗(yàn)證大型托卡馬克裝置實(shí)現(xiàn)聚變能的可行性
電工技術(shù)學(xué)報(bào) 2022年19期2022-10-14
- 基于電接觸特性的電樞臂形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)
程中的運(yùn)動(dòng)部件,電樞與發(fā)射器軌道的接觸特性極大影響電磁軌道炮的性能。為了獲得良好的樞軌接觸特性,工業(yè)上常采用過(guò)盈配合的方式。過(guò)盈配合不僅是發(fā)射裝置拋體裝填的必然要求,而且通過(guò)過(guò)盈配合,還可以增大樞軌接觸壓力,避免刨削、燒蝕等對(duì)發(fā)射不利的因素的產(chǎn)生,因此發(fā)射裝置樞軌過(guò)盈配合成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。目前,針對(duì)樞軌過(guò)盈配合的研究,主要集中在樞軌之間的物理接觸特性上。如車英東等使用有限元仿真的方法分析了樞軌初始接觸狀態(tài)和預(yù)緊力對(duì)電磁軌道發(fā)射裝置起動(dòng)特性的影響,證明了優(yōu)
彈道學(xué)報(bào) 2022年3期2022-10-08
- 四軌電磁發(fā)射器電樞-軌道初始接觸特性研究*
7）0 引言理想電樞與軌道的接觸是電樞臂表面完全與軌道接觸，電樞與軌道之間有足夠的接觸壓力并且能克服由于電流集中形成的接觸分離力，但是過(guò)大的接觸反力會(huì)延遲電樞的啟動(dòng)時(shí)間，造成電樞與軌道接觸區(qū)域熱燒蝕。另外，軌道刨削、電樞轉(zhuǎn)捩是影響電磁發(fā)射器軌道壽命和性能的重要因素。而電樞與軌道之間接觸壓力的大小和分布是影響轉(zhuǎn)捩的一項(xiàng)重要因素，接觸壓力及分布都與電樞的結(jié)構(gòu)有關(guān)。目前，對(duì)于電樞結(jié)構(gòu)方面的研究主要集中于C型電樞和H 型電樞。從研究?jī)?nèi)容來(lái)分，主要涉及電樞結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)
火力與指揮控制 2022年5期2022-07-25
- 基于接觸特性的四軌電磁發(fā)射器電樞結(jié)構(gòu)分析
器系統(tǒng)中的應(yīng)用。電樞作為傳導(dǎo)大電流并推動(dòng)彈丸發(fā)射的運(yùn)動(dòng)部件,其接觸特性極大影響著電磁軌道炮的性能。接觸壓力不足將引發(fā)轉(zhuǎn)捩等現(xiàn)象;接觸壓力過(guò)大將導(dǎo)致發(fā)射過(guò)程中阻力過(guò)大,加重樞軌磨損。而具有優(yōu)異性能的發(fā)射裝置,要求在發(fā)射過(guò)程中樞-軌始終保持良好的接觸,且樞-軌接觸面上具有足夠壓力和均勻的應(yīng)力分布。因此對(duì)電磁發(fā)射裝置的通電接觸特性的研究具有重要意義。目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了大量的研究。馮建源等為優(yōu)化初始接觸特性,對(duì)C型電樞與軌道模型進(jìn)行二維過(guò)盈裝配仿真分
彈道學(xué)報(bào) 2022年2期2022-07-01
- 異步感應(yīng)線圈推進(jìn)器推力穩(wěn)定性研究
次觸發(fā)放電，驅(qū)動(dòng)電樞不斷加速前進(jìn)[2,3];而異步線圈推進(jìn)器，采用多相繞組配合多相交流脈沖電源，通過(guò)控制交流脈沖電源的放電相序，在軸向推進(jìn)器里產(chǎn)生交變的磁動(dòng)勢(shì)，驅(qū)動(dòng)電樞加速前進(jìn)[4]。目前，同步線圈推進(jìn)器的研究居多。同步線圈推進(jìn)器具有較高的推射效率，但是需要精確的位置檢測(cè)裝置來(lái)觸發(fā)相應(yīng)位置的脈沖電源，控制復(fù)雜；同時(shí)，同步線圈推進(jìn)器對(duì)電樞作用力集中在尾部，會(huì)造成電樞尾部應(yīng)力集中、溫升過(guò)高等問(wèn)題。異步線圈推進(jìn)器不需要精確的位置檢測(cè)裝置，且感應(yīng)渦流、電磁應(yīng)力和溫
電工電能新技術(shù) 2022年6期2022-07-01
- 930E 卡車主發(fā)電機(jī)電樞的日常維護(hù)與保養(yǎng)工藝
力，主要由定子和電樞2 部分組成，由于卡車使用年限的增長(zhǎng)，露天礦工作環(huán)境的影響，運(yùn)輸任務(wù)量的增加，所以930E 卡車主發(fā)電機(jī)電樞的日常維護(hù)和保養(yǎng)就尤為重要。如何能夠快速完成電樞的維護(hù)和保養(yǎng)，保證保養(yǎng)后的質(zhì)量達(dá)到所規(guī)定，930E 卡車主發(fā)電機(jī)電樞的日常維護(hù)與保養(yǎng)工藝的提出，就解決了這一難題，它能夠使電樞保養(yǎng)更加的快速，還能夠保證其質(zhì)量，極大地提高了930E 卡車主發(fā)電機(jī)電樞的日常檢修效率。1 930E 電動(dòng)輪卡車主發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)930E 電動(dòng)輪卡車主發(fā)電機(jī)定子
露天采礦技術(shù) 2021年5期2021-12-24
- 直流電機(jī)電樞繞組彎折裝置設(shè)計(jì)與應(yīng)用
大中型直流電機(jī)的電樞繞組由若干根扁銅線相接安裝在鐵芯槽內(nèi)，這些扁銅線在安裝完成后需要將兩端的端部彎折后，按一定的要求聯(lián)接。大中型直流電機(jī)電樞繞組的扁銅線通常比較粗，若采用手工折彎勞動(dòng)強(qiáng)度大，且彎折的尺寸統(tǒng)一性難以保證，易造成電樞繞組整體布線不規(guī)范，影響轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡性能。1 直流電機(jī)電樞繞組彎折存在的問(wèn)題如圖1 所示，直流電機(jī)主要由轉(zhuǎn)軸8、電樞鐵心5、電樞繞組7、換向器1 等組成，運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電樞繞組是電機(jī)
裝備制造技術(shù) 2021年8期2021-12-21
- 尾推式固體電樞的應(yīng)力評(píng)估方法研究
道炮技術(shù)的發(fā)展，電樞研究也更加深入，很多專家學(xué)者已經(jīng)就電樞材料[1-2]、電樞結(jié)構(gòu)形式[3-6]、軌道材料、軌道結(jié)構(gòu)形式[7]等進(jìn)行了研究，并分析了電樞通流時(shí)的電流分布[8-9]，電樞的應(yīng)力應(yīng)變[10-11]。但是很少有論文從電磁軌道炮一體化彈丸設(shè)計(jì)角度出發(fā)，研究高過(guò)載條件下電樞在膛內(nèi)推動(dòng)彈體時(shí)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問(wèn)題。目前電磁軌道炮毀傷用彈丸主要有兩個(gè)研究方向[12]，一個(gè)是尾推式彈丸，一個(gè)是中騎式彈丸。尾推式彈丸主要特點(diǎn)是電樞位于彈丸底部，發(fā)射時(shí)電樞在電磁力的作
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2021年3期2021-09-23
- 電磁軌道發(fā)射裝置的動(dòng)態(tài)多物理場(chǎng)耦合分析
)0 引言伴隨著電樞的高速運(yùn)動(dòng)，電磁軌道發(fā)射裝置內(nèi)電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)和結(jié)構(gòu)場(chǎng)相互耦合在一起，使裝置內(nèi)彈道工作環(huán)境十分惡劣[1]。為了設(shè)計(jì)出既能保證樞軌間有足夠的接觸力而不發(fā)生轉(zhuǎn)捩，又能保證不會(huì)因溫度過(guò)高、受力過(guò)大而產(chǎn)生破壞的電樞結(jié)構(gòu)，研究發(fā)射狀態(tài)下的內(nèi)彈道多物理場(chǎng)耦合模型十分必要。目前對(duì)構(gòu)建電磁軌道發(fā)射裝置的多物理場(chǎng)耦合計(jì)算模型已取得了一定成果：在國(guó)外，一些計(jì)算程序如EMAP3D[2]，MEGA[3]和HERB[4]等被開發(fā)出來(lái)，用于模擬高速滑動(dòng)電接觸條件下的
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2021年2期2021-06-26
- 3種口徑電磁軌道炮電磁特性研究
軌道炮口徑增大，電樞質(zhì)量隨之增大，要將電樞加速至相同速度需要饋入更大值的電流，這也許會(huì)使大口徑軌道炮的電樞由于電流密度過(guò)于集中而燒蝕[8-9]，因此需要深入研究不同口徑軌道炮電磁場(chǎng)特性的影響規(guī)律。金龍文、李軍[10-12]通過(guò)量綱分析提出的?；椒ㄓ懻摿瞬煌趶诫姶跑壍琅诘奈锢韴?chǎng)特性。湯亮亮等[4]研究了大口徑方形軌道炮電樞電流密度集中的現(xiàn)象，并對(duì)電樞結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。李軍[13]通過(guò)對(duì)軌道炮發(fā)射過(guò)程中的微分方程組分析發(fā)現(xiàn)電磁軌道炮的電磁場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和溫度
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2020年3期2020-11-16
- 地空導(dǎo)彈四極電磁發(fā)射裝置的仿真與分析*
道發(fā)射裝置，利用電樞受到電磁推力做加速運(yùn)動(dòng)，將導(dǎo)彈以較高速度發(fā)射出去。與傳統(tǒng)的導(dǎo)彈發(fā)射技術(shù)相比，電磁軌道發(fā)射裝置具有推力大、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、通用性好等優(yōu)勢(shì)。文中對(duì)發(fā)射裝置進(jìn)行了模型介紹與理論分析，并對(duì)發(fā)射裝置的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布、電流矢量分布和電樞所受電磁推力進(jìn)行了仿真。通過(guò)利用MATLAB 軟件對(duì)電樞的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行計(jì)算分析，獲得了電樞的運(yùn)動(dòng)特性，驗(yàn)證了四極電磁軌道發(fā)射裝置對(duì)大載荷拋體進(jìn)行發(fā)射的可行性。1 發(fā)射裝置結(jié)構(gòu)與發(fā)射原理1.1 發(fā)射裝置結(jié)構(gòu)對(duì)于地空導(dǎo)彈這樣重載
火力與指揮控制 2020年9期2020-11-10
- 炮膛抽成真空狀態(tài)下電磁軌道炮的性能分析
1]的研究表明，電樞以一定的速度進(jìn)入軌道內(nèi)然后利用電磁力發(fā)射，可以改善電流波形，降低電氣原件的性能要求，同時(shí)提高系統(tǒng)的效率。文獻(xiàn)[2]鑒于石墨烯良好的潤(rùn)滑性能和導(dǎo)電性能，將石墨烯涂層應(yīng)用于電樞和軌道之間，大幅降低了兩者之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，同時(shí)獲得了更高的發(fā)射速度。文獻(xiàn)[3]研究了錫合金鍍層對(duì)電磁軌道炮性能的影響，錫合金鍍層電樞可將出口速度提高15%以上。文獻(xiàn)[4]分析了軌道長(zhǎng)度、寬度、高度、間距等幾何參數(shù)和電路的元器件參數(shù)對(duì)電樞性能的影響，并且進(jìn)行了多目標(biāo)
科學(xué)技術(shù)與工程 2020年19期2020-08-03
- 一種實(shí)現(xiàn)直流牽引電動(dòng)機(jī)電樞旋轉(zhuǎn)烘焙的方法
動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通常稱為電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵芯、電樞繞組以及換向器等部件組成。電樞是機(jī)車將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的部件，通過(guò)齒輪驅(qū)動(dòng)輪對(duì)旋轉(zhuǎn)來(lái)牽引列車前進(jìn)。牽引電機(jī)安裝在機(jī)車下部轉(zhuǎn)向架上，運(yùn)行環(huán)境惡劣，一方面要承受機(jī)車運(yùn)行時(shí)輪對(duì)的劇烈振動(dòng)；另一方面，牽引電機(jī)需要強(qiáng)迫通風(fēng)，傳動(dòng)端是開放式的，運(yùn)行時(shí)風(fēng)雨砂塵、有害氣體等都會(huì)進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，對(duì)電機(jī)絕緣產(chǎn)生傷害。機(jī)車運(yùn)行中直流牽引電機(jī)電樞發(fā)生接地曾經(jīng)是常見故障，接地故障發(fā)生后只有落輪修理。因此在提高直流牽引電機(jī)電樞絕緣可靠性方面做
軌道交通裝備與技術(shù) 2020年2期2020-07-15
- 雙層電樞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其電磁力和電流密度分布*
099)0 引言電樞在發(fā)射過(guò)程中加載的強(qiáng)脈沖電流會(huì)在電樞上產(chǎn)生大量的焦耳熱和強(qiáng)脈沖電磁力，熱量會(huì)導(dǎo)致電樞溫度急劇升高，降低電樞的力學(xué)性能，強(qiáng)脈沖電磁力會(huì)加劇電樞性能的退化，最終引起轉(zhuǎn)捩或者電樞的破壞，影響電磁發(fā)射系統(tǒng)的效率和壽命。所以，合理的電樞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅可以改善電樞的電流密度分布，降低電樞的溫升，還能強(qiáng)化電樞力學(xué)性能，在一定程度上抑制轉(zhuǎn)捩和電樞破壞[1-2]。在電樞結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量的工作。CHEN[3-4]等研究了電樞和軌道匹配性對(duì)
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2020年1期2020-07-09
- 電磁發(fā)射軌道的溫度場(chǎng)及非傅里葉熱效應(yīng)
電流通入到軌道和電樞所形成的回路中，可以在極短的時(shí)間內(nèi)將電樞加速至很高的速度[1]。伴隨著電樞高速運(yùn)動(dòng)，軌道處于大電流、高溫、高壓和強(qiáng)磁場(chǎng)的工作環(huán)境中[2]。而由于電磁熱效應(yīng)引起的溫度變化會(huì)導(dǎo)致軌道燒蝕、變形，這不利于電磁發(fā)射軌道在大功率下的連續(xù)發(fā)射[3]。因此，了解發(fā)射過(guò)程中軌道溫度分布，以及軌道溫度隨電樞移動(dòng)的變化規(guī)律，對(duì)于軌道冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有著重要的參考意義。近年來(lái)，隨著電磁軌道發(fā)射技術(shù)的快速發(fā)展，其所涉及的各種問(wèn)題的研究都在不斷深入。文獻(xiàn)[4-6]
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2020年3期2020-04-22
- 電磁軌道炮電樞裝填推力影響因素分析
2099)在固體電樞設(shè)計(jì)過(guò)程中，電樞尾翼跨距往往被要求比電磁軌道炮正負(fù)兩軌之間的距離要大一些，這個(gè)大的量值往往稱為過(guò)盈量。通常固體電樞采用鋁合金制作，而正負(fù)軌道采用銅合金制作[1-2]。當(dāng)固體電樞被推入電磁軌道炮內(nèi)膛時(shí)，固體電樞由于材質(zhì)較軟，而軌道材質(zhì)較硬且位置被嚴(yán)格約束，電樞尾翼的跨距會(huì)失去“過(guò)盈量”。固體電樞失去的“過(guò)盈量”會(huì)在電樞內(nèi)部?jī)?chǔ)存一定的彈性能，使得電樞尾翼外表面緊緊的壓接在內(nèi)膛軌道表面，并保持著一定的機(jī)械壓力。這種機(jī)械壓力會(huì)抵抗發(fā)射初始時(shí)刻因
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2020年1期2020-03-20
- 電磁發(fā)射磁探針陣列位置分布及姿態(tài)優(yōu)化
。在發(fā)射過(guò)程中，電樞速度和位移等參數(shù)的測(cè)量可以從一定程度上反映電樞在內(nèi)彈道中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，準(zhǔn)確測(cè)量?jī)?nèi)彈道中的電樞速度對(duì)電磁發(fā)射具有重要意義[4-5]。磁探針具有價(jià)格低、體積小、耐震耐熱性好等優(yōu)點(diǎn)，是電磁發(fā)射中最常用的電樞速度測(cè)量傳感器。其原理為檢測(cè)電樞經(jīng)過(guò)磁探針時(shí)引起的磁通變化，得到電樞通過(guò)磁探針的時(shí)間[6]，擬合求導(dǎo)后得到電樞速度- 時(shí)間曲線[7]。影響電樞速度曲線擬合精度的主要原因包括磁探針陣列(即多個(gè)測(cè)量電樞速度的磁探針)的空間位置分布、電樞速度曲線測(cè)
兵工學(xué)報(bào) 2020年12期2020-02-06
- 軌道炮發(fā)射過(guò)程中軌道的受力與變形問(wèn)題研究*
炮利用流經(jīng)軌道、電樞的大電流產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng),使電樞在洛倫茲力的作用下加速運(yùn)動(dòng)到軌道炮出口,并拋射出去,是一種新概念動(dòng)能武器。由于電樞運(yùn)動(dòng)速度較快,為保證電樞和軌道始終具有較好的接觸,需要對(duì)軌道施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力。在發(fā)射過(guò)程中,電樞受到電磁力并且發(fā)生變形,會(huì)對(duì)接觸的軌道面產(chǎn)生擠壓。兩側(cè)的軌道由于流過(guò)相反方向的強(qiáng)電流,也會(huì)產(chǎn)生較大的排斥力。因此,保證軌道處于較為穩(wěn)定的工作狀態(tài),并且具有較長(zhǎng)的使用壽命,是電磁軌道發(fā)射技術(shù)的重要研究方向[1]。對(duì)于在發(fā)射過(guò)程中軌道的變
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2019年4期2019-12-28
- 軌道炮樞軌初始接觸特性研究
其是用于發(fā)射固體電樞的電磁軌道炮，因其優(yōu)異的性能而得到迅速的發(fā)展[1-3]。然而，在發(fā)射過(guò)程中，電樞-軌道界面接觸壓力不足導(dǎo)致轉(zhuǎn)捩和軌道燒蝕現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，為確保電樞-軌道界面的良好接觸，接觸面需要保持足夠的壓力大小和均勻的壓力分布，而樞軌接觸壓力及分布同電樞的形狀和結(jié)構(gòu)參數(shù)相關(guān)[4-6]，因此研究樞軌界面的接觸問(wèn)題對(duì)于提高電磁發(fā)射效率、延長(zhǎng)軌道使用壽命、電樞形狀設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化等方面具有重大意義[7-9]。C形電樞是一種常用的固體電樞結(jié)構(gòu)類型[10-11
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2019年10期2019-11-08
- 新型四極軌道電磁發(fā)射器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
存在著軌道燒蝕、電樞受力不均、電流過(guò)度集中等制約軌道炮發(fā)展的突出問(wèn)題[1-2]。文獻(xiàn)[1]在現(xiàn)有軌道炮類型的基礎(chǔ)上提出了一種新型四極軌道電磁發(fā)射裝置結(jié)構(gòu)，并對(duì)該模型進(jìn)行了充分的理論與仿真分析。由于該模型獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與通流方式，使得其具備優(yōu)良的電磁、電流效應(yīng)，能夠產(chǎn)生更大、更穩(wěn)定的電磁推力，具有較強(qiáng)的研究意義。本研究主要對(duì)該模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，充分挖掘該結(jié)構(gòu)的性能，提高其電磁推力等性能指標(biāo)，推動(dòng)其工程實(shí)際研究。1 基于正交試驗(yàn)的新型四極軌道電磁發(fā)射器基本型設(shè)
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2019年10期2019-11-08
- C形一體電樞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及接觸壓力分析
炮使用的C形一體電樞結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)前提是保證發(fā)射過(guò)程中電樞與軌道(以下簡(jiǎn)稱樞軌)之間保持良好的金屬—金屬接觸，避免發(fā)生轉(zhuǎn)捩。樞軌之間接觸面大小和位置的分布以及二者之間接觸壓力的大小均是導(dǎo)致轉(zhuǎn)捩的重要因素，接觸面與接觸壓力的大小都與電樞的結(jié)構(gòu)有關(guān)[4-8]。因此，研究樞軌之間電接觸特性，對(duì)合理設(shè)計(jì)電樞結(jié)構(gòu)、提高電磁軌道炮發(fā)射效率以及抑制軌道燒蝕、轉(zhuǎn)捩，均有著重要意義。電磁軌道炮樞軌間的滑動(dòng)電接觸受多種因素影響，如接觸壓力、電樞運(yùn)動(dòng)速度、脈沖電流等。原則上樞軌接
兵工學(xué)報(bào) 2019年10期2019-11-05
- 電磁軌道炮錫合金鍍層U形電樞仿真與試驗(yàn)
明，電磁軌道炮鋁電樞在發(fā)射初始階段，在法向預(yù)應(yīng)力的作用下，樞/軌之間以干摩擦為主；同時(shí)由于電流歐姆熱作用，電樞表面發(fā)生軟化與剝落，加劇樞/軌間摩擦，即損傷電樞與軌道，降低軌道的使用壽命，還限制電樞速度的提高，導(dǎo)致發(fā)射效率低下；在電樞高速運(yùn)動(dòng)階段，鋁電樞表面由于電流歐姆熱和摩擦熱的持續(xù)累積，會(huì)熔化形成較均勻的液態(tài)層，對(duì)樞/軌滑動(dòng)電接觸具有一定的積極作用。因此，針對(duì)低速階段電樞/軌道間干摩擦情況，在電磁軌道炮電樞/軌道界面添加液態(tài)導(dǎo)電層，以降低電樞/軌道間摩擦
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2019年3期2019-09-23
- 電磁軌道炮U形鋁質(zhì)電樞回收過(guò)載極限分析
等問(wèn)題[4]，當(dāng)電樞在膛內(nèi)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電樞會(huì)受到復(fù)雜的作用，從而導(dǎo)致樞/軌間的滑動(dòng)電接觸狀態(tài)極易處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，并產(chǎn)生燒蝕、刨削等損傷現(xiàn)象，嚴(yán)重影響軌道的壽命從而制約電磁軌道炮的進(jìn)一步發(fā)展，而對(duì)軌道和電樞之間的滑動(dòng)電接觸進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是很困難的，目前的研究方法是根據(jù)基本理論建立超高速滑動(dòng)電接觸模型，預(yù)測(cè)滑動(dòng)電接觸的過(guò)程和對(duì)軌道及電樞界面的影響，并對(duì)發(fā)射后的滑動(dòng)接觸界面形貌與理論預(yù)測(cè)進(jìn)行比較，反推滑動(dòng)電接觸過(guò)程。因此，要實(shí)現(xiàn)樞軌之間滑動(dòng)電接觸的可靠分析，需要
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2019年2期2019-06-25
- 電磁軌道發(fā)射器數(shù)值模擬與速度測(cè)量
進(jìn)行求解，計(jì)算了電樞運(yùn)動(dòng)過(guò)程、電磁場(chǎng)和溫度。文獻(xiàn)[10]基于磁擴(kuò)散方程、安倍定律和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)有限元計(jì)算求得考察點(diǎn)磁場(chǎng)和電場(chǎng)特性。文獻(xiàn)[11-16]以磁通密度Bz為自變量，建立了軌道和電樞內(nèi)的二維磁擴(kuò)散模型。文獻(xiàn)[17-19]基于觸發(fā)策略自動(dòng)計(jì)算方法，建立了電磁軌道發(fā)射器電路模型，能夠求解電樞的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。筆者考慮摩擦力、空氣阻力的影響，基于磁擴(kuò)散方程、熱傳導(dǎo)方程和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程建立電磁軌道發(fā)射器的計(jì)算模型。針對(duì)矩形電樞普通發(fā)射器、C形電樞普通發(fā)射器和增強(qiáng)型發(fā)
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2019年2期2019-06-25
- 電樞裝配后接觸壓力不均勻特性研究*
間電流相反,使得電樞中心磁場(chǎng)得以抵消,實(shí)現(xiàn)彈藥位置的磁場(chǎng)屏蔽,同時(shí)相比于傳統(tǒng)軌道發(fā)射器,它的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,電樞受力更大。發(fā)射過(guò)程中,電樞的性能狀態(tài)對(duì)發(fā)射的影響巨大,只有保證電樞與軌道良好的接觸狀態(tài),才能確保發(fā)射的成功率[7-9]。電樞與軌道間保持良好的金屬-金屬接觸,才能避免發(fā)生轉(zhuǎn)捩現(xiàn)象,電樞與軌道之間的初始接觸壓力大小和分布對(duì)轉(zhuǎn)捩現(xiàn)象有重大影響[10-13]。初始接觸壓力大小與分布及電樞的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān),合理的電樞結(jié)構(gòu)尺寸能保證電樞與軌道之間壓力分布均勻,
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2019年6期2019-06-24
- 電磁軌道炮U形電樞的水中阻力系數(shù)研究
過(guò)程以及對(duì)軌道和電樞界面的影響，并與發(fā)射后的接觸界面形貌對(duì)比，反推滑動(dòng)電接觸過(guò)程。為此，必須對(duì)發(fā)射后的電樞進(jìn)行無(wú)損回收。傳統(tǒng)回收方式大多采用低密度固體回收介質(zhì)，容易造成電樞表面的劃傷，只能采用流體介質(zhì)對(duì)電樞進(jìn)行無(wú)損回收。電樞在流體介質(zhì)中的阻力系數(shù)是回收裝置設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。目前電磁軌道炮大多采用U形電樞進(jìn)行試驗(yàn)[5-8]，形狀與傳統(tǒng)的圓柱形彈丸差異較大。為此，本研究將通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬分析及相關(guān)驗(yàn)證試驗(yàn)，得出U形電樞在水中的阻力系數(shù)，從而為電樞的無(wú)損回收方案
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2019年4期2019-05-05
- 電磁軌道炮錫合金涂層電樞/軌道溫度場(chǎng)數(shù)值仿真
050003)電樞/軌道間的滑動(dòng)電接觸性能對(duì)電磁軌道炮的發(fā)射效率和軌道壽命影響最大，是電磁軌道炮的核心技術(shù)之一。由于滑動(dòng)電接觸本質(zhì)是電樞/軌道間高速載流摩擦，在電流歐姆熱與機(jī)械摩擦熱共同作用下，電樞與軌道界面會(huì)出現(xiàn)摩擦磨損、轉(zhuǎn)捩燒蝕、高速刨削、金屬沉積等問(wèn)題，嚴(yán)重影響軌道使用壽命[1-3]。將液態(tài)涂層應(yīng)用于電磁軌道炮滑動(dòng)電接觸，可以顯著增加實(shí)際接觸面積，大幅減小接觸電阻，同時(shí)還可以達(dá)到潤(rùn)滑效果。俄羅斯學(xué)者Drobyshevski[4]從理論上對(duì)電磁軌道炮
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2019年4期2019-05-05
- 觸發(fā)位置對(duì)異步線圈電磁推進(jìn)效率影響分析
比，線圈式推進(jìn)器電樞和驅(qū)動(dòng)線圈之間無(wú)直接的電聯(lián)系。異步線圈推進(jìn)時(shí)，電樞在加速的過(guò)程中受到懸浮力的作用，電樞和驅(qū)動(dòng)線圈之間的沒有摩擦，推進(jìn)器的使用壽命更長(zhǎng),電樞在推進(jìn)過(guò)程中也會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，增加電樞的穩(wěn)定性[4]。由于異步線圈推進(jìn)器推進(jìn)過(guò)程中安培力很大且分布在電樞多個(gè)位置，推進(jìn)力相較同步電磁推進(jìn)器可以更大，更穩(wěn)定，因此異步感應(yīng)線圈推進(jìn)器更適合推進(jìn)大質(zhì)量物體。我國(guó)從20世紀(jì)80年代末開始進(jìn)行這方面的研究，并取得了一系列的研究成果[5-10]。其中，中國(guó)科學(xué)院電工研究所
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2019年4期2019-05-05
- 六極軌道電磁發(fā)射器電樞優(yōu)化設(shè)計(jì)與仿真*
有效的電磁屏蔽。電樞是六極軌道電磁發(fā)射器的重要組成部件,六極軌道電磁發(fā)射器選用的是常用的固體電樞。六極軌道電磁發(fā)射器發(fā)射智能彈藥過(guò)程中強(qiáng)大的電流在趨膚效應(yīng)的作用下僅僅分布在軌道和電樞的淺表層,導(dǎo)致電流在電樞與導(dǎo)軌接觸面的某些局部區(qū)域過(guò)于集中,電流集中將導(dǎo)致局部過(guò)熱從而發(fā)生電樞和軌道表面燒蝕,導(dǎo)致轉(zhuǎn)捩現(xiàn)象發(fā)生。通過(guò)改變六極軌道電磁發(fā)射器電樞的幾何結(jié)構(gòu),可以有效改善電樞和軌道接觸表面以及電樞內(nèi)部的電流分布、焦耳熱分布和電磁力分布,從而減少電樞和軌道表面燒蝕以及
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2018年2期2018-12-21
- 多匝串聯(lián)并列軌道炮U形電樞接觸界面熔蝕規(guī)律分析
3-5]。軌道炮電樞在高速滑動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，包括焦耳熱、摩擦熱等，并伴隨著接觸界面材料的熔化和磨損甚至發(fā)生轉(zhuǎn)捩，造成嚴(yán)重?zé)g，進(jìn)而影響軌道壽命。研究電樞與軌道間滑動(dòng)接觸界面的電熱特性和熔蝕規(guī)律，對(duì)延長(zhǎng)軌道壽命至關(guān)重要[6-9]。目前，由于高發(fā)射指標(biāo)需要很強(qiáng)的脈沖電流，簡(jiǎn)單軌道炮在發(fā)射大質(zhì)量彈丸方面正在承受著燒蝕帶來(lái)的問(wèn)題，這是簡(jiǎn)單軌道炮面臨的挑戰(zhàn)[10-11]。Marshall等[1]指出：電樞沿發(fā)射方向的載流厚度是評(píng)價(jià)電磁軌道炮發(fā)射能力的一個(gè)重要
兵工學(xué)報(bào) 2018年11期2018-11-29
- 基于ANSYS的電磁軌道炮C型固體電樞有限元分析
[1]。C型固體電樞是電磁軌道炮常用的一種電樞結(jié)構(gòu)型式，合理的C型固體電樞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以有效減小電樞與軌道的最大電流密度值，進(jìn)而改善接觸面上焦耳熱的分布，避免電樞和軌道接觸面的燒蝕，增大電樞的加速力，提高發(fā)射的能量利用效率。電磁軌道炮的相關(guān)實(shí)驗(yàn)成本很高，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件也有很高的要求，僅通過(guò)實(shí)驗(yàn)很難明確電樞上物理特性的分布規(guī)律。相比于實(shí)驗(yàn)方法，數(shù)值模擬方法成本低，觀察電樞上物理特性分布更加直觀，是解決這一問(wèn)題的最有效的手段。1 理論解析麥克斯韋方程組是解決時(shí)變電
現(xiàn)代機(jī)械 2018年3期2018-07-27
- 移動(dòng)區(qū)域中的電場(chǎng)問(wèn)題的研究
進(jìn)系統(tǒng)是以導(dǎo)軌和電樞為主要組成部分，通過(guò)對(duì)導(dǎo)軌兩端施加電壓，使導(dǎo)軌內(nèi)產(chǎn)生電流，在電流和導(dǎo)軌間磁場(chǎng)的共同作用下，進(jìn)而產(chǎn)生作用在電樞上的洛倫茲力，通過(guò)洛倫茲力對(duì)電樞的作用來(lái)加速拋體運(yùn)動(dòng)的裝置。移動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)軌與電樞接觸面隨時(shí)間變化，導(dǎo)致電場(chǎng)、電流也隨之變化。求解問(wèn)題模型如圖1，其中最外層是空氣層，中間為兩條導(dǎo)軌，導(dǎo)軌中間是滑動(dòng)的電樞，在導(dǎo)軌兩端通電，由導(dǎo)軌與電樞構(gòu)成一個(gè)閉合回路。2 理論模型在求解區(qū)域中，我們將在兩個(gè)導(dǎo)軌上分別添加適當(dāng)電壓，我們通常給予150V
- 電磁軌道炮膛內(nèi)磁場(chǎng)環(huán)境的數(shù)值仿真分析
模型，分析了固體電樞電磁軌道炮的速度趨膚效應(yīng)；以矩形電樞和U型電樞為例，給出了邊界條件和激勵(lì)源函數(shù)。采用有限差分法對(duì)方程進(jìn)行了分析，得到軌和電樞中的磁密度云圖和電密度云圖及電樞的受力曲線。軌道炮膛內(nèi)磁場(chǎng)的高磁通密度，空間衰減迅速特點(diǎn)及低頻特性，對(duì)軌道炮膛內(nèi)磁場(chǎng)屏蔽設(shè)計(jì)具有重要的意義。電磁軌道炮；脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)；有限元差分法；時(shí)頻特性電磁發(fā)射技術(shù)是繼化學(xué)能發(fā)射之后出現(xiàn)的一種新概念動(dòng)能發(fā)射技術(shù)，按結(jié)構(gòu)和原理的不同，可分為電磁軌道式和電磁線圈式兩種。前者可以理解為一
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2017年12期2018-01-04
- 電磁軌道炮石墨烯涂層U型電樞的發(fā)射試驗(yàn)研究
炮石墨烯涂層U型電樞的發(fā)射試驗(yàn)研究杜傳通， 雷 彬， 呂慶敖， 邢彥昌， 張 倩(軍械工程學(xué)院彈藥工程系， 河北 石家莊050003)利用涂層制備裝置在普通U型電樞表面制備了石墨烯涂層，通過(guò)對(duì)普通U型電樞和石墨烯涂層U型電樞進(jìn)行了低速發(fā)射試驗(yàn)，分析了石墨烯涂層對(duì)電磁軌道炮放電電流、電樞速度及試驗(yàn)后電樞形貌等的影響。結(jié)果表明：與普通U型電樞相比，石墨烯涂層U型電樞的電樞速度可提高20%以上，且石墨烯涂層具有抗電弧燒蝕、減小樞軌間滑動(dòng)摩擦因數(shù)的作用。試驗(yàn)結(jié)果對(duì)
裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報(bào) 2017年4期2017-09-16
- 電磁軌道炮電樞饋電位置研究
89)電磁軌道炮電樞饋電位置研究吳金國(guó)1， 李海元1， 程年凱2， 李龍1， 栗保明1(1.南京理工大學(xué) 瞬態(tài)物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 江蘇 南京 210094； 2.中國(guó)兵器科學(xué)研究院， 北京 100089)軌道炮電樞依靠饋入的脈沖大電流來(lái)產(chǎn)生電磁力以驅(qū)動(dòng)彈丸運(yùn)動(dòng)。選擇合適的電樞饋電位置，有利于減小電樞的啟動(dòng)延遲，也能夠減少身管長(zhǎng)度的冗余設(shè)計(jì)。研究了電樞饋電位置的選擇對(duì)電樞啟動(dòng)時(shí)電磁推力的影響，理論推導(dǎo)分析并結(jié)合有限元/邊界元數(shù)值模擬的結(jié)果表明：改變電樞的饋
兵工學(xué)報(bào) 2017年6期2017-07-10
- 電磁軌道炮電樞技術(shù)研究進(jìn)展
03)電磁軌道炮電樞技術(shù)研究進(jìn)展杜傳通，雷 彬，金龍文，向紅軍，孟學(xué)平(軍械工程學(xué)院 彈藥工程系，河北 石家莊 050003)電樞作為電流和電磁力的載體，在電磁軌道炮中起著將電能轉(zhuǎn)換為彈丸動(dòng)能的關(guān)鍵作用。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外電磁軌道炮電樞資料的搜集分析，論述了不同類型、形狀的電樞和軌道炮一體化彈丸的研究進(jìn)展。結(jié)合電樞技術(shù)特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢(shì)，提出了以電磁軌道炮實(shí)用化為應(yīng)用背景的一體化彈丸對(duì)電樞的要求及其研究方向。兵器科學(xué)與技術(shù)；軌道炮；電樞；一體化彈丸縱觀世界常規(guī)武器
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2017年2期2017-06-19
- 磁通量壓縮發(fā)生器電樞的動(dòng)力學(xué)特性仿真計(jì)算研究
磁通量壓縮發(fā)生器電樞的動(dòng)力學(xué)特性仿真計(jì)算研究魯峰1,2， 陳朗2， 馮長(zhǎng)根2， 王立華1(1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院 漁業(yè)工程研究所, 北京 100141; 2.北京理工大學(xué) 機(jī)電學(xué)院, 北京 100081)為了有效地提高磁通量壓縮發(fā)生器的輸出性能，設(shè)計(jì)了一種柱錐形結(jié)構(gòu)的磁通量壓縮發(fā)生器，研究了發(fā)生器結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性。采用聚類算法和文本挖掘技術(shù)對(duì)非線性動(dòng)力學(xué)仿真軟件LS-DYNA進(jìn)行了二次開發(fā)，編制了節(jié)點(diǎn)隨機(jī)失效和有限元網(wǎng)格自動(dòng)分離程序，建立了一個(gè)仿真模型
兵工學(xué)報(bào) 2017年2期2017-03-09
- 感應(yīng)線圈炮中電樞感應(yīng)電流產(chǎn)生機(jī)理及特性
要成員之一，具有電樞和驅(qū)動(dòng)線圈之間無(wú)直接機(jī)械接觸、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，是研究的熱點(diǎn)[5-6]。目前對(duì)于感應(yīng)線圈發(fā)射器的數(shù)學(xué)模型建立、數(shù)值仿真、參數(shù)分析都開展了較多的研究[7-10]，但對(duì)于電樞中的感應(yīng)電流的產(chǎn)生機(jī)理、變化特性等尚沒有開展深入研究。電樞感應(yīng)電流特性作為影響電磁發(fā)射效率、多級(jí)發(fā)射器觸發(fā)控制條件的關(guān)鍵因素，需要開展深入研究。筆者將從感應(yīng)線圈發(fā)射器的等效數(shù)學(xué)模型出發(fā)，基于電磁感應(yīng)定律和楞次定律，深入分析影響電樞感應(yīng)電流的各個(gè)因素，為感應(yīng)線圈發(fā)射器的優(yōu)化
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2017年4期2017-02-02
- 電磁軌道炮接觸熱時(shí)空分布特性分析*
是一種依靠軌道和電樞間的電磁力加速載荷的發(fā)射裝置，在軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域和超高速撞擊實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。電磁軌道炮發(fā)射電樞過(guò)程中，電樞與軌道接觸面通過(guò)兆安級(jí)脈沖電流，為保證電樞與軌道處于良好的電接觸狀態(tài)，電樞與軌道間要保持適當(dāng)?shù)慕佑|壓力。在這種高速、脈沖大電流的滑動(dòng)電接觸狀態(tài)下，電樞與軌道接觸面會(huì)產(chǎn)生大量的接觸熱，即摩擦熱和焦耳熱。接觸熱的作用可能使電樞和軌道接觸面發(fā)生熔化，嚴(yán)重影響電磁軌道炮的可靠性和軌道的使用壽命。在高頻發(fā)射情況下，軌道內(nèi)周期性熱
高壓物理學(xué)報(bào) 2016年6期2016-04-25
- 載流電樞與感應(yīng)電樞電磁線圈發(fā)射器系統(tǒng)特性比較*
合作用將發(fā)射體(電樞和發(fā)射載荷)發(fā)射出去，實(shí)現(xiàn)電能到動(dòng)能的轉(zhuǎn)化。電磁線圈發(fā)射器主要由脈沖功率電源、多級(jí)驅(qū)動(dòng)線圈、電樞和發(fā)射負(fù)載等組成。該發(fā)射器具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊化、能量轉(zhuǎn)換效率高、發(fā)射過(guò)程精確可控等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)小載荷(幾克到十幾千克)的高速發(fā)射及大載荷(數(shù)百千克)的低速發(fā)射任務(wù)等，應(yīng)用前景十分廣闊[1-6]。電樞是電磁發(fā)射器實(shí)現(xiàn)電能到動(dòng)能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件，其載流特性決定了電磁發(fā)射器的系統(tǒng)特性。電磁線圈發(fā)射器的結(jié)構(gòu)包括感應(yīng)電樞結(jié)構(gòu)和載流電樞結(jié)構(gòu)兩種。感應(yīng)實(shí)體電樞
高壓物理學(xué)報(bào) 2016年6期2016-04-25
- 鋁合金刷電樞的電磁發(fā)射特性研究*
點(diǎn)[1-11]。電樞作為發(fā)射系統(tǒng)關(guān)鍵部件之一，對(duì)電磁發(fā)射設(shè)備的工作特性具有重要影響。在發(fā)射過(guò)程中，電樞必須承受兆安級(jí)的超強(qiáng)電流，這種極端條件對(duì)電樞的強(qiáng)度、韌性、耐瞬間高溫以及抗燒蝕性能提出苛刻要求。固體電樞-軌道間的熱現(xiàn)象主要由電流趨膚效應(yīng)和滑動(dòng)電接觸引起[2-3]，電流趨膚效應(yīng)會(huì)造成電流集中分布，進(jìn)而產(chǎn)生很高的局部溫度，導(dǎo)致電樞材料表面熔化、腐蝕甚至破裂。電樞燒蝕的部位大多位于電樞和軌道相接的尾部[4]，且速度越快燒蝕越嚴(yán)重。為了分析電流趨膚效應(yīng)的機(jī)理并
高壓物理學(xué)報(bào) 2016年3期2016-04-25
- H形固體電樞形狀設(shè)計(jì)及接觸應(yīng)力分析
生強(qiáng)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)載流電樞的超高速發(fā)射裝置，電樞設(shè)計(jì)對(duì)其性能的優(yōu)劣有著重要影響。其中固體電樞歐姆損耗較小，相比較其他類型電樞具備較高的能量轉(zhuǎn)換效率，是目前軌道型電磁發(fā)射裝置研究的熱點(diǎn)［3－6］。H 形結(jié)構(gòu)固體電樞有許多優(yōu)越的特性。為了使電樞能夠與導(dǎo)電軌道緊密接觸，尾端形狀有一個(gè)向兩側(cè)的過(guò)盈，使其稍大于炮膛口徑。這樣電樞和軌道之間的作用力由兩方面構(gòu)成：一方面，當(dāng)電樞進(jìn)入膛內(nèi)時(shí)，兩尾翼會(huì)形成向內(nèi)的形變，從而對(duì)軌道產(chǎn)生壓力；另一方面，當(dāng)電流通過(guò)電樞尾翼時(shí)，尾翼還會(huì)受到
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2015年1期2015-11-27
- 大電流高速滑動(dòng)刨削的預(yù)測(cè)模型
關(guān)［6－9］。當(dāng)電樞速度達(dá)到起始刨削速度時(shí)，沖擊力達(dá)到材料的極限強(qiáng)度導(dǎo)致刨削。該假說(shuō)只對(duì)刨削行為作了解釋，并沒有給出預(yù)測(cè)起始刨削速度的方法。2）絕熱剪切假說(shuō)認(rèn)為刨削產(chǎn)生的過(guò)程中有絕熱剪切帶形成。絕熱剪切帶是當(dāng)材料的粘塑性熱軟化率超過(guò)其機(jī)械硬化率時(shí)局部帶發(fā)生的劇烈的塑性應(yīng)變［10］。該假說(shuō)也沒有給出預(yù)測(cè)起始刨削速度的方法。3）沖擊壓強(qiáng)模型認(rèn)為起始刨削速度由較硬材料的硬度和雙方材料的密度及聲速度決定。當(dāng)電樞與軌道碰撞產(chǎn)生的沖擊壓強(qiáng)超過(guò)了材料的屈服強(qiáng)度時(shí)則產(chǎn)生刨
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2015年2期2015-11-27
- 三種H形電樞接觸特性分析
004）三種H形電樞接觸特性分析劉 峰1，黨晟罡1，張暉輝1，王振春2，溫銀堂2（1.燕山大學(xué)河北省重型裝備與大型結(jié)構(gòu)力學(xué)可靠性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北秦皇島 066004；2.燕山大學(xué)國(guó)防科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河北秦皇島 066004）電樞的接觸狀態(tài)是影響發(fā)射精度和發(fā)射效率的重要因素。由懸臂梁模型計(jì)算了過(guò)盈尺寸，對(duì)3種典型的H形電樞進(jìn)行了力學(xué)分析，比較了應(yīng)力狀態(tài)、接觸力以及電接觸性能，發(fā)現(xiàn)凹面電樞更符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)符合形狀要求的凹面電樞進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，討論馬鞍面圓心尾端
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2015年3期2015-01-08
- 電磁軌道炮固體電樞的運(yùn)動(dòng)特性分析*
研究正方興未艾。電樞作為發(fā)射系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)組件，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了不同方面的研究［1］。文獻(xiàn)［2］分析了發(fā)射狀態(tài)下導(dǎo)軌的動(dòng)態(tài)響應(yīng);文獻(xiàn)［3］通過(guò)數(shù)值模擬分析了二維塊狀電樞的速度趨膚效應(yīng);文獻(xiàn)［4］研究了固體電樞非穩(wěn)態(tài)電磁場(chǎng)和溫度場(chǎng);文獻(xiàn)［5］研究了電樞導(dǎo)軌接觸區(qū)幾何結(jié)構(gòu)對(duì)電樞發(fā)射的影響。然而目前現(xiàn)有文獻(xiàn)資料對(duì)固體電樞的運(yùn)動(dòng)特性的研究略顯不足，文中將從動(dòng)力學(xué)角度分析固體電樞在激勵(lì)電流作用下的加速度和速度理論，并運(yùn)用數(shù)值分析軟件和有限元分析軟件對(duì)比分析理論和
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2014年1期2014-09-20
- 電樞材料和彈丸配重對(duì)艦載線圈炮效率的影響
與有效載荷相連的電樞。有效載荷與電樞的質(zhì)量比稱為彈丸的配重。線圈炮發(fā)射的有效載荷質(zhì)量差別很大，從幾克到幾百千克不等，驅(qū)動(dòng)不同的有效載荷所需的電樞質(zhì)量也是不一樣的，因此研究彈丸的配重具有十分重要的意義。同時(shí)，電樞的材料對(duì)線圈炮的性能有顯著的影響，文獻(xiàn)［9］通過(guò)比較鋁、銅、銀、鎳、鎢、鋼等6 種材料的電樞，得出了電樞材料必須具有很高電導(dǎo)率和較低密度的結(jié)論，并指出最好的材料是鋁，但文獻(xiàn)［9］并沒有就在電樞上增加有效載荷進(jìn)行研究;文獻(xiàn)［10］研究了用銅作為電樞材料
艦船科學(xué)技術(shù) 2013年4期2013-12-02
- 考慮電樞速度的多級(jí)感應(yīng)線圈炮最佳觸發(fā)位置
言感應(yīng)線圈炮具有電樞與驅(qū)動(dòng)線圈無(wú)電氣和機(jī)械直接接觸、可控性好、可實(shí)現(xiàn)較高發(fā)射初速等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊［1－7］。但是，電樞僅在驅(qū)動(dòng)線圈的后半段才受到加速力，而在前半段會(huì)受到制動(dòng)力，由于感應(yīng)線圈炮的這一原理性弊端，使得單級(jí)驅(qū)動(dòng)線圈對(duì)電樞的加速能力有限。為使電樞獲得較大出口速度，可以利用多個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈，使儲(chǔ)能電容對(duì)驅(qū)動(dòng)線圈依次觸發(fā)放電或供電，實(shí)現(xiàn)對(duì)電樞的連續(xù)加速。多級(jí)感應(yīng)線圈炮中驅(qū)動(dòng)線圈的觸發(fā)或?qū)〞r(shí)機(jī)是影響電磁發(fā)射效率的重要因素。對(duì)于多級(jí)感應(yīng)線圈炮中的任一級(jí)驅(qū)
電機(jī)與控制學(xué)報(bào) 2012年1期2012-09-20
- 電磁發(fā)射系統(tǒng)C型固體電樞的電流密度分布特性及其機(jī)理分析
4)1 引言C型電樞是固體電樞電磁軌道炮常用的電樞結(jié)構(gòu)型式，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)電樞中的電流分布以及電樞所受的電磁驅(qū)動(dòng)力都有重要的影響［1］。合理的電樞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅可以改善電樞中的電流分布，進(jìn)而改善電樞內(nèi)部發(fā)熱，增大電樞的電磁驅(qū)動(dòng)力，提高發(fā)射的能量利用效率，還可能強(qiáng)化電樞與軌道之間的電接觸，在一定程度上抑制速度轉(zhuǎn)捩的發(fā)生［1-4］。但由于受到計(jì)算機(jī)硬件和軟件的限制，難以模擬電磁發(fā)射過(guò)程中電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。文獻(xiàn)［5］簡(jiǎn)單提到了電樞的結(jié)構(gòu)尺寸變化引起的電流和焦耳熱的
電工電能新技術(shù) 2012年2期2012-07-02
- 電磁軌道發(fā)射狀態(tài)下導(dǎo)軌的動(dòng)態(tài)響應(yīng)
過(guò)采用新的導(dǎo)軌與電樞間的導(dǎo)電方式來(lái)避免導(dǎo)軌燒蝕；另一方面，通過(guò)計(jì)算導(dǎo)軌發(fā)射過(guò)程中導(dǎo)軌的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及導(dǎo)軌的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，來(lái)分析導(dǎo)軌發(fā)射狀態(tài)下的受力及變形規(guī)律［2］。文獻(xiàn)［3］將導(dǎo)軌簡(jiǎn)化為彈性地基梁，并假設(shè)電樞勻速通過(guò)導(dǎo)軌的情況下，討論了導(dǎo)軌長(zhǎng)度等參量對(duì)共振速度的影響。文獻(xiàn)［4］研究了發(fā)射狀態(tài)下導(dǎo)軌的彈性波，并討論了電樞臨界速度與接觸壓力之間的關(guān)系。文獻(xiàn)［5］通過(guò)數(shù)值模擬的方法，研究了等離子體的粘滯阻力和惰性阻力對(duì)電樞運(yùn)動(dòng)的影響。但是，這些研究都沒有考慮電樞對(duì)導(dǎo)
振動(dòng)與沖擊 2012年2期2012-02-12
- 直流雙轉(zhuǎn)串激永磁電機(jī)起動(dòng)過(guò)程分析
Φ=常數(shù)。若忽略電樞反應(yīng)的影響，等效電路如圖1所示[2]。圖中La表示電樞繞組的電感與外接電感的總和，稱為電樞回路電感；Ra為電樞回路的電阻，Ea為電樞繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；Φs為永久磁鐵對(duì)外的剩磁磁通。設(shè)電機(jī)的靜負(fù)載轉(zhuǎn)矩為ML，且等于常數(shù)。起動(dòng)前電路處于穩(wěn)態(tài)，即t=0-時(shí)，電樞電流Ia(0-)=0。當(dāng)開關(guān)K合閘瞬間，由于電樞回路存在電感La，使得電樞電流 Ia不能躍變。即在t=0+時(shí)，Ia(0+)=Ia(0-)=0，所以剛加上電樞電壓時(shí)，電樞電流為零。當(dāng) t≥
船電技術(shù) 2011年11期2011-07-03
- 電磁軌道炮C型固體電樞組合裝填方式下接觸特性的分析
作電壓為千伏級(jí)，電樞和軌道之間的接觸是不均勻的點(diǎn)接觸，如果不能保證良好接觸在發(fā)射過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，造成軌道和絕緣層的燒蝕。為了使電樞和軌道不發(fā)生熔焊，必須保證接觸面上有足夠的接觸壓力；而且把電樞置于距軌道炮尾部約4倍口徑的位置可以使電樞在接通電流時(shí)獲得最大推力[4]。電樞和軌道之間保持初始接觸壓力最容易實(shí)現(xiàn)的就是利用過(guò)盈配合，因此有必要研究過(guò)盈量、摩擦因數(shù)和壓入速度對(duì)裝填過(guò)程中接觸壓力分布的影響，以20 mm口徑電磁軌道炮為例，采用接觸問(wèn)題的有限元方
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2011年4期2011-06-27
- C型固體電樞與導(dǎo)軌接觸壓力的保持
015）1 引言電樞是電磁炮的關(guān)鍵部件之一，它將電磁能轉(zhuǎn)換為彈丸的動(dòng)能。C型結(jié)構(gòu)固體電樞有許多優(yōu)越的特性，是目前固體電樞電磁軌道炮研究中常用的電樞類型。該型電樞在發(fā)射過(guò)程中需要考慮的一個(gè)重要因素是電樞與導(dǎo)軌的接觸壓力保持問(wèn)題，合適范圍內(nèi)的接觸壓力能保證電流的順利傳遞，在一定程度上避免轉(zhuǎn)捩的發(fā)生。2 接觸壓力計(jì)算經(jīng)典文獻(xiàn)[1]中關(guān)于電樞和導(dǎo)軌接觸壓力的表述為：通過(guò)電流1A接觸壓力為1g，即1A/1g。從中可以看出所需接觸壓力和電流之間的關(guān)系另，由“軌道炮作用
電氣技術(shù) 2010年1期2010-06-23
- 固體C型電樞幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
脈沖電源、軌道、電樞和控制電路。當(dāng)軌道炮工作時(shí)電流從一根導(dǎo)軌經(jīng)電樞流向另一導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌之間形成強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與流經(jīng)電樞的電流相互作用產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁力，推動(dòng)電樞沿導(dǎo)軌加速實(shí)現(xiàn)高速發(fā)射。電樞是電磁軌道炮的重要組成部件，是將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的最直接部件，它的性能參數(shù)直接關(guān)系到軌道炮的發(fā)射性能，關(guān)系到軌道的燒蝕情況以及在很大程度上決定了整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)射穩(wěn)定性。電樞可以分為三類[3]：固體電樞、等離子體電樞和混合電樞。等離子體電樞在軌道炮發(fā)射初期在強(qiáng)大電流作用下氣化生成等
電氣技術(shù) 2010年1期2010-06-23
- 同步感應(yīng)電磁線圈炮電樞的結(jié)構(gòu)分析
磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)會(huì)在電樞內(nèi)感應(yīng)出渦流，渦流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力驅(qū)動(dòng)電樞沿炮管作加速運(yùn)動(dòng)。由于驅(qū)動(dòng)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)在時(shí)間和空間上的分布是不均勻的，所以電樞的渦流分布也是不均勻的，使得電樞所受電磁力非常復(fù)雜。若采用柱坐標(biāo)系表示電樞所受電磁力，則電樞的受力可以分解為沿軸線的軸向力和沿半徑方向的徑向力，軸向力推動(dòng)電樞向前運(yùn)動(dòng)，而徑向力則擠壓電樞。當(dāng)電樞所受電磁力的徑向分量超過(guò)電樞材料的強(qiáng)度極限時(shí)，電樞將發(fā)生破壞，SIEMCG將無(wú)法正常工作，因此有必要對(duì)電樞結(jié)構(gòu)進(jìn)行分
電氣技術(shù) 2010年1期2010-05-26