• Journal of Magnetics
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• 제18권4호
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• pp.481-486
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• 2013

An electromagnetic launcher (EML) system accelerates and launches a projectile by converting electric energy into kinetic energy. There are two types of EML systems under development: the rail gun and the coil gun. A railgun comprises a pair of parallel conducting rails, along which a sliding armature is accelerated by the electromagnetic effects of a current that flows down one rail, into the armature and then back along the other rail, but the high mechanical friction between the projectile and the rail can damage the projectile. A coil gun launches the projectile by the attractive magnetic force of the electromagnetic coil. A higher projectile muzzle velocity needs multiple stages of electromagnetic coils, which makes the coil gun EML system longer. As a result, the installation cost of a coil gun EML system is very high due to the large installation site needed for the EML. We present a coil gun EML system that has a new structure and arrangement for multiple electromagnetic coils to reduce the length of the system. A mathematical model of the proposed coil gun EML system is developed in order to calculate the magnetic field and forces, and to simulate the muzzle velocity of a projectile by driving and switching the electric current into multiple stages of electromagnetic coils. Using the proposed design, the length of the coil gun EML system is shortened by 31% compared with a conventional coil gun system while satisfying a target projectile muzzle velocity of over 100 m/s.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권5호
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• pp.2067-2073
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• 2018

This paper will present the design of a novel-type velocity-controllable electromagnetic coil launcher (EMCL). By studying the influence of initial capacitor voltage on the velocity of an EMCL, the launcher voltage can be set to precisely adjust the velocity of projectile launching. The simulation of voltage and velocity in relation to time is obtained by Maxwell software. The experimental data show that for the launch accuracy to be achievable, the actual precision is 2%. Because of the excellent performance of Velocity-controllable EMCL, it can replace the air gun and applied to split Hopkinson pressure bar (SHPB).

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3455-3459
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• 2014

본 논문은 전자기 발사체에서 피투사체의 높은 발사력을 위한 코일건 설계 및 실험을 다루고 있다. 현재 코일건은 전자기 발사체에 적용하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 코일건은 솔레노이드 형태의 코일에 전류 인가 시, 플레밍의 오른손 법칙에 의하여 발생하는 전자기력에 의해 피투사체를 추진시키는 원리이다. 피투사체의 발사력은 코일에 흐르는 전류가 생성하는 자기력과 비례한다. 전류는 코일의 수명에 영향을 미치므로 전류의 한계점이 존재한다. 따라서, 전류의 한계점을 초과하지 않고 피투사체가 받는 자기력이 최대가 되는 코일건의 설계가 요구된다. 이를 위해 먼저 코일건의 자속밀도, 자기력을 계산하고, Onderdonk's 식을 이용하여 코일의 전류 한계점을 찾는다. 솔레노이드를 설계하기 위해서 전류 한계점을 초과하지 않는 조건을 만족하며 코일건의 자기력을 최대로 가지는 권수를 알아낸다. 설계 결과에 따라 시제품을 제작하여 피투사체의 속도를 측정하기 위한 실험을 하였다. 발사된 피투사체는 CCD 카메라를 이용하여 촬영 및 분석하였으며, 평균속도 21m/s임을 알 수 있었다. 또한, 상용 전자기 해석 소프트웨어 MAXWELL을 이용한 자속 밀도 해석값와 실험값을 비교한 결과, 오차는 약 9.5%이었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.402-404
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• 2006

Electro-magnetic launcher(EML)는 전자기력을 이용하여 발사체를 추진시키는 장치이며 그 종류에는 레일건과 코일건이 있다 본 논문에서는 소형, 경량의 발사체를 추진, 가속시키기 위한 솔레노이드형 EML을 설계, 제작하여 시험 발사하고 그 특성을 분석하였다. 개발된 EML은 소형이기 때문에 launcher의 직경이 작아 자기장을 한 지점으로 집중시키는 장치가 필요없고, 전기에너지를 줄이기 위한 별도의 시스템이 필요하지 않으며, 솔레노이드의 형태와 발사체의 위치, 스위칭 시간에 의해 발사체의 추진력과 속도를 조절할 수 있는 장점이 있었다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.74-82
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• 2013

본 논문에서는 소형위성 발사장치에 적용할 수 있는 EML의 일종인 코일건에 관한 내용을 다루고있다. 단일 스테이지 코일건 설계를 위해서 수학적 및 물리적 모델을 구축하고 설계 인자에 따른 물리적 특성을 파악하였다. 또한 구축된 수학적 및 물리적 모델을 전자기 유한요소해석을 통하여 검증하였다.

• Journal of Magnetics
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• 제20권3호
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• pp.322-329
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• 2015

This paper presents a new overlapped coilgun configuration to launch medium weight projectiles. The proposed configuration consists of a two-stage coilgun with overlapped coil covers with spacing between them. The theoretical operation of a multi-stage coilgun is introduced, and a transient simulation was conducted for projectile motion through the launcher by using a commercial transient finite element software, ANSOFT MAXWELL. The excitation circuit design for each coilgun is reported, and the results indicate that the overlapped configuration increased the exit velocity relative to a non-overlapped configuration. Different configurations in terms of the optimum length and switching time were attempted for the proposed structure, and all of these cases exhibited an increase in the exit velocity. The exit velocity tends to increase by 27.2% relative to that of a non-overlapped coilgun of the same length.