CN106643286B - 一种多极重接型电磁发射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多极重接型电磁发射装置，包括驱动线圈、抛体电枢，在所述抛体电枢的每条边内外两侧都设置有驱动线圈，使得抛体电枢加速；还包括含有电容器C的驱动电路，用于驱动所述驱动线圈，所述驱动电路为：电容器C、开关S、电感L1、电感L2、电阻R依次相连，还设置有二极管D，所述二极管D负极接在开关S与电感L1之间，正极接在电容器C与电阻R之间。本发明装置在保持重接型线圈推进器具有较高效率优点的基础上，改善了其发射抛体只能是板状、质量小的的局限性，可以发射大质量的多边体抛体电枢，通过多组单级多极重接型电磁发射装置的加速，达到把抛体电枢加速到超高速的目标。

Description

一种多极重接型电磁发射装置
技术领域
本发明属于电磁推进技术领域，具体是一种多极重接型电磁发射装置。
背景技术
电磁推进是根据磁场与电流之间的相互作用效果，利用电磁力推进或驱动物体，使之运动加速达到应用要求的一类发射装置。由于起初是以作为军事武器的目的，故而又称为电磁炮。从能量角度来看，它是全部利用电磁能工作的，将电能转化为机械动能，因此，实际上是一种特殊的电气传动装置。电磁推进的方式有很多，主要包括导轨型、线圈型、重接型三大类。
从本质上说，重接炮是一种特殊的感应线圈炮。重接炮与线圈炮的本质差别在于：一是驱动线圈的排列和极性与线圈炮不同；二是弹丸为实心的非铁磁材料的良导体；三是以“磁力线重接”工作。鉴于这些差别并尊重发明者和习惯称谓，我们沿用“重接炮”这一术语。
重接炮是一种发射固体实心弹丸的感应型线圈炮，目前有两种型式：一种是平板形状弹丸的重接炮，其弹丸在两线圈的间隙间被加速；另一种是圆柱形弹丸的重接炮，其弹丸在轴对称的圆筒线圈内被加速，很像同轴型线圈炮。现有的线圈炮轴向压缩力较大导致电枢变形、轨道炮温升较大效率低、重接炮只能发射板状和柱状电枢抛体。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多极重接型电磁发射装置，可以发射大质量的多边体抛体电枢，通过多组单级多极重接型电磁发射装置的加速，达到把抛体电枢加速到超高速的目标。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种多极重接型电磁发射装置，包括驱动线圈、抛体电枢，所述驱动线圈为铜线密绕而成的矩形或圆弧形结构，驱动线圈的结构参数完全一致，驱动线圈所绕制的匝数也完全一致；所述抛体电枢为具有完全对称结构的框体，所述框体由若干直边或平板搭接而成；在所述抛体电枢的每条边内外两侧都设置有驱动线圈，使得抛体电枢加速。
还包括含有电容器C的驱动电路，用于驱动所述驱动线圈，所述驱动电路为：电容器C、开关S、电感L1、电感L2、电阻R依次相连，还设置有二极管D，所述二极管D负极接在开关S与电感L1之间，正极接在电容器C与电阻R之间。
所述抛体电枢为具有四条边的框体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在保持重接型线圈推进器具有较高效率优点的基础上，改善了其发射抛体只能是板状、质量小的的局限性。可以发射大质量的多边体抛体电枢，通过多组单级多极重接型电磁发射装置的加速，达到把抛体电枢加速到超高速的目标，具有很高的打击目标的效果。
附图说明
图1为本发明装置的俯视图。
图2为本发明装置的侧视图。
图3为抛体电枢的结构图。
图4为给驱动线圈提供脉冲电流的外电路。
图5为采用本发明后的仿真速度曲线图。
图中：1-驱动线圈；2-抛体电枢。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明一种多极重接型电磁发射装置，主要由具有多组驱动线圈1和置于驱动线圈1内部的抛体电枢2组成。电容器C放电在驱动线圈1中产生脉冲电流，会产生一个较大的瞬变磁场，同时抛体电枢2每个面上因磁场的变化会产生一个较大的感应涡流，磁场与涡流相互作用产生电磁力，驱动抛体电枢2使其加速运动。
所述抛体电枢2为具有完全对称结构的框体，所述框体由若干直边或平板搭接而成，材料为磁导率低但电导率高的金属材料。所述驱动线圈1为铜线密绕而成的矩形或圆弧形结构，驱动线圈1的结构参数完全一致，驱动线圈1所绕制的匝数也完全一致。
图1所示的为4极重接型电磁发射装置的结构示意图，抛体电枢2为具有4条边的框体，在抛体电枢2的每条边内外两侧各有一对驱动线圈1，共计8个驱动线圈。利用含有电容器C的外电路给驱动线圈1放电，会在驱动线圈1中产生脉冲电流，电流的变化会在变化的磁场，作用在抛体电枢2上时，使4条边的抛体电枢2的六个面上产生感应涡流，故磁场与感应涡流的相互作用会产生电磁力，作用在抛体电枢2上时电枢向前运动。如果有多组驱动线圈1依次通电，可以使抛体电枢2在长距离上持续加速，达到预期的速度。
更为具体的，采用截面直径为5mm的圆柱形铜导线绕制而成的线圈，线圈只有1层，每层绕6匝的导线。电枢抛体2是由金属铝制成，其结构为四条边的套筒(框体)，尺寸是边长为90.5mm，向外的厚度为4mm，高度为62mm，其质量为0.49kg。单级发射装置共有8个驱动线圈1，采用的外电路为单个电容对其中相邻的驱动线圈1供电，故共有4组外电路，图3给出其中一个，其中电路中电容器C是由1个200uf的电容充电至20kv，之后通过控制使开关闭合给线圈(即图3中电感)放电。通过仿真计算得出抛体电枢2的出口速度为331米每秒，通过计算可以得到系统的发射效率为16.7％。
采用本发明的基本结构，但实际实施中存在多种同等变换，抛体电枢2不仅可以采用4条边，也可以是3条边、5条边、6条边等。而且该技术不仅可以用于电磁发射领域，在其他很多领域也有广泛应用，但凡是利用多极重接型电磁发射的技术方案及其构思，加以等同替换与变换，均被认为属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种多极重接型电磁发射装置，其特征在于，包括驱动线圈(1)、抛体电枢(2)，所述驱动线圈(1)为铜线密绕而成的矩形或圆弧形结构，驱动线圈(1)的结构参数完全一致，驱动线圈(1)所绕制的匝数也完全一致；所述抛体电枢(2)为具有完全对称结构的框体，所述框体由若干直边或平板搭接而成；在所述抛体电枢(2)的每条边内外两侧都设置有驱动线圈(1)，使得抛体电枢(2)加速。
2.如权利要求1所述的一种多极重接型电磁发射装置，其特征在于，还包括含有电容器C的驱动电路，用于驱动所述驱动线圈(1)，所述驱动电路为：电容器C、开关S、电感L1、电感L2、电阻R依次相连，还设置有二极管D，所述二极管D负极接在开关S与电感L1之间，正极接在电容器C与电阻R之间。
3.如权利要求1所述的一种多极重接型电磁发射装置，其特征在于，所述抛体电枢(2)为具有四条边的框体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108680058B (zh) * 2018-07-18 2023-06-27 西南交通大学 一种多层多翼式重接型电磁发射装置
CN110127085A (zh) * 2019-05-16 2019-08-16 中国科学院电工研究所 电流源驱动型电磁发射装置
CN111049348B (zh) * 2019-12-25 2022-03-08 三峡大学 一种非永磁式电磁力驱动的往复式动力装置
CN112484567B (zh) * 2020-11-30 2021-08-10 大连理工大学 一种重接式电磁发射装置的磁场调控方法
CN112665456B (zh) * 2020-12-18 2023-04-07 中国科学院电工研究所 一种基于板状电枢的重接式电磁推进装置
CN116086241A (zh) * 2022-12-29 2023-05-09 中国航天空气动力技术研究院 一种基于电磁弹射辅助驱动一级气体炮的弹道靶

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4817494A (en) * 1987-04-06 1989-04-04 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Magnetic reconnection launcher
US5016600A (en) * 1989-02-01 1991-05-21 International Superconductor Corp. Methods of generating and controlling a magnetic field without using an external power supply specification
CN102192680A (zh) * 2011-03-30 2011-09-21 西南交通大学 旋转多极矩场电磁推进器

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