CN205209335U - 环形轨道电磁加速发射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型给出了一种环形轨道电磁加速发射装置，该装置电磁场、第一环形轨道、第二环形轨道、直流供电电源、底托、发射轨道和计速装置，第一环形轨道、第二环形轨道位于磁场发生器的磁场区域内，且第一环形轨道位于第一环形轨道正上方，底托装置直接卡接在第一环形轨道和第二环形轨道之间，直流供电电源分别与第一环形轨道和第二环形轨道相连，该环形轨道电磁加速发射装置能够实现对底托的循环加速，进而使得位于底托上的发射物获得足够大的发射速度，同时该环形轨道电磁加速发射装置，采用的是环形轨道加速，环形轨道具有占用空间小、易于放置等特点。

Description

环形轨道电磁加速发射装置

技术领域

本实用新型涉及一种发射装置，尤其涉及一种环形轨道电磁加速发射装置。

背景技术

电磁发射就是利用电磁力提升和推动物体，使得被推动的物体获得较高的发射速度，目前在军事领域内，电磁发射技术的研究与应用较为活跃，较为被民众熟悉的就是电磁轨道炮的研究。由电磁力原理可以，被发射的物体如果想在短时间内获得较高的发射速度，一种选择是在轨道长度一定的条件下，无限制的增大电磁强度或者电源功率，另一种选择就是在电磁强度和电源功率一定的条件下，延长发射物的加速轨道，由于现有技术的限制，无限制的增大电磁强度及电源功率是不可能实现的，然而加速轨道的延长也会带来一些设备占用空间大问题，同时如果被发射的物体质量较大，则在磁场强度、电源功率及发射轨道一定的条件下，发射物体也不一定能够获得想要的发射速度。

授权公告号为CN102927848的中国发明专利公开了一种“电磁炮回旋加速电磁轨道”,它是在管状轨道内加速，到达一定速度后从开关门经发射轨道发射。这种方对磁炮弹的速度检测难度大，检测设备成本高，而且，磁炮弹在管状轨道内摩擦面积大，产生热量较高。

实用新型内容

针对上述单向电磁加速发射原理，在现有的技术条件下应用所存在的无法提供较高的发射速度等问题，本实用新型提供了一种环形轨道电磁加速发射装置，该装置能够对被发射的物体进行循环加速，使物体能够较为轻松的获得所需的发射初速度。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种环形轨道电磁加速发射装置，它包括轨道，设置在所述轨道上的底托、开关门和发射轨道，其特征是，它还包括电磁场、直流供电电源和计速装置，所述轨道包括位于电磁场内的第一环形轨道和第二环形轨道；

所述第一环形轨道和第二环形轨道均由半圆形轨道一和半圆形轨道二采用绝缘体对接而成；在第一环形轨道和第二环形轨道的半圆形轨道一上均设置一个开关门；所述第一形轨道和第二环形轨道上下设置，且第一环形轨道与第二环形轨道上的绝缘体和开关门正对设置；所述发射轨道在所述开关门处沿所述轨道的切线方向设置；

所述底托直接卡接在上下相邻的所述第一环形轨道和所述第二环形轨道之间；

所述计速装置包括分流器、A/D转换模块和处理器，所述分流器设置在所述直流供电电源上，所述A/D转换模块分别与分流器和处理器连接。

优选的，所述直流供电电源有两个，一个所述直流供电电源的正极与所述第一环形轨道上的半圆形轨道一相连，负极与所述第二环形轨道上的半圆形轨道一相连，另一个所述直流供电电源的正极与所述第二环形轨道上的半圆形轨道二相连，负极与所述第一环形轨道上的半圆形轨道二相连。

优选的，所述直流供电电源为一个，其中所述直流供电电源的正极分别与所述第一环形轨道上的半圆形轨道一和第二环形轨道上的半圆形轨道二相连，所述直流供电电源的负极与所述第一环形轨道上的半圆形轨道一和所述第二环形轨道上的半圆形轨道一相连。

优选的，所述底托上端铰接一挂钩，下端设置有一半圆形凹槽，所述挂钩直接挂接在所述第一环形轨道上，所述半圆形凹槽卡扣在所述第二环形轨道上。

优选的，所述第一环形轨道上的半圆形轨道一、半圆形轨道二和绝缘体上均设置有相同的L型滑道，所述底托上端设置有与所述L型滑道相配合的L型耳板，所述L型耳板直接卡接在所述L型滑道内，所述底托下端设置有一半圆形凹槽，所述半圆形凹槽卡扣在所述第二环形轨道上。

本实用新型的有益效果是：

1、该环形轨道电磁发射装置的加速轨道为环形结构，使得整个发射装置具有占用空间小、易于安放等特点。

2、在该本实用新型中，物体在环形轨道内能够实现循环加速，使得被发射的物体能够较为轻松的获得所需发射速度，同时由于采用循环加速原理，本实用新型中的对磁场和电源的功率要求较低。

3、在该本实用新型中，底托上可以固定安装多种发射物，扩大了该装置的应用领域。

4、本实用新型中的计速装置能够精准的记录环形导轨的通断电时间，从而能够精准的获得底托在环形轨道上运行的平均速度。

5、本实用新型由于能获得比较理想的速度，所以，可以发射多种物体，炮弹、导弹、卫星、航天飞船等。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的部分优选实施例，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1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的整体结构俯视图；

图3为底托卡接第一实施例示意图；

图4为底托卡接第二实施例示意图；

图中：1磁场发生器、11N极、12S极、2第一环形轨道、21绝缘体、22半圆形轨道一、23半圆形轨道二、24开关门、25L型滑道、3第二环形轨道、4底托、41挂钩、42半圆形凹槽、43L型耳板、5发射物、6直流供电电源、7计数装置、8发射轨道。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分优选实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似变形，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限。

本实用新型为一种环形轨道电磁加速发射装置(如图1所示)，该装置包括包括轨道，设置在所述轨道上的底托4、开关门24和发射轨道8，其特征是，它还包括电磁场、直流供电电源6和计速装置7，所述轨道包括位于电磁场内的第一环形轨道2和第二环形轨道3。

该装置中的电磁场是由磁场发生器1产生的，磁场发生器1包括N极11和S极12，电磁场方向由N极11指向S极12，第一环形轨道2和第二环形轨道3均位于所述N极11和S极12所形成的电磁场区域内，且所述第一环形轨道2位于所述第二环形轨道3正上方，第一环形轨道2和第二环形轨道3均由半圆形轨道一22和半圆形轨道二采用绝缘体21对接而成，在第一环形轨道2和第二环形轨道3的半圆形轨道一22上均设置一个开关门24，且第一环形轨道2与第二环形轨道3上的绝缘体21和开关门24正对设置；半圆形轨道一22、半圆形轨道二23均是由超导体材料制作，在装置工作过程中能够导通电流，绝缘体21在装置工作过程中起到阻断电流的作用，由于绝缘体21的存在，同一轨道上的半圆形轨道一22与半圆形轨道二23之间不能够互通电流。半圆形轨道一22的缺口与S极12的端面相对，半圆形轨道二23的缺口与N极的端面相对，以此保证底托4在两个半圆形轨道一22之间及在两个半圆形轨道二23之间运行时，所受的洛伦兹力为同一个方向；半圆形轨道一22上的开关门24同样为超导体材料制成，开关门24能够自由的打开和关闭，发射轨道8位于所述半圆形轨道一22的切线方向上且发射轨道8的入口设置在上下两相邻的所述两开关门24之间。

底托4直接卡接在上下相邻的所述第一环形轨道2和所述第二环形轨道3之间，发射物5固定设置在发射装置4上，底托4具有导电功能，为确保在加速过程中，底托4能够稳定的卡接在第一环形轨道2和第二环形轨道3之间及当底托4达到物体发射速度时，能够轻松迅速的脱离上述两轨道，在此，我们设计了底托4的两种安装实施例，底托4在第一环形轨道2和第二环形轨道3之间的安装第一实施例示意图如图3所示，底托4的上端铰接一挂钩41，下端设置有一半圆形凹槽42，挂钩41直接挂接在第一环形轨道2上，半圆形凹槽42卡扣在第二环形轨道3上；为确保底托4能够在被发射之前较为稳固的与第一环形轨道2和第一环形轨道3贴合，我们设计了底托4安装的第二实施例，第一环形轨道2上的半圆形轨道一22、半圆形轨道二23和绝缘体21上均设置有相同的L型滑道25，底托4上端设置有与所述L型滑道25相配合的L型耳板43，所述L型耳板43直接卡接在所述L型滑道25内，底托4下端设置有一半圆形凹槽42，半圆形凹槽42卡扣在第二环形轨道3上。

直流供电电源6分别与所述第一环形轨道2和第二环形轨道3相连接，在电磁场中，当磁场方向确定以后，在磁场中的通电导体的受力方向由电流方向决定，在本实用新型中，为确保发射物5在N极11和S极12形成的电磁场中能够沿着第一环形轨道2的逆时针方向旋转(当然，也可以采用顺时针旋转，逆时针旋转和顺时针旋转仅仅是改变电流或磁场方向而已，适应性的调整开关门的方向即可，这是本领域技术人员很容易想到的，因此，对于磁场方向、电流方向、发射物的旋转方向而言，可以适应性的改变)，必须确保直流供电电源6与第一环形轨道2和第二环形轨道3的连接正确，在此我们设计了两种轨道电源连接形式，第一种连接形式为，直流供电电源的数量为2，其中一个所述直流供电电源6的正极与第一环形轨道2上的半圆形轨道一22相连，负极与第二环形轨道3上的半圆形轨道一22相连，另一个直流供电电源6的正极与第二环形轨道2上的半圆形轨道二23相连，负极与第一环形轨道2上的半圆形轨道二23相连；作为轨道电源连接的第二种形式，确保了底托4在运行过程中能够获得较为稳定的加速度，第二种供电形式为，直流供电电源的数量为1，直流供电电源6的正极分别与所述第一环形轨道2上的半圆形轨道一22和第二环形轨道3上的半圆形轨道二23相连，直流供电电源的负极分别与第一环形轨道2上的半圆形轨道二23和所述第二环形轨道3上的半圆形轨道一22相连。

在循环加速过程中，当底托4运动到第一环形轨道2和第二环形轨道3上的两个半圆形轨道一22之间时，第一环形轨道2上的半圆形轨道一22与第二环形轨道3上的半圆形轨道一22通过底托4连通，且电流由第一环形轨道2上的半圆形轨道一22经过底托4流向第二环形轨道3上的半圆形轨道一22，当底托4运动到第一环形轨道2和第二环形轨道3上的两个半圆形轨道二23之间时，第一环形轨道2上的半圆形轨道二23与第二环形轨道2上的半圆形轨道二23通过底托4连通，且电流由第二环形轨道3上的半圆形轨道二23经过底托4流向第一环形轨道2上的半圆形轨道二23，上述电流的流动方向使得底托4在整个循环加速过程中始终受到与运动方向相同的电磁推力，进而实现底托4的连续加速，当计速装置6测得底托4的速度达到设定发射速度时，开关门24由闭合位置B打到敞开位置A，底托4及发射物5在离心力的作用下，进入到发射轨道8内，然后从发射轨道8内发射到目的地。在整个加速过程中，只有当底托4运动到第一环形轨道2上的半圆形轨道一22与第二环形轨道3上的半圆形轨道一22之间时，两个半圆形轨道一22才有电流通过，其余时间段两个半圆形轨道一22之间无电流通过；只有当底托4运动到第一环形轨道2上的半圆形轨道二23与第二环形轨道2上的半圆形轨道二23之间时，两个半圆形轨道二23才有电流通过，其余时间段无电流通过。

所述计速装置7包括分流器、A/D转换模块和处理器，分流器为检测直流电的仪器，所述分流器设置在所述直流供电电源6上，用于检测直流供电电源6的工作状态，然后将检测的模拟信号经过所述A/D转换模块转换成数字信号后发送给处理器。底托4在经过绝缘体21时直流供电电源6断开，此时分流器将发送一个信号给处理器，在底托4经过另一个绝缘体21时，分流器再发送一个信号给处理器，处理器由此得出底托4经过半圆形轨道的时间，由于半圆形轨道的长度已知，因此可以得出底托4此刻在该半圆形轨道的平均速度。使用者自己可以对处理器编制对底托速度的算法程序，如可以根据底托4此刻在该半圆形轨道的平均速度对底托4在某点(开关门处)的瞬时速度进行计算的算法。因此，本实用新型中的处理器可以仅仅记录底托4在半圆形轨道内的运行时间，其余的算法用户可以自己编写程序进行使用。

以上所述结合附图对本实用新型的优选实施方式和实施例作了详述，但是本实用新型并不局限于上述实施方式和实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种环形轨道电磁加速发射装置，它包括轨道，设置在所述轨道上的底托、开关门和发射轨道，其特征是，它还包括电磁场、直流供电电源和计速装置，所述轨道包括位于电磁场内的第一环形轨道和第二环形轨道；

所述第一环形轨道和第二环形轨道均由半圆形轨道一和半圆形轨道二采用绝缘体对接而成；在第一环形轨道和第二环形轨道的半圆形轨道一上均设置一个开关门；所述第一形轨道和第二环形轨道上下设置，且第一环形轨道与第二环形轨道上的绝缘体和开关门正对设置；所述发射轨道在所述开关门处沿所述轨道的切线方向设置；

所述底托直接卡接在上下相邻的所述第一环形轨道和所述第二环形轨道之间；

所述计速装置包括分流器、A/D转换模块和处理器，所述分流器设置在所述直流供电电源上，所述A/D转换模块分别与分流器和处理器连接。

2.根据权利要求1所述的环形轨道电磁加速发射装置，所述直流供电电源有两个，一个所述直流供电电源的正极与所述第一环形轨道上的半圆形轨道一相连，负极与所述第二环形轨道上的半圆形轨道一相连，另一个所述直流供电电源的正极与所述第二环形轨道上的半圆形轨道二相连，负极与所述第一环形轨道上的半圆形轨道二相连。

3.根据权利要求1所述的环形轨道电磁加速发射装置，所述直流供电电源为一个，其中所述直流供电电源的正极分别与所述第一环形轨道上的半圆形轨道一和第二环形轨道上的半圆形轨道二相连，所述直流供电电源的负极与所述第一环形轨道上的半圆形轨道一和所述第二环形轨道上的半圆形轨道一相连。

4.根据权利要求1所述的环形轨道电磁加速发射装置，所述底托上端铰接一挂钩，下端设置有一半圆形凹槽，所述挂钩直接挂接在所述第一环形轨道上，所述半圆形凹槽卡扣在所述第二环形轨道上。

5.根据权利要求1所述的环形轨道电磁加速发射装置，所述第一环形轨道上的半圆形轨道一、半圆形轨道二和绝缘体上均设置有相同的L型滑道，所述底托上端设置有与所述L型滑道相配合的L型耳板，所述L型耳板直接卡接在所述L型滑道内，所述底托下端设置有一半圆形凹槽，所述半圆形凹槽卡扣在所述第二环形轨道上。