مدلسازی تفنگ ریلی الکترومغناطیسی و تحلیل عملکرد آن

با توجه به این­که تفنگ ریلی یک سامانه الکترومکانیکی است، حل هم­زمان معادلات الکتریکی و مکانیکی آن، به راحتی قابل انجام نیست. در این مقاله، روشی بر پایه مدل مداری برای تحلیل تفنگ ریلی ارائه می­شود که در آن ابتدا مدار معادل تفنگ ریلی استخراج شده و سپس معادلات دیفرانسیل بیان کننده فیزیک حاکم بر سامانه به­دست می­آید. سپس با استفاده از حل این معادلات به روش رانگ کوتای مرتبه 4، به شبیه­سازی تفنگ ریلی پرداخته­ می­شود. مزیت اصلی روش ارائه شده، این است که با توجه به سریع بودن آن، می توان به­راحتی در بحث بررسی حساسیت و بهینه­سازی طراحی استفاده کرد؛ در صورتی که با استفاده از روش اجزای محدود، این موارد به واسطه کندی آن تقریبا غیرممکن است. در ادامه با استفاده از روش پیشنهادی، سامانه مورد نظر شبیه­سازی شده و رفتار آن مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین تاثیر تغییرات پارامترهای ساختاری تفنگ ریلی بر روی سرعت، بازده و نیروی وارد بر آرمیچر بررسی شده است. برای تایید نتایج به­دست آمده، از روش اجزای محدود سه­بعدی نقطه به نقطه استفاده شده که نتایج آن، نتایج روش ارائه­شده را تایید می­کند.

کلیدواژه ها:

پرتاب کننده الکترومغناطیسی ، تفنگ ریلی ، مدار معادل ، اجزای محدود ، بازده ، نیروی الکترومغناطیسی