一种同步电磁炮发射器的制作方法

本实用新型涉及电磁炮发射技术领域，具体为一种同步电磁炮发射器。

背景技术：

电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能装置。它利用电磁系统中电磁场产生的安倍力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能，与传统的动能装置相比，电磁炮可大大提高弹体的速度和射程。按照结构不同，目前主要有三种：电磁轨道炮、同轴线圈炮、磁力线重接炮。

电磁轨道炮原理如下图1，由图1可以看出，电磁轨道炮由两条平行的长直导轨组成，导轨间放置一质量较小的导体滑块作为弹体，当两轨接入电源时，强大的电流从一导轨流入，经弹体从另一导轨流回时，在两导轨平面间产生强磁场，通电流的弹体在安培力的作用下，会以很大的速度(理论上可以到达亚光速)射出。其缺点一是能量损失较大，效率低，一般约10%左右；二是大电流对导轨的烧蚀严重；三是发射弹体质量较小，一般为几克左右。

同轴线圈炮原理如下图2，由图2可以看出，同轴线圈炮由环绕于炮管的一系列固定的加速线圈与环绕于弹体的弹载运动线圈(弹体线圈)构成，当加速线圈通入交变电流时，产生的交变磁场就会在弹体线圈中产生感应电流，感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场互相作用，产生电磁场力，使弹体加速运动并发射出去。其缺点是由于结构的复杂性和线圈之间的电源开关同步等问题，炮弹发射时的稳定性不会很好。

磁力线重接炮是一种多级加速的无接触电磁发射装置，没有炮管，但要求弹体在进入重接炮之前应具有一定的初速度，其结构和工作原理是：单级重接炮利用两个矩形同轴线圈上下分置，其间有间隙，发射体为一长方体，在两个线圈产生的磁场中受到强磁场力的作用，穿过两个线圈的间隙作加速运动。目前其理论研究和实践还不够成熟。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种同步电磁炮发射器，在保证弹体发射速度和射程的情况下，尽量提高弹体质量和能源利用效率，减少能量损失，以解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型为解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种同步电磁炮发射器，包括并排设置的多个分级模块及电源；每个分级模块包括上下端部对应的两个电磁铁芯，和分别缠绕其上的上线圈和下线圈，上线圈和下线圈的缠绕后的安培力方向一致，且两者之间水平设置有两条平行的导体导轨，导体导轨的方向与多个分级模块排列的方向一致，导体弹体置于两条导体导轨上并与导体导轨垂直；上线圈和下线圈为并联结构，上线圈的上端和下线圈的下端均连接电源正极，另一端均连接其中一条导体导轨，另一条导体导轨连接电源负极；两个分级模块的导体导轨之间通过非导体辅助轨道连接，形成导体与非导体交替的导体弹体运行轨道。

为了进一步改进技术方案，本实用新型所述两个电磁铁芯合并为具有两个上下对应的端部的一体式结构，上线圈和下线圈分别上下对应同侧缠绕在两个端部。

为了进一步改进技术方案，本实用新型所述两个电磁铁芯合并为一个蹄型电磁铁芯，其端部上下对应。

为了进一步改进技术方案，本实用新型所述两个电磁铁芯合并为一个“C”型电磁铁芯，其端部上下对应。

为了进一步改进技术方案，本实用新型电源的正负极分别位于并排设置的多个分级模块的两侧。

为了进一步改进技术方案，本实用新型所述电源的正负极分别位于并排设置的多个分级模块的两侧，上线圈缠绕于电磁铁芯上端，其一头连接电源左侧，另一头连接左侧导体导轨；下线圈与上线圈安培力方向一致缠绕于电磁铁芯的下端，其一头连接电源左侧，另一头也连接左侧导体导轨。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的同步电磁炮发射器采用多级分段加速模块，每个单级模块包括一体式电磁铁芯、上线圈、下线圈、导体导轨、非导体辅助导轨，每个单级模块单独供电，可使用直流电源也可使用交流电源；上、下线圈为并联；导体导轨分段设置，两个单级模块的导体导轨通过非导体辅助导轨连接在一起，有以下几个方面优点：一是采用了一体式电磁铁芯和并联线圈，使上下线圈产生的磁力线方向一致，并减少磁力线消耗；二是可使用直流电源也可使用交流电源，不会改变弹体运动方向；三是每级模块单独供电，导体导轨分段设置，当弹体滑到该模块导体导轨时，电源接通，滑到下一模块导体导轨时形成新的电源回路，而上一模块电源形成断路，节省电能；四是与传统电磁轨道炮相比，适当设置两根轨道间距，就可发射较大质量弹体，大大拓宽了使用范围；五是与传统同轴线圈炮相比不需要分段电源开关，解决了电源同步问题；六是与重接炮相比结构设计更加简单，便于工程应用。

附图说明

图1为现有电磁轨道炮的结构示意图；

图2为现有同轴线圈炮的结构示意图；

图3为本实用新型的单级模块结构示意图；

图4为本实用新型的分段导轨结构示意图。

图5为本实用新型的电路示意图。

图6为本实用新型的单级模块第二种结构示意图；

图7为本实用新型的单级模块第三种结构示意图；

图中：1、电磁铁芯；2、上线圈；3、下线圈；4、导体导轨；5、电源；6、导体弹体；7、非导体辅助轨道；8、磁力线；9、安培力；10、加速线圈；11、炮管；12、弹体线圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

一种同步电磁炮发射器，包括并联设置的多个分级模块及电源5；每个分级模块包括电磁铁芯1和缠绕其上下端部位置的上线圈2和下线圈3，上线圈2和下线圈3的缠绕后的安培力方向一致，上线圈2和下线圈3之间水平设置有两条导体导轨4，导体弹体6置于两条导体导轨4上并与导体导轨4垂直；电磁铁芯1为一体式蹄形状，上线圈2和下线圈3为并联结构，上线圈2的上端和下线圈3的下端均连接电源5正极，另一端均连接其中一条导体导轨4，另一条导体导轨4连接电源5负极；两个分级模块的导体导轨4之间通过非导体辅助轨道7连接，形成导体与非导体交替的导体弹体6运行轨道。

其中电源5的正负极分别位于并排设置的多个分级模块的两侧。电源5的正负极分别位于并排设置的多个分级模块的两侧，上线圈2缠绕于电磁铁芯上端，其一头连接电源5左侧，另一头连接左侧导体导轨4；下线圈3与上线圈2安培力方向一致缠绕于电磁铁芯1的下端，其一头连接电源5左侧，另一头也连接左侧导体导轨。

实施例二

一种同步电磁炮发射器，包括并排设置的多个分级模块及电源5；每个分级模块包括上下端部对应的两个电磁铁芯1，和分别缠绕其上的上线圈2和下线圈3，上线圈2和下线圈3的缠绕后的安培力方向一致，且两者之间水平设置有两条平行的导体导轨4，导体导轨4的方向与多个分级模块排列的方向一致，导体弹体6置于两条导体导轨4上并与导体导轨4垂直；上线圈2和下线圈3为并联结构，上线圈2的上端和下线圈3的下端均连接电源5正极，另一端均连接其中一条导体导轨4，另一条导体导轨4连接电源5负极；两个分级模块的导体导轨4之间通过非导体辅助轨道7连接，形成导体与非导体交替的导体弹体6运行轨道。

其中电源5的正负极分别位于并排设置的多个分级模块的两侧。电源5的正负极分别位于并排设置的多个分级模块的两侧，上线圈2缠绕于电磁铁芯上端，其一头连接电源5左侧，另一头连接左侧导体导轨4；下线圈3与上线圈2安培力方向一致缠绕于电磁铁芯1的下端，其一头连接电源5左侧，另一头也连接左侧导体导轨。

实施例三

一种同步电磁炮发射器，包括并联设置的多个分级模块及电源5；每个分级模块包括电磁铁芯1和缠绕其上下端部位置的上线圈2和下线圈3，上线圈2和下线圈3的缠绕后的安培力方向一致，上线圈2和下线圈3之间水平设置有两条导体导轨4，导体弹体6置于两条导体导轨4上并与导体导轨4垂直；电磁铁芯1为一体式“C”型结构，上线圈2和下线圈3为并联结构，上线圈2的上端和下线圈3的下端均连接电源5正极，另一端均连接其中一条导体导轨4，另一条导体导轨4连接电源5负极；两个分级模块的导体导轨4之间通过非导体辅助轨道7连接，形成导体与非导体交替的导体弹体6运行轨道。

其中电源5的正负极分别位于并排设置的多个分级模块的两侧。电源5的正负极分别位于并排设置的多个分级模块的两侧，上线圈2缠绕于电磁铁芯上端，其一头连接电源5左侧，另一头连接左侧导体导轨4；下线圈3与上线圈2安培力方向一致缠绕于电磁铁芯1的下端，其一头连接电源5左侧，另一头也连接左侧导体导轨。

工作原理：尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。