[发明专利]一种提高磁阻电磁发射弹丸动能的装置

说明书

本发明涉及一种提高磁阻电磁发射弹丸动能的装置，包括圆柱体弹丸、至少一级发射线圈，所述发射线圈依次串联的电容、放电晶闸管，所述发射线圈并联的续流二极管；其特征在于，所述圆柱体弹丸，沿轴线方向平行分割成多层薄片，并且表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。本发明通过改变弹丸的结构，减小弹丸在发射过程中由于电磁场突变引起的涡流，以达到提高弹丸运动速度的目的。

技术领域

本发明属于电磁推进技术领域，涉及一种提高磁阻电磁发射弹丸动能的装置。

背景技术

磁阻电磁发射技术依据磁阻最小原则，当铁质弹丸与发射线圈构成的系统磁阻未达到最小时，通电的发射线圈会对弹丸施加磁阻拉力。磁阻拉力总是趋向于使发射线圈磁阻减小。利用以上理论，磁阻电磁发射系统得以构建。

实际应用中，为了能使弹丸被发射出去，而不是在磁阻力的作用下，在发射线圈内进行往复直线运动，需要对发射线圈电流的作用时间进行控制。理想状态下，发射线圈电流在磁阻未达到最小时保持恒定值，当发射线圈磁阻最小时，使线圈电流降为零，即：发射线圈电流在时间上呈现为方波的形式。

但是，为了增加磁阻拉力的大小，使弹丸获取更大的动能，必须增加发射线圈电流的大小，以增强磁场。通常磁阻电磁发射线圈电流的大小可达上千安培。这就造成，在现有半导体器件的情况下，通常使用晶闸管等半控开关元件，则发射线圈的电流难以快速变化。因此，实际应用中，通常使用电容对发射线圈直接放电的方式产生瞬态大电流，并且利用瞬态电流会快速衰减的特点，通过合理设计发射线圈、弹丸的尺寸，使得发射线圈在磁阻最小时，瞬态电流已经衰减到一定范围内，弹丸能够利用惯性发射出去。

由于发射线圈电流会快速变化，磁场会快速变化，导致弹丸内会产生很大涡流。涡流的存在会在电流上升时，阻碍磁场增加；电流下降时，阻碍磁场减小。最终导致弹丸在加速时，磁阻力效果被削弱；减速时，磁阻力效果被增强。使弹丸发射的动能减小。

发明内容

本发明目的在于针对已有技术的不足，提供一种提高磁阻电磁发射弹丸动能的装置，用改变弹丸结构的方法，削弱发射过程中涡流的影响，进而提高弹丸发射动能。

为了实现上述发明创造目的，本发明的构思是：

对于整块的铁质弹丸来说，磁阻电磁发射的过程中，由于磁场的快速变化，导致铁质弹丸内会产生涡流。涡流对磁阻电磁发射的影响会通过影响磁场来实现。因此，需要抑制涡流的产生。楞次定律指出：感应电流的磁场要阻碍原磁场的变化。简而言之，就是磁通量变大，产生的涡流有让其变小的趋势；而磁通量变小，产生的电流又有让其变大的趋势。感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定：

其中，Φ为该环形回路所包围的磁通量大小。

而回路感应电流，即涡流的大小又与该回路的等效电阻大小有关：

因此，减小涡流的问题就可以转化为，减小回路所包围磁通量，以及增大回路等效电阻的问题。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种提高磁阻电磁发射弹丸动能的装置，包括圆柱体弹丸、至少一级发射线圈，所述发射线圈依次串联的电容、放电晶闸管，所述发射线圈并联的续流二极管；所述圆柱体弹丸，沿轴线方向平行分割成多层薄片，并且表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。

优选地，所述发射线圈为若干级，沿发射方向，依次轴向排列。

优选地，所述弹丸为导磁材料制成的圆柱体。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

本发明通过改变弹丸的结构减小弹丸在发射过程中由于电磁场突变引起的涡流，以达到弹丸运动速度的目的。