Although the electromagnetic launcher technology has been progressed significantly during the past two decades the number of firing test facilities are not many. This is prbably due to the large budget and man power required to build and maintain full scale electromagnetic launcher facilities. As the EM launcher technology's potential capabilities have been somewhat demonstrated with the full scale large systems the research is now headed more toward overcoming specific difficulties and answering questions experimentally with smaller, cost effective systems. The first half of this paper presents EM launcher's improved sub-scaling relationships based upon magnetic, thermal and momentum differential equations and EM launcher's basic equations. With the proposed scaling method the field variables can be matched or scaled linearly between the two geometrically scaled systems. The second half of the paper presents pulsed power system's circuit analysis and design technique, which is applied to the capacitor-powered small pulsed power system with crow-barring circuitry. The effect of the so-called speed volt is included. A sub-scaled small system's design is provided as an example.
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).
항공산업의 발달로 하늘에는 많은 비행기, UAV, 드론이 비행하고 있다. 비행기와 UAV는 빠른 속도로 비행하며 드론의 프로펠러는 빠른 속도로 회전하고 있다. 이렇게 빠른 속도의 비행체간의 충돌은 비행기 운항과 승객의 안전성을 위협하고, 지상에 있는 인명과 재산에 피해를 줄 수 있다. 비행체의 운항속도는 음속(340m/s) 내외이며, 프로펠러의 회전 속도는 그 보다 작은 속도 영역이다. 현재까지의 충돌 실험은 공기의 힘을 이용한 방식으로 충돌 속도를 얻었고, 공기 팽창에 따른 넓은 공간을 필요로 한다. 하지만 전자기력 발사장치는 그보다 작은 공간에서 충분한 속도를 얻을 수 있다.(~500m/s) 본 논문에서는 전자기력 발사장치의 설계와 이에 따른 제작에 관한 방법을 제시하고자 한다.
In this paper, we calculate the inductance and resistance of the electromagnetic launcher by means of the 3D FEM and the analytical method. And, the dynamic models of the electromagnetic launcher are presented to calculate it's performance. We compared the analysis results with the experimental results and conclude that the presented analysis methods are reasonable.
Lee, Su-Jeong;Kim, Ji-Hun;Song, Bong Sob;Kim, Jin Ho
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.
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.
Electro-magnetic launcher(EML)는 전자기력을 이용하여 발사체를 추진시키는 장치이다. EML은 크게 레일건의 형태와 코일건의 형태로 구분되며, 본 논문에서는 코일건의 형태로 설계, 제작하였다. 코일건의 형태인 EML은 솔레노이드에 여자되는 전류에 의해서 발사체에 흡인력이 발생하여 추진, 가속되므로 솔레노이드의 최적형태를 설계하고, 이를 바탕으로 제작하여 EML의 스위칭 시간에 따른 속도를 측정하여, 여자전류의 스위칭 시간에 따른 동작특성을 해석, 실험하여 분석하였다.
Electro-magnetic launcher(EML)는 전자기력을 이용하여 발사체를 추진시키는 장치이다. EML은 크게 레일건의 형태와 코일건의 형태로 구분되며, 본 논문에서는 코일건의 형태로 설계, 제작하였다. 코일건의 형태인 EML은 솔레노이드에 여자되는 전류에 의해서 발사체에 흡인력이 발생하여 추진, 가속되므로 솔레노이드의 최적형태를 설계하고, 이를 바탕으로 제작하여 EML의 스위칭 시간에 따른 속도를 측정하여, 여자전류의 스위칭 시간에 따른 동작특성을 해석, 실험하여 분석하였다.
Electro-magnetic launcher(EML)는 전자기력을 이용하여 발사체를 추진시키는 장치이다. EML은 크게 레일건의 형태와 코일건의 형태로 구분되며, 본 논문에서는 코일건의 형태로 설계, 제작하였다. 코일건의 형태인 EML은 솔레노이드에 여자되는 전류에 의해서 발사체에 흡인력이 발생하여 추진, 가속되므로 솔레노이드의 최적형태를 설계하고, 이를 바탕으로 제작하여 EML의 스위칭 시간에 따른 속도를 측정하여 여자전류의 스위칭 시간에 따른 동작특성을 해석, 실험하여 분석하였다.
Electro-magnetic launcher(EML)는 전자기력을 이용하여 발사체를 추진시키는 장치이다. EML은 크게 레일건의 형태와 코일건의 형태로 구분되며, 본 논문에서는 코일건의 형태로 설계, 제작하였다. 코일건의 형태인 EML은 솔레노이드에 여자되는 전류에 의해서 발사체에 흡인력이 발생하여 추진, 가속되므로 솔레노이드의 최적형태를 설계하고, 이를 바탕으로 제작하여 EML의 스위칭 시간에 따른 속도를 측정하여, 여자전류의 스위칭 시간에 따른 동작특성을 해석, 실험하여 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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