[doc] 多級(jí)電磁槍基本原理與實(shí)驗(yàn)?zāi)M

1、多級(jí)電磁槍基本原理與實(shí)驗(yàn)?zāi)Mchinascienceandtechnologyreview多級(jí)電磁槍基本原理與實(shí)驗(yàn)?zāi)M桂培炎(廣州中華英豪學(xué)校國際部510515)摘要簡述多級(jí)電磁槍的基本原理,分析影響電磁炮效率的若干因索,實(shí)驗(yàn)?zāi)M鐵磁彈體的發(fā)射,討論能量轉(zhuǎn)換率最大化的方式關(guān)鍵詞電磁槍原理鐵磁拋射體實(shí)驗(yàn)?zāi)M轉(zhuǎn)換率中圖分類號(hào):e712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a文章編號(hào):1009-914x(2011)3800150l1引盲隨著物理學(xué)理論的不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的不斷更新?lián)Q代和完善,大力的促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展,于此同時(shí)也促進(jìn)了軍事領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展.作戰(zhàn)武器的不斷更新,概念技術(shù)的不斷實(shí)現(xiàn).如今的火藥推動(dòng)力武器,例如:槍

2、,炮,將火藥放置于密閉的環(huán)境,快速燃燒,并釋放大量的熱量和氣體,這些氣體產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)力,從而將子彈推出槍膛.慣性維持子彈的運(yùn)用知道擊中目標(biāo).但是,如今的火藥武器已經(jīng)很有局限性2-3倍音速是火藥產(chǎn)生動(dòng)力的子彈能達(dá)到的速度極限.在現(xiàn)代化得戰(zhàn)場上,距離成為了現(xiàn)代化武器的優(yōu)勢.遠(yuǎn)程精確射擊是每個(gè)現(xiàn)代化部隊(duì)都想達(dá)到的目標(biāo),但是局限于低的槍口初動(dòng)能.這一目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn).只有將初動(dòng)能達(dá)到一個(gè)高水平,才能完成遠(yuǎn)距離高精度的射擊.2多級(jí)電磁槍設(shè)計(jì)原理電磁槍的主要部件是同軸螺線管,他是由多匝均勻銅線密度相同地纏繞在槍管上構(gòu)成的.當(dāng)此螺線管通入電流時(shí),根據(jù)電磁學(xué)原理,在螺線管兩端會(huì)有非勻強(qiáng)磁場產(chǎn)生.因此可以繪制出

3、,來描述磁場的走向.當(dāng)一個(gè)鐵磁.眭拋射體在一個(gè)螺線管的非勻強(qiáng)磁場中,此鐵磁性拋射體會(huì)一直承受一個(gè)向著螺線管中心的力f.電磁槍正是運(yùn)用這種電磁現(xiàn)象來完成在螺線管中的加速過程的但是我們必須在此鐵磁性拋射體在到達(dá)螺線管中部前斷開電路,切斷電流.因?yàn)樵诼菥€管的另一端,鐵磁性拋射體也會(huì)受到相反方向的作用力而導(dǎo)致減速.所以我們需要一個(gè)控制系統(tǒng)來控制放電.為了達(dá)到能夠一次性發(fā)電,放電系統(tǒng)則必須選用電容來充放電.當(dāng)沒有發(fā)射體要發(fā)射時(shí).電容充電,在發(fā)射體將要擊發(fā)時(shí),電容放電,很好的完成每一次對(duì)拋射體的加速.3如何增加電磁轉(zhuǎn)換效率往往電磁槍的轉(zhuǎn)換效率只有3%-5%的轉(zhuǎn)換率,多大90%以上的能量只能流失.為了解決這

4、個(gè)弊端,多級(jí)加速,節(jié)省能源,提高轉(zhuǎn)換率的方式勢在必行.在此提供一種新方式提高轉(zhuǎn)換率.當(dāng)電容放電的時(shí)候,電壓和電流都沿著衰變曲線減少.電流的減小直接影響磁感線的強(qiáng)度.因此拋射體的加速度勢必減小.運(yùn)用單片機(jī)的精確,簡介的特性,我們沒計(jì)出一種能夠很好提供提高轉(zhuǎn)換率的方式.在電壓減小到一定程度的時(shí)候我們斷開電路,完成單個(gè)線圈的加速.一個(gè)槍管上不止限于一個(gè)項(xiàng)圈,而采用多級(jí)加速的方案,在一槍管上加載超過十個(gè)線圈,每個(gè)線圈旁邊都有光電傳感器,提供拋射體在槍管中的位置,用來計(jì)算放電時(shí)間和充電時(shí)間,以及瞬時(shí)速度等.這時(shí)就會(huì)另一種電磁強(qiáng)度曲線呈現(xiàn)如.這樣可以避免因?yàn)槁菥€管太長和中間沒有強(qiáng)度梯度而帶來的浪費(fèi).從而更

5、好的提高轉(zhuǎn)換效率.而且可以節(jié)省不必要的電能浪費(fèi).4實(shí)驗(yàn)實(shí)施倒多級(jí)電磁槍的結(jié)構(gòu)包括槍體,槍管,至少一組主繞線圈,電源,所述槍體與槍管相連,其特征在于,還包括至少一組副繞線圈,所述主繞線圈與副繞線圈分別繞接于槍管上,所述副繞線圈穿過其前一主繞線圈的中心,所述電源分別和主繞線圈與副繞線圈相連下面由具體實(shí)施例配合所附的圖式詳加說明,以致更容易了解本實(shí)用新型的目的,技術(shù)內(nèi)容,特點(diǎn)及其所達(dá)成的功效.附圖1為本電磁槍的結(jié)構(gòu)示意圖.如圖1所示,電磁槍包括槍體和槍管1組成,電源2,供彈裝置8和機(jī)發(fā)裝置7均安裝于槍體中,市電6通過槍體的一端(指遠(yuǎn)離槍管的一端)經(jīng)過變壓器5接人電源2,液體冷卻裝置9安裝于槍管的下側(cè)

6、,用于散發(fā)掉彈體穿過槍管l后遺留于槍管中的熱量.機(jī)發(fā)裝置7與供彈裝置8相連,扣動(dòng)機(jī)發(fā)裝置7后,供彈裝置8中的彈體就會(huì)自動(dòng)流向槍管口.工業(yè)技術(shù)i附圖2為槍管部分結(jié)構(gòu)示意圖.如圖2所示,主繞線圈3繞接于槍管1上,包括主線圈,單片機(jī)31,第一可控硅整流管32,第一電壓檢測裝置33,第一電容34,主線圈,第一可控硅整流管32,第一電壓檢測裝置33,第一電容34構(gòu)成閉合回路.單片機(jī)與電壓檢測裝置相連,由于電源2與主繞線圈3電性相連,所以閉合第一可控硅整流管32時(shí),第一電容34開始充電,而在電容充滿后的放電過程中,槍管上的主線圈就會(huì)有磁感應(yīng)線的分布,使槍管內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大的磁力,彈體被磁場磁化,從而被牽引加速到

7、達(dá)主線圈的中央位置,根據(jù)電磁原理,主繞線圈3中央位置的磁勢最弱,即是主繞線圈3的兩端向中央位置均產(chǎn)生磁力,所以當(dāng)彈體到達(dá)主繞線圈3的中央位置后,被主繞線圈3后端的磁力所阻礙,為了使彈體能順利通過槍管l,當(dāng)彈體到達(dá)主繞線圈3時(shí),應(yīng)斷開第一可控硅整流管32,使磁場消失,此時(shí)記錄下第一電壓檢測裝置33的即時(shí)電壓,當(dāng)電壓達(dá)到這個(gè)值時(shí),第一可控硅整流管32就迅速斷開,達(dá)到智能控制的目的.為了使彈體能迅速通過槍管l,我們可以采取多個(gè)主繞線圈3共同工作,需要注意的時(shí),彈體通過每個(gè)主繞線圈3時(shí)該主繞線圈3的即時(shí)電壓不一定相同,應(yīng)區(qū)分開來第一可控硅整流管32的即時(shí)斷開電壓.在本實(shí)用新型實(shí)施例中,采用了4級(jí)主繞線圈3工作,當(dāng)然也可以采取其他數(shù)量.為了顯示方便,更有利于教學(xué),在本實(shí)用新型實(shí)施例中,在主繞線圈3的一側(cè)的上下兩端還增添了彈體速度監(jiān)控模塊,包括紅外接收裝置tosn紅外發(fā)送裝置ll,通過紅外接收裝置l0圭妾收彈體的及時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡,由紅外發(fā)送裝置ll將即時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)送到計(jì)算機(jī)或其他數(shù)據(jù)處理器中進(jìn)行處理,得出彈體的運(yùn)行速度,直觀地顯示出來.作為進(jìn)一步改進(jìn),在本實(shí)用新型中,增加了副繞線圈4,每一副繞線圈4都通