电磁枪制作日记
阿丕2006/04/05电磁炮 IP:陕西

所谓电磁枪,是指运用电流产生的强磁场来驱动铁质弹丸的一种武器。目前国外业余爱好者制作的电磁枪威力大概范围在:1焦耳到20焦耳左右。越高的弹丸动能要求有更多的电容来提供能量。与传统武器相比,发射弹丸时非常的安静,而且有明显的后坐感觉。无论如何,一支全电气化的枪支是非常酷的,即使它的能量利用律一直徘徊在10%左右。

电磁枪要解决的主要问题有三点:

1.迅速有效的充电装置

2.高效率的驱动线圈

3.精确的通断电控制

在过去的两年时间内,我主要解决第一个问题,对枪支来讲,空间限制是必然的。所以任何采用变压器来提高电压获得大电流的方法都不被允许。作为替代变压器的方法,电感取代了它的位置,采用电感回扫来升压的BOOST电路。可以允许功率为20W的升压装置被安装在火柴盒大小的空间内。这个问题已经成功的解决,在多次的发射实验中发挥了重要作用。

同时一直尝试解决第二个问题的我发现,在众多的数值模拟过程中,无论多么的详细,驱动线圈在实际使用中也会表现出大的差异,比如弹丸的放置位置可以大幅度的影响发射威力。这样的威力差距为穿透铁罐和凿出凹坑的差异。现在实验的6#线圈表现比较令人满意,在没有电压截止的控制下,也可以发挥大的威力。

今天进行的单片机电压控制出现了问题,单片机低的高电平电压无法触发SCR来控制电流,这使得新的发射系统需要重新调整。大概需要两天左右的时间。此次模拟的弹丸速度达到了60M/S以上,系统调试后的结果令人期待!

来自:物理高能技术 / 电磁炮
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~~空空如也
阿丕 作者
18年4个月前 IP:未同步
3843





包括枪内部电路在内,含射击效果图,发射驱动线圈。这是俄罗斯人制造的。在10米左右距离可以打碎酒瓶,穿透铁罐。能量利用在1.5%左右

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阿丕作者
18年4个月前 IP:未同步
3848

刚刚完成了电磁枪控制部分的电路焊接,大约还要花一个早上的时间来调整电路。这个控制装置被我用实验板焊接得非常小,大概手掌心的一半大。用了两个单向SCR和一个双向SCR,能量提供为130焦耳左右。明天晚上告诉大家进展状况。

上图是俄罗斯人的电磁枪电路图

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阿丕作者
18年4个月前 IP:未同步
3850
错了,在相同尺寸数据的情况下,比较重的弹丸可以获得更多的能量,这是电磁枪比较有意思的地方。国外实验证实了这一点,同时我在实验时也发现确实是这样的。
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阿丕作者
18年4个月前 IP:未同步
3851
调试出了一些问题,可能要延缓一下了,狂晕中
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阿丕作者
18年4个月前 IP:未同步
3852

调试完毕,可以正常工作了,一共测试了四组数据。实验的最好结果是采用105.6焦耳的电容能量发射0.5克左右,直径为1.5毫米的铁丁,在铁质罐头盒上击出1毫米左右的孔。实验发射弹丸截面积仅为可用截面的0.5,就是说还有大约50%的威力没有发挥(其实最大威力对应的直径为目前的10倍,主要是受到发射管直径的限制),作为装置焊接的第一次实验,还不错吧。

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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3854
发射管用非金属的就可以了,没有特别的要求。作为发射弹丸,在设计条件限定的情况下,截面积和重量增加可以增加发射弹丸威力。今天去买直径在2毫米左右的铁钉,居然没有,差点晕倒。看来必须以这种弹丸来完成接下来的实验了。计划提高能量到158.4焦耳,加大制动延迟时间。
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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3855
毕业设计超声波电路调整,电磁枪实验延迟一天
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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3859

发现程控对时间的控制能力有限,把弹丸通过中点时的电压制动方式改为光电控制,这样的话,自适应性比较好一些。发射管直径扩大了4-5倍,可以采用更大直径的弹丸了,完全更改完毕大约要一天时间。供能电容接插部分熔化,维修中。

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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3860

电磁枪所有部件都焊接完毕,明天开始连接导线,电路如上图所示。两个晶闸管分别控制供能电容和制动电容,当弹丸达到线圈中点位置时,光电开关导通,制动晶闸管产生电流,抑制供能电容电流。电路呈截止状态。这样可以缩小弹丸通过中点的能量损失。

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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3862
因为控制电路瞬态达到1000A,切断时间在500US左右,否则就不能在通过中点前关断了
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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3863
电路焊接完毕,测试时发现控制SCR7已经损坏,而且是两个一起损坏。估计是上次爆炸中烧毁了内部造成的。幸好还剩一个控制电路达到2000A的SCR(大个头)。明天需要制造弹丸和做一些连接。估计可以进行首次发射实验。制动光电开关电路表现良好。
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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3864

弹丸直径增加到4毫米,长度维持在30毫米,电容供电能量维持在105.6焦耳。发射了大约5次,效果不错,由于弹丸直径增加,穿透出的孔径增加大概在0.5毫米左右,周围变形,同时后坐力非常明显,以至于需要用手来按住胶带固定的线圈,弹丸击中铁质罐头盒的时候,撞击声很大,可以把放在罐头里的配重抛起来。

下一步打算增加电容储能值到158.4焦耳,把弹丸头部磨锋利一些。

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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3865

毕业设计超声波电路组装,延迟一天。

同时,向有绕线设备的兄弟求助!目前手工绕制的线圈大概可以保证200圈左右的精度,但是这样的线圈发挥的能力已经接近100焦耳能量下,威力发挥的极限。所以需要有新的线圈来改变这种情况。

空心线圈参数为:

25毫米长度,内孔直径5.5-6毫米。用0.6毫米双线并行绕制310-320圈,或者用0.85毫米单线绕制,圈数相同。要求固定好,不会松散。

明天开始加大能量实验电磁枪,结果稍后贴出。

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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3866

实验能量加到158.4焦耳,直接过电流烧毁了制动SCR,正好可以观察在没有电压制动情况下弹丸的发射威力。一共测试了4次,无一例外的出现了弹丸反弹,无法正常发射,威力也有明显的下降现象。线圈发热明显,甚至连弹丸也很热。

至此,已经烧毁了三个SCR,线圈参数大致接近了在此能量条件下的极限,接下来需要采用低电流,大电感量的线圈。这样可以减低SCR的负担,同时适应低能量供给条件,磁力会有一定的增加。

此线圈的制作估计会花一段时间,我打算按照标准化制作要求制作。

至此,第一阶段的实验结束。感谢各位的关注,非常遗憾我没有数码相机和摄相头,无法发送照片给大家。我个人希望可以引导更多的兄弟加入到电磁枪研究和制造中,因为在这个方面,我们已经落后很多了,没有新研发的武器,迟早吃亏的是我们自己而已。

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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3869

感谢HOHOLO提供的资料,那个美国人采用的是不计成本的实验方式,即使不考虑资金问题,装置体积也远远超出了“枪”的概念,所以是比较难采用的。

我的毕业设计已经差不多收工,提前了两个半月。可以集中精力绕电磁线圈了,虽然现在仍然没有想到好的方法,但是应该没问题。

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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3872

把我实验的参数提供给大家

0.6毫米漆包线,长度5米,在长度为12.7毫米距离上绕制空心线圈,线圈内孔直径5-5.5毫米,线圈两端加了硅钢片

电容:400V33UF一共四个

充电电路:自制,功率为20W,采用NE555产生方波,经电感回扫升压,开关管用G80N60,充电电压上限500V

SCR:BTA20W单向可控硅 BTW69双向可控硅

控制传感器:对射式光电传感器,红外

目标靶:娃哈哈八宝粥罐,配重为铁钉,质量1千克

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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3876

1.QBQ当然不可以放弃,有些新观点都是在那里发现的,但是限制太多,比以前缺乏灵活性

XXXXOST电路效率都是90%以上的啊,我的充电装置也就比火柴盒稍大,在24V条件下,充电速度是12V的几倍

XXXXR 一个是1200V200A的,另外几个是1000V 520A瞬态,但是质量差,看封装就知道了

4.没感觉是因为电磁枪能量分配本来就很不均匀,作为电磁波发射出去和热损耗的非常大,其中一部分变为金属管涡流损耗自然也就没感觉了

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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3878
200A那个是唯一一个没有报废的,但是个头太大

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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3879
和老外的这个电路几乎没有什么区别,但是没有加入电压比较,电感也被我绕到最大上限
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18年3个月前 IP:未同步
3881
关键等把线圈绕出来再说吧,最近搞超声波花了不少银子,再不仔细打算就没钱吃饭了
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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3885
以下是引用laser63588在2006-4-22 14:43:37的发言:

可不可以使用多个电磁线圈的空间位置上的串联和时间上的紧密配合来实现更快的弹丸速度?

只是我的猜想


当然可以,你的猜想是对的。这样的方案我模拟过一次,最好可以使弹丸达到100M/S以上的速度。但是弹丸速度越快,进行加速就越困难,这和轨道炮不同
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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3886
以下是引用networking在2006-4-22 00:58:10的发言:

因该把加速段加长,改用更好的磁性材料,说不定能达到磁悬浮列车的速度,即500km/h,

10cm/s


电磁枪弹丸加速的长度(单线圈)在大约10毫米的距离上加速到不低于10M/S,否则是不可能获得有效穿透力的,这比磁悬浮要厉害很多
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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3887
以下是引用爱好新玩意儿在2006-4-22 14:32:49的发言:

这个电磁枪我也好想做一个看看,只是这方面我学的不太好,电路图要是再有个详细的说明就好了,嘿嘿,不知道各位大哥有空没有,给加个说明啊.

[em31]




线圈是美国标准12AWG,绕数等你可以参考第二张图片

V-charge 是接充电电路

V-fire 是接发射按钮

和线圈并联的二极管组是为了防止SCR击穿用

有一个SCR的G极悬空,其实是与光电开关连接的,当弹丸进入线圈中点时,光电开关触发此SCR导通,制动电容阻止供能电容供电,电路呈截止状态。弹丸因此不受到反向引力作用拉回线圈。

这是实用的设计方案,威力很强,对穿铁罐,老外设计的

[align=right][color=#000066][此贴子已经被作者于2006-4-22 18:46:18编辑过][/color][/align]

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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3889

截止的时候,主电容的电压比控制电容低,所以从电位上分析,可以截止SCR。同时由于截止用的电容容量小,短路对控制SCR破坏有限

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阿丕作者
18年3个月前 IP:未同步
3891
这是双V开关控制,和前面我贴的电路图原理相同,只不过采用了不同的传感器
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