電磁發(fā)射技術(shù)及系統(tǒng)模型

【摘要】 電磁發(fā)射技術(shù)目前被廣泛應(yīng)用軍事、民用方面等，逐漸取代傳統(tǒng)火力、機(jī)械等發(fā)射方式，因此對(duì)于電磁發(fā)射系統(tǒng)建立數(shù)值仿真模型是必要的。通過分析發(fā)射電路特征和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特性，建立電磁發(fā)射系統(tǒng)模型，并由此導(dǎo)出系統(tǒng)方程，選擇有較好穩(wěn)定性的Treanor算法求解非線性常微分方程組，得到穩(wěn)定解建立的系統(tǒng)模型。

【關(guān)鍵詞】 電磁發(fā)射 數(shù)學(xué)模型 系統(tǒng)方程

Multi-level electromagnetic launch system modeling

XIA Yujie （Anhui University Communication Engineering Anhui Hefei 230601 ）

Abstract：Electromagnetic emission technology is widely used in military， civilian aspects and gradually replace the traditional firepower， machinery and other means of transmission. So establishing numerical simulation model of the electromagnetic launch system is necessary. By analyzing the characteristics of the transmission circuit and system kinematics， establish electromagnetic launch system model， and thus derived system of equations， choose a better stability Treanor algorithm for solving nonlinear ordinary differential equation， system model established stable solution.

Keyword：electromagnetic emissions； mathematical model； system of equations

一、引言

現(xiàn)有的化學(xué)式推進(jìn)裝置有許多缺點(diǎn)，傳統(tǒng)的化學(xué)式彈射會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)光、強(qiáng)沖擊波以及彈射系統(tǒng)過于龐大和復(fù)雜。隨著脈沖功率技術(shù)、脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)、等離子體技術(shù)、新材料技術(shù)、高能工質(zhì)技術(shù)及測(cè)試等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，電磁彈射技術(shù)的進(jìn)展為改進(jìn)傳統(tǒng)彈射方法提供了可能。

二、電磁發(fā)射技術(shù)分類及工作特點(diǎn)

電磁推進(jìn)技術(shù)對(duì)比于傳統(tǒng)的機(jī)械推進(jìn)裝置和化學(xué)高速發(fā)射裝置來(lái)說(shuō)，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：（一）能源簡(jiǎn)單、成本低；（二）可移動(dòng)性強(qiáng)、工作穩(wěn)定；（三）電磁推進(jìn)裝置清潔環(huán)保，無(wú)噪音及其它污染；（四）對(duì)推進(jìn)裝置的結(jié)構(gòu)限制較小。電磁發(fā)射按照結(jié)構(gòu)不同可以分為導(dǎo)軌式、同軸線圈式和磁力線重接式3種，表3-1分別對(duì)三種電磁發(fā)射結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明[1]：

2.1導(dǎo)軌型電磁推進(jìn)器

導(dǎo)軌式電磁推進(jìn)器是由兩條平行的金屬導(dǎo)軌和一個(gè)拋體電樞及載荷，以及高功率脈沖電源組成，如圖2-1所示。電樞位于兩導(dǎo)軌之間被加速運(yùn)動(dòng)，可以是高導(dǎo)電率的固體金屬，也可以是等離子體，或者是兩者的混合體。高功率脈沖電源通過開關(guān)向?qū)к壓碗姌谢芈吠姡峁┟}沖大電流，在兩平行導(dǎo)軌之間產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)，與流經(jīng)電樞的電流相互作用，產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁力，該力推進(jìn)拋體電樞加速運(yùn)動(dòng)。……