CN104279916A - 电磁炮弹丸及导轨炮 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电磁炮弹丸及导轨炮，电磁炮弹丸包括弹丸本体和电枢；所述电枢包括电枢本体、左碳刷和右碳刷；所述左碳刷与所述电枢本体的左端粘接，所述右碳刷与所述电枢本体的右端粘接；所述电枢本体与所述弹丸本体粘接；所述电枢本体为非金属材料纤维导体。由于电枢本体采用非金属材料纤维导体，纤维材料有一定弹性能力，在压力的作用下，可以增强电枢两端的碳刷与导轨的接触性能，保证电磁炮弹丸被驱动时的良好运动状态。另一方面，由于纤维导体的导电率高，载流量大，在相同导电面积下，可以通过更大的电流，产生更大的洛仑兹力驱动电磁炮弹丸，使电磁炮弹丸具有更高的初始发射速度，而且还具有结构简单的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种炮弹丸，具体涉及一种电磁炮弹丸及导轨炮。
背景技术
电磁炮弹丸的发射原理为：电磁炮弹丸通过电流，从而产生洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下驱动电磁炮弹丸发射出去。因此，电磁炮弹丸的发射速度主要受两个条件的制约：电磁炮弹丸自身重量以及电磁炮弹丸通过的电流大小。即：通过电磁炮弹丸的电流越大，电磁炮弹丸自身重量越轻，则电磁炮弹丸的发射速度越大。
目前，电磁炮弹丸的结构通常由弹丸本体和电枢两部分组成，弹丸本体和电枢常常采用金属材料的导体。由于金属导体导电率固定，其金属导体面积与最大导电电流成正相关性，因此，如果需要提高电磁炮弹丸的发射速度，则需要提高金属导体的导电电流，相应的，需要增大金属导体面积。而当采用较大面积的金属导体时，又增大了电磁炮弹丸的重量，从而又导致降低了电磁炮弹丸的发射速度。另外，当采用刚性金属材料时，弹丸电枢两侧与导轨接触较差，既使存在很小的接触电阻，当流过极大电流时，也非常容易产生导轨烧蚀现象；而当弹丸电枢两侧与导轨接触过于紧密时，会明显增大摩擦力，当弹丸处于发射状态时，流经金属材料弹丸的最大电流受限。由此可见，采用金属材料的电磁炮弹丸制约了电磁炮弹丸的发射速度，无法获得高速度的电磁炮弹丸。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种电磁炮弹丸，包括弹丸本体和电枢；所述电枢包括电枢本体、左碳刷和右碳刷；所述左碳刷与所述电枢本体的左端粘接，所述右碳刷与所述电枢本体的右端粘接；所述电枢本体与所述弹丸本体粘接；所述电枢本体为非金属材料纤维导体。
优选的，所述电枢本体与所述弹丸本体通过热固性树脂粘接。
优选的，所述非金属材料纤维导体由一组同向平行排列或同向非平行排列的非金属纤维组成。
优选的，所述非金属纤维通过以下方法制备：向网状结构的基布中加入CXF碳纤维粉与纯丙泡沫粘合剂，烘干成形即得所述非金属纤维。
优选的，CXF碳纤维粉与纯丙泡沫粘合剂质量比为64∶30-42。
优选的，CXF碳纤维粉与纯丙泡沫粘合剂质量比为64∶36。
本发明还提供一种导轨炮，包括左导轨、右导轨和上述的电磁炮弹丸；所述电磁炮弹丸安装在所述左导轨和所述右导轨之间；所述电磁炮弹丸的左碳刷与所述左导轨接触，所述电磁炮弹丸的右碳刷与所述右导轨接触。
优选的，所述左碳刷与所述左导轨的形状匹配；所述右碳刷与所述右导轨的形状匹配。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的电磁炮弹丸的电枢采用非金属材料纤维，一方面，在纤维材料压力的作用下，可以增强电枢两端的碳刷与导轨的接触性能，保证电磁炮弹丸被驱动时的良好运动状态。另一方面，在相同导电面积下，可以通过更大的电流，产生更大的洛仑兹力驱动电磁炮弹丸，使电磁炮弹丸具有更高的初始发射速度，而且还具有结构简单的优点。
附图说明
图1为本发明提供的导轨炮的结构示意图；
图2为图1沿B-B剖视图；
图3为图1沿A-A剖视图；
其中，1---弹丸本体；2---电枢本体；3---左碳刷；4---右碳刷；5---左导轨；6---右导轨。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明：
如图1-3所示，本发明提供一种电磁炮弹丸，包括弹丸本体和电枢；所述电枢包括电枢本体、左碳刷和右碳刷；所述左碳刷与所述电枢本体的左端粘接，所述右碳刷与所述电枢本体的右端粘接；所述电枢本体与所述弹丸本体粘接；所述电枢本体为非金属材料纤维导体。所述电枢本体与所述弹丸本体通过热固性树脂粘接。或其他粘接材料粘接。非金属材料纤维导体由一组同向平行排列或同向非平行排列的非金属纤维组成。
需要说明的是，本发明中，电枢本体所采用的非金属材料纤维可以为现有的非金属材料纤维，例如：碳纤维材料、石墨纤维材料、硼纤维材料或压电陶瓷光导纤维材料。作为一种优选方式，非金属纤维可以通过以下方法制备：向网状结构的基布中加入CXF碳纤维粉与纯丙泡沫粘合剂，烘干成形即得所述非金属纤维；其中，CXF碳纤维粉与纯丙泡沫粘合剂质量比为64∶30-42；优选为64∶36。这种方式非金属材料纤维比现有的非金属材料纤维具有更好的弹性和更高的导电率。
由于纤维电枢本体采用导电纤维材料，因此具有导电率高、载流量大的优点；另外，由于纤维材料在轴向有一定弹性能力，因此当电枢两端分别与导轨相接触时，在纤维材料压力的作用下，可以增强电枢两端的碳刷与导轨的接触性能，保证电磁炮弹丸被驱动时的良好运动状态。因而与金属材料相比，纤维电枢在相同导电面积下，可以通过更大的电流，产生更大的洛仑兹力驱动电磁炮弹丸，使电磁炮弹丸具有更高的初始发射速度，而且还具有结构简单的优点。
本发明还提供一种导轨炮，包括左导轨、右导轨和上述的电磁炮弹丸；所述电磁炮弹丸安装在所述左导轨和所述右导轨之间；所述电磁炮弹丸的左碳刷与所述左导轨接触，所述电磁炮弹丸的右碳刷与所述右导轨接触。其中，左碳刷与所述左导轨的形状匹配；所述右碳刷与所述右导轨的形状匹配。
本发明提供的导轨炮的工作过程为：
(1)将电磁炮弹丸夹在左导轨和右导轨之间，使电磁炮弹丸的左碳刷与左导轨接触，电磁炮弹丸的右碳刷与右导轨接触；
(2)使左导轨接入电源，电流经左导轨流向弹丸本体，然后再流向右导轨；经右导轨后流回，从而构成导电回路。因此，电流在左导轨和右导轨平面间产生强磁场，通电流的电磁炮弹丸在安培力的作用下，以极高的速度射出。
综上所述，本发明提供的电磁炮弹丸具有以下优点：
电磁炮弹丸的电枢采用纤维材料导体，一方面，在纤维材料压力的作用下，可以增强电枢两端的碳刷与导轨的接触性能，保证电磁炮弹丸被驱动时的良好运动状态。另一方面，在相同导电面积下，可以通过更大的电流，产生更大的洛仑兹力驱动电磁炮弹丸，使电磁炮弹丸具有更高的初始发射速度，而且还具有结构简单的优点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种电磁炮弹丸，其特征在于，包括弹丸本体和电枢；所述电枢包括电枢本体、左碳刷和右碳刷；所述左碳刷与所述电枢本体的左端粘接，所述右碳刷与所述电枢本体的右端粘接；所述电枢本体与所述弹丸本体粘接；所述电枢本体为非金属材料纤维导体。
2.根据权利要求1所述的电磁炮弹丸，其特征在于，所述电枢本体与所述弹丸本体通过热固性树脂粘接。
3.根据权利要求1所述的电磁炮弹丸，其特征在于，所述非金属材料纤维导体由一组同向平行排列或同向非平行排列的非金属纤维组成。
4.根据权利要求3所述的电磁炮弹丸，其特征在于，所述非金属纤维通过以下方法制备：
向网状结构的基布中加入CXF碳纤维粉与纯丙泡沫粘合剂，烘干成形即得所述非金属纤维。
5.根据权利要求4所述的电磁炮弹丸，其特征在于，CXF碳纤维粉与纯丙泡沫粘合剂质量比为64∶30-42。
6.根据权利要求5所述的电磁炮弹丸，其特征在于，CXF碳纤维粉与纯丙泡沫粘合剂质量比为64∶36。
7.一种导轨炮，其特征在于，包括左导轨、右导轨和权利要求1-5任一项所述的电磁炮弹丸；所述电磁炮弹丸安装在所述左导轨和所述右导轨之间；所述电磁炮弹丸的左碳刷与所述左导轨接触，所述电磁炮弹丸的右碳刷与所述右导轨接触。
8.根据权利要求7所述的导轨炮，其特征在于，所述左碳刷与所述左导轨的形状匹配；所述右碳刷与所述右导轨的形状匹配。
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