论文部分内容阅读
电磁推进技术是指利用电磁力将物体加速到一定速度的技术。这种推进技术的特点有使用成本低、绿色节能、发射效率高、能够加速推进各种质量的物体等。尤其在新型武器方面,电磁推进技术具有很大的应用前景。目前常规的三类电磁推进技术包括导轨型、线圈型和重接型。但是这三类技术都有其固定的缺陷,如导轨型因为存在电接触,大电流和摩擦会对导轨产生很大的损耗,使用寿命一般都较低;而线圈型的因为径向压缩力大,容易在推进过程中使电枢发生变形。针对现有的电磁推进技术存在的这些缺陷,保留已有的电磁推进技术的优点,本实验室课题组提出了一种新型的多极矩电磁推进方式。影响电磁推进技术的发射性能的因素有很多,为了得到更高的出口速度和更好的能量转化效率,我们需要对这些影响效率的因素进行仿真分析。同时,多极矩构型作为一种新型的电磁推进方式,需要进一步的研究,很多的特性也需要实验去验证。本文首先从原理上分析了多极矩电磁推进方式的电磁特性。然后建立了多极矩推进系统的仿真模型,分析了电压、电容、初始位置等多个参数的变化对推进系统效率的影响。然后,本文研究了电枢捕获效应,即电枢的减速特性,提出了一个通过优化外电路来减弱电枢捕获效应,提高系统发射性能的方法。仿真结果表明,这个方法可以有效的提高电枢出口速度和系统能量转化效率。在已有的多极矩扭转构型的基础上,提出了一种新型的单级多极矩扭转构型,在单级驱动线圈的条件下,实现电枢的直线加速和旋转加速。并仿真分析了不同扭转角度、不同开槽数等条件的变化对单级多极矩推进系统发射性能的影响。最后,设计和制作了一个单级六极矩的电磁发射器,搭建了一个电磁推进系统的实验平台,从实验的角度,验证了这种新构型能够在单级情况下实现电枢直线和旋转同时加速。实验结果以及变化规律与仿真吻合。