[发明专利]电磁发射器的冷却控制方法及使用方法

权利要求书

1.电磁发射器的冷却控制方法，电磁发射器发射后，采用向其轨道内通入冷却气体的方式对轨道进行冷却；其特征在于，包括：

S1、设定发射电压U和冷却气体压强P，使雷诺数R_e＞5×10⁵；

S2、轨道冷却后的目标温度按公式(1)计算：

其中，T_t为轨道冷却后的目标温度，单位是℃；T_w为电磁发射器发射后的轨道温度，单位是℃；T_f为室温下冷却气体的温度，单位是℃；h为轨道与冷却气体的对流换热系数，单位是W/(m²·℃)；A为轨道的冷却面积，单位是m²；c为轨道的比热容，单位是J/(kg·℃)；m为轨道的质量，单位是kg；t为冷却时间，单位是s；

电磁发射器发射后的轨道温度按公式(2)计算：

T_w＝0.4629U³-6.3174U²+31.989U-52.177+T_o (2)

其中，U为发射电压，单位是kV；T_o为室温下轨道的温度，单位是℃；

轨道与冷却气体的对流换热系数按公式(3)计算：

其中，v为冷却气体的运动粘度，单位是m²/s；λ为冷却气体的导热系数，单位是W/(m·℃)；P_r为普朗特数；V为冷却气体的流动速度，单位是m/s；l为轨道长度，单位是m；

换热定性温度按公式(4)计算：

T_m＝(T_w+T_f)/2 (4)

其中，T_m为换热定性温度，单位是℃；

冷却气体的运动粘度按公式(5)计算：

v×10⁶＝10^-4×T_m+0.0895×T_m+13.236 (5)

冷却气体的导热系数按公式(6)计算：

λ×10²＝-2×10^-6×T_m²+0.0078×T_m+2.4376 (6)

普朗特数按公式(7)计算：

P_r×10³＝3×10^-6×T_m³-0.0002×T_m²-0.184×T_m+706.89 (7)

冷却气体的流动速度按公式(8)计算：

其中，g为重力加速度，单位是m/s²；P_b为大气压强，单位是Pa；P为冷却气体压强，单位是Pa；γ为冷却气体的比热容比；ρ为冷却气体的密度，单位是kg/m³。

2.根据权利要求1所述的电磁发射器冷却控制方法，其特征在于，

雷诺数按公式(9)计算：

其中，R_e为雷诺数；V为冷却气体的流动速度，单位是m/s；l为轨道长度，单位是m；v为冷却气体的运动粘度，单位是m²/s；

结合公式(2)、公式(4)、公式(5)、公式(8)、公式(9)，得到冷却气体压强的函数关系式P＞f(U，T_o，l，g，T_f，P_b，γ)，根据该函数关系式设定冷却气体压强P。