手持式电磁发射器制作实践

胡城玮¹

1河北省唐山市路北区龙泉中学七年级4班

摘要：与传统发射装置相比，电磁发射器不使用火药和推进装置，可以多次使用，不受天气影响，发射距离远，不污染环境等优点，广受各国军事家喜爱，成为各国争相研发的热门武器之一。本研究利用电磁互相转换的基本原理，通电导体在磁感线圈内会产生安培力，瞬间作用于导体的安培力会使通电导体产生一定的初速度的原理发射导体。本手持式电磁发射器具备一定发射距离，达到试验目的。

关键词：电磁发射器 磁感 线圈 安培力 手持式

概述

根据电磁互相转换的基本原理，通电导体在磁感线圈内会产生安培力，瞬间作用于导体的安培力会使通电导体产生一定的初速度，会驱动导体进行发射。与传统发射装置相比，电磁发射器不使用火药和推进装置，可以多次使用，不受天气影响，发射距离远，不污染环境等优点，广受各国军事家喜爱，成为各国争相研发的热门武器之一。

1 材料选择

选用绝缘铜线制作感应线圈，使用铁棒作为发射弹体，为了在发射时产生感应电流，选用软磁性开关代替金属导电导轨，为了达到驱动弹体所达到的瞬时电压，本项目采用储能电容瞬间放电来提供足够高的电流来激发线圈产生磁力。配备四节1.5伏普通5号电池，采用逆变器进行升压，同时为了防止高电压对电源的冲击，采用三极管实行单向电流的传递。为了绝缘和保持稳定，手持式外壳采用PVC板进行拼装，同时把升压按钮和发射按钮安装在表面以便于操作。

2 安装过程

   依次连接电阻、稳压管，与储能电容并联，同时把逆变器和二极管并联到线路中，为了减少高压对电池组的冲击，使用二极管和三极管控制电流方向。按照顺时针方向在炮管上逐层缠绕绝缘铜线，尽量控制在2-3cm以内的宽度范围内。把三极管的两端与电磁线圈两个铜线端相连，确保在冲压过程线路稳定，为了显示电压值，把电压表并联在储能电容两端，安装发电（发射）开关在线路中，来达到瞬时释放大电流通过线圈内，来产生磁力的作用。实物线路连接图1所示：

图1实物线路连接示意图

  采用PVC板进行封装，利用胶枪进行粘封安装，为了方便发送，把充电和发射按钮安装在前面扳机位置，电压显示屏放在后面位置。如图2、图3外观布置图所示：

图2外观布置图          图3按钮外观布置图

3试验过程

选择不同重量的弹体在不同电压下进行发射试验，找出适于本手持式电磁发射器适宜弹体。试验结果如表1不同重量弹体在不同电压下的发射距离对比：

表1不同重量弹体在不同电压下的发射距离对比

采用0.3g弹体在200V电压下可以发射800cm（8米）距离；采用0.8g弹体在200V电压下可以发射600cm（6米）距离；采用3.1g弹体在200V电压下可以发射540cm（5.4米）距离。

因考虑到手持电磁发射装置的距离和实用性，同时考虑安全性，选择0.3g弹体作为常规使用弹体比较适宜。

4 试验结论

（1） 发射电压越高，发射距离越远。如图4所示

图4发射重量和电压关系

（2）发射距离和弹体重量成反比，即发射弹体越轻，发射距离越远，反之亦然。如图5所示

图5在200V电压下发射重量和距离的关系

（2） 在相同电压下，发射弹体重量和距离构不成比例关系。

（3） 本电磁发射器具备一定发射距离，达到试验目的。