装甲结构对被动电磁装甲防护射流性能的影响

为了实现被动电磁装甲对射流产生更加充分的破坏作用,减小装甲结构设计对射流参数的依赖性,提出了多层板结构被动电磁装甲。通过对多层板装甲等效电路的分析可知,在射流电阻占系统电阻主导的情况下,随着装甲板层数的增加,通过射流和装甲板的脉冲电流将大大提高。同时对多层装甲板电感计算可知,多层装甲板能够有效减小系统电感。通过对射流在多层装甲板间运动规律的分析,建立了脉冲电流对射流作用的数学模型,通过数值计算可知多层装甲板结构能有效减小射流头部和尾部的有效侵彻长度,并增加脉冲电流对射流的作用时间。     

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。     

主动电磁装甲控制系统

 主战坦克仍将是21世纪陆军作战中的主要武器装备之一。随着智能化反坦克弹药的不断发展和未来电炮在战场上的应用,装甲车辆在战场上受到的威胁日趋严重。根据对当前局势及装甲防护技术背景的分析,世界下一代坦克将在激烈抗争的严峻态势下寻求新的发展,单从装甲的材料、结构等方面提高抗弹能力,虽可使坦克的抗破甲能力增强,但是再好的装甲也抵挡不住某些先进武器的攻击。电磁装甲是一种依靠储存的电磁能使来袭射弹失去或降低其侵彻能力,或者通过主动拦截而达到保护战斗车辆目的的防护装置。电磁装甲可分为被动式和主动式两种。     

主动电磁装甲的物理原理

 目前用于攻击坦克和装甲车辆的主要武器为动能弹和破甲弹。动能弹以其高速发射过程中所获取的巨大动能,在甲板很小区域内快速释放,以达到穿透保护甲的目的,也叫做穿甲弹。破甲弹是以高速金属射流侵彻装甲,以达到毁伤防护装甲的目的。随着穿甲弹、破甲弹穿透能力的不断增强,仅仅通过增加装甲的厚度来提高其防护性是不现实的。其一,装甲厚度的增加势必造成战车体积和重量上的增大,从而减少了车辆的机动性和灵活性。其二,目前动能弹初速已大于1800ｍ/ｓ和穿甲能量大于9ＭＪ,如此强大的威力,传统的装甲难以防护。电磁装甲是一种新概念装甲防护,它可使得大多数威胁在危及目标之前就失去作用。     

多三明治结构反应装甲干扰射流的数值模拟

为了进一步提升反应装甲的防护能力,设计了一种新型多三明治结构反应装甲,并得出5种不同尺寸的反应装甲。第1种尺寸的反应装甲在传统反应装甲的中间部位加一层钢板,第2至第5种尺寸的反应装甲在第1种尺寸的基础上进行设计,但反应装甲总厚度均与传统反应装甲相同。采用ANSYS-LSDYNA软件进行数值模拟,与传统结构反应装甲就射流断裂时刻、射流刚接触后效靶板时刻、射流失去干扰时刻以及最终对后效靶板的侵彻结果进行了对比。为了更加直观地反映新结构反应装甲对射流干扰的强度,将5种反应装甲与传统双层反应装甲进行侵彻数据对比。模拟结果表明:A型反应装甲头部射流偏转距离最长;新结构反应装甲对射流的干扰时间均比传统反应装甲长,其中E型反应装甲对射流的干扰时间最长,A型反应装甲防护效果最好;在与传统反应装甲厚度相同的情况下,D型反应装甲的防护效果最好。选用A型、D型和F型反应装甲来做验证实验,结果表明数值模拟结果可靠。     

电磁发射技术的军事应用前景

从９０年代初的海湾战争到今年的科索沃战争,世界各地已陆续发动了几场不同规模的局部战争．纵观历次战争,可以看到先进的装甲技术、导弹技术及卫星系统等被广泛地应用于战争中,对取得战争的胜利起着至关重要的作用．但正所谓有矛必有盾,随着上述技术的发展完善,必然出现新的、更具威力的武器系统来与之匹敌,这其中电磁武器可谓前景广阔、大有作为． 电磁炮原理及发展过程简介 电磁炮是电磁发射技术在军事领域中的应用,俗称电磁炮．其原理非常简单,与直线电动机的工作原理相同．即让带电的导体在磁场中受到电磁力作用,从而利用电磁…     

多层变角度反应装甲对聚能射流的干扰作用

基于爆炸式反应装甲与聚能射流的作用机理,致力于设计出对聚能射流干扰能力更强的新型结构的反应装甲,即多层变角度反应装甲。基于ANSYS/LS-DYNA软件,采用数值模拟的方法分析了不同结构的反应装甲对聚能射流的干扰作用,对比了不同夹角的多层变角度反应装甲对聚能射流的干扰作用,以聚能射流在后效板上留下的侵彻痕迹的尺寸为判定不同夹角的多层变角度反应装甲对聚能射流干扰作用的依据。对比分析结果表明:多层变角度反应装甲对聚能射流的干扰作用明显优于V形反应装甲,多层变角度反应装甲中平板装药之间的夹角α=22°时最有利于提高其对聚能射流的干扰能力。     

背景和装甲目标毫米波被动探测统计特性研究

根据背景和装甲目标不同的毫米波辐射机理,采用不同的统计方法得到了背景和装甲目标的不同统计特性。针对背景的不均匀性造成的背景辐射特性的非单一性,提出了采用假设检验的方法得到背景的统计分布;针对装甲目标难以得到统计分布的特点,提出了以目标信号复杂度为特征量的装甲目标辐射特性的统计方法。为毫米波被动探测地物及装甲目标识别方法的研究提供了必要的理论依据,具有切实可行的指导意义。     

基于RST-QFD-Bayes的新型装甲装备通用质量特性评价指标体系构建研究

针对新型装甲装备通用质量特性评价指标体系难以确定的问题,在明确评价指标体系构建原则的基础上,结合新型装甲装备特点,确定了通用质量特性初始评价指标及指标筛选要求,运用QFD将新型装甲装备通用质量特性需求映射为评价指标筛选要求,采用粗糙集理论(Rough Set Theory,RST)确定了指标筛选重要度,考虑到关联度的不确定性及多个专家估计值的平均值和估计值的波动程度,将贝叶斯理论引入关系矩阵的确定中,用区间数确定了关联度,进行了评价指标筛选,构建了新型装甲装备通用质量特性评价指标体系,为新型装甲装备通用质量特性评价奠定了基础。     

双层楔形飞板爆炸反应装甲干扰聚能射流的数值模拟

为得到干扰聚能射流能力更好的爆炸反应装甲,在经典爆炸反应装甲的基础上,设计了一种双层楔形飞板爆炸反应装甲。利用ANSYS/LSDYNA-3D仿真软件对3种不同方案进行了模拟计算,分别对各方案中飞板飞行形态、逃逸射流特性、射流的动能变化以及聚能射流对靶板的侵彻深度进行了分析。结果表明:夹层炸药引爆后,楔形飞板在向外飞出的同时具有一定的旋转特征,合理的摆放结构能够增大飞板与射流的作用面积;聚能射流在穿过反应装甲后,动能急剧下降,穿深能力降低,方案二聚能射流侵彻深度最浅,方案三次之,方案一最深,表明方案二具有良好的防护效果。对楔形飞板的研究丰富了爆炸反应装甲的结构设计,为反应装甲的进一步研究提供了理论参考。     

基于变换光学的椭圆形透明聚集器的设计研究

基于麦克斯韦方程组在不同坐标系下具有形式不变性以及变换光学理论, 通过设计材料的本构参数(介电常数和磁导率)来引导电磁波的传播, 提出了具有电磁透明和电磁聚集两种功能的新型电磁器件-椭圆形透明聚集器的设计方法. 电磁波透明体不会阻挡电磁波的传播并且能够与斗篷内部进行交互; 电磁波聚集器是当电磁波入射到该装置上时, 电磁波能够被设计的装置按照要求集中到一个区域或者一个点, 实现电磁波能量的集中. 本文利用压缩变换和扩展变换推导出了这种电磁器件中各层的相对介电常数和相对磁导率的张量表达式, 并利用基于有限元算法的电磁仿真软件对该电磁器件进行了全波仿真验证, 得到了入射波从各个不同方向入射时磁场z 分量的分布图, 仿真结果证实了该设计方法和电磁参数的正确性. 最后还讨论了电磁器件存在损耗时的情况, 当损耗逐渐增大时, 器件的功能在一定程度上受到了削弱. 本文的设计方法为其他新型电磁器件的设计提供了一种新的思路.     

等离子体中电磁波传输特性理论与实验研究

本文对35 GHz和96 GHz电磁波在等离子体中的传输特性进行了理论与实验研究, 得到了电磁波衰减随等离子体密度、碰撞频率和电磁波频率的变化规律. 等离子体密度增加一个数量级时, 电磁波衰减增加一个数量级; 随着等离子体碰撞频率的增加, 电磁波衰减先增加后减小; 随着电磁波频率的增加, 衰减下降. 以激波管为实验平台进行了电磁波在等离子体中传输特性的实验研究, 实验结果和理论结果吻合较好. 理论和实验结果均表明, 提高电磁波频率是解决黑障问题的有效途径.     

电磁动能武器简介

介绍了当今发展较好的电磁动能武器的种类和核心机理,并进行了简要的性能分析,同时提出一种结合多种优点的新概念电磁炮——轨道高斯炮,它有望成为一种新型的武器。     

Analysis of Electromagnetic Information Leakage Based on Cryptographic Integrated Circuits

Cryptographic algorithm is the most commonly used method of information security protection for many devices. The secret key of cryptographic algorithm is usually stored in these devices’ registers. In this paper, we propose an electromagnetic information leakage model to investigate the relationship between the electromagnetic leakage signal and the secret key. The registers are considered as electric dipole models to illustrate the source of the electromagnetic leakage. The equivalent circuit of the magnetic field probe is developed to bridge the output voltage and the electromagnetic leakage signal. Combining them, the electromagnetic information leakage model’s function relationship can be established. Besides, an electromagnetic leakage model based on multiple linear regression is proposed to recover the secret key and the model’s effectiveness is evaluated by guess entropy. Near field tests are conducted in an unshielded ordinary indoor environment to investigate the electromagnetic side-channel information leakage. The experiment result shows the correctness of the proposed electromagnetic leakage model and it can be used to recover the secret key of the cryptographic algorithm.     

平面电磁波性质的推导与讨论

简洁推导平面电磁波的基本关系式并由此讨论平面电磁波的性质．     

一种传播速度可以是任意值的特殊"电磁波"

通过对一个具体事例的求解--一种特殊静磁场的坐标变换,得出了一种特殊的"电磁波",它的传播速度可以是任意值.指出了这种特殊的"电磁波"与传统意义上的电磁波的本质区别,并对一般意义的电磁波与传统意义上的电磁波的概念进行了厘清.本文对于深刻理解和认识电磁场、电磁场的坐标变换和电磁波具有一定意义.     

利用金属贴片电磁带隙结构在金属波导中创建准横电磁波

为解决准横电磁(TEM)模波导工作带宽较窄的问题,提出采用金属贴片电磁带隙(EBG)结构在金属波导中创建准TEM波.通过理论分析和数值计算,研究金属贴片EBG结构创建准TEM波导对展宽带宽、改善传输特性和增强准TEM波电场分布均匀性的作用.模拟结果表明,在频率14 GHz附近,金属贴片EBG将TE₁₀模成功转换成准TEM模,转换带宽达到1.7 GHz,且在波导横截面83.9%的面积上电场分布均匀性达到84.7%. 关键词： 电磁带隙 金属贴片电磁带隙结构 磁导体 准横电磁模波导     

Explanation of the Motionless Electromagnetic Generator by Sachs's Theory of Electrodynamics

It is shown that the principles of general relativity as developed by Sachs [1] can be used to explain the principles of the motionless electromagnetic generator (MEG), which takes electromagnetic energy from Riemannian curved space-time and in consequence outputs about twenty times more energy than inputted [2]. Therefore, it is shown in the most general manner that electromagnetic energy can be extracted from vacuum and used to power working devices such as the MEG, devices which are reproducible and repeatable [2].     

Prediction and experimental measurement of the electromagnetic thrust generated by a microwave thruster system

A microwave thruster system that can convert microwave power directly to thrust without a gas propellant is developed. In the system, a cylindrical tapered resonance cavity and a magnetron microwave source are used respectively as the thruster cavity and the energy source to generate the electromagnetic wave. The wave is radiated into and then reflected from the cavity to form a pure standing wave with non-uniform electromagnetic pressure distribution. Consequently, a net electromagnetic thrust exerted on the axis of the thruster cavity appears, which is demonstrated through theoretical calculation based on the electromagnetic theory. The net electromagnetic thrust is also experimentally measured in the range from 70 mN to 720 mN when the microwave output power is from 80 W to 2500 W.