磁阻型电磁发射器的研究与优化设计

摘要

电磁发射装置是一种借助电磁力发射有效载荷的装置，它具有许多普通发射装置无法比拟的优点:高射速，可控性好，性能优良，高效率等。所以未来在军事与民用上有着重大的意义与潜力。本文针对磁阻型发射器，进行相关的理论分析、仿真计算和试验研究;为了实现在零初速度情况下的高速发射，结合磁阻型与感应型两种发射器的特征，设计了一款混合型线圈发射器，并进行了相关仿真研究。
　　论文主要内容如下:
　　1.介绍了三种电磁发射器各自的特征，选择了一种结构相对简单，高效率的线圈型发射器--磁阻型发射器作为研究对象。
　　2.对磁阻型发射器的弹丸进行了优化设计，对触发位置、初速度以及两者的合理搭配进行了讨论分析，并进行了相关仿真研究。经仿真优化，在驱动线圈参数固定的情况下，选取弹丸参数为长度10mm，半径3mm，材料steel-1008的实心柱形弹丸。仿真结果表明:在磁阻型发射器中，不同的触发位置对应不同的初速度，两者的合理搭配可以很好的提高弹丸的发射效率。
　　3.基于理论和仿真研究结果，设计并制作了一款三级可控、调节自如、携带方便的磁阻型发射器。该发射器采用可调的光电传感器装置，能很好的实现触发位置可控的功能。试验和仿真效果一致，验证了理论分析与仿真设计的正确性。多次试验结果非常稳定一致，很好地验证了该发射装置的可靠性。
　　4.结合磁阻型与感应型两种发射器的特征…磁阻型发射器具有低射速但不需要提供初速度、感应型发射器具有高射速却需要提供初速度，设计了一款混合型发射器，并对该混合型发射器进行仿真研究。研究结果表明:该发射器可以很好地实现零初速度情况下的高速发射，为以后进一步的实验研究提供了理论支持。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 电磁发射技术概论

1．2 国内外电磁发射技术现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 电磁发射的关键技术

1．3．1 电源技术

1．3．2 材料技术

1．3．3 发射器设计技术

1．4 电磁发射技术的发展前景

1．5 本文研究主要内容

第二章 单级磁阻型电磁发射系统研究

2．1 单级磁阻型发射器的理论分析

2．2 Maxwell 2D电磁场分析基础

2．2．1 静态磁场分析基础

2．2．2 瞬态磁场分析基础

2．3 单级磁阻型发射器仿真分析

2．3．1 单级磁阻型发射器静态磁场的仿真分析

2．3．2 单级磁阻型发射器瞬态磁场的仿真分析

2．4 单级磁阻型发射器的速度优化研究

2．4．1 弹丸参数的优化

2．4．2 触发位置对发射器性能的影响

2．4．3 弹丸的初速度对发射器性能的影响

2．5 本章小结

第三章 多级磁阻型电磁发射系统研究

3．1 三级磁阻型发射器的动态特性仿真分析

3．2 三级磁阻型发射系统的实验研究

3．2．1 磁阻型发射系统结构设计

3．2．2 实验系统

3．2．3 实验数据分析

3．3 本章小结

第四章 混合型线圈发射器的设计

4．1 感应型发射器工作原理分析

4．2 混合型线圈发射器结构设计

4．3 混合型线圈发射器仿真研究

4．3．1 仿真结构、参数设置及外电路设计

4．3．2 混合型线圈发射器仿真分析

4．3．3 混合型线圈发射器的速度优化研究

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文