补偿脉冲发电机驱动电热化学炮推进系统设计与建模

电热化学炮因需要的电能较小,且与传统的火炮具有相似和延续性,近年来备受关注。通过加农炮口径电热化学炮的参数指标,进行补偿脉冲发电机驱动电热化学炮推进系统的设计与建模。结合补偿脉冲发电机的储能需求,建立电热化学炮系统的电路模型和动力学模型,计算在给定参数下的弹丸出口速度。设计惯性储能电源补偿脉冲发电机,通过联合仿真得出单次发射电机的转速降落,继而计算单次发射的能量消耗和发射效率。结果表明,补偿脉冲发电机驱动电热化学炮系统可使弹丸获得较好的出口动能和理想的发射效率。

电磁环境下电热化学炮膛压测量技术

分析了电热化学炮膛压测量技术中的抗干扰和仪器安全性问题 .介绍了电热化学发射实验时的强电磁干扰和地电位浮动问题 ,在分析强电磁干扰对现有的电热化学炮膛压测量结果影响的基础上 ,引入了现场存储型膛压测量技术 .

快恢复硅堆在电热化学炮脉冲成形网络中的应用研究

该文对使用大功率高压硅堆的脉冲成形网络 (PFN)的放电特性进行实验和理论分析 ,讨论了影响PFN输出脉冲电流波形的因素 ,通过引进触发真空开关(TVS) ,设计、调试了储能 2MJ的多PFN模块电热化学炮 (ETCG)脉冲功率源。

补偿脉冲发电机为主体电源的电热化学炮系统模拟和试验

介绍了以补偿脉冲发电机为主体的，电热化学炮分级供电脉冲电源系统的工作原理，建立了补偿脉冲发电机和毛细管非线性电阻模型，模拟计算和毛细管放电试验波形比较，结果表明两者基本吻合。理论模型较好地描述了毛细管电弧放电过程，为补偿脉冲发电机的参数选择和方案设计提供了理论依据。

用于电热化学炮的放电毛细管烧蚀模型研究

为研究毛细管的烧蚀质量参数进而指导点火系统设计,对电热化学发射中等离子体点火用聚乙烯放电毛细管的烧蚀过程进行了理论研究。用电弧等离子体磁流体动力学仿真模型中的烧蚀焓方法,计算了一个典型放电周期过程中烧蚀率的时间分布。辐射能的计算分别采用灰体辐射模型与净辐射系数模型,对烧蚀过程的影响进行了对比分析。结果表明,等离子体的温度对管壁的烧蚀率有较大影响;在相同输入参数计算条件下,两种模型计算结果存在较大差异;灰体辐射模型理论计算结果与实验值接近。净辐射系数法适用于大管径放电情况,在小管径情况下则会低估烧蚀结果。

电热化学炮VXI测控系统集成技术研究

本文介绍了电热化学炮VXI测控系统的集成技术。该系统包括时序触发模块、高速数据采集模块、测速模块、开关模块 ,它能适应电热化学发射系统工作参数多、流程复杂、环境恶劣的特点 ,同时还兼容常规固体火炮的测控要求。文中提出了VXI测控系统的两种工作模式 :联合触发和单独触发 ,联合触发根据一定的时序触发VXI测控系统中要求动作的模块 ,这两种工作模式扩大了VXI测控系统的功能。

固体工质电热化学炮内弹道二维模型研究

建立了描述固体工质电热化学炮内弹道过程的轴对称二维模型,计算结果与实验符合良好,证实了模型的可行性。二维模型可以给出膛内参数的详细分布,为细致研究等离子体点火及燃烧增强过程提供了有力的工具,并可以应用于实验方案预测及分析。

电热化学炮等离子体增强燃烧过程研究

在电能密度范围 0 5 8～ 0 98kJ/ g、装填密度范围 0 3～ 0 35 g/cm3条件下 ,实现了电热化学炮固体药点火、等离子体单脉冲或双脉冲增强燃烧过程 ,进行了等离子体燃烧增强特性分析 ,并结合数值分析对等离子体射流理想的注入时机予以了讨论 。

电热化学炮内弹道过程的势平衡分析

通过对电能作火药当量化假设,将势平衡理论用于电热化学炮的内弹道分析。根据常规和电热化学发射的试验结果,初步探讨了势平衡理论在电热化学炮内弹道数据分析中的应用。该方法可以用于确定弹丸运动的阻力系数,确定实际火药力和电能利用系数,评价脉冲放电的作用效能。根据势平衡点参数的变化,可以检测膛内火药燃烧是否有异常现象。

电热化学炮脉冲形成网络分析及其参数设计

对一种电热化学炮脉冲形成的网络（ＰＦＮ）进行了较为详细的分析和计算．提出了适用于网络参数设计的计算方法，并编制了相应的计算程序，对线性负载进行计算，得到了较好的结果．同时也考虑了非线性负载的情况，如果实用中有了适用的等离子体负载模型。

电热化学炮移动式脉冲功率源(英文)

脉冲功率源系统的体积、重量、可移动性及可靠性对于应用于靶场实验的电热化学炮(ETCG)来说是重要的.为满足脉冲功率源集成化要求,必须开发、利用高储能密度、高功率的器件及综合设计脉冲功率源系统.该文研发了储能200kJ的高储能密度脉冲功率源,ETCG靶场实验证明,该系统体积小,可移动性好,可满足ETC火炮的连续射击及单次射击,其充电时间少于10s.功率源有10个电容器,在最大电压18kV时储能200kJ,高频充电器具有低谐波电流及输出功率大特点.

基于AHP的电热化学炮技术指标分析

介绍了电热化学炮的基本原理、关键技术及特点,针对电热化学炮的战术技术需求,分析了其有效功率、可靠性、生存性、操作性、维护性及威力特征6个战术技术指标,利用AHP方法建立了电热化学炮的评价指标体系,并以30mm电热化学炮为例进行了综合评价,获得了各项技术指标的权重,结果表明30mm电热化学炮的综合性能优于传统火炮。

电热化学炮内弹道参数敏感性研究

装填密度作为火炮内弹道起始参量之一,对火炮内弹道性能具有重要影响。采用电热化学炮技术提高火炮炮口动能,一般有两种主要方法:其一是在常规火炮装药基础上,利用等离子体发生器为载体,在火炮内弹道过程中,依靠增加电能的办法来实现;其二是充分利用等离子体发生器作为点传火系统的优势和特点,依靠新型装药技术较大幅度提高装填密度,进而实现提高炮口动能。采用前者技术途径,将带来较大的初始电能需求问题;采用后者,尽管可以避免前者问题,但随着发射药装填密度的提高,将打破业已建立的常规火炮内弹道性能变化规律。此外,电能的介入与等离子体点火取代常规点火,也将对火炮内弹道性能带来重要影响。因此,研究和分析高装填密度装药条件下的内弹道性能敏感性,对于深入研究电热化学炮内弹道特性,具有重要意义。

某口径电热化学炮弹道温度补偿性能试验研究

与常规火炮相比,电热化学炮能够通过调节脉冲电源的电能输入来提高弹丸在不同环境温度下的初速,输入电能的载体是等离子体发生器。通过分析不同材质等离子体发生器放电性能,结合某口径电热化学炮装药结构弹道性能试验,研究电热化学炮弹道温度补偿性能规律。结果表明:随着输入电能的增加,等离子体发生器释放能量随之增加;基于铜膜/聚乙烯材料的等离子体发生器电能利用率高于铜膜/环氧材料发生器和金属丝/环氧材料发生器;输入电能对铜膜/聚乙烯材料发生器装药结构弹道性能影响较小,对铜膜/环氧材料发生器装药结构膛压影响较小、初速影响较大,与常规发射相比弹丸初速提高32.4 m/s;铜膜/环氧材料等离子体发生器对电热化学炮弹道性能提高具有增益效果。

液体工质电热化学炮膛内流动特征研究

应用两维多相流模型对液体工质电热化学炮内弹道过程进行了数值模拟 ,并利用颗粒轨道模型刻画液体颗粒在膛内的分布和运动情况 ,进一步详细给出了等离子体和液体工质相互作用的若干细节 .计算的膛内压力曲线与实验一致 .运用壁面函数法分析了较大界面波振幅对液体工质电热化学炮内弹道过程的影响 .计算结果显示 :气液界面处波动振幅的增大会导致膛内出现较复杂的流场情况 ,压力和温度状况也会趋于复杂 .这预示了膛内液体工质燃烧的不均匀性 ,并揭示出由 Kelvin-Helmholtz不稳定性产生的两相界面的大幅波动是引起液体工质不稳定燃烧的主要因素 .

电热化学炮技术的动态研究

目的 报告国内外电热化学炮技术研究的最新成果和发展动态 ,分析电热化学炮技术研究的热点方向 .方法 在进行深入调查研究的基础上 ,用分类归纳、图例示意对比等分析方法对电热化学炮的近期技术研究进行了讨论性阐述 ,进而作出预测性分析 .结果 分析论述了电热化学炮的应用前景以及相关技术的近期研究 ,提出了电热化学炮技术发展的几个重要方向 .结论 电热化学炮技术已日益成熟 ,并已开始走上工程化、武器化的道路 。

电热化学炮PFN设计研究初探

该文通过对固体发射药ＥＴＣ炮工质燃烧与输入电能关系的简化。探讨了一种结合弹道过程的ＰＦＮ设计方法。编制了模拟ＰＦＮ的计算程序，计算了在恒定负载情况下多级ＰＦＮ的一组网络系数。

电热化学炮测试中应注意的问题

本文分析了电热化学炮膛压测试中电磁干扰原因,提出了采用屏蔽电源,分离地线等手段以保证测试的正常进行的几点建议。

固体工质电热化学炮膛内两相流模型与计算

该文建立了固体工质电热化学炮 (SPETCG)内弹道一维两相流模型。对常规火炮两相流模型的主要改进包括 :在初期点火阶段 ,建立了描述等离子体射流分布的积分近似数学模型 ;在燃烧阶段 ,引入了描述等离子体射流的混合长度模型和燃烧增强因子。并且考虑了高温等离子体环境对相间换热的强化效应。根据SPETCG环境中等离子体射流注入特点 ,在计算网格设计中引入了自适应方法。通过与常规弹道作比较 ,指出了SPETCG内弹道过程与常规弹道不同的特点 。

液体工质电热化学炮的两维多相流模型研究

液体工质电热化学炮内弹道过程的本质是高速等离子体射流与推进剂工质的相互作用并推动弹丸运动的过程.基于对该过程物理机理的现有理解,本文提出了用于描述液体工质电热化学炮的两维多相流模型,主要包括:描述等离子体与液体工质气态产物运动的两维湍流模型和描述由等离子体射流卷吸引起的液体工质颗粒运动的颗粒轨道模型。