近年來,電磁發(fā)射技術(shù)快速發(fā)展,可應(yīng)用于艦載武器、路基反坦克、航天運載等諸多領(lǐng)域。電樞速度是電磁發(fā)射效果的重要考量指標(biāo)之一,電樞在膛內(nèi)運動過程中速度的精準(zhǔn)測量,對電磁發(fā)射技術(shù)的研究具有重要意義。本文從測量膛內(nèi)電樞速度的需求出發(fā),基于B探針測速原理,建立了膛內(nèi)自動測速系統(tǒng)的仿真模型,搭建了B探針膛內(nèi)自動測速系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng),對系統(tǒng)進(jìn)行試驗并與仿真進(jìn)行對比,驗證了系統(tǒng)設(shè)計的可行性。論文主要研究內(nèi)容如下:首先,闡述了電磁發(fā)射技術(shù)及電磁發(fā)射膛內(nèi)速度測量的研究意義與國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,總結(jié)了現(xiàn)存B探針膛內(nèi)測速存在的一些缺點,提出對完整的膛內(nèi)自動測速系統(tǒng)的迫切需求。其次,對電樞膛內(nèi)運動及B探針測速原理進(jìn)行了理論分析,分別建立了電磁發(fā)射膛內(nèi)運動速度模型與探針感應(yīng)電壓數(shù)學(xué)模型。對電樞過探針時刻進(jìn)行推導(dǎo),提出探針不同連接方式測速的方法和過探針時間間隔的不同算法。建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真,將測速方法測得的速度與系統(tǒng)速度波形進(jìn)行對比,重合度較好。再次,基于B探針測速原理,搭建膛內(nèi)自動測速系統(tǒng)�？紤]到多探針陣列測速要求探針具有較好的一致性、便于安裝等特點,使用自制PCB探針,與滿足采集速度快,多通道同步采集的PCI1714數(shù)據(jù)采集卡構(gòu)成硬件系統(tǒng)。上位機軟件采用Visual C#對采集卡進(jìn)行二次開發(fā),并根據(jù)功能需求編寫界面,完成膛內(nèi)自動測速系統(tǒng)的軟硬件搭建。最后,對搭建好的基于B探針的膛內(nèi)自動測速系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與試驗,將試驗數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析,結(jié)果表明本文設(shè)計的測速方法的正確性,該膛內(nèi)自動測速系統(tǒng)可用于實際發(fā)射試驗電樞膛內(nèi)速度的測量。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TJ866
【部分圖文】：

美國對電磁發(fā)射技術(shù)的研究一直處于國際領(lǐng)先水平。上世紀(jì) 70 年代，美國成立了專門研究電磁發(fā)射技術(shù)的相關(guān)部門，開始致力于對電磁炮的空間發(fā)射技術(shù)及應(yīng)用的研究[21-23]。隨后美國有關(guān)部門提出天基電磁炮的研究計劃，嘗試將電磁發(fā)射技術(shù)應(yīng)用于導(dǎo)彈攔截。1985 年，美國國防高級研究規(guī)劃局與美國陸軍聯(lián)合啟動了陸基電磁炮項目，應(yīng)用于反裝甲。2010 年 12 月 10 日，美國海軍電磁炮試驗中炮彈速度達(dá)7 倍音速，射程可達(dá) 200 海里(大約 370.4km)。美國海軍隨后將試驗場搬至室外，據(jù)其公布，電磁炮的炮彈初速可達(dá) 7000km/h 至 8000km/h，射程達(dá) 90km 至 180km。與傳統(tǒng)火炮不同，電磁炮依靠電磁力而不是火藥發(fā)射炮彈，成本大大減少。2014 年 7 月，據(jù)美國海軍網(wǎng)報道，在圣迭戈基地，美國海軍在一艘聯(lián)合高速船米利諾基特號(JHSV3)上展示了由英國 BAE 系統(tǒng)公司研制的電磁軌道炮原型。圖 1-1為研究人員在測試設(shè)備，圖 1-2 為美國艦上電磁發(fā)射裝置。2016 年 10 月 16 日美國海軍最先進(jìn)的朱姆沃爾特級隱形驅(qū)逐艦的入列儀式在美國馬里蘭州巴爾的摩港舉行。據(jù)美國海軍計劃，電磁炮將被首先應(yīng)用于這艘造價極高的驅(qū)逐艦上。

美國對電磁發(fā)射技術(shù)的研究一直處于國際領(lǐng)先水平。上世紀(jì) 70 年代，美國成立了專門研究電磁發(fā)射技術(shù)的相關(guān)部門，開始致力于對電磁炮的空間發(fā)射技術(shù)及應(yīng)用的研究[21-23]。隨后美國有關(guān)部門提出天基電磁炮的研究計劃，嘗試將電磁發(fā)射技術(shù)應(yīng)用于導(dǎo)彈攔截。1985 年，美國國防高級研究規(guī)劃局與美國陸軍聯(lián)合啟動了陸基電磁炮項目，應(yīng)用于反裝甲。2010 年 12 月 10 日，美國海軍電磁炮試驗中炮彈速度達(dá)7 倍音速，射程可達(dá) 200 海里(大約 370.4km)。美國海軍隨后將試驗場搬至室外，據(jù)其公布，電磁炮的炮彈初速可達(dá) 7000km/h 至 8000km/h，射程達(dá) 90km 至 180km。與傳統(tǒng)火炮不同，電磁炮依靠電磁力而不是火藥發(fā)射炮彈，成本大大減少。2014 年 7 月，據(jù)美國海軍網(wǎng)報道，在圣迭戈基地，美國海軍在一艘聯(lián)合高速船米利諾基特號(JHSV3)上展示了由英國 BAE 系統(tǒng)公司研制的電磁軌道炮原型。圖 1-1為研究人員在測試設(shè)備，圖 1-2 為美國艦上電磁發(fā)射裝置。2016 年 10 月 16 日美國海軍最先進(jìn)的朱姆沃爾特級隱形驅(qū)逐艦的入列儀式在美國馬里蘭州巴爾的摩港舉行。據(jù)美國海軍計劃，電磁炮將被首先應(yīng)用于這艘造價極高的驅(qū)逐艦上。

第 1 章 緒 論除美國外，英國、德國、法國也為電磁發(fā)射技術(shù)的研究成立專門結(jié)構(gòu)，法國在近期第 18 屆 EML 會議上提出具有由高溫超導(dǎo)體制成的增強線圈的軌道炮的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，增加線圈來作為超導(dǎo)磁儲能系統(tǒng)，利用低溫恒溫器降溫。文獻(xiàn)[24]提出為PEGASUS 發(fā)射器開發(fā)一個發(fā)射包如圖 1-3，將銅刷電樞和 C 型鋁電樞相結(jié)合用于電磁推動。為此法國建立了一個 40mm 寬口徑的軌道炮發(fā)射包，用它將長 23cm、總重1.3kg 的大電樞進(jìn)行加速，當(dāng)發(fā)射包離開軌道后木盤打開，炮彈被釋放，據(jù)法國研究人員介紹，10MJ 能量可將 230g 的炮彈加速至 2400m/s。10MJ PEGASUS 軌道炮如圖 1-4。另外俄國、烏克蘭、伊朗、韓國、土耳其、加拿大、印度、立陶宛等也在跟進(jìn)電磁發(fā)射相關(guān)技術(shù)的研究。

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本文編號：2811184