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內容簡介

　　《電磁軌道發射裝置優化設計與損傷抑製方法》是一本關於電磁軌道發射裝置優化設計與損傷抑製方法研究的專著，主要內容由三部分組成，共11章。第1章緒論，主要介紹電磁軌道發射裝置組成、工作原理、工作流程、關鍵技術以及優化設計和損傷抑製方法的研究現狀。第2～5章為《電磁軌道發射裝置優化設計與損傷抑製方法》第一部分內容，主要研究電磁軌道發射裝置的優化設計。第6～8章為《電磁軌道發射裝置優化設計與損傷抑製方法》的第二部分內容，主要研究電磁軌道發射裝置損傷機理及抑製方法。第9～11章為《電磁軌道發射裝置優化設計與損傷抑製方法》的第三部分內容，主要進行電磁軌道發射裝置係統模型、優化設計效果與損傷抑製效果的試驗驗證。
　　《電磁軌道發射裝置優化設計與損傷抑製方法》內容新穎，前沿性、應用性較強，既可供從事電磁軌道發射技術研究的工程技術人員參考和使用，亦可作為高等院校相關專業的教師和研究生的參考用書。

作者簡介

　　李小將，男，博士，漢族，江西南昌人，1973年3月齣生。航天工程大學教授，兵器科學與技術學科博士生導師。近年來一直從事武器係統與運用工程領域的教學科研工作，為碩士研究生、本科生主講“武器係統分析與仿真”“航天裝備應用”等課程，先後主持和參與863、裝備預研等課題30餘項，獲軍隊科技進步一等奬1項、二等奬2項、三等奬1項，發錶學術論文50餘篇，申請國防發明專利3項，主編教材2部，齣版專著4部。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1．1 電磁軌道發射裝置概念與電磁力産生機理
1．1．1 電磁軌道發射裝置概念
1．1．2 電磁力産生的機理
1．2 電磁軌道發射裝置組成與工作流程
1．2．1 電磁軌道發射裝置組成
1．2．2 電磁軌道發射裝置工作流程
1．3 電磁軌道發射裝置關鍵技術及應用
1．3．1 電磁軌道發射裝置關鍵技術
1．3．2 電磁軌道發射裝置應用
1．4 電磁軌道發射裝置發展現狀
1．5 電磁軌道發射裝置優化設計與損傷抑製方法研究現狀
1．5．1 軌道優化設計
1．5．2 電樞優化設計
1．5．3 電樞熔化機理分析及抑製方法
1．5．4 電樞轉捩機理分析及抑製方法
1．5．5 軌道刨削機理分析及抑製方法
參考文獻
第一部分電磁軌道發射裝置優化設計

第2章 電磁軌道發射裝置係統模型
2．1 電磁軌道發射裝置係統數學模型
2．1．1 電樞動力學數學模型
2．1．2 脈衝放電電路數學模型
2．1．3 電感梯度計算模型
2．2 電磁軌道發射裝置係統仿真模型
2．2．1 電樞動力學仿真模型
2．2．2 脈衝放電電路仿真模型
2．2．3 電感梯度仿真計算模型
2．3 仿真算例
2．3．1 參數設定與計算
2．3．2 仿真結果
2．4 小結
參考文獻

第3章 性能參數影響分析及軌道參數優化
3．1 性能指標
3．2 性能參數影響分析
3．2．1 軌道參數對性能的影響
3．2．2 電氣參數對性能的影響
3．3 基於多目標遺傳算法的最優軌道參數設計
3．3．1 多目標遺傳算法
3．3．2 優化問題描述
3．3．3 優化流程
3．3．4 優化結果與仿真驗證
3．4 小結
參考文獻

第4章 基於溫度場與應力場仿真的軌道截麵構型與材料優選
4．1 軌道截麵構型與材料優選思路
4．2 軌道溫度場與應力場仿真
4．2．1 多物理場耦閤仿真方法
4．2．2 軌道熱載荷分析與計算模型
4．2．3 仿真條件設置
4．2．4 仿真過程
4．2．5 仿真結果與分析
4．3 基於溫度場與應力場仿真的軌道構型優選示例
4．3．1 軌道截麵構型設計
4．3．2 不同構型的軌道溫度場與應力場仿真與分析
4．4 基於溫度場與應力場仿真的軌道材料優選示例
4．4．1 軌道材料選擇
4．4．2 不同材料的軌道溫度場與應力場仿真與分析
4．5 小結
參考文獻

第5章 基於接觸特性和電熱特性分析的電樞構型和參數優化
5．1 電樞構型對接觸特性的影響
5．1．1 C形電樞接觸特性仿真分析
5．1．2 電樞構型改進及接觸特性仿真分析
5．2 電樞構型對電熱特性的影響
5．2．1 C形電樞電熱特性仿真分析
5．2．2 改進構型電樞電熱特性仿真分析
5．3 電樞優化設計
5．3．1 電樞構型優化設計
5．3．2 電樞參數優化設計
5．4 小結
參考文獻
第二部分電磁軌道發射裝置損傷抑製方法研究

第6章 電樞熔化機理分析及抑製方法
6．1 電樞熔化機理分析
6．1．1 電樞熔化形成機理
6．1．2 電樞接觸麵熱流計算與分析
6．1．3 電樞熔化過程仿真與分析
6．1．4 電樞熔化參數影響分析
6．2 基於電樞預加速降低接觸麵熱積纍的電樞熔化抑製方法
6．2．1 抑製思路
6．2．2 抑製方案
6．2．3 抑製效果的仿真分析
6．3 基於炮口分流降低接觸電阻焦耳熱功率的電樞熔化抑製方法
6．3．1 抑製思路
6．3．2 抑製方案
6．3．3 抑製效果的仿真分析
6．4 小結
參考文獻

第7章 電樞轉捩機理分析及抑製方法
7．1 電樞轉捩機理分析
7．1．1 電樞轉捩形成機理
7．1．2 電樞轉捩模型
7．1．3 電樞轉捩過程仿真與分析
7．1．4 電樞轉捩參數影響分析
7．2 基於尾翼分層降低渦流的電樞轉捩抑製方法
7．2．1 抑製思路
7．2．2 抑製方案
7．2．3 抑製效果的仿真分析
7．3 小結
參考文獻

第8章 軌道刨削機理分析及抑製方法
8．1 軌道刨削機理分析
8．1．1 軌道刨削形成機理
8．1．2 軌道的動態響應分析與接觸模式
8．1．3 軌道刨削過程仿真與分析
8．1．4 軌道刨削參數影響分析
8．2 基於低密度材料降低碰撞動能傳遞的軌道刨削抑製方法
8．2．1 抑製思路
8．2．2 抑製方案
8．2．3 抑製效果的仿真分析
8．3 小結
參考文獻
第三部分試驗設計與驗證

第9章 試驗平颱與試驗參數測量方法
9．1 試驗平颱
9．1．1 試驗平颱設計目標要求
9．1．2 試驗平颱組成
9．1．3 脈衝電源設計
9．1．4 發射裝置設計
9．1．5 試驗係統實現
9．2 試驗參數測量方法
9．2．1 電感梯度測量
9．2．2 脈衝電流測量
9．2．3 電樞速度測量
9．2．4 電容器組充電電壓與炮口電壓測量
9．3 小結
參考文獻

第10章 係統模型與優化設計效果試驗驗證
10．1 試驗內容確定
10．2 係統模型正確性與優勢性驗證
10．2．1 電樞動力學模型與脈衝放電電路模型驗證
10．2．2 電感梯度計算模型驗證
10．3 軌道參數優化效果試驗驗證
10．4 電樞構型和參數優化效果試驗驗證
10．4．1 構型優化效果試驗驗證
10．4．2 電樞參數優化效果試驗驗證
10．5 小結
參考文獻

第11章 損傷抑製效果試驗驗證
11．1 試驗內容確定
11．2 基於炮口分流的電樞熔化抑製效果試驗驗證
11．2．1 試驗方案
11．2．2 試驗與結果分析
11．3 基於尾翼分層的電樞轉捩抑製效果試驗驗證
11．3．1 試驗方案
11．3．2 試驗與結果分析
11．4 小結
參考文獻

前言/序言

　　電磁軌道發射裝置是一種依靠電磁力加速載荷的發射裝置，具有載荷初速高、發射成本低、載荷初速易於控製等優點，在軍事領域和科學研究領域顯示齣巨大的應用潛力，備受各國的重視和支持。20世紀70年代，隨著脈衝功率技術和材料科學的進步，電磁軌道發射技術得到迅猛發展。特彆是在1978年，澳大利亞國立大學馬歇爾（Marshall）博士利用電磁軌道發射裝置將聚碳酸酯彈丸加速到5.9km/s，這一成果震驚瞭超高速發射領域，引起瞭各國軍方的濃厚興趣和關注，同時掀起瞭電磁軌道發射技術的研究熱潮。目前，從事電磁軌道發射技術研究的國傢主要有美國、俄羅斯、法國、德國、伊朗、澳大利亞等。各國的研究機構在電磁軌道發射脈衝電源技術、發射組件技術、軌道抗燒蝕技術方麵開展瞭大量研究工作，研製的電磁軌道發射裝置炮口動能已達到32MJ，軌道使用壽命已超過百次發射。
　　盡管電磁軌道發射裝置性能不斷提升，但載荷齣口速度和動能不高、電樞和軌道損傷引起的發射精度低、軌道可重復發射次數少，仍是製約電磁軌道發射裝置實際應用的關鍵問題。電磁軌道發射裝置的優化設計主要是指對軌道和電樞構型及參數的優化設計，它可以起到提高載荷齣口速度和動能、提升係統效率、抑製損傷的作用，是提升電磁軌道發射裝置性能的重要途徑。因此，自電磁軌道發射概念提齣以來，電磁軌道發射裝置優化設計一直是電磁軌道發射技術的一項重要研究內容。電磁軌道發射裝置發射電樞過程中，電樞與軌道處於高壓、高速滑動電接觸狀態，容易發生電磁軌道發射裝置的損傷。電磁軌道發射裝置的損傷主要包括電樞熔化、電樞轉捩和軌道刨削。電樞熔化是指電樞在電流焦耳熱和摩擦熱作用下局部溫度超過熔點並脫離電樞的現象。電樞轉捩是指電樞與軌道間由固體一固體的低壓降滑動電接觸狀態到等離子體電弧接觸的高壓降接觸狀態的突然轉變。軌道刨削是指電樞和軌道在高速滑動接觸時，軌道錶麵發生的液滴狀刨坑損傷現象。上述損傷嚴重影響載荷的發射精度並縮短軌道的使用壽命，製約瞭電磁軌道發射裝置的實際應用。因此，研究電磁軌道發射裝置的損傷抑製方法對電磁軌道發射裝置的實際應用具有重要意義。
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