本文基于電熱化學(xué)發(fā)射過程的實(shí)際物理現(xiàn)象,研究了電熱等離子體的產(chǎn)生、發(fā)展及其與火藥相互作用的相關(guān)細(xì)節(jié),并且進(jìn)一步討論了電熱等離子體作用下的內(nèi)彈道過程。 (1)在電熱等離子體的產(chǎn)生方面,主要討論了脈沖成形網(wǎng)絡(luò)(PFN)放電和金屬電爆炸過程。建立了適用于電熱離子體發(fā)生器放電過程的電流計(jì)算模型,采用頻譜分析方法討論了脈沖電流和負(fù)載電阻的特性,并且進(jìn)一步分析和討論了負(fù)載參數(shù)對PFN放電回路電流峰值的影響。 研究表明,回路電流和負(fù)載電阻的頻譜均主要集中在低頻區(qū)域(0-20Hz)。負(fù)載電阻的變化對實(shí)際電流的影響主要體現(xiàn)在RL一階放電過程,對于RLC放電過程沒有明顯的影響；在頻譜上主要引起FFT相位的變化,對于FFT幅值的影響很小。當(dāng)負(fù)載電阻呈正弦變化時(shí),其頻率,幅值和初始相位引起的對相對峰值電流的誤差分別約為±1.0%,±1.8%和±0.5%。 在金屬電爆炸方面探討了電爆炸的物理過程,建立了金屬絲電爆炸的零維和一維計(jì)算模型。其中,零維模型主要用于驗(yàn)證和展示電爆炸的物態(tài)變化和基本物理過程。一維模型考慮了電爆炸過程中金屬絲與周圍的熱量傳遞過程,模擬了瞬態(tài)熔化波、汽化波的發(fā)展過程。利用Andor SR75...

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1電熱化學(xué)炮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

電熱化學(xué)炮在結(jié)構(gòu)功能上可分為三個(gè)部分：脈沖成形網(wǎng)絡(luò)(PulseFormingNetwork,PFN)、等離子體發(fā)生器以及常規(guī)火炮身管部分，如圖1.1所示[3]。電熱化學(xué)炮的發(fā)射過程大致分為三個(gè)階段：(1)脈沖成形網(wǎng)絡(luò)放電，提供一個(gè)持續(xù)的強(qiáng)電流脈沖，電流強(qiáng)度達(dá)到幾萬至十幾萬安培....

圖1.2火藥顆粒表面經(jīng)等離子體福射前后對比圖tioi]

顆粒間的相互作用。S.H.Kim[_等人在韓國也研制了120mm電熱化學(xué)炮，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。圖1.2所示為某型號固體火藥顆粒在等離子體福射前后的表面外貌對比圖。顯然可以看出，等離子體的出現(xiàn)和引入，給火藥燃燒和火炮發(fā)射帶來了新的現(xiàn)象和新的作用機(jī)理。8

圖2.10典型的金屬電阻率與比作用量關(guān)系圖[〗3]

根據(jù)T.J.Tucker的研究，在電爆炸過程中，典型的金屬導(dǎo)體（例如C.u，A1和Au)電阻率“和比作用量g的變化有如圖2.10所示的對應(yīng)關(guān)系。圖中用虛線把各階段分幵，曲線下的面積表示放電能量。比作用量定義為流經(jīng)金屬絲電流密度的平方對時(shí)間的積分g{t)=[fdt (2.49)其....

圖2.13金屬電爆炸一維計(jì)算模型示意圖

9為熱流密度，A：為介質(zhì)的熱導(dǎo)率。式中負(fù)號表示熱流總是由高溫格點(diǎn)流向低溫格點(diǎn)。熱流傳遞過程見圖2.13中右下角。其它參數(shù)如電阻率、比熱容等均與零維模型的假設(shè)相同。2.2.3.2金屬電爆炸中的溶化波和汽化波S.I.Tkachenko等在文獻(xiàn)[33]中報(bào)道了他們對金屬電爆炸過程的研究....

本文編號：3941841