重接式电磁发射技术的现状及应用前景

论述重接式电磁发射技术基本原理，对几种不同类型的重接式电磁发射装置进行了简单的对比和分析，并阐述了重接式电磁发射技术在不同领域的应用前景。     

美军电磁线圈发射技术发展综述

电磁线圈发射器具有弹丸和炮管无机械接触、力学结构合理、效率高、适于发射大质量载荷等优点。20世纪90年代以来美国在多个方向开展了电磁线圈发射技术的研究,该文主要介绍美国电磁线圈发射技术在军事领域的三个应用:电磁迫击炮、电磁飞机弹射系统和电磁导弹助推器。从美国电磁线圈发射技术的发展现状可以看出,电磁线圈发射技术主要应用于发射低速大质量弹丸,具备高储能密度及快速充放电特性的高功率脉冲电源仍是制约电磁线圈发射技术的关键因素,同时精确的同步控制技术和新材料技术的发展将扩大电磁线圈发射技术的应用领域并加快其实用的步伐。     

一种轨道一线圈混合发射器的原理与性能分析

轨道-线圈混合发射器综合了轨道式电磁发射能发射超高速发射体和线圈式电磁发射能发射大质量物体的优点，较易使大质量发射体达到超高速。文章叙述了它的结构，分析了它的运动过程和性能，并论述了混合电磁发射的优点。     

电磁轨道炮发射技术的发展与现状

为给电磁轨道炮发射技术的进一步发展提供指导,回顾了电磁轨道炮发射的发展历程和应用前景,重点介绍了电磁发射技术中的研究热点和电磁轨道炮的研究现状,从电的特点出发,分析了基于电能利用的电磁炮技术的优、缺点,指出电磁炮是发射技术发展的必然趋势。由于技术的复杂程度极高,涉及到诸多非常规极端条件,因此对相关规律和现象的认识还有很大局限,发射器寿命问题的解决是电磁炮走向应用的前提,而电源的小型化问题将在相当一段时间成为电磁炮技术应用的范围与领域拓展的关键问题,有必要有针对性重点研究关键问题和瓶颈技术,以期迅速发展电磁发射技术推动电磁炮的应用。     

直线电磁发射技术的发展现状及前景

论述了直线电磁发射（推进）技术在国内外的发展历程及现状,对三种典型的直线电磁发射装置进行了简单的对比和分析,并阐述了直线电磁发射（推进）技术在不同领域的应用前景。     

基于CAN总线的脉冲电源控制与测试系统研究

电磁发射是全部或部分地利用电能为射弹提供推力的一类新型超高速发射装置.电磁发射中最主要的部件之一是高功率脉冲电源.本文所研究的多级同步感应线圈发射(电磁发射的一种),为了能发射质量更大的弹丸,获得更高的初速,通常需要几十,甚至几百个电源模块.因此高功率脉冲电源模块的实时触发及充放电过程中的参数控制与测量成为电磁线圈发射过程中极为重要的组成部分.现场总线的规模属于局域网、总线型结构,简单但能满足现场的需要.此系统选用CAN作为现场控制总线,能满足多个电源模块的需要.     

基于大电流直接加载的电磁声发射试验

电磁声发射技术是一种新型的无损检测技术,对金属材料进行电磁加载会在裂纹处激发出声发射信号,利用这一现象可实现对金属缺陷的无损检测。本文对电磁声发射技术的实现原理进行了深入分析,设计了相应的电磁加载装置,搭建了电磁声发射试验平台,并针对铝质薄板试件进行了检测试验。通过对大量的试验采集信号进行能量和时频分析,研究了脉冲大电流的幅值、持续时间、电极加载位置以及加载历史等电磁加载参数的变化对于电磁声发射信号的影响规律,为该技术的工程应用打下了良好的基础。     

多极矩电磁发射技术研究进展

多极矩电磁发射技术是一种新型电磁发射技术,与传统感应式电磁发射技术相比具有抛体受力结构合理、可调节参数众多、具备可控扭转磁场等优势,因此具有广泛的应用潜力。综合国内外相关参考文献,总结了多极矩电磁发射技术的特点与优势。在此基础上分析了多极矩磁场的数学模型,推导出n极矩磁场的标量方程;概述了多极矩构型的研究现状,从磁极对数、连接模式、扭转构型以及磁行波模式等几个方面详细分析了多极矩构型的特点;给出了多极矩实验装置的结构和结果分析,从实验角度验证了多极矩概念应用在电磁发射领域的可行性。归纳认为:同一级相邻驱动线圈电流方向相反有利于抛体加速;扭转型磁场构型相对较优。最后对多极矩电磁发射技术的应用前景进行展望,并指出未来可能的研究方向应为线圈耦合特性、集磁结构设计和最优参数组合。     

三级重接炮点火控制系统设计

重接型电磁发射作为电磁发射的一种重要形式,在很多领域内有着很好的发展前景。笔者介绍了重接型电磁发射的基本原理,论述了三级重接炮实验系统的基本构成,并分析了其中的点火系统的重要地位,在此基础上设计了一套适合三级重接炮的触发点火系统。     

基于时序控制脉冲形成网络的电磁轨道炮仿真研究

本文采用Simulink仿真,针对电磁轨道炮的技术指标要求,研究时序控制脉冲形成网络,得到基于时序控制脉冲形成网络(多模块)的电磁轨道炮仿真结果,与单模块电源情况相比,提高了弹丸的出口速率和系统效率,表明脉冲形成网络的电源方案具有更好的可行性。     

一种轨道-线圈混合发射器的原理与性能分析

轨道-线圈混合发射器综合了轨道式电磁发射能发射超高速发射体和线圈式电磁发射能发射大质量物体的优点,较易使大质量发射体达到超高速。文章叙述了它的结构,分析了它的运动过程和性能,并论述了混合电磁发射的优点。     

无人机电磁弹射系统研究

电磁弹射技术是一种新兴发射技术,是对传统弹射技术的重大突破。电磁弹射应用电磁能驱动物体,理论分析证明,可以对大型物体进行高速弹射。无人机电磁弹射技术就是电磁弹射技术在无人机弹射中的应用,具有隐蔽性好、维护方便、通用性强、机动灵活、可靠性高等优点,因此研究无人机电磁弹射起飞技术对提高我国无人机的总体技术水平,拓宽我国无人机的应用前景具有非常重要的意义。本文以单级感应线圈炮为驱动装置组成的无人机电磁弹射系统方案进行分析、计算,并通过原理试验验证了该方案的可行性,具有一定的理论价值。     

基于过程集成的电磁轨道炮脉冲电源多目标优化

利用数值仿真方式研究电磁轨道炮脉冲电源系统——多级电容储能系统。首先利用系统仿真软件Simplorer V7搭建脉冲电源模型,进而仿真观察发射过程。弹丸发射速度和脉冲电源系统效率是设计者最关注的两个目标,而导轨及电枢材料又限制了弹丸的最大加速度,因此有必要找出在一定储能下的最佳参数配合(弹丸质量、各级储能段触发时间),使得弹丸发射速度最大,同时系统有较高的效率。本文基于过程集成的思想,使用优化软件iSIGHT,应用解决多目标优化问题的优秀算法——NSGA-II来求解上述的多目标问题的Pareto最优解。优化后的参数配置明显提升了发射速度,同时提高了系统效率。Pareto解集的多样性也给设计者在权衡速度和效率时更大的选择范围。在优化结果的基础上,对弹丸质量、触发间隔与发射速度、系统效率之间的关系做了进一步的讨论。     

电磁发射的历史及发展趋势

回顾了电磁发射发展的各个历程,针对不同电磁发射种类,分析它们发展趋势,阐述了电磁发射领域研究的必要性。     

电磁继电器的电磁兼容性测试

针对某型号电磁继电器进行了电磁发射和电磁敏感度测试,并对结果进行了定量分析。研究表明,电磁继电器的电磁传导发射对外干扰较大;而在敏感度方面,继电器对电快速脉冲群和尖峰电压的抗扰度较高;对短时中断和电压暂降的抗扰度较低;外部幅值〉0.05T的磁场会使继电器发生误动。     

一种多级重接式电磁发射系统的触发电路

重接式电磁发射是电磁发射的一种形式,利用电磁能量推动发射体前进.多级发射的关键在于各级能量的有序释放,因而要求开关正确而可靠地动作.所研究的触发电路中,高压触发脉冲发生电路采用三电极间隙产生陡化的高压触发脉冲,使触发真空开关导通延时的精度被控制在1μs以内.触发信号发生电路采用HFBR-0400系列光发射器和光接收器作执行元件,抗干扰能力强,在多级电磁发射实验中,消除了级间互扰造成的误触发.光发射器和光接收器之间采用光纤连接,有效地实现高压触发部分和低压控制部分的隔离.     

瞬变电磁发射技术的新进展

瞬变电磁法(TEM)是一种地球物理探测方法，短关断延时、大电流、高线性度下降沿的双极性脉冲电流是瞬变电磁发射技术的发展趋势，高速关断技术是瞬变电磁系统的核心技术。论文全面分析了国内外先进的瞬变电磁发射机性能，对比分析了关断延时、下降沿线性度等关键指标，提出了恒压箝位高速关断技术，分析了电路原理，并与国际先进仪器做了对比。提出电路下降沿线性度高、关断延时最短，有利于早期数据校正；实现了负载能量回馈、缩短了脉冲上升时间；电路参数最优解不随电源、负载、脉冲电流幅值变化；大电流发射和短关断延时实现了宽深度测量。推荐电路已经在瞬变电磁测量系统中得到成功应用。     

一种新型的双极性脉冲电流源

在瞬变电磁探测领域中,发射电流波形的质量将会直接影响到地质体感应信号的检测。瞬变电磁法理论基于阶跃波电流源激励,为了探测浅层部地质信息,要求脉冲电流关断延时短、上升下降沿线性度高,探测系统动态性能好,但由于发射线圈呈感性,在大电感负载下实现理想的阶跃脉冲是非常困难的。研究改善发射电流脉冲波形前、后沿波形质量的电路拓扑、控制方法,并研究了电磁发射机整流方案。分析了电路的工作原理,讨论了电路参数优化计算,从负载电流上升、下降沿波形的线性度和稳压电容电压波动范围出发,给出了恒流电路中电感值和钳位电容值的最优值选取方法,并通过仿真实验,验证了理论分析的正确性。与已报道电路相比,该电路结构简单,上升、下降沿线性度好,动态性能好。     

增强型电磁轨道发射技术现状及发展趋势

电磁发射技术是将电磁能转化为动能的新型发射技术，具有初速高、初速可调、性能稳定等优点。增强型电磁轨道发射技术是电磁轨道发射技术的重要分支，具有电感梯度高的显著优点，近年来成为电磁轨道发射的研究热点之一，理论研究和工程应用均取得了较大进展。文中主要介绍增强型电磁轨道发射技术的工作原理，分析近年来相关研究机构在建模、计算仿真、试验验证等方面的主要研究成果，总结并分析近年来国内外研究现状及进展。分析结果表明，增强型电磁轨道发射技术具有增加装置等效电感梯度、降低驱动电流幅值、提升内膛寿命、提高有效载荷比等优点，但也带来电子器件使用限制、装置复杂性和绝缘风险增加等问题，提出了场路耦合计算仿真、一体化绝缘、长寿命、大张力成型、弹炮匹配等关键技术，进一步厘清增强型电磁轨道发射技术和装置的发展及应用方向，加快推进其工程化应用进程。     

电容储能型脉冲电源分时分段触发策略自动计算方法

提出一种基于Matlab数值计算平台、针对电磁轨道炮发射过程的快速求解方法,并以此为基础提出一种兼具准确性和普适性、针对电容储能型脉冲电源分时分段触发策略的自动计算方法。首先给出电磁轨道炮的电路模型,给出发射过程中各机电物理量的表达式;其次阐述发射过程求解方法所采用的离散时间步长思想、电源负载解耦思想和具体实现方法;进而阐述触发策略的确定依据和计算方法的具体实现;最后以一个具有典型代表性、初始储能为4 MJ的系统为例,通过对比Simplorer仿真结果,验证上述方法的可行性和准确性。结果表明,自动计算方法得到的触发策略能够使导轨电流波形呈近似平顶波,快速求解方法得到的电枢出膛速度与Simplorer仿真结果之间的相对误差低于3%,验证了该方法的有效性。