基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进装置及推进方法制造方法及图纸

一种基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进装置，包括电流自引导模块、轨道模块及电枢模块，电流自引导模块设置在轨道模块以及电枢模块上，包含多个特定间距的电流引导单元；轨道模块包括空间内多根平行放置的轨道；电枢模块，可沿轨道方向移动。本装置采用枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进装置，在电枢运动过程中，轨道上的电流引导单元先作为头部引导提升推进效力，后转为尾部引导引导电流流向，达到增加流过电枢臂尾部电流密度的效果，从而增大电枢臂所受洛伦兹力，提升接触压力，整个过程轨道上的电流引导单元先作为头部引导，后转为尾部引导，实现了枢轨衔接式的引导。实现了枢轨衔接式的引导。实现了枢轨衔接式的引导。

【技术实现步骤摘要】
基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进装置及推进方法


[0001]本专利技术涉及电磁轨道
，具体涉及一种基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进装置及推进方法。

技术介绍

[0002]电磁发射技术是一种利用磁场与高幅值脉冲电流相互作用产生电磁力来推进物体，使物体加速运动到预定速度的一种技术，这种技术为超高速发射物体提供了一条新的路径。电磁发射装置由轨道、电枢及脉冲电源构成。电枢放置于轨道中间，与轨道形成电磁回路，流通高幅值脉冲电流；电枢在脉冲电流产生的强磁场的作用下，沿轨道方向移动。电磁发射技术不受滞止声速限制；效率高成本低，理论上电磁能转化为动能的效率最高可达50％；采用电能作为能源，清洁环保。但电磁发射装置在发射过程中，伴随着电枢高速运动，轨道处于大电流、高温、高压和强磁场的工作环境中。而由于电磁热效应引起的温度变化会导致轨道烧蚀、变形，导致接触不良。电磁轨道推进过程中温度变化主要来自焦耳热和摩擦生热两个方面，相关研究表明，焦耳热在引起电枢轨道接触面温升中起主要作用，其中焦耳热包括轨道自身电阻产热与枢轨接触电阻产热。电磁推进过程中，为了提高电枢的速度，需要减小轨道与电枢的接触压力，但这会使得接触电阻增大，温升升高，枢轨烧蚀程度加重，使高速发射要求与减少烧蚀、保持良好电接触相矛盾。
[0003]现有技术的电磁轨道推进装置，为了获得更高的出膛速度，只能通过提高电源的馈入能量或者外加设备增强磁场的方式。但提高电流峰值会增大运动过程中的热量累积，加重枢轨接触区域的烧蚀程度，同时电枢出膛时将在炮口形成炮口电弧，其会减小电枢出膛速度，降低发射速率，影响发射精度，而提高电流峰值则会增大炮口电弧强度，加剧这种不利影响；而通过外加设备提高发射速率不仅会增加装置的复杂性，外加设备本身在强磁场作用下还更容易发生故障。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进方案，通过电枢及轨道上的电流引导单元实现枢轨衔接式引导。在电枢运动过程中，电流引导单元先作为头部引导提升推进效力，后转为尾部引导引导电流流向，达到增加流过电枢臂尾部电流密度的效果，从而增大电枢臂所受洛伦兹力，提升接触压力，减小接触电阻进而减少焦耳热，既达到了高速发射的要求，又降低了推进过程中的产热，实现了良好的电接触。
[0005]本专利技术采用如下的技术方案。
[0006]基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进装置，包括电流自引导模块、轨道模块和电枢模块，其特征在于：
[0007]电流自引导模块设置在轨道模块以及电枢模块上，轨道模块，包括空间内多根平行放置的轨道，电枢模块设置于轨道之间。
[0008]进一步地，电枢模块包括电枢臂，电枢臂包括头部区域和尾部区域，在电枢运动过程中，轨道上的各组电流引导单元先接入到电枢臂头部区域，后接入到电枢臂尾部区域。
[0009]进一步地，电流自引导模块在电枢模块上设置有一组电流引导单元，位于电枢臂尾部区域；
[0010]电流自引导模块在轨道上设置有多组电流引导单元并均匀分布在轨道前半段。
[0011]进一步地，轨道上各组电流引导单元的间隔距离等于电枢臂长度。
[0012]进一步地，轨道数量包括4轨双匝、6轨3匝以及更多轨道对数。
[0013]进一步地，轨道排布形式包括并联增强、串联增强和层叠增强，轨道形状包括平面型、凸面型和凹面型。
[0014]进一步地，轨道由金属材料制成包括铜或铜铬合金。
[0015]进一步地，电枢模块形状包括平面型矩形、凸面型矩形、凹面型矩形或圆形。
[0016]进一步地，电枢模块的材料包括铝。
[0017]基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进方法，包括以下步骤：
[0018]步骤1，将装置接入脉冲电流源，电枢模块沿轨道方向在轨道上运动；
[0019]步骤2，电枢臂头部区域先经过轨道上的电流引导单元，改变电流流向，增大电枢喉部位置的电流密度；
[0020]步骤3，然后电枢臂尾部区域再经过电流引导单元，引导电流提前流入电枢臂尾部，增大电枢臂所受洛伦兹力，完成枢轨衔接式的引导；
[0021]步骤4，电枢模块继续移动，经过下一组电流引导单元。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0023]本专利技术提出的一种基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进装置，在轨道模块及电枢模块设置电流自引导模块，实现枢轨衔接式引导。首先通过头部引导实现推进效力的显著提升，与传统的电磁推进装置相比，达到相同推进速度的情况下，电源峰值大大降低，实现了能量的高效利用，同时减小了炮口电弧强度，降低了炮口电弧对出膛速度的削弱作用；其后通过尾部引导增大接触压力，实现良好的电接触，同时减小接触电阻，减少枢轨接触面产热，延长了装置的使用寿命。本专利技术不仅提高了推进效力，还减少了装置产热，有效解决了高速发射要求和良好电接触的矛盾。
附图说明
[0024]图1是本专利技术提供的一种基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进装置的结构示意图；
[0025]图2是本专利技术提供的一种基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进装置的轨道上两组电流引导单元同时接入时的结构示意图；
[0026]图3是本专利技术提供的一种基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进装置的电枢臂结构示意图；
[0027]图4是本专利技术提供的一种基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进方法的电磁推进流程图。
[0028]图中：11
‑
轨道模块；12
‑
电流自引导模块；13
‑
电枢模块；121
‑
头部电流引导单元；122
‑
尾部电流引导单元。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术精神，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的有所其它实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0030]图1是基于枢轨衔接引导的复合增强电磁推进装置结构示意图。
[0031]如图1所示，本实施例提出了一种基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进装置，包括轨道模块11、电流自引导模块12以及电枢模块13。
[0032]其中轨道模块11包括空间内多根平行放置的轨道，轨道数量包括4轨(双匝)、6轨(3匝)以及更多轨道对数；轨道排布形式包括并联增强、串联增强和层叠增强等，轨道形状包括平面型、凸面型和凹面型，轨道由金属材料制成，具体包括铜、铜铬合金这样的导电性能良好的金属。
[0033]电流自引导模块12包括轨道上多组电流引导单元以及电枢上的一组电流引导单元；电流自引导模块12设置在轨道及电枢模块13表面，电枢模块13设有一组电流引导单元，电枢模块13包括电枢臂，优选的，一组电流引导单元设置在电枢臂尾部区域，轨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进装置，包括电流自引导模块(12)、轨道模块(11)和电枢模块(13)，其特征在于：电流自引导模块(12)设置在轨道模块(11)以及电枢模块(13)上，轨道模块(11)，包括空间内多根平行放置的轨道，电枢模块(13)设置于轨道之间。2.根据权利要求1所述的基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进装置，其特征在于：电枢模块(13)包括电枢臂，电枢臂包括头部区域和尾部区域，在电枢运动过程中，轨道上的各组电流引导单元先接入到电枢臂头部区域，后接入到电枢臂尾部区域。3.根据权利要求2所述的，基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进装置，其特征在于：电流自引导模块(12)在电枢模块(13)上设置有一组电流引导单元，位于电枢臂尾部区域；电流自引导模块(12)在轨道上设置有多组电流引导单元并均匀分布在轨道前半段。4.根据权利要求3所述的基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进装置，其特征在于：轨道上各组电流引导单元的间隔距离等于电枢臂长度。5.根据权利要求1所述的基于枢轨衔接引导的复合增强型电磁推进装置，其特征在于：轨道数量包括4轨双匝、6轨3匝...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭亚雄，杨驰，张明宇，陈伟根，李剑，杜林，王有元，周湶，王飞鹏，万福，黄正勇，潘建宇，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：