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
Ma3.02的守望 作者
8年2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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