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第1章 绪论1

1.1 电磁轨道发射装置概念与电磁力产生机理1

1.1.1 电磁轨道发射装置概念1

1.1.2 电磁力产生的机理1

1.2 电磁轨道发射装置组成与工作流程3

1.2.1 电磁轨道发射装置组成3

1.2.2 电磁轨道发射装置工作流程5

1.3 电磁轨道发射装置关键技术及应用6

1.3.1 电磁轨道发射装置关键技术6

1.3.2 电磁轨道发射装置应用8

1.4 电磁轨道发射装置发展现状9

1.5 电磁轨道发射装置优化设计与损伤抑制方法研究现状14

1.5.1 轨道优化设计14

1.5.2 电枢优化设计15

1.5.3 电枢熔化机理分析及抑制方法16

1.5.4 电枢转捩机理分析及抑制方法19

1.5.5 轨道刨削机理分析及抑制方法22

参考文献25

第一部分 电磁轨道发射装置优化设计32

第2章 电磁轨道发射装置系统模型32

2.1 电磁轨道发射装置系统数学模型32

2.1.1 电枢动力学数学模型33

2.1.2 脉冲放电电路数学模型35

2.1.3 电感梯度计算模型39

2.2 电磁轨道发射装置系统仿真模型44

2.2.1 电枢动力学仿真模型45

2.2.2 脉冲放电电路仿真模型45

2.2.3 电感梯度仿真计算模型47

2.3 仿真算例49

2.3.1 参数设定与计算49

2.3.2 仿真结果50

2.4 小结51

参考文献51

第3章 性能参数影响分析及轨道参数优化53

3.1 性能指标53

3.2 性能参数影响分析54

3.2.1 轨道参数对性能的影响54

3.2.2 电气参数对性能的影响59

3.3 基于多目标遗传算法的最优轨道参数设计61

3.3.1 多目标遗传算法62

3.3.2 优化问题描述64

3.3.3 优化流程64

3.3.4 优化结果与仿真验证65

3.4 小结71

参考文献72

第4章 基于温度场与应力场仿真的轨道截面构型与材料优选73

4.1 轨道截面构型与材料优选思路73

4.2 轨道温度场与应力场仿真74

4.2.1 多物理场耦合仿真方法74

4.2.2 轨道热载荷分析与计算模型75

4.2.3 仿真条件设置79

4.2.4 仿真过程80

4.2.5 仿真结果与分析84

4.3 基于温度场与应力场仿真的轨道构型优选示例86

4.3.1 轨道截面构型设计86

4.3.2 不同构型的轨道温度场与应力场仿真与分析87

4.4 基于温度场与应力场仿真的轨道材料优选示例90

4.4.1 轨道材料选择90

4.4.2 不同材料的轨道温度场与应力场仿真与分析90

4.5 小结93

参考文献94

第5章 基于接触特性和电热特性分析的电枢构型和参数优化96

5.1 电枢构型对接触特性的影响96

5.1.1 C形电枢接触特性仿真分析96

5.1.2 电枢构型改进及接触特性仿真分析99

5.2 电枢构型对电热特性的影响105

5.2.1 C形电枢电热特性仿真分析105

5.2.2 改进构型电枢电热特性仿真分析107

5.3 电枢优化设计111

5.3.1 电枢构型优化设计112

5.3.2 电枢参数优化设计113

5.4 小结117

参考文献117

第二部分 电磁轨道发射装置损伤抑制方法研究118

第6章 电枢熔化机理分析及抑制方法118

6.1 电枢熔化机理分析119

6.1.1 电枢熔化形成机理119

6.1.2 电枢接触面热流计算与分析120

6.1.3 电枢熔化过程仿真与分析124

6.1.4 电枢熔化参数影响分析128

6.2 基于电枢预加速降低接触面热积累的电枢熔化抑制方法131

6.2.1 抑制思路131

6.2.2 抑制方案131

6.2.3 抑制效果的仿真分析135

6.3 基于炮口分流降低接触电阻焦耳热功率的电枢熔化抑制方法136

6.3.1 抑制思路136

6.3.2 抑制方案137

6.3.3 抑制效果的仿真分析142

6.4 小结143

参考文献144

第7章 电枢转捩机理分析及抑制方法146

7.1 电枢转捩机理分析146

7.1.1 电枢转捩形成机理146

7.1.2 电枢转捩模型149

7.1.3 电枢转捩过程仿真与分析151

7.1.4 电枢转捩参数影响分析158

7.2 基于尾翼分层降低涡流的电枢转捩抑制方法160

7.2.1 抑制思路160

7.2.2 抑制方案161

7.2.3 抑制效果的仿真分析163

7.3 小结165

参考文献166

第8章 轨道刨削机理分析及抑制方法167

8.1 轨道刨削机理分析167

8.1.1 轨道刨削形成机理168

8.1.2 轨道的动态响应分析与接触模式170

8.1.3 轨道刨削过程仿真与分析175

8.1.4 轨道刨削参数影响分析181

8.2 基于低密度材料降低碰撞动能传递的轨道刨削抑制方法183

8.2.1 抑制思路183

8.2.2 抑制方案184

8.2.3 抑制效果的仿真分析189

8.3 小结191

参考文献192

第三部分 试验设计与验证194

第9章 试验平台与试验参数测量方法194

9.1 试验平台194

9.1.1 试验平台设计目标要求194

9.1.2 试验平台组成195

9.1.3 脉冲电源设计196

9.1.4 发射装置设计198

9.1.5 试验系统实现199

9.2 试验参数测量方法204

9.2.1 电感梯度测量204

9.2.2 脉冲电流测量205

9.2.3 电枢速度测量206

9.2.4 电容器组充电电压与炮口电压测量207

9.3 小结208

参考文献208

第10章 系统模型与优化设计效果试验验证209

10.1 试验内容确定209

10.2 系统模型正确性与优势性验证210

10.2.1 电枢动力学模型与脉冲放电电路模型验证210

10.2.2 电感梯度计算模型验证215

10.3 轨道参数优化效果试验验证217

10.4 电枢构型和参数优化效果试验验证221

10.4.1 构型优化效果试验验证221

10.4.2 电枢参数优化效果试验验证222

10.5 小结223

参考文献224

第11章 损伤抑制效果试验验证225

11.1 试验内容确定225

11.2 基于炮口分流的电枢熔化抑制效果试验验证225

11.2.1 试验方案226

11.2.2 试验与结果分析227

11.3 基于尾翼分层的电枢转捩抑制效果试验验证229

11.3.1 试验方案230

11.3.2 试验与结果分析230

11.4 小结234

参考文献234