随着经济的发展和维护国家安全的需要,在军事领域中对现代化战斗机或侦察机等飞行器的启动过程中的机动性、可控性等要求也在日益加强。在各种飞行器起飞方式中,电磁弹射与传统液压气压弹射方式相比具有出口速度高、可控性好、准备周期短等优点,是现有起飞方式中最具有优势的。直线电机作为电磁弹射系统的核心部分,直接对弹射目标提供推力。但传统常导直线电机相对于超导直线电机存在着推力密度较小、重量相对较大等缺点,限制了电磁弹射系统的使用效率。本文设计了一台电磁弹射用双边超导同步直线电机,并通过仿真结果证实了设计的合理性。对比了飞行器不同起飞方式的特点,其中电磁弹射方式具有明显优势。介绍了电磁弹射技术和超导技术的发展历程,对应用在电磁弹射上的不同种类直线电机的研究现状进行了总结,对比分析了不同类型电机的特点。通过分析认为超导直线电机具有更大的推力密度。参考传统旋转电机的设计方法对电磁弹射用超导直线同步电机进行了设计。电机总体拓扑结构采用动磁式双边定子直线同步电机的形式,根据设计指标和选定的电负荷和磁负荷确定了电机的主要尺寸。考虑到超导磁体的强磁场特性,定子采用无铁心结构。考虑到系统的通用性与维护性,定子绕组采用结构简单的集中绕组形式,并进一步完成了定子绕组的模块化与分段设计。完成了超导动子的设计,包括超导磁体材料、尺寸以及低温容器的设计。对超导动子磁体进行了详细的设计,分析了超导磁体不同截面上的磁场强度,保证了超导磁体运行中所处的磁场不超过其临界磁场。根据超导材料的特性完成了超导直线电机仿真模型的建立,通过有限元仿真对电机的加速和减速过程中的推力变化、磁场分布、反电势和损耗等性能参数进行了验证与分析。对比了定子无铁心结构与有铁心结构的电磁性能,验证了无铁心结构的优势。与同尺寸下的永磁同步直线电机进行对比分析,验证了超导直线电机具有更大的推力密度。进一步对电机的启动过程的瞬态工况进行了仿真计算,分析了不同启动频率时的空载启动特性和不同负载力下的负载启动特性。最后研究了直线电机不同的结构参数对电机性能的影响。分析了不同定子背铁厚度、气隙、初级电流、极距以及不同超导磁体宽度时电机性能的变化,包括气隙磁场、稳态推力、推力波动、铁心损耗等性能参数。根据分析结果给出了超导直线电机的优化方案。在保持超导磁体线圈安匝数不变的情况下,优化后的电机可以产生更大的推力。