第一把电磁发射器
关键词
自旋稳定电磁炮

由于是第一把手持电磁发射器,且重点在于验证使用电机对弹丸进行预旋转是否会增加弹丸的稳定性,所以只做了三级。

之后会推出更多的电磁发射器,但目前因为疫情(人在海外且国内来的物流被掐断)接下来的研发进度被拖慢。


研究重点:

使用电机进行预旋转弹丸对于稳定性的影响


首先感谢https://www.kechuang.org/t/82660文章中的Miller twist rule公式

435223.PNG

通过模拟,我的初速大概在45m/s左右,使用某宝上6mm直径20mm长的定位销,重4.4g

根据公式,我需要13000rpm左右的转速来稳定弹丸。

第一级数据:

kc1.PNG

第二级数据

kc2.PNG

第三级数据

kc3.PNG

我从某宝上选了号称每分钟正好12800rpm的380电机(12v状态下)

微信图片_20200201001505.jpg

微信图片_20200201001518.jpg

然后在联轴器上用了一个3d打印件和钕铁硼固定住定位销。

然而,非常尴尬的是。。。pcb板本来是让人带海外来的,结果拖了2个星期没打好。。。只能直接焊接

更尴尬的是,原计划在草草焊接测试完后再定一些pcb发国外,结果赶上疫情。。。

9897.PNG

由于没有pcb,有了图上这种惨不忍睹的走线

加上外壳后要好点

微信图片_20200125093419.jpg

测试视频,可以听到电机与炮管壁的摩擦很剧烈,正在加紧修改电机支架的数据以确保弹丸能正好悬炮管正中。


还有90%完工图

微信图片_20200128221154.jpg


接下来是电路图

circuits.PNG

由于multisim里没有相应的元件,可控硅一概理解为70tps16,续流二极管为fr607。

电机稳定还没改完,后几天尽量块地改完然后测试


来自:高压与强磁 / 电磁炮
2
2020-2-1 9:37:39
1楼

期待楼主进行定量的散布测试,以 不自旋/自旋速度 作为变量,保持炮管指向与靶面的相对位置固定(比如固定住发射器或者瞄准靶上一个点),多次发射测量散布。近距离下弹体翻滚的负面影响可能不明显,靶子可能需要放到10m距离。

CXBF[_`E5Q{GJW284QOHS9S.png


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2楼

支持。

外壳设计可以改进一下,若是做成这种“手铳”可以直接3D打印。

按照这种布局,之前的pcb还有改进余地。升压/可控硅可以集成在一起。

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3楼

要验证预旋转是否有效,应该可以直接用普通卡片机录像看。卡片机的帧率虽然不高,但是录像时的快门时间可以很短,比如几千分之一秒这种。快门时间手动设置到最短,然后在晴天太阳光下发射的话,录像里应该能比较清晰的分辨出弹丸的姿态。

或者可以弄个闪光灯,在全黑的环境下开长时间曝光拍照片,弹丸飞出来之后触发闪光灯。比如这个 https://www.kechuang.org/t/18291

[修改于 2 个月前 - 2020-02-01 18:40:24]

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Dimitri_Ivanovich(作者)
4楼
引用 Ma3.02的守望 发表于 1 楼的内容:
期待楼主进行定量的散布测试,以 不自旋/自旋速度 作为变量,保持炮管指向与靶面的相对位置固定(比如固.....

好提议,过几天去找个宽敞的无风室内环境测试下

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Dimitri_Ivanovich(作者)
5楼
引用 三水合番 发表于 3 楼的内容:
要验证预旋转是否有效,应该可以直接用普通卡片机录像看。卡片机的帧率虽然不高,但是录像时的快门时间可以.....

嗯,准备试试用闪光灯的方法拍摄。之前用手机拍摄实在看不清子弹怎么飞的

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6楼

不知道弹头和炮管的贴合度怎么样,如果贴合不好会影响预转转速还会有震动效果,贴合太好了摩擦又会增加。另外关于电机,380电机是不是不够。。。标称13000rmp实际上是很可能没有的,即使有13000,那也是在空载条件的转速,建议楼主使用无刷电机,一定要用380的话就超压工作,可能会好些。还有发现一个错误,模拟数据的时候,楼主选用的弹头是定位销,不是硅钢,饱和磁导要填1.6(普通A3钢)而不是默认的2.15(硅钢)

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2020-02-02 08:15:08
Dimitri_Ivanovich(作者)
7楼
引用 666的小白 发表于 6 楼的内容:
不知道弹头和炮管的贴合度怎么样,如果贴合不好会影响预转转速还会有震动效果,贴合太好了摩擦又会增加。另.....

感谢提醒,下一代电机预旋转系统我准备用1450kv的外转子无刷电机,应该能达到理想转速(还是12v驱动)

不过那个定位销tb卖家写的是纯铁材质,但是纯铁的饱和磁导率貌似也在1.3T - 1.6T之间

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2020-02-03 10:54:59
2020-2-3 10:54:59
8楼
引用 Dr.Dicou 发表于 7 楼的内容:
感谢提醒,下一代电机预旋转系统我准备用1450kv的外转子无刷电机,应该能达到理想转速(还是12v驱.....

纯铁的话可以饱和磁导可以填1.8,我用的a3钢定位销填1.6很合适,单级情况下我用测速器测过,速度误差很小,而且普遍真实数据比模拟数据更大,有条件的话楼主可以搞个测速器看看填什么饱和磁导最合适

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2020-02-04 06:47:10
Dimitri_Ivanovich(作者)
9楼
引用 666的小白 发表于 8 楼的内容:
纯铁的话可以饱和磁导可以填1.8,我用的a3钢定位销填1.6很合适,单级情况下我用测速器测过,速度误.....

好提议,我其实对tb上标称的纯铁有点怀疑,但下一次实验肯定会拿不同的材料测试下效果

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2020-02-05 17:30:28
2020-2-5 17:30:28
10楼

再加个激光瞄准就完美了。


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2020-02-06 05:16:55
Dimitri_Ivanovich(作者)
11楼
引用 kcDickzzc 发表于 10 楼的内容:
再加个激光瞄准就完美了。

激光瞄准之前在电炮上试过,效果很“奇怪”(子弹容易翻滚、乱飞)所以作用不明显,但也是我研究预旋转弹丸的原因。

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2020-02-26 21:07:37
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12楼

持续关注,打算不打算做一楼推荐的散步评估实验呀?

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Dimitri_Ivanovich(作者)
13楼
引用 潜伏 发表于 12 楼的内容:
持续关注,打算不打算做一楼推荐的散步评估实验呀?

打算,透露一下,最近在重新设计电炮的结构

正在设计使用单片机控制自动装弹+自旋稳定的结构,并且会用上v型开关

然后我这篇帖子里的自旋结构不利于自动装弹,所以也在重新设计

希望能在3月里做出第二把


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2020-03-10 02:24:27
2020-3-10 2:24:27
14楼
引用 Dimitri_Ivanovich 发表于 11 楼的内容:
激光瞄准之前在电炮上试过,效果很“奇怪”(子弹容易翻滚、乱飞)所以作用不明显,但也是我研究预旋转弹丸.....

为何一定要预旋呢,尾翼稳定也可以啊

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Dimitri_Ivanovich(作者)
15楼
引用 北极狐之沧浪 发表于 14 楼的内容:
为何一定要预旋呢,尾翼稳定也可以啊

我之前自己打印过一批尾翼,效果不太好,可能是打印精度有限所至。但最近看了不少尾翼设计后,我感觉可以去某宝定制点金属尾翼试试

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2020-03-18 11:52:31
2020-3-18 11:52:31
16楼
引用 Dimitri_Ivanovich 发表于 15 楼的内容:
我之前自己打印过一批尾翼,效果不太好,可能是打印精度有限所至。但最近看了不少尾翼设计后,我感觉可以去.....

我觉得可能空竹弹效果比较好,但不知道密度比铅低的铁效果怎么样,加工难度也有些大

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Dimitri_Ivanovich
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某国上高中(没有国内制造业加持做电路很蛋疼)

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