电磁发射拦截系统拦截效应仿真

介绍了电磁发射拦截系统的组成和工作过程,分析了影响动能穿甲弹穿甲能力的因素.以拦截弹与穿甲弹相碰撞的物理过程为例,建立了拦截弹和穿甲弹的三维有限元模型;对拦截弹与穿甲弹在穿甲弹与拦截弹侧面平行、穿甲弹与拦截弹大圆孔轴线共面和穿甲弹在接触面上的投影与拦截弹接触面长边的夹角为45°这3种情况下的碰撞过程进行了有限元仿真,分析了拦截弹与穿甲弹碰撞后的速度变化及状态改变情况,结果表明,拦截弹与穿甲弹相碰后,穿甲弹对装甲车辆的破坏力明显降低.     

一种单兵电磁武器发射过程仿真研究

为了推进电磁发射武器向单兵作战平台发展,采用计算机仿真研究了一种基于锂聚合物电池供电的单兵电磁武器发射过程。采用两级磁阻线圈型的电磁发射模型对发射装置进行了理论分析,利用Ansys Maxwell有限元软件研究了发射装置的内弹道过程。分析发现多级电磁发射过程中逐级减小线圈匝数能有效提高弹丸发射速度。仿真结果表明:在单兵电磁武器小型化的要求下,通过合理设置线圈匝数能有效提高弹丸发射速度,该结果可为后续单兵电磁发射武器的设计及研究提供参考。     

水下多弹发射流场仿真分析

针对水下多弹发射时发射装置开盖角度、海水温度、发射水深、发射平台速度对导弹和发射装置的影响问题,将导弹运动、高温状态下液气相变、气体压缩性和水不可压缩性等因素综合起来,应用商业Fluent软件,通过采用动网格技术、VOF模型、多组分计算模型和RNGκ-ε湍流模型,对导弹从点火一直到飞离发射装置整个发射过程进行了导弹运动与流场参数耦合的、三维非定常的、发射装置内外流场的数值仿真,得到了三种开盖角度、三种海水温度、五种发射水深、三种发射平台速度下导弹运动参数和发射装置流场载荷的变化规律,为水下多弹发射装置的结构设计提供了借鉴和参考。     

感应线圈炮中电枢感应电流产生机理及特性

电枢感应电流方向与驱动线圈放电电流方向相反时,电枢才会受到电磁推力,因此电枢感应电流的特性将影响电枢的加速性能。介绍了电磁感应线圈发射器的工作原理,建立了感应线圈发射器的数学模型。基于电磁感应定律和楞次定律,分析了影响电枢感应电流的因素:驱动线圈电流变化和电枢运动,并给出了驱动线圈放电电流的峰值点和电枢感应电流反向点之间的关系。研究结论表明:电枢中感应电流主要由感生电流和动生电流构成;电枢在运动过程中,其感应电流的方向发生了反向,反向时刻与电枢的速度相关,电枢的速度越高,电流反向时间越早,反之越晚。     

电磁发射拦截系统拦截效果仿真

拦截弹对来袭目标的毁伤效果是衡量电磁发射拦截系统性能的一项重要指标。为了分析拦截弹对来袭目标的碰撞效果,以拦截弹与穿甲弹相碰撞的物理过程为例,建立了拦截弹和穿甲弹相碰撞的三维有限元模型,在碰撞角度分别为30°、45°和60°的情况下,对拦截弹与穿甲弹的碰撞过程进行了仿真,并分析了钢铝复合结构的拦截弹参数变化对碰撞效果的影响规律。结果表明:穿甲弹与拦截弹碰撞后,弹头发生钝化、破碎现象、速度降低、方向偏转,对装甲车辆的毁伤能力明显降低;钢铝复合结构的拦截弹对穿甲弹的毁伤效果显著增强。     

电磁发射拦截系统电磁发射组件仿真研究

电磁发射组件基座的材料特性和结构参数变化会影响拦截弹的受力，进而影响拦截弹的发射速度。通过分析电磁发射组件的工作原理，推导了拦截弹的受力方程。编制了有限元分析程序，开发了能够描述发射组件的三维实体模型和有限元模型，对电磁发射组件进行了电磁场仿真。结果表明，基座为磁性材料的电磁发射组件能够减小磁能损失，增大拦截弹的受力；磁性材料基座的结构参数对拦截弹的受力也有影响，故实用中应依据基座材料的特性，合理选择基座的截面尺寸。     

基于IGCT的单级磁阻型线圈发射器的效率研究

为了提高磁阻型线圈发射的发射效率,实现其参数的最优化配置,推进磁阻型线圈发射的工程化应用,基于磁阻型线圈发射的物理模型,采用Matlab和Maxwell软件建立了单级磁阻型线圈发射装置的仿真模型并进行仿真分析。在此基础上,在放电系统中加入了半导体断路开关集成门极换流晶闸管,实现了电枢承受反向电磁力条件下对驱动线圈电流的切断。研究了优化前后发射效率的变化以及初始位置和电枢初速度对模型发射效率的影响。仿真结果表明:在电压型脉冲源初始电压为2 500 V,电容为4 mF以及给定的发射器参数的条件下,模型优化后发射效率提高了2.24%; 模型优化导致最佳初始位置前移,而电枢初速的增加会导致最佳初始距离增大。     

单级感应线圈发射器实验研究

为了研究感应线圈发射器发射过程中的机电特性,搭建了单级感应线圈发射实验装置。采用自积分式Rogowski线圈法进行回路放电电流测量,并结合工程的实际条件对线圈机电模型进行仿真。通过发射实验,测得了系统发射过程中的放电电流和弹丸的初速度。实验结果表明：在电枢初始位置不变的情况下,弹丸初速度与电容器组的充电电压几乎成线性关系;在电压相同的情况下,随着电枢初始位置不断远离驱动线圈中心,弹丸初速度先增加后减小,存在一个最佳的电枢初始位置使得弹丸能获得最大的初速度,这一结论同前期仿真结果相吻合。     

气炮驱动猎枪试验系统

为了研究火炸药的安全性能,建立了用于火炸药危险性评估的猎枪试验系统.系统中的发射装置采用气体炮代替猎枪作为发射弹丸的激励源,配以实时速度测量系统和弹丸撞击、回收系统.通过建立的弹丸发射装置,在不同速度水平下,用模拟弹丸进行发射试验.结果表明:发射速度在250m/s以内时,装置最大测量误差小于2%;设计的弹托分离系统能有...     

基于动网格的某发射装置流场数值模拟

为了研究某型发射装置在发射过程中的流场特性,建立了该发射装置的弹道模型,耦合其发射弹道模型并利用Fluent动网格技术,对包含弹运动的发射装置炮口、炮尾同时有火药气体喷出情况下复杂流场进行了数值仿真,仿真得到了发射装置在整个发射过程中流场的形成与发展变化;并对炮口与炮尾流场的变化规律进行了详细的分析,通过监测炮尾、炮口相关区域的冲击波,得到整个过程相应区域的超压值,对于预测冲击波在相关区域产生的危害具有指导意义。     

电磁轨道炮电磁力学分析

在矩形电枢与简单轨道的基础上建立了电磁轨道炮轨道和电枢上磁场扩散的二维有限元计算模型,模型没有考虑轨道与电枢的形变.分析了电枢运动引起的速度趋肤效应,随着轨道与电枢相对速率的增加,磁场、电流的趋肤效应越明显,当速度大于1 000 m·s-1时,磁场和电流集中分布在轨道内表面与电枢后表面附近很小的区域,继续增大相对速率不会使磁场分布发生明显变化.采用ANSYS软件计算了静态复杂电枢结构情形下轨道电枢上的磁场和电流分布,U形电枢结构对于抑制电枢与轨道交界处磁场、电流的过分集中有明显的改善作用.     

线圈型电磁发射器的一种屏蔽方案

从磁路的观点出发,分析了封装材料的导磁和导电特性对发射性能的影响,并分析了铁氧体的特性和作为封装材料的可行性与优越性。基于Ansoft电磁场有限元分析软件,建立了线圈型电磁发射器模型,研究了炮管的厚度与结构变化对线圈发射的影响。结果表明：在驱动线圈电流固定的前提下,增大炮管厚度可有效抑制电磁发射器工作时对外的电磁辐射,并可显著提高弹丸的出炮口速度;炮管采用实心封装结构要优于多层封装结构,初步实现了电磁发射过程的电磁屏蔽。     

线圈型电磁发射器换向过程分析

定量地分析了线圈型电磁发射器换向过程中能量的转化及转移,并利用Ansoft电磁场有限元分析软件对换向过程进行了仿真计算,得到以下结论：①换向过程中,驱动线圈层数固定时,增大弹丸线圈层数会提高发射器能量转换效率;②弹丸线圈层数固定时,驱动线圈层数增大会在一定程度上降低发射器能量转换效率;③当驱动线圈与弹丸线圈层数较大时,换向之后储存在炮管线圈中的巨大能量会在炮口处以炮口电弧的形式释放。     

增强型电磁轨道发射器电磁场和电感梯度仿真分析

为研究增强型电磁轨道发射器的电磁场和电感梯度特性,建立增强型电磁轨道发射器2 维仿真计算模型 进行仿真分析。采用有限元方法,在500 Hz、1 MA 正弦电流激励条件下,分析比较层叠增强型和平面增强型电磁 轨道发射器的电磁场和电感梯度。结果表明：与普通轨道发射器相比,增强型电磁轨道发射器电磁场和电感梯度有 较大提升;增强型电磁轨道发射器轨道高度越低,磁场强度和电感梯度越大;增加辅助轨道层数能够提高增强型电 磁轨道发射器的磁场强度和电感梯度。     

多匝轨道炮的电磁学优势分析

多匝轨道炮采用多层结构,是解决简单电磁轨道炮电感梯度小、电流汇聚严重等轨道炮应用问题的一个重要途径.分别对简单轨道炮、双匝、三匝轨道炮膛内磁场分布、电感梯度、轨道内电流分布进行了比较分析.分析结果为在单侧通流总量不变、口径相同条件下,3种结构形成的磁场分布近似,多匝轨道炮电感梯度提高明显且电流汇聚程度减弱.分析认为,与简单轨道炮相比,轨道炮采用多匝结构可在一定程度上降低对脉冲电流的大幅值需求,进而减小对电源的要求、降低电源及回路线缆的不必要能耗、减弱欧姆热集中带来的不良影响,是轨道炮发展的一个重要方向.     

金属穿甲杆或射流受被动电磁装甲电磁力作用物理模型

电磁装甲技术是一项新概念战斗车辆防护技术。首次明确提出了应用电磁力理论原理分析电磁装甲的问题,利用电磁学的理论推导出系统在加电工作状态下射弹受力方程,建立了被动电磁装甲( PEMA)的物理模型,并对其进行计算机仿真。     

低频电磁实现探测埋地目标电磁泄露研究初探

针对埋地目标的电磁泄漏,利用电磁场数值分析的手段,在相同地质背景情况下,研究了不同工作频点电磁泄漏的特性、电磁泄漏在不同高度的场分布特性,并比较了电磁泄漏在不同埋深情况下不同高度的场分布,在此基础上得出几点启示。     

电磁驱动式引信过载试验装置中的电磁防护研究

利用电磁驱动技术可模拟引信发射过程中的高过载环境,但其工作过程中产生的磁场会对被试引信产生不利影响,因此需对被试引信采取电磁防护措施。介绍了电磁驱动式引信过载试验装置的组成和工作原理,设计了被试引信电磁屏蔽罩的结构;构建了电磁驱动式引信过载试验装置的仿真模型,对比分析了不含屏蔽罩、含铝制屏蔽罩、铝钢复合屏蔽罩下引信区域的磁场强度。研究结果表明：在1 ms时刻,在不含屏蔽罩、含铝制屏蔽罩、含铝钢复合屏蔽罩3种情况下,被试引信处的最大磁场分别为1.54 T、0.17 T、4.2×10^-5 T,铝钢复合材料防护罩对被试引信具有更好的防护效果。     

自差收发机的电磁兼容性分析

根据自差机电路是一个带有收发天线和检波电路的LC振荡器这一基本认识出发，从振荡的平衡与稳定的角度，分别研究了单个或多个无源反射体、有源电磁装备和相邻引信的发射信号对自差机所形成的干扰信号以及自差机对这些信号的响应，为多普勒无线电引信提高电磁兼容性能，采取技术措施提供理论依据。