電磁軌道發(fā)射理論與技術

目錄
序i
前言iii
第1章緒論1
1.1電磁發(fā)射技術概述1
1.1.1發(fā)展歷程1
1.1.2技術分支2
1.1.3主要特點6
1.2電磁軌道發(fā)射技術原理7
1.2.1基本原理7
1.2.2基本方程9
1.2.3發(fā)射裝置設計11
1.3電磁軌道發(fā)射技術的優(yōu)勢21
1.4電磁軌道發(fā)射技術的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢23
1.4.1發(fā)展概述23
1.4.2各國研究現(xiàn)狀24
1.4.3發(fā)展趨勢41
1.5電磁軌道發(fā)射特點與核心技術問題42
1.5.1基本特點42
1.5.2核心技術問題43
1.6小結51
第2章脈沖能量存儲與管理52
2.1儲能系統(tǒng)的原理與指標52
2.1.1基本組成與作用52
2.1.2能量存儲技術的核心指標54
2.2主要的能量存儲形式57
2.2.1儲能機理分類57
2.2.2大倍率鋰離子電池儲能67
2.2.3脈沖電容器儲能85
2.3混合儲能技術96
2.3.1混合儲能的形式96
2.3.2混合儲能建模105
2.4能量管理技術114
2.4.1狀態(tài)估計技術115
2.4.2均衡控制技術122
2.4.3壽命評估技術126
2.5儲能保護技術128
2.5.1系統(tǒng)故障模式129
2.5.2直流短路保護技術131
2.6小結138
第3章脈沖能量變換與傳輸140
3.1概述140
3.2脈沖能量變換技術141
3.2.1大功率放電開關141
3.2.2調波電感器158
3.2.3脈沖成形網絡171
3.3脈沖能量傳輸技術181
3.3.1脈沖傳輸成形線182
3.3.2大功率同軸電纜184
3.3.3瞬時故障能量限流技術192
3.4脈沖能量調控技術195
3.4.1發(fā)射導軌電流調控195
3.4.2放電殘壓與控制199
3.4.3連續(xù)發(fā)射彈丸出口速度一致性控制策略202
3.5脈沖能量保護技術205
3.5.1高阻慢速能量保護205
3.5.2低阻快速能量保護206
3.6小結209
第4章高速大電流滑動電接觸211
4.1高速發(fā)射的核心技術問題211
4.1.1發(fā)射裝置類型與基本組成211
4.1.2主要核心技術問題217
4.2導軌與絕緣體損傷機理218
4.2.1導軌的損傷形式218
4.2.2導軌損傷機理223
4.2.3絕緣支撐體的損傷形式228
4.3多物理場耦合計算235
4.3.1發(fā)射運動電磁場仿真235
4.3.2多物理場耦合仿真技術242
4.3.3發(fā)射過程的磁熱耦合模型243
4.3.4溫度場與流體場的耦合248
4.3.5發(fā)射過程的多物理場瞬態(tài)耦合模型250
4.4高效發(fā)射技術251
4.4.1發(fā)射過程身管能量分布251
4.4.2電樞啟動位置對電感梯度的影響255
4.4.3封裝材料對電感梯度的影響259
4.5高速載流滑動摩擦260
4.5.1發(fā)射過程的摩擦特性260
4.5.2樞軌磨損263
4.5.3樞軌接觸狀態(tài)判據(jù)266
4.6身管熱管理技術269
4.6.1導軌熱量的空間分布特性269
4.6.2導軌冷卻方式273
4.7膛口電弧模型276
4.7.1膛口電弧特點276
4.7.2膛口剩余能量回收277
4.7.3消弧器277
4.7.4引弧器283
4.8發(fā)射過程的后坐力289
4.8.1電磁發(fā)射后坐力289
4.8.2后坐行程與后坐力的關系290
4.8.3后坐阻尼技術研究293
4.8.4后坐過程的試驗研究294
4.9材料表面處理技術295
4.9.1表面處理方式295
4.9.2表面處理對接觸性能的影響300
4.10小結304
第5章超高速一體化發(fā)射組件306
5.1概述306
5.1.1組成及特點306
5.1.2發(fā)展現(xiàn)狀307
5.1.3關鍵技術309
5.2電樞設計技術310
5.2.1電樞分類310
5.2.2固體電樞設計316
5.2.3電樞發(fā)射安全性320
5.2.4樞軌接觸性能322
5.2.5結構優(yōu)化設計326
5.3膛內磁場和動力學分析330
5.3.1膛內多物理場耦合機理330
5.3.2彈丸發(fā)射磁場特性分析331
5.3.3膛內動力學特性研究341
5.4彈托分離技術353
5.4.1彈托分離方案353
5.4.2分離機構分離過程分析355
5.4.3輕質高強度彈托技術359
5.4.4彈托設計技術360
5.5外彈道技術365
5.5.1彈丸氣動特性365
5.5.2飛行外彈道特性368
5.5.3氣動熱與熱防護372
5.6小結375第6章系統(tǒng)控制與測試376
6.1概述376
6.1.1系統(tǒng)控制技術376
6.1.2系統(tǒng)故障診斷與預測技術378
6.1.3系統(tǒng)測試技術380
6.2能量轉換控制技術381
6.2.1電能控制技術381
6.2.2系統(tǒng)仿真模型388
6.3故障診斷與預測技術394
6.3.1故障診斷與預測體系395
6.3.2基于知識的組合式故障診斷方法396
6.3.3基于時間序列異常偵測的故障診斷方法403
6.3.4系統(tǒng)故障預測方法407
6.4測試技術413
6.4.1概述413
6.4.2測試數(shù)據(jù)同步處理414
6.4.3發(fā)射裝置電氣量測試415
6.4.4膛內速度測試420
6.4.5膛內磁場測試427
6.4.6光纖光柵應變與溫度測試429
6.4.7中間彈道測試432
6.4.8短時脈沖電流條件下材料性能測試437
6.5小結439第7章電磁軌道發(fā)射技術應用441
7.1軍事應用441
7.1.1海軍應用441
7.1.2陸軍應用447
7.1.3空軍應用456
7.1.4天基應用458
7.2民用465
7.2.1高速、遠射程發(fā)射應用465
7.2.2脈沖強磁場應用467
7.2.3高功率電池儲能技術應用471
7.2.4科學試驗與工業(yè)應用473
7.3太空應用475
7.3.1空間碎片清理475
7.3.2太空物資運輸479
7.3.3太空探測器發(fā)射481
7.3.4航天器軌道轉移與姿態(tài)調整482
7.4小結483
參考文獻484