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电磁轨道发射器的几何尺寸对电感梯度的影响

2019-10-01 23:39:40      点击:
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1几种电感梯度计算公式

众多学者对发射器轨道的电感梯度L’进行了研究,并给出了理论计算公式。1962年Grover研究了低频磁场分布情况下电磁轨道发射器(EML)的电感梯度,给出了一个由轨道参数(轨道厚度硼、高度h和轨道间距s)控制的计算公式[11。,即

式中,ln(k)可查表求得[11]。

1981年Kerrisk计算了在高频磁场分布情况下矩形口径电磁轨道发射器的矩形轨道内的电流分布,他认为发射器的电感梯度主要由轨道的厚高比w/h和宽高比$/h决定,并提出了计算电感梯度的代数方法E12]

当轨道较高、较薄且间距较大时,高频电感梯度和低频电感梯度的理论计算值近似相等;反之,当轨道较低、较厚且间距较小时,二者差距较大。

Batteh针对电弧驱动式(即等离子体电枢)电磁轨道发射器,通过修正动量方程考虑了有限轨道高度对电枢和发射器性能的影响,给出了以轨道高度和轨道间距的比值^/s为参数的电感梯度计算公式[133;随后又研究了一种典型的矩形口径电磁轨道发射器(即电枢高度小于轨道高度,如图1所示),将电枢高度h。引入电感梯度的计算公式,给出的发射器电感梯度解析式E14,1s]为

Batteh公式隐含的假设是:电流集中分布在轨道内表面,或者说忽略轨道其他表面上电流分布的影响,这种假设仅适用于薄轨或轨道厚度远小于轨道间距的情况;本文对发射器电感梯度的研究则突破了Batteh假设的局限,考虑了轨道4个表面上分布的电流对电磁场和电枢受力的影响,因而更具实用性。

2矩形口径电磁轨道发射器的电感梯度

2.1作用于电枢上的力

电磁轨道发射器通常由高功率脉冲电源、轨道、电枢以及绝缘支撑组成,其工作原理基于电磁场理论中的安培定律,当回路导通时脉冲电流经一侧轨道流经电枢,再由另一侧轨道返回电源,这样电枢上分布的电流元在感应磁场中受到安培力的作用,驱动电枢沿轨道向前滑动,则该电流元受到的安培力dF可表示为