介紹了可替代傳統(tǒng)彈藥應(yīng)用的儲(chǔ)能電池。研究結(jié)果表明,通過將產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)介質(zhì)中,可使電能轉(zhuǎn)換效率達(dá)到70%以上。結(jié)合現(xiàn)階段我國彈藥發(fā)展情況,通過研制專用試驗(yàn)臺(tái)模擬炮彈射擊和飛行過程中電荷產(chǎn)生和能量收集過程,便于設(shè)計(jì)和評(píng)估該電能收集方法的可行性。

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【部分圖文】：

圖1 基于彈藥平臺(tái)上的質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)

如圖1所示，系統(tǒng)由一個(gè)等效質(zhì)量的m和勁度系數(shù)k彈簧組成，在炮彈發(fā)射過程中，上述的彈簧系統(tǒng)受到沿箭頭方向向上的加速度a。因此彈簧受到F=m·a的壓力，并使得彈簧在加速度方向壓縮長(zhǎng)度d，因此彈簧獲取了（1/2k·d2）的彈性勢(shì)能。通常，承受高過載的彈藥會(huì)通過某種方式限制彈簧系統(tǒng)壓縮量....

圖3 受到短時(shí)沖擊載荷時(shí)的壓電元件產(chǎn)生電荷曲線

在這組能量收集裝置中，壓電元件由于自身重力會(huì)被壓縮一小部分，同時(shí)在射擊瞬間由于火炮身管后退形成的后退加速度會(huì)給壓電元件一個(gè)沖擊載荷，并形成附加質(zhì)量，然后壓電元件產(chǎn)生了短暫的電荷，并由電荷收集和存儲(chǔ)設(shè)備將電荷轉(zhuǎn)移至存儲(chǔ)電容器，圖3為壓電元件上產(chǎn)生的可用電荷隨時(shí)間而變化的曲線。對(duì)于單....

圖4 一次射擊的電荷產(chǎn)生和收集的循環(huán)電路

對(duì)于單次射擊的電荷生成和存儲(chǔ)的基本電路如圖4所示，現(xiàn)有的能量收集裝置里的獨(dú)立壓電元件可看做一個(gè)電容Cp與電源Q并聯(lián)，如圖5所示。圖4的等效電路如圖6所示。當(dāng)壓電元件在彈藥發(fā)射過程中受到?jīng)_擊載荷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電荷（Q），從而形成電流i1通過節(jié)點(diǎn)1，電流i1一部分（電流i2）流入電感L1....

圖7 模擬試驗(yàn)臺(tái)

目前設(shè)計(jì)了一種利用非常短暫的壓縮載荷并作用在壓電單元上的機(jī)械模擬裝置，結(jié)構(gòu)如圖7所示。這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)能夠容納不同尺寸的壓電元件，帶有預(yù)裝彈簧的錘子由旋轉(zhuǎn)凸輪機(jī)構(gòu)釋放，以撞擊定位壓電元件的鐵氈。這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)目前通過改變彈簧的預(yù)載荷和錘子的質(zhì)量可以模擬射擊加速度超過5000g的情況。例如，....

本文編號(hào)：4022335