電磁炮軌道幾何尺寸特性分析及優化設計

李小將，王志恒，武昊然

（1.裝備學院 航天裝備系，北京 101416；2.裝備學院 研究生管理大隊，北京 101416）

軌道是電磁軌道炮的重要組成部分，軌道寬度、軌道高度及軌道間距這3種幾何尺寸的變化會對電磁軌道炮的性能產生較大的影響，主要因為其變化會導致電磁軌道炮電感梯度的變化［1］，進而影響電樞所受電磁力的大小。此外軌道的幾何尺寸還決定著炮膛口徑的大小，這對電樞的設計質量、電樞所受的摩擦力以及空氣阻力都會產生一定的影響。由此可見，合理設計軌道的幾何尺寸對于提升電磁軌道炮性能有著重要意義。

文獻［1－3］針對軌道幾何尺寸對電感梯度所產生的影響進行了分析，但并未從總體角度出發對軌道幾何尺寸變化給電磁軌道炮系統性能所帶來的影響進行分析。文獻［4］僅針對電容充電電壓和軌道長度的變化對電磁軌道炮系統性能造成的影響進行了分析，并對其進行了優化設計。文獻［5］分別分析了電容充電電壓、電容容量、電樞質量及軌道幾何尺寸變化對電磁軌道炮系統性能造成的影響，并針對軌道幾何尺寸進行了優化設計。但是在進行優化設計時并沒有考慮軌道幾何尺寸的改變給電樞設計質量、電樞所受摩擦力及空氣阻力所帶來的影響。

由此可見，目前關于軌道幾何尺寸給電磁軌道炮系統性能所造成的影響以及軌道幾何尺寸優化設計的研究還略顯不足。筆者正是在前人工作的基礎上建立了較為準確的電磁軌道炮系統仿真模型，并基于此模型分析了軌道幾何尺寸變化對電樞出口速度及出口動能造成的影響，進而利用遺傳算法以出口動能最大值為目標函數對軌道尺寸進行了優化設計。……