便携式同步感应线圈炮的设计与实现

发布时间：2021-04-10 12:55

　　本文对同步感应电磁线圈炮的工作原理、系统结构、炮弹发射电路和出口速度优化等作了详细阐述。并采用STM32单片机为控制核心,设计并制作了便携式同步感应电磁曲射炮的自动控制系统。该系统较好的实现了微型化、精确射击、距离测量、自动击发等功能。 

【文章来源】：电子测试. 2020,(22)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

系统整体框图

3 实验结果分析最终设计与实现的电磁炮,使用1.25mm的漆包线按一定的顺序缠绕在内径为12.5mm,长度为15cm的白色PVC管上,线圈长度为5cm,用直径10mm的钢珠作为弹丸。电容电压值不同时得到的射程也相应的不同,以炮管仰角30°为例,得到的部分实验数据为:当电容供压值U依次为41V、41.2V、41.56V、42.3V、42.75V、43.01V、43.75V、43.8V、44.35V、44.75V、45V和45.25V时,得到的弹丸射程D分别为200cm、211cm、221cm、231cm、237cm、242cm、251cm、261cm、271cm、283cm、291cm和301cm。

同步感应线圈炮由炮筒、弹体和驱动电路组成[1]。储能电容给固定在炮筒外壁上的电磁线圈供电,可控开关控制储能电容的开闭即控制充放电。弹丸的具体受力分析和磁场分布如下图1所示。当可控开关被触发导通时,电容器开始向驱动线圈放电。由于驱动线圈实际上是电感,由电感效应可知电感上的电流不能突变。且放电回路中的总电阻非常小,当控制开关瞬间闭合时,电路中将会产生冲击电流。此电流在炮筒内感应出瞬变磁场,进而在弹体表面感生出涡流。感生出来的涡流在瞬变磁场中受到洛伦兹力的作用。其中弹体受到向右的力,推动弹体加速向炮口前进。同步感应线圈炮实际上是通过驱动线圈和弹丸之间的磁耦合机制工作的,因此可以理解为一台直线电动机[2]。弹丸所受洛伦兹力的计算公式如下:

【参考文献】：
期刊论文
[1]国际电磁发射技术研究现状[J]. 古刚,向阳,张建革.  舰船科学技术. 2007(S1)
[2]单级感应线圈炮最佳初始位置仿真研究[J]. 曹延杰,刘文彪,张媛,庞金锋.  计算机仿真. 2006(12)



本文编号：3129673