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1、直流螺旋线圈电磁发射器的能量转换效率杨栋1,2，刘振祥3，舒挺1，杨丽佳1，沈志3，欧阳建明3（1.国防科技大学光电科学与工程学院，湖南长沙410073；2.莆田学院机电工程学院，福建莆田351100；3.国防科技大学理学院，湖南长沙410073）摘要：螺旋线圈电磁发射器采用运动感应的换向机制，很好地解决了线圈发射器的同步响应问题。研究螺旋发射器的能量转换情况和效率影响因素，对于发射器的结构选取和参数设计具有一定意义。综合考虑换向过程、炮口剩余磁能和电阻的能量损耗等因素，建立等效电路模型，通过理论、数值计算和实验的方法，对比分析了
2、常规螺旋发射器和一种新型螺旋发射器的效率。结果表明，电阻焦耳热损耗的能量最大，其次是换向磁能损失，而炮口剩余磁能损失最小。降低电阻，增大互感梯度，减小驱动线圈单元的匝数，增大工作电流等方式可以有效提高发射器的能量转换效率。然而，较大的互感梯度也会带来较大的换向磁能和炮口磁能损失，造成炮管烧蚀甚至损坏，能量泄放和效率降低。另外，恒流工作模式的螺旋发射器理论效率超过轨道炮，且新型螺旋发射器结构的理论效率接近100%，未来有望在超导或较低电阻的情况下实现应用。关键词：电磁发射；线圈炮；螺旋线圈发射器；能量转换效率中图分类号：TM303.
3、1文献标志码：A 文章编号：TheenergyconversionefficiencyofDChelicalcoilelectromagneticlaunchersYANGDong1,2,LIUZhenxiang3,SHUTing1,YANGLijia1,SHENZhi3,OUYANGJianming3(1.CollegeofOpto-electronicScienceandEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China；2.Scho
4、olofMechanical&ElectricalEngineering,PutianUniversity,Putian351100,China;3.CollegeofScience，NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China)Abstract:Helicalcoilelectromagneticlaunchersusingmotion-inducedcommutationstrategy,solvetheproblemofsynchronizationco
5、ntrolperfectly.Theenergyconversionofthehelicallauncherandtheinfluencingfactorsoftheefficiencyareofgreatsignificancetothestructureselectionandparameterdesignofthelauncher.Consideringthefactorssuchascommutationprocess,residualenergyofmuzzleandJoulelossofresistance,estab
6、lishingtheequivalentcircuitmodel,theefficiencyofconventionalhelicallauncherandanovelhelicallauncherisanalyzedbytheoretical,numericalandexperimentalmethods,respectively.TheresultsshowthattheJouleheatlossisthelargest,followedbythemagneticenergylossofcommutation,whilethe
7、muzzleresidualmagneticenergylossisminimal.Theenergyconversionefficiencyofthelaunchercanbeeffectivelyimprovedbyreducingtheresistance,increasingthemutualinductancegradient,reducingthenumberofturnsinthestatorcoilunit,andincreasingtheoperatingcurrent,etc.However,largerarm
8、aturecoilturnswillalsobringgreatermagneticenergyofcommutationandmuzzlemagneticenergyloss,resultinginbarrelerosionorevendamag
