CN109059629A - 一种基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道，属于电磁轨道炮技术领域，解决了现有轨道没有办法进行高效的实时冷却的问题。轨道内部开设U形的冷却管道；冷却管道包括：1条进水管、1条出水管和连接管；进水管和出水管均沿轨道的延伸方向设置，且进水管和出水管通过连接管连接；冷却管道内通有去离子水了冷却管道与液体循环***连通。本发明既保证了良好的导电效果，还能对轨道进行实施冷却，减少了轨道上产生的热量，也影响不到轨道的使用寿命，能及时散去炮膛内的热量，减少了烧蚀等情况的出现，提高了电磁轨道炮连续发射时的效率。

Description

一种基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道

技术领域

本发明涉及电磁轨道炮技术领域，尤其涉及一种基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道。

背景技术

电磁轨道炮是一种新概念武器，其主要原理是利用脉冲大电流产生电磁力加速弹丸。电磁力的大小与电流平方成正比，可以通过控制电流的大小来控制电磁力，从而控制弹丸的加速过程。

对于连续发射电磁轨道炮，在电枢发射过程中，因枢轨的电接触问题，导致枢轨接触面产生大量的热量，而且连发会造成炮膛内散热不充分，导致轨道表面被烧蚀等，造成轨道表面损伤。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道，用以解决现有轨道没有办法进行高效的实时冷却的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，一种基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道，轨道内部开设U形的冷却管道；冷却管道包括：1条进水管、1条出水管和连接管；进水管和出水管均沿轨道的延伸方向设置，且进水管和出水管通过连接管连接；冷却管道内通有去离子水了冷却管道与液体循环***连通。

本发明实施例中，进水管和出水管均从轨道远离炮口的一端穿出；连接管设置在轨道靠近炮口的一端的内部。

本发明实施例中，进水管和出水管并排设置在平行于轨道与电枢的基础面的平面上。

本发明实施例中，轨道的接触面的中央设有曲面凸起，曲面凸起沿轨道的延伸方向设置；

进水管和出水管均设置在轨道被曲面凸起覆盖的部分内，且进水管和出水管关于轨道轴线对称。

本发明实施例中，轨道的接触面上任意一点到冷却管道上任意一点的距离均大于或等于1cm。

本发明实施例中，进水管上任意一点到出水管上任意一点之间的距离大于或等于1cm。

本发明实施例中，液体循环***包括水泵、水罐、冷却装置；

水泵与水罐连接，冷却装置设置在水罐中；水泵与进水管连接；水罐与出水管连接。

本发明实施例中，轨道与电枢接触的导向面上设有曲面凸起。

另一方面，一种电磁轨道炮，电磁轨道炮包括轨道和电枢；轨道为前述实施例的基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道；轨道设有2条，且平行设置，2条轨道的曲面凸起相向设置；电枢在2条轨道之间运动。

本发明实施例中，电枢与轨道接触的面上设有曲面凹陷，且曲面凹陷的形状、尺寸和位置均与曲面凸起相同。

本发明技术方案的有益效果是：

1、本发明通过在轨道内设置冷却管道，并在冷却管道内通入去离子水，既保证了良好的导电效果，还能对轨道进行实施冷却，减少了轨道上产生的热量，也影响不到轨道的使用寿命，能及时散去炮膛内的热量，减少了烧蚀等情况的出现，提高了电磁轨道炮连续发射时的效率；

2、本发明通过合理的对进水管和出水管进行布局，在不影响电流密度的情况下，提高了冷却效果，防止局部发生烧蚀等现象。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例的电磁轨道炮原理示意图；

图2为本发明实施例的轨道横截面示意图；

图3为本发明实施例的轨道纵剖面示意图；

附图标记：

1-轨道；2-电枢；3-脉冲电源；4-进水管；5-出水管；6-连接管。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

电磁轨道炮的工作原理很简单，是根据物理学中的电磁感应定律制成。两导轨相互平行，发射组件沿着导轨轴线方向滑动，电枢2的作用是传递两导轨间电流，并接受洛伦兹力的作用，推动弹丸向炮口做加速运动，将电磁能转换成动能。发射时，电流在导轨的末端通入，沿一根导轨流动，通过电枢2，沿另一根导轨流回，构成闭合回路。大电流流经导轨回路感应出强大的磁场，电枢2中的电流和这个磁场相互作用，产生了非常高的推动发射组件向前做加速运动的电磁力，当电枢2到达炮口时，电枢2和电枢2前面的弹丸获得高速度，弹丸脱离电路或轨道1，开始自由飞行。

对于连续发射电磁轨道炮，在电枢2发射过程中，因枢轨的电接触问题，导致枢轨接触面产生大量的热量，而且连发会造成炮膛内散热不充分，导致轨道1表面被烧蚀等，造成轨道1表面损伤。为减少轨道1的损伤，炮膛内的热管理是很重要的，有效的方式是实时的对轨道1进行冷却。

本发明实施例的主要思路是：在不影响电流密度的情况下，对轨道1开冷却管道，冷却管道从炮尾位置开始贯穿整个轨道1，但未到炮口位置，拐弯折回到炮口处，相当于整个轨道1有两个冷却管道。

本发明实施例提供了一种基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道，轨道1内部开设U形的冷却管道；冷却管道包括：1条进水管4、1条出水管5和连接管6；进水管4和出水管5均沿轨道1的延伸方向设置，且进水管4和出水管5通过连接管6连接；冷却管道内通有去离子水了冷却管道与液体循环***连通。

冷却轨道1的目的是能及时充分散去炮膛内的热量，减少轨道1受热损伤等情况。在电枢2的发射过程中，在轨道1尾部的冷却管道中通入去离子水对轨道1进行实时冷却处理，去离子水经过U字型的冷却轨道1，再从炮尾处的冷却管道流出。

本发明实施例中，优选使用去离子水是指除去了呈离子形态杂质后的纯水，电阻率可达到18×10⁶Ω·m左右，电阻率小于10^-5Ω·m的称导电体，如金属材料等。电阻率大于100×10⁶Ω·m的称绝缘体，如陶瓷、橡胶、塑料等材料。介于两者之间的称半导体绝缘或半导体，所以去离子水是半导体，导电能力很弱，但是能够导电。

为了进一步提高冷却管道对轨道1的冷却效果，进水管4和出水管5均从轨道1远离炮口的一端穿出；连接管6设置在轨道1靠近炮口的一端的内部。这样设计加大了轨道1中冷却的面积，从炮尾处回收去离子水即易回收又不影响外观。

实际使用时，通常为了提高电磁轨道炮内的电流密度更加均匀，电磁轨道炮轨道1的接触面的中央设有曲面凸起，曲面凸起沿电磁轨道炮轨道1的延伸方向设置。曲面凸起能够削弱电磁轨道炮轨道1内的电流像轨道1的四角集中的现象，使电磁轨道炮轨道1内的电流密度更加均匀。

为了使冷却管道在轨道1的同一截面上的冷却效果尽量均匀，本发明实施例中，进水管4和出水管5并排设置在平行于轨道1与电枢2的基础面的平面上。并且综合考虑曲面凸起对轨道1产生热量的分布的影响，进水管4和出水管5均设置在轨道1被曲面凸起覆盖的部分内，且进水管4和出水管5关于轨道1轴线对称，即进水管4绕轨道1的轴线旋转180°后与出水管5完全重合。

对于轨道1而言，冷却管道的开设不能影响到轨道1本身对电流的传导，为了保证电磁轨道炮发射的能量利用率，本发明实施例中，轨道1的接触面上任意一点到冷却管道上任意一点的距离均大于或等于1cm；进水管4上任意一点到出水管上任意一点之间的距离大于或等于1cm。过小的距离会导致电磁轨道炮轨道1内局部电流密度过大，产生的高热量会损坏电磁轨道炮轨道1，而且如果电磁轨道炮轨道1的截面面积过小，会降低发射的能量利用率。

为了使冷却管道内的去离子水循环更加流畅，本发明实施例中，液体循环***包括水泵、水罐、冷却装置；水泵与水罐连接，冷却装置设置在水罐中；水泵与进水管4连接；水罐与出水管5连接。水罐是用来储存去离子水的；是将去离子水从压力低的场所输送到压力高的场所，且在去离子水输送过程中要保持低温，尽量减少冷损。这样设计加大了轨道1中冷却的面积，从炮尾处回收去离子水即不影响外观，又容易回收用过的去离子水。

本发明目的在于通过在轨道1中开冷却管道，带冷却管道的导轨是在枢轨接触面处的曲面凸起的下方，因为冷却通道是个U型的通道，为减少冷却管道对电流密度分布的影响，离曲面凸起的最顶端至少1cm处开冷却管道，且冷却管道主要针对曲面凸起和两侧平面的交接处。在电枢2运动过程中，通过水泵将去离子水罐中的去离子水持续的送到轨道1的冷却管道中，达到对轨道1冷却的效果。

在轨道1中开U型的冷却管道比较麻烦，在成形的轨道1直接开孔，工艺上实现起来较难。本发明实施例可以在轨道1加工过程中开孔，或者在成形的轨道1上先打上两个贯通的孔，再在炮口部分将两个孔贯通，然后堵起多余的部分。持续不断的在冷却管道中通入去离子水能持续不断的给轨道1降温，减少轨道1上的能量损失并减小了轨道1受热损伤等情况，增大了电枢2的加速力，从而增大了***的效率。

本发明的另一个实施例提供了一种电磁轨道炮，电磁轨道炮包括轨道1和电枢2；轨道1为前述实施例的基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道；轨道1设有2条，且平行设置，2条轨道1的曲面凸起相向设置；电枢2在2条轨道1之间运动。

工作过程为：

电路导通，脉冲电源3提供电流，电流依次通过第一轨道1、电枢2和第二轨道1，回到脉冲电源3，大电流流经导轨回路感应出强大的磁场，电枢2中的电流和这个磁场相互作用，产生了非常高的推动发射组件向前做加速运动的电磁力，当电枢2到达炮口时，电枢2和电枢2前面的弹丸获得高速度，弹丸脱离电路或轨道1，开始自由飞行。

为了使电流的传输更加有效，电枢2与轨道1接触的面上设有曲面凹陷，且曲面凹陷的形状、尺寸和位置均与曲面凸起相同。

综上所述，本发明实施例提供了一种基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道，本发明通过在轨道内设置冷却管道，并在冷却管道内通入去离子水，既保证了良好的导电效果，还能对轨道进行实施冷却，减少了轨道上产生的热量，也影响不到轨道的使用寿命，能及时散去炮膛内的热量，减少了烧蚀等情况的出现，提高了电磁轨道炮连续发射时的效率；本发明通过合理的对进水管和出水管进行布局，在不影响电流密度的情况下，提高了冷却效果，防止局部发生烧蚀等现象。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道，其特征在于，所述轨道(1)内部开设U形的冷却管道；所述冷却管道包括：进水管(4)、出水管(5)和连接管(6)；所述进水管(4)和出水管(5)均沿所述轨道(1)的延伸方向设置，且所述进水管(4)和出水管(5)通过连接管(6)连接；所述冷却管道内通有去离子水，所述冷却管道与液体循环***连通。

2.根据权利要求1所述的基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道，其特征在于，所述进水管(4)和出水管(5)均从所述轨道(1)远离炮口的一端穿出；所述连接管(6)设置在所述轨道(1)靠近炮口的一端的内部。

3.根据权利要求2所述的基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道，其特征在于，所述进水管(4)和出水管(5)并排设置在平行于所述轨道(1)与电枢(2)的接触面的平面上。

4.根据权利要求3所述的基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道，其特征在于，所述接触面的中央设有曲面凸起，所述曲面凸起沿所述轨道(1)的延伸方向设置；

所述进水管(4)和出水管(5)均设置在所述轨道(1)被所述曲面凸起覆盖的部分内，且所述进水管(4)和出水管(5)关于所述轨道(1)轴线对称。

5.根据权利要求4所述的基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道，其特征在于，所述接触面上任意一点到所述冷却管道上任意一点的距离均大于或等于1cm。

6.根据权利要求5所述的基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道，其特征在于，所述进水管(4)上任意一点到所述出水管(5)上任意一点之间的距离大于或等于1cm。

7.根据权利要求6所述的基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道，其特征在于，所述液体循环***包括水泵、水罐、冷却装置；

所述水泵与水罐连接，所述冷却装置设置在所述水罐中；所述水泵与所述进水管(4)连接；所述水罐与所述出水管(5)连接。

8.根据权利要求7所述的基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道，其特征在于，所述轨道(1)的接触面上设有曲面凸起。

9.一种电磁轨道炮，其特征在于，所述电磁轨道炮包括轨道(1)和电枢(2)；所述轨道(1)为权利要求1-8任一所述的基于去离子水冷却的电磁轨道炮的轨道；所述轨道(1)设有2条，且平行设置，2条轨道(1)的曲面凸起相向设置；所述电枢(2)在2条轨道(1)之间运动。

10.根据权利要求1-9所述的电磁轨道炮，其特征在于，所述电枢(2)与轨道(1)接触的面上设有曲面凹陷，且所述曲面凹陷的形状、尺寸和位置均与所述曲面凸起相同。