电磁炮热管理：导轨与电源的液冷技术研究进展

"这篇论文是关于电磁炮热管理中导轨和电源的液冷技术的研究进展，由王章飞和栗保明撰写，发表在2020年9月的《火炮发射与控制学报》上。文章讨论了电磁炮在发射过程中因兆安级电流引发的高温问题，以及如何通过液冷技术来解决这些问题，特别是对导轨和电源的冷却。液冷技术包括喷雾冷却、液体浸没冷却和微通道冷却，文中建议采用纯水或乙二醇流态冰浆作为相变冷却介质，并提出了一体化的液冷系统。然而，纳米流体的选择和热测量技术仍有待进一步研究。" 正文: 电磁炮作为一种先进的武器系统，其核心在于高速滑动电接触的导轨和大功率脉冲电源。在发射过程中，由于巨大的电流通过导轨，会导致严重的热效应，如焦耳热和摩擦热，可能对设备造成热损伤，限制电磁炮的连发能力。为解决这一问题，热管理成为电磁炮技术研究的关键。 本文首先介绍了热管理的基本原理，从热量传递的角度出发，探讨了通过增加换热面积和选择合适的冷却介质来提升散热效果的可能性。相较于传统的风冷，液冷方法被认为在散热效率上更具优势。液冷技术有多种实现方式，如喷雾冷却，它利用雾化液体快速蒸发带走大量热量；液体浸没冷却，将发热部件完全浸入冷却液中，利用液体的高热容量进行散热；以及微通道冷却，通过微小通道的流动液体，提供高效的局部冷却。 在对比现有文献的基础上，作者提出了一个创新方案，即采用纯水或乙二醇流态冰浆作为相变冷却介质，构建一个涵盖导轨、脉冲电源和液体电缆的一体化液冷系统。流态冰浆在相变过程中可以吸收大量热量，从而有效地降低关键部件的温度。然而，该方案的实施还面临一些挑战，例如如何选择性能优良的纳米流体以增强冷却效果，以及如何精确地测量和控制系统的热状态。 电磁炮热管理的液冷研究是一项复杂而重要的任务，涉及到材料科学、流体力学和热力学等多个领域。通过对液冷技术的深入研究和优化，可以显著提高电磁炮的性能和可靠性，为电磁炮的实际应用铺平道路。未来的研究方向可能包括更高效纳米流体的研发、精确的热测量技术改进以及液冷系统集成度的提升。