华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室:攻克电磁炮重复发射导致导轨寿命大幅下降的难题

王健和邢泽西,华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室的科研人员,为了攻克电磁炮重复发射导致导轨寿命大幅下降的难题,特地做了一个细致的实验研究。他们利用了小口径电磁发射实验平台,先让电磁炮多发射几次,然后去分析电枢表面磨损特征和轨道表面沉积层的情况。通过这个实验,他们发现重复发射后,大量熔融的铝液会从电枢转移到轨道表面,不断累积的沉积层会让枢轨界面变得粗糙,接触状态变差,轨道表面还会出现犁沟、裂痕等磨损特征。另外,他们还基于枢轨间的液膜弹流润滑模型,建立了一个界面液膜熔融沉积的理论模型。通过量化计算不同发射次数下沉积层的厚度和沉积效率,他们验证了实验结果的准确性。 这个研究最核心的发现是,高速发射过程中形成的铝液层原本能起到润滑作用,但因为沉积层的存在导致逆压区域出现,增大了液膜的黏滞力甚至让黏滞力发生反向,直接导致界面液膜失稳。随着发射速度提升,逆压区域带来的内部摩擦会更剧烈,铝液回流喷溅加剧,最终让铝液沉积比例下降。如果轨道表面的铝沉积层持续加厚还会对原本起到润滑作用的铝液层产生挤压效应。这个研究成果发表在2025年第10期《电工技术学报》上。