آیتم 0
ثبت سفارش
تعداد
عنوان

مقالات علمی

  • 269
  • 1022 مرتبه
پرتاب کننده الکترومغناطیسی

پرتاب کننده الکترومغناطیسی

02 اردیبهشت 1397

پرتاب کننده ‏های الکترومغناطیسی دارای قابلیت پرتاب اجسام با استفاده از نیروی الکترومغناطیسی هستند و در کاربردهای نظامی از آن برای پرتاب گلوله و توپ بهره می‏برند. چنانکه می‌دانیم در پرتاب‌ کننده‌ های متعارف، بر اثر انفجار باروت و آزاد شدنِ حجم قابل توجهی از گاز ناشی از انفجار، فشار قابل ملاحظه‌ای ایجاد می‌گردد. گرچه این سیستمِ انفجاریِ پرتاب، سرعت‌های خروجیِ قابلِ قبولی برای پرتابه حاصل می‌کند اما دارای معایبی نیز می‌باشد که عمدتاً عبارتند از صدا، آتش (یا نور)، و دود ناشی از انفجار باروت که از عواملِ عمده ‌ی لو دهنده ‌ی محلِ شلیک می‌باشند، و نیز خطرات ناشی از انفجار ناخواسته ‌ی خرج (یا باروتِ) لازم برای شلیک که باید همواره توسط نفر یا واحدِ شلیک ‌کننده حمل شود. از این‌رو همواره سعی بر این بوده است که سیستم جایگزینی یافت شود که حتی‌ الامکان عاری از معایب سیستم انفجاری بوده و حتی به ‌علاوه سرعت‌های بیشتری را برای پرتابه حاصل نماید. از آنجا که نیروهای الکترومغناطیسی، نیروهای نسبتاً قدرتمند و قابلِ کنترلی می‌باشند عموماً سیستمِ جایگزینِ فوق ‌الذکر، در طراحی‌های مختلف جهتِ استفاده از این نیروها برای پیش‌ رانشِ پرتابه جستجو شده است. توضیح اینکه بر اثر حرکت نسبیِ قطب‌های مختلف مغناطیسی و الکتریکی در مجاورتِ یکدیگر، بر آنها نیروهایی اِعمال می‌شود که بزرگی و جهت آنها به شدت میادین مغناطیسی و الکتریکی و فاصله‌ ی بین قطب‌ها و نیز سرعتِ جابجاییِ آنها نسبت به یکدیگر بستگی دارد. از این نیروی بزرگِ قابل کنترل به‌عنوانِ نیروی پیش‌رانِ پرتابه باشند تا علاوه بر حذف معایبِ فوق‌الذکرِ سیستم انفجاری، احتمالاً سرعت‌های بیشتری برای پرتابه نیز به‌دست آید. در همین راستا تاکنون عمدتاً دو سیستمٍ پرتابه‌ی الکترومغناطیسی در حد آزمایشی و نیمه‌صنعتی ساخته شده است که عبارتند از کویل‌گان و رِیل‌گان که در مورد آنها به‌ اختصار در این‌جا توضیح داده خواهد شد. در این دو سیستم، به‌طورِ مستقیم (در کویل‌گان) و غیرمستقیم (در رِیل‌گان) از شتاب‌گرفتنِ دو قطبیهای مغناطیسیِ بزرگ (در کویل‌گان) و کوچک (در ریل‌گان) در شیب میدان مغناطیسی یک سیملوله‌ی حاملِ جریان، برای پرتابِ پرتابه استفاده می‌شود. این سیستم‌ها، با توجه به معایبی از آنها که تاکنون مرتفع نشده است، هنوز به‌ طورِ کامل گسترش نیافته و جایگزینِ سیستم‌های مرسوم نشده‌اند هر چند (به‌ ویژه سیستمِ کویل‌گان) فافقِ عیوب سیستم‌ های انفجاری مرسوم و حتی (به‌ ویژه سیستم ریل‌گان) موجدِ سرعت‌های خیلی بیشتر برای پرتابه می‌باشند.

تفنگ کویلی:

در یک تفنگ کویلی از یک یا تعداد بیشتری کویل الکترومغناطیسی برای شتاب دادن به پرتابه‌ی مغناطیسی استفاده می‌شود. کویل‌ها در امتداد لوله‌ی تفنگ قرار داده می‌شوند و به‌ ترتیب روشن می‌شوند به‌ گونه‌ای که از اینکه پرتابه به‌ سرعت در امتداد لوله‌ ی تفنگ تحت تأثیر نیروهای مغناطیسی شتاب ‌گیرد اطمینان حاصل شود. در واقع تفنگ کویلی، سیملوله‌ای است که به هنگام عبور جریان از آن میدان مغناطیسی‌ای ایجاد می‌کند که پرتابه‌ ی فرومغناطیس را به درون خود می‌کشد. جریان عبور داده شده بزرگ و لحظه‌ای است. وقتی پرتابه به نزدیکی مرکز کویل می‌رسد این جریان قطع شده و در کویل بعدی برقرار می‌شود. با تکرار این عمل پرتابه در مراحل متوالی به طور تصاعدی شتاب می‌گیرد. جریان از یک منبع جریان قابل تخلیه شدنِ سریع که نوعاً یک باتری یا یک مجموعه خازن ظرفیت بالای ولتاژ بالا می‌باشد تأمین می‌شود. از یک دیود برای محافظت از خازنهای حساس به جهت‌گیری (مثل الکترولیتیکها) استفاده می‌شود تا در برابر صدمه‌ی ناشی از جهت‌گیری معکوس جریان پس از انجام عمل تخلیه از آنها محافظت شود. یک مانع اساسی در طراحی تفنگ کویلی تنظیم زمان برقراری جریان در کویلهاست. چند گزینه‌ی اصلی وجود دارد. ساده‌ترین (و احتمالاً کم ‌اثرترین) آن گاف جرقه (spark gap) است که هنگامی که ولتاژ به یک حد آستانه‌ی معین برسد انرژی ذخیره شده را در کویل آزاد می‌کند. گزینه‌ی بهتر، استفاده از سویچهای حالت جامد است که شامل IGBTها (که می‌توانند در بین پالس خاموش شوند) و  SCRها (که همه‌ی انرژیِ ذخیره شده را قبل از خاموش شدن آزاد می‌کنند) می‌شود.

تفنگ ریلی:

یک تفنگ ریلی تفنگی کاملاً الکتریکی است که به پرتابهای رسانا در امتداد یک جفت ریل فلزی شتاب میدهد. در تفنگ ریلی از دو تماس الکتریکی لغزشی یا غلطشی که اجازهی عبور جریان الکتریکی بزرگی از پرتابه را میدهد استفاده میشود. این جریان در تعاملی متقابل با میدان منغناطیسی قویِ ایجاد شده بوسیله ی ریلهای حاملِ جریان، به پرتابه شتاب میدهد. آمریکا تفنگ ریلی ای را آزمایش کرده است که به پرتابهای ۵ر۳ کیلوگرمی سرعتی تا هفت برابر سرعت صوت میدهد. یک تفنگ رِیلی از دو رِیل فلزی موازیِ متصل به یک منبع تغذیه ی الکتریکی تشکیل شده است. هنگامی که یک پرتابه ی رسانا به میان دو ریل هدایت میشود مدار بسته میشود. الکترونها با شروع حرکت از پایانه ی منفی منبع تغذیه در طول ریل منفی از بین پرتابه در طول ریل مثبت به پایانه ی مثبت منبع تغذیه باز می‌گردند. این جریان باعث میشود که تفنگ ریلی شبیه یک آهنربای الکتریکی میدان مغناطیسی پر قدرتی را در ناحیه ی بین ریلها ایجاد کند. میدان مغناطیسی بر طبق قانون دست راست، اطراف هر رسانایی در مدار به وجود میآید. چون جهت جریان در دو ریل مخالف یکدیگر است میدان مغناطیسی خالص بین ریلها (B) عمود بر سطح بین ریلهاست. چون جریان عبوری از پرتابه (I) در واقع عمود بر این میدان مغناطیسی است یک نیروی لورنتس بر پرتابه وارد میشود که به آن در امتداد ریلها شتاب میدهد.

نظرات
 
   
 

قوانین ارسال نظر

  • پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با خبر باشد منتشر نخواهد شد.
  • با توجه به آن که امکان موافقت یا مخالفت با محتوای نظرات وجود دارد، معمولا نظراتی که محتوای مشابه دارند، انتشار نمی‌یابند بنابراین توصيه مي‌شود از مثبت و منفی استفاده کنید.

فهرست موضوعات

راهنمای خرید
ورود به فروشگاه
 
ارسال سریع
 
پارس شعاع توس
 
سیم و کابل شهاب جم
 
امید پدیده
 
پارسه شید