电磁发射是运用运动电荷或载流导体在磁场中所受电磁力发射有效载荷的设备，这种技能正从试验室可行性研讨逐步过渡到有用研讨
线圈发射是电磁发射的首要方法，这种技能在航天范畴可作地对空的定向发射和纯有效载荷，也可在天基推进航天器进行轨迹搬运［２］；在交通范畴，用线圈发射原理制作电磁列车，运用原铁路轨迹，其本钱仅是磁悬浮车的1/4［３］。在工业上，用其原理制作电磁抽油机，替代现在油田的游梁式抽油机，可大起伏下降设备本钱［４］；一起还可用于科研，如高压物理范畴中研讨资料在高压力效果下的性质及受控核聚变等［５］。
本文针对线圈发射技能上所存在的问题，如：体积大，体系粗笨；能耗大，功率低；炮管易损，烧蚀严峻等，在归纳国内外的研讨基础上对其结构规划进行了新的探究。
线圈发射原理类似于直线电机。螺线管线圈从储能元件中取得大电流，发生磁场，敏捷改动磁场在电枢(抛体)上感应电流，发生洛仑兹力推进抛体行进。
抛体之所以能发生感应电流是因为它在挨近图21所示通电线圈构成的磁场时，内部发生磁偶极子，在两头构成异极性磁极。抛体前端遭到引力，后端遭到向后拉力，其合力为：
因为线圈中心的磁场强，抛体受力散布曲线所示，抛体所受引力大于拉力，抛体被吸入线圈。抛体抵达线圈中心时，吸力等于拉力，合力为零，若抛体和线圈长度比挑选恰当，抛体凭仗初始速度脱离炮管。
三级线圈发射模型由三个同口径的同轴固定线圈构成，每级线圈由各自储能电容供电(如图3.1)。榜首级电容器组开释电流，抛体在线圈强磁场效果下发生感应电流，磁场与感应电流相互效果，生成电磁力，推进抛体行进。抛体到达第二级线圈，经炮管上的光电传感器时检测到抛置，光电传感器宣布信号触发第二级电容器组向第二级线圈放电，持续推进抛体行进至第三级线圈时，经相同的进程第三级将抛体加快到估计速度。
抛体的出口速度与抛体长度和初始方位、线圈匝数和长度以及电容放电电压有关。相同力下抛体越短加快度越大，可是，抛体和磁场间的效果力也随之削减。线圈电感与线圈匝数成正比，电感小则磁场效果时间短不能推进抛体，电感大则磁场效果时间长，即L/R时间常数大，抛体进入线圈时，电流还未到达最大值，因而须在抛体进入线圈时，当即导通线圈，这样抛体到达一些规模时，电流逐步增大并到达峰值，为确保线圈有恰当的阻抗，线圈选用漆包线将电流约束在安全值。
在考虑以上影响要素的情况下，本文所规划的电磁发射模型尺度为：炮管长42cm、外径8mm、壁厚1mm，抛体资料为磁性资料(钢)，长26mm，抛体与炮管的空隙为1mm。
本文选用电容器组供电，24V交流电为电容充电至变压器次级峰值电压34V(＝２４Ｖ×０.414)。经稳压模块和二极管整流，将24V交流电转化成+5V的直流电为元器件供电。
榜首级线圈由起动开关触发晶闸管，操控电容放电，导通线圈，发射抛体，当榜首级线圈的电压降至晶闸管闭锁电压，晶闸管关断。
第二级和第三级各级线圈由炮管上光电传感器查验测验抛置操控晶闸管通断，常态时传感器注册，传感器输出电压为零，没有电流流过，晶闸管门极电压为零，处于封闭状况。当抛体经过传感器时，挡住传感器的光源，传感器关断，输出电压上升至2.5V，电流经扩大流入晶闸管门极。晶闸管在几毫秒内注册，注册后电压为1.5V，电容放电，线圈导通，加快抛体行进，然后传感器再次导通。用电容过滤电路的搅扰以避免小电压触发晶闸管。
为确保各线圈发生的磁场与抛体的运动方位准确同步，线圈的触发时间要准确，选用触发推迟电路以更好地调理给线圈供电时间。除电容衔接线圈的导线及整流器的阳极的电流外一切的电路都为小电流，线圈焚烧时会发生杂散搅扰，选用双绞线衔接发光管和传感器，以削减不必要的搅扰。
经过本文所规划的模型进行试验，取得如下试验数据。图5.1抛体长度与抛体速度、抛体能量联系标明长度为25～40mm的抛体发射速度和动能最佳。由图5.2抛体在线圈的初始方位与速度联系可见2、抛体初始方位在15mm处速度达最大值。剖析图5.3电容电压与抛体速度、能量转化功率的联系得出如下定论，增大电容电压抛体速度加快，可是超越30V后，抛体速度增益不明显，一起能量转化率下降。
本文依据电磁感应原理，探讨了线圈发射原理和方法，计算电源脉冲功率，规划操控回路。发射试验依据成果得出：3级电磁发射设备在30V电压下，将质量为6.5g的抛体加快至5.85m/s，能量转化率达0.112%。可是，对工程有用，为进一步提高能量转化率需进行结构优化。
［３］程健，等.单级线圈加快电枢的机理剖析［Ｊ］．电工技能杂志，1997，9
［４］朱宽宁，梁艳萍.电磁场有限元后处理中矢量场的可视化［Ｊ］．电机与操控学报，2002，Vol.6
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