阅读说明：本技术 一种导轨与膛线分段结合的电磁炮 (Electromagnetic gun with guide rail and rifling combined in segmented mode ) 是由 李海元 张威 栗保明 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于电磁发射领域,具体涉及一种导轨与膛线分段结合的电磁炮。包括：可转动的连接炮弹和弹枢；加速导轨：包括相对设置的结构相同的第一、第二电磁导轨；膛线炮管：包括相对设置的结构相同的第一和第二膛线炮膛,两侧膛线炮膛内设有对称、同一旋转方向、同一缠度的倾斜膛线,电磁导轨的内径大于膛线炮管的内径,两个两膛线炮膛和两个电磁导轨交错垂直放置；绝缘层：设置在加速导轨和膛线炮管之间使两者隔离,使得电流只在加速导轨内流动；导轨稳定身管：设置在膛管的外周。本发明的结构使得炮弹在膛内获得直线加速时同时获得旋转加速,使得炮弹射出炮口后获得较大的旋转稳定能力,增加炮弹命中率与毁伤能力。(The invention belongs to the field of electromagnetic emission, and particularly relates to an electromagnetic gun with a guide rail and rifling combined in a segmented manner. The method comprises the following steps: the shell and the shell pivot are connected in a rotatable way; accelerating the guide rail: comprises a first electromagnetic guide rail and a second electromagnetic guide rail which are oppositely arranged and have the same structure; rifling gun barrel: the rifling gun comprises a first rifling gun bore and a second rifling gun bore which are oppositely arranged and have the same structure, inclined rifling which are symmetrical, have the same rotating direction and the same winding degree are arranged in the rifling gun bores on the two sides, the inner diameter of an electromagnetic guide rail is larger than that of a rifling gun barrel, and the two rifling gun bores and the two electromagnetic guide rails are vertically arranged in a staggered manner; insulating layer: the isolating device is arranged between the accelerating guide rail and the rifling gun barrel to isolate the accelerating guide rail and the rifling gun barrel, so that current only flows in the accelerating guide rail; the guide rail stabilizes the barrel: is arranged on the periphery of the bore tube. The structure of the invention ensures that the cannonball obtains linear acceleration in the bore and simultaneously obtains rotational acceleration, so that the cannonball obtains larger rotational stability after being shot out of the muzzle, and the hit rate and the damage capability of the cannonball are increased.)

一种导轨与膛线分段结合的电磁炮

技术领域

本发明属于电磁发射领域，具体涉及一种导轨与膛线分段结合的电磁炮。

背景技术

电磁轨道炮是一种以电为能源，发射超高速炮弹的武器。轨道炮在发射原理上突破了传统火器火炮的限制，由化学能驱动转变为电能驱动；这就使得传统火炮出口速度的限制被解除，即电磁轨道炮可以获得远超传统火炮的出口速度。轨道炮工作时，电流通过导轨，流经电枢，返回导轨，在流经区域形成强大磁场，进而推动电枢加速。

近年来以美国为首的国家已经将轨道炮列入21世纪新型战略武器，并以加装于战舰进行发射实验。我国轨道炮起步较晚，目前仍处于理论实验阶段。如今轨道炮发射结构简单，弹丸射出后仅仅依靠速度与自身结构保持飞行姿态稳定。不能保证弹丸飞行时的稳定性与杀伤力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导轨与膛线分段结合的电磁炮。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种导轨与膛线分段结合的电磁炮，包括：

炮弹和弹枢：所述弹枢和炮弹可转动的连接；

加速导轨：包括相对设置的结构相同的第一电磁导轨，第二电磁导轨，所述第一电磁导轨，第二电磁导轨和弹枢外侧的曲率相同；

膛线炮管：包括相对设置的结构相同的第一膛线炮膛和第二膛线炮膛，两侧膛线炮膛内设有对称、同一旋转方向、同一缠度的倾斜膛线，电磁导轨的内径大于膛线炮管的内径，两个两膛线炮膛和两个电磁导轨交错垂直放置，两个电磁导轨和两个膛线炮膛依次交替拼接形成膛管；

绝缘层：设置在加速导轨和膛线炮管之间使两者隔离，使得电流只在加速导轨内流动；

导轨稳定身管：设置在导轨和炮膛结合的膛管的外周，提供预紧力。

进一步的，所述绝缘层包括第一绝缘条，第二绝缘条，第三绝缘条和第四绝缘条；

所述第一绝缘条设置在第二电磁导轨和第一膛线炮膛之间，并贴合第一膛线炮膛断面；所述第二绝缘条设置在第二电磁导轨和第二膛线炮膛之间，并贴合第二膛线炮膛断面；所述第三绝缘条设置在第一膛线炮膛和第一电磁导轨之间，并贴合第一膛线炮膛断面；所述第四绝缘条设置在第二膛线炮膛和第一电磁导轨之间，并贴合第二膛线炮膛断面。

进一步的，还包括锁轴，所述锁轴为绝缘材料，所述两个膛线炮膛和两个电磁导轨相邻的侧表面前后均开设有小口，四个绝缘条上均开设有相应的通孔，相邻的膛线炮膛、绝缘条和电磁导轨通过锁轴穿过绝缘条上的通孔且两端卡设在小口中实现机械固定。

进一步的，所述膛线深度为整体炮膛厚度的2％，凸起部分宽度为未凸起部分的1/2，膛线数取为8-12根，膛线与底部平面夹角范围在82.5°～89°之间。

进一步的，所述炮弹包括弹身和弹带，所述弹枢和弹身连接，所述弹身为采用实心较硬金属，所述弹带采用铝或铜。

进一步的，所述电磁导轨的内径大于膛线炮管的内径15％；所述弹带外径大于膛线炮膛的内径0.5-1mm，弹身外径小于炮膛内径1-1.5mm，弹身外径约为弹带外径的95％。

进一步的，所述电枢外侧曲率与电磁导轨的曲率相同，外层半径每侧大于电磁导轨内径0.01mm；所述第一电磁导轨，第二电磁导轨采用铜或铜合金，电枢采用铝合金。

进一步的，所述导轨稳定身管包括身管和环氧树脂层；所述环氧树脂层包裹于膛线炮膛与电磁导轨外层，提供预紧力，且作为内外部绝缘结构，所述身管位于环氧树脂层的外层。

进一步的，所述环氧树脂层为浇注层，具体为：将液态环氧树脂与固化剂混合，浇入身管与第一膛线炮膛、第二膛线炮膛、第一电磁导轨、第二电磁导轨的空隙中，待环氧树脂硬化后膨胀，对第一膛线炮膛、第二膛线炮膛、第一电磁导轨、第二电磁导轨提供预紧力，且同时作为绝缘层。

进一步的，所述身管采用螺丝紧固的两根对称半圆柱型金属构件，或使用一次成型的金属管，所述身管的材质优选为不锈钢。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)通过设计炮膛与电磁轨道的结构以及组合方式，使炮弹加速时电枢与炮弹互不影响，发射后产生一定旋转，保证炮弹飞行过程稳定。稳定的飞行姿态可以提高炮弹射程，增大炮弹毁伤能力，同时避免弹尾着陆或者弹身着陆的不良情况。

(2)环氧树脂浇注体，相比现有的预紧螺丝安装方法，安装更简易，能提供稳定的结构保护。

(3)炮弹与电枢，电磁轨道与炮膛结构分离，保证轨道炮结构电流平整，防止破坏现象发生。

附图说明

图1为本发明电磁炮结构三维示意图。

图2为本发明电磁炮结构的主视图。

图3为本发明电磁炮结构俯视图。

图4为本发明电磁炮结构右侧视图。

图5为本发明电磁炮结构左侧视图。

图6为本发明电磁炮弹轴测图。

图7为本发明配套电枢轴测图。

图8为图2的A-A截面图。

图9为图3的B-B截面图。

图10为电磁炮内部结构三维示意图。

附图标记说明：

1-身管，2-环氧树脂层，3-第一膛线炮膛，4-第二膛线炮膛，5-第一电磁导轨，6-第二电磁导轨，7-炮弹，7(1)-弹身，7(2)-弹带，8-电枢，9-第一绝缘条，10-第二绝缘条，11-第三绝缘条，12-第四绝缘条，13-锁轴。

具体实施方式

如图1-10所示，一种轨道炮身管的新结构，使得炮弹在膛内获得直线加速时同时获得旋转加速，使得炮弹射出炮口后获得较大的旋转稳定能力，增加炮弹命中率与毁伤能力。结构的部件主要包括，第一膛线炮膛3、第二膛线炮膛4、第一电磁导轨5、第二电磁导轨6、第一绝缘条9、第二绝缘条10、第三绝缘条11、第四绝缘条12、C字形炮弹稳定电枢8、弹带炮弹7、不锈钢身管1、环氧树脂浇注预紧体、左前上方锁轴、右前上方锁轴、左后上方锁轴、右后上方锁轴、左前下方锁轴、右前下方锁轴、左后下方锁轴、右后下方锁轴。

第一膛线炮膛3与第二膛线炮膛4分别与左右平行放置，作为弹丸旋转加速腔，两侧膛线炮管内有对称、同一旋转方向、同一缠度的膛线。炮膛材料选择较硬金属。

第一电磁导轨5与第二电磁导轨6与两膛线炮管交错垂直放置，电磁导轨内径大于膛线炮管约15％，该结构作为电枢加速腔。炮膛与导轨之间通过绝缘条隔离，不相互接触。导轨内侧需较为光滑，两侧导轨内侧曲率相同，采用导电性能较强的金属材料，例如纯铜或铜合金。

绝缘条相对导轨与炮膛略薄，采用高电阻高耐热绝缘体，可选有机材料或者无机硬度较低材料，主要为作用将电流隔断在导轨与电枢中。

膛线炮膛、电磁导轨与绝缘条外层相连缝隙中，开正方形小口，卡入锁轴 13，锁轴13共8块，分别放置于身管前方4个，后方4个；前后又分为左上、右上、左下、右下区域。

锁轴13主要作用是防止膛线炮膛与电磁导轨、绝缘条之间发生相对滑移，利用机械力将三者锁住。锁轴材料采用强度硬度较高的绝缘材料。

为保证发射成功，提供设计的配套的炮弹与C字形炮弹稳定电枢设计方法。电枢8外侧曲率与电磁导轨相同，外层半径略微大于电磁导轨内径。电枢8发射时与炮弹共同挤入轨道中，电枢8由于形状不与膛线炮膛接触，通电后，电枢8 随着导轨滑动前进，同时推动炮弹加速。电枢8采用轻质高导金属，提高发射时能量转换效率，一般采用铝合金，不支持多次发射。如图6所示，电枢为C字形固体电枢，采用一体化浇注成型，凸起处匹配炮弹，用来稳定炮弹在炮膛内的旋转。

弹带炮弹，弹带外径略大于膛线炮膛的内径，保证加速时旋转加速度的稳定。炮弹外径略小于炮膛内径，炮弹外径约为弹带外径95％，保证炮弹自身在发射时完整以及整体稳定性，外径具体数值由需求决定。本结构采用单弹带结构，通过炮弹与电枢连接保证炮弹的膛内稳定；若采用多弹带，则不需要连接电枢，但因此摩擦力会增加。如图5所示，炮弹分为两个部分，7(1)为弹身，采用实心较硬金属，起到动能毁伤作用；也可做***炮弹。7(2)为弹带，采用较软摩擦力较小金属，起到提供旋转加速力矩的作用。炮弹尾部开一小口以匹配电枢；发射前炮弹优先挤入膛线炮膛。

环氧树脂层2，包裹于膛线炮膛与电磁导轨外层，作为内外部绝缘结构。具体浇筑方法为：在特定温度下，将环氧树脂与固化剂混合，浇入身管1与结构3、 4、5、6的空隙中，待环氧树脂硬化后，会少许膨胀，起到对结构3、4、5、5 的预紧作用；同时本身为绝缘材料。至此，炮身准备工作完成。

不锈钢身管1，身管1在整体结构最外层，环氧树脂层2位于身管与炮膛中间，身管1材料不限于不锈钢，可采用轻质高强的其它金属，主要耐腐蚀性及耐高温性。身管1主要用于保证整体稳定，保护内部结构，提供环氧树脂体压力。身管1可采用螺丝紧固的两根对称半圆柱型构件，也可使用一次成型的金属管。

本发明在使用时，将电视与炮弹推入轨道中，电枢与电磁导轨接触，炮弹弹带与炮膛内部膛线接触并自然产生刻痕。接着将脉冲电流接入两侧电磁轨道，一侧电流流入，另一侧电流流出；电流在导轨附近形成电磁场，两侧导轨电流方向相反，磁场在两导轨内侧相互增强；同时电流通过电枢，电枢在磁场中由于电磁力作用加速前进，推动炮弹加速以及旋转。炮弹冲出炮口后由于电枢与炮弹受到的空气阻力不同电枢自动脱落，炮弹旋转并飞向目标。