Electromagnetic coil gun – design and construction

• Autorzy: Skala B. , Kindl V.

Warianty tytułu

PL

Pistolet z wyrzutem elektromagnetycznym – projekt i konstrukcja

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A single-stage, sensor less, coil gun was designed to demonstrate the capability to accelerate a ferromagnetic projectile to high velocity. This paper summarize all important steps during coil gun design, such as physical laws of the coil gun, preliminary calculations, the testing device and final product. The electromagnetic FEA model of the capacitor-driven inductance coil gun was constructed to be able to optimize the coil's dimensions. The driving circuit was implemented as dynamic model for simulation of current. The coil gun is designed for an exhibition centre as an exhibit. It is not designed for a really shooting applications, this means the projectile is accelerated at relatively low speed.

PL

Opisano elektromagnetyczną wyrzutnię pocisków ferromagnetycznych. Wykazano, że konstrukcja z pojedynczą cewką, bez czujników, jest w stanie nadać pociskowi odpowiednią energię i dużą prędkość. W artykule opisano i przeanalizowano poszczególne kroki, takie jak dobór cewki i układu zasilania, obliczenia wstępne, urządzenia badawcze oraz badania produktu końcowego. Przedstawiono analizę MES modelu układu cewki wyrzucającej, konden-satora magazynującego energię i układu przełączania – zoptymalizowano poszczególne elementy układu ze względu na optymalne wymiary cewki. Pistolet-wyrzutnię zaprojektowano i wykonano jako eksponat wystawowy, w którym prędkość nadawana pociskowi jest stosunkowo niewielka, znacznie mniejsza niż w przypadku przeznaczenia do strzelania.

Słowa kluczowe

EN

coil gun; electronics; FEM; electromagnetic force

PL

pistolet elektromagnetyczny; elektronika; MES (metoda elementów skończonych); siła elektromagnetyczna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2013
• Tom: Z. 263
• Strony: 115--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Skala B.

• Dept. of Electromechanics and Power Electronics, University of West Bohemia in Pilsen, Univerzitní 8, 306 14 Pilsen, CZ

autor

Kindl V.

• Dept. of Electromechanics and Power Electronics, University of West Bohemia in Pilsen, Univerzitní 8, 306 14 Pilsen, CZ

Bibliografia

• 1. Dwight, H. B.: Proximity Effect in Wires and Thin Tubes, American Institute of Electrical Engineers, Transactions of the, vol. XLII, pp. 850-859, Jan. 1923.
• 2. Dwight, H.B.: Electrical coils and conductors, their electrical characteristics and theory, McGraw-Hill book company, inc., 1945.
• 3. http://www.ceskatelevize.cz/porady/10118379000-udalosti-v-regionechpraha/ 213411000140306-udalosti-v-regionech/video/247389 , valid March 12, 2013.
• 4. Kaye, R.J.: Operational requirements and issues for coilgun electromagnetic launchers, Magnetics, IEEE Transactions on, vol. 41, no 1, pp. 194-199, Jan. 2005.
• 5. Keshtkar, A.; Gharib, L.; Abbasi, M.: Comparison between conventional railgun and twoturn railgun by 3D- FEM, Electromagnetic Launch Technology (EML), 2012 16th International Symposium on, pp. 1-5, 15-19 May 2012.
• 6. Liuming Guo; Ningning Guo; Shuhong Wang; Jie Qiu; Jian Guo Zhu; Youguang Guo; Yi Wang: Optimization for capacitor-driven coilgun based on equivalent circuit model and genetic algorithm, Energy Conversion Congress and Exposition, 2009. ECCE 2009. IEEE, pp. 234-239, 20-24 Sept. 2009.
• 7. Yamori, A.; Ono, Y.; Sasaki, S.: Development of a plasma armature railgun with two distributed power supplies, Electromagnetic Launch Technology, 2004 12th Symposium, pp. 149- 154, 25-28 May 2005.
• 8. Zou Bengui; Cao Yanjie; Wu Jie; Wang Huijin; Chen Xuehui: Magnetic-Structural Coupling Analysis of Armature in Induction Coilgun, Plasma Science, IEEE Transactions, vol. 39, no 1, pp.65-70, Jan. 2011.