电磁弹射技术的原理与现状

本文简单介绍了电磁弹射技术的原理与现状

  理论研究    

电磁弹射技术的原理与现状

李 勇,李立毅,程树康,王 莹

(哈尔滨工业大学,哈尔滨150001)

PrincipleandStatusofElectromagneticLaunchTechnology

LIYong,LILi-yi,CHENGShu-kang,WANGYing

(HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)

  摘 要:电磁弹射技术是一种新兴的直线推进技术,适宜于短行程发射大载荷,在军事、民用和工业领域具有广泛应用前景。文章简述了该项技术的基本原理和特点,并对其应用中的几个关键问题进行了分析。

关键词:电磁发射;飞机弹射系统;直线电动机中图分类号:TM33  文献标识码:A文章编号:1004-7018(2001)05-0003-02

Abstract:EMLisanewtypelineardrivingtechniqueissuitabletolaunchheavyloadswithinatechniquepossessesawidein2dustrialareas.Thebasicandofthetechniqueareintroducedinthepaperkeyproblemsaboutitsap2plicationsarealsoanalyzed.

Keywords:EML;EMALS;linearmotor

发,由此也将电磁发射技术的研究推向了一个新阶

段。

直线电磁发射器(又叫电炮)按照其工作原理或工作方式可分为导轨型、。在线圈型,。

“同轴加速器”,一般是指用序列脉冲或交流电流产生运动磁场从而驱动带有线圈的弹丸或磁性材料弹丸的发射装置。由于其工作的机理是利用驱动线圈和被加速物体之间的耦合磁场,因此线圈型电磁发射器的本质可以理解成直线电动机。

一个简单结构的线圈型电磁发射器的模型如图1a所示。一单匝的驱动线圈和一发射线圈同轴排列。发射线圈上以永磁或电励磁方式建立一恒定磁场,两个线圈之间的互感M如图1b所示。当驱动线圈中通以图1c规律的电流时,发射线圈上始终要受到一个轴向力F,从而使其加速,沿着X轴的正方向前进

电磁弹射技术的原理与现状

1前 言

火炮、火箭等发射装置大多属于化学发射器,它们在军事领域占有重要的地位。随着科学技术的发展,产生了电磁发射技术EML(ElectromagneticLaunch)。

电磁推进技术的原理早在19世纪初就已有人提出,后经过几十年的探索与研究,人们相继研制出了各种电磁感应原理的直线发射装置或模型,但由于受相关研究领域技术的影响,上述模型的性能距工程实用尚存在着较大的差距。70年代以后,超大功率脉冲技术和电子技术的飞速发展使电磁发射技术有了重大突破。1978年澳大利亚的马歇尔等人用550MJ的单极发电机作为电源和采用等离子体电枢在5m长的导轨炮上把3g重的聚碳酸脂弹丸加速到了5.9km/s的初速度。这个具有划时代意义的研究成

果证明了用电磁力可以把较重的弹丸推进到高速的可能性,使世界各地的科学家受到极大的鼓舞和启

图1 单匝结构同轴电磁发射器原理示意图

一般地,为了减少加速力F的波动和延长其加速行程,上述的驱动线圈和发射线圈都做成多匝结构,一个多匝线圈型电磁发射器的原理结构示意图如

收稿日期:20010312

基金项目:哈尔滨工业大学校基金资助项目(HIT2000.52)

图2所示。根据发射线圈上磁场的形成机理和驱动

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