유도형 코일건의 에너지 및 속도특성 해석

Energy and Speed Characteristics of Induction Coil-Gun

본 논문에서는 커패시터로 구동되는 공진 유도형 코일건의 속도 및 에너지 전달 특성을 해석했다. 유도형 코일건은 설치가 자유롭고, 기계적 마모가 적고, 반복사용이 가능하며, 전달되는 힘이 피투사체의 표면에 고르게 분포한다는 장점을 가지고 있다. 특성해석을 위해 등가회로를 구성 하여 회로방정식과 운동방정식을 유도하고, 이 방정식들을 Runge-Kutta 방법을 사용하여 수치적으 로 풀었다. 그리고 구동회로의 공진주파수 및 커패시터의 충전전압에 대한 에너지 전달율을 구했으 며, 또한 피투사체의 초기위치와 도전율, 구동회로의 점호각, 충전전압 및 구동코일의 저항 각각에 대한 피투사체의 포구속도의 변화를 구하였다.

This paper describes the energy and speed characteristics of an induction coil-gun. The coil-gun has some merits that it can be easily installed and repeatedly used many times, it does not damage mechanically in the course of launch and the force exerted on the projectile is distributed uniformly. An equivalent circuit is employed for modeling the coil-gun. The circuit equations and equation of motion are then derived based on the equivalent circuit. These equations are solved numerically by using Runge-Kutta method. Finally the energy transfer ratios are obtained according to the variations of the resonant frequency of driving circuit and charging voltage of capacitors. The muzzle velocities of projectile are also obtained according to the variations of electrical conductivity and initial position of projectile, firing angle of driving circuit, charging voltage of capacitor and resistance of driving coil, respectively.