【摘要】：電磁軌道炮在未來(lái)武器的發(fā)展計(jì)劃中,已成為越來(lái)越重要的部分。而作為普通雙軌電磁軌道炮的一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)形式,圓膛四軌電磁軌道炮具有較小的導(dǎo)軌徑向排斥力、更加合理的熱分布(能夠減小對(duì)導(dǎo)軌的燒蝕作用)、更大的電樞電磁推動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn),豐富了電磁軌道炮的應(yīng)用。本文根據(jù)現(xiàn)有的圓膛四軌電磁軌道炮結(jié)構(gòu),分析了這種電磁軌道炮電樞的運(yùn)動(dòng)特性及電樞和導(dǎo)軌動(dòng)力學(xué)特性。論文主要概括為以下幾個(gè)方面：(1)圓膛四軌電磁軌道炮的數(shù)學(xué)建模分析。本文采用積分法研究了電樞在考慮趨膚效應(yīng)和未考慮趨膚效應(yīng)兩種情況下電樞所受的電磁力,又依次建立了電源的放電電流模型和電樞所受的阻力模型。分析電樞運(yùn)動(dòng)的微分方程,得出電樞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。研究了圓膛四軌電磁炮結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電樞運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響；(2)圓膛四軌電磁軌道炮系統(tǒng)仿真。通過(guò)機(jī)理研究,提出圓膛四軌電磁軌道炮系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)微分方程組。建立了Matlab/Simulink系統(tǒng)仿真模型,設(shè)置適當(dāng)?shù)那蠼鈼l件,求解得出電樞在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)特性。分析了四軌電磁軌道炮系統(tǒng)參數(shù)對(duì)電樞在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的影響和多級(jí)電容儲(chǔ)能饋電電磁軌道炮的放電特性；(3)圓膛四軌電磁軌道炮瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真分析。給出了簡(jiǎn)化的導(dǎo)軌電磁力和電樞和導(dǎo)軌的接觸理論和其法向接觸理論。建立了有限元瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真模型,通過(guò)ANSYS有限元?jiǎng)恿W(xué)仿真得到了電樞在發(fā)射過(guò)程中不同位置的電樞和導(dǎo)軌的應(yīng)力和在徑向上的應(yīng)變、導(dǎo)軌和電樞接觸處的應(yīng)力和其徑向上的應(yīng)變,得出電樞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的電磁軌道炮的力學(xué)特性。通過(guò)對(duì)圓膛四軌電磁軌道炮展開(kāi)的一系列研究,得到了圓膛四軌電磁軌道炮的電樞運(yùn)動(dòng)特性和電樞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的電磁軌道炮系統(tǒng)的力學(xué)特征,為圓膛四軌電磁軌道的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
【圖文】：

逑W弱逡逑圖１．１電磁軌道炮安裝邐圖１．２艦載電磁軌道炮逡逑從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，固體電樞電磁軌道發(fā)射裝置的應(yīng)用前景最大，逡逑因此它是目前主要的研究和發(fā)展對(duì)象。等離子電樞電磁軌道炮結(jié)構(gòu)和原理比較復(fù)雜，主逡逑要用來(lái)發(fā)射速度在３ｋｍ／ｓ邋Ｗ上超高速的物體。目前，美國(guó)和英國(guó)已經(jīng)展開(kāi)過(guò)多次試驗(yàn)，逡逑將質(zhì)量為３ｋｇ左右的物體加速到３ｋｍ／ｓ上下。而且法國(guó)、德國(guó)和日本也已經(jīng)順利進(jìn)行了逡逑多次實(shí)驗(yàn)，，質(zhì)量為４ｋｇ左右的物體加速到２￣３ｋｍ／ｓ的速度。２０１１年１２月份，美國(guó)海軍逡逑試射了安裝在艦船上的電磁炮，其發(fā)射的炮彈速度達(dá)１．７ｋｍ／ｓ，射程距離為２０４ｋｍ，為邋，、逡逑海軍常規(guī)武器的數(shù)倍，并且此次試射炮口動(dòng)能達(dá)到了邋３３ＭＪ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了邋２００８年試射時(shí)逡逑的炮口動(dòng)能，再一次成功地刷新了電磁炮發(fā)射炮口動(dòng)能的世界紀(jì)錄ＰＳ１。逡逑電樞發(fā)射時(shí)

圖１．３圓腔四軌電磁軌道炮發(fā)射原理逡逑圓膛四軌電磁炮軌道由沿電樞圓周方面分布的四條導(dǎo)軌組成，它們相互對(duì)稱排列，逡逑如上圖１．３所示。兩相對(duì)的導(dǎo)軌接在電源的同一端，另一對(duì)相對(duì)的導(dǎo)軌接在電源的另一逡逑５逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TJ866

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本文編號(hào)：2621658