轨道炮发射状态下复合轨道的温度场分析

田振国，安雪云，杨 艳，郝亚娟

(1.燕山大学 河北省重型装备与大型结构力学可靠性重点实验室，河北 秦皇岛 066004； 2.燕山大学 理学院，河北 秦皇岛 066004)

0 引言

电磁轨道炮发射技术近年来取得了较大发展，已经从实验室研究走向工程实际。美国已经将电磁轨道炮列装部队[1]。克服轨道炮高速重复发射过程中的轨道破坏、烧蚀问题是其中最为重要的技术环节[2-3]，而通用的方法是将传统的轨道炮的单一铜质轨道变为铜基复合轨道。复合方法有多种形式：一种是在铜质轨道内侧复合强度更高、耐烧蚀性能更好的金属材料；另外更为通用的一种方式是在铜质轨道内侧用化学镀等方法复合一些化合物，以提高轨道内侧的抗磨损、抗烧蚀等方面的性能[4-5]。但这些复合层的材料的电导率都较铜的低，且有些复合物当温度达到一定值时其导电性能会进一步下降[6]，因此，研究电磁轨道炮在发射状态下的温度场对于电磁轨道炮技术的发展具有一定的意义。

电磁发射装置是一个高能量瞬时释放的装置，轨道炮的发射是一个瞬态过程，轨道、电枢及空气几乎不发生热交换。轨道的热量来源主要有3个方面[7-8]：一是轨道本身具有电阻电流经过时产生的焦耳热；二是轨道与电枢接触时在两个接触面上的接触电压产生的热量；三是电枢沿轨道高速运动时摩擦产生的热量。文献[9]研究了轨道表面电流与轨道形状的关系；文献[10]关注了枢/轨间接触电阻问题，用数值模拟的方式得到了在不同接触电阻值条件下界面的温度分布，给出了接触界面不同部位温度随时间的变化规律。……