汪治全，王豫，严仲明，张晨然（西南交通大学电气工程学院，四川成都610031）



基于均匀设计的单级多极矩电磁推进器结构参数优化

汪治全，王豫，严仲明，张晨然
（西南交通大学电气工程学院，四川成都610031）

摘要：相比传统的电磁推进系统，多极矩电磁推进器（MFEL）系统可调参数众多，而任何参数的变化都会影响系统效率。从等效电路出发，通过分析电枢的能量耦合公式，得出提高系统效率的有效方法。以驱动线圈单层匝数、层数、电枢厚度、驱动线圈与电枢间隙为变量因素，合理设置变量水平建立了均匀设计实验。分析实验结果数据，获得了结构参数最佳匹配对。结果表明，优化模型系统效率显著提高。分析比对各次仿真，得出MFEL主要结构参数合理设计方案。

关键词：兵器科学与技术；多极矩；结构参量；均匀设计；驱动线圈；电枢

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

0 引言

电磁炮是一种新概念动能武器，按照原理和结构的不同可以分为轨道炮、线圈炮和重接炮等多种形式［1］。由于线圈炮和重接炮在推进过程中电枢与其他部件没有物理接触而受到广泛关注［2 -8］。多极矩电磁推进器（MFEL）是一种新颖的电磁推进构型。文献［9］首次提出了MFEL构型，通过仿真得到了MFEL结构轴向推力大的结论。文献［10］进一步研究了MFEL具有悬浮稳定以及扭转运动等特点。文献［11］通过对单级磁场构型的结构优化和实验验证，得出了较优的磁场构型，使推力进一步增大。

然而，上述研究并没有涉及MFEL众多的结构参数对推进效率的影响。……