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三级倾斜磁极六极矩电磁发射装置设计与优化
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TM153

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A Design and Optimization of Electromagnetic Launcher with a Three-Stage Tilted-Pole Sextupole Field
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    摘要:

    针对传统多极矩电磁发射装置存在的级间磁场耦合弱、旋转力矩生成效率低等问题,提出一种基于倾斜磁极结构的三级六极矩电磁发射装置(3S-TP-SFEL)。通过引入平行四边形截面的驱动线圈,提高级间磁场分布的均匀性,增强弹丸涡流路径与磁场梯度的动态匹配性能。基于有限元仿真软件Maxwell,采用场-路耦合方法对比分析新结构与传统模型的电磁特性及运动响应。结果表明:倾斜磁极结构通过改善轴向与周向磁场的分布,使电枢转速由2 125 r/min提升至3 000 r/min;通过参数扫描优化,在触发位置35 mm、扭转角17°时,电枢轴向速度达203.26 m/s,转速提升至16 738.02 r/min。研究验证了倾斜磁极结构增强多级磁场协同加速能力的有效性。

    Abstract:

    Aimed at the problems that inter-stage magnetic coupling is weak and rotational torque generation is inefficient in conventional multipole electromagnetic launcher, this paper proposes a Three-Stage Tilted-Pole Sextupole Field Electromagnetic Launcher (3S-TP-SFEL).The parallelogram-section driving coils are used to enhance magnetic field uniformity and dynamically align projectile eddy current paths with magnetic field gradients.Based on Maxwell finite-element,electromagnetic characteristics and dynamic responses are comparatively analyzed by field-circuit coupling methodology between the proposed and conventional configurations.The results demonstrate that the tilted-pole topology optimizes axial-circumference magnetic field interactions, increasing armature rotational speed from 2 125 r/min to 3 000 r/min. Through identifying optimal operational parameters,being at a trigger position of 35 mm and at a torsion angle of 17°,a peak axial velocity reaches 203.26 m/s and rotational speed 16 738.02 r/min.The tilted-pole structure is valid in enhancing multistage magnetic synergy.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

韩 磊,刘少伟,熊 玲.三级倾斜磁极六极矩电磁发射装置设计与优化[J].空军工程大学学报,2026,27(2):74-81

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  • 在线发布日期: 2026-04-27
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