[发明专利]开关磁阻式多级加速线圈炮

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种能够发射含有铁磁性物体，尤其是本身均由铁磁性物体组成或以铁磁性物体作为发射载具的电磁发射装置。

背景技术

目前，公知的电磁炮分类有轨道式电磁炮、感应式电磁炮和重接式电磁炮。我们发现，这里所述的每一种电磁炮都有其相对应的直线电机拓扑而来，此时电磁炮的加速装置相当于对应电机的定子，而其发射弹丸则相当于对应电机的转子，电机定子旋转的角动能就转变成了弹丸的平动动能。而最近新出现的一种利用磁阻效应的开关磁阻电动机，也必然有其对应拓扑的电磁炮形式。对比磁阻电动机的各种参数，可发现其无论是电能利用效率，抗破坏力还是环境噪声均优于普通电机，故而其所对应的电磁炮也应当拥有这些优点。开关磁阻电动机可以拓扑成以下形式：将电容组通过螺线管瞬间放电形成的瞬间强磁场，对放置于磁场中的含铁磁性物质的物体进行加速，整个发射过程无声无光，且在对电源和线路要求不高。本发明相对于现有其他效率较低且安全性不高的电磁炮而言，更有可能成为未来战场上，代替火药动力的火力投送装置的有力竞争者。

发明内容；

鉴于之前电磁炮效率较低和安全性不高的缺点，本发明改进了相关电路和结构参数，提供了一种新型的磁阻式电磁炮。本磁阻式多级加速线圈炮相较其他作品不仅效率更高，安全性大幅增加，同时还可以让发射人员迅速得知每次发射的初速度和发射效率。

本发明采用的技术方案是首先同一条发射轨道上串联缠绕多个发射螺线管，通过光电对管探测发射物体的到来，并通知控制单元进行依次的级联加速，由于初级线圈加速之后，弹丸处于磁悬浮状态，减小了管壁的摩擦力做功，故而总体发射效率增加；其次，本发明在每个螺线管外围包裹了一定厚度的钢质轭铁，消除了瞬间强磁场的漏磁，提高了磁力线的利用率也即提高了发射效率，同时保护了发射人员，提高了安全性；再次增加了过电保护电路，自动将充电电容组的最终发射电压保持在预先选定的电压范围内，防止发射人员由于人为疏忽，导致电容组被持续充电，从而承受过电压而被击穿甚至爆炸，再次提高了安全性；另外，本发明引入了单片机作为控制单元以精确控制螺线管依次导通时间，同时将单片机用于速度测量以便于发射人员进行调校；最后，本发明在每个螺线管两端增加了续流电路，避免了由于螺线管感生出的反向电动势造成的电路部件损坏。

本发明的有益效果是，发射效率提高，安全性大幅增加，同时还可以让发射人员得知每次发射的初速度和发射效率，从而便于调校发射参数。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构原理图。

图2是本发明的电路原理图。

发射光电对管1，截止光电对管2，发射电容组3，电力电子开关4，导线5，轭铁6，螺线管7，发射管内壁8，发射管腔9，测速光电对管10。

见图1。

螺线管7，续流电阻11，空气开关12，续流二极管13，发射电容组3，电力电子开关4，电磁继电器14，分压电阻15，比较器16，电位计17，隔离光耦18，控制单元19，开启/关断光耦20，放大电路21，发射开关22。

见图2。

具体实施方式

在图1所示结构原理图中，仅绘制出发射管腔(9)内置于螺线管(7)内部的情况，此情况下由螺线管(7)两端引出导线(5)与电容组(3)及电力电子开关(4)串联形成一组放电电路，螺线圈外部包裹有轭铁(6)，在螺线管前后的发射管腔(9)上分别安置发射光电对管(1)和截止光电对管(2)，在发射导管的末端安置有测速光电对管(10)。

在图2所示电路原理图中，有数个并联的发射电路，每个发射电路由电容组(3)与螺线管(7)、电力电子开关(4)串联而成，在螺线管(7)两端并连续流二极管和续流电阻，各个发射电路之间由空气开关(12)隔离，电力电子开关(4)的控制端通过电磁继电器(14)与放大电路(21)连接后再与开启/关断光耦(20)相连并最终最后连接至控制单元(19)进行发射控制，每组发射电容组两端均并联至两分压电阻(15)上进行分压，两分压电阻上大下小，使得比较器(16)可以得知每一时刻的电容发射电压并与电位计(17)中预先设定好的发射电压进行比较，并把结果输入至控制单元(19)来停止电容继续充电，射手准备完毕时按下发射开关(22)即可发射。