摘要：为了进行电磁轨道炮发射机理研究,研制了一套基于反向导通双晶复合晶体管(RSD)全固态开关的电容储能型脉冲功率电源。RSD开关采用可控等离子体换流技术,具有全面积均匀同步导通、开通损耗小、功率大、换流效率高、寿命长的特点。电源系统由16个64 k J储能模块并联组成,采用一体化紧凑设计,内嵌充电、控制、保护与测量功能。系统额定电压18 k V、总储能1 MJ,可通过时序控制对放电波形进行调节,短路同步放电峰值可达960 k A.系统在20 mm口径电磁轨道炮上进行了多次发射试验,结果表明脉冲电源系统可靠性高,一致性好,输出波形灵活可调,满足轨道炮超高速发射研究的需要。

摘要：结合计算机断层成像算法与吸收光谱气体测量技术,实现了对于均匀温度压力下气体分布二维图像重建。设计搭建了基于4个小型旋转平台摆动扫描的断层重建系统,在0.1 s内完成对于16 cm×16 cm测量区域的空间扫描,获得由激光器高速扫描气体吸收谱线所采集得到的400组投影数据。采用数值模拟方法,利用代数迭代重建算法(ART)与最小二乘QR分解算法进行重建与对比,并考察了气体浓度边界条件对重建结果的影响。实验室内利用体积分数为4%的NH3混合气体作为测量介质,重建了测量区域内圆形烟道出口不同位置处的气体断层分布图像,并对结果进行了分析。

摘要：为研究双管脉冲爆轰发动机近场爆轰噪声特性,设计了双管脉冲爆轰发动机爆轰噪声试验测试系统,对不同填充率、不同管间距下的爆轰噪声进行了测量。试验结果表明:随着传播距离的增加,爆轰噪声峰值声压逐渐减小。PDE管口附近,爆轰噪声峰值声压衰减速度最快;距离管口较远位置处,衰减速度逐渐减小。随着填充系数的增加,爆轰噪声逐渐增大,指向性逐渐变缓;距离管口400mm处,60%,100%和140%填充系数下峰值声压级依次为197.95,201.93和204.51d B。不同传播距离处,爆轰噪声指向性不同。当距离管口较近时,爆轰噪声最大值出现在0°方向;距离管口大于2m的区域内,最大值出现在30°方向。不同管间距情况下,爆轰噪声呈现出相同的指向性。管间距越小,爆轰噪声的指向性越明显。

摘要：采用二维粘性CE/SE方法对等离子射流点火的多相爆轰进行了数值计算,分别以N-S方程和Euler方程为控制方程,对比了等离子体射流条件下粘性对爆轰流场的影响。分析了不同射流温度、时间及初始液滴半径对燃烧转爆轰过程的影响。计算结果表明:粘性作用对爆轰波的传播过程影响甚小,对爆轰参数数值大小有一定影响。提高初始射流点火的温度和时间,可以显著地缩短形成稳定爆轰的燃烧转爆轰距离(DDT);当等离子体射流已经充分点燃可爆混合物,继续增加射流时间对缩短DDT影响较小。当液滴半径小于50μm时,爆轰波峰值压力随着液滴半径的增加而增加;当液滴半径大于50μm时,爆轰波峰值压力随着液滴半径的增加而减小。计算结果对脉冲爆轰发动机(PDE)的设计与实验具有一定的指导作用。

摘要：为研究局部增强型电磁轨道炮的滑动电接触特性,提出一种基于炮尾电压的计算分析方法。通过构建接触电阻、炮尾电压、炮尾感应电压以及轨道电流间的数学模型,定量表征电枢与轨道间的滑动接触电阻。根据接触电阻的波形特征,将电枢与轨道间的接触状态分为启动阶段、接触电阻稳步下降阶段、电阻增长阶段和单轨阶段4个阶段。计算了系统的发射效率与接触电阻焦耳热能耗率。结果表明:在电枢启动阶段枢轨间的接触主要为固体-固体接触,接触电阻偏大;逐渐形成的铝熔膜会使实际接触面积增大,改善接触状态;接触电阻与电枢所受到的磁压力呈负相关;接触电阻是影响发射效率的重要因素之一。由此可见对局部增强型电磁轨道炮滑动电接触特性的分析工作为轨道炮的机理研究与设计起到了积极作用。

摘要：为了增强吸气式脉冲爆轰发动机进气阀的防倒流效果、缩短发动机的燃烧转爆轰时间,设计了中心锥鳞片阀(CCSV),并进行了中心锥鳞片阀(CCSV)与中心锥钝体阀(CCBV)的对比试验研究。采用精细雾化喷嘴作为雾化装置,成功实现了10Hz工况下中心锥鳞片阀吸气式脉冲爆轰发动机的协调工作,爆轰波平均峰值压力为1.65MPa,爆轰波速度为1371m/s。研究结果表明:中心锥鳞片阀(CCSV)具有良好的单向阀功能,有效地防止了燃气倒流,缩短了燃烧转爆轰时间。相比于中心锥钝体阀(CCBV),燃烧转爆轰时间下降了19.03%。

摘要：为研究电磁轨道炮发射过程中瞬态多物理场的作用机制与内在规律,建立包含电路、电磁场、热场和结构场的数学模型。模型中计入材料非线性、结构变形、接触碰撞等实际因素。采用隐式有限元格式求解电磁场和热场以及显式有限元格式求解结构场,利用载荷传递和时间同步实现各物理场之间的耦合,发展出一种瞬态多物理场求解器。通过固体电枢型电磁轨道炮、同步感应式电磁线圈炮等算例,讨论了发射过程计算结果的合理性。结果表明,电磁炮的发射是多场耦合、多部件相互作用下的一个复杂动力学过程,存在电流和磁场扩散、温升、应力传播、接触碰撞等瞬态现象,发射性能与结构、材料和激励密切相关。该求解器可为电磁发射系统及其关键部件提供一种辅助设计手段。

摘要：为了研究不同供气方式对以汽油/空气为推进剂的脉冲爆轰火箭发动机(PDRE)爆轰过程和频率的影响,设计加工了切向进气、切向/轴向混合进气和切向/径向/轴向组合进气的3种进气道装置,分别安装在内径为80 mm的爆轰管上进行试验,成功实现了PDRE的多循环工作。研究表明:增加进气孔数量与合理的设置进气方式,可以提高PDRE工作频率和增强爆轰波的强度;采用切向/径向混合进气方式的PDRE既可以提高管内气流速度,又利于可爆混合物空间分布均匀,实现了频率15 Hz的稳定爆轰。研究结果对优化PDRE的整体设计具有参考价值。

摘要：针对常规的相关滤波跟踪算法不能很好地适应目标尺度变化,而基于尺度金字塔的相关滤波跟踪算法虽然取得较高的跟踪精度,却在跟踪速度上大打折扣的问题,提出一种简单快速的自适应目标尺度的相关滤波跟踪算法.首先对目标模板进行对数极坐标变换,把目标的尺度变化转化为位移信号;然后对目标模板变换前后分别提取HOG特征,并建立位移与尺度的滤波模型;最后在相关滤波框架下同步跟踪目标的位移与尺度因子,并将二者融合得到目标跟踪框.实验结果表明,该算法的跟踪精度略低于基于尺度金字塔的相关跟踪算法,而跟踪速度却达到后者的2倍以上.

摘要：姿态角的解算精度是影响云台工作性能的关键因素。该文基于四元数和三维旋转的数学原理,对扩展卡尔曼滤波器进行改进,提出自适应变噪声数学模型,并利用非线性互补滤波器对实验结果进行并行数据融合。该文利用Matlab进行仿真实验比较常规EKF算法和该文设计的改进型姿态融合算法的解算精度。当姿态角发生摇摆运动时,改进型姿态融合算法的动态精度提高了30%左右;当姿态角恒定来模拟云台锁定目标时,改进算法的静态误差和误差均方根都有了明显降低。结果表明,该文提出的改进型滤波算法可以有效提高系统的解算精度,增强系统的稳定性。