电磁炮

依靠电和磁发射弹丸的动能武器

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电磁枪与电磁炮,电磁加速方法研究

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目的:在一个线圈参数确定、电流值确定、弹丸(铁质)尺寸确定的情况下,试着推算一下这个线圈所能达到的加速度上限和速度上限,由此来评估单级的性能。        在每级线圈的圈数和电流值相同的情况下,可以线性扩展到整个加速路径。 (附件:278963) (附件:278964) (附件:278965) (附件:278966) 为了推算上限值,所以这里假定了磁通截面积等于弹丸截面积(无气隙)。 例如: 根据“线圈炮RLC工具”默认参数值,可以列出以下式子,算出当前情况下的加速度上限和速度上限: (附件:278961) (附件:278960) 或直接代入下式: (附件:278962) 所以,如果实测速度是17.5的话,那相对上限的效益就是17.5/33.475=52.278% 当计算出速度上限时其实有个应用已经呼之欲出了,那就是用于估算效率上限: (附件:279238) 这里要指出的是:由于电池供电和电容放电的放电曲线差异极大,功率密度差异也很大,所以这里所列的估算方法可能仅适用于电容放电供能形式的磁阻加速器。 例:将上例计算出的速度上限值、“线圈炮RLC工具”默认指定的弹丸质量、电容电压和容量代入后: (附件:279239) 也就是说:在这个指定的设计中,系统可能达到的最大效率是7.47%。

制作线圈炮的想法完全来自于著名的《科学超电磁炮》,然后找到了KC,然后做出了第一把电磁炮,做工较为粗糙…… 主要参数: 电容:100V 5000μF(双50V串联) 供电:DC 70V(48V200mA的电源,开路电压70V) 线圈:0.48漆包线,3cm*5层 电路:70V电源串联1k电阻给电容充电,放电为线圈并联2.8k电阻,开关控制 威力测试:使用直径2mm的铁钉做实验(注:部分生锈) 10cm距离可将普通卷子纸打洞,一定几率穿透 1m距离可一定几率穿透卷子纸 最远发射距离5m 目测速度小于10m/s 附录: 1:主要仪器都是上世纪80年代产,包括换过表笔的数字式万用表,换过芯的20W内热烙铁,化不开的劣质焊锡,漆包线,表面无法识别的电阻等。炮管是软管(废旧建材),总花费仅有两个电解电容,洞洞板和直流电源,30块钱 2:照片使用电脑摄像头拍照,就不拍实验台和试射过程了 Bug: 1:开关的一半(仍然是老货)被击穿,导致时时刻刻都在充电,但似乎威力比发射时不充电更大 2:由于严重缺乏电线(买来的电线贼硬,用拔线钳子完全剪不动外皮,卖线的说是高温线),许多地方使用曲别针作导线,接触不良 3:有时发射时会从开关放电,有巨大的电火花 4:有时从电容放电,子弹却不动或只动一点 5:如果开关在放电档,充电器串联的1k欧电阻会冒烟,能闻到糊味(算了一下,功率5W不到,是正常现象吗)

       *转载请注明出处        之前我发过一个帖子,质疑论坛里流行的理论,今天我就来说几个之前的理论里忽略掉的东西。本文除了前言引自《电炮原理》外,全为原创。 前言:        磁阻炮是利用磁路磁阻梯度产生的磁势能梯度力来加速铁磁体或永磁体弹丸的电磁炮,可视为展平的磁阻电动机。其主要结构为一系列螺线管驱动线圈和由铁磁材料构成的定子磁轭铁芯以及作为弹丸加速通道的非铁磁性管道。 (附件:278267) 杂谈之一:        我们一般做磁阻炮时总是忽略掉定子铁芯(图中的1号部件),下面我们来看看它的作用。使用CST STUDIO SUITE 2017进行仿真。 (附件:278266)       不加定子铁芯的模型剖面图,Number of Turns设为500,Current设为200A,工作空间的Material设为Air(线圈外面的立方体)        进行仿真,得到磁感应强度(B)分布 (附件:278265)        后处理,得到中轴线上的B曲线,如图4 (附件:278262)        现在看看定子铁芯对此有什么作用。在线圈外包上一层0.5cm的Steel-1010(1010号钢) (附件:278264)       重复上述步骤。 (附件:278263)         B分布,这里忘了用智能填

  看了不少线圈炮的帖子,基本都是用光电开关来控制电流通断,偶尔有用检测电感的方法,或者有试图用激光来测距离的,但是实际效果和弹丸的尺寸、重量、电容的电压、容量都相关,测距离和速度都只能间接控制,不能真正做到在合适的时机去关断。   为此,我觉得是不是可以换个思路,提前开通线圈电流,并在短时内(<10毫秒)基本恒流(磁饱和)的情况下用加速度计测量拉力的方法来确定断电时间。   当线圈吸引弹丸时,线圈给弹丸一个拉力,作为反作用力线圈(枪身)本身也会被拉向弹丸方向,附着于线圈上(如果足够灵敏甚至于可以仅附着于枪身上)的加速传感器给出实时的加速度,在拉力持续增加时,输出正或者是零,在拉力减小的时候输出负值(这时拉力方向还是正的,只是变小了),当控制电路发现从正或零变负时,就可以切断当前级电流并启动下一级电流。由于需要提前开通建立磁场,也需要可控关断,所以只能用于MOS/IGBT为开关的设计。   下一级线圈提前开通并保持短时恒流的目的是使磁场提前稳定,这样拉力的变化不随磁场(线圈电流)的变化而变化,对加速度计的误差会小一些。

       本人接触电磁炮也有四年多了,之前一直都处在小打小闹的状态里,今年参加论文比赛开始认真对待起来了。在搜集资料的过程中发现很多基本的原理和贴吧论坛里流行的不一样。比如磁阻炮,结构上讲并不是简单的一个线圈加炮管,还需要有包在线圈外的定子铁芯。原理并不能简单地解释为两个磁体相互吸引,而是磁场能量梯度导致的加速。轨道炮也不能简单地用安培力解释,而是需要用到电感梯度,也是磁场能量梯度产生的力,轨道炮和和磁阻炮在本质上是相同。但是现在许多网上流行的理论,把这些讲得极其简单,有误导人的嫌疑。如果不从本质上去探讨是不会有进步的。希望引起重视

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