CN109059628A - 一种带有冷却孔的电磁轨道炮轨道 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有冷却孔的电磁轨道炮轨道，属于电磁轨道炮技术领域，解决现有轨道没有办法进行高效的实时冷却的技术问题。电磁轨道炮轨道内部设有冷却孔，冷却孔沿电磁轨道炮轨道的延伸方向设置，且从电磁轨道炮轨道远离炮口的一端穿出；冷却孔内通有去离子水；冷却孔与液体循环系统连通。本发明利用在轨道中开冷却孔，水箱中的去离子水通过水泵输送到带冷却孔的导轨中，对轨道进行持续冷却，减少轨道上的热量，保护轨道不被烧蚀，进而增大电枢的加速力，从而增大系统的效率。

Description

一种带有冷却孔的电磁轨道炮轨道

技术领域

本发明涉及电磁轨道炮技术领域，尤其涉及一种带有冷却孔的电磁轨道炮轨道。

背景技术

对于单次发射，电磁轨道炮的发热几乎可以不予考虑。但是对于连续发射电磁轨道炮，发射间隔越短，要求炮管能够更快的完成散热冷却，这就必须开展冷却方案和热管理研究，连续发射中轨道有效散热能减少轨道的损伤，提高发射效率，所以对轨道局部实时冷却是降低炮膛温度的有效方式之一。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种带有冷却孔的电磁轨道炮轨道，用以解决现有轨道没有办法进行高效的实时冷却的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，一种带有冷却孔的电磁轨道炮轨道，电磁轨道炮轨道内部设有冷却孔，冷却孔沿电磁轨道炮轨道的延伸方向设置，且从电磁轨道炮轨道远离炮口的一端穿出；冷却孔内通有去离子水；冷却孔与液体循环系统连通。

本发明的一个实施例中，冷却孔包括入水孔和出水孔；入水孔和出水孔均从电磁轨道炮轨道远离炮口的一端穿出，且入水孔和出水孔在电磁轨道炮轨道远离炮口的一端的内部连通。

本发明的一个实施例中，入水孔设有1个，出水孔设有2个；2个出水孔设置在入水孔的两侧，且并排设置在平行于电磁轨道炮轨道与电磁轨道炮电枢的接触面的平面上。

本发明的一个实施例中，电磁轨道炮轨道的接触面的中央设有曲面凸起，曲面凸起沿电磁轨道炮轨道的延伸方向设置；

入水孔和出水孔均设置在电磁轨道炮轨道被曲面凸起覆盖的部分内，且入水孔设置在中央，2个出水孔关于入水孔对称。

本发明的一个实施例中，入水孔的直径大于出水孔的直径。

本发明的一个实施例中，电磁轨道炮轨道的接触面上任意一点到冷却孔上任意一点的距离均大于或等于1cm。

本发明的一个实施例中，入水孔上任意一点到出水孔上任意一点之间的距离大于或等于1cm。

本发明的一个实施例中，液体循环系统包括水泵、水箱、冷却装置；

水泵与水箱连接，冷却装置设置在水箱中；水泵通过进水管与入水孔连接；水箱通过出水管与出水孔连接。

本发明的一个实施例中，电磁轨道炮轨道设有2根；2根电磁轨道炮轨道结构相同，且2根电磁轨道炮轨道的曲面凸起相向设置。

另一方面，一种电磁轨道炮，电磁轨道炮的轨道为本发明某一实施例中的电磁轨道炮轨道。

本发明技术方案的有益效果是：

1、本发明通过在轨道内设置冷却管，并在冷却管内通入去离子水，既保证了良好的导电效果，还能对轨道进行实施冷却，减少了轨道上产生的热量，也影响不到轨道的使用寿命，能及时散去炮膛内的热量，减少了烧蚀等情况的出现，提高了电磁轨道炮连续发射时的效率；

2、本发明通过合理的对入水孔和出水孔进行布局，在不影响电流密度的情况下，提高了冷却效果，防止局部发生烧蚀等现象。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例的横截面示意图；

图2为本发明实施例的纵剖面示意图；

图3为使用本发明实施例的电磁轨道炮的原理图；

附图标记：

1-电磁轨道炮轨道；2-电枢；3-弹丸；4-电源；5-开关；6-磁场；7-入水孔；8-出水孔。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

电磁轨道炮的工作原理很简单，是根据物理学中的电磁感应定律制成。两轨道相互平行，发射组件沿着轨道轴线方向滑动，电枢2的作用是传递两轨道间电流，并接受洛伦兹力的作用，推动弹丸3向炮口做加速运动，将电磁能转换成动能。发射时，电流在轨道的末端通入，沿一根轨道流动，通过电枢2，沿另一根轨道流回，构成闭合回路。大电流流经轨道回路感应出强大的磁场6，电枢2中的电流和这个磁场6相互作用，产生了非常高的推动发射组件向前做加速运动的电磁力，当电枢2到达炮口时，电枢2和电枢2前面的弹丸3获得高速度，弹丸3脱离电路或轨道，开始自由飞行。

对于单次发射，电磁轨道炮的发热几乎可以不予考虑。但是对于连续发射电磁轨道炮，发射间隔越短，要求炮管能够更快的完成散热冷却，这就必须开展冷却方案和热管理研究，连续发射中轨道有效散热能减少轨道的损伤，提高发射效率，所以对轨道局部实时冷却是降低炮膛温度的有效方式之一。因此在不影响电流密度的情况下，对轨道进行开冷却孔。

本发明目的在于连续发射中因为枢轨电接触的问题，导致产生大量的热量，对轨道进行科学合理的冷却是解决散热问题的关键，冷却孔的合理设计就变的很重要。本发明实施例中，一种带有冷却孔的电磁轨道炮轨道1，电磁轨道炮轨道1内部设有冷却孔，冷却孔沿电磁轨道炮轨道1的延伸方向设置，且从电磁轨道炮轨道1远离炮口的一端穿出；冷却孔内通有去离子水；冷却孔与液体循环系统连通。

去离子水是指除去了呈离子形态杂质后的纯水。常见介质可分为：金属材料，也就是导电体；绝缘体，如陶瓷、橡胶、塑料等材料。去离子水的电阻率介于两者之间，被称为半导体绝缘或半导体，所以去离子水是半导体，导电能力很弱，但是能够导电。

为了让冷却孔内的去离子水循环起来，提高实时的冷却效果，冷却孔包括入水孔7和出水孔8；入水孔7和出水孔8均从电磁轨道炮轨道1远离炮口的一端穿出，且入水孔7和出水孔8在电磁轨道炮轨道1远离炮口的一端的内部连通。冷的去离子水从远离炮口的一端通入入水孔7，流至靠近炮口的一端进入出水孔8，流回原理炮口的一端，并通过外部的液体循环系统，实现循环。持续不断的在冷却孔中通入去离子水能持续不断的给轨道降温。很好的降低了轨道的温度，减少了轨道上的能量损失并减小了贵到的烧蚀等情况，增大了电枢2的加速力，从而增大了系统的效率。

对轨道的冷却，关键在于冷却孔的合理设计，本发明实施例中，入水孔7设有1个，出水孔8设有2个；2个出水孔8设置在入水孔7的两侧，且并排设置在平行于电磁轨道炮轨道1与电磁轨道炮电枢2的接触面的平面上。能够使整个电磁轨道炮轨道1的散热更加均匀。

实际使用时，通常为了提高电磁轨道炮内的电流密度更加均匀，电磁轨道炮轨道1的接触面的中央设有曲面凸起，曲面凸起沿电磁轨道炮轨道1的延伸方向设置。曲面凸起能够削弱电磁轨道炮轨道1内的电流像轨道的四角集中的现象，使电磁轨道炮轨道1内的电流密度更加均匀。

考虑到曲面凸起的设置，本发明实施例中，入水孔7和出水孔8均设置在电磁轨道炮轨道1被曲面凸起覆盖的部分内，且入水孔7设置在中央，2个出水孔8关于入水孔7对称；入水孔7的直径大于出水孔8的直径。此外，入水孔7的直径大于出水孔8的直径，还能保证曲面凸起的散热效果。

为了使冷却孔的开设不会，明显影响电磁轨道炮轨道1内的电流传输，保证电磁轨道炮发射的能量利用率，本发明实施例中，电磁轨道炮轨道1的接触面上任意一点到冷却孔上任意一点的距离均大于或等于1cm；入水孔7上任意一点到出水孔8上任意一点之间的距离大于或等于1cm。过小的距离会导致电磁轨道炮轨道1内局部电流密度过大，产生的高热量会损坏电磁轨道炮轨道1，而且如果电磁轨道炮轨道1的截面面积过小，会降低发射的能量利用率。

为了使冷却孔内的去离子水循环更加流畅，本发明实施例中，液体循环系统包括水泵、水箱、冷却装置；水泵与水箱连接，冷却装置设置在水箱中；水泵通过进水管与入水孔7连接；水箱通过出水管与出水孔8连接。

在实际使用时，电磁轨道炮轨道1设有2根；2根电磁轨道炮轨道1结构相同，且2根电磁轨道炮轨道1的曲面凸起相向设置。

本发明实施例在不影响电流密度的情况下，对轨道进行开冷却孔，冷却孔基本贯穿整个轨道，如图2所示。在凸弧面的正下方开入口孔，冷却入口孔只受到正下方方向的力，左右两面的力相互抵消，在其两侧各开一个直径大于入口孔半径小于入口孔直径的出口孔，三个空离轨道最近的外壁距离大于1cm，这样的设计即有利于加大冷却的面积，又有利于管理冷却剂。在电枢2的发射过程中，在轨道的冷却孔中通入冷却剂对轨道进行实时冷却处理，冷却剂在气化或者保持原有状态的情况下从两个出口孔喷出和处理。减少了轨道上产生的热量，也影响不到轨道的使用寿命，能及时散去炮膛内的热量，减少了烧蚀等情况的出现。

本发明的另一个实施例中，电磁轨道炮的轨道为上述实施例中的电磁轨道炮轨道1。

本发明实施例的工作过程为：

发射时，闭合开关5，电源4提供电流，电流在一根电磁轨道炮轨道1的末端通入，沿该电磁轨道炮轨道1流动，通过电枢2，沿另一根电磁轨道炮轨道1流回，构成闭合回路。大电流流经电磁轨道炮轨道1回路感应出强大的磁场6，电枢2中的电流和这个磁场6相互作用，产生了非常高的推动发射组件和弹丸3向前做加速运动的电磁力，当电枢2到达炮口时，电枢2和电枢2前面的弹丸3获得高速度，弹丸3脱离电路或电磁轨道炮轨道1，开始自由飞行。

电磁轨道炮的连续发射，是电磁轨道炮进入实战系统的基础，在发射过程中，枢轨接触面会产生大量的热量，对炮体进行散热是连续发射的关键性问题，利用在轨道中开冷却孔，液体罐通过液体泵把去离子水输送到带冷却孔的导轨中，持续这样的工作能对轨道进行持续的冷却。以减少轨道上的能量损失，保护轨道不被烧蚀，进而增大电枢2的加速力，从而增大系统的效率。

综上所述，本发明实施例提供了一种带有冷却孔的电磁轨道炮轨道1，通过在轨道内设置冷却管，并在冷却管内通入去离子水，既保证了良好的导电效果，还能对轨道进行实施冷却，减少了轨道上产生的热量，也影响不到轨道的使用寿命，能及时散去炮膛内的热量，减少了烧蚀等情况的出现，提高了电磁轨道炮连续发射时的效率；通过合理的对入水孔7和出水孔8进行布局，在不影响电流密度的情况下，提高了冷却效果，防止局部发生烧蚀等现象。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带有冷却孔的电磁轨道炮轨道，其特征在于，所述电磁轨道炮轨道(1)内部设有冷却孔，所述冷却孔沿所述电磁轨道炮轨道(1)的延伸方向设置，且从所述电磁轨道炮轨道(1)远离炮口的一端穿出；所述冷却孔内通有去离子水；所述冷却孔与液体循环系统连通。

2.根据权利要求1所述的电磁轨道炮轨道，其特征在于，所述冷却孔包括入水孔(7)和出水孔(8)；所述入水孔(7)和出水孔(8)均从所述电磁轨道炮轨道(1)远离炮口的一端穿出，且所述入水孔(7)和出水孔(8)在所述电磁轨道炮轨道(1)靠近炮口的一端的内部连通。

3.根据权利要求2所述的电磁轨道炮轨道，其特征在于，所述入水孔(7)设有1个，所述出水孔(8)设有2个；所述出水孔(8)设置在所述入水孔(7)的两侧，且并排设置在平行于所述电磁轨道炮轨道(1)与电磁轨道炮电枢(2)的接触面的平面上。

4.根据权利要求3所述的电磁轨道炮轨道，其特征在于，所述电磁轨道炮轨道(1)的接触面的中央设有曲面凸起，所述曲面凸起沿所述电磁轨道炮轨道(1)的延伸方向设置；

所述入水孔(7)和出水孔(8)均设置在所述电磁轨道炮轨道(1)被所述曲面凸起覆盖的部分内，且所述入水孔(7)设置在中央，所述出水孔(8)关于所述入水孔(7)对称。

5.根据权利要求4所述的电磁轨道炮轨道，其特征在于，所述入水孔(7)的直径大于出水孔(8)的直径。

6.根据权利要求5所述的电磁轨道炮轨道，其特征在于，所述电磁轨道炮轨道(1)的接触面上任意一点到所述冷却孔上任意一点的距离均大于或等于1cm。

7.根据权利要求6所述的电磁轨道炮轨道，其特征在于，所述入水孔(7)上任意一点到所述出水孔(8)上任意一点之间的距离大于或等于1cm。

8.根据权利要求7所述的电磁轨道炮轨道，其特征在于，所述液体循环系统包括水泵、水箱、冷却装置；

所述水泵与水箱连接，所述冷却装置设置在所述水箱中；所述水泵通过进水管与所述入水孔(7)连接；所述水箱通过出水管与所述出水孔(8)连接。

9.根据权利要求3至8所述的电磁轨道炮轨道，其特征在于，所述电磁轨道炮轨道(1)设有2根；所述电磁轨道炮轨道(1)结构相同，且曲面凸起相向设置。

10.一种电磁轨道炮，其特征在于，所述电磁轨道炮的轨道为权利要求1至9任一所述的电磁轨道炮轨道(1)。