Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A Digital Model of the Electrodynamic Acceleration Process in a Coil Gun Device

Horodeński A. W., Pochrybniak C.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2018

|

Vol. 9, Nr 4 (34)

113--126

EN

The subject of this paper is an analysis of the process of applying kinetic energy to a projectile made from a non-magnetic, electrically conductive material and placed inside of an inductance coil live with alternating current. A digital model of an acceleration system was built, comprising a high-current coil and a cylindrical projectile located inside of the coil. Analytical formulas of the three-dimensional distribution of the axial and radial components of the magnetic field generated by the coil were applied [1]. The mathematical model described herein included the projectile and coil three-dimensional system (with the dimensions and distribution of the coil turns), the parameters of the power supply system and their variations, caused by the energy input to the projectile (and including the variation of: coupling coefficient, pulsation, coefficient of attenuation, inductance, and resistance), and the balance of momentum of the projectile and coil system. A system of equations which depicted the projectile and coil system (the law of electromagnetic induction, the Biot-Savart law, electric-to-kinetic energy transfer, and the balance of momentum of the projectile and coil system) was solved with numerical methods. The conclusions relevant to the design and technology of an ICG (Inductance Coil Gun), derived from the foregoing numerical analysis, were experimentally verified. Initial calculations were completed to optimise the acceleration process. The acceleration efficiency in a cascade of 10 coils was calculated.

PL

Przedmiotem pracy jest analiza procesu nadawania energii kinetycznej pociskowi wykonanemu z niemagnetycznego materiału przewodzącego, umieszczonemu wewnątrz cewki, przez którą płynie prąd zmienny. Zbudowano model cyfrowy układu akceleracyjnego złożonego z wysokoprądowej cewki oraz umieszczonego wewnątrz niej metalicznego pocisku w kształcie walca. Wykorzystano analityczne wzory na przestrzenny rozkład składowej osiowej i radialnej pola magnetycznego wytwarzanego przez cewkę [5]. Model matematyczny uwzględnia układ przestrzenny cewka-pocisk (wymiary oraz rozkład zwojów cewki), parametry układu zasilającego z uwzględnieniem ich zmienności w czasie spowodowanej przekazem energii do pocisku, w tym zmienność współczynnika sprzężenia, pulsacji, współczynnika tłumienia, indukcyjności i oporności, a także bilans pędu układu cewka-pocisk. Układ równań opisujący układ (prawo indukcji elektromagnetycznej, prawo Biota-Savarta, przemiana energii elektrycznej w kinetyczną, bilans pędu układu cewka-pocisk) rozwiązano metodami numerycznymi. Dokonano eksperymentalnej weryfikacji płynących z analizy wniosków istotnych z punktu widzenia konstrukcji i technologii urządzenia miotającego typu Inductance Coil Gun (ICG). Wykonano wstępne obliczenia mające na celu optymalizację procesu akceleracji. Przeprowadzono także obliczenia wydajności akceleracji w kaskadzie złożonej z 10 cewek.

2

Investigating a Process of Accelerating Macroscopic Objects in an Eddy-Current Inductance Coil Magnetic Field

Horodeński A., Pochrybniak C., Namyślak K.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2017

|

Vol. 8, Nr 1 (27)

115--128

EN

The subject of this paper is an analysis of the process of applying kinetic energy to a projectile made of non-magnetic electrically conductive material and located inside an induction coil live with alternating current. An experimental verification was carried out of the analytical conclusions that were pertinent to the design and technology of an inductance coil gun, which is a ranged weapon type.

PL

Przedmiotem pracy jest analiza procesu nadawania energii kinetycznej pociskowi wykonanemu z niemagnetycznego materiału przewodzącego, umieszczonemu wewnątrz cewki, przez którą płynie prąd zmienny. Dokonano eksperymentalnej weryfikacji płynących z analizy wniosków istotnych z punktu widzenia konstrukcji i technologii urządzenia miotającego typu Inductance Coil Gun (ICG).

3

Electromagnetic coil gun – design and construction

Skala B., Kindl V.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2013

|

Z. 263

115-124

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.