استفاده از مواد غیرهمگن در آرمیچر و بررسی تاثیر آن در بهبود عملکرد ریلگان

استفاده از نیروهای الکترومغناطیسی جهت حرکت دادن اجسام، از سالیان بسیار دور مورد بحث و بررسی های علمی فراوان قرار گرفته و بحث پرتاب کننده های الکترومغناطیسی یا به عبارتی پرتاب اجسام توسط نیروهای الکترومغناطیسی در سال های اخیر، بسیار مورد توجه محققان و مراکز تحقیقاتی قرار گرفته است. از میان انواع مختلف این پرتاب کننده ها،ریلگان به دلیل قابلیت های بسیار بالایی که دارد از اهمیت خاصی برخوردار است. ریلگان، از جریان الکتریسیته برای شتاب دادن یک پرتابه به سرعت های بالا استفاده می کند و به هیچ سوخت شیمیایی نیاز ندارد. با توجه به اینکه آرمیچر ،یک عنصر کلیدی در ریلگان به شمار می رود و در اکثر تحقیقات صورت گرفته نوع همگن آن مورد مطالعه قرار می گیرد، در این پایان نامه، ساختار غیر همگن آرمیچر در ریلگان مورد توجه قرار گرفته و به بررسی تاثیرات این ساختار در پارامترهای مختلف ریلگان پرداخته شده است. بعد از مروری بر تحقیقات انجام گرفته در فصل اول؛ در فصل دوم، ساختار ساده ریلگان با آرمیچر همگن به عنوان پایه ای برای مقایسه با حالت های غیرهمگن، بررسی می شود. شبیه سازی ها توسط نرم افزار ansys و بر پایه روش المان محدود با در نظر گرفتن ساختار سه بعدی و هم چنین حل در حالت گذرا ، انجام شده است. هدف اصلی از ساختار غیرهمگن ایجاد شده در آرمیچر، توزیع یکنواخت چگالی جریان بوده که در شبیه سازی های انجام گرفته تمرکز بر روی بدست آوردن بهترین نتیجه از نظر توزیع جریان و تعامل با دیگر پارامترهای مهم در ریلگان می باشد. بدین منظور در فصل سوم،چندین ساختار مختلف با توزیع متفاوت رسانایی در آرمیچر مورد بررسی قرار گرفته و ساختاری که دارای توزیع چگالی جریان یکنواخت تر، سرعت بالاتر ، ماکزیمم چگالی جریان کمتر و هم چنین محل مناسب ماکزیمم چگالی جریان بود، انتخاب گردید. در فصل چهارم،اثرات تغییرات ضخامت و هم چنین مقادیر مختلف رسانایی بر روی ساختار انتخابی بررسی و یک مدل غیر همگن پیشنهاد گردید. در راستای بهبود بیشتر در عملکرد ریلگان ،در فصل پنجم به تغییر هندسه آرمیچر نیز پرداخته شد و بهترین مدل با ترکیب مدل غیرهمگن پیشنهادی شبیه سازی گردید و نتایج، تغییرات مثبتی را در عملکرد ریلگان نشان داد. نتایج حاصل، علاوه بر اینکه می تواند به طراحان ریلگان دید فیزیکی خوب در طراحی بدهد به صورت توصیه های مهندسی که باید در ساخت این ریلگان ها مورد توجه قرار گیرد آمده است.