被动电磁装甲对金属射流横向电磁力的计算及验证

为提高装甲防护性能,对被动电磁装甲中金属射流所受横向电磁力作用机理进行了研究。在等效电路模型基础上,建立了金属射流横向受力模型并具体讨论了射流微元所受横向电磁力随时间和位置的变化;结合虚拟源点理论,建立了不同速度金属射流微元穿过被动电磁装甲板后的横向偏移速度模型。计算显示,当电压达到35kV时,近一半长度金属射流产生有效偏移;试验中观察到了金属射流的横向偏移效果。上述研究进一步完善了被动电磁装甲对破甲弹的防护机理。

被动电磁装甲对金属射流箍缩电磁力的计算及验证

为提高装甲防护性能,对被动电磁装甲中金属射流所受箍缩电磁力作用进行了研究。在等效电路模型基础上,给出了与箍缩电磁体积力等效的表面电磁压强理论公式,分析了等效表面电磁压强随时间振荡衰减变化的规律;通过分析平均等效表面电磁压强的临界现象,认为金属射流半径与趋肤深度的比值r槇<1时,平均等效表面电磁压强会随相对半径的减小而急剧增大。数值模拟和理论分析结果都显示:在合适参数下,平均等效表面电磁压强会在金属射流较细部位急剧增加,从而导致腊肠不稳定性。5kV被动电磁装甲试验结果显示:金属射流受箍缩电磁力影响后,在后效靶板上的穿孔直径明显比不加电情况大。上述研究进一步完善了被动电磁装甲对破甲弹的防护机理,对被动电磁装甲的应用具有一定的指导意义。

金属穿甲杆或射流受被动电磁装甲电磁力作用物理模型

电磁装甲技术是一项新概念战斗车辆防护技术。首次明确提出了应用电磁力理论原理分析电磁装甲的问题,利用电磁学的理论推导出系统在加电工作状态下射弹受力方程,建立了被动电磁装甲(PEMA)的物理模型,并对其进行计算机仿真。

主动电磁装甲防护系统发射过程仿真分析和试验

为了进一步研究主动电磁装甲防护系统中拦截板的发射过程,介绍了拦截板电磁发射原理,并给出了物理结构模型,采用有限元分析软件Ansoft对发射过程中拦截板的受力和磁场变化情况进行动态仿真,并在试验中使用脉冲功率装置作为拦截板发射装置的供电系统,利用电阻应变片和弹性悬臂梁对拦截板所受电磁力进行测量,并将仿真与试验结果进行了比较,仿真结果与试验结果基本符合。通过对拦截弹所受电磁力的分析发现,如果驱动线圈加固外壳使用铁磁材料,则会对放电电流达到峰值的时间产生一定影响,这对于研究拦截板在发射过程中的受力情况具有十分重要的意义。

被动电磁装甲对金属射流的电流作用特性

为进一步明确被动电磁装甲防护机理,对金属射流的电流作用特性进行了研究。在等效电路模型基础上,分析了脉冲电流的时频特性,提出一种基于频域分析的脉冲电流趋肤效应分析方法。得到了射流内不同时刻的电流密度分布计算方法,研究了放电过程中电流趋肤深度随时间变化的规律。通过与仿真分析结果的比较,给出了计算误差,验证了该分析方法的正确性。最后,根据作用时间模型分析了射流微元所受电流作用的特性。结果表明,脉冲电流具有较宽的频域分布,其电流密度分布不同于单一频率的时谐电流,并非所有时刻电流密度都随深度增加而减小,在脉冲下降沿会出现导体表面的电流密度小于内部电流密度的现象。而脉冲电流对金属射流的作用主要集中在速度小于4km/s的射流尾部,而且越靠近表面的单元受到的作用强度越大。上述研究为被动电磁装甲的优化提供了研究基础。

主动电磁装甲拦截弹发射过程研究

主动电磁装甲是一种具有良好发展前景的装甲防护技术,它能有效提高装甲车辆的防护性能和机动性能。分析了主动电磁装甲拦截弹发射器的发射原理,推导了拦截弹的受力方程和运动学方程。为了分析加载过程中拦截弹的运动规律,给出了拦截弹加速过程分析的数值分析方案;编制拦截弹发射过程仿真的有限元分析程序并进行了仿真,得到了加载瞬间拦截弹的速度和位移随时间变化的规律。为了对仿真结果进行验证,搭建实验系统并进行了拦截弹发射实验,结果表明仿真结果与实验数据符合较好。

被动电磁装甲系统的电感参数分析

把被动电磁装甲系统的电感划分为4个部分,分别进行了计算和讨论。根据计算所得的电感,获得了被动电磁装甲理论放电电流。通过与被动电磁装甲实测放电电流对比,有很好的一致性,说明电感计算方法可靠,为工程上控制电感量提供了依据,为被动电磁装甲的实验设计奠定了基础。

被动电磁装甲非线性力承载分析的力学、数学模型

电磁装甲技术是一项崭新的军用技术,目前,世界上许多军事强国的研究机构已经在积极地开展理论研究和缩比实验,并取得了很多的研究成果。在本文中,作者首次明确地提出了应用电磁力理论原理分析电磁装甲的问题。利用电磁学的理论建立了被动电磁装甲(PEMA)数学计算模型;以穿甲弹的穿甲杆为例,借助功能强大的有限元分析法,推导了采用能量法将分布力转化为集中力的求解过程。这一推导过程经过变形后同样适用于对金属射流作用原理的分析。

基于射流变形机理被动电磁装甲板间距优化分析

为提高被动电磁装甲防护性能,基于时间窗原理和虚拟源点理论,建立了脉冲电流对不同速度聚能射流微元作用时间的数学模型,确立了射流微元受脉冲电流作用累积时间最长为结构优化目标,通过数值计算得到了虚拟源点到前装甲板距离之间越大以及射流头部速度和射流尾部速度比值越大,装甲板间距也越大的结论。在认为射流为全塑性体及电流完全分布在射流表面的情况下,得到了能够使射流产生变形的临界电流、与阿尔芬波速相关的变形时间常数和脉冲电流对射流微元的实际作用时间。此研究为电装甲板间距设计提供了参考。

装甲结构对被动电磁装甲防护射流性能的影响

为了实现被动电磁装甲对射流产生更加充分的破坏作用,减小装甲结构设计对射流参数的依赖性,提出了多层板结构被动电磁装甲。通过对多层板装甲等效电路的分析可知,在射流电阻占系统电阻主导的情况下,随着装甲板层数的增加,通过射流和装甲板的脉冲电流将大大提高。同时对多层装甲板电感计算可知,多层装甲板能够有效减小系统电感。通过对射流在多层装甲板间运动规律的分析,建立了脉冲电流对射流作用的数学模型,通过数值计算可知多层装甲板结构能有效减小射流头部和尾部的有效侵彻长度,并增加脉冲电流对射流的作用时间。

电磁装甲及其发展

回顾了常规装甲现状及特点。重点介绍了电磁装甲的基本概念、机理和研究状况及发展趋势 ,阐述了电磁装甲——这一新型电磁装置研发的必要性和可行性。

主动电磁装甲的工作原理及性能分析

简述了两类电磁装甲主动电磁装甲和反应电磁装甲的基本概念。主动电磁装甲是利用电磁场将一块保护平板加速 ,发射到入侵射弹路径中去拦截射弹 ,以达到防护目的。文中简述了主动电磁装甲的基本装置 ,讨论了其工作原理 ,建立了主动电磁装甲的机电模型 ,并由此导出了保护板发射速度以及能量转换效率的表达式。文章对主动电磁装甲的性能进行了分析并指出了提高效率的几种途径。文章最后简述了组合脉冲电源馈电的方向可控二维主动电磁装甲的工作原理 。

基于电爆炸机理的被动电磁装甲板结构优化

基于聚能射流在脉冲电流作用下的电爆炸作用机理,对被动电磁装甲板的结构参数进行了优化.分析了等效电感与装甲板宽度和板间距的关系,结合作用时间模型讨论了板间距和源点距离对作用时间的影响.提出了以爆炸比为目标的装甲板参数的优化方法,对装甲板参数的关系进行了优化.结果表明:装甲板电感可以近似认为是间距和宽度比值的函数,宽度增大和间距减小均会使等效电感减小;但是,当宽度超过一定值时,电感变化率会很小.通过分别计算爆炸比和比作用量的最大极大值,得到两者与最优间距和源点距离的关系.

被动电磁装甲对金属射流欧姆加热作用的分析

为探究被动电磁装甲系统对金属射流的防护机理,建立了被动电磁装甲系统对金属射流作用的等效电路模型.结合虚拟源点理论,建立了不同速度金属射流微元穿过被动电磁装甲板后的比作用量模型,并利用MATLAB软件对金属射流微元比作用量进行了数值分析,获得了金属射流微元的比作用量随速度和时间的变化规律.结果表明:金属射流受到欧姆加热作用的影响后,积累的比作用量大于汽化所需要的值;当被动电磁装甲系统初始储能达到一定值时,能使穿过电磁装甲板的金属射流发生电爆炸.

被动电磁装甲对聚能射流的电-热作用耦合分析

为提高被动电磁装甲防护效果,研究了被动电磁装甲的电-热作用机理,建立了被动电磁装甲对均匀拉伸聚能射流的电-热作用耦合分析模型,进行了静态铜杆和运动射流温度场分布的数值分析。通过试验验证了耦合分析模型的正确性和可行性。运动模型的分析结果表明射流侵彻被动电磁装甲时,射流的熔化开始于速度为5.8 km/s左右的射流中部,而气化和电爆炸现象发生在速度小于4.5 km/s的射流尾部。分析结果也为被动电磁装甲的优化提供了研究基础。

被动电磁装甲数学建模及其受力仿真

在分析了电磁装甲的分类及作用机理的基础上,利用电磁学的理论,建立了被动电磁装甲数学计算模型;并借助Original仿真软件显示出目标受力的分布情况.

电磁装甲技术研究综述

介绍了电磁装甲的种类、防护原理以及国内外的研究状况,阐明了电磁装甲的特点及其应用前景,最后提出了我国进行电磁装甲研究的思路.

被动电磁装甲不同接线柱位置对金属射流电磁力的影响

金属射流在脉冲大电流作用下的稳定性是影响被动电磁装甲作用效果的关键因素之一.理论分析被动电磁装甲对金属射流的作用机理,构建2种不同接线柱位置的被动电磁装甲和金属射流的电磁仿真模型.利用数值仿真方法,分析静态情况下金属射流的电流分布特性、金属射流整体受力及典型位置的受力情况.研究表明,在不考虑射流速度时,接线柱在金属板对角情况的箍缩效果较为明显,而接线柱在金属板的同侧时,其横向扰动效果较为明显.要实现被动电磁装甲对金属射流的有效扰动和破坏,还需对金属板接线端子的位置进行参数优化.

电磁装甲及其物理基础

简述了两种主要电磁装甲的工作原理 。

主动电磁装甲及其控制系统研究

为提高装甲车辆的生存能力,介绍了主动电磁装甲的工作原理,主要对其中的控制技术进行了有意义的探讨,并基于一定的假设上提出了控制系统的模型结构,具有十分重要的军事应用价值。