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中心电弧等离子体发生器及其在电热化学炮中的应用研究

王争论  
【摘要】:本文以国防科技重点预研项目“电热化学炮总体与发射技术研究”为背景,对电热化学炮中电热转换的核心部件—中心电弧等离子体发生器,进行了理论分析、工程设计和实验研究,将中心电弧式等离子体发生器成功地应用到电热化学发射实验中,主要内容包括以下几个方面: 1.根据电热化学发射技术研究的实际需要,从等离子体发生器的工作环境入手,分析了保障中心电弧等离子体发生器可靠性工作的条件,确立了中心电弧等离子体发生器设计的方法和理论依据。 2.运用设计的方法和理论依据,设计出了可用于电热化学发射实验的几种中心电弧等离子体发生器,如A2,A1型、B型和C型。 3.通过自由喷射实验与密闭环境实验,检验了各种中心电弧等离子体发生器的工作性能,确定了保证中心电弧等离子体发生器可靠工作的放电条件、材料性能和结构特征参数。 4.将中心电弧等离子体发生器用于电热化学发射实验,并通过发射实验,研究了各种中心电弧等离子体发生器在高温、高压环境和大电流、高电压条件下的工作性能,解决了D型等离子体发生器在大电流、高电压、高温、高压环境下密封、绝缘、强度问题。 5.实验研究了D型、B型A2型和A1型等离子体发生器工作性能的差异,并结合设计理论分析了造成这种差异的原因;研究了中心电弧等离子体发生器与发射药配方和药型的适应性关系,找到了适合于各种型号等离子体发生器的发射药,如4/7、4/7高、5/7、5/7高、5/7HZS等:研究了中心电弧等离子体发生器与放电参数、火炮口径、装填参量的匹配关系,找到了适合于小口径电热化学炮的各种中心电弧等离子体发生器的最优放电时序。 6.修正了D型等离子体发生器的准稳态模型,建立了中心电弧等离子体发生器的准稳态模型;将中心电弧等离子体发生器模拟模型与一维两相流内弹道模型耦合,建立了基于中心电弧等离子体发生器的电热化学炮的内弹道预估模型。


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