طراحی و تحلیل الکترومغناطیسی و حرارتی پرتاب کننده خطی به روش اجزاء محدود

پـرتاب¬کننده های الکتــرومغناطیسی در حقیقت، مـوتورهای الکتریکی خطی هسـتـند کــه برای شتاب¬دهی به اجسام، با استفاده از نیروی الکترومغناطیسی به¬کار می¬روند.در این پایان¬نامه با معرفی ساختارهای مختلف و عوامل موثر بر بازده پرتاب¬کننده، با استفاده از روابط تحلیلی- تقریبی، به آنالیز دینامیکی- حرارتی پرتاب¬کننده پرداخته و برای دست-یابی به نتایج دقیق¬تر، از تحلیل اجزاء محدود سه بعدی در حالت استاتیک و دینامیک استفاده شده است. در هر دو مورد صحت نتایج توسط مقایسه با مراجع مربوطه، تـأیید شـده¬اند. به دلیل زمان¬بر بودن شبیه¬سازی و عدم وجود روابط ریاضی بین پارامترهای مختلف در تحلیل عددی، بــا در نـظر گرفتن مقداری خطا، برای طراحی پرتاب¬کنــنده از روابط تحلیلی- تقــریبی بهـره بـرده و پـس از طـراحـی، با استفاده از مدل¬سازی توسط روش fem، صحت محاسبات و مقدار خطای حاصل به-دست می¬آیند. در مرحله¬ی بعد، بـا تحلیل تأثیر ابعاد پرتاب¬کننده روی بازده آن، مشاهده می¬شود برای نیل به بهترین عملکرد دینامیکی و حرارتی، بایستی سطح مقـطع ریـل¬ها مربعی باشد. در ادامه از ضـرایب انحنای پرتابه، در شرایط کاری مختلف، برای بهبود ساختار و عملکرد پرتاب¬کننده استفاده شده است. با توجه به مباحث فوق، می¬توان بـه طراحی پرتاب¬کننده در دو حالت کلی پرداخت. بدین منظور ابتدا با فرضیاتی در مورد نحوه¬ی شتاب¬گیری پرتابه، در حالت عـادی و سپس جهت پرتاب جرم خارجی، با پرتابه¬ی مکعبی شکل و انحنادار، طراحی انجام شده است. نتایج حاصل نشان¬دهنده آن است که با بهبود ساختار آرمیچر، می¬توان با هزینه¬ی کم¬تری به همان نتـایج دیـنامیـکی و حـرارتـی دست یافت. پرتاب¬کننده¬های طراحی شده در تمامی موارد فـوق تـوسط نـرم¬افزار اجزاء محدود مدل¬سازی شده و نتایج دینامیکی و حرارتی حاصل با مقادیر مورد نظر مقایسه شده¬اند. میـزان خطـا در این مورد کم و قابل چشم¬پوشی است.