高速连射电磁轨道炮的一些尝试
hentai 2019-9-25原创 电磁炮

开坑慢慢更新......


我们都知道,如果使用常规电容作为轨道炮激励源,每次发射前需要等待电容充电,这个时间取决于充电系统的功率。而想要在数十毫秒之内完成充电,需要非常巨大的功率,如:5kJ@20ms需要提供大于250kW的充电功率,如果要做成开关电源,是非常难搞的。


所以我想尝试使用超级电容作为激励源,或许一次充电可以连射几百发,嘿嘿。

说干就干。

这个电容由著名的Maxwell公司生产,单只标称48V165F。我是买的拆机货,本着烧了也不心疼的心态,对它进行了极限放电试验,在39V时单只输出能力在2.5kA左右,基本满足要求。

EFD95790-B548-4EB1-8A0F-947731E00159.jpeg

187CB15C-0208-46D4-BD9D-D7882C2FD46F.jpeg


那么......

CB2C4C2D-26B6-4FF4-8242-CDCDEADCADFB.jpeg


扛了20个回来,组成一个机柜。每组5只,全部并联可获得40kA+的持续电流。

476BC515-4782-4B65-8F0B-758669538433.jpeg

190DF428-4870-4ED8-82BA-03598A3CB023.jpeg




[修改于 2 年前 - 2019-09-25 18:50:29]

来自:高压与强磁 / 电磁炮
5
20!Dopaminor
1年7个月前
1楼

图一的电磁铁能过多大电流?

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
UIC
1年7个月前
2楼

期待ing,看看法拉电容能达到怎样效果。

是BMOD0165 P048 BXX吗?这个好像标称最大电流1.9kA,LZ小心。

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
hentai作者
1年7个月前
3楼
引用20!Dopaminor发表于1楼的内容
图一的电磁铁能过多大电流?

标称220V56欧,耐电流不知道,用310V电容脉冲激励目前没发现有异常

回复
评论(1)
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
hentai作者
1年7个月前
4楼
引用UIC发表于2楼的内容
期待ing,看看法拉电容能达到怎样效果。是BMOD0165 P048 BXX吗?这个好像标称最大电流...

应该是,脉冲工作能稍微大些

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
wadjt
1年7个月前
5楼

你这一套做下来大概要花多少啊

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
power_rdx
1年7个月前
6楼

你这个极限放电试验是用什么当开关的?怎么又有MOS管又有机械开关?

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
rb-sama
1年7个月前
7楼

壕无人性,这种开关放电溅射很厉害,不知道低压下表现如何

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
hentai作者
1年7个月前
8楼
引用power_rdx发表于6楼的内容
你这个极限放电试验是用什么当开关的?怎么又有MOS管又有机械开关?

最开始用scr,哪知道一个脉冲就干死了。懒得拆当个负载串在里面了。主开关是机械的,所以波形不稳

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
hentai作者
1年7个月前
9楼
引用rb-sama发表于7楼的内容
壕无人性,这种开关放电溅射很厉害,不知道低压下表现如何

低压表现很烂,反而高压下不错。但能量超过2kJ也不太行

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
OMEGAERJSH
1年7个月前
10楼

我一直在想轨道炮轨道本身就是开关吧...把轨道用不导电的东西延长,然后用弹簧把子弹弹进轨道然后连通触发?这样也会缓解下由于初速是0把子弹焊到轨道上的问题了吧😂

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
hentai作者
1年7个月前
11楼
引用OMEGAERJSH发表于10楼的内容
我一直在想轨道炮轨道本身就是开关吧...把轨道用不导电的东西延长,然后用弹簧把子弹弹进轨道然后连通触...

做得好静止加速可以完全没有烧蚀。子弹做开关即使在研究机构内也是一种常见的做法,但麻烦,因为注入速度太低反而会引起烧蚀,要达到足够的注入速度相当于多加了一级驱动。

回复
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
power_rdx
1年7个月前
12楼
引用hentai发表于9楼的内容
低压表现很烂,反而高压下不错。但能量超过2kJ也不太行

超过2KJ也可以的,很多年前老外搞的电磁飞盘就是用的机械开关,只不过它的开关尺寸要比你这个大得多

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
hentai作者
1年7个月前
13楼
引用power_rdx发表于12楼的内容
超过2KJ也可以的,很多年前老外搞的电磁飞盘就是用的机械开关,只不过它的开关尺寸要比你这个大得多

放大尺寸肯定是可以的。我说的2kJ是我自己这个,当然再大也不是不行,但会产生严重的烧蚀。

1C911FB3-48C0-4647-9789-FED7627212C2.jpeg

9B9CC302-888A-4BC1-A4AF-700C27562E1F.jpeg


回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
power_rdx
1年7个月前
14楼
引用hentai发表于13楼的内容
放大尺寸肯定是可以的。我说的2kJ是我自己这个,当然再大也不是不行,但会产生严重的烧蚀。

试试泡在变压器油里?

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
hentai作者
1年7个月前
15楼
引用power_rdx发表于14楼的内容
试试泡在变压器油里?

应该会有帮助,但我不想搞油箱,所以我买了些标称63kA的真空开关😜

DEA3068F-5BA0-423A-9990-B68887705726.jpeg


嗯...看起来很坚挺呢......

回复
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
power_rdx
1年7个月前
16楼
引用hentai发表于15楼的内容
应该会有帮助,但我不想搞油箱,所以我买了些标称63kA的真空开关😜嗯...看起来很坚挺呢........

RMB玩家,不服不行

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
信仰は儚き人間の為に
1年7个月前
17楼

壕气冲天

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
刺刀尖
1年7个月前
18楼

我看到防弹插板,大神是要炮击防弹板麽

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
hk45_0
1年7个月前
19楼
引用hentai发表于15楼的内容
应该会有帮助,但我不想搞油箱,所以我买了些标称63kA的真空开关😜嗯...看起来很坚挺呢........

嗯,RMB的香气。。。之前玩感应式在淘宝上看到有种高能点火放电管,体积应该没你这个的1/10大,好像卖230来着,感觉太贵了就没买。。。


回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
hentai作者
1年7个月前
20楼
引用刺刀尖发表于18楼的内容
我看到防弹插板,大神是要炮击防弹板麽

哈哈被你发现了,这玩意一致性比较好。用来衡量侵彻能力我觉得比木板或钢板靠谱些😎

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
n2352441
1年7个月前
21楼

太厉害了

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
刺刀尖
1年7个月前
22楼
引用hentai发表于20楼的内容
哈哈被你发现了,这玩意一致性比较好。用来衡量侵彻能力我觉得比木板或钢板靠谱些😎

大佬记得上图

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
leoo0
1年7个月前
23楼

此坛真人才真多。


回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
dr-sama
1年7个月前 修改于 1年7个月前
24楼

今天抽空做了三级防弹插板的侵彻试验。

老实讲,拿到这个插板的时候我很惊讶,国标三级居然是纯PE材质的。

打了一发我更惊讶了,之前连6mm铝板都能干个洞的钨芯弹打在10mm的塑料上居然没有干净利落地贯穿???这TM什么工艺,太鬼畜了。


F1C4899B-6ADC-4808-8950-E018316771BA.jpeg

0F368D0F-1257-404C-9F9A-104A9105CE6B.jpeg


然而......事情还没完。


观看高速摄影机的回放我发现可能钨芯弹的环氧没干透,导致弹杆根本没有获得足够的速度......(靠,轨道炮的峰值加速度真不是开玩笑的。)


6C054254-9FC0-4EA0-A838-CBF7BB7EF6BF.jpeg

此时电枢已触靶回弹,约15ms后弹杆才飞到这个位置。

3D00ED08-8421-443B-A54D-88BAB1B432A0.jpeg


嗯......看来是时候对载荷进行迭代了。


回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
三十斗
1年6个月前
25楼
引用hentai发表于15楼的内容
应该会有帮助,但我不想搞油箱,所以我买了些标称63kA的真空开关😜嗯...看起来很坚挺呢........

看到这个就感觉很亲切    

我其实更想知道你怎么做的分合闸机构     难道你弄了个KYN28的操作柜来????

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
dr-sama
1年6个月前
26楼
引用三十斗发表于25楼的内容
看到这个就感觉很亲切    我其实更想知道你怎么做的分合闸机构     难道你弄了个KYN28的操作...

准备用气缸,原厂的机构用起来不太方便,不过还不一定会用到这玩意。因为我搞到了些晶闸管的硅片,想着自己封装,那就可以做大一些,比如一个模组100kA之类的。

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
信仰は儚き人間の為に
1年6个月前
27楼

钨棒螺纹加工有点难,焊接也没法焊

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
dr-sama
1年6个月前
28楼

今天进行了首次发射试验:只使用了一层电容,标称容量825F(是的没错,825法拉),额定电压48V、电流10kA。根据计算,可获得约100N推力,出膛速度约173.2m/s,计算出口动能约30J

实际充电至44.8V,总储能827.9kJ。发射后电压下降了0.2V,剩余能量820.5kJ。释放能量为7376J

计算效率:0.41%

为什么这么低呢?因为断流装置失效导致炮口电弧短路了超级电容输出,瞬间产生强大的电弧气化了大量轨道。分析视频可见大量熔融甚至正在沸腾的铜汁四处飞溅,幸好没有引起事故。

本来准备试射后进行数据采集,但因暂时没有稳妥断流方案,所以暂缓。

虽然没有采集到数据,但从靶面的损伤情况判断,初速远大于计算值,可能因为电容组输出了更大的电流导致产生了更强的推力。


结论:超级电容作为电磁轨道炮电源完全可行,但需解决系统的断流问题。


IMG_7326.mp4 4.03MB


回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
二甲基亚砜
1年6个月前
29楼
引用dr-sama发表于28楼的内容
今天进行了首次发射试验:只使用了一层电容,标称容量825F(是的没错,825法拉),额定电压48V、...

这么大电容啊....知识贫乏限制了我的想象...

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Robot_V1
1年6个月前
30楼

能否使用动力电池作为储能器件?动力电池普遍3C起步,甚至能找到高达45C的版本。单块电池轻松200~400A。轨道炮是脉冲放电,牺牲寿命跑到500A应该是可行的。这样只需80块电池就能输出40kA,体积和重量都比lz的电容小得多。

回复
评论(3)
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
灵魂边缘
1年6个月前
31楼
引用Robot_V1发表于30楼的内容
能否使用动力电池作为储能器件?动力电池普遍3C起步,甚至能找到高达45C的版本。单块电池轻松200~...

相比之下,超级电容的功率密度好了很多,一块LSUC牌的2.7V3000F超级电容(内阻0.23mohm),质量与上述锂电池相仿,峰值功率却高达34086W,是锂电池的10倍有余,可见差距

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
skerty
1年6个月前
32楼
引用三十斗发表于25楼的内容
看到这个就感觉很亲切    我其实更想知道你怎么做的分合闸机构     难道你弄了个KYN28的操作...

分合闸可以参考下电力机车的真空断路器

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
三水合番
7个月21天前
33楼
引用灵魂边缘发表于31楼的内容
相比之下,超级电容的功率密度好了很多,一块LSUC牌的2.7V3000F超级电容(内阻0.23moh...

这个恐怕说反了。就目前能买到的产品(指淘宝有零售的)来说,锂电池的功率密度其实是比超级电容高的。

你提到的34086W,得除个四,才是超级电容能输出的功率。34086W是电容输出短路的时候,在电容内阻上消耗的功率。因为负载短路没有电压,此时输出功率是0。当负载电阻和电容内阻相同时,负载才能得到最大功率,即34086/4=8522W。

而有零售的锂电池,标称倍率最大的有120C,功率密度15W/g,事实上比所有能买到的超级电容都高。而且锂电池的密度(大约2g/cm3),还显著高于超级电容,体积能量密度的优势更大。

用在电磁炮上的话,超级电容的优点主要是便宜……以及因为能量密度低,所以安全……在放电能力上,其实不如锂电池。



回复
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
被上帝诅咒的猫
7个月9天前
34楼
引用hentai发表于15楼的内容
应该会有帮助,但我不想搞油箱,所以我买了些标称63kA的真空开关😜嗯...看起来很坚挺呢........

建议楼主用气体放电管作为开关,轻松几千A

回复
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论

想参与大家的讨论?现在就 登录 或者 注册

所属专业
上级专业
同级专业
hentai
学者 机友 笔友
文章
6
回复
247
学术分
1
2009/02/05注册,2 年前活动
暂无简介
%7B%22isDisplay%22%3Atrue%7D

仅供内部学术交流或培训使用,请先保存到本地。本内容不代表科创观点,未经原作者同意,请勿转载。

插入资源
全部
图片
视频
音频
附件
全部
未使用
已使用
正在上传
空空如也~
上传中..{{f.progress}}%
处理中..
上传失败,点击重试
等待中...
{{f.name}}
空空如也~
(视频){{r.oname}}
{{selectedResourcesId.indexOf(r.rid) + 1}}
处理中..
处理失败
插入表情
我的表情
共享表情
Emoji
上传
注意事项
最大尺寸100px,超过会被压缩。为保证效果,建议上传前自行处理。
建议上传自己DIY的表情,严禁上传侵权内容。
点击重试等待上传{{s.progress}}%处理中...已上传
空空如也~
草稿箱
加载中...
此处只插入正文,如果要使用草稿中的其余内容,请点击继续创作。
{{fromNow(d.toc)}}
{{getDraftInfo(d)}}
标题:{{d.t}}
内容:{{d.c}}
继续创作
删除插入插入
{{forum.displayName}}
{{forum.countThreads}}
篇文章,
{{forum.countPosts}}
条回复
{{forum.description || "暂无简介"}}
ID: {{user.uid}}
学术分隐藏
{{submitted?"":"投诉或举报"}}
请选择违规类型:
{{reason.description}}
支持的图片格式:jpg, jpeg, png
插入公式
分享回复:{{shareId}}
加载中...
评论控制
加载中...
文号:{{pid}}
加载中...
详情
详情
推送到专栏从专栏移除
设为匿名取消匿名
查看作者
回复
只看作者
加入收藏取消收藏
加入关注取消关注
折叠回复
置顶取消置顶
评学术分
鼓励
设为精选取消精选
建议修改
编辑
通过审核
评论控制
退修或删除
历史版本
违规记录
投诉或举报
加入黑名单移除黑名单
查看IP
{{format('YYYY/MM/DD HH:mm:ss', toc)}}
下载资料
{{fileName}}
大小:{{size}}
下载当前附件将花费 {{costMessage}}
{{description}}
你当前剩余 {{holdMessage}}
{{fileName}}
大小:{{size}}
当前附件免费。
你已购买过此附件,下载当前附件不需要花费积分。
加载中...
{{errorInfo}}
附件已丢失
当前账号的附件下载数量限制如下:
时段 个数
{{f.startingTime}}点 - {{f.endTime}}点 {{f.fileCount}}