脉冲大电流高速滑动电接触电磁骚扰形成机理及其特性研究

The sliding electrical contact with high speed and large pulse currents is one of the core problems in the electromagnetic rail launchings. Because the contact usually accompanies large currents, strong magnetic fields and high sliding speeds, electromagnetic disturbances own characteristic high fields. These electromagnetic disturbance fields are dangerous to the low powered devices and human beings. This program studies on the characteristic of the armature and rail sliding contact, and the basic scientific research of formation mechanism for electroagnetic disturbance. Firstly, the physical mechanism with good and transitional contacts during initial, accelerating and separation processes is theoretical analyzed. Secondly, the mathematical physical models of characterization factors are studied. Finally, the formation mechanism and features for electromagnetic disturbances surround high sliding speed electrical contact with large pulse currents are obtained, which is using the method combining with the theoretical analysis, computation and measurement. This program is benefit to control the electromagnetic disturbance levels, and lay the theoretical and technical foundation for the development of electromagnetic rail launching technology.

脉冲大电流高速滑动电接触是电磁轨道发射技术的核心研究问题之一，其物理过程伴有大电流、强磁场和高速滑动等现象,接触界面毗邻空间有特征明显及频谱丰富的强电磁骚扰场，直接影响附近弱电系统和工作人员安全。本项目以电枢/轨道接触界面滑动电接触特性为研究对象，对其毗邻空间电磁骚扰形成机理及其特性进行基础科学研究。具体内容包括：在大电流激励条件下，理论分析高速滑动电接触起始、加速和分离过程中，良好接触和转捩状态下电磁骚扰物理过程；建立面向电磁骚扰的数学物理模型；采用理论分析、计算仿真和试验测量相结合的方法；揭示其电磁骚扰形成机理，获得电接触毗邻区的电磁骚扰特性。本项目研究成果有益于控制电磁骚扰水平，并为电磁轨道发射技术的发展奠定理论和技术基础。

脉冲大电流高速滑动电接触是电磁轨道发射技术的核心研究问题之一，电磁轨道发射技术是新一代发射技术，基于电磁能可将载荷加速到几千米每秒的速度；其物理过程伴有大电流、强磁场和高速滑动等现象,接触界面毗邻空间有特征明显及频谱丰富的强电磁骚扰场，直接影响附近弱电系统和工作人员安全。本项目以电枢/轨道接触界面滑动电接触特性为研究对象，对其毗邻空间电磁骚扰形成机理及其特性进行基础科学研究。具体内容包括：在大电流激励条件下，理论分析高速滑动电接触起始、加速和分离过程中，良好接触和转捩状态下电磁骚扰物理过程；建立面向电磁骚扰的数学物理模型；采用理论分析、计算仿真和试验测量相结合的方法；揭示其电磁骚扰形成机理，获得电接触毗邻区的电磁骚扰特性。本项目分析了发射过程电磁轨道发射实验室装置脉冲大电流滑动电接触对轨道的损伤因素分析，通过时域算法对空间电接触界面临近的瞬态磁场做了时域特征分析；研究了基于B-dot探针系统的电磁轨道发射器空间磁场瞬态波形拾取、电枢内膛连续速度和连续位移测量，以及轨道总电流时域瞬态波形测量的拟合算法；分析了瞬态电流波形对电感梯度以及B-dot探头测量的影响，得到了发射器不同发射阶段典型的瞬态磁场时域波形和干扰水平，给出了一种基于接触电阻和时域时变线性电路的干扰模型；本项目研究成果有益于控制电磁骚扰水平，并为电磁轨道发射技术的发展奠定理论和技术基础。