● 摘要
电磁发射是目前国内外正积极研究发展的一项新型发射技术,许多国家已经将其列入军事研发项目。电磁发射系统的关键技术是发射装置,不同的发射装置决定着发射的方式、速度、精度以及被发射体的形状和质量。
本文研究的是基于直线执行机构发射装置的电磁发射系统,该发射装置将应用于空间发射,并实现发射高精度、快速性的要求。
根据单发可发射质量0.5kg,发射相对速度2000mm/s,发射相对速度精度1%的设计要求,完成电磁发射方案设计,确定发射机理,提出总体发射方案。
机械结构上是完成被发射体和主要零部件设计,通过分析被发射体形状和长径比对侵彻力以及存速能力的影响,完成被发射体形状和尺寸设计。在完成主要部件设计之后,对关键零件进行ANSYS屈曲分析,完成强度校核。通过分析发射管固定方式对发射管固有频率的影响,选择发射管合理的固定方式。
发射轨迹设计是发射的核心,通过对发射装置发射过程中的受力分析,完成直线电机选型和发射轨迹规划。通过对直线执行机构的Adams运动学仿真,测量被发射体的欧拉角和速度,分析发射相对精度,确定了电磁发射装置设计的合理性。
完成实验样机后,进行了多次发射实验,通过Pmac进行运动控制,同时应用磁光栅进行数据采集,最终实现2000mm/s的最高发射速度,满足发射速度精度1%的技术要求,为空间电磁发射装置的研究提供了一定参考价值。
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