一种螺旋线圈炮的原理构想
440Nx2023/01/07电磁炮 IP:广东

螺旋线圈炮又叫电刷换向感应炮,在弹丸线圈运行到不同位置时由电刷导通外部线圈的不同部分,使磁场始终位于弹丸前方或后方,磁场的吸力或斥力就能驱使弹丸加速运动。

这种炮有两个问题,第一是如果炮膛口径较小就难以安装导轨和电刷;第二是炮管线圈制作复杂,单层线圈可能较为容易但产生的磁场远不如多层线圈,多层线圈的复杂度更是堪称滑稽。虽然存在轨道和电刷,但因为电流不像轨道炮那样动辄上万安,所以烧蚀较小。

下面是我这种炮的设想。将可换向线圈替换为普通线圈,或者说把轨道塞进磁阻炮的炮管中,然后像类似于磁阻炮的方式来控制它。如果口径大,把导轨弄进去不是什么难事,但对于大到足够放置导轨的口径,磁阻炮难以达到较高的加速度。制约磁阻炮的是磁体的饱和磁化强度,最好的材料也只有2.4t,而通电线圈却可以轻易产生5t以上的瞬时磁场。

1_8.png IMG_20230110_002522.jpg

续流管放置在弹丸上,即使电刷接触不良,弹丸电流也不会消失,所以不会发生剧烈打火。

线圈仍然需要“换向”,却不是电刷的工作。驱动线圈就像磁阻炮一样的由电容、scr和二极管作为电源,但电容需无极电容,二极管要和scr组合成逆导可控硅。scr导通后因为电容反充而自动换向,而后电容反压再次流过线圈完成一次振荡并且磁极调转。弹丸线圈由大容量电容供电,单位时间内可看作永磁体。令换向时机为弹丸通过线圈中心,那么接近时受到吸力,远离时受到斥力。由于外源供电,感应电流可忽略不计,不必追求磁场变化率,对器件性能的要求也不高。不使用igbt等器件,因为scr耐压较高,所以电源允许1kv以上,电流也允许1ka以上,加速度可达磁阻炮十倍以上。

当然还存在一些问题,比如电刷烧蚀、电枢和口径结构复杂等,但是不一定要回避,不能把思想禁锢在无接触圆形小口径。轨道炮的条件更加苛刻,也有办法让它发射的。由于个人能力不足,无法给出数学模型或仿真结果。

[修改于 1年3个月前 - 2023/01/10 00:42:39]

来自:物理高能技术 / 电磁炮
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~~空空如也
花雨繁星
1年3个月前 IP:广东
913946

那还是得电刷呀

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花雨繁星
1年3个月前 IP:广东
913947

要是能把电刷删掉最好了,比如用电弧代替。

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440Nx作者
1年3个月前 IP:广东
914327


20230114_000840_568.mp4 点击下载 ‎为此专门学习了maxwell入门。虽然用调节时间的方法相当麻烦,但此次歪打正着,获得了较理想的结果。弹丸外径34mm,重40g,电容总共450v1760uf。作为感应炮,低速两级就能得到12%效率,电流却不到500a。当然,看势场变化就知道其实并不是非常理想,较多级数还能更好。

由于利用了谐振,控制方法可检测电流过零,不需要那两个常用的方案。


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