电热化学发射中的过电压现象与机理研究

针对电热化学发射实验所观察到的过电压现象,基于系统的电路结构、主要元件特性和电热化学炮负载特性,通过对比实验、等离子体发生器电阻测量、等效参数测量和理论分析等研究得出过电压的产生机理。研究表明:过电压现象仅在电热化学炮发射过程中出现,与电热化学炮膛内环境下发生器的特性直接相关;机理上过电压由发生器表面断弧引起。在脉冲放电临近结束时刻,膛内环境使发生器表面电弧被强制熄灭,负载发生了突变,导致系统内部出现过电压。负载突变后调波电感的剩余磁能急剧转换为系统各处杂散电容的电能,电路满足过电压谐振条件,发生电磁振荡。根据主要元件的特性简要分析过电压对绝缘配合的影响,总结过电压带来的危害,设计了过电压缓冲电路。缓冲电路包括阻容电路、缓冲电阻和缓冲电感三部分。实验表明,缓冲电路能有效抑制发射过程中由发生器表面断弧所引起的过电压。当前电热化学发射技术正向工程应用发展,研究结果可指导发射系统的绝缘小型化设计,有助于提高系统的可靠性。     

电磁发射用13MJ脉冲功率电源系统研究

随着电磁发射技术的发展,对脉冲功率电源特性的要求也越来越高,需要脉冲电流具有兆安级幅值、数毫秒脉宽、上升快速且有平顶波特点,为此研制了1套13 MJ、额定工作电压10 kV 的电容储能型脉冲电源。电源系统采用多模块并联结构,由13个储能1 MJ脉冲成形子系统组成,每个子系统包含20个50 kJ脉冲电源模块,单个模块短路放电电流最大可达65 kA;充电系统由基于串联谐振变换器的高压充电机组成;控制系统具有两级控制结构,使用同步编码信号对各电源模块进行时序放电控制;测量系统采用PXI系统,主从式网络结构,可满足分布式测量需求。系统在模拟负载上进行了性能测试,在电磁发射装置上进行了实验研究。实验结果表明,13 MJ脉冲功率电源系统输出电流波形灵活可调、可靠性高,可以满足电磁发射实验的需求。     

高装填密度钝感发射装药的内弹道遗传算法优化

在对高装填密度钝感发射药燃烧规律研究的基础上,运用现代优化设计方法,建立了基于遗传算法的内弹道多目标优化模型,对利用遗传算法求解内弹道优化问题中的约束处理方法和遗传搜索策略进行了研究.探讨和分析了钝感发射装药技术提高火炮初速的潜力,针对制约这种装药技术应用的点火困难问题,讨论了用电热化学发射技术实现该装药优化方案的可能性.研究表明,遗传算法是一种求解枪炮内弹道多目标优化问题的有效方法,可作为内弹道设计方案的优化工具.     

密闭爆发器压力信号的时频分析与特征提取

利用小波变换提取了密闭爆发器压力信号的时频特征,讨论了小波在压力信号趋势检测和信号去噪方面的应用.将反映复杂燃烧过程的压力信号在频域内加以区分和定位,可以从中获得更多的信息,用小波的方法对数据进行平滑处理,与传统的滤波方法相比物理意义更加明确.     

多阳极X射线系统在弹道实验中的应用

某些弹道实验需要观测目标在同一点的连续变化状况．而传统脉冲X射线系统只能发射单次脉冲,无法满足这种实验要求。为此,文中介绍了瑞典Scandiflash公司开发的多阳极管X射线源,该X射线系统能发射多个X射线脉冲,故可通过高速摄像机捕捉到连续的X射线影像。     

Calculation of Plasma Radiation in Electrothermal-Chemical Launcher简

A numerical model of radiation has been adopted for electrothermM-chemical （ETC） launcher, in which Monte Carlo method and statistical physics are employed to simulate the process of a capillary plasma source in an ETC launcher. The effect on propellant grains with different average absorption coefficients is discussed. The plasma-propellant interaction is also discussed when combined with a thermal model. Results show that the strong instantaneous radiation is responsible for the transmission of energy to the propellant grains leading to ignition. The efficiency of energy absorption in the propellant bed always maintains a high level. Radiant energy caused by plasma is concentrated around the plaslna injector. And the ＂hot zone＂ efficiency is mainly affected by the properties of propellant grains within a small field around the plasma injector.     

使用爆炸组合开关的脉冲成形网络技术研究

本文研究了利用爆炸组合开关进行脉冲电流波形调制的技术 ,通过对网络结构、特性的分析和实验 ,建立了使用爆炸组合开关的脉冲成形网络模型及适用于电热化学炮研究的脉冲功率源 ,并进行了不同负载条件下的单、多路PFN的放电实验     

SPETC炮等离子体发生器自由喷射放电特性研究

从多个方面对固体工质电热化学（SPETC）炮中等离子体发生器的自由喷射放电特性进行了研究。通过在不同毛细管几何参数、不同消融毛细管材料、不同PFN放电参数、不同脉冲叠加方式等条件下的百余次放电实验，结合数值分析，得出了在上述不同条件下，自由喷射等离子体发生器的主要放电特征参数的基本变化规律。     

TVD格式在等离子体增强含能材料燃烧模拟中的应用

建立了描述等离子体增强含能材料燃烧的一维两相流模型，用该模型可以模拟电热化学发射装置的点传火过程并预测压力波．应用TvD算法完成了模型的编码．文中给出了模拟结果，结合30mm口径的发射实验进行了对比分析，证明了模型和算法的可用性。     

HAN基液体发射药电点火参数的实验研究

在两级电点火装置上，和高压脉冲电源进行了ＨＡＮ基液体发射药的电点火实验，实验研究了实现无电弧点火，限制电弧放电所需的电源特性参数及点火结构参数，其结果为液体发射药电点火器设计提供了依据。