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多级重接式电磁发射的电磁分析与有限元仿真

高电压技术 2008年第1期34卷 78-82页

作者：赵纯邹积岩何俊佳李小鹏华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074 大连理工大学电气工程与应用电子技术系大连116024

为了对多级发射达到高速时的电磁问题进行研究,以使用板状发射体和箱形线圈的多级重接式电磁发射为研究对象,推导了多级线圈电磁场和发射体涡流场的综合作用方程,利用ANSOFT电磁场有限元分析软件建立了三维有限元仿真模型并进行仿真计... 详细信息

为了对多级发射达到高速时的电磁问题进行研究,以使用板状发射体和箱形线圈的多级重接式电磁发射为研究对象,推导了多级线圈电磁场和发射体涡流场的综合作用方程,利用ANSOFT电磁场有限元分析软件建立了三维有限元仿真模型并进行仿真计算。结果表明,多级线圈电流的同时存在,既改变了单级线圈的磁场分布和磁感应强度大小,也改变了发射体中局部涡流密度的大小和发射体受力的大小。这种改变与线圈电流的频率和相位差异相关,并且线圈间距越小,这种综合作用的影响越大。

关键词：电磁发射重接式电磁发射多级发射电磁场分析涡流分析有限元仿真

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重接式电磁发射的线圈与发射体仿真计算

电工电能新技术 2008年第1期27卷 21-24,29页

作者：赵纯邹积岩何俊佳李小鹏华中科技大学电气与电子工程学院脉冲强磁场教育部重点实验室湖北武汉430074 大连理工大学电气工程与应用电子技术系辽宁大连116024

重接式电磁发射是一种利用磁力线重接来推动发射体的电磁发射形式,具有发射体与线圈无接触、无烧蚀等优点。利用ANSOFT电磁场有限元分析软件建立了重接式电磁发射的三维仿真模型,对线圈磁场、发射体涡流和发射体受力进行仿真计算,并分... 详细信息

重接式电磁发射是一种利用磁力线重接来推动发射体的电磁发射形式,具有发射体与线圈无接触、无烧蚀等优点。利用ANSOFT电磁场有限元分析软件建立了重接式电磁发射的三维仿真模型,对线圈磁场、发射体涡流和发射体受力进行仿真计算,并分析讨论线圈和发射体形状变化对发射效果的影响。仿真表明,发射体受力最大值主要取决于发射体在运动方向的受力作用面积,面积越大,受力越大;直线后沿的发射体受力要优于弧线后沿。

关键词：重接式电磁发射电磁分析有限元仿真

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一种多级重接式电磁发射系统的触发电路

电工电能新技术 2006年第3期25卷 77-80页

作者：赵纯邹积岩廖敏夫李小鹏周正阳大连理工大学电气工程与应用电子技术系辽宁大连116024

重接式电磁发射是电磁发射的一种形式,利用电磁能量推动发射体前进。多级发射的关键在于各级能量的有序释放,因而要求开关正确而可靠地动作。所研究的触发电路中,高压触发脉冲发生电路采用三电极间隙产生陡化的高压触发脉冲,使触发真空... 详细信息

重接式电磁发射是电磁发射的一种形式,利用电磁能量推动发射体前进。多级发射的关键在于各级能量的有序释放,因而要求开关正确而可靠地动作。所研究的触发电路中,高压触发脉冲发生电路采用三电极间隙产生陡化的高压触发脉冲,使触发真空开关导通延时的精度被控制在1μs以内。触发信号发生电路采用HFBR-0400系列光发射器和光接收器作执行元件,抗干扰能力强,在多级电磁发射实验中,消除了级间互扰造成的误触发。光发射器和光接收器之间采用光纤连接,有效地实现高压触发部分和低压控制部分的隔离。

关键词：重接式电磁发射触发电路抗干扰光纤隔离

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多级重接式电磁发射装置效率优化与实验研究

多级重接式电磁发射装置效率优化与实验研究

作者：尹红阳大连理工大学

学位级别：硕士

相比于传统的化学能发射技术,电磁发射技术具有发射速度更高、发射过程更受控、使用能源清洁等优点。在目前已有的导轨式、线圈式和重接式电磁发射技术中,重接式发射技术起步最晚,但从原理上克服了导轨式发射的枢轨烧蚀问题,以及线圈式... 详细信息

相比于传统的化学能发射技术,电磁发射技术具有发射速度更高、发射过程更受控、使用能源清洁等优点。在目前已有的导轨式、线圈式和重接式电磁发射技术中,重接式发射技术起步最晚,但从原理上克服了导轨式发射的枢轨烧蚀问题,以及线圈式发射径向电磁力大于轴向电磁力等问题。并且重接式发射技术综合了导轨式发射能实现高速直线发射和线圈式发射能发射大质量发射体的优点,因此重接式发射技术具有更高的应用价值和更广泛的应用领域。为了获得更高的发射速度,作为研究热点的多级发射装置所占空间庞大、制作成本较高,必须提高发射效率才能保证装置具有更好的综合性能。本文以机械强度较高的箱型驱动线圈和板状电枢构成的多级重接式发射装置为研究对象,建立了多级重接式电磁发射装置加载过程的动态电磁场模型和考虑级间耦合效应的动力学方程,为效率优化设计提供理论基础。对上述模型进行仿真求解,计算结果表明,多级重接式发射装置的动态加载特性取决于电枢运动状态,电枢加载速度越高,耦合磁场的削弱作用越强,电枢受到的加速电磁力峰值越小,反向电磁力出现位置越靠前,导致各级速度增量逐渐减少,装置发射效率随级数的增加逐渐减少。针对效率优化设计,本文通过装置的结构优化提高了单级发射装置发射效率,并提出双绕式驱动线圈结构。在单级发射装置结构优化的基础之上,计算不同加载速度下装置参数对发射效率的影响,结合多级发射装置触发策略得到多级装置参数的动态优化策略,优化后的百级装置发射效率从4.3%提高到17.65%。此外,本文提出了一种基于导磁铁芯的磁场调控方法,通过增加E型导磁铁芯提高电枢截断的磁力线数量,使电枢受到的加速电磁力增大,从而提高装置最大发射效率。最后,本文搭建了多级重接式电磁发射实验平台,实验首先验证了触发位置、充电电压、线圈结构对发射性能的影响,实验结果验证了仿真计算方法的可靠性。然后对添加导磁铁芯的两级发射装置进行实验研究,验证了导磁铁芯对发射效率的提高作用。而后根据效率优化结果设计并搭建了八级实验装置,将总重12kg的电枢与负载加载到了4m/s。实验结果表明本研究可为多级重接式电磁发射装置效率优化问题提供参考。

关键词：重接式电磁发射发射效率动态参数优化磁场调控

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磁力线重接式电磁枪械变初速发射技术研究

磁力线重接式电磁枪械变初速发射技术研究

作者：仲其伐南京理工大学

学位级别：硕士

本文利用重接式电磁发射技术理论对重接式电磁枪械的可行性进行了探索,对影响重接式电磁枪械发射性能的因素进行了分析研究,提出了一种变初速电磁枪械发射系统的设计方案。文中概述了电磁发射装置的分类及基本工作原理,选取磁力线重接... 详细信息

本文利用重接式电磁发射技术理论对重接式电磁枪械的可行性进行了探索,对影响重接式电磁枪械发射性能的因素进行了分析研究,提出了一种变初速电磁枪械发射系统的设计方案。文中概述了电磁发射装置的分类及基本工作原理,选取磁力线重接式电磁发射装置作为研究方案,利用重接式电磁发射技术的加速机理,建立数学模型。使用Ansoft有限元分析软件对重接式电磁枪械的电磁场域进行分析,获得了驱动线圈的电磁场分布和电感分布规律。利用Ansoft Maxwell有限元分析软件对重接式电磁枪械进行建模与动态仿真,分析了系统的运动特性,揭示了弹丸初始位置与初始速度、弹丸直径、驱动线圈结构参数和驱动电路参数对系统发射性能的影响。在此研究基础上,提出通过改变最后一级(最接近且小于速度要求的那一级线圈)驱动电路电容器充电电压来改变弹丸出膛初速的设计方案。为后续研究电磁枪械的变初速发射技术提供了一定的参考。

关键词：重接式电磁发射电磁枪械变初速有限元分析仿真

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基于重接原理的三级电磁发射系统

哈尔滨工业大学学报 2008年第1期40卷 90-94页

作者：廖敏夫邹继斌邹积岩赵纯哈尔滨工业大学电气工程与自动化学院哈尔滨150001 大连理工大学电气工程与应用电子技术系辽宁大连116024

为了揭示多级重接式电磁发射发射体的运动特性及规律,设计建立了用于实验研究的小型三级重接式电磁发射系统并进行仿真分析.介绍了重接式电磁发射的工作原理及运动模型,设计建立了用于实验研究的小型三级重接式电磁发射系统.整个系统包... 详细信息

为了揭示多级重接式电磁发射发射体的运动特性及规律,设计建立了用于实验研究的小型三级重接式电磁发射系统并进行仿真分析.介绍了重接式电磁发射的工作原理及运动模型,设计建立了用于实验研究的小型三级重接式电磁发射系统.整个系统包括3个相同的子系统和一个集中控制系统.在对实验模型数据实测并拟合的基础上,确定运动模型所需电感梯度和放电回路电参数,最终建立了发射体运动的数值仿真模型.对数值仿真模型包含的电路和运动方程采用四阶Runge-Kutta法进行数值求解,得到了三级发射的运动特性仿真结果.结果表明,当发射体速度不高时,加速过程完成于在电容器组向线圈放电起始很短的时间和距离内;加速的效果取决于适当的发射体初始位置;发射体终速度和发射整体效率都随电容器组存储能量的增加而增大;多级发射中后级效率高于前级,整体效率也随着发射级数的增加而增高.

关键词：电磁发射重接式电磁发射运动模型数值仿真

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多级发射达到高速时的电磁问题分析

电子技术与软件工程 2015年第3期 51-52页

作者：万学哲国家新闻出版广电总局2024台黑龙江省佳木斯市154025

为了对多级发射达到高速时的电磁问题进行研究,以使用板状发射体和箱形线圈的多级重接式电磁发射为研究对象,推导了多级线圈电磁场和发射体涡流场的综合作用方程,利用ANSOFT电磁场有限元分析软件建立了三维有限元仿真模型并进行仿真计算。

关键词：电磁发射重接式电磁发射多级发射电磁场分析

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电磁推进技术

电气技术 2010年第S1期11卷 5-7页

作者：李小鹏王静西天津工程师范学院自动化系天津300222 解放军总装备部科研订购部北京100081

当今,以商业为目的的卫星发射、星际探测逐年增加,降低发射成本问题也越来越被关注起来。电磁推进系统的总体设计思想就是采用直线电磁加速器使火箭等运载工具在点火发射前得到一个初始速度,从而达到节省推进剂,进而节约发射成本的目的... 详细信息

当今,以商业为目的的卫星发射、星际探测逐年增加,降低发射成本问题也越来越被关注起来。电磁推进系统的总体设计思想就是采用直线电磁加速器使火箭等运载工具在点火发射前得到一个初始速度,从而达到节省推进剂,进而节约发射成本的目的,而且随着载荷速度的提高,总体的发射成本也将大幅度降低,对于该项技术的技术指标也可以比较宽:几百米/秒到几千米/秒。直线电磁加速器的种类选择是由载荷的质量和发射速度共同确定的,若为小质量载荷且要求发射速度较高时,则采用线圈式电磁发射器或是重接式电磁发射器,因为这两种发射器在工作过程中载荷具有自稳性,省去了磁悬浮装置,缺点是载荷所受力波动较大。若载荷质量较大且发射速度较低时,则采用大推力直线电机作为直线电磁推进器。因为速度比较低,所以可以不用磁悬浮装置,该种方式的优点是:载荷质量可以很大,载荷受力比较均匀等。

关键词：电磁推进重接式电磁发射

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电磁发射的历史及发展趋势

微电机 2004年第1期37卷 41-44页

作者：李立毅李小鹏大连理工大学辽宁大连116024 哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001

回顾了电磁发射发展的各个历程,针对不同电磁发射种类,分析它们发展趋势,阐述了电磁发射领域研究的必要性。

关键词：导轨式电磁发射线圈式电磁发射重接式电磁发射火炮电磁发射