几种磁阻炮的弹丸稳定方案
Ma3.02的守望2016/03/13电磁炮 IP:陕西
  弹丸的姿态稳定是磁阻炮实用化道路上的一座大山,姿态不稳定带来的问题主要是弹道终点的比动能不稳定,从而导致命中效果不稳定。
  而磁阻炮对弹丸的要求比较高,譬如要有圆柱体的铁磁材料、弹丸结构对光电触发位置的影响、量产化要求,所以想找出完美的方案很难,只能折中选择。

  在此重新整理几个弹丸稳定方案,留作参考讨论,在本人的连载贴最近更新中也会有相关叙述,准备确定下一代改型的弹丸方案。
注:楼主只是整理分析,没说是自己原创。
  
一、气动稳定类
  气动稳定可分为有翼稳定和无翼稳定两种,无论哪种稳定实质上都是使弹丸的重心位于气动压心之前(相对于弹丸运动方向)
  譬如隔壁火箭版除了尾翼稳定外,也有像窜天猴那样后面插个棍子稳定的。


  先说说更加实用的无翼稳定,大致思路是在铁磁材料主体后面连接密度小的材料,从而使气动压心后移。
个人倾向于用透明或不透明的薄壁塑料来达到效果,以下几张示意图中红色是铁磁材料,绿色为塑料管
新图纸.jpg



实际上铁磁材料和塑料之间直接连接比较困难,这两种更实用一些。
新图纸2.jpg 新图纸3.jpg



后者在某宝上能买到对应的标准件,关键字:定位销、螺纹
螺纹的主要意义是让胶水渗透进去,从而与塑料管之间保持稳定连接。
  此方案之前我测试过直径6mm,10mm铁柱+10mm轻木,效果良好,5米内无明显翻滚
  有坛友测试过40mm铁柱+40mm塑料柱,10米外完全稳定。


有翼稳定我见过的方案比较少,因为需要等口径所以大多方案类似于迫击炮弹的结构,铁磁材料主体,后面直径收缩,再加尾翼。
  从某个群里见过一张比较有代表性的图。
084bcf0fd9f9d72ac1bbdf0ed12a2834359bbbca.png
有翼稳定的效果暂时未知,理论来讲翼面的稳定效果更好。
有翼方案的缺陷无疑是制造麻烦,常使用的6mm口径所需要的翼面用FDM的3D打印机也难以胜任,可以尝试使用光固化打印或者硅胶模具中预先放入带螺纹铁柱,真空浇筑树脂,整体取出。


还有一些介于有翼和无翼两者之间的,譬如论坛上出现过的弹丸后面连接金属片、金属丝啥的,本质都是使压心后移。


二、自旋稳定类
  这个方案本人还没见过实用的例子,只能YY一下。磁阻炮加点动能不容易,还望某茄别再安利铣刀了....Orz
  大致有旋转磁场自旋和摩擦自旋两种,旋转磁场自旋可以参考感应电机的原理,可以在加速前自旋或加速时自旋。
前者是弹丸在预发射位时就对其进行驱动,对于何时开始驱动需要斟酌,譬如可以等待触发信号后立即驱动,延迟一段时间后再开始加速发射;还可以将扳机设为两段,稍按下时驱动自旋,完全按下时发射,或者检测抬枪动作啥的来判断。
加速时自旋对驱动功率的要求更大,不过可以通过改变驱动线圈位置在驱动自旋时同时加速发射。
  摩擦自旋就是用磁铁吸盘啥的在发射前吸住,电机带动连接体旋转,这个效率比旋转磁场要高,简化了电路结构但增加了机械结构。
  总之自旋稳定要在加速器上作文章而对弹丸没啥特殊要求,对于需要大量发射的场合比较适用。


三、不管转不转都没影响不用稳定类
  每次有人讨论弹丸稳定方案时都会有一个声音“用钢珠不就行了?”,论坛里也有许多实用化的作品为了方便不得不向钢O妥协..
钢O用着方便但是缺点严重,首先是效率低,钢O的实际体积相比其占用的空间要小,加速时对磁能利用不如圆柱体,此外钢珠为了成型方便很多都是高碳钢材质,磁饱和强度和纯铁类的比起来差了不少,高压下很容易就饱和。其次是比动能不占优势,钢珠想提高比动能只能提高速度,而圆柱弹丸可以削尖加长,高速下的加速密度比较低,动能提升相比于低速要困难,级数多了工艺也很麻烦。但是钢珠用着真的很方便...方便...便
  理论上来讲弹丸姿态不稳定对弹道的影响不大,不怎么影响命中,所以你不强迫症的话可以试试低长径比的弹丸
  低长径比也就是“短”弹,如果短到1:1的话无论翻滚与否对于命中剖面都没啥影响,当然1:1的话会带来钢珠的一些缺点,折中使用相对短的弹丸还是可以的,这个相对于气动和自旋稳定的方案相比,不用做啥改动,短钢柱也能很容易买到标准件,设计加速器的时候使用对应方案就行了。
  短弹的自旋对于弹道可能有一定影响,在此请教坛友这种影响是否严重,会不会导致比较大的偏向?

[hr]还有一些想说的:
弹丸对于实用化是至关重要的,或许应当转变设计思路,从一种实际需求、一种弹丸出发,来设计加速器,似乎许多制式枪械的设计都是如此。
弹丸对磁阻加速器的各参数影响是很大的,而目前的几种磁阻方案的加速特性对弹丸也有不同的要求,在轨道、电热炮上更是如此,目前磁阻加速已经出现的各方案、各用途细化分支的趋势,不再是以前的比级数比效率比初速了,弹药的差异一定程度上会影响已有经验的传播学习,重复地对弹药的摸索分析会浪费爱好者的精力,或许我们可以推行几种弹药标准,把弹药的变量确定下来,对加速器的分析就清晰许多。
来自:物理高能技术 / 电磁炮严肃内容:专著/论述
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~~空空如也
随天
8年1个月前 IP:广东
812221
也许也可以使用在弹丸上刻槽的形式,利用空气动力来稳定
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穆宝じ☆ve孤独
8年1个月前 IP:广东
812228
旋转不好实现
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普罗米修斯
8年1个月前 IP:北京
812229
太夸张了吧,这玩意连80J都达不到,稳定个乱跑,飞几个钢球就可以了,妥妥的了。
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侧卫007
8年1个月前 IP:江苏
812292
加塑料管延长的那种,直接把钢芯插进塑料管不是工艺更简单,10mm长的钢芯插入20mm长的塑料管,总长20mm,图我就不画了
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Ma3.02的守望作者
8年1个月前 IP:陕西
812297
引用 侧卫007:
加塑料管延长的那种,直接把钢芯插进塑料管不是工艺更简单,10mm长的钢芯插入20mm长的塑料管,总长20mm,图我就不画了
这样完全可以,上面忘说了,其实我一开始也是这么想的,就是管壁厚度会损失一部分效率。
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三水合番
8年1个月前 IP:四川
812448
气动稳定为啥不直接在弹丸后面缠两圈胶布……
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outdatebox
8年1个月前 IP:广东
812619
如果用强磁钢珠(巴克球)效果怎样呢?
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ATN
8年1个月前 IP:广东
813814
内什么,有个很好的稳定方案,就是用方形炮管,弹丸是类似于硬币的圆形片状物,发射时在炮管内壁摩擦,转动。

话说怎么发图啊啊啊啊啊
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liuda
8年1个月前 修改于 8年1个月前 IP:山东
814214
动能太小,稳定的问题暂时不用考虑,如果考虑,霰弹枪所用带尾翼榴弹的设计比较合理.
这东西长这样
图挂了.大家自行百度吧.
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ATN
8年0个月前 IP:广东
815933
引用 outdatebox:
如果用强磁钢珠(巴克球)效果怎样呢?
这个我以前也想过的说。。。
然而铁磁性材料在发射时的磁力是由线圈的磁场强度决定的,而磁铁的磁性大小就是固定的。
铁磁性弹丸在发射时可以产生3T左右的磁同,蛋是,磁铁的磁通一般不到1T。
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ApocalypseTANK
8年0个月前 IP:四川
817822
突然想到现代常用滑膛枪——霰弹的独头蛋,高爆榴弹也是滑膛,少部分弹头有稳定翼 17777.jpg
875b17385343fbf230530997b07eca8065388f0a.jpg
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gaoying
7年11个月前 IP:天津
820458
感觉发射前自旋容易实现,且效率高,过几天做一个再上图,一直关注楼主的帖子,楼主最近是不是高考了没时间!帖子的方案没怎么更新!
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高颖
7年10个月前 IP:天津
821307

这几天做了一个弹丸稳定装置,但是效果并不理想,电机没分钟5000转,单有轴承的阻力估计也就300转,弹丸十米之内不偏转,再远了就会不稳定,弹丸4mm标准定位销,管子不标准,4.3mm,估计和管子的内径有关。有做过类似旋转装置的请一起讨论一下。 IMG_20160610_134304.jpg IMG_20160610_134420.jpg IMG_74890378420160610_222801.jpg

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三水合番
7年10个月前 IP:四川
821807

引用 高颖 : 这几天做了一个弹丸稳定装置,但是效果并不理想,电机没分钟5000转,单有轴承的阻力估计也就300转,弹丸十米之内不偏转,再远了就会不稳定,弹丸4mm标准定位销,管子不标准,4.3mm,估计和管子的内径……

稳定效果不好应该是因为电机转速太低,火药枪的弹丸转速通常都是十几万转/分……用电机达到这个数量级实在是困难,把目标降低一个数量级应该还是可以达到的,然而动平衡又不好搞……用电机的话貌似可以考虑带动平衡装置的光驱电机。对于磁阻式也许还可以考虑用弹丸的磁滞和涡流,用旋转磁场来做。(我没太研究过这方面,以上仅供参考)

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高颖
7年10个月前 IP:天津
821812

你说的很有用,我的确实转速不够,论坛里有高手能做出稳定性好点的装置吗?

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论外凤
7年9个月前 IP:日本
822819
引用 三水合番:
> 引用 高颖 : 这几天做了一个弹丸稳定装置,但是效果并不理想,电机没分钟5000转,单有轴承的阻力估计也就300转,弹丸十米之内不偏转,再远了就会不稳定,弹丸4mm标准定位销,管子不标准,4.3m……
要是考虑转数,可以用无刷电机,可以轻松做到1W-4W转。。。不过电路会更复杂一点
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虎哥
7年9个月前 IP:四川
822823
引用 论外凤:
要是考虑转数,可以用无刷电机,可以轻松做到1W-4W转。。。不过电路会更复杂一点
细长物体高速旋转,刚度及动平衡是难题,搞不好就出事故,一定要严格计算仿真。
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论外凤
7年9个月前 IP:日本
822829
引用 虎哥:
细长物体高速旋转,刚度及动平衡是难题,搞不好就出事故,一定要严格计算仿真。
所以到现在我啥都没做(摊手)。。。胆子比较小,特别怂2333
正在慢慢啃电炮原理呢,等啃完了就可以做了,毕竟以前的一个教程帖也说了嘛,照着别人的方案搞并不会提升多少技术,飞行器设计的书也提到重复老路的设计也不具备足够的价值。。。
不过想要做有新意的东西,要求的门槛不低啊(躺)(这论坛就没几个门槛低的玩意儿吧。。。老帐号潜了挺久就看到几个难度不高还很GEEK的)
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kkkk115
7年0个月前 IP:河北
833463
技术大神....先来膜拜一个,新人,学习了
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cnacd
7年0个月前 IP:广东
833504
难道弩箭不稳定?用箭羽就行啦。。
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boyyao
6年11个月前 IP:浙江
834400
可否在弹丸上做手脚?弹丸做成有螺旋结构的多条凹槽。让空气来带动弹丸旋转?
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A.C
6年10个月前 IP:山东
834934
引用 boyyao:
可否在弹丸上做手脚?弹丸做成有螺旋结构的多条凹槽。让空气来带动弹丸旋转?
那是福氏独头弹的设计,我感觉不脱壳的萨博特独头弹更好。
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阿丕
6年10个月前 IP:云南
835155
文章写得很好,我用第二种固定方式,效果还不错
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BSP
5年8个月前 修改于 5年7个月前 IP:湖北
849895

为什么电磁炮不能弄膛线啊?(其实我也觉得铣刀挺好的。)

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Trovedrawski
4年2个月前 IP:河北
870883

试试用比较软的塑料粘在子弹上,在枪管里贴在蛋体上,出膛后自动展开

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阳江闪电侠
10个月4天前 IP:广东
921127

方便又高效的方法是蛋蛋套吸管如6*20的蛋套6*50的吸管。加工方便效果很好都有现成的材料。吸管厚度不大。


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tairui99
9个月10天前 IP:湖北
922077
引用三水合番发表于6楼的内容
气动稳定为啥不直接在弹丸后面缠两圈胶布……

追求弹丸稳定是为了降低弹丸翻滚的影响从而获得更好的弹道和打击效果,而缠胶布的话我觉得直接影响了弹丸和管壁的配合导致弹道变差,这是舍本逐末的。

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氢氧的氢
3个月17天前 IP:黑龙江
927626

增加一段铝,加一个旋转的磁场把弹丸转起来,是否可行

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Ma3.02的守望
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