可储能电装甲及其所用电容器初探

 电磁装甲是以脉冲功率技术、电磁学和电动力学等理论为基础,有效利用通过各种方式转化而来的电能、电磁能或热能的装甲车辆防护系统。自从1973年Walker提出电磁装甲的概念以来,人们对电装甲的研究已有30年的历史,其理论探讨和实践研究已取得了长足进展。     

法拉第与安培之争

奥斯特在1820年发现电流磁效应时，许多人认为这就是电与磁关系的全部内容，至于奥斯特效应的逆效应即磁电流效应，则很少有人思考过．1821年，法拉第发现电磁旋转现象，第一次将电磁力转化为机械力，同样，不少人认为这是关于电磁能与机械能关系的全部内容．     

电磁抗垢强化传热技术机理的实验研究

在自行设计建立的电磁抗垢、减垢实验装置上,对冷态工况下低频电磁抗垢、减垢技术机理进行了实验研究。冷态单次通过、循环实验和高倍扫描电镜结果表明,低频电磁能使污垢晶体的结构发生明显变化并有抑制污垢晶体尺寸长大的作用。     

闪电过程中电磁辐射功率的变化特征

利用无狭缝摄谱仪获得的地闪回击光谱,结合同步电场资料,计算了一次闪电放电过程中的通道温度、电导率、回击电流峰值、通道光亮度和电磁功率峰值等参数,均在文献报道的合理范围内。并由此讨论了回击前截止时间、回击通道光亮度及电磁功率峰值之间的相关性,研究了放电通道的电导率、电流和电磁功率之间的变化关系。结果表明：回击前截止时间越长,回击过程中所中和的电荷越多,形成的电流越大,辐射出的电磁能量越大。当通道电导率变大,同时电场变化峰值也增大时,通道内电流变大,回击过程中辐射出的电磁功率也变大。这方面的工作为计算闪电放电过程中产生的光学能量和电磁能量提供一定的参考依据。     

平面近场辐射的单色效应和偏振态

本文计算了平面内涨落电磁场产生的电磁能密度和两平行平面间的微纳米尺度辐射热流密度,分析了近场辐射中单色效应对辐射的影响,结果表明对于碳化硅(SiC),单色效应极大地提高了电磁能密度和近场辐射换热量,而对于铝(Al)则没有明显的单色效应.本文还分析了不同偏振态对热辐射的影响.针对SiC材料,在微纳米尺度范围内,电磁能密度和辐射换热量主要受p偏振的近场倏逝波的影响,而s偏振电磁波和p偏振的远场传播波对微纳米尺度下辐射总量的贡献可以忽略.     

介质中的电磁能量损耗及其应用

利用麦克斯韦方程组导出了在简谐交变外场中,电磁能量损耗的功率密度表达式,该损耗功率密度由介质的相对介电常数的虚部、磁导率的虚部、外场频率和外场的强度决定.并根据电磁能量损耗分析了微波加热原理,得到了微波场中的热能平衡方程.不仅有助于提高人们对电磁场与物质相互作用的认识,且对相关的理论研究和技术应用有一定的指导意义.     

霍普金森杆电磁加载系统设计及实验

设计一种电磁加载系统应用于分离式霍普金森杆实验装置,能够克服传统气压驱动的缺点,达到精确控制入射应力波的目的。通过对电磁加载技术的调研,了解不同加载方式的电压等级,确定低压加载方式;构建系统等效RLC回路,推导回路参数与入射应力波的函数关系。结合理论计算,利用有限元软件进行耦合场仿真,仿真发现放电线圈匝数对入射应力波的幅频特性影响较大,同时为了保证电磁能量的利用效率,需要保证感应线圈的厚度大于磁渗透深度,最后根据实验要求确定电磁加载系统各参数。按照加载系统参数搭建实验平台,进行霍普金森杆冲击实验,通过对入射应力波的测量,验证了理论计算及软件仿真的正确性。     

新型能源技术与未来武器装备的变革

本文介绍了电磁能、太阳能、核能等在军事领域的研究现状，预测未来军事能源技术的发展趋势，从而说明新型能源技术对武器装备发展的影响。     

一种基于磁通和电磁能流的磁扩散问题求解格式

针对一维磁场扩散问题设计一种显式的有限体积离散格式。格式的第一个特征是不仅将磁场的扩散表达为单元边界上的磁通流, 同时将能量方程中的欧姆加热也表达为单元边界上的电磁能量流, 该特征能够更好地保证磁场能与内能的总量守恒。格式的第二个特征是将单元边界上的磁通量和电磁能通量进行截断, 在极端电阻率存在的磁扩散问题求解过程中, 该特征能够一定程度上放宽稳定性条件对显式格式时间步长的限制。     

强微波脉冲在波导中传输的数值模拟

应用电子流体方程与麦克斯韦方程对强而短的电磁脉冲传输的物理过程进行了数值模拟。给出了不同压强条件下的击穿等离子体峰值电子密度、峰值电子流体能量、击穿的位置、电磁能的潜行（ｓｎｅａｋ－ｔｈｒｏｕｇｈ）时间及电磁能的透过量等特征参数。不但可以看到初始电子均匀分布情况下高功率微波（ＨＰＭ）脉冲的“尾蚀”（ｔａｉｌ－ｅｒｏｓｉｏｎ）现象，而且还发现初始电子高斯分布情况下ＨＰＭ脉冲的“分裂”（ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ）过程。分析了各种结果的物理原因。     

太阳能无线输电演示仪的研制

应用电磁学理论以及电子技术自制了一套太阳能无线输电演示实验仪。该演示仪由太阳能进行供电,利用电磁耦合共振技术,实现了电能的无线传输。通过增加数码管电压-电流显示电路,可以定量显示电能传输随距离变化的效果,能精确而直观地演示电能无线传输的物理现象。该仪器结构简单、性能稳定、操作方便,可广泛用于课堂演示、课程设计等目的,在实际应用中取得了良好的教学效果。     

Inductive energy technology for pulsed intense X-ray sources

Defense Special Weapons Agency (DSWA) has been developing inductive energy storage technology (IES) for applications requiring short pulses of X-rays with peak radiation power in the terawatt range. The purpose of this program is to develop more compact and affordable pulsed power sources and power flow technology needed for efficient conversion of the electromagnetic energy into radiation. Performance characteristics of present generators and power conditioning for future pulsed power IES designs are discussed. Because of the complex physics governing the interaction among the power conditioning, power flow, and load performance, DSWA supports studies of power flow to the load that converts the electromagnetic energy to X-ray radiation. Experiments performed at high power levels and resulting improvements in performance are reported     

无人机智能电磁攻防技术

无人机在枯燥任务领域、恶劣环境任务领域和危险任务领域发挥巨大作用,由于其具有低成本、零伤亡、低费效比等特性,在现代战争中屡立战功。未来战争是智能化、信息化战争,人工智能在给无人机带来巨大变革的同时,系统运行的可靠性、安全性也越来越依赖于复杂电磁环境下信息的稳定传输与掌控。无人机在恶劣电磁环境下的生存能力、适应能力,乃至电磁制衡能力一定程度上引领信息化装备电磁攻防的发展趋势。综述无人机的电磁环境效应与电磁防护技术,阐述信息层面与能量层面的无人机电磁反制与电磁防护方法,以期从智能化角度实现无人机电磁攻防。     

反作用控制系统电磁阀PWM控制技术研究

针对反作用控制系统（Reaction Control System,RCS）快速响应电磁阀频繁工作的特性,从节能控制的角度出发,设计了一种基于脉宽调制（Pulse Width Modulation,PWM）技术的电磁阀控制驱动方案。建立电磁阀电路模型,通过仿真计算,确定了PWM频率及占空比对电磁阀线圈电流的影响,为电磁阀驱动电路参数的选取提供依据。搭建RCS电磁阀电流测试平台,设定PWM占空比为50%,试验结果表明：流经电磁阀的保持电流仅为开启电流的1/2,既能保证电磁阀正常开启,又避免了电磁阀处于高负载工作状态,有效地验证了该节能控制方案的正确性。     

高置信度强电磁脉冲环境测试技术研究进展与展望

高置信度强电磁脉冲环境测试技术,作为强电磁脉冲研究领域的重要基础共性技术,近年来受到了国内外科研人员的高度关注。主要从天线（传感器）、链路信号传输畸变补偿等方面系统回顾当前高置信度强电磁脉冲环境测试技术研究进展,并结合强电磁脉冲环境生成技术、效应与防护研究发展趋势,阐述强电磁脉冲环境测试面临的挑战,并对高置信度强电磁脉冲环境测试技术发展进行初浅展望,以期为强电磁脉冲技术领域科研人员提供借鉴、参考。     

电磁发射器的原理与应用

传统的化学推进技术已不能满足人类的进一步要求，从原理和能源上变革发射技术势在必行，因此电磁发射技术便应运而生。因其在国防、航天等领域应用前景广阔，目前国内外电磁发射技术发展迅速。文章论述了电磁发射技术的发展历史、现状和电磁发射器的基本原理和广阔的应用前景。     

关于理想平行板电容器充电过程的能量传输问题

通过对基于简单RC电路的理想平行板电容器缓慢充电过程的研究,得到了相关的电磁场分布以及能量分布,并讨论了其中的电磁场能量传输问题．     

Experimental test of the compatibility of the definitions of the electromagnetic energy density and the Poynting vector

It is shown that the generally accepted definition of the Poynting vector and the energy flux vector defined by means of the energy density of the electromagnetic field (Umov vector) lead to the prediction of the different results touching electromagnetic energy flux. The experiment shows that within the framework of the mentioned generally accepted definitions the Poynting vector adequately describes the electromagnetic energy flux unlike the Umov vector. Therefore one can conclude that a generally accepted definitions of the electromagnetic energy density and the Poynting vector, in general, are not always compatible.     

等离子环境中带电体能量的Collin变分

基于系统性电磁兼容的考虑,对等离子环境中在轨航天器导体充放电现象中的能量特征进行了变分研究.通过电磁Collin原理,对等离子环境中导体系统几何尺度与所带电能的变分联系进行了理论分析.在此基础上,推广了更具一般性的数值估值分析方法,并对复杂导体系统电磁参数、等离子环境特征与系统能量间的关系进行了实例分析.研究结果对于等离子环境中复杂带电体的能量控制及相关的电磁环境效应与防护等研究具有积极意义.