به نام خدا

اسلحه مغناطیسی – کویل گان

چنان که می دانیم در پرتاب کننده های متعارف، در اثر انفجار باروت و آزاد شدن حجم قابل توجهی از گاز ناشی از انفجار،فشار قابل ملاحظه ای ایجاد میگردد که سیستم های مختلف پرتاب کننده در جهت استفاده از این فشار برای پرتاب پرتابه و احیاناً مسلح کردن مجدد پرتاب کننده طراحی شده اند. گرچه این سیستم انفجاری پرتاب، سرعت های خروجی قابل قبولی برای پرتابه حاصل می کند اما دارای معایبی نیز می باشند که عمدتاً عبارت اند از صدا،آتش(یا نور) و دود ناشی از انفجار باروت که از عوامل لو دهنده محل شلیک می باشند و نیز خطرات ناشی از خطرات ناشی از انفجار ناخواسته خرج(باروت) لازم برای شلیک که باید همواره توسط نفر یا واحد شلیک کننده حمل شود.از این رو همواره سعی بر این بوده است که سیستم جایگزینی یافت شود که حتی الامکان عاری از معایب سیستم انفجاری بوده و حتی به علاوه سرعت های بیشتری را برای پرتابه ایجاد نماید.

از آنجا که نیروهای مغناطیسی،نیروهای نسبتا قدرتمند و قابل کنترلی میباشند عموما سیستم جایگزین فوق الذکر، در طراحی های مختلف جهت استفاده از این نیروها برای پیشرانش پرتابه جستجو شده است.توضیح اینکه بر اثر حرکت نسبی قطب های مختلف مغناطیسی و الکتریکی در مجاورت یک دیگر،بر آنها نیروهایی اعما میشود که بزرگی و جهت آنها به شدت میادین الکتریکی ومغاطیسی و فاصله ی بین قطبها و نیز سرعت جابجایی آنها نسبت به یدیگر بستگی دارد.از آنجا که این پارامترها به ویژه سرعت جابجایی با استفاده از فناوری های موجود به راحتی قابل افزایش و کنترل است.به سهولت متوان علاوه بر جهت دهی و هدایت نیروهای الکترومغناطیسی ،آنها را به اندازه کافی افزایش داد ودر سیستم های مختلف مهندسی مانند الکتروموتور ها ،سلونئوید ها ،توربین ها و… از آنها استفاده کرد طبیعی هست که طراحان مختلف به فکر استفاده از این نیروی بزرگ قابل کنترل به عنوان پیشرانش پرتابه باشند تا علاوه بر حذف معایب فوق الذکر سیستم انفجاری، احتمالاً سرعت های بیشتری برای پرتابه نیز به دست آورد.در همین راستا تاکنون عمدتاً دو سیستم پرتابه الکترومغناطیسی در حد آزمایشی و نیمه صنعتی ساخته شده است که عبارت اند از کویل گان و ریل گان ( دو نوع اسلحه مغناطیسی ) که در مورد آن ها به اختصار توضیح داده خواهد شد. در این دو سیستم، به طور مستقیم در کویل گان و غیر مستقیم در ریل گان از شتاب گرفتن دو قطبی های مغناطیسی بزرگ استفاده می شود.این سیستم ها، با توجه به معایبی از آن ها که تاکنون مرتفع نشده است، هنوز به طور کامل گسترش نیافته و جایگزین سیستم های مرسوم نشده اند هرچند(به ویژه س

انواع پرتاب کننده های الکترومغناطیسی و قواننین حاکم بر آنها

اسلحه ای است که از (PULSED ENERGY WEAPONS) یک اسلحه ی انژی پالسی پالسهای الکتریکی برای شلیک پرتابه در اسلحه مغناطیسی استفاده میکند یا عملکردش انتقال جرین الکتریکی به هدف است.در این اسلحه ها غالبا از خازن ها بزرگ برای ذخیره بار الکتریکی که هنگام شلیک آزاد میشود استفاده میگردد.در سیستم های دوربرد بزرگ گاهی از سیستم های که با استفاده از COMPENSATED PULSED ATERNATOR یا COMPULSATOR نیروی چرخشی،بار را ذخیره میکند استفاده میشود.اسلحه های آزمایشی انرژی پالسی عبارتند و لیزرهای معین .در اینجا به شرح (RAIL GUN) تفنگ ریلی ، ( COIL GUN) از تفنگ کویلی مورد کویل گان می پردازیم:

تفنگ کویلی:

CoilGun

در یک تفنگ کویلی از یک یا تعداد بیشتری کویل الکترومغناطیسی برای شتاب دادن به پرتابه های مغناطیسی استفاده می شود. کویل ها در امتداد لوله تفنگ قرار داده می شوند به گونه ای که از اینکه پرتابه به سرعت در امتداد لوله تفنگ تحت تأثیر نیرو های مغناطیسی شتاب گیرد اطمینان حاصل شود.در واقع تفنگ کویلی سیم لوله ای است که به هنگام عبور جریان از آن میدان مغناطیسی ایجاد می کند که پرتابه فرومغناطیس را به درون خود می کشد.جریان عبور داده شده بزرگ و لحظه ای است. وقتی پرتابه به نزدیکی مرکز کویل می رسد این جریان قطع شده و در کویل بعدی برقرار می شود. با تکرار این عمل پرتابه در مراحل متوالی به طور تصاعدی شتاب می گیرد. جریان از یک منبع جریان قابل تخلیه شدن سریع که نوعاً یک باتری یا یک مجموعه خازن ظرفیت بالای ولتاژ بالا می باشد،تأمین می شود. از یک دیود برا محافظت از خازن های حساس به جهت گیری)مثل الکترولیت ها( استفاده می شود تا در برابر جهت گیری معکوس جریان پس از انجام عمل تخلیه از آن ها محافظت شود.

بیشتر بخوانید...  جلسه اول : انواع مقاومت ها

یک مانع اساسی در طراحی تفنگ کویلی تنظیم زمان برقراری جریان در کویل ها است.چند گزینه ی اصلی وجود دارد.ساده ترین (و احتمالا کم اثرترین ) آن گاف جرقه ( SPARK GAP ) است که هنگامی که ولتاژ به حد آستانه ی معین برسد انرژی ذخیره شده را در کویل آزاد میکند.گزینه ی بهتر ،استفاده از سوئیچ های حالت جامد است که شامل IGBT ها (که میتوانند در بین پالس خاموش شوند) و SCR ها (که همه ی انرژی ذخیره شده را قبل از خاموش شدن آزاد میکند ) میشود.یک سوئیچ سریع و نا مطبوع ،استفاده از لامپ فلاش به عنوان سوئیچ است .با متوالی بستن آن با کویل ،میتواند بدون سروصدا وتخریب(گرچه فلاشی از نور وجود خواهد داشت) به مقدار زیادی از جریان اجازه عبور از کویل را بدهد.همانند هر لامپ فلاشی ،یونش گاز داخل لامپ تحت تاثیر یک ولتاژ بالا،جریان را برقرار میکند،لیکن میکند هنگامی که ولتاژ دو سر لامپ به اندازه کافی افت کند ،لامپ رسانش جریان را قطع میکند که این امر باعث میشود مقداری بار در خازن باقی بماند.علیرغم تحقیق و توسعه های فراوان انجام گرفته توسط جامعه آماتور و حرفه ای ،هنوز باید بر موانع بزرگی غلبه کرد.از بزرگترین محدودیت های تفنگ کویلی اولا سرعتی است که تحت آن پرتابه ی فرو مغناطیس به وسیله ی میدان مغناطیسی کاملا اشباع میشود وثانیا سرعتی است که تحت آن اشباع شدگی مغناطیسی خود را از دست میدهد.هنگامی که یک شئ فرو مغناطیس کاملا اشباع میشود میزان نیروی وارد بر آن از افزایش باز میایستد.پارامتر های مشکلی که برای حداکثر بهره برداری از کار هر کویل باید در نظر گرفت شامل تنظیم فاصله ی بین کویل ها و نیز فاصله ی زمانی بین شروع جریان دهی به هر کویل است که باید بر حسب سرعتی که پرتابه در هر مرحله بدست می آورد و با در نظر گرفتن سرعت اشباع و از دست دادن اشباع که در

بالا گفته شد و میزان اصطکاک و مقاومت هوا محاسبه شود.همچنین وجود مقاومت الکتریکی باعث تلف شدن درصد قابل توجهی از انرژی داده شده به مویل میشود.بر این مشکل با استفاده از مواد ابررسانا میتوان غلبه کرد که البته استفاده از این مواد مشکلات ویژه خود را به همراه دارد.

منبع:avatrobo.ir

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: