再探电热炮,动能突破1kJ!20%+的惊人效率!!

出膛美照镇楼:

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这段时间我费了牛劲,好不容易把纯轨道炮的效率提高到了11%,刚高兴一会儿发现同样弹丸同等输入能量下的侵彻力远远不如高中时随手做的电热炮,感觉邪门的同时安排团队照着当年的图纸又做了一个。一试发现,我去...输入仅仅1.7kJ已经可以获得12.7%的高效率(这玩意输入能量越大效率越高),居然在任何方面都吊打我辛苦迭代的轨道炮,那要输入个大几kJ还不得上天了!



这个视频可以很明显的看出来发射有大约4ms的延迟(能量越大延迟越小),可能等离子体的能量耦合到介质上产生推力确实需要一段时间。看来当年我们曾经争论过的发射会有2次声音的现象确实存在@power_rdx




把当年的大电容扛上来......

这个电容组最大储能达到16.5kJ,嗯...看着还可以,要是充满来一发至少也得是4kJ的出口动能,相当于现役绝大多数步枪的2倍以上,啧啧......

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未完待续......


[修改于 1 个月前 - 2019-10-02 05:07:59]

+6.66  科创币    钱小燕   2019-10-02   厉害了 最近电磁成果不错呀 加油
+1  科创币    power_rdx   2019-10-05   手动点赞
来自 电磁炮
6
2019-10-2 13:01:24
dr-sama(作者)
1楼

那么,上数据:

初速:714m/s

负载质量:4.75g

动能:1211J

电容能量:5593.5J 

系统效率:21.65%






打个防弹插板就跟玩笑一样,正常发射击穿三级插板及靶室填料后仍有很大动能,在靶室底板(20mm304不锈钢板)上击出坑洞,弹尖被撞成平底。


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观看高速摄影及射后靶面可以看到还有大量没有气化的介质大大影响了效率,如果把介质的动能也全部算进去,电能-动能转换效率将会达到更为惊人的58%,看来药室放电型电热炮是一种极有前途且被严重低估的电炮形式。




正好我的小牛今天公里数尾号也是1211,看来这可能是种预兆(笑

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2楼

1211前来祝贺

请问工质和电极形式能透露一下吗

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3楼

话说楼主要不要试一下食用产气分子量更低的工质,用零点几g的单位,打2km/s甚至更高的出速估计会很有趣。。。。

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dr-sama(作者)
4楼
引用 1211 发表于 2 楼的内容:
1211前来祝贺请问工质和电极形式能透露一下吗

哈哈哈哈哈哈哈我就记得好像有这个ID,果然。

工质是纯水,结构与这个一致:https://www.kechuang.org/t/24865

简单的说就是高压击穿水,等离子体的高热被水吸收气化产生高压,结构非常简单。

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dr-sama(作者)
5楼
引用 314152 发表于 3 楼的内容:
话说楼主要不要试一下食用产气分子量更低的工质,用零点几g的单位,打2km/s甚至更高的出速估计会很有.....

下次试试,我甚至想试试铝浆,这样就有大量的H2,但又不太敢,怕放电室炸了

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6楼

纯水做到这么高效率很强啊。看别人都是用铝水混合物,铝热水本身就有很高的爆热,几乎可以算含能工质了,算效率时却只以电容储能计算,很不合理。想给lz推荐种工质:水合肼,产气平均分子量更低,生成焓较水更高且本身就有一定的导电性,更容易被电离分解,电离产物完全没有固体,且是还原性气氛,猜测对炮膛腐蚀性会很小。

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dr-sama(作者)
7楼

好主意,但我猜蒸汽对我的肺腐蚀很大😱😱😱

为了那点动能的提升真的不值得,毕竟肺比炮管珍贵多了……


况且,储能不够可以加......

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8楼
引用 dr-sama 发表于 7 楼的内容:
好主意,但我猜蒸汽对我的肺腐蚀很大😱😱😱为了那点动能的提升真的不值得,毕竟肺比炮管珍贵多了…….....

那室外测试如何?这么高温度下,肼这种热力学性质不稳定的物质估计会被完全破坏掉吧。但常温下水合肼本身也会挥发,确实对健康有一定的影响。要不折中试试饱和氨水。生成焓低很多但毒性小多了

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dr-sama(作者)
9楼
引用 TNAE 发表于 8 楼的内容:
那室外测试如何?这么高温度下,肼这种热力学性质不稳定的物质估计会被完全破坏掉吧。但常温下水合肼本身也.....

仔细想想没准还真有惊喜,有机会试试😏

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10楼

好奇楼主用的是什么高速相机

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dr-sama(作者)
11楼
引用 RodTech 发表于 10 楼的内容:
好奇楼主用的是什么高速相机

淘宝大路货,最高2000帧和1uS的快门时间。帧率低了,随着初速的提高很多时候越来越力不从心了,正愁没有好的设备,你有推荐的吗?

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dr-sama(作者)
12楼

看了一下放电波形,震荡严重,估计这里损耗的能量不小。加了续流D和调波L,想着让能量在L和炮体之间流动,没想到大饼二极管瞬间击穿。嗯……看芯片受损情况似乎是受不了那剧烈的dv/dt。

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现在手上更高级别的大饼只有这个了,希望待会儿争气点。

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dr-sama(作者)
13楼

大D抗住了,效率提升明显,达26.3%

结论:

1.看来续流是必须的

2.优化质量比及身管长径比后,30%以上效率应该很容易实现。

3.波形很奇怪,应是干扰导致。


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dr-sama(作者)
14楼

顺带说一下,我不知道这是不是世界范围爱好者圈子里高速电炮的最高效率纪录,如果有更高的麻烦各位给指个路,让我开开眼界。

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2019-10-03 10:02:08
15楼
引用 dr-sama 发表于 7 楼的内容:
好主意,但我猜蒸汽对我的肺腐蚀很大😱😱😱为了那点动能的提升真的不值得,毕竟肺比炮管珍贵多了…….....

既然储能不缺,那也不必追求含能工质了,可以追求低产气分子量了。要不试试LiH,LiBH4之类的,没记错他们在电热炮里面都能搞出4-5的平均分子量然后去射0.几g的小塑料弹(当然这种工况下弹丸的一部分可能会变成工质),看看能否突破2km/s大关

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dr-sama(作者)
16楼
引用 314152 发表于 15 楼的内容:
既然储能不缺,那也不必追求含能工质了,可以追求低产气分子量了。要不试试LiH,LiBH4之类的,没记.....

只要能量大板砖飞上天(。ì _ í。)

我这好像还真有些氢化锂,回头试试

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17楼
引用 314152 发表于 15 楼的内容:
既然储能不缺,那也不必追求含能工质了,可以追求低产气分子量了。要不试试LiH,LiBH4之类的,没记.....

水合肼并不是含能工质,推荐这个是因为产物平均分子量较水低且完全不会有固体产物,成本低。如果用硼氢化物,怀疑会留下很难清理的硼渣

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18楼
引用 dr-sama 发表于 11 楼的内容:
淘宝大路货,最高2000帧和1uS的快门时间。帧率低了,随着初速的提高很多时候越来越力不从心了,正愁.....

考虑一下二手中档phantom和photron,或者国产千眼狼,有一款是用luxima lux13hs的性能不错,炮这种设置成扁长条形录像区域可以得到很高的帧率,我在国内的时候都买过一轮。。。感觉photron的性价比好,现在在用phantom miro手持方便。


国外的diy产品也不错

https://www.krontech.ca/

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dr-sama(作者)
19楼
引用 RodTech 发表于 18 楼的内容:
考虑一下二手中档phantom和photron,或者国产千眼狼,有一款是用luxima lux13h.....

非常感谢!我看看能不能找到,另外有一个公司帮我找了一个据说德国进口的玩意,报了25万RMB,我感觉有点贵,不知道行情是不是就这样?

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2019-10-04 09:04:29
20楼
引用 TNAE 发表于 17 楼的内容:
水合肼并不是含能工质,推荐这个是因为产物平均分子量较水低且完全不会有固体产物,成本低。如果用硼氢化物.....

聚乙烯粉末也很好了吧,5-8的产气分子量也很不错了

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21楼
引用 RodTech 发表于 18 楼的内容:
考虑一下二手中档phantom和photron,或者国产千眼狼,有一款是用luxima lux13h.....

这个指标,9成是用LUX13HS做的,跟千眼狼价格卖的差不多,行情就是这样。

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dr-sama(作者)
22楼
引用 RodTech 发表于 21 楼的内容:
这个指标,9成是用LUX13HS做的,跟千眼狼价格卖的差不多,行情就是这样。

谢谢🙏那我节后收一个

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23楼
引用 314152 发表于 20 楼的内容:
聚乙烯粉末也很好了吧,5-8的产气分子量也很不错了

碳很难汽化,汽化吸热大,汽化后也不会是单独的碳原子,而是很多碳原子连在一起的碳簇(参考富勒烯的形成过程),而且聚乙烯被热裂后不可能只分解成碳和氢的。还会生成很多烃类自由基,烯烃,炔烃,这些分子量都不小

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24楼
引用 TNAE 发表于 23 楼的内容:
碳很难汽化,汽化吸热大,汽化后也不会是单独的碳原子,而是很多碳原子连在一起的碳簇(参考富勒烯的形成过.....

当然就几g(无三不成几,大概还不到这么多)工质,几十kj能量进去,没有什么理由会有太多奇怪的东西当然还是值得实践一下的

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2019-10-05 00:37:04
dr-sama(作者)
25楼

关于聚乙烯,我还真用过。

打出来黑糊糊的一片,炮管跟弹丸都是黑的。

个人不太喜欢,因为非常臭。

不装弹丸会有很漂亮的一串马赫环,拍出来不太明显,但肉眼看很清楚。

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26楼

卧槽楼主好有钱竟然要买高速相机...我们组想用都是直接租感觉买太贵了

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dr-sama(作者)
27楼
引用 10班陈大葱22号 发表于 26 楼的内容:
卧槽楼主好有钱竟然要买高速相机...我们组想用都是直接租感觉买太贵了

啥?这玩意居然还能租?

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28楼
引用 dr-sama 发表于 27 楼的内容:
啥?这玩意居然还能租?

能啊,不过租也不便宜,35万块钱的机器租一天好像要5000多块钱

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29楼

楼主强大!膜拜,顶起!

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dr-sama(作者)
30楼
引用 10班陈大葱22号 发表于 28 楼的内容:
能啊,不过租也不便宜,35万块钱的机器租一天好像要5000多块钱

哇这么贵,还不如买了ಥ_ಥ

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2019-10-12 09:57:13
2019-10-12 09:57:13
31楼

楼主,我想请教一下,本次实验中电压是多少?

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dr-sama(作者)
32楼
引用 烫烫烫烫烫 发表于 31 楼的内容:
楼主,我想请教一下,本次实验中电压是多少?

3kv左右

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33楼
引用 dr-sama 发表于 32 楼的内容:
3kv左右

可以可以,不过这个电压的话,如果是纯水,是不会发生击穿的吧?你的结构是单电极对药室放电,这种结构的话,电极间距很大,为什么还能击穿呢

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dr-sama(作者)
34楼
引用 烫烫烫烫烫 发表于 33 楼的内容:
可以可以,不过这个电压的话,如果是纯水,是不会发生击穿的吧?你的结构是单电极对药室放电,这种结构的话.....

设计恰当当然会击穿,电压跟介质厚度有关。这种能量级别没必要使用太长的电弧。

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2019-10-13 21:19:42
2019-10-13 21:19:42
35楼

据说mate30 pro可以做高速摄影机,高达七千多帧每秒,如果用mate30 pro来拍这个,不知什么效果.

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36楼
引用 leoo0 发表于 35 楼的内容:
据说mate30 pro可以做高速摄影机,高达七千多帧每秒,如果用mate30 pro来拍这个,不知.....

据说那是1920fps插值得到的。。。7000多帧的IO太恐怖了

[修改于 1 个月前 - 2019-10-13 21:51:41]

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dr-sama(作者)
37楼
引用 leoo0 发表于 35 楼的内容:
据说mate30 pro可以做高速摄影机,高达七千多帧每秒,如果用mate30 pro来拍这个,不知.....

我看到介绍第一时间买了一个,还没试。感觉不太靠谱,因为单帧曝光时间太长了。看宣传视频手枪子弹出膛仅仅400多的初速已经有很长拖影了,对于这种超高速的弹头拍出来估计就是一条线。

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38楼

楼主要是能搞到一台phantom就爽了,我还没见过国内有phantom的高速摄影机呢,一台顶配好像要接近100w

[修改于 1 个月前 - 2019-10-14 09:15:25]

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2019-10-14 06:24:00
39楼

厉害,那个电容组真是大

[修改于 1 个月前 - 2019-10-14 06:25:27]

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2019-10-16 11:18:06
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40楼

这电容,简直是巨无霸

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41楼

哪里搞得到这个电容呢?

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2019-10-30 22:39:35
2019-10-30 22:39:35
42楼

看到文章上说用石蜡加水当介质

用毛细放电管产生等离子体加热介质效率会不会更高?

无引爆丝的效率好像更高

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2019-11-01 08:35:48
2019-11-1 08:35:48
43楼
引用 墨镜哈哈日记 发表于 38 楼的内容:
楼主要是能搞到一台phantom就爽了,我还没见过国内有phantom的高速摄影机呢,一台顶配好像要.....

国内phantom很常见的,我们本科一个组都有4台2511,一台2512,还有若干台miro 320,更不用说科研院所了。。。

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44楼
引用 dr-sama 发表于 37 楼的内容:
我看到介绍第一时间买了一个,还没试。感觉不太靠谱,因为单帧曝光时间太长了。看宣传视频手枪子弹出膛仅仅.....

手机的还是算了,触发不好弄,还是滚动快门,也不能长条形ROI,传感器动态特别特别小,我感觉高速视频严重需要具备HDR特征的设备。。。

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45楼
引用 RodTech 发表于 43 楼的内容:
国内phantom很常见的,我们本科一个组都有4台2511,一台2512,还有若干台miro 320.....

emmm,我是上了个假大学嘛,不过化工专业也确实用不上就是了

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2019-11-02 00:25:08
46楼
引用 dr-sama 发表于 25 楼的内容:
关于聚乙烯,我还真用过。打出来黑糊糊的一片,炮管跟弹丸都是黑的。个人不太喜欢,因为非常臭。不装弹丸会.....

可以试试甲醇,CH3OH分解成CO+2H2,如果还有积碳的话加水稀释。

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2019-11-06 20:00:37
2019-11-6 20:00:37
47楼

果然大家对小牛都视而不见!纯纯的科创人。。。

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