【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁发射器领域，尤其是一种磁阻式线圈炮的弹丸磁悬浮方法、控制系统，以及一种磁悬浮磁阻式线圈炮。
技术介绍
1、电磁炮是一种使用电磁场加速弹丸的装置，分为线圈炮和轨道炮两类。常见的线圈炮又包括两类，分别是感应式线圈炮(感应炮)和磁阻式线圈炮(磁阻炮)。
2、对于高性能的线圈炮，弹丸的“径向运动”是一个值得重点研究的课题。一般来讲，我们希望弹丸能悬浮在炮管中间，如图1(a)所示，其中1为弹丸，5为炮管壁，6为炮管轴线，7为弹丸的运动路径，弹丸悬浮在炮管中间，即使受外力扰动而偏离中间，也可以自动回复到中间。这需要做一些特殊操作，否则大概率弹丸会靠在炮管壁上，如图1(b)所示，弹丸靠在炮管的壁上，即使它的初始位置在中间，也会因为各种微小的扰动，而靠到炮管壁上。即使再次受到扰动，脱离炮管壁，也会重新靠到炮管壁上。
3、线圈炮中的感应炮，有一些关于弹丸磁悬浮的研究，例如
4、ki-bong kim，zabar,z等在文献《in-bore projectiledynamics in the linearinduction launcher(lil).1.oscillations》(ieee transactions on magnetics)中介绍了：线性感应发射器中的弹丸受到定心(悬浮)力和推进力的作用，由于它们的分布不均匀，这些力会引起弹丸的旋转，以及弹丸在轴线的平移。
5、ki-bong kim等人还以感应炮为例，在《restoring force between twono
6、上述文献里指出，对于感应炮，当弹丸中心和线圈中心间距较近时，弹丸能实现磁悬浮。而弹丸和线圈距离较远时，弹丸受到的电磁力会使其靠到炮管上。
7、但是，在磁阻炮中，目前的研究主要集中在弹丸的“轴向运动”的特性上，比如弹丸的速度，动能等。目前鲜见关于磁阻炮弹丸的“径向运动”特性的研究，比如弹丸是靠在炮管壁上，还是悬浮在炮管中间。
8、“轴向”和“径向”是对于圆柱形弹丸而言的，对于非圆柱形的弹丸，则是指“弹丸前进方向上”和“与弹丸前进方向垂直的平面上”。
9、两个磁阻炮的典型例子如下：
10、cn102278912a公开的开关磁阻式多级加速线圈炮，以及
11、cn114087919a公开的一种模块化多级线圈炮
12、文献cn102278912a和cn114087919a中描述的都是多级磁阻炮，并且都是带有位置传感器的，例如cn102278912a中提到了“光电开关”，cn114087919a中提到了“一对反向绕制的线圈”，但是它们都完全没有提到过弹丸磁悬浮，以及其实现方法。
13、另一种常见的技术方案是，纯开环延迟方案。这种方案与上述两篇专利文献不同，在加减速过程中，不使用传感器检测弹丸位置，只是在预定的时间导通预定的线圈。这种方案通过让弹丸保持在磁场的稳定区中，来使磁场和弹丸的相对位置即使在受到随机扰动的情况下，也能符合预期。这种技术方案是本领域技术人员所熟知的。
14、另外，文献cn104575194a公开了一种基于电磁炮的磁悬浮模型建立方法。但其中提到的“磁悬浮”，其实是“自由落体运动”。与本专利所描述的“磁悬浮”无关。
15、《电炮原理》(王莹,肖峰，国防工业出版社，1995)里有一小部分内容(第3章线圈炮,3.1线圈炮理论基础,3.1.2磁悬浮浅论,98-101页)讨论了线圈炮弹丸的磁悬浮，但是其中描述的技术方案是在炮管上额外添加一组金属导向板条，弹丸运动在这些导向板条内部产生涡流，这些涡流和弹丸电流相互作用，而产生悬浮力，这需要额外的设施实现，增加了电磁炮的成本和尺寸，不利于便携式设计。
技术实现思路
1、本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种磁阻式电磁炮的弹丸磁悬浮方法，以在不额外增加设施的情况，实现弹丸的磁悬浮。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术提供了一种磁阻式线圈炮的弹丸磁悬浮方法，所述磁阻式线圈炮包括至少一个线圈，方法包括：
4、控制当前线圈的导通时间，以使得：
5、弹丸在第一区域内受到的回中力的总冲量，大于在第二区域内受到的靠边力的总冲量；以及
6、弹丸在第一区域内受到的稳定力矩的总角冲量，大于在第二区域内受到的失稳力矩的总角冲量；
7、所述第一区域，位于弹丸受到的电磁力大小与距线圈的距离成反相关的区域，所述第二区域，位于弹丸受到的电磁力大小与距线圈的距离成正相关的区域。
8、进一步的，所述第一区域，位于弹丸受到的电磁力大小与距线圈的距离成反相关的区域中，最两侧的区域。
9、进一步的，在加速阶段，所述第一区域，位于弹丸受到的电磁力大小与距线圈的距离成反相关的区域，与线圈磁场对弹丸的作用力为正的区域的重叠区域。
10、进一步的，在减速阶段，所述第一区域，位于弹丸受到的电磁力大小与距线圈的距离成反相关的区域，与线圈磁场对弹丸的作用力为负的区域的重叠区域。
11、本专利技术还提供了上述磁阻式线圈炮的弹丸磁悬浮方法的第一种控制系统，其包括至少一个传感器、控制电路，以及功率回路，所述控制电路分别连接所述传感器和所述功率回路；其中：
12、所述传感器用于检测弹丸的位置；
13、所述功率回路用于给线圈提供脉冲功率电流；
14、所述控制电路根据所述传感器提供的弹丸的位置信息，控制功率回路在相应时间给线圈通电。
15、进一步的，所述控制电路被配置为：
16、所述控制电路中预配置有各线圈预计的导通时间，所述控制电路持续接收传感器提供的信息；
17、在加速阶段，当传感器提供的信息显示，预计的导通时刻会使得弹丸和当前线圈之间的位置关系，比预期的更近时，控制电路将当前线圈导通时间提前；在当传感器提供的信息显示，预计的导通时刻会使得弹丸和当前线圈之间的位置关系，比预期的更远时，控制电路将当前线圈导通时间延后；
18、在减速阶段，当传感器提供的信息显示，预计的导通时刻会使得弹丸和当前线圈之间的位置关系，比预期的更近时，控制电路将当前线圈导通时间延后；在当传感器提供的信息显示，预计的导通时刻会使得弹丸和当前线圈之间的位置关系，比预期的更远时，控制电路将当前线圈导通时间提前。
19、进一步的，所述控制电路被配置为：
20、所述控制电路中预配置有各线圈对应的导通位置，当所述传感器提供的信息显示，弹丸和当前线圈之间的位置关系达到导通位置时，或者弹丸处在导通位置时，控制电路使当前线圈导通。
21、本专利技术还提供了上述磁阻式线圈炮的弹丸磁悬浮方法本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磁阻式线圈炮的弹丸磁悬浮方法，所述磁阻式线圈炮包括至少一个线圈，其特征在于，方法包括：
2.如权利要求1所述的磁阻式线圈炮的弹丸磁悬浮方法，其特征在于，所述第一区域，位于弹丸受到的电磁力大小与距线圈的距离成反相关的区域中，最两侧的区域。
3.如权利要求1或2所述的磁阻式线圈炮的弹丸磁悬浮方法，其特征在于，所述第一区域，位于弹丸受到的电磁力大小与距线圈的距离成反相关的区域，与线圈磁场对弹丸的作用力为正的区域的重叠区域。
4.如权利要求1或2所述的磁阻式线圈炮的弹丸磁悬浮方法，其特征在于，所述第一区域，位于弹丸受到的电磁力大小与距线圈的距离成反相关的区域，与线圈磁场对弹丸的作用力为负的区域的重叠区域。
5.如权利要求1-4任一所述的磁阻式线圈炮的弹丸磁悬浮方法的控制系统，其特征在于，包括至少一个传感器、控制电路，以及功率回路，所述控制电路分别连接所述传感器和所述功率回路；其中：
6.如权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述控制电路被配置为：
7.如权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述控制电路被配
8.如权利要求1-4任一所述的磁阻式线圈炮的弹丸磁悬浮方法的控制系统，其特征在于，包括控制电路以及功率回路，所述控制电路连接所述功率回路；其中：
9.一种磁悬浮磁阻式线圈炮，其特征在于，包括加速段和磁悬浮段，所述加速段用于加速弹丸，所述磁悬浮段包括如权利要求5-7任一所述的控制系统，并且，控制系统的功率回路至少连接所述加速段出口处的至少一级线圈。
10.一种磁悬浮磁阻式线圈炮，其特征在于，包括加速段和磁悬浮段，所述加速段用于加速弹丸，所述磁悬浮段包括如权利要求8所述的控制系统，并且，控制系统的功率回路至少连接所述加速段出口处的至少一级线圈。
...【技术特征摘要】
1.一种磁阻式线圈炮的弹丸磁悬浮方法，所述磁阻式线圈炮包括至少一个线圈，其特征在于，方法包括：
2.如权利要求1所述的磁阻式线圈炮的弹丸磁悬浮方法，其特征在于，所述第一区域，位于弹丸受到的电磁力大小与距线圈的距离成反相关的区域中，最两侧的区域。
3.如权利要求1或2所述的磁阻式线圈炮的弹丸磁悬浮方法，其特征在于，所述第一区域，位于弹丸受到的电磁力大小与距线圈的距离成反相关的区域，与线圈磁场对弹丸的作用力为正的区域的重叠区域。
4.如权利要求1或2所述的磁阻式线圈炮的弹丸磁悬浮方法，其特征在于，所述第一区域，位于弹丸受到的电磁力大小与距线圈的距离成反相关的区域，与线圈磁场对弹丸的作用力为负的区域的重叠区域。
5.如权利要求1-4任一所述的磁阻式线圈炮的弹丸磁悬浮方法的控制系统，其特征在于，包括至少一个传感器、控制电路，以及功率回路，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘永生，林华景，杨硕，刘虎，
申请(专利权)人：成都科创时空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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