Тепловые ограничения в высокоскорострельном многорельсовом ускорителе твердых тел, запитываемом от импульсного магнитогидродинамического генератора

На основе численного моделирования, выполненного с использованием двумерной и трехмерной нестационарных постановок, проведен анализ работы многорельсовых электромагнитных ускорителей твердых тел при последовательном ускорении в них нескольких тел с высокой скоростью стрельбы. В расчетах в качестве источника питания ускорителей принимается импульсный магнитогидродинамический генератор типа генератора “Сахалин”. Рассмотрены ускорители с тремя и пятью парами параллельно расположенных рельсов, соединенных в последовательную электрическую цепь. Проведено моделирование ускорения различного количества тел в очереди, имеющих различную массу. Установлено, что одним из основных ограничений работы ускорителей при таких режимах является нагрев рельсов. Показано, что скорость нагрева рельсов определяется неоднородностью распределения плотности тока по сечению рельсов, обусловленной нестационарной диффузией магнитного поля в рельсы. В результате расчетов с учетом нестационарного характера распределения плотности токов в рельсах многорельсового ускорителя установлено, что при соответствующем выборе массы ускоряемых тел (до $800$ г), их количества в очереди и материала рельсов возможно достижение скоростей метания $1{,}8\div 2{,}5$ км/с при умеренном нагреве рельсов.