空間目標(biāo)遠(yuǎn)距離磁控方法及應(yīng)用分析

趙宏亮, 張?jiān)? 楊樂平, 黃 渙, 馬 天

(國防科技大學(xué)空天科學(xué)學(xué)院, 湖南 長沙 410073)

0 引 言

隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展,電磁力/力矩作為一種新型航天器控制方式,具有非接觸、高精度、連續(xù)、不消耗推進(jìn)劑、無羽流污染等優(yōu)勢。因此,電磁力/力矩操控方式在航天器交會對接[1]、編隊(duì)飛行[2]、在軌組裝[3]以及失效航天器消旋[4]等方面受到廣泛關(guān)注。但電磁力/力矩在操控空間目標(biāo)的過程中存在兩大局限性:一是電磁力/力矩的大小與作用距離的3到4次方成反比,導(dǎo)致電磁力/力矩的有效控制空間有限;二是電磁力/力矩和航天器間的相對運(yùn)動均存在較強(qiáng)的非線性和耦合性,隨著目標(biāo)數(shù)量增加,非線性方程數(shù)量呈指數(shù)級增長,導(dǎo)致控制難度增加。針對上述問題,美國麻省理工大學(xué)提出利用由制冷機(jī)和超導(dǎo)線圈組成的電磁航天器編隊(duì),通過控制超導(dǎo)線圈中的電流,產(chǎn)生可控的強(qiáng)磁場,使得電磁航天器編隊(duì)的控制能力可達(dá)到100 m[5]。其次,美國帕多瓦大學(xué)提出使用系繩航天器將電磁線圈通過系繩投送至電磁航天器附近產(chǎn)生電磁力/力矩可實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)航天器的電磁操控,但仍受到系繩固有長度的限制[6]。綜上所述,現(xiàn)有的電磁力/力矩航天器相對運(yùn)動操控方法,控制能力局限在100 m量級,仍然無法擺脫電磁效應(yīng)的固有缺陷,對于相對運(yùn)動速度較大,相對距離較遠(yuǎn)空間環(huán)境,電磁力/力矩的效能被大幅削弱的問題仍未完全得到解決。為解決上述問題,國防科技大學(xué)提出基于磁凍結(jié)等離子環(huán)磁場遠(yuǎn)距投送的方法,將強(qiáng)磁場凍結(jié)在等離子體中,并以高速發(fā)射,擴(kuò)展磁場作用空間[7]。本文基于該磁場遠(yuǎn)距投送新型的磁控方法對其磁控能力及應(yīng)用展開仿真分析。同軸槍等離子體加速可在高真空環(huán)境下產(chǎn)生高溫、高速、高能量密度的等離子體射流[8-10]。目前,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于核聚變裝置芯部加料[11-12]、等離子體空間推進(jìn)[13-14]、天體物理現(xiàn)象模擬[15]。經(jīng)過磁化同軸槍(同軸槍電極與通電線圈組成的一種強(qiáng)流脈沖放電裝置,即磁凍結(jié)等離子體環(huán)生成裝置)加速的等離子體環(huán)具有球馬克約束位形,相較非磁化同軸槍加速得到的等離子體環(huán)而言,具有球馬克位形的等離子體環(huán)的環(huán)向磁場和極向磁場均由等離子體電流產(chǎn)生,使得等離子體環(huán)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定、壽命得以延長。美國菲利普斯實(shí)驗(yàn)室MARAUDER項(xiàng)目磁化同軸槍裝置可以使得磁凍結(jié)等離子體環(huán)加速至200～1 000 km/s,且出口處的等離子體環(huán)的凍結(jié)磁場強(qiáng)度可達(dá)可0.1～0.5 T[16];日本的日本大學(xué)和九州大學(xué)可實(shí)現(xiàn)磁凍結(jié)等離子體環(huán)生成裝置的高頻率加注(約1 000 Hz)和點(diǎn)火(約10 Hz),其功率為3～5 MJ[17-18];中國科學(xué)院大學(xué)KTX-CTI裝置可生成環(huán)形磁場強(qiáng)度為0.01 T速度為125 km/s的磁凍結(jié)等離子體環(huán),并可以配合裝置電路的多次放電實(shí)現(xiàn)等離子體環(huán)的高頻次發(fā)射[19-20]。

本文根據(jù)磁化同軸槍產(chǎn)生的具有球馬克位形的等離子體環(huán)并可將等離子體環(huán)及其所攜帶的凍結(jié)磁場進(jìn)行高速遠(yuǎn)距投送的特點(diǎn),提出一種新型的空間目標(biāo)磁控方法,即通過將磁凍結(jié)等離子體環(huán)所攜帶的磁場投送至遠(yuǎn)處的空間目標(biāo)附近,并與空間目標(biāo)磁場相互作用,實(shí)現(xiàn)對空間目標(biāo)的操控。此外,磁凍結(jié)等離子體環(huán)的壽命有限,與空間作用時間極短,一定程度上降低了等離子體環(huán)與空間目標(biāo)間電磁力/力矩的強(qiáng)耦合性。該方法可有效拓展傳統(tǒng)磁控空間,為突破現(xiàn)有電磁效應(yīng)局限性提供新思路。本文在雪犁模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合分析力學(xué)方法,對磁凍結(jié)等離子體環(huán)的磁控能力展開分析、并對遠(yuǎn)距離電磁消旋任務(wù)、遠(yuǎn)距離伴星回收任務(wù)進(jìn)行建模仿真與效能評估。

1 磁凍結(jié)等離子體環(huán)生成機(jī)理及其特征參數(shù)分析

1.1 磁凍結(jié)等離子體環(huán)生成機(jī)理

磁凍結(jié)等離子體環(huán)在高真空環(huán)境下(10-3Pa)由磁化同軸槍在強(qiáng)電流(106A)的作用生成[8-10]。其裝置組成及場分布如圖1所示,其中1為包含電容組的外部電路;2為產(chǎn)生偏置磁場的電磁線圈;3和4分別為同軸槍的內(nèi)電極和外電極;5為線圈產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)的偏置磁場;6為裝置通電后內(nèi)電極產(chǎn)生的環(huán)形磁場;7為被等離子體拉伸后的偏置磁場;8為等離子體環(huán)掙脫偏置磁場后磁重聯(lián)形成的極向磁場;9為等離子體環(huán)凍結(jié)的環(huán)向磁場。等離子體環(huán)的生成過程如圖1所示,首先電磁線圈通電在同軸槍內(nèi)施加一穩(wěn)態(tài)的偏置磁場,并向高真空的槍內(nèi)快速加注一定質(zhì)量的氣體,如圖1(a)所示;隨后閉合外電路開關(guān),在內(nèi)外電極間的高壓作用下被氣體擊穿,在兩電極間形成高電導(dǎo)率的等離子體環(huán)并在洛倫茲力的作用下開始運(yùn)動,如圖1(b)所示;在等離子體環(huán)運(yùn)動的過程中,由于環(huán)向磁場和通過等離子體的電流的相互作用產(chǎn)生的洛倫茲力,使攜帶凍結(jié)環(huán)向磁場的等離子體環(huán)軸向加速運(yùn)動至管口,且在加速過程中受到偏置磁場產(chǎn)生的磁場張力,如圖1(c)所示;最后,等離子體環(huán)附近的偏置磁場破裂重聯(lián)構(gòu)成極向磁場,此時形成具有球馬克位形的等離子體環(huán),如圖1(d)所示。

圖1 磁化同軸槍結(jié)構(gòu)及等離子體環(huán)的生成過程Fig.1 Structure of magnetized coaxial gun and formation process of plasma ring

1.2 雪犁模型及等離子體特征參數(shù)分析

磁凍結(jié)等離子體環(huán)的理論研究以雪犁模型為基礎(chǔ),隨著磁流體理論的發(fā)展,磁凍結(jié)等離子體環(huán)的加速理論得以仿真驗(yàn)證[21-27]。北京航空航天大學(xué)通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了忽略偏置磁場張力的雪犁模型預(yù)測準(zhǔn)確性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在誤差所允許的范圍內(nèi)實(shí)驗(yàn)所測得磁凍結(jié)等離子體環(huán)的速度較雪犁模型預(yù)測速度較小[28]。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研制緊湊環(huán)注入系統(tǒng),并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對裝置的理論模型進(jìn)行修正[19-20]。為了方便計(jì)算和對比仿真結(jié)果,本文所采用雪犁模型對等離子體環(huán)的特征參數(shù)進(jìn)行預(yù)測計(jì)算,雪犁模型示意圖如圖2所示,雪犁模型等效電路圖如圖3所示。

圖2 雪犁模型Fig.2 Snow-plow model

圖3 雪犁模型等效電路Fig.3 Equivalent circuit of snow-plow model

雪犁模型在模擬等離子加速的研究中做了如下假設(shè):

(1) 同軸槍內(nèi)的氣體,隨著等離子體電流片的掃過全部電離,且電離后的離子隨著電流片一起以相同的速度運(yùn)動。

(2) 只考慮電流片與磁場的軸向作用,即洛倫茲力均勻分布在等離子體電流片上。簡化了等離子體鞘層的空間分布。

因此,等離子體環(huán)的動力學(xué)方程可表示為

(1)

如式(1)所示,雪犁模型為二階常微分方程組,為了探尋其特征參數(shù)的關(guān)系,現(xiàn)將雪犁模型改寫成一階方程組形式,令y1=Ip(t),y2=lCT(t),y3=dIp(t)/dt,y4=dlCT(t)/dt,則有雪犁模型的一階方程組形式:

(2)

通過給定式(2)初始條件y1(0)=0,y2(0)=lCT(0),y3(0)=U0/L0+θlCT(0),y4(0)=0,可計(jì)算等離子體環(huán)的加速過程中的每個時刻放電電流、軸向速度、動能以及磁化同軸槍裝置的加速效率等特征參數(shù)。現(xiàn)根據(jù)美國菲利普斯實(shí)驗(yàn)室MARAUDER項(xiàng)目磁化同軸槍裝置[16,29](參數(shù)如表1所示),模擬得到1 mg、10 mg和50 mg的工質(zhì)氣體下的等離子體加速狀態(tài)如圖4所示。

表1 磁化同軸槍參數(shù)Table 1 Magnetized coaxial gun device parameters

圖4 基于雪犁模型仿真的等離子體環(huán)相關(guān)參數(shù)變化Fig.4 Changes of plasma ring related parameters based on snow-plow model simulation

2 磁凍結(jié)等離子體環(huán)的空間目標(biāo)磁控能力分析

2.1 磁凍結(jié)等離子體環(huán)壽命

具有球馬克約束位形的等離子體環(huán)經(jīng)過同軸槍加速射出后進(jìn)入自我維持的投送狀態(tài),在投送過程中無后續(xù)能量供給且存在阻性損失(占據(jù)主導(dǎo)地位)、等離子體重合及非閉合磁通損失等[30],導(dǎo)致其壽命有限,其壽命TCT公式為

(3)

(4)

式中:I0為等離子體環(huán)出口位置的放電電流,且在等離子體環(huán)投送過程中等離子體構(gòu)型保持不變且整體速度保持不變。在本文建模的動力系統(tǒng)模型中,將等離子體環(huán)假設(shè)為一具有高速的、小質(zhì)量的、電流衰減的電磁線圈與空間目標(biāo)相互作用,當(dāng)磁凍結(jié)等離子體環(huán)運(yùn)動至空間目標(biāo)附近時,等離子體環(huán)受空間目標(biāo)磁場影響被破壞,等離子體環(huán)與空間目標(biāo)作用過程結(jié)束。

2.2 磁凍結(jié)等離子體環(huán)的磁控機(jī)理及其能力分析

如圖4(b)所示,等離子體環(huán)的速度為105m/s,已經(jīng)大幅超過第三宇宙速度,且等離子體環(huán)壽命有限,其有效作用空間在1 km量級內(nèi)。根據(jù)CW方程,磁凍結(jié)等離子體環(huán)在空間中相對于同軸槍的運(yùn)動可近似視為直線運(yùn)動。則有運(yùn)動過程如圖5所示,磁化同軸槍裝置向空間目標(biāo)投送磁凍結(jié)等離子體環(huán),在運(yùn)動過程中等離子體環(huán)磁場與空間目標(biāo)磁場相互作用,相互影響,當(dāng)?shù)入x子體環(huán)運(yùn)動到目標(biāo)航天器附近時,等離子體環(huán)結(jié)構(gòu)被航天器附近的強(qiáng)磁場撕裂破壞,而失去作用。

圖5 磁凍結(jié)等離子體環(huán)磁控機(jī)理Fig.5 Magnetic control mechanism of magnetic frozen plasma ring

根據(jù)式(4)等離子體環(huán)在投送過程中放電電流呈線性衰減,則有等離子體環(huán)在運(yùn)動過程中在s位置矢量處產(chǎn)生磁場為

(5)

表2 等離子體環(huán)參數(shù)Table 2 Plasma rings state parameters

圖6 磁凍結(jié)等離子體環(huán)磁勢阱Fig.6 Magnetic potential well of magnetic frozen plasma ring

由圖6可知,等離子體環(huán)在輸運(yùn)過程中磁場有效作用范圍逐漸變小,等離子體環(huán)耗散或被航天器附近的強(qiáng)磁場破壞。在等離子體運(yùn)動的軌跡中形成一個動態(tài)變化的磁勢阱。磁勢阱始終處于等離子體環(huán)運(yùn)動中心,時間分布上,最大磁勢阱始終位于磁凍結(jié)等離子體環(huán)的出口位置。

根據(jù)等離子體環(huán)的出口速度vCT及等離子體環(huán)壽命,可初步計(jì)算得到目標(biāo)航天器在一個動態(tài)磁勢阱周期下的脈沖速度沖量ΔvT:

(6)

式中:MT為空間目標(biāo)質(zhì)量;μCTi和μT分別為等離子體環(huán)和目標(biāo)的磁矩矢量;r=APs0-vCTTCT為磁凍結(jié)等離子體環(huán)與空間目標(biāo)的相對距離。

現(xiàn)在最大電磁力/力矩的情況下,等離子環(huán)投送狀態(tài)如表3所示,對投送方向100 m處10 kg的目標(biāo)航天器可獲得的速度沖量進(jìn)行仿真,空間目標(biāo)在最大電磁力/力矩情況下獲得的速度沖量如圖7所示。

表3 等離子環(huán)投送狀態(tài)Table 3 Plasma rings delivery state

圖7 基于雪犁模型仿真的等離子體環(huán)相關(guān)參數(shù)變化Fig.7 Corresponding parameters of plasma ring with snow plough model simulation

3 磁凍結(jié)等離子體環(huán)的空間目標(biāo)磁控應(yīng)用分析

基于磁凍結(jié)等離子體環(huán)投送過程中的磁場特性,本文提出等離子體環(huán)對空間目標(biāo)的磁控方法,如圖5所示操控航天器抵近空間目標(biāo),等離子體環(huán)射出方向由操控航天器指向空間目標(biāo),一是將等離子體環(huán)的磁場投送至旋轉(zhuǎn)的失效航天器附近,失效航天器由于旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的渦流磁場與操控航天器投送的等離子體環(huán)的磁場相互作用使得失效航天旋轉(zhuǎn)速度降到回收閾值,便于后續(xù)失效航天器的拖曳離軌工作。此外,磁化同軸槍結(jié)構(gòu)與等離子體推進(jìn)器結(jié)構(gòu)相似,可進(jìn)一步與等離子推進(jìn)器改裝結(jié)合,更適用于未來太空碎片的清理等在軌任務(wù)。二是利用等離子體環(huán)的動態(tài)磁勢阱對攜帶電磁裝置的伴隨衛(wèi)星進(jìn)行快速引導(dǎo)回收,等離子體環(huán)沿伴隨衛(wèi)星和操控航天器連線方向射出,攜帶電磁裝置的伴隨衛(wèi)星沿等離子環(huán)磁勢阱快速運(yùn)動,實(shí)現(xiàn)伴星的快速相應(yīng)回收。

本文基于上述任務(wù)背景分別開展地面場景下單自由度消旋仿真實(shí)驗(yàn)和快速響應(yīng)伴星回收實(shí)驗(yàn),并與傳統(tǒng)電磁控制方法比對,針對其效能展開分析。

3.1 基于磁場遠(yuǎn)距投送的電磁消旋應(yīng)用

3.1.1 電磁消旋模型

單自由度電磁消旋系統(tǒng)主要包括:電磁消旋裝置與可控高精度高速旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。

如圖8所示,建立單自由度失效航天器電磁消旋模型[32-33]。

圖8 單自由度電磁消旋系統(tǒng)Fig.8 Single-degree-of-freedom electromagnetic de-spin system

現(xiàn)假設(shè)失效航天器為一電導(dǎo)率為σ=35.335 69 s/m的鋁制薄壁球殼,則有失效航天器在背景磁場B下的旋轉(zhuǎn)動力學(xué)方程為

(7)

式中:ω為失效航天器繞旋轉(zhuǎn)主軸的角速度;r1,r2分別為球殼的內(nèi)徑和外徑;B⊥為垂直于旋轉(zhuǎn)主軸磁場矢量;Mi為失效航天器質(zhì)量;α為航天器角度矢量。將式(5)中等離子體環(huán)運(yùn)動過程中的失效航天器位置處的強(qiáng)度B(s)代入式(7)中,即可求得失效航天器的角速度變化曲線。

3.1.2 數(shù)值仿真

磁化同軸槍參數(shù)如表1所示,等離子體環(huán)狀態(tài)如表2所示,開展對50 m處的失效航天器消旋仿真。圖9為等離子體環(huán)運(yùn)動過程中在失效航天器附近產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度,等離子體環(huán)在失效航天器附近5 m范圍內(nèi),等離子體環(huán)的磁能效率得到大幅提升;如圖10所示,在以8 Hz投送頻率下和等離子體環(huán)的作用下,可在400 s以內(nèi)完成對10 rad/s轉(zhuǎn)速的失效航天器的消旋任務(wù)。

圖9 目標(biāo)航天器處磁場變化Fig.9 Magnetic field changes of target spacecraft

圖10 目標(biāo)航天器旋轉(zhuǎn)速度變化Fig.10 Rotation speed changes of target spacecraft

圖11 伴星回收仿真場景Fig.11 Companion craft recovery simulation scene

基于上述仿真結(jié)果,在未考慮失效航天器產(chǎn)生的二級渦流場的情況下,可實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)消旋,且磁能利用率大幅提高,便于失效航天器的快速回收,大幅縮短任務(wù)時間,擴(kuò)大有效磁控空間,大幅提升操控航天器的安全性,延長了操控航天器的工作壽命。

本文所提出的基于磁凍結(jié)等離子體環(huán)遠(yuǎn)距投送的新型磁控方法,在電磁消旋任務(wù)中,磁凍結(jié)等離子體環(huán)可在失效航天器附近產(chǎn)生周期性動態(tài)磁場,在考慮由周期性變化磁場激發(fā)得到的二級或三級渦流場的情況下,可實(shí)現(xiàn)失效航天器的快速響應(yīng)消旋,為失效航天器的快速離軌提供充分的準(zhǔn)備工作。此外,對于非磁性材料的航天器或太空碎片而言,等離子體環(huán)在其附近產(chǎn)生的周期性磁場,可激發(fā)其二級渦流場,在等離子體環(huán)的磁場與二級渦流場的作用下可以使得非磁材料起旋,進(jìn)一步利用渦流場實(shí)現(xiàn)對非磁性材料的航天器或太空碎片的電磁操控。

3.2 基于動態(tài)磁勢阱引導(dǎo)的伴星回收應(yīng)用

3.2.1 伴星回收模擬仿真分析

如圖6所示,為驗(yàn)證伴星在磁凍結(jié)等離子體環(huán)動態(tài)磁勢阱中的運(yùn)動趨勢,建立地面六自由度姿軌耦合地面仿真場景,初始回收狀態(tài)如圖8所示,分別為最大電磁力(見圖6(a))和最大電磁力矩(見圖6(b))兩種狀態(tài)。

在此基礎(chǔ)上,建立伴星的相對運(yùn)動模型,現(xiàn)假設(shè)同軸槍體坐標(biāo)系與地球慣性坐標(biāo)系重合記為OxEyEzE,等離子體環(huán)投送方向由同軸槍質(zhì)心指向伴隨衛(wèi)星質(zhì)心,伴隨衛(wèi)星T0和等離子體環(huán)CTi的體坐標(biāo)系為Oxbiybizbi,(i=0,1,…,n),且分別由地球慣性坐標(biāo)系進(jìn)行3-2-1旋轉(zhuǎn)得到,旋轉(zhuǎn)角為αi,βi,γi(i=0,1,…,n)。設(shè)伴隨位置衛(wèi)星的位置矢量為xT,角度矢量為θT,角速度矢量為ωT,則有相對運(yùn)動方程為

(8)

式中:μT為伴隨衛(wèi)星磁矩矢量;μCTi(i=1,2,…,n),為磁凍結(jié)等離子體環(huán)磁矩矢量;ρi=xCTi-xT(i=1,2,…,n)為等離子環(huán)與伴隨衛(wèi)星的位置矢量差,由等離子體環(huán)指向伴隨衛(wèi)星,其中ρi=‖ρi‖;C為3-2-1轉(zhuǎn)系下的角速度轉(zhuǎn)換矩陣;MT和JT分別為伴隨衛(wèi)星的質(zhì)量和主軸轉(zhuǎn)動慣量。

在以投送頻率為f的序列等離子體環(huán)的作用下,μCTi、ρi具有周期特性。因此,在距離足夠遠(yuǎn)的情況下,伴隨衛(wèi)星的運(yùn)動狀態(tài)也具有周期特性。

3.2.2 數(shù)值仿真

磁化同軸槍參數(shù)如表1所示,等離子體環(huán)狀態(tài)如表2所示,開展對100 m處質(zhì)量為10 kg的動態(tài)磁勢阱引導(dǎo)伴隨衛(wèi)星回收的仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果如圖12所示。

圖12 伴星回收任務(wù)中伴星運(yùn)動狀態(tài)變化Fig.12 Changes of companion craft motion during the companion recovery mission

在磁凍結(jié)等離子體環(huán)動態(tài)磁勢阱引導(dǎo)伴隨衛(wèi)星快速響應(yīng)回收任務(wù)中,磁凍結(jié)等離子體環(huán)的動態(tài)磁勢阱占據(jù)絕對主導(dǎo)地位,但在伴星回收的法向會因角度偏差引起可控的周期性小擾動,后續(xù)可結(jié)合傳統(tǒng)電磁裝置的電磁力混合控制實(shí)現(xiàn)對伴隨衛(wèi)星的精準(zhǔn)回收,為伴星回收提供一種新型的、自適應(yīng)的、快速響應(yīng)的方法。此外,可通過磁凍結(jié)等離子體環(huán)動態(tài)磁勢阱引導(dǎo)伴星回收過程可逆,進(jìn)而可以引導(dǎo)伴隨衛(wèi)星進(jìn)行精準(zhǔn)投送任務(wù)。

4 結(jié)束語

磁場遠(yuǎn)距投送可有效拓展傳統(tǒng)磁控空間及提升操控性能,為一亟待解決的科學(xué)與工程應(yīng)用問題。

基于磁凍結(jié)等離子體環(huán)的特點(diǎn),本文對其投送過程的放電狀態(tài)、磁場變化、磁勢阱等特征參量展開分析;在雪犁模型基礎(chǔ)上,結(jié)合空間環(huán)境及在軌應(yīng)用需求,提出一種可擴(kuò)大磁控空間,提高磁能利用率,增加操控航天器安全性的新型磁控方法;基此建立了等離子體環(huán)遠(yuǎn)距投送的單自由度電磁消旋模型及六自由度伴星回收模型并展開仿真分析。仿真結(jié)果表明,隨著同軸槍電容組電路和裝置參數(shù)的改進(jìn),可有效提升等離子體環(huán)遠(yuǎn)距投送的磁控效能及磁控空間。目前,相關(guān)樣機(jī)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作已相繼展開,后續(xù)可結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果完善模型。

綜上所述,本文所提基于磁凍結(jié)等離子體環(huán)磁場遠(yuǎn)距投送的新型磁控方法,為突破現(xiàn)有電磁效應(yīng)局限性提供新思路,一是將凍結(jié)磁場強(qiáng)度可觀的等離子體環(huán)以超高速度定向投送,有效擴(kuò)展了磁控空間,提高磁能利用率,且一定程度上降低了磁場源間的強(qiáng)耦合性;二是可利用序列等離子體環(huán)產(chǎn)生的動態(tài)磁勢阱,對電磁目標(biāo)進(jìn)行引導(dǎo),在保持傳統(tǒng)電磁操控的自適應(yīng)性的同時,對可控自適應(yīng)空間進(jìn)行延伸;三是針對非磁性材料的渦流控制,磁控方法可利用其在目標(biāo)處產(chǎn)生的動態(tài)變化磁場形成激發(fā)渦流場、控制等。