Model kolejnicového urychlovače neferomagnetických kovových těles a jeho experimentální ověření

Abstract

Hlavní část práce pojednává o matematickém modelování kolejnicového urychlovače. Modely jsou rozděleny na model obvodový, model elektromagnetického pole, model mechanický, model ztrátový a celkový model, založený na bilanci energie. V obvodovém modelu jsou nalezeny prvky a jejich velikosti takové, aby výstupem byl proudový pulz, shodný s naměřenými hodnotami. Model elektromagnetického pole sleduje rozložení magnetického a proudového pole. Mechanický model zohledňuje oba zmíněné modely a výstupem je úsťová rychlost projektilu, a to jako bezeztrátová ideální, nebo jako reálně postihnutelná se započítáním ztrát. Model založený na bilanci energie, počítá pak s jinou myšlenkovou možností řešení. V dalších částech práce jsou naznačeny současně nejproblematičtější části kolejnicových urychlovačů a známé druhy kolejnicových urychlovačů. Dále je popsána série měření, která byla uskutečněná k získání nutných dat pro matematický popis. Také je popsána realizovaná možnost snímání polohy projektilu v hlavni během urychlování, výzkum různého provedení projektilů a nakonec je popsána konstrukce předurychlovače a vliv jeho použití na úsťovou rychlost.

The main part of this thesis deals with mathematical modeling of rail electromagnetic accelerator. Models are divided to the circuit model, mechanical model, model of electromagnetic field, model of losses and complex model of energy balance. Circuit model is intended for determining electrical equivalent elements and their sizes, according to the measured current. Model of electromagnetic field shows magnetic and current field distribution. Mechanical model takes both parts and its solution is muzzle velocity with or without losses. Complex model of energy balance is solved on different idea, than the presented models. In further parts of the thesis, the present most problematic parts of rail accelerators are indicated, as well as the existing categories of rail accelerators. Further, a series of measurement was described, which were realized for obtaining the necessary data for mathematical modeling. Described is also the realized possibility of recording the position of the projectile in the barrel in the course of acceleration, research of shapes of projectiles and, finally, the construction of pre-accelerator is described together with its influence on the muzzle velocity.