刘 明,舒 涛,薛新鹏

(空军工程大学防空反导学院,西安 710051)

0 引言

自电磁发射诞生之日起,人们就一直在进行相关的研究,以便电磁发射方式最终取代传统的化学发射方式[1]。电磁发射方式与传统化学发射方式相比具有初速大、效率高等优点[2]。轨道炮是电磁发射器中最成功的一种工程应用,它的原理和结构较为简单,易于实现[3-6]。近年来,利用电磁轨道发射大质量的物体的研究也取得了较大进展,可加速包括导弹、火箭、卫星、飞机等在内的多种大质量物体[2]。这使得轨道电磁发射的弹丸从常规动能弹扩展到智能弹药[7],弹丸发射过程伴随着很恶劣的电磁环境,特别是轨道炮电流产生的强电磁[8],如此强的电磁场会影响弹丸电子元件的工作性能甚至将其损坏。六极轨道电磁发射器的六极轨道产生的强磁场在轨道中心相互抵消,为智能弹药提供了有效的电磁屏蔽。

电枢是六极轨道电磁发射器的重要组成部件,六极轨道电磁发射器选用的是常用的固体电枢。六极轨道电磁发射器发射智能弹药过程中强大的电流在趋肤效应的作用下仅仅分布在轨道和电枢的浅表层,导致电流在电枢与导轨接触面的某些局部区域过于集中,电流集中将导致局部过热从而发生电枢和轨道表面烧蚀,导致转捩现象发生。通过改变六极轨道电磁发射器电枢的几何结构,可以有效改善电枢和轨道接触表面以及电枢内部的电流分布、焦耳热分布和电磁力分布,从而减少电枢和轨道表面烧蚀以及抑制转捩现象[9]。……