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电磁轨道炮电气负载特性的理论与实验研究

陈立学  
【摘要】: 电磁轨道炮在军事领域有着广阔的应用前景,其巨大发展潜力吸引着各军事强国对其进行理论和应用上的研究。 在理论研究中希望掌握电磁轨道炮整个系统中的物理过程,但由于轨道炮是一个高速滑动电接触下的应力场、电磁场和热场相互耦合的复杂系统,要获得对该系统全过程的完全了解,目前仍存在相当多的困难。为此,转而从外特性出发,借助负载特性给予轨道炮中各物理过程一个工程上可以接受的简化描述是有重要学术价值的。 在应用研究中,采用多模块电容器组时序放电调波的轨道炮电源方案中,电容器组放电时序的确定受到轨道炮负载的影响。因此提出一个较为准确、简单的轨道炮电路模型就显得尤为重要。 本文在对轨道炮基本电磁理论和电气负载特性分析的基础上分别进行了轨道炮电气负载特性的实验和理论研究。 在实验研究中分别进行了轨道炮炮尾短路与电枢静态比较实验,轨道炮炮尾短路与发射比较实验,以及轨道炮电感梯度验证实验。获得了轨道炮电气负载特性的一些重要实验数据,并为理论计算的预设参数提供了重要依据。 在理论研究中分析了轨道炮磁场和电流场,求得了电枢受力,进而求得轨道电感、轨道电阻、电枢电阻、电枢电感和电枢动生电动势这几个主要负载特性参数。从而获得了轨道炮的电气负载特性参数。 实验和理论研究表明:轨道炮负载表现出明显的非线性;实验数据能够反映出轨道炮基本物理原理支配下的电参数特性;数值分析方法可以获得比较准确的轨道炮负载特性参数,该负载模型能够满足多模块时序放电电源系统和轨道炮系统的电路模拟要求。


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