电磁发射拦截系统发射装置工作过程仿真研究

利用Maxwell 2D瞬态求解器对电磁发射拦截系统发射装置的工作过程进行了有限元仿真,得到了发射装置工作过程中放电回路的电流、拦截弹受到的电磁力、速度以及位移等参数随时间变化的规律。结果表明:拦截弹的加速时间主要集中在放电电流的第1个半周期内,因此,可适当延长放电周期,以增加拦截弹的加速时间;拦截弹与发射线圈的距离是影响拦截弹发射速度的主要因素,为了提高发射效率,在设计发射装置时,应尽可能地减小发射线圈与拦截弹间绝缘材料的厚度。

电磁发射拦截系统发射线圈三维温度场数值计算

为了更好地对电磁发射拦截系统的发射装置进行设计和实验研究,分析了发射装置的工作原理,建立了发射瞬间发射线圈温度场的数学模型。用有限元软件编制仿真程序建立了发射装置的仿真模型,并对其进行了三维温度场的有限元仿真,得到了发射线圈的温度随时间变化的规律;分析了线圈电流峰值载荷变化对线圈温度的影响规律。结果表明:由于发射线圈中脉冲电流产生焦耳热的作用,线圈的温度瞬时升高,但加载过程的前段时期内线圈的温度分布很不均匀,最高温度位于最里圈的内侧,随着放电时间的延长,由于受到热传导的作用,线圈的温度逐渐下降并趋于均匀;发射线圈的温度随着电流载荷峰值的增大而迅速升高,若温度过高,会影响发射装置的发射效率和使用寿命。故当发射线圈的电流载荷较大时,应采用必要的冷却措施,以减少发射线圈的温升。

电磁发射拦截系统拦截效果仿真

拦截弹对来袭目标的毁伤效果是衡量电磁发射拦截系统性能的一项重要指标。为了分析拦截弹对来袭目标的碰撞效果,以拦截弹与穿甲弹相碰撞的物理过程为例,建立了拦截弹和穿甲弹相碰撞的三维有限元模型,在碰撞角度分别为30°、45°和60°的情况下,对拦截弹与穿甲弹的碰撞过程进行了仿真,并分析了钢铝复合结构的拦截弹参数变化对碰撞效果的影响规律。结果表明:穿甲弹与拦截弹碰撞后,弹头发生钝化、破碎现象、速度降低、方向偏转,对装甲车辆的毁伤能力明显降低;钢铝复合结构的拦截弹对穿甲弹的毁伤效果显著增强。

电磁发射拦截系统发展研究

电磁发射拦截系统是在电磁发射技术基础上发展起来的一种新概念近程硬杀伤拦截系统,具有反应速度快、精度高、方向可控、能源简易等优点,可用于重要军事目标的末端防御。文中介绍了电磁发射拦截系统的产生背景,说明了系统的基本组成、工作机理及优点。同时对电磁发射拦截系统发展所涉及的目标跟踪定位技术、高功率脉冲电源技术、触发控制技术、高强度发射装置设计制作技术等关键技术进行梳理,指出了电磁发射拦截系统的主要应用及前景。