电磁线圈弹射导弹技术研究

简述了电磁线圈弹射系统的基本原理和特点,介绍了美国电磁线圈弹射导弹技术的发展历程和最新进展,分析了电磁线圈导弹弹射系统的组成和关键技术,指出目前实用化和武器化面临的技术困难,并展望了电磁线圈导弹弹射技术的发展前景。     

无人机新型水动力弹射动力学特性

针对现役无人机气压、液压弹射方式结构复杂、功率受限等问题,提出一种新型无人机水动力弹射方案,利用高压水高速喷射产生的反推力作为弹射动力,实现无人机加速起飞。综合弹射器气室状态方程和水室动量方程、喷管能量方程和动量方程、弹射负载力平衡方程等建立高压水高速喷射与弹射负载运动耦合的非线性弹射动力学模型,数值解析了弹射速度与位移、喷管喷射速度和反推力、弹射器气室压力等变化规律,以及弹射器直径、喷管直径和充气压力对弹射性能的影响。结果表明：随着弹射时间增加,弹射速度与位移分别近似呈对数曲线状、指数曲线状增大,喷管喷射速度和反推力、弹射器气室压力呈抛物线状显著下降;当弹射器直径为200 mm、弹射器长度为2 400 mm、 喷管直径为20 mm、充气压力为31.5 MPa时,能够将150 kg无人机在16.62 m内加速至25.03 m/s;增大弹射器直径对弹射性能影响不利;增大喷管直径对弹射速度影响不大,但会显著缩短弹射时间和距离、增大弹射过载;在弹射过载满足要求前提下适当增大弹射器充气压力,可减小弹射时间和距离并有助于增大弹射速度。     

无人机新型水动力弹射动力学特性

针对现役无人机气压、液压弹射方式结构复杂、功率受限等问题,提出一种新型无人机水动力弹射方案,利用高压水高速喷射产生的反推力作为弹射动力,实现无人机加速起飞。综合弹射器气室状态方程和水室动量方程、喷管能量方程和动量方程、弹射负载力平衡方程等建立高压水高速喷射与弹射负载运动耦合的非线性弹射动力学模型,数值解析了弹射速度与位移、喷管喷射速度和反推力、弹射器气室压力等变化规律,以及弹射器直径、喷管直径和充气压力对弹射性能的影响。结果表明:随着弹射时间增加,弹射速度与位移分别近似呈对数曲线状、指数曲线状增大,喷管喷射速度和反推力、弹射器气室压力呈抛物线状显著下降;当弹射器直径为200 mm、弹射器长度为2 400 mm、喷管直径为20 mm、充气压力为31.5 MPa时,能够将150 kg无人机在16.62 m内加速至25.03 m/s;增大弹射器直径对弹射性能影响不利;增大喷管直径对弹射速度影响不大,但会显著缩短弹射时间和距离、增大弹射过载;在弹射过载满足要求前提下适当增大弹射器充气压力,可减小弹射时间和距离并有助于增大弹射速度。     

导弹电磁发射技术综述

导弹电磁发射技术是一种新型的导弹发射技术,与传统的导弹依靠发动机推力直接发射或液压气动弹射技术相比有很大的优势。总结了电磁发射关键技术,归纳了导弹电磁发射技术的优点,给出了导弹电磁发射系统的工作原理及组成,最后分别探讨了面基导弹和空基导弹电磁发射技术的初步方案。     

微观航母之弹射器杂谈

<正>蒸汽弹射器的重要部件作为弹射器系统的主体,2个近100米长的C型开缝汽缸平行排列着,弹射器的活塞正是通过汽缸上方的开缝推动甲板上的弹射滑块(亦称"弹射梭"、"往复车",Catapult Shuttle),进而带动舰载机加速起飞。所以对于弹射器系统的这组汽缸而言,尤为关键的技术就是如何解决汽缸开缝带来的缸体强度、刚度的不足与高温高压蒸汽的密封问题。为克服汽缸上面开口后严重削弱缸体结构的强度与刚度     

美国航母电磁弹射技术

正2010年12月18日,在新泽西州麦克圭尔-迪克斯-莱克赫斯特联合基地,美国海军使用电磁弹射器(EMALS)成功弹射了1架F/A-18E"超级大黄蜂"战斗攻击机,此后又继续对T-45C舰载教练机、C-2A舰载运输机、E-2D舰载预警机等进行了100多架次弹射试验。2011年11月18日,美国海军又在麦克圭尔-迪克斯-莱克赫斯特联合基地使用电磁弹射器成     

载流电枢电磁线圈发射器运行特性分析

电枢是电磁线圈发射器能量转换的关键部分,以此为研究对象,提出串联载流电枢发射器和并联载流电枢发射器的结构模型,通过分析2种载流电枢发射器的工作原理和结构特点,得到了系统微分方程,并利用MATLAB建立了载流电枢发射器的系统仿真模型,分析了发射器的运行特性。分析结果表明,载流电枢发射器发射过程无拖拽效应,串联载流电枢发射器适于载荷在20 m/s以下的加速段使用,适于选用低压的电容器电源; 并联载流电枢发射器可用于载荷在50 m/s以上的加速段使用,适于选用高电压电容器。研究结果对电磁线圈发射器电枢结构设计具有一定的指导意义。     

电磁弹射器

<正>电磁弹射器作为一种具有划时代意义的重要系统,是世界先进国家提高航母舰载机架次率、削减舰员数量的主要举措之一。当美国启动电磁飞机弹射系统的设计、开发和验证工作时,面对的是大量的技术挑战和无法预知的研制风险。即使到了今天,是否需要电磁弹射系统,在国会和国防部仍然存有争议。如果电磁弹射系统的研制出现问题,将会直接影响美国海军航母舰队的整体规划。为此,当年美国海军也曾一度将C13-2蒸汽弹射器作为"福特"号航母的备用设备,以防万一。但就目前来看,电磁弹射系统的发展已无回头     

某型战术导弹弹射器的仿真研究

以某种新型的燃气式活塞弹射机构为研究对象, 运用经典内弹道学理论分析了整个弹射过程, 建立了弹射机构的数学模型, 并对该数学模型进行仿真.从仿真结果来看, 模型建立基本正确, 能够反映弹射真实情况, 对弹射器的设计有一定指导意义.     

某抛放弹弹射系统降压仿真分析

针对现有抛放弹弹射系统的问题和不足，提出了大行程低过载弹射系统的三种降压方案，并以经典内弹道学和气体动力学为理论基础建立了相应的数学模型和物理模型。运动仿真结果表明，三种方案能有效地降低导弹的过载，从而使导弹安全、合格地发射离机。     

单级线圈发射器中电枢的受力分析

为提高发射效率,对单级线圈发射器中大质量电枢的受力情况进行分析。基于大质量电枢在线圈中的运 动规律,利用仿真软件建立单级线圈发射模型,对不同质量电枢的运动特性和电枢以不同初速度进入线圈的受力情 况进行仿真并总结其规律,并将弹射线圈使用与否2 种情况下的效率进行对比。结果表明：在放电回路参数相同的 条件下,电枢质量增加,电磁力反向时间推迟;电枢进入线圈的初速度增加,电磁力反向时间提前。加设弹射线圈 的模型能提高发射效率。     

舰载导弹电磁垂直发射系统仿真研究

舰载导弹电磁垂直发射器是在电磁发射技术基础上发展起来的新概念发射装置,具有良好的共架发射能力和隐身性能。以舰载电磁垂直发射系统建模问题为重点,提出了一种由螺旋线圈和圆盘线圈组成的同时驱动电枢的混合弹射方式。通过分析电磁垂直发射器的基本原理,明确了系统功能和组成,采用理论分析、建模仿真相结合的方法建立发射器的数学模型,对电路、运动和动力分别进行研究,并进行了仿真计算。仿真结果表明：该方法可行、有效,能为舰载导弹电磁垂直发射器的工程化提供有效的技术支持。     

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。     

液体动力陀螺仪快速启动系统稳定性分析

液体动力陀螺仪是远程简易控制火箭姿态控制系统的关键敏感元件。文中给出了一种新的电磁控制方案，在火箭弹发射准备阶段，使陀螺轴快速趋近于弹轴并对其进行跟踪。借助液体动力陀螺仪的信号检测线圈给出陀螺惯性轴相对于弹轴的离轴角信号，经适当变换后送至电锁控制线圈，即可产生电磁控制力矩，促使陀螺轴向降低离轴角的方向进动，从而使发射后陀螺仪能正确感受弹轴的方向变化。导出了控制系统的理论模型，并使用李亚普诺夫直接法研究了系统的稳定性，给出了控制系统的稳定条件；同时就弹轴摆动对陀螺惯性轴的影响进行了仿真研究，仿真结果验证了算法的有效性。     

巡航导弹的电磁指纹末制导技术

阐述了巡航导弹在现代战争中的地位和作用越来越重要,说明了目前防御巡航导弹的主要方法全部是针对末制导进行干扰.根据巡航导弹防御系统的特点,提出了一种基于电磁指纹的巡航导弹末制导方式.该系统利用目标空域的电磁指纹特征,实现对打击目标的确认.仿真结果表明,所提出的方法不仅具有低复杂度的可实现性,而且有较好的效果.     

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。     

一种用于微推力测量的电磁力校准装置设计与实现

为获得高精度电磁标定力,设计实现一种用于微推力测量的电磁力校准装置.在研究电磁力产生及校准原理的基础上,提出校准装置的设计要求,设计一种基于电子分析天平的,可同时调节线圈与磁铁之间轴向距离、水平距离以及水平倾角的电磁力校准装置,定义不敏感角、不敏感水平距离以及不敏感纵向距离3个物理量,量化表示电磁力在一定输出精度下对应的磁铁与线圈位置变化范围,并进行实际电磁力校准实验.结果表明:该装置满足设计要求,可研究电磁力与控制电流的关系.     

反舰导弹武器系统如何提高复杂电磁环境下的抗干扰能力

分析了反舰导弹武器系统面临的复杂电磁环境,提出了复杂电磁环境下反舰导弹武器系统面临的挑战,在此基础上给出了反舰导弹武器系统提高复杂电磁环境下抗干扰能力应采取的措施。     

炮口感应装定系统电磁场特性分析

在建立感应装定系统的电磁场有限元模型的基础上，对引信感应装定系统发送线圈的电磁场进行了有限元计算，分析了不同引信材料对装定系统发送场的影响．仿真计算表明，发送线圈中的磁场分布基本是均匀的，引信材料对发送线圈所形成的发送场影响很大，应选用磁导率小的材料，这为感应装定系统参数的设计提供了理论依据．     

并行PO分析电大尺寸复杂军事目标的电磁散射

利用基于PC集群MPI并行平台的并行PO方法计算了电大尺寸复杂军事目标-导弹与飞机的电磁散射。根据MPI并行平台的特点,给出了将PO三角面元按照编号循环分配到不同进程,进行并行遮挡判断的详细过程。通过对比不同进程的计算时间,给出了本文方法的并行加速比,结果表明了该并行方案求解电大目标散射问题的高效性。计算了电大尺寸导弹与飞机目标的双站RCS,并与FEKO软件结果进行了比较,证明了方法的正确性。