Electrodynamic response study on railgun launcher based on electromechanical coupling model

The electrodynamic behavior of a medium caliber railgun launcher has been studied based on an electromechanical coupling model,which uses a unified modeling method for both electromagnetic and electromechanical field.This model adopts a material equivalent method to simulating the sliding contact behavior for the in-bore armature.An embedded node encoding program during field meshing operation provides good load transfer accuracy between electromagnetic field and mechanical field.Dynamic properties of in-bore magnetic field are firstly simulated and a subsequent dynamic analysis is conducted by mapping element results from electromagnetic analysis step to structure analysis step.The electromechanical-elastic response of the barrel is studied under the excitation current.The numerical model has shown reliability compared to experimental results.

基于多场耦合仿真的四轨电磁发射器性能分析

电磁轨道发射器的工作过程涉及复杂的多物理场耦合现象,仅通过解析计算难以实现对电磁轨道发射器性能的全面分析。为了对电磁轨道发射器的动态发射过程进行研究,以四极凸轨道电磁发射器作为研究对象,建立了瞬态电磁-热-结构多物理场耦合仿真模型,采用CLM模型模拟发射过程中过盈电枢与轨道的电接触现象,得到了发射器工作过程中电枢、轨道受力随时间变化情况和电磁场、应力、温度分布。研究结果表明,发射器电枢、轨道受力的变化趋势与激励电流的变化趋势接近,趋肤效应和速度趋肤效应会引起受力的削弱。电磁力会改变接触面上的压力分布,改善枢轨接触状态,进而改变接触区域的电流分布。发射过程中,由于摩擦力作用,温升最大处位于电枢臂尾端而电流密度最大值出现在电枢喉部。所做的研究对了解发射器的动态发射过程及发射过程中的多物理场耦合机理具有一定参考意义。

线圈炮(电磁同轴发射器)综述

文中主要包括:1、线圈炮的基本原理;2、主要的结构型式,每种类型举出几个有代表性的装置,说明其运行机制与性能;3、应用前景。

模化方法在电磁轨道炮研究中的应用综述

模化方法是指不直接研究自然现象或过程的本身,而是用与这些自然现象或过程相似的模型来进行研究的一种方法。选择合适的模化方法对原型与模型之间试验结果的匹配至关重要。在对模化方法进行简要介绍的基础上,对现有电磁轨道炮物理场、弹丸动力学、驱动电路模化方法的实现方式和优缺点进行了论述,探讨了当前电磁轨道炮模化方法的研究难点及未来可能的发展方向。目前尚未出现一种理想的电磁轨道炮模化方法可以同时进行所有物理量的匹配,因此,在实际应用过程中,根据具体需求选择合适的物理量和模化方法是目前较为有效的研究途径。

电磁轨道炮物理场模化方法下轨道动态响应相似性分析

为进一步提高电磁轨道炮模型试验的有效性,基于电磁轨道炮物理场模化方法,通过理论分析和数值仿真对电磁排斥力作用下的原型与模型轨道动态响应相似性问题进行了研究。结果显示:如果电磁轨道炮的模化方法,在原型和模型中采用相同材料,并且要同时实现磁场和温度场的匹配,则必将导致应力场的不匹配和轨道动态响应的不相似;在匹配速度的近似模化方法下,原型轨道和模型轨道的临界速度相同,但动态响应属于非线性关系,而且随着弹丸速度和滑动距离的增加,挠度曲线相关系数变小、相似性变差,而振幅比值与几何相似常数近似相等。

一种轨道-线圈混合发射器的原理与性能分析

轨道-线圈混合发射器综合了轨道式电磁发射能发射超高速发射体和线圈式电磁发射能发射大质量物体的优点,较易使大质量发射体达到超高速。文章叙述了它的结构,分析了它的运动过程和性能,并论述了混合电磁发射的优点。

电磁轨道炮结构改进与性能仿真对比分析

电磁轨道炮是电磁发射器主要研究的类型,传统轨道炮与增强型轨道炮都存在着轨道烧蚀、电枢受力不均、电流过度集中等问题。文中针对当前轨道炮的不足,设计了一种改进型轨道炮结构,运用建模理论推导与软件仿真相结合的方法分别对传统轨道炮、平面增强型轨道炮和层叠增强型轨道炮、改进型轨道炮基本模型进行了对比分析。结果表明,改进型轨道炮具有结构简单稳定、电磁推力大、电流分布均匀等优点。

电磁轨道炮中的电流线密度与膛压

为提供一个统一的参考标准,将不同口径电磁轨道炮的研究成果联系起来,借鉴传统火炮内弹道研究方法,通过描述电磁轨道炮发射过程微分方程组,以及电枢与轨道电磁力解析分析,分别从宏观层面和微观层面考察了电磁轨道炮的内弹道过程。结果表明,电磁轨道炮的电磁场、应力场和温度场不由电流大小或口径大小单独决定,而是有由它们的比值即电流线密度决定。电流线密度平方与轨道压力、弹底压力、轨道间磁压力、轨道温度成正比,电流线密度可以反映电磁轨道炮的内膛压力大小。提出以电流线密度作为电磁轨道炮的核心参数,且比照传统火炮内弹道学参数的命名,电流线密度可以看作是电磁轨道炮的"膛压"。对大、小口径电磁轨道炮发射过程模拟计算对比表明,以电流线密度作为表征量,可以有效联系起不同口径电磁轨道发射装置上相关参数的变化规律。