串聯(lián)增強(qiáng)型電磁軌道炮內(nèi)彈道速度測(cè)量研究.pdf

1、電磁發(fā)射技術(shù)是利用電磁力推進(jìn)彈體獲得高速度的先進(jìn)發(fā)射技術(shù)。電磁軌道炮作為電磁發(fā)射技術(shù)的一個(gè)重要分支，一直以來都是研究的熱點(diǎn);電磁軌道炮內(nèi)彈道過程中電-磁-熱-力多物理場(chǎng)耦合機(jī)理以及相關(guān)復(fù)雜效應(yīng)則是研究的難點(diǎn)。電樞內(nèi)彈道運(yùn)動(dòng)參數(shù)隱含了與內(nèi)彈道復(fù)雜過程相關(guān)的重要?jiǎng)討B(tài)信息，因此通過內(nèi)彈道速度測(cè)量得到相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，對(duì)全面掌握機(jī)理、深入研究復(fù)雜效應(yīng)、從而設(shè)計(jì)研制高性能電磁軌道炮裝置具有重要意義。
　　現(xiàn)今已經(jīng)發(fā)展了基于電磁感應(yīng)和多普勒效應(yīng)等

2、多種原理的電磁軌道炮內(nèi)彈道速度測(cè)量方法，但針對(duì)電磁軌道炮極端復(fù)雜的環(huán)境條件，各種方法均有不同程度的缺陷。本文通過對(duì)磁探針、共軛抑制線圈、微波多普勒雷達(dá)、VISAR等多種測(cè)速方法的比較，針對(duì)串聯(lián)增強(qiáng)型軌道炮內(nèi)彈道測(cè)速具體要求，重點(diǎn)開展了磁探針測(cè)速方法的研究，并對(duì)共軛抑制線圈和微波多普勒雷達(dá)內(nèi)彈道測(cè)速方法進(jìn)行了探索。
　　根據(jù)磁探針的感應(yīng)原理，分析比較了串聯(lián)增強(qiáng)型軌道炮與簡(jiǎn)單軌道炮磁探針信號(hào)特征的差異。串聯(lián)增強(qiáng)型軌道炮連接導(dǎo)體和外軌道

3、增強(qiáng)電流使得探針信號(hào)更加復(fù)雜。為了消除增強(qiáng)電流的復(fù)雜影響，采用磁探針積分信號(hào)與電流比值函數(shù)（即磁探針與炮體的等效互感系數(shù)）的特征替代微分信號(hào)的特征，判斷電樞到達(dá)探針位置的時(shí)刻。實(shí)驗(yàn)中分別采用電樞磁探針和軌道磁探針陣列測(cè)量了電樞的離散位移-時(shí)間點(diǎn)，通過符合電磁軌道炮物理規(guī)律的擬合方法得到了連續(xù)的位移曲線和速度曲線，并與早期VISAR測(cè)速實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了磁探針測(cè)量串聯(lián)增強(qiáng)軌道炮內(nèi)彈道速度的有效性。
　　共軛抑制線圈實(shí)驗(yàn)中，同樣

4、考慮了串聯(lián)增強(qiáng)型電磁軌道炮的構(gòu)形特征，為排除炮口和炮尾附近增強(qiáng)電流的干擾，合理的選取了線圈的尺寸和排布位置。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)線圈排布離炮尾和炮口越近，干擾基底信號(hào)越大。線圈間距是線圈尺寸的關(guān)鍵參數(shù)，決定了線圈是否能夠輸出有效的波形信號(hào)。在炮體外側(cè)表面排布共軛抑制線圈時(shí)，間距應(yīng)該遠(yuǎn)大于電樞的長(zhǎng)度。微波多普勒雷達(dá)測(cè)速分別進(jìn)行了機(jī)械拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)發(fā)射實(shí)驗(yàn)，初步驗(yàn)證了多普勒雷達(dá)在低速段測(cè)量的可行性。機(jī)械拖動(dòng)驗(yàn)證了軌道內(nèi)膛作為W波段波導(dǎo)的可行性，相應(yīng)的內(nèi)

5、彈道衰減并不足以完全損耗多普勒信號(hào);發(fā)射實(shí)驗(yàn)中多普勒雷達(dá)受到了脈沖放電的強(qiáng)磁場(chǎng)干擾，采用銅絲網(wǎng)進(jìn)行了初步屏蔽;內(nèi)彈道高電壓、帶電粒子、雜質(zhì)煙塵等復(fù)雜環(huán)境是導(dǎo)致多普勒雷達(dá)不能完整測(cè)量?jī)?nèi)彈道速度曲線的可能原因，有待采取相應(yīng)措施予以改善。
　　本文通過對(duì)磁探針、共軛抑制線圈、微波多普勒雷達(dá)內(nèi)彈道測(cè)速的實(shí)驗(yàn)研究以及早期VISAR測(cè)速結(jié)果的分析，初步完成了串聯(lián)增強(qiáng)型電磁軌道炮磁探針測(cè)速方法的驗(yàn)證，對(duì)共軛抑制線圈、微波多普勒雷達(dá)測(cè)速方法有了深