CN106767143B - 一种电磁炮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁炮，包括：电源和飞轮储能系统，飞轮储能系统与电源电连接构成充电电路，充电电路上设有充电开关，两条平行的导轨，电枢，电枢与两条平行导轨接触且可沿平行导轨移动，飞轮储能系统、平行导轨与电枢电连接构成供电电路，供电电路上设有供电开关；飞轮储能系统包括储能装置、与储能装置的壳体的抽气孔连接可对壳体围成的封闭空间抽真空的抽真空装置和对储能装置进行冷却的冷却装置。本发明解决的技术问题在于克服现有的电磁炮储能装置能量能量密度低、储能低导致瞬间输出功率低的技术问题，提供一种电磁炮，采用飞轮储能系统作为储能装置，以使炮弹在发射时获得更大的加速度。

Description

一种电磁炮

技术领域

本发明涉及利用电磁力发射炮弹的武器。具体为一种电磁炮。

背景技术

电磁炮的原理是利用电磁力将炮弹推射出去，具有射速快、射程远的优点，同时，由于不需要火药，与火药发射的炮弹相比，可大大节约空间，并大大降低成本。目前的电磁炮的能源采用普通的储能装置结构不够稳定，且其储能密度低导致瞬间输出功率比较低，成为制约电磁炮的炮弹发射时获得更大加速度的瓶颈。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有的电磁炮储能装置能量结构不够稳定且储能密度低导致瞬间输出功率比较低的技术问题，提供一种电磁炮，采用结构更稳定可靠的且储能密度更大的飞轮储能系统作为储能装置，提高瞬间输出功率，使炮弹在发射时获得更大的加速度。

本发明的电磁炮，包括：

电源，

飞轮储能系统，所述飞轮储能系统与电源电连接构成充电电路，所述充电电路上设有充电开关，

两条平行导轨，

电枢，所述电枢与两条所述平行导轨接触且可沿所述平行导轨移动，所述飞轮储能系统、平行导轨与电枢电连接构成供电电路，所述供电电路上设有供电开关；

所述飞轮储能系统包括储能装置，所述储能装置包括壳体，飞轮储能转子、磁悬浮装置和能量转换装置，

所述壳体包括圆筒状侧壁、与所述侧壁固定且密封连接的上端盖和与所述侧壁固定且密封连接的下端盖，所述壳体设有抽气孔，

所述飞轮储能转子位于所述壳体内，所述飞轮储能转子包括，

旋转轴，为竖直设置的实心钢轴，

第一轮毂，所述第一轮毂由弹簧钢制成，套在所述旋转轴上可在所述旋转轴的带动下与所述旋转轴同步旋转，所述第一轮毂具有盘状体，所述盘状体的外缘向其一侧弯折形成抵接部，所述抵接部与所述盘状体相连的位置设有应力减缓槽，所述第一轮毂的盘状体自中部向边缘相对于垂直于所述旋转轴的垂直平面倾斜，且朝向形成所述抵接部的一侧倾斜，

外轮，所述外轮为桶状，套在所述第一轮毂上，其内壁与所述第一轮毂抵接部的外壁相配合；

所述磁悬浮装置位于所述壳体内用于支撑所述飞轮储能转子的旋转轴的上端并允许所述旋转轴相对于所述磁悬浮装置旋转，

所述能量转换装置位于所述壳体内且位于所述飞轮储能转子的下方，所述能量转换装置包括由磁极电路绕制形成的定子、可相对于所述定子旋转的转子及由所述转子带动旋转的传动轴，所述传动轴与所述飞轮储能转子的旋转轴同轴固定连接并同步旋转，所述能量转换装置还包括冷却通道；

所述飞轮储能系统还包括，

抽真空装置，所述抽真空装置与所述储能装置的壳体的抽气孔连接可对所述壳体围成的封闭空间抽真空；

冷却装置，所述冷却装置包括存储冷却液的储液罐、与所述储液罐和所述能量转换装置的冷却通道连接的连接管以及为所述冷却液提供动力使所述冷却液在所述冷却通道内循环的冷却泵。

作为优选，所述飞轮储能系统还包括：

真空控制装置，与所述抽真空装置连接以控制所述抽真空装置的运行；

冷却控制装置，与所述冷却装置连接以控制所述冷却装置；

能量转换控制装置，与所述能量转换装置连接，可控制所述磁极电路与所述充电电路和供电电路的通断状态，当所述磁极电路与充电电路接通同时与所述供电电路断开时，所述能量转换装置的转子在定子的磁力作用下旋转从而通过所述传动轴带动所述飞轮储能转子旋转，所述能量转换装置作为电动机将电能转化为所述飞轮储能转子的旋转机械能储存起来，当所述磁极电路与所述充电电路断开同时与所述供电电路接通时，所述飞轮储能转子通过所述传动轴带动所述能量转换装置的转子旋转从而使所述磁极电路产生电流，所述能量转换装置作为发电机将所述飞轮储能转子的旋转机械能转化为电能供给所述供电电路。

作为优选，所述飞轮储能系统的每个所述储能装置设置检测能量转换装置温度的温度传感器，所述温度传感器还与所述冷却控制装置连接以将所述温度传感器的温度传送给所述冷却控制装置，所述冷却控制装置根据收到的温度数值控制所述冷却装置的运行使所述储能装置的温度控制在设定的温度范围内。

作为优选，所述飞轮储能系统的每个储能装置设置用于检测壳体内部气压的气压传感器，所述气压传感器还与所述真空控制装置连接以将所述气压传感器的数据传送给所述真空控制装置，所述真空控制装置根据收到的温度数值控制所述抽真空装置的运行使所述储能装置的壳体内的气压控制在设定的气压范围内。

作为优选，所述抵接部与所述盘状体之间通过圆角过渡，所述应力减缓槽位于所述圆角的外壁上。

作为优选，所述外轮的内壁在与所述第一轮毂抵接部的外壁相配合的位置处设有沿周向延伸的第一配合凸起，在完成安装的状态下，所述第一轮毂的抵接部与所述第一配合凸起紧配合，所述第一配合凸起的至少一端设有引导所述第一轮毂在所述外轮内沿轴线相对运动的安装引导坡，第一配合凸起的至少一端为安装时所述抵接部先接触的一端。

作为优选，所述第一轮毂还包括套在所述旋转轴上可与所述旋转轴同步转动的安装轴套，所述盘状体位于所述安装轴套的外部且与所述安装轴套一体成型。

作为优选，所述飞轮储能转子还包括位于所述第一轮毂上方的第二轮毂，所述第二轮毂由弹簧钢制成，套在所述旋转轴上，并可在所述旋转轴的带动下与所述旋转轴同步旋转，所述第二轮毂的结构形状与所述第一轮毂的结构形状相同，且在完成装配的状态下，所述第一轮毂的盘状体与所述第二轮毂的盘状体的倾斜方向相同，所述第二轮毂的抵接部与设置在外轮内壁上的第二配合凸起紧配合，所述飞轮储能转子还包括定位轴套，所述定位轴套套在所述旋转轴上，且位于所述第一轮毂与第二轮毂之间，所述旋转轴的下端具有用于对所述第一轮毂的下端进行定位的轴肩。

作为优选，所述磁悬浮装置包括至少一个磁悬浮轴承，每个磁悬浮轴承包括固定在所述旋转轴上并可与所述旋转轴同步旋转的转子磁体及与所述壳体相对固定的定子磁体，所述转子磁体与所述定子磁体上下相对，且所述转子磁体与所述定子磁体相对的面为异极。

作为优选，所述转子磁体镶嵌在转子载体上，所述转子载体固定在所述旋转轴上，所述定子磁体镶嵌在定子载体上，所述定子载体固定在与所述壳体固定的安装架上，所述磁悬浮轴承的转子载体通过螺纹固定在所述旋转轴上。

本发明的电磁炮与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明的电磁炮的飞轮储能系统的飞轮储能转子，其第一轮毂的盘状体的外缘向其一侧弯折形成抵接部，抵接部在预紧力的作用下与外轮的内壁相抵。第一轮毂的盘状体自中部向边缘相对于垂直于旋转轴的垂平面倾斜，且朝向形成抵接部的一侧倾斜。在第一轮毂和外轮高速旋转时，外轮在离心力的作用下会产生向外的位移，第一轮毂受到的离心力虽然小于外轮受到的离心力，但由于第一轮毂的外缘弯折成了抵接部，且盘状体倾斜设计，盘状体和抵接部在受到离心力后产生径向的扩张变形。从而最终产生与外轮一致的径向变形，抵接部能与外轮的内壁贴紧，保持与外轮的预紧力。一方面使得飞轮储能转子的结构更稳定可靠，另一方面提高了飞轮储能系统的储能密度。相对于现有技术，本发明的电磁炮的飞轮储能系统提高了储能量及瞬间输出功率，从而可提高炮弹在发射时的加速度。抵接部与盘状体的连接处设有应力减缓槽，应力减缓槽可减小应力，防止此处由于应力太大而损坏。同时，飞轮储能系统还设有抽真空装置和冷却装置，抽真空装置对飞轮储能装置的壳体围成的空间抽真空，使得飞轮储能转子在真空环境中旋转，减小了旋转的阻力，从而进一步提高了飞轮储能系统的储能密度。冷却装置对储能装置进行冷却，降低储能装置的能量转换装置的温度，以保证其正常的运行。

2、本发明的电磁炮的飞轮储能系统还包括抽真空控制装置、冷却控制装置和能量转换控制装置，实现了抽真空、冷却和能量转换的自动控制，使得飞轮储能系统的运行更智能且更精确。

附图说明

图1为本发明一个实施例的电磁炮的结构示意图。

图2为本发明一个实施例的电磁炮的飞轮储能系统的结构示意图。

图3为本发明一个实施例的电磁炮的飞轮储能系统的储能装置的剖视结构示意图。

图4为图3中所示的储能装置的飞轮储能转子的剖视结构示意图。

图5为图4中A部分的放大示意图。

图6为图4中的储能装置的磁悬浮装置和轴向定位装置的放大示意图。

附图标记

1电源；

2飞轮储能系统，

21储能装置，

211飞轮储能转子，2111旋转轴，21111第一轴肩，21112第二轴肩，2112第一轮毂，21121盘状体，21122抵接部，21123安装轴套，21124应力减缓槽，2113外轮，21131第一配合凸起，21132安装引导坡，21133圆角，21134第二配合凸起，2114第二轮毂，21141盘状体，21142抵接部，21143安装轴套，2115垂直平面，2116定位轴套，

212壳体，2121侧壁，2122上端盖，2123下端盖，2124抽气孔，

213磁悬浮装置，2131磁悬浮轴承，21311转子磁体，21312定子磁体，21313转子载体，21314定子载体，21315安装架，2132安全轴承，2133轴向定位装置，21331顶针，

214能量转换装置，2141传动轴，

215阻尼机构，

22抽真空装置，

23真空控制装置，

24冷却装置，

25冷却控制装置，

26能量转换控制装置；

3导轨；

4电枢；

5充电开关；

6供电开关；

7弹丸。

具体实施方式

图1为本发明一个实施例的电磁炮的结构示意图，如图1所示，电磁炮包括电源1、飞轮储能系统2、两条平行导轨3和电枢4。其中，所述飞轮储能系统与电源电连接构成充电电路，所述充电电路上设有充电开关5。所述电枢与两条所述平行导轨接触且可沿所述平行导轨移动，所述飞轮储能系统、平行导轨与电枢电连接构成供电电路，所述供电电路上设有供电开关6。

当充电开关5闭合，供电开关6断开时，电源1向飞轮储能系统2充电。当充电开关5断开，供电开关6闭合时，飞轮储能系统2向导轨3供电，在导轨3中瞬间产生大电流，电枢4在洛伦兹力的作用下沿着两条平行导轨3高速移动，推动弹丸7，使弹丸以很高的速度发射出去。

图2为本发明一个实施例的电磁炮的飞轮储能系统的结构示意图，如图2所示，飞轮储能系统2包括储能装置21、抽真空装置22和冷却装置24，其中储能装置21用于储存电源1提供的电能，所述飞轮储能系统2优选为包括2-16个所述储能装置21，在本实施例中，飞轮储能系统2包括12个储能装置21，且储能装置21可埋设在地下。抽真空装置22用于对储能装置21抽真空，冷却装置24用于对储能装置21进行冷却。

所述储能装置21的结构如图3所示，包括，壳体212、飞轮储能转子211、磁悬浮装置213和能量转换装置214。所述壳体212包括圆筒状侧壁2121、与所述侧壁2121固定且密封连接的上端盖2122、与所述侧壁121固定且密封连接的下端盖2123，所述壳体212设有抽气孔2124。在本实施例中，抽气孔2124设在下端盖2123上。在储能装置21运行的状态下，壳体212内是真空的，防止空气对位于所述壳体212内的飞轮储能211的旋转产生阻力，从而使飞轮储能转子211获得尽可能高的转速。

如图4所示，飞轮储能转子211包括旋转轴2111、第一轮毂2112和外轮2113。其中，旋转轴2111为竖直设置的实心钢轴。所述第一轮毂2112由弹簧钢制成，套在所述旋转轴2111上，所述第一轮毂2112可在所述旋转轴2111的带动下与所述旋转轴2111同步旋转。所述第一轮毂2112具有盘状体21121，所述盘状体21121的外缘向其一侧弯折形成抵接部21122，抵接部21122的外壁在预紧力的作用下与外轮2113的内壁相抵。如图5所示，在弯折处即抵接部21122与盘状体21121连接的位置处设置应力减缓槽21124，应力减缓槽21124可减小应力，防止此处由于应力太大而损坏。

第一轮毂2112的盘状体21121自中部向边缘相对于垂直于旋转轴2111的垂直平面倾斜，且朝向形成抵接部21122的一侧倾斜，呈锥形。盘状体21121倾斜的设计相比于不倾斜的情况，更能发挥弹簧钢的弹力特性。在装配或高速旋转的状态下，若没有倾斜的设计，弹簧钢制成的盘状体只做伸缩的运动，而不能发挥其弹力抗屈服的优点。作为优选，所述盘状体21121相对于垂直于所述旋转轴2111的垂直平面2115倾斜的角度为5°-15°。在本实施例中，盘状体21121相对于垂直于所述旋转轴2111的垂直平面2115倾斜的角度为10°。

在第一轮毂2112和外轮2113高速旋转时，外轮2113在离心力的作用下会产生向外的位移，第一轮毂2112受到的离心力虽然小于外轮2113受到的离心力，但由于第一轮毂2112的外缘弯折成了抵接部，且盘状体倾斜设计，盘状体和抵接部在受到离心力后产生径向的扩张变形，从而最终产生与外轮一致的径向变形，抵接部21122能与外轮2113的内壁贴紧，保持与外轮2113的预紧力。

相比现有的电磁炮，本发明的电磁炮的储能装置的飞轮储能转子211的轮毂增大了与外轮2113的结合力，使传递的扭矩更大。第一轮毂2112设置的抵接部及第一轮毂2112所采用的材料即弹簧钢很好地支持了第一轮毂2112产生的径向的变形，从而实现了在高速的旋转下，第一轮毂2112与外轮2113之间仍可保持大的预紧力，防止旋转力从轮毂向外轮2113传递过程中发生衰减，并防止第一轮毂2112与外轮2113在高转速时产生滑移或脱落，提高了第一轮毂2112与外轮2113运动的同步性，提高了结构的稳定性和安全性，为飞轮储能转子转速的进一步提高提供了条件。本发明的飞轮储能转子在转速达到10000转/分钟时，仍可保证其轮毂与外轮2113之间的预紧力，使得飞轮飞轮储能转子211的额定转速可进一步提高。转速的提高可提高飞轮储能系统的储能密度，及瞬间输出功率，从而可使电磁炮的弹丸7在发射时获得更大的加速度。

如图3所示，磁悬浮装置213位于所述壳体212内且位于飞轮储能转子211的上端，用于支撑所述飞轮储能转子211的旋转轴2111的上端并允许所述旋转轴2111相对于所述磁悬浮装置213旋转。磁悬浮装置213可采用各种现有的轴承，下文会详细介绍本实施例中采用的磁悬浮装置213的结构。

能量转换装置214位于所述壳体212内且位于所述飞轮储能转子211的下方，所述能量转换装置214包括由磁极电路绕制形成的定子(图中未示出)、可相对于所述定子旋转的转子(图中未示出)及由所述转子带动旋转的传动轴2141，所述传动轴2141与所述飞轮储能转子211的旋转轴同轴固定连接并同步旋转，所述能量转换装置214还包括冷却通道(图中未示出)，冷却通道内有冷却液循环，可对能量转换装置进行冷却。

所述抽真空装置22与所述储能装置21的壳体212的抽气孔2124连接可对所述壳体212围成的封闭空间抽真空，从而使得飞轮储能转子211在真空的环境下旋转，减小了空气对飞轮储能转子211旋转造成的阻力，从而降低了能源的浪费。在本实施例中，抽真空装置2为真空泵，抽真空装置2可通过抽气管(图中未示出)可与多个所述储能装置21的壳体212的抽气孔2124同时连接从而对多个储能装置21抽真空。

能量转换装置的转子旋转不可避免地产生热能，导致能量转换装置温度升高，冷却装置降低了能量转换装置的温度，从而保证了能量转换装置的正常运转。所述冷却装置24包括存储冷却液的储液罐(图中未示出)、与所述储液罐和所述能量转换装置的冷却通道连接的连接管(图中未示出)以及为所述冷却液提供动力使所述冷却液在所述冷却通道内循环的冷却泵(图中未示出)，冷却液可以是水。冷却装置4可与多个所述储能装置1连接以对多个所述储能装置21进行冷却。

作为优选的方案，飞轮储能系统还包括真空控制装置23、冷却控制装置25和能量转换控制装置26。其中，真空控制23与所述抽真空装置22连接以控制所述抽真空装置22的运行。冷却控制装置25与所述冷却装置24连接以控制所述冷却装置4。

能量转换控制装置26与所述储能装置21的能量转换装置214连接，可控制所述能量转转装置26的磁极电路与充电电路和供电电路的通断状态。当所述磁极电路与所述充电电路接通，同时与所述供电电路断开时，即充电开关闭合，同时供电开关断开时，所述能量转换装置214的转子在定子的磁力作用下旋转从而通过所述传动轴带动所述飞轮储能转子211旋转。此时，所述能量转换装置214作为电动机将电能转化为所述飞轮储能转子211的旋转机械能储存起来。当所述磁极电路与所述充电电路断开同时与所述供电电路接通时，即所述充电开关断开，同时供电开关闭合时，所述飞轮储能转子211通过所述传动轴2141带动所述能量转换装置214的转子旋转从而使所述磁极电路产生电流。此时所述能量转换装置214作为发电机将所述飞轮储能转子211的旋转机械能转化为电能供给所述供电电路。

在本实施例中，所述飞轮储能系统还包括检测能量转换装置214温度的温度传感器(图中未示出)，所述温度传感器还与所述冷却控制装置25连接以将所述温度传感器的温度传送给所述冷却控制装置25，所述冷却控制装置25根据收到的温度数值控制所述冷却装置24的运行使所述储能装置的温度控制在设定的温度范围内。温度传感器可以检测能量转换装置214的冷却通道内的冷却液的温度，并以此温度作为能量转换装置214的温度。

在本实施例中，所述飞轮储能系统还包括检测所述储能装置21的壳体212内部的气压的气压传感器(图中未示出)，所述气压传感器还与所述真空控制装置23连接以将所述气压传感器的数据传送给所述真空控制装置23，所述真空控制装置23根据收到的温度数值控制所述抽真空装置22的运行使所述储能装置21的壳体212内的气压控制在设定的气压范围内。

作为优选的方案，在本实施例中，如图5所示，所述抵接部21122与所述盘状体21121之间通过圆角21133过渡，圆角21133可使产生的应力分布更均匀，防止应力集中。在本实施例中，应力减缓槽21124设置在圆角21133及其附近的外壁上，且环绕外壁一周。

如图4和图5所示，所述外轮2113为桶状，外轮2113采用的材料比轮毂更加坚韧，可抵抗离心力，而不被撕裂。2外轮113套在所述第一轮毂2112上，其内壁在与所述第一轮毂2112抵接部21122的外壁配合的位置处设有沿周向延伸的第一配合突凸起21131。在完成安装的状态下，所述第一轮毂2112的抵接部21122的外壁与所述第一配合突凸起21131紧配合。第一配合突凸起21131增加了第一轮毂2112的抵接部21122在与外轮2113的内壁配合的时候产生的变形量，使得外轮2113与第一轮毂2112之间的紧配合更加可靠。

第一配合突凸起21131绕周向延伸一周，所述第一配合突凸起21131的至少一端设有引导所述第一轮毂2112在所述外轮2113内沿轴向相对运动的安装引导坡21132，安装引导坡21132即第一配合突凸起21131与外轮2113内壁之间的过渡结构。第一配合突凸起21131的至少一端为安装时所述抵接部先接触的一端。安装引导坡21132可使得第一轮毂2112便于安装在外轮2113内，并实现与第一配合突凸起21131的紧配合。在本实施例中，所述紧配合为过盈配合，如图5所示，第一配合突凸起21131的上下两端均具有安装引导坡21132。

作为优选的方案，如图4所示，所述第一轮毂2112还包括套在所述旋转轴2111上可与所述旋转轴2111同步转动的安装轴套21123，所述盘状体21121位于所述安装轴套21123的外部且与所述安装轴套21123一体成型。安装轴套21123在上下方向的尺寸大于盘状体21121在上下方向上的尺寸，安装轴套21123与旋转轴2111的接触面积更大，可防止第一轮毂2112产生晃动。

在本实施例中，所述飞轮储能转子211还包括位于所述第一轮毂2112上方的第二轮毂2114，所述第二轮毂2114由弹簧钢制成，套在所述旋转轴2111上，并可在所述旋转轴2111的带动下与所述旋转轴2111同步旋转，所述第二轮毂2114的结构形状与所述第一轮毂2112的结构形状相同，且在完成装配的状态下，所述第一轮毂2112的盘状体21121与所述第二轮毂2114的盘状体21141的倾斜方向相同，所述第二轮毂2114的抵接部21142与设置在外轮2113内壁上的第二配合凸起21134紧配合。这为外轮2113的加长提供了条件，加长的外轮2113提高了质量，即增大了飞轮储能转子的转动惯量J，从而提高了飞轮储能系统的储能量。

作为优选的方案，所述第二轮毂2114还包括套在所述旋转轴2111上可与所述旋转轴2111同步转动的安装轴套211143，所述盘状体21141位于所述安装轴套211143的外部且与所述安装轴套211143一体成型。安装轴套211143在上下方向的尺寸大于盘状体21141在上下方向上的尺寸，安装轴套211143与旋转轴2111的接触面积更大，可防止第二轮毂2114产生晃动。

作为进一步的优选，所述飞轮储能转子211还包括定位轴套2116，所述定位轴套2116套在所述旋转轴2111上，且位于所述第一轮毂2112与第二轮毂2114之间，使得第一轮毂2112与第二轮毂2114之间间隔一定的距离，这为外轮2113的进一步加长提供了条件。在本实施例中，所述定位轴套2116由40Cr制成。定位轴套2116的下端与第一轮毂2112的安装轴套21123的上端相抵，定位轴套2116的上端与第二轮毂2114的安装轴套211143的下端相抵。在本实施例中，定位轴套2与所述旋转轴2111可同步旋转。

所述旋转轴2111的下端具有用于对所述第一轮毂2112的下端进行定位的第一轴肩21111。在本实施例中，第一轮毂2112的安装轴套21123的下端面与旋转轴2111的第一轴肩21111的上端面相抵而实现定位。

作为优选，本发明的飞轮储能系统的储能装置的磁悬浮装置213包括至少一磁悬浮轴承2131。如图6所示，每个磁悬浮轴承2131包括固定在所述旋转轴2111上并可与所述旋转轴2111同步旋转的转子磁体21311，及与所述壳体212相对固定的定子磁体21312，所述转子磁体21311与所述定子磁体21312上下相对，且所述转子磁体21311与所述定子磁体21312相对的面为异极。转子磁体21311与定子磁体21312均为环形的永磁体。转子磁体21311与定子磁体21312相对的面为异极，产生相互吸引的力，使得飞轮储能转子获得往上的吸力，抵消飞轮储能转子211大部分的重力，从而达到卸荷的效果，减轻阻尼器机构26的压力。由于转子磁体21311与定子磁体21312之间没有接触，从而避免了摩擦所带来的动力损失。

如图6所示，所述转子磁体21311镶嵌在转子载体21313上，所述转子载体21313固定在所述旋转轴2111上，所述定子磁体21312镶嵌在定子载体21314上，所述定子载体21314固定在与所述壳体212固定的安装架21315上。在本实施例中，转子载体21313和定子载体21314也均为环形，安装架21315为圆筒状。如图6所示，所述磁悬浮装置213包括三个所述磁悬浮轴承2131，每个所述磁悬浮轴承2131的转子载体21313通过螺纹固定在所述旋转轴2111上。旋转轴2111的上端轴颈部分设有至少三个第二轴肩21112，以分别对三个磁悬浮轴承2131的转子载体21313进行定位。

在本实施例中，所述磁悬浮装置213还包括安全轴承2132，所述安全轴承2132为机械轴承。机械轴承通过与旋转轴2111接触的方式为旋转轴2111提供支撑力，如滚动轴承。安全轴承2132可在磁悬浮轴承2131出现问题时，对旋转轴2111提供支撑力。

所述磁悬浮装置213还包括与所述壳体212或者安装架21315固定的轴向定位装置2133，所述轴向定位装置2133与所述旋转轴2111的上端在所述旋转轴2111的轴向上相顶。在本实施例中，如图6所示，轴向定位装置2133与安装架21315通过螺栓固定，轴向定位装置2133的中部固定有朝向旋转轴2111的顶针21331，顶针21331与旋转轴2111上端部的凹陷配合，对旋转轴2111施加轴向的力，从而对旋转轴2111定位。

本发明的飞轮储能系统的储能装置还包括位于所述壳体212内的阻尼机构2156，所述能量转换装置214的传动轴2141的下端与所述阻尼机构2156连接以吸收所述传动轴2141的震动。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出的各种修改或等同替换也落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电磁炮，其特征在于，包括：

电源，

飞轮储能系统，所述飞轮储能系统与电源电连接构成充电电路，所述充电电路上设有充电开关，

两条平行导轨，

电枢，所述电枢与两条所述平行导轨接触且可沿所述平行导轨移动，所述飞轮储能系统、平行导轨与电枢电连接构成供电电路，所述供电电路上设有供电开关；

所述飞轮储能系统包括储能装置，所述储能装置包括壳体、飞轮储能转子、磁悬浮装置和能量转换装置，

所述壳体包括圆筒状侧壁、与所述侧壁固定且密封连接的上端盖和与所述侧壁固定且密封连接的下端盖，所述壳体设有抽气孔，

所述飞轮储能转子位于所述壳体内，所述飞轮储能转子包括，

旋转轴，为竖直设置的实心钢轴，

第一轮毂，所述第一轮毂由弹簧钢制成，套在所述旋转轴上可在所述旋转轴的带动下与所述旋转轴同步旋转，所述第一轮毂具有盘状体，所述盘状体的外缘向其一侧弯折形成抵接部，所述抵接部与所述盘状体相连的位置设有应力减缓槽，所述第一轮毂的盘状体自中部向边缘相对于垂直于所述旋转轴的垂直平面倾斜，且朝向形成所述抵接部的一侧倾斜，

外轮，所述外轮为桶状，套在所述第一轮毂上，其内壁与所述第一轮毂抵接部的外壁相配合；

所述磁悬浮装置位于所述壳体内用于支撑所述飞轮储能转子的旋转轴的上端并允许所述旋转轴相对于所述磁悬浮装置旋转，

所述能量转换装置位于所述壳体内且位于所述飞轮储能转子的下方，所述能量转换装置包括由磁极电路绕制形成的定子、可相对于所述定子旋转的转子及由所述能量转换装置的转子带动旋转的传动轴，所述传动轴与所述飞轮储能转子的旋转轴同轴固定连接并同步旋转，所述能量转换装置还包括冷却通道；

所述飞轮储能系统还包括，

抽真空装置，所述抽真空装置与所述储能装置的壳体的抽气孔连接可对所述壳体围成的封闭空间抽真空；

冷却装置，所述冷却装置包括存储冷却液的储液罐、与所述储液罐和所述能量转换装置的冷却通道连接的连接管以及为所述冷却液提供动力使所述冷却液在所述冷却通道内循环的冷却泵。

2.根据权利要求1所述的电磁炮，其特征在于，所述飞轮储能系统还包括：

真空控制装置，与所述抽真空装置连接以控制所述抽真空装置的运行；

冷却控制装置，与所述冷却装置连接以控制所述冷却装置；

能量转换控制装置，与所述能量转换装置连接，可控制所述磁极电路与所述充电电路和供电电路的通断状态，当所述磁极电路与充电电路接通同时与所述供电电路断开时，所述能量转换装置的转子在定子的磁力作用下旋转从而通过所述传动轴带动所述飞轮储能转子旋转，所述能量转换装置作为电动机将电能转化为所述飞轮储能转子的旋转机械能储存起来，当所述磁极电路与所述充电电路断开同时与所述供电电路接通时，所述飞轮储能转子通过所述传动轴带动所述能量转换装置的转子旋转从而使所述磁极电路产生电流，所述能量转换装置作为发电机将所述飞轮储能转子的旋转机械能转化为电能供给所述供电电路。

3.根据权利要求2所述的电磁炮，其特征在于，所述飞轮储能系统的每个所述储能装置设置检测能量转换装置温度的温度传感器，所述温度传感器还与所述冷却控制装置连接以将所述温度传感器的温度传送给所述冷却控制装置，所述冷却控制装置根据收到的温度数值控制所述冷却装置的运行使所述储能装置的温度控制在设定的温度范围内。

4.根据权利要求2所述的电磁炮，其特征在于，所述飞轮储能系统的每个储能装置设置用于检测壳体内部气压的气压传感器，所述气压传感器还与所述真空控制装置连接以将所述气压传感器的数据传送给所述真空控制装置，所述真空控制装置根据收到的气压数值控制所述抽真空装置的运行使所述储能装置的壳体内的气压控制在设定的气压范围内。

5.根据权利要求1所述的电磁炮，其特征在于，所述抵接部与所述盘状体之间通过圆角过渡，所述应力减缓槽位于所述圆角的外壁上。

6.根据权利要求1所述的电磁炮，其特征在于，所述外轮的内壁在与所述第一轮毂抵接部的外壁相配合的位置处设有沿周向延伸的第一配合凸起，在完成安装的状态下，所述第一轮毂的抵接部与所述第一配合凸起紧配合，所述第一配合凸起的至少一端设有引导所述第一轮毂在所述外轮内沿轴线相对运动的安装引导坡，第一配合凸起的至少一端为安装时所述抵接部先接触的一端。

7.根据权利要求1所述的电磁炮，其特征在于，所述第一轮毂还包括套在所述旋转轴上可与所述旋转轴同步转动的安装轴套，所述盘状体位于所述安装轴套的外部且与所述安装轴套一体成型。

8.根据权利要求7所述的电磁炮，其特征在于，所述飞轮储能转子还包括位于所述第一轮毂上方的第二轮毂，所述第二轮毂由弹簧钢制成，套在所述旋转轴上，并可在所述旋转轴的带动下与所述旋转轴同步旋转，所述第二轮毂的结构形状与所述第一轮毂的结构形状相同，且在完成装配的状态下，所述第一轮毂的盘状体与所述第二轮毂的盘状体的倾斜方向相同，所述第二轮毂的抵接部与设置在外轮内壁上的第二配合凸起紧配合，所述飞轮储能转子还包括定位轴套，所述定位轴套套在所述旋转轴上，且位于所述第一轮毂与第二轮毂之间，所述旋转轴的下端具有用于对所述第一轮毂的下端进行定位的轴肩。

9.根据权利要求1所述的电磁炮，其特征在于，所述磁悬浮装置包括至少一个磁悬浮轴承，每个磁悬浮轴承包括固定在所述旋转轴上并可与所述旋转轴同步旋转的转子磁体及与所述壳体相对固定的定子磁体，所述转子磁体与所述定子磁体上下相对，且所述转子磁体与所述定子磁体相对的面为异极。

10.根据权利要求9所述的电磁炮，其特征在于，所述转子磁体镶嵌在转子载体上，所述转子载体固定在所述旋转轴上，所述定子磁体镶嵌在定子载体上，所述定子载体固定在与所述壳体固定的安装架上，所述磁悬浮轴承的转子载体通过螺纹固定在所述旋转轴上。