【水】纯机械电炮弹丸自旋稳定方案
BSP 2019-3-24电磁炮

前两天逛淘宝清理购物车,看到当年玩航模时用的无刷电机,突发奇想能不能用航模无刷驱动弹丸自转,感觉有戏。

这篇帖子是想在开新坑之前讨论一些具体的技术问题。

弹丸尺寸:6*30紫铜圆柱或圆管,圆管弹丸内径d=4mm外径d=6mm质量估算4.1g,就是准备认真做一个感应炮【连载】【露行动资助】 - 科创论坛 https://www.kechuang.org/t/83318里面用到的那种。

目标转速:34280RPM,(公式搬运自:线圈式电磁枪弹丸的自旋稳定 - 科创论坛 https://www.kechuang.org/t/82660

准备用无刷电机驱动,淘宝上消费级的电机最快的有4100KV的涵道电机(80块)(https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z0d.6639537.1997196601.16.66087484YxtS8O&;;;id=549065487349)用40A电调4S电池理论上空载最高转速能到6万8,虽然带载的话可能就要低一大截,但是看起来可行。

手头只有一个二手朗宇X2216 KV880(https://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.49.23a51b20dcJUNx&;;;id=36625941986&ns=1&abbucket=10#detail和电调,功率三四百瓦(具体忘了),预期空载转速1万4,可以用来做预实验。

驱动方式:将弹丸置于(用电磁铁或者别的什么固定,维持摩擦力)两端由高速轴承支撑的管中,电机输出轴固定轮轴,用轮轴驱动前面说的管子旋转。

这样的好处是做工不用太精细,不用将电机轴和管子的自转轴对准,

然后又淘宝上找到一款高速轴承(https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z0d.6639537.1997196601.60.66087484YxtS8O&;;;id=565981454804),标称支持4万转,6块多。

现在的问题是:我感觉我漏掉了什么十分重要的问题。

附:一些已有的讨论帖:

没见今天有贴!大家来讨论一下旋转的问题。 - 科创论坛 https://www.kechuang.org/t/53518

几种磁阻炮的弹丸稳定方案 - 科创论坛 https://www.kechuang.org/t/79242

另辟蹊径-自旋稳定线圈炮 - 科创论坛 https://www.kechuang.org/t/79874

[修改于 9 个月前 - 2019-03-24 21:23:02]

来自 电磁炮
2019-3-24 23:24:52
1楼

靠电机提供自旋的话,首先要能顺畅的把弹丸放到相应的结构里,这要求结构比较松,否则会卡住。然后电机转起来后,又需要结构足够紧,否则会出现严重的振动……既要松又要紧这就很难办

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2019-03-25 00:41:19
2楼

关键是弹丸纵向旋转的轴线必须和管子内部轴线完美重合才行,不然略有偏差运行碰撞管壁阻力和震动都会很大。所以要求管子内壁光滑且非常的直,还得和弹丸贴合紧密。

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3楼

弹丸长径比有些高了,用短一些的子弹更容易自旋稳定一些

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BSP(作者)
4楼
引用:三水合番 发表于1 楼的内容:
靠电机提供自旋的话,首先要能顺畅的把弹丸放到相应的结构里,这要求结构比较松,否则会卡住。然后电机转起.....

可以紧一些,毕竟是手动装填嘛,刚好能塞进去就行了,不过这样对公差的要求会高一些,0.01mm左右?

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BSP(作者)
5楼
引用:Ma3.02的守望 发表于3 楼的内容:
弹丸长径比有些高了,用短一些的子弹更容易自旋稳定一些

短一点的子弹和线圈互感就小了啊,这个长径比比4×35的定位销还是好多了,七万转简直不可能达到,(这说得好像四万转很简单似的

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BSP(作者)
6楼

话说能不能不要传动,把管子当做转子,自绕一个无刷直流/交流电机定子,套在外面。

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BSP(作者)
7楼

感觉有点超出能力范围

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8楼
引用:BSP 发表于4 楼的内容:
可以紧一些,毕竟是手动装填嘛,刚好能塞进去就行了,不过这样对公差的要求会高一些,0.01mm左右?

对于弹丸这种小批量的消耗品,0.01mm对应的价格很让人心疼的……要是批量能大到定位销那种级别,成本倒还算好说

如果是感应炮的话,直接用旋转磁场驱动弹丸应该会很方便,就像感应电机那样。毕竟电机+机械传动这种高速运动的结构又难做又不可靠,能少用一点是一点……

如果是管状弹丸的话,还能从后面伸一根柱状的铁芯到弹丸里面,相当于感应电机的转子铁心,应该能让旋转的效率提高不少

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BSP(作者)
9楼
引用:三水合番 发表于8 楼的内容:
对于弹丸这种小批量的消耗品,0.01mm对应的价格很让人心疼的……要是批量能大到定位销那种级别,成本.....

嗯是的,不过其实也不用单独加工弹丸,把市面上有的精度够的工件掐头去尾一下就好了,不过市面上0.01的工件似乎不多,而且不能根本解决结构复杂的问题。

用无刷电机的原理驱动似乎的确是最好的方案,而且如果用旋转磁场的话还可以用磁悬浮什么的,轴承也可以不要了。

磁阻式也可以用旋转磁场吧?

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10楼
引用:BSP 发表于9 楼的内容:
嗯是的,不过其实也不用单独加工弹丸,把市面上有的精度够的工件掐头去尾一下就好了,不过市面上0.01的.....

磁阻式的铁弹丸貌似只要稍微偏离中心一点点会被外加磁场吸到外壳上导致阻力增加?

不过如果能够做到楼主要求的公差的话感觉也不是问题。

[修改于 9 个月前 - 2019-03-25 21:24:45]

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2019-03-26 08:33:17
BSP(作者)
11楼
引用:radio 发表于10 楼的内容:
磁阻式的铁弹丸貌似只要稍微偏离中心一点点会被外加磁场吸到外壳上导致阻力增加?不过如果能够做到楼主要求.....

嗯,从回复里面可以看到,这个帖子主要针对的是感应式电炮的弹丸。

在正文里面没有写明确实是个疏忽。

因为感应式的弹丸自旋相对于磁阻式是要好做一些,降低难度,直白一点:磁阻式在高速下基本没有前途。


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