RU1799447C - Electrodynamic accelerator of railgun projectile - Google Patents
Electrodynamic accelerator of railgun projectileInfo
- Publication number
- RU1799447C RU1799447C SU914927203A SU4927203A RU1799447C RU 1799447 C RU1799447 C RU 1799447C SU 914927203 A SU914927203 A SU 914927203A SU 4927203 A SU4927203 A SU 4927203A RU 1799447 C RU1799447 C RU 1799447C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- accelerator
- grooves
- projectile
- jumpers
- buses
- Prior art date
Links
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к технике гиперскоростного метани снар дов путем электромагнитного воздействи на ускор емое тело и может быть использовано как средство поражени , в промышленных технологи х , св занных с получением сверхвысоких импульсных давлений и мощных ударных волн в твердых веществах, дл выведени грузов в космическое пространство и т.д. Цель изобретени - повышение скорости метани , КПД ускорител и его ресурса, а также снижение габаритов и стоимости. Электродинамический ускоритель снар дов рельсового типа содержит несколько пар то- копровод щих параллельных шин, подключенных со стороны казенной части ускорител к источнику тока. Шины образуют через токо про вод щие перемычки 2, 3 и перемычки 4, b последовательные витки тока , включенные согласно. Шины размещены в радиальных пазах 12 на поверхности центрального отверсти 8 изол ционного блока. Снар д выполнен с радиальными выступами , вход щими в пазы 12. Токопрово- д щие перемычки 3 расположены в пазах на выступах и выполнены гофрированными в направлении, перпендикул рном направлению шин. Изобретение позвол ет повысить скорЬсть метани за счет увеличени погонной индуктивности. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. СЛ СThe invention relates to a technique for hyper-velocity projectile throwing by electromagnetic action on an accelerated body and can be used as a means of destruction in industrial technologies related to the generation of ultrahigh pulsed pressures and powerful shock waves in solids, for releasing cargo into outer space and etc. The purpose of the invention is to increase the speed of methane, the efficiency of the accelerator and its resource, as well as to reduce the size and cost. The rail-type electrodynamic accelerator contains several pairs of conductive parallel buses connected from the breech side of the accelerator to a current source. The buses form through the current-conducting jumpers 2, 3 and jumpers 4, b successive turns of current connected in accordance with. Tires are placed in radial grooves 12 on the surface of the central hole 8 of the insulating block. The projectile is made with radial protrusions entering grooves 12. The conductive jumpers 3 are located in the grooves on the protrusions and are corrugated in the direction perpendicular to the tire direction. The invention improves the rate of methane by increasing the linear inductance. 1 s.p. f-ly, 4 ill. SL C
Description
ЯI AM
VJ ю о Vj y o
4bw х|4bw x |
СА)CA)
Изобретение относитс к технике гиперскоростного метани снар дов путем электромагнитного воздействи на ускор емое тело и может быть использовано как средство поражени , в промышленных технологи х , св занных с получением сверхвысоких импульсных давлений и мощных ударных волн в твердых веществах, дл выведени грузов в космическое пространство и т.д.The invention relates to a technique for hyper-velocity projectile throwing by electromagnetic action on an accelerated body and can be used as a means of destruction in industrial technologies related to the generation of ultrahigh pulsed pressures and powerful shock waves in solids, for releasing cargo into outer space and etc.
Целью изобретени вл етс повышение скорости метани , КПД ускорител и его ресурса, а также снижение габаритов и стоимости ... The aim of the invention is to increase the speed of throwing, the efficiency of the accelerator and its resource, as well as reducing the size and cost ...
Поставленна цель достигаетс за счет того, Что в электродинамическом ускорителе снар дов, содержащем ступень предварительного ускорени , несколько пар токопровод щих параллельных шин, подключенных со стороны казенной части уско-. рител через коммутатор к индуктивному накопителю энергии и образующих через токопровод щие перемычки, расположенные в пазах снар да и изолированные друг от друга, последовательные витки тока, включенные согласно причем шины размещены в несущем изол ционном блоке, выполненном с центральным отверстием и жестко закрепленном в бандажном устройстве , на поверхности центрального отверсти несущего изол ционного блока выполнены равномерно распределенные по окружности радиальные пазы длиной, равной длине ускорител , в которых закреплены шины, при этом шины стоками одного направлени вл ютс образующими цилиндрической поверхности одного радиуса, а шины стоками противоположного направлени вл ютс образующими цилиндрической поверхности другого радиуса, причем на боковой поверхности снар да выполнены выступы дл взаимодействи с пазами изол ционного блока, повтор ющие форму свободного пространства пазов, а пазы,в которых установлены токопровод щие перемычки , выполнены на боковых поверхност х выступов. При этом токопровод щие перемычки выполнены гофрированными в .направлении, перпендикул рном направлению шин.This goal is achieved due to the fact that in an electrodynamic accelerator of shells containing a stage of preliminary acceleration, several pairs of conductive parallel buses connected from the side of the breech section are accelerated. through the switch to the inductive energy storage device and forming through the conductive jumpers located in the grooves of the projectile and isolated from each other, consecutive current turns included in accordance with which the buses are placed in a carrier insulating unit made with a central hole and rigidly fixed in a bandage device , on the surface of the central hole of the supporting insulating block there are made radial grooves uniformly distributed around the circumference with a length equal to the length of the accelerator, in which s tires, while tires with drains of one direction are forming a cylindrical surface of one radius, and tires with drains of opposite direction are forming a cylindrical surface of another radius, and protrusions are made on the side surface of the projectile to interact with the grooves of the insulating block, repeating the shape of the free groove spaces, and grooves in which conductive jumpers are installed are made on the lateral surfaces of the protrusions. In this case, the conductive jumpers are made corrugated in the direction perpendicular to the tire direction.
Такое выполнение ускорител позвол ет погонную индуктивность увеличить как минимум в N раз, где N - число пар шин, подвод щих ток к снар ду, поскольку пары шин при таком соединении в процессе ускорени снар да оказываютс включенными в электрическую цепь последовательно. На самом деле, погонна индуктивность будет несколько больше за счет существовани Such an arrangement of the accelerator allows the linear inductance to be increased by at least N times, where N is the number of bus pairs supplying current to the projectile, since the bus pairs with this connection during the acceleration of the projectile are turned on in series with the electric circuit. In fact, the linear inductance will be somewhat larger due to the existence of
00
55
00
55
55
00
55
00
55
индуктивной св зи между обтекаемыми током парами токоп.одвод щих шин:inductive coupling between streamlined pairs of current-carrying busbars:
NKN L1 (1). NKN L1 (1).
где L(N) погонна индуктивность ускорител с числом N последовательно включенных пар токоподвод щих шин, (i) - погонна индуктивность ускорител с одной паройто- коподвод щих шин, KN - показатель степени , причем KN 1 при отсутствии индуктивной св зи между парами шин и KN 2 при наличии идеальной индуктивной св зи между ними. При этом величина погонной индуктивности L N возрастает приблизительно в ЬГ2 раз по сравнению сwhere L (N) is the linear inductance of the accelerator with the number N of serially connected pairs of busbars, (i) is the linear inductance of the accelerator with one pair of busbars, KN is the exponent, and KN 1 in the absence of inductive coupling between the bus pairs and KN 2 in the presence of an ideal inductive coupling between them. In this case, the linear inductance L N increases approximately by a factor of 2 in comparison with
погонной индуктивностью двухрельсового ускорител и приблизительно в N раз по сравнению с четырехрельсовым ускорителем (3) при условии одинаковых условий бандажировани с помощью стальной трубы на рассто нии 1,5 дульных размеров от шин, что приводит к увеличению скорости метани В предлагаемой конструкции расположение бандажной трубы практически не оказывает вли ни на величину погонной индуктивности ускорител , поскольку магнитный поток, создаваемый протекающим в ускорителе током, замыкаетс в основном в пространстве между подвод щими и отво- п д щими ток шинами, образу замкнутый кольцевой магнитный поток. При этом во внешнем пространстве в области расположени бандажа образуетс быстрозатухаю- щий мультипольный поток рассе ни , не привод щий к уменьшению погонной индуктивности . За счет увеличени погонной индуктивности при упом нутых услови х бандажировани , при условииthe linear inductance of the double-rail accelerator and approximately N times compared with the four-rail accelerator (3) under the same conditions of banding using a steel pipe at a distance of 1.5 muzzle sizes from the tires, which leads to an increase in the speed of methane. does not affect the magnitude of the linear inductance of the accelerator, since the magnetic flux generated by the current flowing in the accelerator closes mainly in the space between the supply and conductive otvo- n d conductive current buses to form a closed annular magnetic flux. In this case, in the external space in the region of the bandage location, a rapidly attenuating multipole scattering flux is formed, which does not lead to a decrease in the linear inductance. By increasing the linear inductance under the mentioned banding conditions, provided
I «ALI "AL
to 2 to 2
где Ln - индуктивность накопител , Л L LI - полное изменение индуктивности ускорител в процессе пуска снар да, кинетический КПД ускорител (КПД, в котором учитываютс только коммутационные потери) увеличиваетс по сравнению с прототипом с 0,67 до 0,98 (на 38 %),where Ln is the drive inductance, L L LI is the total change in the accelerator inductance during the launch of the projectile, the kinetic efficiency of the accelerator (efficiency, which takes into account only switching losses) increases compared to the prototype from 0.67 to 0.98 (by 38% ),
На такую же величину и близкую к ней увеличитс в предлагаемой установке полный КПД, так как омическое сопротивление шин и контактное сопротивление возрастает в N раз, но из услови равенства ускор ющей силы может быть в VN раз снижена величина протекающего тока, баз снижени выходных характеристик, при этом омические потери будут иметь сопоставимую величину в обеих установках. Уменьшение величины протекающего тока облегчает работу шин и скольз щих контактов, что приводит к увеличению ресурса. УменьшениеThe total efficiency will increase by the same amount and close to it in the proposed installation, since the ohmic resistance of the tires and the contact resistance increases N times, but from the condition of equal accelerating force, the magnitude of the flowing current can be reduced VN times, the bases for reducing the output characteristics, in this case, the ohmic losses will have a comparable value in both installations. A decrease in the flowing current facilitates the operation of tires and sliding contacts, which leads to an increase in resource. Decrease
контактного нажати при этом скомпенсировано за счет того, что в ускорителе использованы перемычки, гофрированные в направлении, перпендикул рном направлению шин. В этом случае контактное нажатие вл етс результатом одновременно разгибающей электродинамической силы между наклонными част ми перемычек и силой, св занной с деформацией перемычки, в направлении , перпендикул рном к направлению шин, под действием основной ускор ющей силы, направленной вдоль шин.contact pressure is compensated by the fact that jumpers are corrugated in the accelerator in the direction perpendicular to the tire direction. In this case, contact pressing is the result of a simultaneously extending electrodynamic force between the inclined parts of the webs and the force associated with the deformation of the webs in a direction perpendicular to the tire direction under the action of the main accelerating force directed along the tire.
На фиг.1 представлено поперечное сечение электродинамического ускорител , имеющего 12 пар токопровод щих направл ющих шин, на фиг.2 - схема соединени токопровод щих, направл ющих движение снар да шин ускорител между собой и источником тока со стороны казенной части ускорител , на фиг.З - пространственное расположение токопровод щей перемычки относительно шин на изол ционном каркасе снар да, на фиг.4 - продольное сечение участка ускорител вместе со снар дом.Fig. 1 is a cross-sectional view of an electrodynamic accelerator having 12 pairs of conductive guide rails; Fig. 2 is a diagram of a connection of conductive guiding projectiles of the accelerator bus bar to each other and a current source from the side of the accelerator breech; Fig. H is the spatial arrangement of the conductive jumper relative to the tires on the insulating shell of the projectile; Fig. 4 is a longitudinal section of a section of the accelerator along with the projectile.
. Электродинамический ускоритель снар дов содержит ступень предварительного ускорени (на чертеже не показана), 12 пар токопровод щих параллельных шин 1, выполненных из тугоплавкого металла, например молибдена (фиг.1), и подключенных со стороны казенной части ускорител через коммутатор К2 (фиг,2) к источнику однопо- л рного тока (ИТ) с индуктивным накопителем энергии LH, гас щим сопротивлением Rr и шунтирующим коммутатором К1. Шины образуют через токопровод щие перемычки 2, 3 и перемычки 4, 5 (фиг,2) последовательные витки тока, включенные согласно. Перемычки 2,3 расположены в пазах снар да б и изолированы друг от друга. Шины 1 размещены в несущем изол ционном блоке 7, выполненном с центральным отверстием 8 из прочной тугоплавкой керамики, например алунда (фиг.2). Изол ционный блок 7 жестко закреплен и предварительно сжат вместе с шинами в бандажном устройстве, выполненном в виде внешней бандажной трубы 9, внутренних бандажных накладок 10 и ст гивающих болтов 11, изготовленных , например, из высокопрочной стали. Центральное отверстие 8 (фиг.2) выполнено с равномерно распределенными по окружности сквозными по длине ускорител радиальными пазами 12, в которых закреплены шины 1 таким образом, что шины с токами одного направлени вл ютс образующими цилиндрической поверхности одного радиуса R, а шины с токами противоположного направлени вл ютс образующими цилиндрической поверхности другого радиуса г. Снар д 6 состоит из легкого изол ционного каркаса 13, выполне ного из прочного термостойкого изол ционного (например,. The electrodynamic accelerator of shells contains a preliminary acceleration stage (not shown in the drawing), 12 pairs of conductive parallel buses 1 made of refractory metal, such as molybdenum (Fig. 1), and connected from the breech side of the accelerator through switch K2 (Fig. 2 ) to a unipolar current source (IT) with inductive energy storage LH, damping resistance Rr, and shunt switch K1. The buses form through the conductive jumpers 2, 3 and jumpers 4, 5 (Fig. 2) consecutive current turns connected in accordance with. Jumpers 2,3 are located in the grooves of the projectile and are isolated from each other. Tires 1 are placed in a supporting insulating block 7 made with a central hole 8 made of durable refractory ceramics, for example alunda (Fig. 2). The insulating unit 7 is rigidly fixed and pre-compressed together with the tires in a retaining device made in the form of an external retaining pipe 9, internal retaining linings 10 and tightening bolts 11 made, for example, of high-strength steel. The central hole 8 (Fig. 2) is made with radial grooves 12 uniformly distributed around the accelerator across the entire length of the accelerator, in which the buses 1 are fixed so that the buses with currents of one direction form the cylindrical surface of one radius R, and the tires with currents of the opposite directions are forming a cylindrical surface of a different radius d. Project 6 consists of a lightweight insulating frame 13 made of a durable heat-resistant insulating (for example,
композитного) материала, в котором запрессован полезный метаемый груз 14. Снар д 6 выполнен с радиальными выступами 15, количество которых равно количеству радиальных пазов 12 в несущем изол ционном блоке 7 ускорител . Выступы 15, вход щие в пазы 12 изол ционного блока, повтор ют форму свободного пространства пазов в несущем изол ционном блоке 7. На боковых поверхност х выступов выполненыcomposite) of the material in which the payload is pressed in 14. The projectile 6 is made with radial protrusions 15, the number of which is equal to the number of radial grooves 12 in the carrier insulating block 7 of the accelerator. The protrusions 15 included in the grooves 12 of the isolation block repeat the shape of the free space of the grooves in the carrier insulation block 7. On the side surfaces of the protrusions
пазы, в которых установлены токопровод щие перемычки 3, выполненные гофрированными в направлении, перпендикул рном направлению шин. Предлагаемый электродинамическийgrooves in which conductive jumpers 3 are mounted, made corrugated in a direction perpendicular to the tire direction. Proposed electrodynamic
ускоритель снар дов работает следующим образом. В исходном состо нии снар д 6 выведен за пределы центрального отверсти 8 ускорител . Ключи К1 и К2 источника тока разомкнуты. Пуск снар да начинаетс accelerator shells works as follows. In the initial state, the projectile 6 is moved outside the central hole 8 of the accelerator. The keys K1 and K2 of the current source are open. Launch the projectile and start
с замыкани ключа К1, в результате чего в индуктивном накопителе LH начинает нарастать ток. Когда ток в накопителе LH достигнет максимального значени , в центральное отверстие ускорител 8 с помощью дополнительного известного ускор ющего устройства с начальной скоростью вводитс снар д 6. В тот момент, когда провод щие перемычки 3 метаемого снар да б вход т в контакт с шинами ускорител , ключ К2 замыкаетс и,одновременно, размыкаетс ключ К1, в результате чего ток накопител LH начинает обтекать внешние перемычки ускорител 4,5, шины ускорител 1 и провод щие перемычки 3 метаемого снар да вwith the closure of the key K1, as a result of which the current begins to increase in the inductive storage LH. When the current in the drive LH reaches its maximum value, a projectile 6 is introduced into the central hole of the accelerator 8 using an additional known accelerator at an initial speed. At the moment when the conductive jumpers 3 of the projectile are brought into contact with the accelerator tires, the key K2 closes and, at the same time, the key K1 opens, as a result of which the current of the drive LH begins to flow around the external jumpers of the accelerator 4,5, the bus of the accelerator 1 and the conductive jumpers 3 of the projectile in
направлении, показанном на фиг,2 стрелками , и создает импульсное магнитное поле в тракте ускорени . В результате взаимодействи тока в перемычках снар да Зс магнитным полем между рельсами возникаетthe direction shown in FIG. 2 by arrows and creates a pulsed magnetic field in the acceleration path. As a result of the interaction of the current in the jumpers of the projectile 3c with a magnetic field between the rails,
ускор юща электродинамическа сила, воздействующа на радиальные выступы снар да 15 и направленна вдоль оси ускорител . При выходе ускоренного снар да 6 из ствола ускорител ключ К1 замыкаетс , аan accelerating electrodynamic force acting on the radial projections of the projectile 15 and directed along the axis of the accelerator. When accelerated projectile 6 leaves the accelerator barrel, key K1 closes, and
ключ К2 размыкаетс , в результате чего ос гAL IQCTkey K2 opens, resulting in a high IQCT
таточна энерги - Е0ст , накопленна в собственной индуктивности ускорител Д L, рассеиваетс на гас щем сопротивлении Rr и остаточный ток ОСт быстро затухает. Изобретение позвол ет повысить скорость метани за счет увеличени погонной индуктивности. Увеличение КПД электродинамического ускорител позвол ет снизить энергоемкость накопител и, соответственно , его габариты и стоимость. Поскольку при этом одновременно достигаетс снижение величины ускор ющего тока и уровень коммутационных потерь, снижаютс также габариты и стоимость коммутирующей аппаратуры К1 и К2.the residual energy, Е0st, accumulated in the inductance of the accelerator Д L, is dissipated at the damping resistance Rr, and the residual current OCt decays rapidly. The invention makes it possible to increase the throwing speed by increasing the linear inductance. An increase in the efficiency of the electrodynamic accelerator makes it possible to reduce the energy consumption of the storage ring and, accordingly, its dimensions and cost. Since at the same time a decrease in the magnitude of the accelerating current and the level of switching losses are achieved, the dimensions and cost of the switching equipment K1 and K2 are also reduced.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914927203A RU1799447C (en) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | Electrodynamic accelerator of railgun projectile |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914927203A RU1799447C (en) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | Electrodynamic accelerator of railgun projectile |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1799447C true RU1799447C (en) | 1993-02-28 |
Family
ID=21569598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914927203A RU1799447C (en) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | Electrodynamic accelerator of railgun projectile |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1799447C (en) |
-
1991
- 1991-02-27 RU SU914927203A patent/RU1799447C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент US № 4433608, кл. F 41 В 6/00, 1984. ;.. . ПатентСША №4485720, кл. F41 В 6/00, 1984. ; * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4347463A (en) | Electromagnetic projectile launcher with self-augmenting rails | |
US5431083A (en) | Segmented electromagnetic launcher | |
US5345206A (en) | Moving coil actuator utilizing flux-focused interleaved magnetic circuit | |
US8302584B1 (en) | Rail gun launcher | |
US4433608A (en) | Electromagnetic projectile launcher with an augmented breech | |
KR101489433B1 (en) | A launcher coil gun using the method | |
GB2206677A (en) | Electromagnetic gun | |
US4846911A (en) | Preloaded composite electromagnetic barrel and process for fabricating same | |
US4329971A (en) | Electromagnetic propulsion power system | |
RU1799447C (en) | Electrodynamic accelerator of railgun projectile | |
CN1069756C (en) | Electromagnetic gun | |
US4854215A (en) | Electromagnetic injector/railgun | |
WO1995022167A3 (en) | Stray arc protective device, especially for low-voltage switching installations for distributing electric power | |
US4698532A (en) | Electromagnetic projectile launcher with explosive-start and plasma drive | |
US4864911A (en) | Muzzle switch for an electromagnetic launcher | |
US4924750A (en) | Electromagnetic launcher with improved current commutating switch performance | |
US4944212A (en) | Magnetic advanced hybrid rail gun | |
US4996455A (en) | Inductive energy converter with spaced winding contacts | |
US4706542A (en) | Low voltage arc formation in railguns | |
US4870888A (en) | Traveling wave accelerators | |
US5223662A (en) | Accelerator | |
JPS5935798A (en) | Electromagnetic type projectile launcher | |
US4840106A (en) | Electromagnetic injector/railgun | |
RU2267074C1 (en) | Electromagnetic accelerator of propelled body | |
JPS60138488A (en) | Electromagnetic type launcher |