電磁發(fā)射器通過使用大電流驅(qū)動拋體并使之達到上千米每秒的速度,當大電流通過電磁發(fā)射器時會產(chǎn)生很強的電磁輻射。本文使用PSPICE軟件建立電磁線圈炮的電路仿真模型,通過Fourier變換對其頻率進行了分析。研究發(fā)現(xiàn),電磁線圈炮的輻射與磁偶極子相似,主要是向線圈的徑向輻射。電磁線圈炮在換向和發(fā)射瞬間產(chǎn)生急劇的電流變化,這些變化引起的電流振蕩易產(chǎn)生輻射。電磁線圈炮的發(fā)射頻譜主要由線圈的導(dǎo)電時間和電流的強度決定。線圈炮電流頻譜振幅隨頻率的增加而減小,而磁偶極子的輻射場正比于頻率的平方與電流的乘積,因此輻射場隨著頻率的增加而增大。雖然電磁線圈炮頻譜的主瓣是低頻的,但是高頻部分能產(chǎn)生更強的輻射,其總輻射量也非常值得研究。對電磁軌道炮,本文基于deal.ii[1]編寫了LEM（Lighting Electromagnetic Analysis Program）程序,建立了電磁軌道炮的有限元/邊界元混合仿真模型。仿真表明電磁軌道炮在電樞射出瞬間會產(chǎn)生電磁振蕩,產(chǎn)生電弧,并發(fā)生電磁輻射。軌道炮的低頻輻射與電偶極子輻射相似。與線圈炮相似其電流頻譜的振幅隨著頻率的增加而減小,然而由于其輻射場正比于頻率與電流的... 

【文章來源】：國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

美軍電磁軌道炮發(fā)射時狀態(tài)對電磁發(fā)射過程中的電磁輻射研究具有如下意義：

圈的或磁性材料發(fā)射體的發(fā)射裝置，本質(zhì)是一種直線電動機。電磁線圈發(fā)射器，具有高載荷，未來可被用于發(fā)射導(dǎo)彈﹑衛(wèi)星等。電刷換向螺旋線圈炮是常見的電磁線圈發(fā)射器，其結(jié)構(gòu)如圖1.2。它利用對彈丸的前后線圈和驅(qū)動線圈通以電流，從而產(chǎn)生吸引力和排斥力，推動彈丸前進。若驅(qū)動線圈與發(fā)射線圈中電流方向相同，則兩線圈相互吸引；相反，則兩線圈相互排斥。后線圈 換向電刷前線圈饋電導(dǎo)軌定子線圈圖1.2電刷換向螺旋線圈炮結(jié)構(gòu)圖1.2.2導(dǎo)軌型電磁發(fā)射裝置常見的導(dǎo)軌型電磁發(fā)射裝置即電磁軌道炮。一般由兩條平行連接著大電流源的固定導(dǎo)軌和一個與導(dǎo)軌保持良好電接觸﹑能夠沿著導(dǎo)軌軸線方向滑動的電樞組成。其結(jié)構(gòu)如圖1.3[2]。發(fā)射電源波形調(diào)整電感r充電電源儲能裝置電樞導(dǎo)軌圖1.3電磁軌道炮結(jié)構(gòu)圖圖中使用得是最常見的C形電樞，其具有較高的轉(zhuǎn)捩速度。當大電流流經(jīng)平行導(dǎo)軌，兩平行導(dǎo)軌間產(chǎn)生強大的磁場，與流經(jīng)電樞的電流相互作用，產(chǎn)生強大的電磁力，推動電樞沿著導(dǎo)軌方向加速運動，從而獲得高速。理論上電磁軌道炮的能量利用率比線圈炮低，由于彈丸出射瞬間，導(dǎo)軌中仍殘留著很大的電流和能量，為了提高整個系統(tǒng)的能量利用率

常見的導(dǎo)軌型電磁發(fā)射裝置即電磁軌道炮。一般由兩條平行連接著大電流源的固定導(dǎo)軌和一個與導(dǎo)軌保持良好電接觸﹑能夠沿著導(dǎo)軌軸線方向滑動的電樞組成。其結(jié)構(gòu)如圖1.3[2]。發(fā)射電源波形調(diào)整電感r充電電源儲能裝置電樞導(dǎo)軌圖1.3電磁軌道炮結(jié)構(gòu)圖圖中使用得是最常見的C形電樞，其具有較高的轉(zhuǎn)捩速度。當大電流流經(jīng)平行導(dǎo)軌，兩平行導(dǎo)軌間產(chǎn)生強大的磁場，與流經(jīng)電樞的電流相互作用，產(chǎn)生強大的電磁力，推動電樞沿著導(dǎo)軌方向加速運動，從而獲得高速。理論上電磁軌道炮的能量利用率比線圈炮低，由于彈丸出射瞬間，導(dǎo)軌中仍殘留著很大的電流和能量，為了提高整個系統(tǒng)的能量利用率，通常會將這些殘余的能量利用儲能裝置存儲起來，待下次發(fā)射繼續(xù)使用。第3頁

【參考文獻】：
期刊論文
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[7]電磁軌道炮三維瞬態(tài)渦流場的有限元建模與仿真[J]. 林慶華,栗保明.  兵工學(xué)報. 2009(09)
[8]表驅(qū)動的二維非規(guī)則采樣快速傅里葉變換[J]. 熊登,張劍鋒.  地球物理學(xué)報. 2008(06)
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博士論文
[1]電磁軌道炮電樞特性理論研究[D]. 李昕.南京理工大學(xué) 2009



本文編號：3038668