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电磁发射器参数测量系统

文章附图

电磁发射器是全部或部分地利用电能为射弹提供推力的一类新型超高速发射装置, 它包括电磁炮、电热炮和混合炮三大类。

其中电磁炮是借助电磁力推进射弹的装置, 又称作电磁发射器。在应用上, 一方面可把电磁发射器装在航空母舰上作为飞机的弹射器; 另一方面, 可用大型多级线圈电磁炮直接发射卫星、航天飞机和星际探测器; 此外, 电磁发射器可用于高压物理实验, 以研究材料的状态方程,以及金属成形和焊接等; 还可用电磁发射器发射超高速小弹丸撞击热核燃料靶, 进行碰撞核聚变研究;而利用线圈炮原理推进的磁悬浮列车, 可以实现地面高速运输。

在电磁轨道发射过程中,电磁能以高功率脉冲的形式释放,完成发射过程所经历的时间仅有几毫秒到十几毫秒,伴随电枢、弹丸的高速运动,电枢与轨道间的高速摩擦、冲击,在装置体内产生强大的电、磁、热、力等物理作用,形成了一个多物理场相互作用下的瞬态动力学过程;由于多物理场环境已经接近或超出结构材料承受极限,产生转捩、刨削、烧蚀等一些复杂的物理现象,增加了其发射理论与技术研究的难度。

特别对于超高速发射过程中各种高参数条件下的物理 (射击)现象的测量和分析、完整地进行系统工作过程中的参数检测,包括对电流、电压、磁场、膛内运动状态、膛内温度、装置的形变、弹丸的飞行姿态等参量的综合测量,对电磁轨道发射装置的设计理论与工艺进行综合验证,是非常重要的基础依据。

而在超高速发射过程中,对各种高参数条件下的物理参数的测量,需要寻求在强电磁干扰环境下的各种微弱信号的获取方法,这是极具难度和挑战性的工作。

在最近结束的电磁发射系统参数测量实验中,我司自行研制的TST6200TST5205A、高压直流分压器、B-dot探针等系列(定制)产品组建的高速瞬态测试系统,体现出了精心设计、专业生产的高品质,取得了完整、干净的实验数据,让用户得到了理想、满意的实验结果。下面是部分实验数据:

实测高压放电曲线

B-dot 探针数据

B-dot 探针