这里有人制作过轨道炮吗?
power_rdx2007/06/15电磁炮 IP:北京
据说轨道炮发射的炮弹,最快速度是线圈炮的10倍。而且不用大规模的升压、储存电路,结构相对简单,应该是自制的绝佳选择。不知大家试验过没?
来自:物理高能技术 / 电磁炮
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~~空空如也
HK007
17年0个月前 IP:未同步
19359

结构比线圈炮简单,但是制作难度很大,比线圈的难得多.

比较一下:

脉冲电流峰值:线圈炮:0.5~1KA;轨道炮:5~10KA

材料烧蚀:线圈炮:无烧蚀,可采用普通民用材料;轨道炮:轨道有强烈烧蚀,要采用特殊材料,如果用普通民用材料,发射几次就报废。

储能:线圈炮:电流不是很大,用民用电容多个并联还凑合;轨道炮:电流巨大,要用特殊储能放电装置

控制装置:线圈炮:勉强可以用电流耐受力比较强的民用半导体元件控制 轨道炮:无法用半导体元件控制,要么用弹丸本身作为电流开关,要么用其他特殊控制装置,由于巨大电流流过导轨和弹丸,造成强烈烧蚀,容易造成导轨熔化变形损坏。

弹丸:线圈炮:弹丸结构简单,可重复使用;导轨炮:弹丸上要流过强电流,严重烧蚀,弹丸是一次性的。

其他:线圈炮线圈通电时线圈绕组之间的机械作用力不大,不易变形,可以简单的用胶带缠绕加固;轨道炮:轨道流过电流时两轨道之间的作用力巨大,必须在外部用螺栓紧固,否则一通电轨道就散开或者变形,用于加固的部分重量很重。

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power_rdx作者
17年0个月前 IP:未同步
19360
没必要造武器级的。达到和线圈炮相同的效果,确实简单。最重要的,用电刷加速式轨道,可以在没有单片机控制下实现多级加速,就像直线电机一样。貌似还是比较简单的
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HK007
17年0个月前 IP:未同步
19361

我讨论的大都在一般的范围,武器级的轨道炮电流最低在几十万A,民用的实用也就5KA以下.对于上KA的电流来说,民用器件还可以试一试,所以做低电流的轨道炮还是有可能的,但是储能器件成本会很高,因为可能要用到脉冲电容.

可以先用普通100~250V的电解多个并联试验一下,储能控制在100J以下,控制电流在1000A以下(要接电阻,电阻用粗康铜丝做,放水里),如果有一定效果,可以继续.

我没有做过轨道的,也不好说,不过看美国佬做的那个轨道的似乎并不简单,主要是在中国那些材料不好搞,包括脉冲电容器组等,太贵了.

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power_rdx作者
17年0个月前 IP:未同步
19362
苏联的什么东西都复杂,上次那线圈炮照片我看了半天也没搞明白都有什么东西。如果不考虑体积,用1米的加速轨道,可以省略升压电路、高压电容、开关硅这些复杂的东西。当然,还不用更麻烦的单片机控制电路。用12V电压,十几个25V10000uf电解电容,就可以搞定。这造出来该算个“大狙”了
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HK007
17年0个月前 IP:未同步
19363

如果用12V的电压,使用10个10000uf/25V的电容,储能:

0.5*12*12*10000*10/1000000=7.2J

这个储能偏小,如果考虑到电-磁转换和电磁-机械能转换的效率,也不会太高,即使总转换效率为30%(轨道式的我没有做过,估计的,不过从一般情况看这个效率已经很高了,线圈的通常在5~10%以内),有效动能在2J左右,这与单级加速的线圈炮在同一级别.

关于电容电压的选择:

选择12V的电压值得讨论,电容电压的选择和脉冲电流峰值有很大关系,电磁炮不论是线圈炮还是导轨炮,发射部分都是一个复杂的可变电抗元件,线圈炮的电抗变化非常复杂,目前还无法计算,只能通过估算,模拟和实际试验来验证;轨道炮由于感抗极小,在电流不太巨大时,感抗可以忽略,只考虑电阻,实际电阻由电解内阻+导轨电阻+线路电阻+接触电阻+弹丸电驱电阻组成,如果电流要达到KA量级,电阻要在10毫欧左右,实际上这是不可能的,因为光电容的内阻就超过了(普通电解内阻在数十毫欧。质量差的更高),多个电容并联的话内阻会稍减小,但是如果再加上其他电阻,电流是达不到KA的,所以应该提高电压。

最低应该用10000uf/63V的电容,充电到50V使用,这样既增加了储能量,又可以提高电流峰值,但是没有具体试验,总电阻不确定,这么高的电压是否合适还不好说,估计可能还低了,100V左右应该是比较适中的值,电压不是很高,元件也比较好买。

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power_rdx作者
17年0个月前 IP:未同步
19364
电刷式轨道炮的电能利用率最高能到60%,可以参考直线电机。另外,低压轨道炮可使用电源直接供电,电容作为额外提供能量,这样实际能量就远大于电容储能了,因为轨道炮加速时间比线圈炮长很多。这个不需要太大的电流,瞬时50A就足够了
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HK007
17年0个月前 IP:未同步
19365

\"电磁炮的基本原理及在军事上的应用\"这篇文章中有关于模型简化后的轨道炮的计算方法.

用这种计算方法计算结果如下:

如果按照一般参数:轨道长度1M,宽度1CM,两轨道间距1CM,弹丸质量10G,电流1KA,计算得到初速为8.32M/S

太小了,可见实用的电流要在5KA以上.

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power_rdx作者
17年0个月前 IP:未同步
19366
您那是普通轨道炮吧?带电刷线圈的可比这厉害多了,除了弹丸成本高点,基本没缺点。
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HK007
17年0个月前 IP:未同步
19367
以下是引用生化魔神RDX在2007-6-17 17:59:21的发言:
您那是普通轨道炮吧?带电刷线圈的可比这厉害多了,除了弹丸成本高点,基本没缺点。

没弄明白?轨道炮怎么带电刷线圈?

能给个简单的结构图么?好分析分析.

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power_rdx作者
17年0个月前 IP:未同步
19368

没线圈,打错了,是电刷。用十字形交叉线圈组,分别起磁化、推进作用,2组线圈交替工作,这样铁弹头就变成一个磁铁,其电能利用率也就高了。电刷在弹头上,用来接通各组线圈。也就是说,利用弹头在轨道内的移动,控制电路通断。这是我自创的,也有一些理论依据(某美国过山车加速轨道,好像叫什么超人)。具体可行性试验我将在暑假完成。

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LED
17年0个月前 IP:未同步
19369

晕,原来“电刷加速式轨道炮”是版主发明的,我是说怎么没见过报道。

很多爱好科技的学生朋友喜欢造一些新词汇,当然这是好事,但一定要按照科学规范构词,按照科学的方法赋予明确的定义,在得到科技界承认以后,才能作为一个普通的词汇使用。一篇学术论文或者学术报道,除了必要的修辞之外,上面将不允许存在任何一个不具有严格科学意义的词汇。通常来说一般的研究很难有机会提出一个被公认有学术意义的新词汇,至于提出一些方便公众称呼的便称不在此例。

科技工作者一定要按照科学的方法办事,这些方法并不妨碍创新,相反却是最有利于提高创新的效率。养成良好的科研作风,严谨的科学素质,无疑将受益终身。这也是真正的科技工作者和那些所谓的“民科”的区别之一。

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LED
17年0个月前 IP:未同步
19370

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ter9vul
17年0个月前 IP:未同步
19371

回8楼

计算没错,但没有考虑摩擦力,用1千安电流,产生的力可怜的连摩擦力都不能克服,弹丸肯定是不会动。

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ter9vul
17年0个月前 IP:未同步
19372

回11楼

用铁弹头,看着貌似磁阻式?

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ter9vul
17年0个月前 IP:未同步
19373

普通导轨炮的缺点2楼说的不错,但最要命的是低速时效率太低,要想低速时有高效率必须大电流,算一算要上百万安呀!

轨道炮通过查阅资料,最好的是外磁场增强恒流式,用这个思路倒是可以做一个低速高效的玩意儿。

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ter9vul
17年0个月前 IP:未同步
19374

回1楼

导轨式的没做过,但做过重接式的。

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power_rdx作者
17年0个月前 IP:未同步
19375

电刷式的有记载,但由于弹头成本高和高能量输出时的强烈打火,所以没有深入研究。我看的第1个轨道炮资料就是这种。以前也看过直线电机的资料,发现这是一个很好的设计方案。除了加速轨道长没什么不好的,完全可以满足自制要求。

回15楼:请参考直线电机原理,你就明白了

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ter9vul
17年0个月前 IP:未同步
19376

楼上说的是工业用的直线电机吧,其实所有的电磁枪(炮)都可归类到直线电机。工业用的直线电机要求的是效率、功率、工作时精确定位等,对速度要求不高。一般为提高效率,必须减小励磁电流,降低铜损,需要使用铁磁物质尽量减小空气隙。电磁枪(炮)这种直线电机要求的是极高的加速度,尽量小的体积和质量,为提高效率,必须尽量增大励磁电流。

如果楼上说的是用工业用的直线电机方案,基本上避免不了铁心弹丸上要有线圈和电刷,且线圈的布局上要受不同磁极安培力(这可能就是楼主说的弹头成本高的意思吧?)。如用开关磁阻直线电机形式则铁心弹丸上不需线圈也不是必需电刷(可使用位置检测装置及半导体控制代替电刷)。

楼主可否说说详细方案?

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power_rdx作者
17年0个月前 IP:未同步
19377
可以。弹头后装个小圆柱磁铁,高磁的,几毛钱。设计图我会在今晚完成,明天传上来
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HK007
17年0个月前 IP:未同步
19378
好的,大家可以一起讨论改进
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ter9vul
17年0个月前 IP:未同步
19379

使用永磁体是肯定可行的,据我所知钕铁硼永磁体厚度小于5毫米的话表磁一般不超过5000高斯,励磁太弱、加速度上不去、效率也较低,如果用很厚的最好材料的钕铁硼表磁也就12000高斯还是低,价格也贵的吓人,一批子弹做好,也离破产不远了。结果就像你前面说的,因加速度太小要用很长的轨道才行,做成体积和重量也离炮不远了,但速度离炮还是很远的。

不知道你的方案如何,期待有所突破!

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power_rdx作者
17年0个月前 IP:未同步
19380

自己制造,可不是用来打仗的(再说这也没法打仗),所以弹头成本在5块以内就行。

楼上:使用永磁体是肯定可行的,据我所知钕铁硼永磁体厚度小于5毫米的话表磁一般不超过5000高斯,励磁太弱、加速度上不去、效率也较低,如果用很厚的最好材料的钕铁硼表磁也就12000高斯还是低

你想说什么?没看明白

设计图已完成,大家给点建议


3595_23167_2501.jpg

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ter9vul
17年0个月前 IP:未同步
19381

楼上的方案采用的很像是直线电动机中直流螺线管方式,不同的是没有加外轭铁,但使用了永磁体,效率会高一点。

遗憾的是这个方案如果线圈电流太强,效率将急剧下降。

建议前面不用铁弹头,用铜线或铜皮贴在磁体上当开关,效果会好一点。

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power_rdx作者
17年0个月前 IP:未同步
19382
低压电流不会太强。楼上的建议不错,我这里也有铜烙铁头,多做几个对比下
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浴血前锋
16年6个月前 IP:未同步
19383
建议把电刷改成光电检测和功率管(可控硅就行,自然关断)
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浴血前锋
16年6个月前 IP:未同步
19384

另外是否有必要多个钕铁硼串联前部+个短些的整流罩?想来比单个的要好。

这中种电磁枪虽然不容易做到手枪那么精致,但做到步枪大小和性能还是不大难的吧?

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iamjedi
16年6个月前 IP:未同步
19385
看这图象是线圈增强型轨道炮!?
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浴血前锋
16年6个月前 IP:未同步
19386

我最近在研究怎样利用磁阻式的线圈后半段。不然空间利用率太低。

PS,更正26,无法自然关断,我找到一个IGBT-IRGBC40 600V27A(3.几美圆)的多并几个。不知道你们用的是什么型号的管子多少钱,说来分享下呗?

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