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电磁枪与电磁炮,电磁加速方法研究


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- 以上是置顶 -

磁阻加速器的制作过程很有戏剧性,本人电路知识就是高中物理课堂学到的。最初只是想做一个离子打火机,网上查资料买元件,很简单的电路我都连不上,补了补知识,结果发现ZVS比离子打火机好玩,开始做ZVS,感觉好难,最后还是完工了。晒一下粗糙的做工:(附件:266140) (附件:266139) 做完之后又发现有人用ZVS给电容充电做加速器,于是又补脑,决定自己也做一个。于是很喜欢看(附件:266141) 自己开始买铜线绕线圈、刷绝缘漆(附件:266131) (附件:266128) 304不锈钢管打孔8个(3mm),组装线圈(8个)(附件:266133) 焊装电容450V1000UF8个、可控硅TPS16(7个)、充电线路(高压硅胶线+8个fr207)连接(附件:266137) 组装电容、线圈、加速管(附件:266134)(附件:266126) (附件:266129) 为了使加速器方便移动和布局优化,于是把所有元件固定到一把玩具木仓上了,希望不要被河蟹了,(附件:266132) 加速弹丸为了便宜,直接某宝,4mm*35mm定位销(附件:266138) 一米距离410V试速(附件:266136) 感觉不稳定,5000转/分电机稳定装置(附件:265945) (附件:265947) (附件:265946) 效果不是很理想。由于被领导(家里的领导)禁止做此方面的制作,所以把加速器拆了。这个

“一种特殊情况下磁阻式电磁炮的效率极限”提到了一种特殊的加速方式,以及一种神奇的磁场。但是,当时没有对那种神奇的磁场进行详细讨论。本帖将重点介绍那种神奇的磁场在磁阻式电磁炮上的应用。为了提高逼格,将基于这种神奇的磁场的磁阻式加速方案称为 “磁阻式电磁炮的脉波加速方案” ,或简称为“脉波方案”。接下来将首先明确定义脉波方案,并进行粗略介绍;之后将详细介绍它的优势,最后将提出脉波方案的一种低成本的工程实现——矩阵开关,一个可以用20个开关控制100级的方案。     使用脉波方案制作的磁阻式有望接近“一种特殊情况下磁阻式电磁炮的效率极限”中所提到的效率极限。 即5mm弹丸52cm加速至100m/s时,48%的效率极限。或者相似的,50cm加速至200m/s时,31%的效率极限。 PS:本贴共有5000+字,请耐心阅读。本帖包含不少动图,打开本文应该会消耗十几M流量。 脉波加速方案 脉波方案的特点是:通过特定的线圈排布和导通时序,使磁场的函数近似为一个脉波。(关于脉波的定义见贴末附录) 这个特点通常表现为:以磁场中心为参考系,磁场的各种属性(强度、与空间分布)近似恒定不变;磁场与弹丸保持相对静止;磁场中心始终领先弹丸一段固定的距离。 为了近似出一个磁脉波,同时保

实验发现,普通弹丸在不带自旋的情况下发射,会在空中翻滚。 (附件:279811)翻滚导致弹丸横着着靶 翻滚会增加空气阻力,降低精度和穿透力。为了避免这些不利影响,通常的做法有:使用球形弹丸,使用气动稳定的弹丸(比如某些内螺纹圆柱销),以及使用自旋稳定的弹丸。其中,自旋稳定是,通过高速旋转产生陀螺效应,稳定弹丸,使弹丸始终指向其前进方向。 相比于气动稳定,自旋稳定的好处主要在于阻力小,稳定性好以及弹丸成本低。比如普通圆柱销或者方键,其价格按重量算基本等于钢材的价格。而气动稳定的内螺纹圆柱销,价格则是钢材价格的数倍。使用尾翼的气动稳定同样有较高的加工和装配成本。 自旋稳定对于转速的要求,比通常所认为的要高得多 比如曾有人尝试,使用标称5000rpm的电机对4mm*35mm的圆柱形弹丸进行预旋。不过并没有成功稳定弹丸: https://kechuang.org/t/80288 也有人尝试在弹丸上斜向开槽,使弹丸在气流的作用下产生旋转。不过同样没有成功稳定弹丸: https://tieba.baidu.com/p/5095683672 (另外,貌似独头霰弹也并不是靠气流使弹丸旋转来稳定弹丸,而是使用了气动稳定) 关于究竟多大的转速可以使弹丸稳定,有一些经验公式可以参考。比如Miller t

本帖最后由 badboy-fly 于 2013-12-28 13:56 编辑 很长一段时间里大家尝试的轨道炮都属于简单的轨道炮也就是传统型轨道炮 这种轨道炮具有爱好者难以解决的问题,比如电流维持时间、轨道烧蚀、安培力太小.....,前者两种问题几乎都是因为阻抗小导致的。因为阻抗小所以电容放电时间短,因为时间短的问题,在理想条件下如果电容组在短时间内将能量释放根据p=w/t,瞬间功率会变得非常之大轨道和电枢也因此烧蚀了。 即使用上变态的电容组在纯电动的状态下效果都不乐观,大多数情况下为了发射都只能用上初速。 而且在提高安培力上只能通过使用更加高级的材料,使用更加高压变态的电容组,适当降低轨道宽度,使用更好的加工技术使得电枢和轨道接触更加好。 但是这样些手段并不乐观(各种拼),会耗费大量的资金,大部分爱好者都无法达到这个条件。渐渐地轨道炮也就成了土豪玩意,土豪的象征。当然真正的爱好者注重的是最后的效率和学习理论的收获,而不是威力。 但是为了得到更大的收获我建议大家应该把对象放在更适合爱好者环境的轨道炮——增强型轨道炮 (附件:209213) (附件:209216) 以上这两种典型类的轨道炮都有一个统称叫做增强型轨道炮 假设根据环路定律电枢处于一个平行磁场的磁感应强度为B μ0为磁导率(4π*10^-7H/m),x为

由于之前自制的三级光电控制的可关断小磁阻炮取得了一些出乎意料的成果(无能量回收情况下,在仅三级,电容组330v电压下7g弹丸初速达到了近50m/s,假设电容组全部放电到0v效率依然达到了9.8%)遂发出此帖向大家介绍一些我走过的弯路和得到的经验。   过去的几个月中,我一直在尝试制作并优化IGBT可关断式磁阻炮的控制电路,取得了不小的成果,我也会在文中附上前几周制作三级小磁阻的过程供大家参考,并分享一些性能优秀的元件。 1.关于可关断式磁阻炮相对于传统无关断的优势(高手可跳过):避免了弹丸飞出线圈后电容组的储能仍被线圈和开关以产热消耗,减少了能量浪费并一定程度上减小了反拉,还可以使电容组有一定余电,这有利于连发。 2.关于高压电容充电器设计的一些问题:在这门炮上我使用了它激推挽式升压,电路是根据 @金坷居士 的逆变器前级稍微修改而成(请各位不要模仿,我会在后面说明原因)。在询问金坷居士本人后我得知这个电路没有电流环,不适合为电容充电,但我依然决定用它来为这门炮的330v 共1620uF的电容组充电,这是第一个设计上的失误。而另一个失误则是出于体积考虑,我没有在高压输出端做任何限流措施,这就相当于两个内阻极小的电压源,一个接近

PS:提到进展,意思就是还没全搞出来……(不过应该快了)本贴不涉及“已经搞出来的部分”的求解过程。等搞定全部内容后,会把相关结果连过程一起发出来的。 首先定义一下本贴里的“最优”。本贴提到的最优,是指“在使用某一种导体作线圈,某一种磁材料作弹丸时,在给定管壁厚度下,给定距离内,把弹丸加速到目标速度时,线圈电阻损耗的电能最小”。这个“最优”是理论上的最优,同所有理论最优一样,它工程上不可实现,因为它要求线圈充满炮管外无穷大空间,然后还可以完全自由的操纵线圈中的任意一点的电流密度……但是可以逼近,比如线圈长度小于内径,各级紧密相靠,然后细线绕内层,粗线绕外层……注意根据定义,这个最优里,其实已经没有线圈这种东西存在了,因为线圈的概念被“电流密度分布”代替了…… (关于这个最优,想象右边灰色的弹丸沿着白色的炮管,在黄色代表的电流密度分布产生的磁场作用下,被一直加速到左边飞出去) (附件:266416) 有了目标就可以开始分析了。磁阻式电磁炮想要精确分析的话,最大的难点就是铁磁材料的非线性磁化。不过,在磁饱和条件下,非线性的磁化会变成恒定不变的磁化,反而变成了最容易分析的情况。 记得很久之前我提到过,在这个条件下磁阻式电磁炮的理论最优解,可以简化分解为如下两个问题: 1. [求教]一个假的运动学问题 2.[url=kechu

  弹丸的姿态稳定是磁阻炮实用化道路上的一座大山,姿态不稳定带来的问题主要是弹道终点的比动能不稳定,从而导致命中效果不稳定。   而磁阻炮对弹丸的要求比较高,譬如要有圆柱体的铁磁材料、弹丸结构对光电触发位置的影响、量产化要求,所以想找出完美的方案很难,只能折中选择。   在此重新整理几个弹丸稳定方案,留作参考讨论,在本人的连载贴最近更新中也会有相关叙述,准备确定下一代改型的弹丸方案。 注:楼主只是整理分析,没说是自己原创。    一、气动稳定类   气动稳定可分为有翼稳定和无翼稳定两种, 无论哪种稳定实质上都是使弹丸的重心位于气动压心之前 (相对于弹丸运动方向)   譬如隔壁火箭版除了尾翼稳定外,也有像窜天猴那样后面插个棍子稳定的。   先说说更加实用的无翼稳定,大致思路是在铁磁材料主体后面连接密度小的材料,从而使气动压心后移。 个人倾向于用透明或不透明的薄壁塑料来达到效果,以下几张示意图中红色是铁磁材料,绿色为塑料管 (附件:260821) 实际上铁磁材料和塑料之间直接连接比较困难,这两种更实用一些。 (附件:260826)(附件:260825) 后者在某宝上能买到对应的标准件,关键字:定位销、螺纹 螺纹的主要意义是让胶水渗透

看了好多电磁炮的帖子,终于决定做一个电磁木仓来玩了,参照G41的样子,然后外壳准备3D打印使用卧试弹仓,在选择枪管的时候在碳纤维管、玻纤管、四聚乙烯福隆管、石英管之间犹豫了好久,然后看到网友们评论说是石英管耐磨好还结实,就毅然决然的决定买石英管、   弹直径8mm做低压电磁炮就做着玩不需要太大的速度,然后选择了8mm*25mm的定位销子、找遍了全淘宝也没找到8.1mm的石英管。好在有个细心的淘宝MM给我说可以帮我量下非标准管找了2根8.1mm的。   今天石英管到货,然后,,, (附件:272077) (附件:272080) (附件:272078)   然后就试验呗,我使用的是电磁推杆的击发方案,仅用电磁推杆(线圈还没上)就打了3发、恩,挂了一根,,用子弹一发发装进去,发现其实这个的公差很小,子弹可以很顺滑的进去,但是有个问题就是太脆了!有一点点不合适的地方就容易断裂,所以说我感觉石英管并不适合做枪管!发帖子给大家提个醒,虽然石英管的数据很美好,但是容易碎还是不行啊!    不知道大家的使用的是什么样子的枪管呢? 求推荐! 现在在考虑弄个碳纤维的,然后在侧面开一条缝,减小涡流、玻璃管什么的暂时就不考虑了。

如题,因为第一次做,手头没有搞那么多电容,买的有385v,470uf;和450v,1000uf,(不知为什么,385v的个头比450v还要大),在测试的过程觉得1000uf的比两块470uf的威力大,可能是线圈匹配的问题吧,所以我采用这个电容,充电电压400v,线圈是0.74(加绝缘层0.8),2.5cm,7圈,每层31。头两级是这个,第三级是3cm,6圈。采用红外对管控制70tps16,控制电路在瞎话帖子里找到的,我采用的是三极管9014控制。 总共做了3级,调试过程中最快49.5m/s,基本48左右,威力靠近6mm钢珠可以穿一个易拉罐。 算下来效率还是很低,应该是1.5%吧,之前2级的时候用粗一点3cm的内六方扳手磨尖做弹丸,可以穿2个易拉罐,效率应该不低,但我还想想做钢珠加速,原因就不多说了,不过还是感觉用1000uf的电容有点浪费,后面再做的话肯定可以做的更好。 木仓管我采用的是8*6mm的ABS空心管,最后组装到一块的时候发现了一个很严重的问题,子弹每次打出去偏差很大,令我很失望,我本来还买了几个红外头做瞄准,可每次子弹打出去几乎都不在同一个位置,2米距离内都偏差10cm ,后来我在枪口下方连续放了3块小磁铁,有一定效果,单打到同一位置的概率还是很小,跪求各位大虾前辈,有没有碰到过类似问题,恳求大家不吝赐教给点意见和建议。怎样才能使钢珠子弹的精准度提高。 最

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