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多级磁阻型电磁枪发射效率研究

张红旭  
【摘要】:电磁发射技术是一种利用电磁力发射有效载荷的的技术,它将电磁能转换成机械能,借助电磁力做功,推进载荷,其本质是一种特殊的直线电动机。相比于传统的火药发射,电磁发射的发射速度快、可控性好、发射效率高,同时射击无声响、无烟雾、无炮口火焰,具有良好的射击隐蔽性。本文选择磁阻型线圈发射作为研究对象,建立一个六级磁阻型电磁枪模型,通过仿真分析驱动线圈匝数、电容器电压、电容量和触发时机对多级电磁枪发射效率的影响,并将正交试验法和多级电磁枪参数的设计结合,以提高发射效率和发射速度为目的,对电磁枪的参数进行优化。本文完成的主要工作包括:首先概述了电磁发射技术及其在国内外的发展状况,构建多级磁阻型电磁枪模型,对其工作原理进行分析,建立等效电路模型和动力学方程,得到弹丸的受力方程。其次从理论上分析驱动线圈匝数、电容器电压、电容量和触发时机几个参数变化对电磁枪发射效率和发射速度的影响,并采用有限元分析软件Maxwell进行仿真,得出规律。结果表明,随着弹丸经过各级驱动线圈速度不断增加,上述参数都存在最佳值,使得发射效率或发射速度最大。最后将多级磁阻型电磁枪参数的设计与正交实验法相结合,减少仿真的任务量,综合分析各个参数的影响,结合正交实验法的结果得出最优参数,使得该电磁枪的具有更高的发射效率。并通过添加轭铁的方式,在结构上进行了优化,提高电磁枪的发射效率。


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