学习轨道炮前你应该知道~&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;

文号t58063

7962

学习轨道炮前你应该知道~         

badboy-fly2013/06/28电磁炮 IP:广东

最近不知道为啥轨道炮板块开始活跃起来，在此希望大家阅读。
学习轨道炮前你应该知道~

这是一门轨道炮
电流从正极轨道经过电枢流入负极轨道返回电源。
我们知道电流通过任何导线时都会在周围产生磁场。磁场是指一个有磁力作用的区域。磁力具有大小和方向。在轨道炮中，两条轨道就像两根导线，每条轨道的周围都有一个磁场。在磁场中，环绕着正极轨道和负极轨道的磁力线分别呈逆时针和顺时针方向。根据毕奥萨伐尔定律两条轨道之间的总磁场方向垂直于轨道平面结果就导致了电枢中的电流与磁场互相作用产生安培力和洛伦兹力的合力。
洛伦兹力是安培力的微观意义，对于固体电枢而言发射的力是安培力，对于等离子电枢而言发射的力是洛伦兹力。

安培力计算公式F=BIL

设计考虑电源必须要能够提供强大的电流并且能够维持和控制在一个有用的时间里。
在轨道炮每次发射的时候两轨直接都会存在着强大的斥力（电流方向,同向相吸,异向相斥）因此轨道需要用结实的材料制作（不过因为现在业余界的轨道炮效率还是很低，所以基本上没多少个人出现过轨道发射后两轨距离变长的问题。）即使这点斥力很小但是由于它会影响两轨距离，导致电枢无法和轨道正常接触产生电弧烧蚀轨道。铁磁材料不适宜制作电枢，因为铁磁材料在磁场范围内会磁化然后被磁场吸引，导致轨道严重磨损和降低效率。
同时还要考虑轨道的电阻和电感对电源功率的影响，这点和导线一样都是可以认为减少和避免的。
轨道炮发射时候会产生大量的热量，这些热量通常都是经过轨道和电枢往外散发。
因此可以总结出轨道的材料选择必须要是强导电材料，同时需要良好的耐高温材料、高硬度材料。
轨道设计的时候大部分人都会认为轨道半径越大越好。其实这样你就错了（其实也可以指宽度）
根据公式B=μI/2πr （其中

μ=4π×10^（-7）N/A^2，为

真空磁导率)可以看得出B（磁感应强度）和r成反比

当B减少了根据F=BIL，若此时I并没有变大的话，F减少。所以轨道半径径要适可即止。

电枢
选择合适的电枢有利于减轻轨道磨损和提高轨道炮的效率。
一般情况下电枢可以分为三种
1、等离子电枢
2、固体电枢
3、混合电枢（一般情况是以上两种混合）
优点和缺点
优点
等离子电枢：质量小又轻，不需要考虑电枢是否结实牢固，与轨道有着良好的接触性
固体电枢：电阻小，设计简单
混合电枢：在固体电枢的基础上，是的固体电枢有良好的接触性
缺点
等离子电枢：高电阻、易产生烧蚀、不稳定、注入前要提供初速、易产生电弧和泄露
固体电枢：难以和轨道保存良好接触
混合电枢：对性能的影响不清楚
当然还有一种电枢叫做过渡电枢在初始加速的情况下是固体电枢态，但是在轨道中持续加速一段时间后就会变成等离子体电枢。
这种电枢具有固体电枢和等离子体电枢的优点同时还避免了他们的缺点。
因为固体电枢和混合电枢加速前和加速后都是固体，因此在选择固体电枢的时候可以直接用作炮弹
但是选择等离子电枢和过渡电枢的时候，电枢和炮弹最好分离。
等离子体可以利用放电或金属丝爆炸产生注入轨道或者在轨道内放置金属丝在通电瞬间在轨道内产生。
等离子体实际上就是被电离的气体，因此它有着导电性和流动性。
在设计使用等离子电枢和过渡电枢的轨道炮时必须要保证轨道炮有着良好的密封性。

上面说到选择等离子电枢和过渡电枢的时候，电枢和炮弹最好分离。这正是因为上述等离子的性质导致的
气体密度小质量也小，因此出膛后动能会迅速减小。所以分离是最好的选择。利用电枢推动炮弹。

初速选择
提供初速主要是为了减轻轨道磨损和电流损耗，配合电容放电时间。使效率提高。
选择初速前必须要结合轨道炮的性质和电枢来选择合适的加速器。
通过实验可以知道轨道磨损最严重的位置就在于启动瞬间

如图可以看得出在低速状态下轨道磨损是最严重的，因此选择初速的的速度最好越快越好。（图中是纯电动发射）
所以建议使用速度高的炮
如轻气炮（压缩轻质气体的气炮，气炮也一样）、电热炮、二级轻气炮、感应式、等等这一类的高速炮
不过感应式在此有一个缺点就是不能使用盘状的线圈也就是不能使用单级脉冲感应式，要使用多级感应式（线圈类型和磁阻式一样）
在这里大家会问“为什么磁阻式不能用作提供初速呢？”
首先磁阻式的发射原理只适合发射铁磁物质，铁磁物质有三种分别为铁、钴、镍。这三种物质磁阻小易饱和电阻大。
因此在磁场范围内容易被磁化然后被磁场吸引。所以在轨道炮内很容易就会被轨道磁场吸引，同时因为电阻大限制了电源电流。同时还会使得轨道产生更多的热，损害轨道。因此磁阻式不适宜给轨道炮提供初速。
初速除了减少轨道磨损和电流损耗，还可以使电枢在短暂的放电时间内经过设计好的轨道，使得轨道长度不被浪费。
以下为个人常用的办法

判断电容放电时间是否配合轨道长度的方法有很多其中一种就是利用发射，测出发射前和发射后的电压值相差程度大小来判断
t = RC*Ln[(U1-U0)/(U1-Ut)]

In不懂的可以无视 R是电阻单位Ω C的电容容量单位F U1电容充到的电压 U0电容初始电压值 Ut 放电后的电压
计算出t后将t带入公式V=S/t S轨道长度单位m 然后求出初速V

当然初速也不允许太大，否则电容余压过剩也会导致效率低的情况。要看实际情况提供
========================================END=============================================[u]
[/b]

+10 科创币