Simulation of an electromagnetic in-bore projectile velocity sensor for a high-speed ballistic cannon | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2023. № 85. DOI: 10.17223/19988621/85/5

Simulation of an electromagnetic in-bore projectile velocity sensor for a high-speed ballistic cannon

The design is described, and a mathematical model is developed for the operation of the measuring frames of a speed sensor for a projectile when it moves within a bore or behind its muzzle. In measuring sections, the frames generate magnetic fields that act as magnetic barriers for the projectiles. The operating principle is based on the effect of deformation of the magnetic field of the barriers due to the electrically conductive projectile. The magnetic circuit of the frame includes an open magnetic core with measuring coils, a coil generating a constant magnetic field (or a permanent superimposed magnet), and a protective cap made of durable nonmagnetic metal with high resistivity. The mathematical model takes into account the 3D interaction of the projectile with the magnetic field of the barrier and the effect of induction currents in the protective cap on the magnitude and shape of the signals. The results of parametric studies on the effect of the speed, shape, and size of the projectile bodies, as well as the main parameters of the measuring frames, on the magnitude and shape of the signals generated by the projectile are presented.

Download file
Counter downloads: 5

Keywords

speed sensor, electromagnetic measuring frame, projectile, magnetic barrier, induction currents, signal, mathematical modeling

Authors

NameOrganizationE-mail
Bimatov Vladimir I.Tomsk State Universityvbimatov@mail.ru
Mekhanich Аlina А.Tomsk State Universitykireeva_aa@mail.ru
Sinyaev Sergey V.Tomsk State Universityssv@niipmm.tsu.ru
Yashchuk Aleksey A.Tomsk State Universityrainbow@niipmm.tsu.ru
Всего: 4

References

Синяев С.В. Датчик скорости для высокоскоростных метательных комплексов // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции "Динамика систем, механизмов и машин". Омск, 1995. Омск: Омск. гос. техн. ун-т, 1995. Кн. 1. С. 54.
Kim H.K., Kang B.S., Kim J. Muzzle velocity estimation of an electromagnetic launcher using B-dot probe // International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics. 2019. V. 61 (4). P. 563-580.
Сидоров А.Д., Корольков Л.В., Моисеев Д.М., Егоров А.Л., Дьячковский А.С. Измерение скорости в баллистическом эксперименте // Технические науки - от теории к практике: c6. ст. по материалам XLII междунар. науч.-техн. конф. Новосибирск: СибАК, 2015. № 1 (38). С. 111-120.
Комаровский Л.В. Метание свободных тел газовым потоком // Численные методы меха ники сплошной среды. 1976. Т. 7, № 6. С. 74-86.
Bagdanoff D.W., Knowlen C., Murakami D., Stronich I. Magnetic Detector for Projectiles in Tubes // AIAA Journal. 1990. V. 28 (11). P. 1942-1944.
Синяев С.В., Киреева А.А. Однорамочный индукционный датчик мгновенной скорости модели в канале баллистической установки // Известия вузов. Физика. 2013. Т. 56, № 6/3. С. 69-71.
Механич А.А., Синяев С.В., Ящук А.А. 3D-взаимодействие электропроводного метаемого тела с магнитным барьером измерительной рамки внутриствольного датчика скорости // Известия вузов. Физика. 2022. Т. 65, № 12. С. 9-14.
Иоссель Ю.Я. Расчет потенциальных полей в энергетике. Л.: Энергия, 1978. 351 с.
Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля. М.: Мир, 1972. 392 c.
Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964. 487 с.
Басов К.А. ANSYS: справочник пользователя. М.: ДМКПресс, 2014. 640 с.
Bathe K.J. Finite Element Procedures. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1996. 1037 p.
 Simulation of an electromagnetic in-bore projectile velocity sensor for a high-speed ballistic cannon | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2023. № 85. DOI: 10.17223/19988621/85/5

Simulation of an electromagnetic in-bore projectile velocity sensor for a high-speed ballistic cannon | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2023. № 85. DOI: 10.17223/19988621/85/5

Download full-text version
Counter downloads: 195