串聯(lián)增強型電磁軌道炮內(nèi)彈道速度測量研究.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)的一個重要分支，一直以來都是研究的熱點;電磁軌道炮內(nèi)彈道過程中電-磁-熱-力多物理場耦合機(jī)理以及相關(guān)復(fù)雜效應(yīng)則是研究的難點。電樞內(nèi)彈道運動參數(shù)隱含了與內(nèi)彈道復(fù)雜過程相關(guān)的重要動態(tài)信息，因此通過內(nèi)彈道速度測量得到相關(guān)運動參數(shù)，對全面掌握機(jī)理、深入研究復(fù)雜效應(yīng)、從而設(shè)計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)彈道速度測量方法，但針對電磁軌道炮極端復(fù)雜的環(huán)境條件，各種方法均有不同程度的缺陷。本文通過對磁探針、共軛抑制線圈、微波多普勒雷達(dá)、VISAR等多種測速方法的比較，針對串聯(lián)增強型軌道炮內(nèi)彈道測速具體要求，重點開展了磁探針測速方法的研究，并對共軛抑制線圈和微波多普勒雷達(dá)內(nèi)彈道測速方法進(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)增強型軌道炮與簡單軌道炮磁探針信號特征的差異。串聯(lián)增強型軌道炮連接導(dǎo)體和外軌道

3、增強電流使得探針信號更加復(fù)雜。為了消除增強電流的復(fù)雜影響，采用磁探針積分信號與電流比值函數(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的特征，判斷電樞到達(dá)探針位置的時刻。實驗中分別采用電樞磁探針和軌道磁探針陣列測量了電樞的離散位移-時間點，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測速實驗結(jié)果進(jìn)行對比，驗證了磁探針測量串聯(lián)增強軌道炮內(nèi)彈道速度的有效性。
　　共軛抑制線圈實驗中，同樣

4、考慮了串聯(lián)增強型電磁軌道炮的構(gòu)形特征，為排除炮口和炮尾附近增強電流的干擾，合理的選取了線圈的尺寸和排布位置。實驗發(fā)現(xiàn)線圈排布離炮尾和炮口越近，干擾基底信號越大。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。在炮體外側(cè)表面排布共軛抑制線圈時，間距應(yīng)該遠(yuǎn)大于電樞的長度。微波多普勒雷達(dá)測速分別進(jìn)行了機(jī)械拖動實驗和動態(tài)發(fā)射實驗，初步驗證了多普勒雷達(dá)在低速段測量的可行性。機(jī)械拖動驗證了軌道內(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;發(fā)射實驗中多普勒雷達(dá)受到了脈沖放電的強磁場干擾，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)不能完整測量內(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。
　　本文通過對磁探針、共軛抑制線圈、微波多普勒雷達(dá)內(nèi)彈道測速的實驗研究以及早期VISAR測速結(jié)果的分析，初步完成了串聯(lián)增強型電磁軌道炮磁探針測速方法的驗證，對共軛抑制線圈、微波多普勒雷達(dá)測速方法有了深