被动电装甲高功率脉冲电路参数特性分析

为了获得被动电装甲作用于射流的最佳电流波形,研究了电感、电阻、电容及充电电压对被动电装甲放电电流波形的影响规律。在此基础上,重点研究了装甲结构变化对电感的影响及在脉冲电流作用下射流电感、电阻的变化规律。首先在稳态条件下,利用电感经验计算公式计算,得到了影响装甲结构电感的主要因素为装甲板间距与装甲板宽度的比值;接着本文首次考虑脉冲电流通过铜射流时产生的趋肤效应(电流上升)及反趋肤效应(电流下降)对电阻和电感的影响,基于能量原理,利用计算得到的射流上的电流分布,得出了一种等效电阻电感的计算方法,并对直径4 mm的射流进行了计算。结果表明:射流的电阻突然增大后又很快趋于稳态电流作用下的电阻值,而电感突然减低后又很快增大至稳态电流作用下电感的1.8%;最后通过测试实验证实了计算方法的正确性。结论认为:在能量一定的情况下,增大电压比增大电容更有利于提高脉冲电流的梯度和峰值;在装甲板距离一定的情况下,应尽量增加装甲板宽度以减小装甲板结构的电感;趋肤效应有利于减小整个系统的电感,获得更大的电流梯度。

电装甲家族的新星——可储能电装甲

针对可储能电装甲,从结构出发,对其放电模型、理论依据及防护机理进行了详细分析。为进一步的实验研究奠定了一定的理论基础。

可储能电装甲箔电极爆炸温度的一种计算方法

可储能电装甲作为一种新型的电装甲,其防护性能与箔电极爆炸时等离子体温度密切相关。从电装甲的电爆炸机理出发,对其核心脉冲电容器爆炸时的箔电极的电流、电阻和表面积的计算进行了分析求解,进而提出了其箔电极爆炸时产生的等离子体温度的一种计算方法。

被动电磁装甲对射流产生横向偏移作用机理的研究

为了提高被动电磁装甲对聚能射流的防护性能,对被动电磁装甲对射流的横向偏移作用进行了研究。利用有限元仿真软件,建立了扭曲和装甲结构两个三维有限元模型对射流的变形进行了仿真,最后进行了静态模拟试验与破甲试验,利用直径1 mm铜丝进行了模拟实验。结果表明:射流的弯曲不稳定性和电磁装甲产生的横向电磁力都能造成射流产生横向偏移;铜丝模拟实验结果表明,随着充电电压的升高,铜丝横向弯曲越来越严重,当电压升高到5 k V、峰值电流为40 k A时,铜丝出现了断裂;利用破甲弹进行的静破甲试验结果表明,当充电电压升高至2 170 V、峰值电流为50 k A时,射流由于受到横向电磁力作用,后装甲板上射流飞溅的痕迹向一侧发生了偏移。模拟与破甲试验结果进一步证实:随充电电压和峰值电流的升高,被动电磁装甲能够使射流产生更大的横向偏移作用,从而降低射流对装甲的侵彻能力。

电传动装甲车辆用锂离子电池充放电特性

对锂离子动力电池进行了一系列充放电试验,分析了该种电池的充放电特性、开路电压和内阻特性以及动态充放电特性;结果表明:该种电池充放电内阻小,大电流放电能力强,且在电传动装甲车辆功率需求范围内有很高的放电效率,该种电池作为电传动装甲车辆的辅助动力源,有良好的应用前景。

电(磁)装甲研究现状及发展趋势

通过对国外关于电 (磁 )装甲的资料、数值计算及试验结果的分析和比较 ,结合课题研究中的体会提出了对电 (磁 )装甲防护系统发展前景的个人看法。

轮式电传动装甲车辆多轮驱动牵引力控制策略

多轮电传动装甲车辆在爬坡和加速情况下各轮载荷分配不均匀。为了充分利用地面附着力来提高车辆的驱动能力,结合轮毂电机驱动的特性以及电机转矩响应快、控制精度高的特点,提出了基于载荷比及驱动防滑控制的牵引力控制策略。通过在RecurDyn中建立88车辆动力学模型,并在Matlab/Simulink中进行联合仿真试验。实验结果表明这种控制策略能有效提高车辆的动力性能。

电传动装甲车辆发动机-发电机组建模与仿真研究

发动机-发电机组是电传动装甲车辆的核心部件,建立其仿真模型对电传动技术研究具有重要意义,其较强的非线性特性大大增加了其建模仿真难度。通过采用实验数据与控制理论相结合的方式建立了发动机稳态模型。基于发电机时变参数建立其仿真模型,设计了整流稳压及弱磁控制方案。通过仿真与台架试验验证了部件及机组模型的可靠性。

电传动装甲车辆冷却系统水路性能试验研究

根据电传动装甲车辆冷却系统高低温双泵双循环设计要求,通过台架联机试验全面测试了冷却系统双循环水路及各循环支路温度变化和水流量分配特性、发电机绕阻温度变化规律及低温循环水路工作性能,测试结果表明:发电机冷却水路与发动机循环水路串联可行,双循环水路及各循环支路水流量和进出口温度变化满足动力系统不同工作状态散热要求,所选部件匹配合理,达到设计要求.

电装甲——装甲防护的革命

人们熟悉的英国“武士”步兵战车,其最初设计是防145毫米枪弹和155毫米炮弹碎片,在海湾战争中,该型车增装了附加装甲,从而获得了极佳的防护力,但这是以增加了巨大重量为代价的。而电装甲可提高防护力则没有额外增加车重的负担。

电驱动装甲车辆的燃气轮机电源系统仿真

随着电驱动装甲车辆对功率的需求越来越高,在车辆的电源系统中,传统的柴油机组制约了电驱动装甲车辆的发展,而燃气轮机相比于传统的柴油机具有结构简单,便于控制,动态响应快等优点,更加适合于电驱动装甲车辆的使用要求。根据某型电驱动装甲车辆,在MATLAB/Simulink中建立了其燃气轮机的仿真模型,通过基于燃气轮机的电驱动装甲车辆综合电源系统仿真分析,确定燃气轮机在电驱动装甲车辆中的可行性,为将来进行电驱动装甲车辆的进一步研究奠定基础。

装甲防护新技术——电装甲

装甲车辆,尤其是主战坦克在现代化战争中仍起看重要作用,因此世界各国在研制新型装甲车辆时,着重运用高科技手段来武装装甲车辆,提高装甲车辆的防护能力。装甲与反装甲技术在对抗中不断发展。随着反装甲武器的发展和穿甲能力的提高,装甲防护能力也在不断改进和加强。但是由于技术限制和坦克机动性能的约束,大幅度提高装甲厚度既不现实也不明智,为此各国纷纷研究新型装甲技术,其中电装甲技术就是一种比较新颖的装甲防护技术。早在70年代前苏联就提出了电装甲构想,80年代美国也开始研究电装甲,随后德、法、英等国也相继开展了电装甲的研究工作。

基于改进灰色马尔可夫链的电传动装甲车辆负载需求功率预测

为解决电传动装甲车辆负载需求功率预测精度偏低的问题,提出一种基于改进灰色马尔可夫链的组合功率预测方法。采用改进灰色预测方法和马尔可夫链预测方法对负载需求功率中的主体功率和残差功率进行预测,并在每个预测时刻将两种功率预测结果进行代数相加,建立改进灰色马尔可夫链组合预测方法。仿真结果表明:该负载需求功率组合预测方法相对于传统单一预测方法,能够较好地预测负载功率的强随机性变化特征,准确预测负载需求功率的变化趋势,预测精度最高提升了16.49%,可为后续能量管理策略提供有效参考信息。

电(磁)装甲防护技术探索研究

通过分析、计算和试验 ,对新概念电 (磁 )装甲防护技术进行了初步研究。

电传动装甲车辆混合动力系统功率流控制策略

针对一种串联式电传动装甲车辆混合动力系统,制定了多算法联合的多动力源系统功率流控制策略,由不同的控制算法实现不同的控制目标。利用小波变换算法分离负载需求功率中的高频分量和低频分量,分别分配给超级电容和具有较低输出截止频率的动力源,实现负载频率特性与动力源输出特性相匹配。采用模糊控制算法实现了电池的荷电状态工作范围的优化控制,设计了基于系统效率最优的负载需求功率低频分量的二次分配策略,实现了负载需求功率低频分量在发动机-发电机组和电池间分流时的系统瞬时效率最优控制。仿真分析和实车试验结果表明:所设计的功率流控制算法实现了对多动力源系统的多目标优化控制,达到了预期的控制目标,可应用于电传动装甲车辆混合动力系统的功率流控制。

轴向脉冲电流对射流线性不稳定性的作用

为了提高电磁被动装甲对聚能射流的防护能力,利用叠加原理和磁流体线性不稳定理论,在轴向脉冲电流作用下建立了射流运动线性扰动控制方程,并对射流箍缩和扭曲不稳定性增长率随粘性、时间的变化规律进行了分析,得到了射流不稳定增长率和射流的变形规律,并利用数值方法得到了射流变形的计算公式。最后通过直径39.2mm破甲弹进行静破甲试验,通过后效板射流入射孔的大小验证了脉冲电流对射流的箍缩作用;利用具有初始弯曲、直径为1.75mm铜丝模拟了脉冲电流对射流的扭曲作用,通过铜丝的变形验证了脉冲电流对射流的扭曲作用。实验结果证实了理论分析的正确性。

论电磁发射开启电磁武器时代

本文认为武器的本实质是能量变换器;从能量科学发展进步的角度首次揭示出"电磁武器"概念及其科学体系;并指出电磁武器体系的最后形成是电磁发射研发的结果;科学地定义并给出电磁武器的种类及其所包涵的内容;还依据分析了第四代武器是电磁武器的必然性;以及总结提出"电磁武器"的现实意义和历史价值。

New Method to Restrain Pumping Voltage of Braking Procedure for Brushless DC Motor of Electric Armored Vehicle

In order to restrain the high pumping voltage of braking procedure which is harmful to the system of electric armored vehicle. Based on the analysis of pumping voltage of the braking procedure, the relation between pumping voltage and PWM ratio is derived and a new digital control method to restrain the pumping voltage by changing PWM ratio is put forward. Because the capacitance is decreased effectively, the volume of controller is reduced and the performance to price ratio is improved. The results of computer simulation and experiment proved that this method is feasible and valid.

一种基于有向图的冷却系统原理方案设计方法

针对电传动装甲车辆冷却系统原理方案的设计问题,建立了冷却系统热部件、散热器和水泵的简化模型,提出了使用有向图表示冷却系统原理方案的基本方法,结合遗传算法提出了冷却系统原理方案优化设计方法。实例计算表明,与所有热部件并联、所有热部件串联的系统方案相比,优化后的冷却系统原理方案适应度函数值分别减小了62.6%、54.5%.研究结果对冷却系统原理方案的设计有一定参考价值。

电传动装甲车辆多动力源参数匹配与优化

为提高电传动装甲车辆的动力性和燃油经济性,根据极限行驶工况确定了各动力源参数可行域。依据某重型车辆循环行驶工况,选取5组不同混合度的参数匹配方案,分别在Cruise整车模型上进行仿真试验,确定了等效燃油消耗量。结果表明:匹配与优化后的多动力源参数匹配方案能够满足车辆动力性要求,提高燃油经济性。