一种利用内部电流做磁场增强的电推进装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种利用内部电流做磁场增强的电推进装置，包括两对梳状电极及充满二者之间的介电层、正负极导电条、控制开关、弹药以及外电路；其中，两对梳状电极的齿相互交错，分别位于正负极导电条的左右两侧，齿之间充满介电材料。弹药在两个导电条中间，位于起始端，弹药外壳是金属导电材料且与两个导电条都有接触，左右两个梳状电极的正极和负极前后位置相反，外电路给正负梳状电极之间施加高电压，使梳状电极的正极带正电荷，梳状电极的负极带负电荷，控制开关闭合，内部电流产生的磁场叠加在具有金属外壳的弹药的电流之上，所产生的安培力驱动弹药前进。相对于传统轨道推进，本发明专利技术具有更高的推力和效率。具有更高的推力和效率。具有更高的推力和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种利用内部电流做磁场增强的电推进装置


[0001]本专利技术属于电磁推进
，具体涉及一种利用内部电流做磁场增强的电推进装置。

技术介绍

[0002]传统的脉冲功率电容器作为电源的电推进装置，无论是轨道式还是线圈式，或者二者的组合方式，从结构上都是电容器对电感型负载放电，电路上电容和电感分开，理论上，其能量利用率不大于50％，另外，都需要制造专用的电推进发射具(参考中国专利申请：CN202021196243.4，CN202010569204.2，CN202011137713.4，CN201911125538.4等等)和专用的搭载弹药或战斗部的电枢(参考中国专利申请：CN202010596960.4，CN201910481562.5，CN201920073564.6等等)，发射具和储能元件为分别独立的部分。一般用脉冲功率电容器作为电源，电子从电容器的负极经过负载运动到正极，电子在电极薄膜内部移动过程中形成的电流可以称为内部电流，内部电流在电容器内部产生大量无效能量损耗，降低了整体运行效率，目前的电容器独立作为电源的方式无法利用这部分能量，只能在电容器内部产生焦耳热损耗和电动力，限制了电容器的充放电频率，整个电容器也需要加固外壳来克服电动力。另外，现有的技术方案如果是轨道式，要在不增加初级长度情况下提高出口速度，要么增加脉冲功率电源的个数，在主轨道上下(或者两侧)加设专门的产生背景磁场的辅助轨道或者线圈，增加了结构的复杂程度；要么提高脉冲功率电源的电压，也就增加了整个推进系统对增高电压引起的绝缘强度要求。

技术实现思路

[0003]为解决现有轨道式电磁推进的脉冲功率电容器为独立模块，且需要专门的背场轨道或者线圈的技术问题，本专利技术提供一种利用内部电流做磁场增强的电推进装置，简化现有的轨道式电推进器的结构，提高了系统运行效率，理论上能够突破传统轨道式电推进器的50％上限。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种利用内部电流做磁场增强的电推进装置，包括两对梳状电极、中间的两个导电条和外电路；所述两对梳状电极为左后梳状电极，右后梳状电极，右前梳状电极和左前梳状电极，所述两个导电条为右导电条和左导电条；具有金属导电外壳的弹药位于起始端，并位于所述右导电条和左导电条的中间并有接触；在所述左后梳状电极和左前梳状电极的齿之间、右后梳状电极和右前梳状电极的齿之间，充满介电材料；所述左后梳状电极和右前梳状电极在电位上是一组，先互连后再与右导电条连接；所述左前梳状电极和右后梳状电极在电位上是一组，先互连和再与左导电条连接；在任意一组梳状电极与相连的导电条之间设置一个控制开关；所述外电路用于在两组梳状电极之间施加高电压。
[0006]进一步地，所述左后梳状电极和左前梳状电极的齿、右后梳状电极和右前梳状电极相互交错，分别位于两个导电条的左右两侧。
[0007]进一步地，左右两个梳状电极的正极和负极前后位置相反，其中，梳状电极的正极在起始端的一侧相邻的导电条是正极导电条，另一侧的梳状电极的正极在出口端，相邻的是负极导电条；两侧的梳状电极的正极均与正极导电条连接，两侧梳状电极的负极均与负极导电条连接。齿之间充满介电材料。弹药在两个导电条中间，位于起始端，弹药外壳是金属导电材料且与两个导电条接触。
[0008]进一步地，所述控制开关位于任意一组的梳状电极和导电条之间，即梳状电极的正极与正极导电条之间，或者梳状电极的负极与负极导电条之间的任意一个位置。
[0009]进一步地，所述控制开关处于断开状态，外电路给正负梳状电极之间施加高电压，使梳状电极的正极带正电荷，梳状电极的负极带负电荷，电压达到额定值之后，所述控制开关闭合，其内部电流产生的磁场叠加在具有金属导电外壳的弹药的电流之上，所产生的安培力驱动所述弹药前进。
[0010]进一步地，所述两组梳状电极的正负极性可以互换。
[0011]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0012](1)本专利技术将脉冲功率储能器件、轨道推进器初级及其机械加强结构一体化，在具备储能、推进、结构加强等基础功能的同时，集成为一个元件，降低了系统复杂度、体积和重量；其将脉冲功率电容器、初级推进器一体化的设计方案，简化了现有的轨道式电推进器的结构，提高了系统运行效率，理论上能够突破传统轨道式电推进器的50％上限。
[0013](2)电荷在梳状电极内部移动过程中，形成的内部电流产生的磁场叠加在正负导电条之间的弹药上，与弹药金属外壳的电流相互作用，额外的安培力驱动弹药加速前进，相对于现有轨道式电推进器，具有更大的推进力和运行效率。
[0014](3)本专利技术的装置结构简单，通过变形设计可以适用于现有传统火药弹丸推进装置而形成兼容。一次推进动作后，储能部件，也就是梳状电极，可以重新充电，内部装填新的弹药，实现快速重复推进。
附图说明
[0015]图1本专利技术的两对梳状电极、导电条和弹药之间的空间位置关系示意图；
[0016]图2本专利技术的两对梳状电极，导电条和弹药之间俯视示意图，特别示出各部件之间的电位关系；
[0017]图3本专利技术梳状电极的空间姿态变形示意图；
[0018]图4本专利技术梳状电极的空间形状变形示意图；
[0019]图中：1.左后梳状电极；2.右后梳状电极；3.右前梳状电极；4.左前梳状电极；5.右导电条；6.左导电条；7.弹药。
具体实施方式
[0020]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0021]本专利技术为利用内部电流做磁场增强的电推进装置，如图1所示，所述电推进装置包
括两对梳状电极，分别为：左后梳状电极1，右后梳状电极2，右前梳状电极3和左前梳状电极4，以及位于中间的两个导电条，分别为右导电条5和左导电条6，具有金属外壳的弹药7位于右导电条5和左导电条6的中间并有接触。所述左后梳状电极1与左前梳状电极4、右前梳状电极3和右后梳状电极2的齿相互交错，分别位于右导电条5和左导电条6的左右两侧。在齿之间，充满了介电材料。
[0022]如图2所示，以上各部分之间按如下对应关系进行导线连接：左后梳状电极1与右导电条5的起始端连接，右后梳状电极2与左导电条6的起始端连接，左前梳状电极4与左导电条6的起始端连接，右前梳状电极3与右导电条5的起始端连接。也就是左后梳状电极1和右前梳状电极3在电位上是一组，称为甲组，先互连后再与右导电条5连接；同样，左前梳状电极4和右后梳状电极2在电位上是一组，称为乙组，先互连和再与左导电条6连接。在任意一组梳状电极与相连的导电条之间，加一个控制开关。
[0023]最初，控制开关处于断开状态，所述外电路(未绘出)在甲、乙两组梳状电极之间施加高电压，高电压正负极与甲乙组之间的关系不限定，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用内部电流做磁场增强的电推进装置，其特征在于：包括两对梳状电极、中间的两个导电条和外电路；所述两对梳状电极为左后梳状电极，右后梳状电极，右前梳状电极和左前梳状电极，所述两个导电条为右导电条和左导电条；具有金属导电外壳的弹药位于起始端，并位于所述右导电条和左导电条的中间并有接触；在所述左后梳状电极和左前梳状电极的齿之间、右后梳状电极和右前梳状电极的齿之间，充满介电材料；所述左后梳状电极和右前梳状电极在电位上是一组，先互连后再与右导电条连接；所述左前梳状电极和右后梳状电极在电位上是一组，先互连和再与左导电条连接；在任意一组梳状电极与相连的导电条之间设置一个控制开关；所述外电路用于在两组梳状电极之间施加高电压。2.根据权利要求1所述的一种利用内部电流做磁场增强的电推进装置，其特征在于：所述左后梳状电极和左前梳状电极的齿、右后梳状电极和右前梳状电极的齿相互交错，分别位于两个导电条的左右两侧。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王厚生，李耀华，马本栋，王建超，靳鹏云，白洁，孙屹康，史黎明，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：