炮膛抽成真空状态下电磁轨道炮的性能分析

吴宝剑, 苏小平, 李 智

(南京工业大学机械与动力工程学院，南京 211816)

电磁轨道炮发射时受到摩擦力和空气阻力的作用，严重影响其性能，目前很多学者已经做了多方面的研究来提升其发射性能指标。文献[1]的研究表明，电枢以一定的速度进入轨道内然后利用电磁力发射，可以改善电流波形，降低电气原件的性能要求，同时提高系统的效率。文献[2]鉴于石墨烯良好的润滑性能和导电性能，将石墨烯涂层应用于电枢和轨道之间，大幅降低了两者之间的滑动摩擦系数，同时获得了更高的发射速度。文献[3]研究了锡合金镀层对电磁轨道炮性能的影响，锡合金镀层电枢可将出口速度提高15%以上。文献[4]分析了轨道长度、宽度、高度、间距等几何参数和电路的元器件参数对电枢性能的影响，并且进行了多目标优化，提升了轨道炮的发射性能。文献[5]提出了一种改进型轨道炮，使得电枢在四根材料、尺寸等相同的轨道产生的磁场中加速，使轨道炮获得了均匀的电流密度，同时磁场分布更加均匀，与传统的轨道炮相比，获得了更大的电磁推力。文献[6]基于有限体积法，分析了某平衡炮的弹前气体和膛内流场，并将仿真结果和试验的高速摄影机的录像结果进行对比，表明炮膛内初始流场对炮膛内的流场具有很大的影响，对弹丸出口速度的影响不可忽略。文献[7]利用动网格技术对电枢在膛内和膛口的流场进行了仿真，结果表明电枢前方形成较大的空气压力，对电枢的加速带来巨大的阻力。……