深入讨论炮管涡流的影响有多大
莱特2015/01/06电磁炮 IP:山东
最近想做一个多级IGBT加速的线圈炮。
       目前准备着手制作了,但是第一步炮管材料的选择确实是个头疼的问题,我也看过许多坛友对炮管材料的讨论,
炮管可选材料有:1、开槽的金属管。2、塑料管。3、有机玻璃管。4、玻璃管。5、玻璃纤维管。6、碳纤维管。
从材料强度、柔韧度、耐温要大于100℃、还有涡流损耗,这几个方面综合考虑,貌似只有玻璃纤维管效适合,
但是碳纤维管的强度非常高,受力不易弯曲。所以目前更倾向于使用碳纤维管制作炮管。
       但是问题就来了,碳纤维管确实是导电材料,用万用表简单测量,表面电阻最小值只有零点几欧姆。
从理论上讲一定会产生涡流,损耗能量,降低效率。而且电流的变化率越大,涡流损耗越大。
        下面就开始讨论炮管涡流损耗在不同情况下产生的影响。
        先说说我个人的一点看法:从材料上分析,碳纤维管的材质是由碳纤维布混合环氧树脂制作而成,
碳纤维和石墨一样都是导电材料,由于混合了环氧树脂,所以电阻率要比纯石墨大一些。前几天在ZVS吧看到
有人做的感应加热设备,对金属物体加热可以达到炙热状态,但是加热石墨材料时只能达到温热程度。对结果的分析是
石墨电阻率较大,对涡流的吸收较小。换做碳纤维管分析,碳纤维管就如同一个单匝线圈,线圈炮的发射绕组和这个单匝线圈
同轴耦合,组成一个空心变压器。这样就把它当做一个变压器来分析,初级的匝数一般为200-500匝不等,
电容电压一般为400V左右,这里按线圈200匝,电容充到400V计算,通电瞬间变压器的感应电势为2V/匝,
所以次级(炮管)上的感应电势也是2V,假设炮管电阻是0.1欧姆,根据功率公式 P=U^2  /  R,炮管瞬间消耗的功率为40W,
由于感应电势持续时间极短,假设为毫秒级,那么损耗的能量也可以忽略不计了。
这是我个人的一点看法,希望大家说说自己的看法。
来自:物理高能技术 / 电磁炮
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~~空空如也
mark42
9年4个月前 IP:福建
739049
碳纤维的抗剪切应力能力不强,如果炮弹打出去的话说不定会刮下几条碳纤维丝,当然理论上只要炮弹足够光滑就可以避免吧,没实验过,只是小小的见解。
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莱特作者
9年4个月前 IP:山东
739061
嗯,我想把管子内部用铁丝绑个棉球涂上薄薄一层黄油,然后把弹体前端稍做抛光处理,再把线圈做成可以拆卸的,一旦炮管损坏可以拆卸单独更换。主要对涡流的影响没有做过具体实验,不确定影响到底大不大
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rudolf
9年4个月前 IP:山东
739067
曾经有一次测试电磁炮的时候,弹头打到物体上弹会炮管,没注意到这个情况接着发射第二发,两个弹头在碳纤维管里面相遇,后射的弹头从管壁上穿了出来
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莱特作者
9年4个月前 IP:山东
739075
这种“”炸膛”现象会不会是弹体与炮管的间隙过大造成的?这种情况毕竟很难遇到,弹打出去还能反弹回炮管里面,肯定炮管距离目标太近了。我曾经用塑料管做实验,发射了5次线圈高温把塑料管软化了,炮弹卡在管子里面了
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ssungirl
9年4个月前 IP:广东
739079
[s::lol],石墨电阻率是8-13,铜是0.017,铁是0.1,铝是0.029,镍鉻合金是1,铁镍鉻合金是1.6。
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莱特作者
9年4个月前 IP:山东
739094
谢谢,这样看来,可以用碳纤维管了
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wangrui555
9年4个月前 IP:浙江
739153
我用的是陶瓷管。
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莱特作者
9年4个月前 IP:北京
739158
陶瓷管和玻璃一样太脆了吧,安装光电时打孔也很困难
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wangrui555
9年4个月前 IP:浙江
739159
引用 莱特:
陶瓷管和玻璃一样太脆了吧,安装光电时打孔也很困难
我只做单极的或轨道的或电热的。所以我只用陶瓷的。
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莱特作者
9年4个月前 IP:北京
739206
哦,明白。线圈炮还是做多级的比较好,两级就有5J多,45米每秒,打布上砰砰响
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22X220
9年3个月前 IP:河南
745383
金属0炮0管开槽后涡流损耗只有5%左右.
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莱特作者
9年3个月前 IP:韩国
745407
我现在考虑使用复合管
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潜伏
9年3个月前 IP:浙江
745562
导电的话可以开槽。横截面是o型了改成c型的。
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潜伏
9年3个月前 IP:浙江
745561
导电的话可以开槽。横截面是o型了改成c型的。
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莱特作者
9年3个月前 IP:韩国
745612
引用 潜伏:
导电的话可以开槽。横截面是o型了改成c型的。
开槽后怕强度不够会产生形变,级数多了铜线圈的重量会很重。效果我要做过实验才知道。目前我的想法是用碳纤维管绕线圈,里面再套一层ABS管。就是厚度增加了不少,会对效率产生一定影响。但是也没有好的办法了,准备试一试。
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潜伏
9年3个月前 IP:浙江
745663
是的,厚度越大效率越低,与磁场有关系!
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