CN113883954A - 一种一体式自旋电磁发射电枢、轨道及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式自旋电磁发射电枢、轨道及系统，该电磁发射电枢包括发射负载段、电流传导段和尾翼段，所述发射负载段、所述电流传导段和所述尾翼段按顺序依次连接，所述发射负载段与电磁发射轨道之间不相接触，所述电流传导段主体由第一金属制成，所述电流传导段上设置有绕周向间隔排布的多个第二金属，所述第二金属与所述第一金属的导电性不同，所述电流传导段与电磁发射轨道之间紧密接触，所述尾翼段包括环形固定部以及翼部，所述环形固定部与所述电流传导段相连，所述环形固定部上设置有绕周向间隔设置的多个翼部。本发明可以在电磁力作用下对电枢进行加速的同时产生自旋运动，提高一体式电枢出膛后的飞行稳定性，提高整体发射精度。

Description

一种一体式自旋电磁发射电枢、轨道及系统

技术领域

本发明涉及电磁发射技术领域，特别涉及一种自旋电磁发射电枢和电磁发射轨道。

背景技术

电磁发射方式可以将负载加速到很高的速度，不仅适合大口径超远程射击，也适合小口径直瞄式快速射击。当前电磁轨道发射一般使用尾翼稳定发射方式，即电枢推动负载，出膛后电枢与负载分离，负载依靠尾翼自行稳定飞行，但这并不适用于小口径发射使用，小口径发射负载很难设计尾翼进行稳定，同时分离的无控电枢极易引起附加损伤，因此需要将发射负载与电枢形成一体式结构，作为发射负载的同时兼有连通正负极轨道的功能，负载与电枢成为一个整体被加速发射出去后一起在空中飞行，不需要出膛后分离，安全性好。

一体式电枢无法依靠尾翼进行飞行稳定，需要自身能够产生旋转已增加稳定性，保证发射精度。但是电磁发射旋转电枢与常规枪炮发射旋转弹丸有许多不同之处。常规枪炮身管使用高强度炮钢材料，可以加工膛线，利用膛线带动弹丸旋转。而电磁发射器一般由导电铜轨道和非金属绝缘材料组成，两种材料强度较低，加工膛线容易被高速运动的电枢冲击破坏。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种能够自旋转的一体式电磁发射电枢。

本发明的另一目的在于提供一种可以产生非对称磁场的电磁发射轨道。

本发明的再一目的在于提供一种包含自旋转的一体式电磁发射电枢和电磁发射轨道的电磁发射系统。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供一种一体式自旋电磁发射电枢，包括发射负载段、电流传导段和尾翼段，所述发射负载段、所述电流传导段和所述尾翼段按顺序依次连接，所述发射负载段与电磁发射轨道之间不相接触，所述电流传导段主体由第一金属制成，所述电流传导段上设置有绕周向间隔排布的多个第二金属，所述第二金属与所述第一金属的导电性不同，所述电流传导段与电磁发射轨道之间紧密接触，所述尾翼段包括环形固定部以及翼部，所述环形固定部与所述电流传导段相连，所述环形固定部上设置有绕周向间隔设置的多个翼部。

进一步，所述电流传导段为圆柱形，所述电流传导段上设置有绕周向间隔排布的多个容槽，所述容槽沿所述电流传导段的轴线延伸并与所述电流传导段的法线方向偏移预定角度，所述第二金属固设在所述容槽中。

进一步，所述翼部在电磁力的作用下能够沿径向向外扩张。

进一步，所述发射负载段、所述电流传导段和所述尾翼段之间刚性连接或者一体化成型。

进一步，所述发射负载段和所述电流传导段为实心或空心结构。

本发明的第二方面提供一种电磁发射轨道，包括主轨道组和增强轨道组，所述主轨道组包括沿水平方向上下对称设置的一对主轨道，所述主轨道内侧设置有与电磁发射电枢尺寸相配的弧形面；所述增强轨道组包括分别设置在一对主轨道外侧的一对增强轨道，所述一对增强轨道沿水平方向上下非对称设置。

进一步，所述一对增强轨道之一的中心线向所述主轨道中心线的左侧偏移预定距离，所述一对增强轨道另一的中心线向所述主轨道中心线的右侧偏移预定距离。

进一步，所述增强轨道与所述主轨道在左右侧的偏移距离可调。

进一步，所述电磁发射电枢为第一方面所述的一体式自旋电磁发射电枢。

本发明第三方面提供一种电磁发射系统，包括第一方面所述的电磁发射电枢和第二方面所述的电磁发射轨道，所述电磁发射电枢与所述电磁发射轨道接触，所述电磁发射电枢能够在电磁力作用下旋转的同时沿所述电磁发射导轨发射。

本发明电磁发射电枢包括发射负载段、电流传导段和尾翼段，三段顺序相连形成一体式，在发射后发射负载段也不与电枢分离。并且电流传导段在通过电流后会产生一部分电流倾斜分量，在与磁场的共同作用下可以产生偏转的力矩，使得电磁发射电枢能够产生自旋。尾翼段包括多个周向设置的翼部，能够提高电枢的飞行稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A-1B为本发明一实施例的一体式自旋电磁发射电枢的结构示意图；

图2A-2B为本发明一实施例的发射负载段的结构示意图；

图3A-3B为本发明一实施例的电流传导段的结构示意图；

图4为本发明一实施例的尾翼段的结构示意图；

图5A-5B为本发明一实施例的电磁发射轨道的结构示意图；

图6A-6B为本发明一实施例的电磁发射系统的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”、“左右方向”、“上下方向”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1A-1B所示，本发明的一体式自旋电磁发射电枢6，包括发射负载段1、电流传导段2和尾翼段3，所述发射负载段1、所述电流传导段2和所述尾翼段3按顺序依次连接，所述发射负载段1与电磁发射轨道之间不相接触，所述电流传导段2主体由第一金属制成，所述电流传导段2上设置有绕周向间隔排布的多个第二金属，所述第二金属与所述第一金属的导电性不同，所述电流传导段2与电磁发射轨道之间紧密接触，所述尾翼段3包括环形固定部31以及翼部32，所述环形固定部31与所述电流传导段2相连，所述环形固定部31上设置有绕周向间隔设置的多个翼部32。

如图2A-2B所示，发射负载段1可以是实心结构，也可以是由薄壁外壳包括内部结构的形式，发射负载段1的外形没有特殊限制，依据实际的发射需要进行设计。发射负载段1在发射过程中与电磁发射轨道没有直接接触，结构沿中心轴的旋转轮廓面应小于内膛尺寸。

如图3A-3B，所述电流传导段2为圆柱形，所述电流传导段2上设置有绕周向间隔排布的多个容槽21，所述容槽21沿所述电流传导段2的轴线延伸并与所述电流传导段2的法线方向偏移预定角度，所述第二金属固设在所述容槽21中。电流传导段2需要与电磁发射轨道进行保持良好的电接触，因此外表面应为圆柱形，整体为圆柱体或非实心结构，电流传导段2的材料应为具有良好导电性的金属材料，如铝、铜及其他合金材料。电流传导段2的外表面上有多条螺旋长条刻槽结构，并在刻槽中内嵌与整个电流传导段2导电性能不同的其他金属材料，根据电流趋肤原理，在外表面上通过的电流将会产生一部分的倾斜分量。这部分倾斜电流与磁场的共同作用下，产生偏转的力矩，使得一体式电枢能够产生自旋。

如图4所示，尾翼段3为非实心结构，可以是槽型结构。槽型结构主要是用于在电枢旋转后，增加前后方向的电流分量。设计尾翼段3的另一个作用是多个间隔设置的翼部32可以在电磁力的作用下沿径向向外扩张，能够使电枢与轨道紧密接触，从而增加电接触，对发射有利。此外，外张的槽型结构可以使得电枢具有部分尾翼弹的特点，质心靠前，后部尾翼段类似于尾翼，能够提高电枢的飞行稳定性。

可选的所述发射负载段1、所述电流传导段2和所述尾翼段3之间刚性连接或者一体化成型，连接方式包括但不限于螺接、粘接和过盈配合。

如图5A-5B所示，本发明的电磁发射轨道7，包括主轨道组和增强轨道组，所述主轨道组包括沿水平方向上下对称设置的一对主轨道41、42，所述主轨道41、42内侧设置有与电磁发射电枢尺寸相配的弧形面；所述增强轨道组包括分别设置在一对主轨道41、42外侧的一对增强轨道51、52，所述一对增强轨道51、52沿水平方向上下非对称设置。这种结构的增强轨道，会在电枢内产生非对称的磁场，从而在电枢内形成旋转力矩，带动电枢旋转。

所述增强轨道51的中心线向所述主轨道41、42中心线的左侧偏移预定距离，所述增强轨道52的中心线向所述主轨道41、42中心线的右侧偏移预定距离。所述增强轨道51、52与所述主轨道41、42在左右侧的偏移距离可调。旋转力矩与增强轨道的偏移量正相关，通过调节增强轨道51、52与主轨道41、42中心线的偏移量可以实现对于转速的调节。

如图6A-6B所示，本发明第三方面提供一种电磁发射系统，包括图1A-图1B的电磁发射电枢6和图5A-图5B所述的电磁发射轨道7，所述电磁发射电枢6与所述电磁发射轨道7接触，所述电磁发射电枢6能够在电磁力作用下旋转的同时沿所述电磁发射导轨7发射。电磁发射电枢6和电磁发射轨道7已在上述实施例中详细说明，在此不再赘述。

综上，本发明提供一种电磁轨道发射用可以产生自旋运动的一体式电枢和轨道结构，可以在电磁力作用下对电枢进行加速的同时产生自旋运动，提高一体式电枢出膛后的飞行稳定性，提高整体发射精度，为小口径电磁发射的实际应用提供有力支持。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一体式自旋电磁发射电枢，其特征在于，包括发射负载段、电流传导段和尾翼段，所述发射负载段、所述电流传导段和所述尾翼段按顺序依次连接，所述发射负载段与电磁发射轨道之间不相接触，所述电流传导段主体由第一金属制成，所述电流传导段上设置有绕周向间隔排布的多个第二金属，所述第二金属与所述第一金属的导电性不同，所述电流传导段与电磁发射轨道之间紧密接触，所述尾翼段包括环形固定部以及翼部，所述环形固定部与所述电流传导段相连，所述环形固定部上设置有绕周向间隔设置的多个翼部。

2.如权利要求1所述的一体式自旋电磁发射电枢，其特征在于，所述电流传导段为圆柱形，所述电流传导段上设置有绕周向间隔排布的多个容槽，所述容槽沿所述电流传导段的轴线延伸并与所述电流传导段的法线方向偏移预定角度，所述第二金属固设在所述容槽中。

3.如权利要求2所述的一体式自旋电磁发射电枢，其特征在于，所述翼部在电磁力的作用下能够沿径向向外扩张。

4.如权利要求1所述的一体式自旋电磁发射电枢，其特征在于，所述发射负载段、所述电流传导段和所述尾翼段之间刚性连接或者一体化成型。

5.如权利要求1所述的一体式自旋电磁发射电枢，其特征在于，所述发射负载段和所述电流传导段为实心或空心结构。

6.一种电磁发射轨道，其特征在于，包括主轨道组和增强轨道组，所述主轨道组包括沿水平方向上下对称设置的一对主轨道，所述主轨道内侧设置有与电磁发射电枢尺寸相配的弧形面；所述增强轨道组包括分别设置在一对主轨道外侧的一对增强轨道，所述一对增强轨道沿水平方向上下非对称设置。

7.如权利要求6所述的电磁发射轨道，其特征在于，所述一对增强轨道之一的中心线向所述主轨道中心线的左侧偏移预定距离，所述一对增强轨道另一的中心线向所述主轨道中心线的右侧偏移预定距离。

8.如权利要求7所述的电磁发射轨道，其特征在于，所述增强轨道与所述主轨道在左右侧的偏移距离可调。

9.如权利要求6所述的电磁发射轨道，其特征在于，所述电磁发射电枢为如权利要求1-5任一项所述的一体式自旋电磁发射电枢。

10.一种电磁发射系统，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的电磁发射电枢和如权利要求6-8任一项所述的电磁发射轨道，所述电磁发射电枢与所述电磁发射轨道接触，所述电磁发射电枢能够在电磁力作用下旋转的同时沿所述电磁发射导轨发射。

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