RU181799U1

RU181799U1 - ELECTROMAGNETIC BODY ACCELERATOR

Info

Publication number: RU181799U1
Application number: RU2017137884U
Authority: RU
Inventors: Равиль Ризанурович Юсупов
Original assignee: Равиль Ризанурович Юсупов
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2018-07-26

Abstract

Полезная модель относится к области вооружения, в частности к электромагнитным пусковым установкам, и может быть использована для метания и иного перемещения ферромагнитных твердых тел. Техническим результатом заявляемой полезной модели является уменьшение рассеяния электромагнитной энергии, путем концентрирования ее в оси ствола, и увеличение скорости метаемого тела. Для достижения указанного технического результата предлагается электромагнитный ускоритель метаемого тела, содержащий цилиндрический немагнитный ствол с размещенными на нем катушками тяговых соленоидов, закрепленными на магнитопроводах, средства управления коммутацией цепей питания, причем на цилиндрическом немагнитном стволе размещено четное количество катушек тяговых соленоидов, которые расположены вокруг оси ствола на одинаковом расстоянии от одного из его концов попарно напротив друг друга и вращаются вокруг оси ствола с помощью двигателя, а импульсы на катушки подаются через жидкометаллические контакты. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.The utility model relates to the field of armaments, in particular to electromagnetic launchers, and can be used for throwing and other movement of ferromagnetic solids. The technical result of the claimed utility model is to reduce the dispersion of electromagnetic energy, by concentrating it in the axis of the barrel, and to increase the speed of the missile body. To achieve the specified technical result, an electromagnetic accelerator of a missile body is proposed, comprising a cylindrical non-magnetic barrel with traction solenoid coils mounted on it, mounted on magnetic circuits, control means for switching power circuits, and an even number of traction solenoid coils placed around the barrel axis on a cylindrical non-magnetic barrel at the same distance from one of its ends in pairs opposite each other and rotate around the axis of the barrel with engine, and pulses to the coils are fed through liquid metal contacts. 2 s.p. f-ly, 8 ill.

Description

Электромагнитный ускоритель метаемого тела.Electromagnetic accelerator propelled body.

Полезная модель относится к области вооружения, в частности к электромагнитным пусковым установкам, и может быть использовано для метания и иного перемещения ферромагнитных твердых тел.The utility model relates to the field of armaments, in particular to electromagnetic launchers, and can be used for throwing and other movement of ferromagnetic solids.

Из существующего уровня техники известен резонансный электромагнитный ускоритель с компенсацией потерь (патент на изобретение № RU 2524574 от 19.12.2012), который содержит ферромагнитный ускоряемый объект; цилиндрическую немагнитную трубку с соосно закрепленными на ней и последовательно расположенными тяговыми соленоидами; средства коммутации обмоток соленоидов по сигналам управляющего устройства; силовые шины коммутации и конденсаторный источник энергии; силовые ключи, изолированные драйверы, обратные диоды, датчик тока; шину управления; главный коммутатор, основной драйвер и импульсный блок питания.From the existing level of technology, a resonant electromagnetic accelerator with loss compensation is known (patent for invention No. RU 2524574 dated 12.19.2012), which contains a ferromagnetic accelerated object; a cylindrical non-magnetic tube with coaxially mounted on it and sequentially located traction solenoids; means for switching solenoid windings according to the signals of the control device; power bus switching and capacitor power source; power switches, isolated drivers, reverse diodes, current sensor; control bus; main switch, main driver and switching power supply.

Известен также многоступенчатый линейный электромагнитный ускоритель соленоидного типа для метания ферромагнитных снарядов (патент на изобретение № RU 2331033 от 14.12.2006), содержащий цилиндрический ствол из немагнитного материала с соосно закрепленными на нем тяговыми соленоидами со средствами коммутации их обмоток по сигналам управляющего устройства и конденсаторный источник энергии, снабженный датчиком измерения линейного ускорения ствола, предназначенным для использования измеряемого им значения ускорения ствола при его отдаче, в качестве сигнала для управления средствами коммутации.Also known is a multi-stage linear electromagnetic accelerator of the solenoid type for throwing ferromagnetic shells (patent for invention No. RU 2331033 dated 12/14/2006), containing a cylindrical barrel of non-magnetic material with traction solenoids coaxially mounted on it with means for switching their windings according to the signals of the control device and a capacitor source energy, equipped with a sensor for measuring linear acceleration of the barrel, designed to use the measured value of the acceleration of the barrel when it is delivered, in as a signal to control the means of switching.

В качестве прототипа рассмотрим электромагнитный ускоритель метаемого тела (патент на изобретение № RU 2267074 от 12.08.2004), содержащий ферромагнитное метаемое тело, цилиндрический немагнитный ствол с соосно закрепленными на нем и последовательно расположенными катушками тяговых соленоидов, средства управления коммутацией цепей питания каждой катушки по сигналам датчиков положения метаемого тела, и он снабжен несколькими отдельными магнитопроводами, причем магнитопроводы расположены так, что каждый из них охватывает по две соседние катушки, примыкая обращенными к стволу боковыми элементами к торцам катушек. Основной технический результат, на достижение которого направлен прототип, является увеличение эффективности преобразования электромагнитной энергии в кинетическую, путем переноса части энергии от каждой выключаемой катушки к последующей включенной катушке синхронно с движением метаемого тела.As a prototype, consider an electromagnetic accelerator of a propelled body (patent for invention No. RU 2267074 dated 08/12/2004) containing a ferromagnetic propelled body, a cylindrical non-magnetic barrel coaxially mounted on it and sequentially located coils of traction solenoids, means for controlling the switching of the power circuits of each coil by signals sensors of the position of the missile body, and it is equipped with several separate magnetic cores, and the magnetic cores are arranged so that each of them covers two adjacent coils and, adhering to the trunk facing the side members to the ends of the coils. The main technical result, which the prototype aims to achieve, is to increase the efficiency of conversion of electromagnetic energy into kinetic energy by transferring part of the energy from each turn-off coil to the next turn-on coil in synchronization with the movement of the propelled body.

Недостатком указанных технических решений является низкий КПД из-за значительных потерь энергии вследствие бесполезного рассеяния большей части электромагнитной энергии полей катушек.The disadvantage of these technical solutions is the low efficiency due to significant energy losses due to the useless dissipation of most of the electromagnetic energy of the fields of the coils.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является увеличение КПД устройства.The task to which the claimed technical solution is directed is to increase the efficiency of the device.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является уменьшение рассеяния электромагнитной энергии, путем концентрирования ее в оси ствола и увеличение скорости метаемого тела.The technical result of the claimed utility model is to reduce the dispersion of electromagnetic energy by concentrating it in the axis of the barrel and increase the speed of the missile body.

Для достижения указанного технического результата предлагается электромагнитный ускоритель метаемого тела, содержащий цилиндрический немагнитный ствол с размещенными на нем катушками тяговых соленоидов, закрепленными на магнитопроводах, средства управления коммутацией цепей питания, причем на цилиндрическом немагнитном стволе размещено четное количество катушек тяговых соленоидов, которые расположены вокруг оси ствола на одинаковом расстоянии от одного из его концов попарно напротив друг друга и вращаются вокруг оси ствола с помощью двигателя, а импульсы на катушки подаются через жидкометаллические контакты.To achieve the specified technical result, an electromagnetic accelerator of a missile body is proposed, comprising a cylindrical non-magnetic barrel with traction solenoid coils mounted on it, mounted on magnetic circuits, control means for switching power circuits, and an even number of traction solenoid coils placed around the barrel axis on a cylindrical non-magnetic barrel at the same distance from one of its ends in pairs opposite each other and rotate around the axis of the barrel with engine, and pulses to the coils are fed through liquid metal contacts.

Пары катушек образуют электромагниты. Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет вращения электромагнитов вокруг и параллельно оси ствола. Катушки тяговых соленоидов с магнитопроводами могут иметь сечение треугольной формы для наиболее близкого расположения к оси ствола, что позволит получить дополнительную концентрацию магнитного поля в оси ствола.Pairs of coils form electromagnets. The achievement of the specified technical result is ensured by the rotation of the electromagnets around and parallel to the axis of the barrel. Coils of traction solenoids with magnetic circuits can have a triangular cross-section for the closest location to the axis of the barrel, which will provide an additional concentration of the magnetic field in the axis of the barrel.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.The essence of the utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 7 представлен электромагнитный ускоритель. На фиг. 5, фиг. 6 изображен электромагнит, на фиг. 8 изображена электрическая схема ускорителя, где:In FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, FIG. 7 shows an electromagnetic accelerator. In FIG. 5, FIG. 6 shows an electromagnet; FIG. 8 shows the electrical circuit of the accelerator, where:

1 - немагнитный ствол;1 - non-magnetic barrel;

2 - немагнитная опорная трубка;2 - non-magnetic support tube;

3 - соленоиды;3 - solenoids;

4 - магнитопроводы;4 - magnetic cores;

5 - жидкометаллические контакты;5 - liquid metal contacts;

6 - немагнитные подшипники;6 - non-magnetic bearings;

7 - электродвигатель;7 - electric motor;

8 - ремень электродвигателя;8 - electric motor belt;

9 - шкив для ременной передачи;9 - a pulley for a belt drive;

10 - метаемое тело;10 - throwing body;

11 - кнопка включения электродвигателя;11 - button to turn on the electric motor;

12 - блок питания заряда конденсаторов;12 - power unit charge capacitors;

13 - кнопка подачи импульса;13 - a pulse feed button;

14 - быстродействующий транзистор;14 - high-speed transistor;

15 - конденсаторы.15 - capacitors.

Электромагнитный ускоритель, представленный на фигурах 1-8, содержит три электромагнита, каждый из которых включает в себя две катушки индуктивности треугольного сечения расположенные вдоль оси ствола и объединенные в системный блок, имеющий сегментарную форму.The electromagnetic accelerator shown in figures 1-8 contains three electromagnets, each of which includes two triangular section inductors located along the axis of the barrel and combined into a system unit having a segmental shape.

Электромагнитный ускоритель содержит немагнитный ствол 1, на котором с помощью немагнитных подшипников 6 закреплена немагнитная опорная трубка 2. На опорной трубке 2 параллельно расположены: 3 подковообразных электромагнита вокруг ствола 1, состоящих из U-образных магнитопроводов 4, на каждом из которых размещено по два соленоида 3, жидкометаллические контакты 5, шкив 9 для ременной передачи от электродвигателя 7, и метаемое тело 10.The electromagnetic accelerator contains a non-magnetic barrel 1, on which, with the help of non-magnetic bearings 6, a non-magnetic support tube 2 is fixed. On the support tube 2 are located in parallel: 3 horseshoe-shaped electromagnets around the barrel 1, consisting of U-shaped magnetic circuits 4, each of which has two solenoids 3, liquid metal contacts 5, a pulley 9 for belt transmission from an electric motor 7, and a missile body 10.

Электромагнитный ускоритель работает следующим образом.Electromagnetic accelerator operates as follows.

Блок питания заряда конденсаторов 12 заряжает конденсаторы 15. При включении электродвигателя 7 кнопкой 11, передается вращение с помощью ремня 8 на шкив 9 и опорную трубку 2, достигая 2000 и более оборотов в минуту. Вместе с ней вращаются электромагниты, состоящие из магнитопроводов 4 и соленоидов 3, и жидкометаллические контакты 5.The power supply unit of the charge of the capacitors 12 charges the capacitors 15. When you turn on the electric motor 7 with button 11, the rotation is transmitted using the belt 8 to the pulley 9 and the support tube 2, reaching 2000 or more revolutions per minute. Together with it, electromagnets rotate, consisting of magnetic circuits 4 and solenoids 3, and liquid metal contacts 5.

Электрический импульс от конденсаторов 15 заряженных от блока питания 12, при включении быстродействующего транзистора 14, с помощью кнопки подачи импульса 13, передается на вращающиеся жидкометаллические контакты 5, а после - на соленоиды 3.The electric pulse from the capacitors 15 charged from the power supply 12, when you turn on the high-speed transistor 14, using the pulse feed button 13, is transmitted to the rotating liquid-metal contacts 5, and then to the solenoids 3.

Заявляемая совокупность признаков позволит обеспечить достижение заявленного технического результата следующим образом: за счет вращения электромагнитов вокруг оси ствола в соленоидах возникает магнитное поле усиленное магнитопроводами. Подковообразные электромагниты, расположенные вокруг оси ствола на одной высоте с чередующимися полюсами, направленными к метаемому телу, вращаясь, образуют вихревое концентрированное магнитное поле, которое и притягивает ферромагнитный снаряд, разгоняя его до высокой скорости.The claimed combination of features will ensure the achievement of the claimed technical result as follows: due to the rotation of the electromagnets around the axis of the barrel in the solenoids, a magnetic field is amplified by the magnetic circuits. Horseshoe-shaped electromagnets located around the axis of the barrel at the same height with alternating poles directed to the propelled body, rotating, form a concentrated vortex magnetic field, which attracts a ferromagnetic projectile, accelerating it to high speed.

Анализ патентной и научно-технической литературы не выявил технических решений с подобной совокупностью существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» заявляемой полезной модели.The analysis of patent and scientific and technical literature did not reveal technical solutions with a similar set of essential features, which allows us to conclude that the criterion of "novelty" of the claimed utility model is met.

Claims

1. An electromagnetic accelerator of a missile body, comprising a cylindrical non-magnetic barrel with traction solenoid coils mounted on it, mounted on magnetic circuits, means for controlling the switching of power circuits, characterized in that it contains an even number of traction solenoid coils that are located around the barrel axis at the same distance from one from its ends in pairs opposite each other and rotate around the axis of the barrel with the help of the engine, and pulses to the coils are fed through liquid metal contacts.

2. The electromagnetic accelerator according to claim 1, characterized in that the electromagnets rotate at a speed of at least 2000 rpm when a pulse is supplied.

3. The electromagnetic accelerator according to claim 1, characterized in that the solenoids are wound in one direction, where the end of the previous layer is connected to the beginning of the next.