电炮加载下靶板的高速摄影技术研究

叙述高速摄影在电炮加载多层铝板实验中的应用情况,用普通高速摄影技术和激光阴影摄影首次得到双层和三层铝板在Mylar膜飞片碰撞靶板后形成碎片云的变化图像和靶板表面的微物质喷射发展过程,观察改变起爆系统充电电压、靶板厚度及靶板之间距离等不同条件下的高速碰撞现象,初步得到碎片云和微物质的运动速度等实验结果。

平面一维应变电炮加载技术研究

在分析电炮加载装置放电回路的基础上,探讨了电炮装置的设计原则。根据所提出的设计原则,设计和建立了一门储能14.4 kJ的电炮装置。实验测试结果表明,其性能参数诸如回路电感小于40 nH、放电周期7μs、飞片平面度小于40 ns、初始电流上升陡度达750 GA/s。与国内外的同类型装置的参数相比较,该电炮装置达到了较高水平,具有较好的性能。在此基础上,提出了获得平面一维应变加载对电炮装置的一般要求。

高效能电炮实验装置的研制

较全面地开展了电炮加载技术的实验研究,解决了低电感开关、电容器和外回路设计中的关键技术,使整个回路短路电感为38nH,接近电容器的内电感30nH,最大放电电流接近兆安。优化设计后的装置在储能仅为14.4kJ的情况下,在25 kV充电电压下,在1.2μs内可将直径10mm,厚度0.1 mm的Mylar膜飞片加速到10 km/s,通过光纤测试发现飞片在飞行3mm后平面度优于24ns。根据测试的数据进一步改进了桥箔板和炮膛的设计,使得在相同加载条件下,飞片的加速历史几乎完全重合,其弹道稳定性优于气炮等加载装置。同时解决了电炮加载下的关键诊断测试技术。本文工作为进一步开展高应变率加载下材料动力学响应和炸药冲击感度研究提供了新的有效的加载手段,同时也为研究更高储能的电炮实验装置奠定了基础。

电炮驱动薄膜飞片的运动速度

用双灵敏度激光干涉测速技术测量了充电电压为18 kV的电炮加载下薄膜飞片自由面的速度历史。介绍了相关的实验装置及测量方法,给出了实验结果,并讨论了影响测速的一些关键技术。整个测速过程约为1.6μs,最终速度为6.7 km/s。

电炮驱动Mylar膜飞片完整性实验研究

利用铜靶验证法研究了加速腔材料、结构以及桥箔尺寸与加速腔尺寸的匹配关系等因素对电炮驱动飞片完整性的影响。实验结果表明,对于每秒数公里的高速下,加速腔材料、预制刃口与否对飞片的完整性影响不大,当加速腔尺寸稍小于桥箔尺寸时能够获得非常完整且呈圆形的飞片。光纤探针测量结果显示,此条件下,飞片具有较好的平面度,从该角度讲,电炮是一种较好的平面波发生器。

电炮用磁通压缩脉冲直线发电机的数学模型

电炮用磁通压缩脉冲直线发电机是一种理想的电炮电源 ,但它的研究尚不成熟。该文首次建立了描述该发电机工作过程的系统的数学模型 ,为它的成功研制提供了理论依据。该数学模型由电磁学模型和力学模型组成。电磁学模型由电路方程组、一维电磁场和温度场扩散方程组、动态电感方程、动态电阻方程和磁通损耗方程构成 。

电炮用脉冲电源模块技术现状与发展

为了给电容储能型脉冲电源技术的进一步发展提供指导,简要说明脉冲电源模块(PPM)的储能容量设计思路,重点介绍小型化PPM技术现状,分析国内PPM研究存在的不足。由于PPM的储能密度较低,与武器实用标准还存在很大差距,模块小型化技术将继续是今后一段时间电炮工程化应用研究的一个关键点和重要方向,研究内容主要涵盖大功率元件小型化、模块结构紧凑化两方面。根据电炮发射工况与工程化系统的特点,指出推动脉冲电源小型化技术发展和工程化应用亟待解决的主要技术问题,包括发射环境适应性、重频连发的热管理技术和紧凑化结构的电磁兼容技术等。建议针对阻碍脉冲电源工程化发展的问题积极开展研究,以迅速破解技术瓶颈,早日实现电炮的应用。

电炮脉冲直线发电机数学模型

对电炮用脉冲直线发电机进行研究，建立了能反映燃烧室压力与输出电流之间关系的数学模型，并通过计算机仿真和理论分析得出了对该电机设计具有指导意义的结论。

MA级高能电炮能源装置

MA级高能电炮能源装置采用两路脉冲电容器和轨道间隙开关并联运行。使回路电感、电阻约减小一半，提高了短路放电电流峰值及电流上升速度。当电容器组充电电压为41kV时，实验测得短路放电电流峰值为1．063MA，回路电感、电阻分别为88nH、6mΩ，与计算结果基本相符。

60kJ高速电炮的装置性能

研制了具有较高驱动能力的100kV/60kJ高速电炮装置。性能实验结果表明,飞片的完整性和飞行平面度均较好,其中平面度优于42ns。该装置可将直径18mm、厚0.15mm的Mylar膜飞片(约53mg)加速到8.1km/s,将直径12mm、厚0.2mm的Mylar膜飞片(约32mg)加速到9.6km/s,表明该装置具有较高的加载能力。本项工作可为开展高应变率加载下的材料动力学响应及其他相关研究提供有效的加载手段。

利用电炮发射金属飞片实验技术研究

采用一种新的电炮结构，避开了金属飞片的导电性对电炮电爆炸过程的影响；研究了衰减板、金属飞片的材料与尺寸对金属飞片发射的影响，获得了速度稳定的金属飞片。实验结果表明：薄金属飞片，不易发生层裂，且飞片速度震荡小，可以很快的稳定；厚金属飞片容易发生层裂破坏。采用粘性较大的材料做衰减板，或是在衰减板和二级飞片间加一层低阻抗高聚物，可显著拉宽进入二级飞片的压缩脉冲，避免二级飞片层裂的发生，得到较高速度的金属飞片。

电炮加载下芳纶蜂窝夹芯板的动力响应

研究了方形钛-芳纶蜂窝夹芯板在电炮驱动的高速聚酯飞片撞击加载下的动力响应,给出了面板和蜂窝芯层在不同冲击速度下的变形及失效模式。采用VISAR(velocity interferometer system for any reflector)测速技术测量了后面板中心点的速度时程,分析了芳纶蜂窝夹芯板的动态响应过程,讨论了冲击速度对夹芯板动力响应和抗冲击能力的影响。研究结果表明,低波阻抗的芳纶蜂窝破碎行为阻断了应力波向后面板的传播途径,破碎的蜂窝和塑形大变形的前面板吸收了高速冲击的大部分能量,充分发挥了钛合金的高强度和芳纶蜂窝的缓冲吸能特性,提高了夹芯板整体的防护能力。

九天十地菩萨摇头怕怕霹雳金光雷电炮

今天《Geek》要给大家讲的这个玩意儿可是有来头的，叫做什么名堂好呢？“九天十地菩萨摇头怕怕霹雳金光雷电炮”怎样？虽然这东西一炮打出，还不至于让方圆百里之内的人、畜、虾、蟹、跳虱……全部都化为飞灰，但是在什么坦克、舰船、战机或者导弹上开个大洞还是没问题的。

电磁炮及其特点和军事应用前景

从美国海军最新试验进展出发,概括了电磁炮的系统组成,说明了不同类型电磁炮的工作原理、优缺点、适用场合和研究现状,分析了电磁炮特点和需要进一步解决的主要问题。在此基础上,讨论了电磁炮的军事应用前景,包括其在打击地面和海上目标、防空反导、发射导弹和卫星、天基战略反导和反卫星、空中作战等方面的应用。

二级电炮加载技术研究

利用常规电炮发射金属飞片的实验技术,将■10mm×0.5mm、■10mm×0.3mm铝飞片分别发射到300、500m/s的速度且具有较好的平面度,有效拓展了电炮在相对较低的飞片发射速度和较低应变率下的加载能力(飞片速度约100m/s、应变率小于106 s-1),使之可以在更宽的应变率和加载压力下使用。利用二级电炮技术,对Zr51Ti5Ni10Cu25Al9块体非晶合金进行了平面撞击实验,获得了较好的结果,该工作对电炮加载技术的推广应用有着重要的作用。

未来海战的杀手锏——新概念武器之电炮、火炮武器

人们在科幻读物和科幻电影中常常会看到这样一些可怖的情景:死光、电火、射束等神秘杀手会使敌手的导弹、火炮、火箭等在瞬间化为灰烬;狂风巨浪、天崩地裂等凶险天象会使敌手的庞大舰队立马陷于万劫而不复的境地;瘟疫、声响等无孔不入的死神会使敌手的千军万马在不知不觉中横尸遍野;而微生物、病毒等看不见的幽灵又会使敌手先进的战斗机群在数秒之间变成一堆废钢烂铁……。随着现代军事科学技术的发展,又有谁敢说这些神话般的、乍听起来似乎是痴人说梦的战争场面不会展现在世人面前呢?近30年来,以美国为代表的世界军事大国在继续完善其核武库的同时,又纷纷投入巨资,殚精竭虑地竞相开发一些足以翻江倒海、惊天动地的杀手锏式武器,以图实现其独步海洋、独霸世界的目的,可以想象,这类新概念兵器一旦投入使用,战争(包括海、陆、空、天、电五维战场)的场面将更加惊心动魄,战争的样式将发生根本性的变化,整个军事领域必将出现一场人类历史上真正意义的革命。

电炮

使用电能代替或者辅助化学推进剂发射炮弹的装置。电炮能突破常规炮弹初速低于2000米/秒的界限,因此炮弹速度高,射程远,精度高,动能(破坏力)大。电炮可分为电磁炮和电热炮两大类。电磁炮完全依靠电磁能发射炮弹,又分为导轨炮和线圈炮两种。导轨炮(railgun)的工作原理是:炮弹位于两根平行的铜制导轨中问,当强电流从一根导轨经炮弹底部的电枢流向另一根导轨时,在两根导轨之间形成强磁场,磁场与流经电枢的电流相互作用,产生强大的电磁力(洛仑兹力),推动炮弹从导轨之间发射出去,理论上初速可达6000～8000米/秒。

异军突起的电炮

以往常用"硝烟弥漫,火光四起"来形空战场,因为化学推进剂或发射药燃烧才能推动弹丸到高速度。未来的战场很可能是没有硝烟的战场,因为届时所用的电炮和其它一些新概念武器几乎都不使用化学能。最早听到的术语是"电磁炮",由于近十年来电热炮的加盟,于是人们就把电磁炮和电热炮统称为电炮。但在其它非军事应用场合,往往称它们为电发射器、电磁发射器或电热发射器。

电炮—反坦克和防空的弹丸加速技术

电子技术的进步,特别是电能转换动能技术,使未来有可能越来越多地采用电炮替代传统的火炮。目前能够从试验装置用电炮发射较之传统方法速度更高的无发射药炮弹。这种新技术在军事范围的使用是有魅力的,西方主要国家都在加强电炮的研究工作。 电炮结构形式与工作原理 根据作用机理,电炮主要分为电磁炮和电热炮。电磁炮又分为导轨炮和线圈炮。 从原理看,导轨炮由两根平行的导电导轨组成,两根导轨之间可使弹丸加速。电流经导轨通过导电良好的电枢流向弹底,此时产生一个磁场。