¿Cuál es el principio de la pistola electromagnética?
Las pistolas electromagnéticas se pueden dividir en pistolas de riel, pistolas de bobina y pistolas de reconexión magnética.
El principio básico de la pistola electromagnética: Un cable ubicado en un campo magnético será empujado por una fuerza cuando se energice. Al mismo tiempo, si se permite que el cable se mueva en el campo magnético. Si se cortan las líneas de fuerza magnéticas, también se generará una corriente en el cable.
Esta es la famosa ley de inducción electromagnética de Faraday.
La pistola electromagnética puede considerarse como un tipo especial de motor eléctrico, porque su rotor no gira, sino que es un proyectil que acelera en línea recta.
1. Railgun
El Railgun electromagnético consta de dos rieles guía paralelos fijos conectados a una gran fuente de corriente y una armadura que puede deslizarse a lo largo del eje del riel guía.
Durante el lanzamiento, la corriente fluye desde un riel guía a través de la armadura, y luego regresa a través del otro riel guía, formando un circuito cerrado.
Cuando una fuerte corriente fluye a través de dos rieles guía paralelos, se genera un fuerte campo magnético entre los dos rieles guía. Este campo magnético interactúa con la corriente que fluye a través de la armadura para generar una fuerte fuerza electromagnética. impulsa la armadura y el proyectil colocado delante de la armadura acelera a lo largo del riel guía, logrando así una alta velocidad.
Según la ley de Biot-Savart y la ley de Ampère, se puede deducir que la fuerza del campo electromagnético ejercida sobre la armadura es proporcional al cuadrado de la intensidad de corriente, es decir: F=kI2
Se puede ver que para obtener la alta velocidad del proyectil, se debe suministrar una fuerte corriente a la pista.
Por lo general, el valor de la corriente está en el rango de megaamperios y el ancho del pulso de la corriente es del orden de milisegundos.
2. Cañón de bobina
Un cañón de bobina coaxial consta de una serie de bobinas de aceleración fijas que rodean el ánima del arma y una bobina móvil transportada por un proyectil (bobina de proyectil) que rodea el proyectil.
Utiliza la fuerza electromagnética generada por la inducción mutua entre la bobina de aceleración y la bobina del proyectil como fuerza de aceleración del proyectil.
Cuando se aplica repentinamente una corriente a la bobina aceleradora, se generará una corriente inducida correspondiente en la bobina del proyectil. En este momento, las dos bobinas equivalen a dos electroimanes que se repelen. La fuerza que experimenta la bobina del proyectil es la fuerza de aceleración.
Al lanzar, las bobinas aceleradoras se alimentan a su vez, generando así un campo magnético que se mueve a lo largo del cañón. Este campo magnético interactúa con el campo magnético excitado por la corriente inducida en la bobina del proyectil para generar una señal continua. fuerza de aceleración, acelerando así el movimiento del proyectil.
Cabe señalar que la interacción entre la bobina aceleradora y la bobina del proyectil es equivalente a la interacción entre dos imanes, que pueden repelerse o atraerse entre sí, y pueden acelerar o desacelerar el proyectil.
Por lo tanto, es necesario garantizar que el campo magnético generado por la bobina aceleradora esté sincronizado con precisión con la posición de movimiento de la bobina del proyectil.
3. Pistola de reconexión
La pistola de reconexión es una nueva forma de pistola electromagnética. Actualmente, solo Estados Unidos ha realizado algunas investigaciones teóricas sobre pistolas de reconexión de una sola etapa.
La pistola de reconexión de una sola etapa consta de dos bobinas coaxiales rectangulares, superior e inferior, con un espacio entre ellas.
El emisor es un paralelepípedo rectangular que puede pasar a través del espacio entre las dos bobinas para realizar un movimiento acelerado.
El cañón de reconexión combina las ventajas de un cañón de bobina que puede lanzar proyectiles de gran masa y un cañón de riel que puede lanzar proyectiles de velocidad ultraalta. También puede darle al proyectil una fuerza de aceleración máxima más alta y. Haga que la fuerza de aceleración promedio y la aceleración máxima no sean muy diferentes entre las fuerzas, por lo que el proyectil obtiene una aceleración uniforme. El cañón de reconexión se considera la forma estructural del futuro cañón electromagnético de ultra alta velocidad basado en el espacio.