基于均勻設(shè)計(jì)的單級(jí)多極矩電磁推進(jìn)器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化

汪治全，王豫，嚴(yán)仲明，張晨然（西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，四川成都610031）

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基于均勻設(shè)計(jì)的單級(jí)多極矩電磁推進(jìn)器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化

汪治全，王豫，嚴(yán)仲明，張晨然
（西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，四川成都610031）

摘要：相比傳統(tǒng)的電磁推進(jìn)系統(tǒng)，多極矩電磁推進(jìn)器（MFEL）系統(tǒng)可調(diào)參數(shù)眾多，而任何參數(shù)的變化都會(huì)影響系統(tǒng)效率。從等效電路出發(fā)，通過(guò)分析電樞的能量耦合公式，得出提高系統(tǒng)效率的有效方法。以驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈單層匝數(shù)、層數(shù)、電樞厚度、驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈與電樞間隙為變量因素，合理設(shè)置變量水平建立了均勻設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，獲得了結(jié)構(gòu)參數(shù)最佳匹配對(duì)。結(jié)果表明，優(yōu)化模型系統(tǒng)效率顯著提高。分析比對(duì)各次仿真，得出MFEL主要結(jié)構(gòu)參數(shù)合理設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：兵器科學(xué)與技術(shù)；多極矩；結(jié)構(gòu)參量；均勻設(shè)計(jì)；驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈；電樞

王豫（1960—），男，教授，博士生導(dǎo)師。E-mail：wangyu@ home. swjtu. edu. cn

0 引言

電磁炮是一種新概念動(dòng)能武器，按照原理和結(jié)構(gòu)的不同可以分為軌道炮、線(xiàn)圈炮和重接炮等多種形式［1］。由于線(xiàn)圈炮和重接炮在推進(jìn)過(guò)程中電樞與其他部件沒(méi)有物理接觸而受到廣泛關(guān)注［2 -8］。多極矩電磁推進(jìn)器（MFEL）是一種新穎的電磁推進(jìn)構(gòu)型。文獻(xiàn)［9］首次提出了MFEL構(gòu)型，通過(guò)仿真得到了MFEL結(jié)構(gòu)軸向推力大的結(jié)論。文獻(xiàn)［10］進(jìn)一步研究了MFEL具有懸浮穩(wěn)定以及扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等特點(diǎn)。文獻(xiàn)［11］通過(guò)對(duì)單級(jí)磁場(chǎng)構(gòu)型的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出了較優(yōu)的磁場(chǎng)構(gòu)型，使推力進(jìn)一步增大。

然而，上述研究并沒(méi)有涉及MFEL眾多的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)推進(jìn)效率的影響。……