Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2017 - zeszyt 2

Transient Analysis of a Railgun with Iron Core

10.15199/48.2017.02.33

nr katalogowy: 103810
10.15199/48.2017.02.33

A calculation and measurement results of transients for an iron-core electrodynamic launcher have been presented in the paper. The magnetostatic field calculations have been made with using the Maxwell-ANSYS software, while the circuit part of the mathematical model has been implemented in MATLAB/Simulink package. The measurement verification has been carried out with using the original laboratory stand. The transients of excitation current, capacitor voltage and projectile velocity have been compared. A good conformity between calculation and measurement results has been obtained. Streszczenie. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń i pomiarów sygnałów zmiennych w czasie dla wyrzutni elektrodynamicznej z rdzeniem ferromagnetycznym. Do obliczeń pola magnetostatycznego wykorzystano program Maxwell-ANSYS, natomiast część obwodową modelu matematycznego zaimplementowano w pakiecie MATLAB/Simulink. Porównano ze sobą przebiegi prądu wzbudzenia, napięcia na kondensatorach oraz prędkości wylotowej elementu ruchomego (pocisku). W obliczeniach dodatkowo wyznaczono siłę działającą na pocisk oraz jego przyspieszenie. (Analiza dynamiki akceleratora szynowego z rdzeniem ferromagnetycznym). Keywords: electrodynamic accelerator, field - circuit model, transient calculation, measurement verification. Słowa kluczowe: akcelerator elektrodynamiczny, model polowo - obwodowy, obliczenia czasowe, weryfikacja pomiarowa. Introduction Electrodynamic accelerators (EA), commonly called railguns, are investigated for many years [1, 2]. The first applications were a military ones [3, 4]. However, in some publication, the railguns are considered as the acceleration system for space launchers [5, 6]. In recent years, there are some research, which deals with the implementation of electrodynamic accelerators in fatigue testing of materials [7, 8]. The construction presented in the paper, should be in future used in this kind of application. The main advantage of the r[...]

Bibliografia

[1] Sink D.A., Krzastek L.J., Design and modeling considerations for experimental railgun armatures, IEEE Trans. Magn., 27 (1991), n.1, 266-271.
[2] Katsuki S., Akiyama H., Eguchi N., Sueda T., et. al., Behaviors of plasma armature in the augmented railgun using a permanent magnet, IEEE Trans. Magn., 31 (1995), n.1, 183- 188.
[3] Jamison U.A., Burden H.S., Measurements of plasma properties from a large bore, plasma armature railgun, IEEE Trans. Magn., 25 (1989), n.1, 256-261.
[4] Hundertmark S., Schneider M., Simicic D., Vincent G., Experiments to increase the used energy with the PEGASUS railgun, IEEE Trans. on Plasma Science, 42 (2014), n.10, 3180-3185.
[5] McNab I.R., Progress on hypervelocity railgun research for launch to space, IEEE Trans. Magn., 45 (2009), n.1, 381-388.
[6] Lehmann P., Reck B., Vo M.D., Behrens J., Acceleration of a suborbital payload using an electromagnetic railgun, IEEE Trans. Magn., 43 (2007), n.1, 480-485.
[7] Poniaev S., Bobashev S., et. al., Small-size railgun of mm-size solid bodies for hypervelocity material testing, Acta Astronautica, 109 (2015), 162-165.
[8] Hogan J.D., Spray J.G., et. al., Dynamic fragmentation of planetary materials: ejecta length quantification and semianalytical modelling, International Journal of Impact Engineering, 62 (2013), 219-228.
[9] Mikołajewicz J., Analiza stanów pracy kaskadowej wyrzutni elektromagnetycznej na podstawie polowego modelu zjawisk, Przegląd Elektrotechniczny, 82 (2006), nr.12, 20-23.
[10] Waindok A., Mazur G., Mutual inductances in a mathematical model of the three-stage reluctance accelerator, Proceedings of the IIIrd International Students Conference on Electrodynamics and Mechatronics (SCE III), Opole, Poland, October 6-8, 2011, 115-118.
[11] Domian J., Kluszczyński K., Hybrid pneumaticelectromagnetic launcher - general concept, mathematical model and results of simulation, Przegląd Elektrotechniczny, 89 (2013), n.12, 21-25.
[12] O'Rourke R., Navy lasers, railgun and hypervelocity projectile: background and issues for congress, Congressional Research Service, June 17, 2016.
[13] Waindok A., Piekielny P., Analysis of selected constructions of the electrodynamic accelerator, International Symposium on Electrodynamic and Mechatronic Systems (SELM), Zawiercie, Poland, May 15-18, 2013, 51-52.
[14] Piekielny P., The Influence of supply circuit modification on electrodynamic accelerator parameters, Zeszyty Naukowe Politechniki Opolskiej, 72 (2016), 63-64.
[15] Kohnke P., ANSYS Mechanical APDL Theory Reference, November 2013.
[16] Stöcker H., Nowoczesne kompendium fizyki, PWN, Warszawa, 2010.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 103810 "Transient Analysis of a R..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2017-2 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2017-2

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma