一种基于微锥型的电磁轨道炮轨道制造技术

本发明专利技术涉及一种基于微锥型的电磁轨道炮轨道，属于电磁轨道炮领域，解决了现有技术中电枢在轨道末端会发生失接触的问题。轨道包括第一轨道和第二轨道，电磁轨道炮的电枢在第一轨道和第二轨道之间运动；靠近炮口端的轨道间距小于远离炮口端的轨道间距。在轨道炮发射过程中，上述设计能够增加枢轨的有效接触面积，减少轨道中后段中因枢轨脱离而导致的打火烧蚀等情况，减少了炮膛内热量的产生，对轨道起到了很好的保护作用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微锥型的电磁轨道炮轨道
本专利技术涉及电磁轨道炮
，尤其涉及一种基于微锥型的电磁轨道炮轨道。
技术介绍
电磁轨道炮由两条平行连接的大电流的固定导轨和一个与导轨保持良好电接触、能够沿着轨道轴线方向滑动的电枢组成。当接触电源时，电流沿着一条轨道流经电枢，再由另一条轨道流回，从而构成闭合回路。当大电流流经两条平行轨道时，在两轨道之间产生强磁场，这个磁场与流经电枢的电流相互作用，产生电磁力，推动电枢和置于电枢前面的弹丸沿着轨道加速运动，从而获得高速度。发射过程中，轨道将承受电磁扩张力的作用。根据电枢运动过程分析，枢轨间的接触面存在着相对高速运动造成的材料软化、材料形变等，还存在着由于大电流导致的电弧热，电阻热，焦耳温升和摩擦热等电磁学的行为，导致枢轨的接触表面温度急剧上升，造成电枢烧蚀、电弧侵蚀、刨削、转捩、槽蚀等各种情况，使得枢轨接触面发生摩擦磨损。刨削、转捩和槽蚀是轨道损伤现象的三个主要方面，而轨道损伤是影响发射器寿命的核心因素。在电磁炮发射过程中，电枢随着加速距离的增大，产生的热量也越来越多，导致电枢两翼被磨损和烧蚀，电枢的尺寸随着运动距离的加大而变小，导致在轨道的中后段，电枢与轨道失接触而出现枢轨间空气被击穿而打火烧蚀的情况。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种基于微锥型的电磁轨道炮轨道，用以解决现有技术中电枢在轨道末端会发生失接触的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一方面，本专利技术实施例提供一种基于微锥型的电磁轨道炮轨道，轨道包括第一轨道和第二轨道，电磁轨道炮的电枢在第一轨道和第二轨道之间运动；靠近炮口端的轨道间距小于远离炮口端的轨道间距。本专利技术实施例中，轨道间距的差值为1-2mm。本专利技术实施例中，第一轨道和第二轨道与电枢接触的导向面上设有曲面凸起，曲面凸起沿轨道轴线方向设置。本专利技术实施例中，曲面凸起沿垂直于轨道轴线的截面形状为圆弧或椭圆弧或抛物线。本专利技术实施例中，曲面凸起沿垂直于轨道轴线的截面形状的高与弦长的比为0.2-0.3。另一方面，本专利技术另一实施例提供一种电磁轨道炮，电磁轨道炮采用前述实施例的基于微锥型的电磁轨道炮轨道。本专利技术实施例中，电磁轨道炮还包括：脉冲电源和电枢；电磁轨道炮电枢设置在轨道之间；脉冲电源为轨道提供电流；电流依次通过第一轨道、电枢和第二轨道，回到脉冲电源，形成闭合回路。本专利技术实施例中，电枢为U形，且包括第一外侧面、第二外侧面、第一内侧面和第二内侧面；第一外侧面设有第一曲面凹陷，第二外侧面设有第二曲面凹陷；第一内侧面和第二内侧面不平行，且夹角的开口朝向与U形的开口方向相同。本专利技术实施例中，第一曲面凹陷和第二曲面凹陷关于电枢中轴面相互对称；曲面凹陷沿垂直于轨道轴线的截面形状为圆弧或椭圆弧或抛物线。本专利技术实施例中，第一曲面凹陷、第二曲面凹陷的截面形状、截面尺寸、位置均与轨道的导向面的曲面凸起一致。本专利技术实施例的有益效果是：1、本专利技术实施例突破性的采用非平行轨道，使两条轨道之间保持微小夹角，用以平衡电枢在轨道上运动造成的磨损和烧蚀，保证电枢在轨道的末端依然能够与轨道良好接触，减少了炮膛内焦耳热的产生，对轨道起到了很好的保护作用；2、本专利技术实施例通过在轨道上设置曲面凸起保证了轨道内电流密度的均匀性，提高了整个电磁轨道炮的电能利用率。本专利技术中，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。本专利技术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，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术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，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术实施例的电磁轨道炮原理示意图；图2为本专利技术实施例的轨道角度示意图；图3为本专利技术实施例的轨道和电枢结构示意图；图4为本专利技术实施例的轨道设置2个曲面凸起时的结构示意图；附图标记：1-轨道；2-电枢；3-脉冲电源。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。从电磁轨道炮的基本原理分析来看，它等效为单匝电流动机，是一个借助电磁力推进电枢2和弹丸加速的发射器，整个电磁轨道炮体系的工作原理如图1所示。电磁轨道炮由两条平行连接的大电流的固定导轨和一个与导轨保持良好电接触、能够沿着轨道1轴线方向滑动的电枢2组成。当接触电源时，电流沿着一条轨道1流经电枢2，再由另一条轨道1流回，从而构成闭合回路。当大电流流经两条平行轨道1时，在两轨道1之间产生强磁场，这个磁场与流经电枢2的电流相互作用，产生电磁力，推动电枢2和置于电枢2前面的弹丸沿着轨道1加速运动，从而获得高速度。发射过程中，轨道1将承受电磁扩张力的作用。根据电枢2运动过程分析，枢轨间的接触面存在着相对高速运动造成的材料软化、材料形变等，还存在着由于大电流导致的电弧热，电阻热，焦耳温升和摩擦热等电磁学的行为，导致枢轨的接触表面温度急剧上升，造成电枢2烧蚀、电弧侵蚀、刨削、转捩、槽蚀等各种情况，使得枢轨接触面发生摩擦磨损。刨削、转捩和槽蚀是轨道1损伤现象的三个主要方面，而轨道1损伤是影响发射器寿命的核心因素。“刨削”是指电枢2在轨道1上高速滑动过程中在轨道1表面出现水滴状损伤的现象。在发射过程中也会由于温度作用，致使轨道1损伤，如使枢轨接触面发生液化甚至汽化的现象，导致枢轨由固-固接触转化为固-液接触，甚至电枢2与轨道1不接触发生转捩，转捩会导致轨道1表面电弧烧蚀受损和枢轨失接触。轨道1和电枢2间的接触压力不足，速度趋肤效应使得枢轨接触面间温度过高，造成枢轨材料的相变，也是枢轨发生转捩的原因，一般转捩发生在轨道1的中后段。槽蚀现象的出现是随着发射次数的增加，从电枢2起始后一段距离开始发生，沿着电枢2滑动方向，在轨道1表面出现规则划痕及槽蚀的累积损伤现象。随着发射次数的增加，轨道1与电枢2接触边缘处槽蚀越严重，它会直接影响电枢2与轨道1的电接触特性和轨道1的寿命。在枢轨界面上产生的金属液化层和铜导轨之间的相互作用是产生槽蚀的主要原因。金属液化层主要来自于枢轨接触界面上电枢2材料的融化，其热源包括，摩擦热、接触电阻热和电枢2滑动中枢轨电接触产生的热。本专利技术目的在于在电磁炮发射过程中，电枢2随着加速距离的增大，产生的热量也越来越多，导致电枢2两翼被磨损和烧蚀，电枢2的尺寸随着运动距离的加大而变小，导致在轨道1的中后段，电枢2与轨道1失接触而出现枢轨间空气被击穿而打火烧蚀的情况。本专利技术实施例提供一种基于微锥型的电磁轨道炮轨道，轨道1包括第一轨道和第二轨道，电磁轨道炮的电枢2在第一轨道和第二轨道之间运动；靠近炮口端的轨道间距小于远离炮口端的轨道间距。在炮体设计中两轨道1设计成微锥型，能够加大电枢2在运动过程中枢轨的接触。如图2所示，炮尾的两轨道1间距要略大于炮口的两轨道1间距，炮尾两轨道1的间距为L,炮口两轨道1的间距减少了ΔL，ΔL要根据轨道1的总长度分析，并得到合适的值。这保证了在电枢2运动的过程中，电枢2与轨道1一直存在过盈量，保证了枢轨的良好接触，这一设计减少了在电枢2运动到轨道1的中后段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微锥型的电磁轨道炮轨道，其特征在于，所述轨道(1)包括第一轨道和第二轨道，电磁轨道炮的电枢(2)在所述第一轨道和第二轨道之间运动；靠近炮口端的轨道间距小于远离炮口端的轨道间距。

【技术特征摘要】
1.一种基于微锥型的电磁轨道炮轨道，其特征在于，所述轨道(1)包括第一轨道和第二轨道，电磁轨道炮的电枢(2)在所述第一轨道和第二轨道之间运动；靠近炮口端的轨道间距小于远离炮口端的轨道间距。2.根据权利要求1所述的基于微锥型的电磁轨道炮轨道，其特征在于，所述轨道间距的差值为1-2mm。3.根据权利要求2所述的基于微锥型的电磁轨道炮轨道，其特征在于，所述第一轨道和第二轨道与电枢(2)接触的导向面上设有曲面凸起，所述曲面凸起沿所述轨道(1)轴线方向设置。4.根据权利要求3所述的基于微锥型的电磁轨道炮轨道，其特征在于，所述曲面凸起沿垂直于所述轨道(1)轴线的截面形状为圆弧或椭圆弧或抛物线。5.根据权利要求4所述的基于微锥型的电磁轨道炮轨道，其特征在于，所述曲面凸起沿垂直于所述轨道(1)轴线的截面形状的高与弦长的比为0.2-0.3。6.一种电磁轨道炮，其特征在于，所述电磁轨道炮采用权利要求1至5任一所述的基于微锥型的电磁轨道炮轨道。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，王爱涛，耿轶青，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11