Transient analysis of a railgun with iron core

• Autorzy: Waindok A. , Piekielny P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.02.33

Warianty tytułu

PL

Analiza dynamiki akceleratora szynowego z rdzeniem ferromagnetycznym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A calculation and measurement results of transients for an iron-core electrodynamic launcher have been presented in the paper. The magnetostatic field calculations have been made with using the Maxwell-ANSYS software, while the circuit part of the mathematical model has been implemented in MATLAB/Simulink package. The measurement verification has been carried out with using the original laboratory stand. The transients of excitation current, capacitor voltage and projectile velocity have been compared. A good conformity between calculation and measurement results has been obtained.

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń i pomiarów sygnałów zmiennych w czasie dla wyrzutni elektrodynamicznej z rdzeniem ferromagnetycznym. Do obliczeń pola magnetostatycznego wykorzystano program Maxwell-ANSYS, natomiast część obwodową modelu matematycznego zaimplementowano w pakiecie MATLAB/Simulink. Porównano ze sobą przebiegi prądu wzbudzenia, napięcia na kondensatorach oraz prędkości wylotowej elementu ruchomego (pocisku). W obliczeniach dodatkowo wyznaczono siłę działającą na pocisk oraz jego przyspieszenie.

Słowa kluczowe

EN

field-circuit model; transient calculation; measurement verification

PL

model polowo-obwodowy; akcelerator elektrodynamiczny; obliczenia czasowe; weryfikacja pomiarowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 2
• Strony: 152--155
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Waindok A.

• Politechnika Opolska, Katedra Elektrotechniki Przemysłowej, ul. Prószkowska 76, 45-758 Opole

autor

Piekielny P.

• Politechnika Opolska, Katedra Elektrotechniki Przemysłowej, ul. Prószkowska 76, 45-758 Opole

Bibliografia

• [1] Sink D.A., Krzastek L.J., Design and modeling considerations for experimental railgun armatures, IEEE Trans. Magn., 27 (1991), n.1, 266-271.
• [2] Katsuki S., Akiyama H., Eguchi N., Sueda T., et. al., Behaviors of plasma armature in the augmented railgun using a permanent magnet, IEEE Trans. Magn., 31 (1995), n.1, 183- 188.
• [3] Jamison U.A., Burden H.S., Measurements of plasma properties from a large bore, plasma armature railgun, IEEE Trans. Magn., 25 (1989), n.1, 256-261.
• [4] Hundertmark S., Schneider M., Simicic D., Vincent G., Experiments to increase the used energy with the PEGASUS railgun, IEEE Trans. on Plasma Science, 42 (2014), n.10, 3180-3185.
• [5] McNab I.R., Progress on hypervelocity railgun research for launch to space, IEEE Trans. Magn., 45 (2009), n.1, 381-388.
• [6] Lehmann P., Reck B., Vo M.D., Behrens J., Acceleration of a suborbital payload using an electromagnetic railgun, IEEE Trans. Magn., 43 (2007), n.1, 480-485.
• [7] Poniaev S., Bobashev S., et. al., Small-size railgun of mm-size solid bodies for hypervelocity material testing, Acta Astronautica, 109 (2015), 162-165.
• [8] Hogan J.D., Spray J.G., et. al., Dynamic fragmentation of planetary materials: ejecta length quantification and semianalytical modelling, International Journal of Impact Engineering, 62 (2013), 219–228.
• [9] Mikołajewicz J., Analiza stanów pracy kaskadowej wyrzutni elektromagnetycznej na podstawie polowego modelu zjawisk, Przegląd Elektrotechniczny, 82 (2006), nr.12, 20-23.
• [10] Waindok A., Mazur G., Mutual inductances in a mathematical model of the three-stage reluctance accelerator, Proceedings of the IIIrd International Students Conference on Electrodynamics and Mechatronics (SCE III), Opole, Poland, October 6-8, 2011, 115-118.
• [11] Domian J., Kluszczyński K., Hybrid pneumaticelectromagnetic launcher – general concept, mathematical model and results of simulation, Przegląd Elektrotechniczny, 89 (2013), n.12, 21-25.
• [12] O'Rourke R., Navy lasers, railgun and hypervelocity projectile: background and issues for congress, Congressional Research Service, June 17, 2016.
• [13] Waindok A., Piekielny P., Analysis of selected constructions of the electrodynamic accelerator, International Symposium on Electrodynamic and Mechatronic Systems (SELM), Zawiercie, Poland, May 15-18, 2013, 51-52.
• [14] Piekielny P., The Influence of supply circuit modification on electrodynamic accelerator parameters, Zeszyty Naukowe Politechniki Opolskiej, 72 (2016), 63-64.
• [15] Kohnke P., ANSYS Mechanical APDL Theory Reference, November 2013.
• [16] Stöcker H., Nowoczesne kompendium fizyki, PWN, Warszawa, 2010.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).