【YB-5】【连载】低压电磁自动步枪后期实用化完善连载贴【15-11-22更新】
Ma3.02的守望2015/11/22电磁炮 IP:北京
蜀中有虎曾言:“一个连载DIY帖,对科技爱好的正面推动作用,大过100篇人事争议帖”。

本来是打算项目一期做完后再全部公布的,但是无奈多重因素工期拖长,而后续的小改动调试要消耗大量时间,加之电炮版最近人气低迷,故以连载贴的形式发布后续改进,待第一期基本完善后另开一系列贴整体介绍,并公布相关资料与工艺。
本帖欢迎坛友参与讨论评价,楼主心里素质较好可以适当喷,对于一些技术问题希望能与各位讨论。
此项目于2015年暑假开始,但要是算上低压加速器的实验在去年暑假便已开始,预计到结束时算是半个三年磨一剑吧。
此贴第一期在过年前应该不会完结,因为是高三住校狗,所以勉强能保持周更....
截止2015年11月22日,已完成600RPM,20发连射测试,效果凶残,最后一发时第一级加速级线圈产热过大导致一系列损坏,情况已查明分析完毕,无器件损坏,约3小时可修复。
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                                 大图镇楼,打点鸡血
2015-10-04 000245.jpg



项目一期目标:
1、使用电磁加速。
2、全部模块化、图纸化设计,模块可简单拆卸。
3、中近距离(20m)精准非致死性密集火力压制。
4、只使用基础工具便能小规模量产。
5、具有较高可靠性与经济适用性。
6、符合简单的人工学设计,有较好外观。
7、便携化
8、顺便综合性能超越CG-42


项目一期技术指标(经过上面几条的实际需要粗略得出)
1、出口速度:大于50m/s
2、全长小于80cm
3、全重小于4kg(各国主力步枪的重量)
4、射速大于300RPM(5发/s)
5、弹仓容量大于30发并且可快速更换
6、续航能力大于600发

[修改于 8年5个月前 - 2015/11/22 13:01:07]

+1  学术分    虎哥    2015/12/11 学术习惯优良,行文严谨细致。
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来自:物理高能技术 / 电磁炮动手实践:实验报导
185
 
8
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~~空空如也
Ma3.02的守望 作者
8年5个月前 修改于 8年5个月前 IP:陕西
799882
部分回复:
20L:调试数据一定会放,因为不是时序控制所以不能控制关断时机...
21L:现在用弹匣的容量连射产生的热量都够难解决了,没必要弹链,又不是近防炮...
24L:请斑竹大人稍等几天..[s::$]@novakon
25L:现在发的东西都是假期积累的资料和笔记....项目目前是龟速进行..微波没关注过不是杀精吗?[s::lol]
33L:压缩气体系统在体积、复杂程度上的优势都不如供弹机,而且要考虑气密性还有和谐性..
41L:过奖了,我这里的供弹机量产还得借助3D打印,到时候也许还要向你请教[s::)]
不少坛友都对壳体工艺感兴趣...介绍见下楼,虽然LZ算得上手巧但是其实用的更多的是鼠标...
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Ma3.02的守望作者
8年5个月前 IP:陕西
799883
  在此简述一下壳体的工艺,壳体主要是由板材拼插堆积而成,加入部分五金件,此工艺入门门槛低(会用系统的画图差不多就能画图纸),价格低廉,手工工作量小。可以与3D打印优势互补,用于结构构造,要求细节的地方用3D打印。
我认为其用于DIY小作品或者是小批量手工生产都有很大价值,以后会另开贴大力推广。(又挖坑[s::Q])


一个作品例子:不用胶水也可以相互咬合连接,当然用了502加强..
造型莫吐槽..小时候手残时做的笔筒,这个只是复刻了当年的渣作..

2015-03-15 233913.jpg
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Ma3.02的守望作者
8年5个月前 IP:陕西
799884
放两张扳机的图,貌似这个扳机是唯一没有图纸化设计的机械部件....手感很好(比起各种非自锁开关)
结构啥的大家应该能直接看明白,如果能买到自己满意的开关的话还是别用那么麻烦的东西了...

2015-08-14 112156_副本.jpg 2015-08-14 112042_副本.jpg
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Ma3.02的守望作者
8年5个月前 IP:陕西
799885
该发的视频总是要发的,本文开头提到的测试.....炮姐保佑水表和谐~~~深吸一口气~~~

f2deb48f8c5494ee604c38272ff5e0fe99257ea5.jpg

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高亮注意:为了世界的和谐和您的幸福安康,以下视频仅供论坛内学术交流,仅为展示电磁供弹的性能,严禁对外传播。
YB-5 600RPM测试  解压密码本坛网址

attachment icon 加速器 151122.rar 2.33MB RAR 1025次下载



视频最后的火花原因:第二级信号地线被第一级磁环短接到动力电源上,地线等离子化。
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LZ的澄清:其实只是木板的自然破损,我也不知道为什么会有洞出现,而且声音好大吓死宝宝了。
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2
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mr-l
8年5个月前 IP:广东
799965
引用 迪纳米斯:
COD?重机枪面对跑酷党无力,lz手工的确好好,但是电磁狗的优势在于高速长射程,天生是狙击的料子,近距离接触的话,快速反应能力和停止能力相比传统的武器有较大欠缺
是cod,面对跑酷党就需要足够的预判能力了。
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novakon
8年5个月前 IP:广东
799972
引用 御坂10086:
该发的视频总是要发的,本文开头提到的测试.....炮姐保佑水表和谐~~~深吸一口气~~~



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高亮注意:为了世界的和谐和您的幸福...
已经看过,非常不易。
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friedel
8年5个月前 IP:上海
800241
先赞楼主的创意以及水平,确实非同凡响[s::lol]
话说发帖的日期刚好是我的生日来着
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硝酸假
8年5个月前 IP:浙江
800253
好屌
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chenhello
8年5个月前 IP:湖南
800290
一个字:服!
外观、内设都漂亮!
厉害!
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Ma3.02的守望作者
8年5个月前 IP:未同步
800348
我有过笑迎掌声和嘉赞的骄傲
也有过默受嘲讽和奚落的不堪
曾枕上辗转失泪:自己的路  要一直走下去
曾灯下痴望暗语:他们的话  不会留下痕迹
曾几何时 仰星起誓 不惊荣辱 以笑置之
但这,我会永远铭记。


logo.png
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a2287504358
8年5个月前 IP:台湾
800349
引用 御坂10086:
我有过笑迎掌声和嘉赞的骄傲
也有过默受嘲讽和奚落的不堪
曾枕上辗转失泪:自己的路  要一直走下去
曾灯下痴望暗语:他们的话  不会留下痕迹
曾几何时 仰星起誓 不惊荣辱 以笑置之
但这,我会永远铭记。
作品出現在LOGO上了...
太神啦!!!
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虎哥
8年5个月前 IP:四川
800353
这是电炮版我见过的最圆满的帖子和最成功的作品。
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侧卫007
8年5个月前 IP:江苏
800364
几年没来KC竟然都进化出自动发射器了[s:319],另外怎么不能给lz加kcb了?
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1452951280
8年4个月前 IP:四川
800465
赞赞(≧▽≦)!
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锋电子
8年4个月前 IP:江西
800495
大赞[s:306]
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御坂19090
8年4个月前 IP:广东
800507
很厉害,学习一下
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Ma3.02的守望作者
8年4个月前 IP:天津
800625
引用 虎哥:
这是电炮版我见过的最圆满的帖子和最成功的作品。
虎哥过奖了。还有帖子离“圆满”还很远...[s::lol]
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Ma3.02的守望作者
8年4个月前 IP:北京
800655
【YB-5】供电方案的确定
  去年暑假就做了类似的项目【YB-4】,本希望一步成功但因诸多原因未能达到预定目标而项目终止。但是为此项目的制作打下了基础,并且在本作的前期参数选定中发挥了巨大作用。本作中供电方案的选定是建立在实验数据基础上的,在此叙述选定依据,供电方案的主要特征为:
① 12S(44.4V)锂电供电
② 动力电源并联电容(10L中已有说明故不赘述)
② 初始加速段与后级隔离放电


一、12S供电
  【YB-4】采用六串三并,共20V磷酸铁锂电池组供电,在内阻上与航模锂电相比并无劣势,但是实际测试中发现,后级速度达到25m/s时,无论如何调整光电开关位置或换用不同参数的线圈,也无法有效提高速度,从第六级出现此状况,到第九级依然没能突破28m/s,再增加级数已无意义。
  后使用【YB-4】作为初速注入,第九级调整电路耐压后换为50V,31600uf电容组供电,检测不同充电电压下,发射前后电容组电压变化与出口速度。

    发射前电压(V)    发射后电压(V)    前级速度(m/s)    后级速度(m/s)
    36    33.9    26.5    29.43
    48.5    46.2    26.5    30.9
    50.7    47.7    26.5    31.01
    55    51.2    26.5    31.54
显而易见,提高电源电压可以有效摆脱速度瓶颈,本作中,第一版本的加速核心只用三级加速和供弹机,便达到了30m/s。

目前使用的是2个6S锂电串联,额定放电电流70A,花牌infinity系列
参数如下:
规格:1550mah 45c 6s1p
电压:22.2V
尺寸:30*34*100(MM)
重量:240克


二、初始加速段与后级隔离放电
  这是一个由附加电容引出的问题的解决方法
  在【YB-4】的实验中使用了附加电容组,发现电容大量能量消耗在加速时间较长的第一级,并且在后续加速过程中充不满,使得附加电容效果大打折扣,同时第一级本身就产热较大,附加电容的放电更是火上浇油。
  有图为证:此图为电容组电压波形
全级附容电压波形.jpg


于是有了隔离放电的改进方法
  所谓隔离放电就是:锂电池可直接通过开关器件对低速线圈放电,通过大功率二极管对高速级放电,附加电容是和高速级并联的,低速线圈接通时附加电容由于二极管的阻断无法对其放电。
  二极管的加入的确会损耗部分电能并造成压降,但是,对高速级放电过程中,锂电池所起的作用很小(前四级调试测效率时直接断开锂电进行发射,出口速度与锂电连接时出口速度相差小于1m/s),并且损耗的能量对于锂电池而言也是九牛一毛,反正锂电池的电量目前而言是富余的。
  还有附加电容能不能在加速间隔中充满的问题,有图为证:
此为第三级和第四级间连接铜柱的电流波形,锂电池通过隔离用二极管对各级进行放电/充电,前三级放电时第四级的附加电容电流倒流放电,故为负,第四级的波形为前三级的附加电容放电电流总和,出现平顶的原因是传感器过载(150A),但不影响判断。第四级和第三级间距离较大(为了安放传感器)。
YB-5  D3-D4间电流波形.jpg

  
由图可以看出前三级放电后的充电电流在下次放电前便基本停止,说明前三级能在加速间隔中基本充满电(此时两级光电间距3cm,充电时间小于0.4ms),目前【YB-5】加速核心容纳长度允许的情况下,后级速度提高时连接铜柱相应加长以确保加速间隔尽量充满电,10L的图中可以看出铜柱长度不同。
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潜伏
8年4个月前 IP:浙江
800707
好久不会科创啦,一回来就看到楼主的贴子,好棒
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roadking
8年4个月前 IP:上海
800737
人才啊,楼主高中生就能具备如此科学素养,前途不可限量!
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Ma3.02的守望作者
8年4个月前 IP:天津
800746
目前对于加速管道的材料很头疼...连发要求耐高温(100℃不变形),调试方便和量产要求材料不打孔就能透过红外,如果要提高效率还需要更薄的管壁。常规的透明可热熔材料无法胜任.....[s::Q]
几个脑洞:1、采用金属支架来做加速管道..
2、紧密加速靠涡流悬浮干脆不用管道

  
不知道诸位坛友有没有什么好主意....




借地方发个图留地址做签名,自己手残修过的LOGO....
科创 YB-5 LOGO_副本.png
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虎哥
8年4个月前 IP:未同步
800747
发射管应该可以用精密玻璃钢管,耐热性能优良,但润滑性能不好。聚四氟乙烯管耐热和润滑优良,但强度很低。其它材料有玻璃,电木(也包括玻璃纤维加强的型号),陶瓷等,各有优劣。金属管道如损耗可以接受也可以用,非铁磁金属通常比较软,容易磨损。将来很可能采用玻璃钢-尼龙/聚四氟乙烯等制造的复合管,既有很好的刚度,又有很好的润滑性和耐磨性。
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朱赤绛
8年4个月前 IP:湖南
800785
厉害
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Ma3.02的守望作者
8年4个月前 IP:北京
800832
引用 虎哥:
发射管应该可以用精密玻璃钢管,耐热性能优良,但润滑性能不好。聚四氟乙烯管耐热和润滑优良,但强度很低。其它材料有玻璃,电木(也包括玻璃纤维加强的型号),陶瓷等,各有优劣。金属管道如损耗可以接受也可以用,非铁磁金属通常比较软,容易磨损。将来很可...
主要是量产和可靠性要求发射管本身要有红外透过性,管上打孔一来麻烦,再者就是管上开口错位会导致光电误触发。所以金属材料也难以胜任,不过对于低压炮而言涡流损耗影响不大。
  聚四氟乙烯透明软管是不错的选择,但之前翻了半天淘宝没有合适尺寸....有空我再找找..
强度低的话没有关系,铜柱—PCB结构本身就有很好的同心度,能起到支架的作用,发射管只是起到串接起线圈避免磨损的作用,甚至用吸管都是可行的。
多谢虎哥宝贵建议[s::loveliness:]
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a2287504358
8年4个月前 IP:台湾
800848
引用 御坂10086:
主要是量产和可靠性要求发射管本身要有红外透过性,管上打孔一来麻烦,再者就是管上开口错位会导致光电误触发。所以金属材料也难以胜任,不过对于低压炮而言涡流损耗影响不大。
  聚四氟乙烯透明软管是不错的选择,但之前翻了半天淘宝没有合适尺寸.......
然後就是$$的問題了...
特殊規格的材料不便宜對吧?
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重庆小张
8年4个月前 IP:重庆
800898
厉害 学习了![s::handshake]我还停留在我的4级上。。。
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fdza1221
8年4个月前 IP:广西
800902
没有左轮枪的 扳机结构 差评
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迪纳米斯
8年4个月前 IP:广西
800904
引用 fdza1221:
没有左轮枪的 扳机结构 差评
这位差评师注意《增量规则》
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1
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a2287504358
8年4个月前 IP:台湾
800926
引用 fdza1221:
没有左轮枪的 扳机结构 差评
差評?哈哈  左輪扳機結構有什麼優點說來聽聽~
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ly828807
8年4个月前 IP:广西
801008
看到这个想起了之前有个能发射粒子的电枪。
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outdatebox
8年4个月前 IP:广东
801447
楼主的这炮如果威力减一半,然后体积做到现在缩小到三分之一,这能做得到吗?
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ainishanshui
8年4个月前 IP:河北
801509
[s::time:]新手学习,膜拜中!!!
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依格古德曼
8年4个月前 IP:香港
802268
轨道:
锅炉用石英管是一个不错的选择,壁厚可以定制。我以前的设计就考虑用石英管。
无色透明,可见光透过率93%,紫外80%左右。
耐高温,可在1100摄氏度正常工作。平均比热0-100℃为722焦耳/KgKo,0-500℃焦耳为964焦耳/KgKo,0-900℃为1052焦耳/KgKo,二氧化硅玻璃管的导热率20℃为1.38w/Kg,m,200℃为1.55w/Kg,m,400℃为1.84w/Kg,m,950℃为2.68w/Kg,m。
耐压耐烧蚀。
机械性能优于玻璃和陶瓷,弹性模数700*103kg/cm3,抗拉强度-500kg/cm3,溶氏硬度5.5-6.5,在1180℃退火温度时强度达到最大值
在常温下,它的电阻相当于普通玻璃100倍,对全部频率的介电损失很微小,绝缘耐压强度大。
淘宝很多
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wugui101
8年4个月前 IP:河北
802307
佩服  思路非常严谨    我可以不服学霸  但是服你啊。。
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普罗米修斯
8年4个月前 IP:北京
802332
这明显是激光雕刻机切的,功率最多50W。这玩意能做个炮,冒个烟差不多。
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rong52300
8年4个月前 IP:江苏
802535
兄弟 我想和你学习啊
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hjs2288
8年4个月前 IP:四川
803032
加油啊 不错的东东  可以量产就好了
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zhang1209
8年3个月前 IP:浙江
806397
做的很有水平
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Ma3.02的守望作者
8年3个月前 IP:天津
806413
部分回复:
75L:四氟管其实挺便宜的,就是尺寸误差比较大..卖家乱标尺寸
81L:只算加速长度的话,可以,减小弹丸长度或者使用紧密连续加速等方案都能获得更高的平均加速度
83L:感谢建议和介绍,石英管如果能找到合适尺寸的话很值得考虑
89L:确实,想在薄壁不锈钢管上打孔电火花是最好选择,但是在量产方面不占优势,需要特制设备
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迪纳米斯
8年3个月前 IP:广西
806643
引用 御坂10086:
狙击需要的弹道得高初速才能实现,估计只有高压紧密连续加速能达到要求,我有类似的计划,不过需要的科技树太多得慢慢点...
不知不觉来到科创四年多了,冲着电磁炮来的。方向是行波加速,没有多少可以参考的,都一直没什么进度,都是在最弄基础的,磁场仿真、基本电路、逻辑电路这些。
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晓袅
8年3个月前 IP:湖南
806750
做的很不错   从开始的设计到最后的完结     很不错的东西  加油
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阿丕
8年3个月前 IP:云南
806780
做的很不错,加油!
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Ma3.02的守望作者
8年2个月前 IP:天津
808129
现在换装了6*8mm的F46管,但是商家太良心管子内径正好6.0,原先使用的6mm弹丸因滑动阻力过大无法使用,暂时换用5.5mm弹丸,长度不变。
顺便还买到了6*7的F46管,内径同样标准....理论而言更薄的管壁能减少气隙提高效率而且提高幅度不小,但是加速核心尺寸限制只能用8mm外径的管子。
到手的四氟管无论是F4还是F46都是弯♂的,好在铜柱—PCB结构刚性和同心度都很好,插♂进去就直了,不影响使用,如果受热稍加加工的话也容易扳直。


刚刚进行了两组50发连射测试用以检测线圈温度并验证可靠性,放温度数据(为第一级线圈温度,其余线圈温度都比这低)
发射次数温度/℃       (初始19.6℃)电池电压/V      (初始46.9V)
1023.246.9
2026.446.9
3028.646.9
4031.046.8
5033.246.8
检测设备不给力,万用表只有三位半....还有温度的采集因为一个人动作比较慢可能有十几秒的延迟,过两天等店铺开门了去买测温枪找个助手做一百发以上的连射温度检测。


白花花的五十发狗粮,淘宝买的轴承钢柱。
IMG_20160210_212601.jpg
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三水合番
8年2个月前 IP:黑龙江
808143
引用 御坂10086:
现在换装了6*8mm的F46管,但是商家太良心管子内径正好6.0,原先使用的6mm弹丸因滑动阻力过大无法使用,暂时换用5.5mm弹丸,长度不变。
顺便还买到了6*7的F46管,内径同样标准....理论而言更薄的管壁能减少气隙提高效率而且提...
额,轴承钢的磁性能不太理想……大部分在1.5T就饱和了,淬火后回火温度低的话可能1T就饱和了……
有这么本书挺有意思的[s::lol]


attachment icon 常用钢材磁特性曲线速查手册.pdf 4.34MB PDF 180次下载 预览
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Ma3.02的守望作者
8年2个月前 IP:陕西
808147
引用 三水合番:
额,轴承钢的磁性能不太理想……大部分在1.5T就饱和了,淬火后回火温度低的话可能1T就饱和了……
有这么本书挺有意思的
多谢资料,目前实验中最大电流一般不过300A,不过仿真了一下差不多超出轴承钢饱和磁感应强度了.....但是这种尺寸弹丸买成品的话只能买到轴承钢的..以前用6mm弹的时候还能买到45#钢的...[s::'(]
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1211
8年2个月前 IP:四川
808148
引用 御坂10086:
主要是量产和可靠性要求发射管本身要有红外透过性,管上打孔一来麻烦,再者就是管上开口错位会导致光电误触发。所以金属材料也难以胜任,不过对于低压炮而言涡流损耗影响不大。
  聚四氟乙烯透明软管是不错的选择,但之前翻了半天淘宝没有合适尺寸.......
可以考虑PC(聚碳酸酯)
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Ma3.02的守望作者
8年2个月前 IP:陕西
808199
刚刚测试30发,600RPM连射(没装壳子),用于吸收冲击的睡衣抖得意外带感..笑了好久..
2333.gif

attachment icon 30发 600RPM.rar 1.80MB RAR 336次下载
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潜伏者
8年2个月前 IP:河北
808308
真的不错,卧式弹夹是一个亮点,但是卧式弹夹与生俱来的缺点也同时存在,当然这不能淹没突突突的热情。我已经停了一年,做不下去了,我玩高电压,现在已经到达瓶颈。
无论低压还是高压,最终都会遇到 一个速度瓶颈,到底会多高呢?到底能做多高呢?
就像当年国外有人第一个用8级突破了100m/s,450v。后来又有人用780v、1000v等等!但是速度会很快遇到瓶颈。
目前低压加速停留在50m/s左右,原因并不是低压到后期没有加速能力,而是到后期加速度已经很低,同等的距离加速效果已经很差。不否认效率是很高的,但是这个同样是在慢加速情况下。

所以归根结底还是那句话,慢加速效率高加速度低,快加速同样存在上限。这就是电磁加速一直没有被实用化的真正原因。
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潜伏者
8年2个月前 IP:河北
808312
回头私信,我刚买了个打印机,回头给你打一个下落曹
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