Gauss Gun - Flyback.org.ru

Пружина
Экзорцист

Offtopic:

В 95% случаев у меня всё сгорает из-за разъебайства. В данном случае забыл ЛАТР на ноль выкрутить и воткнул при максимальной выходной напруге, а затем в схему управления полез. Такой уж я разъебай.

Upd: Может кто пояснить за физику процесса:
Дано: ток соленоида, допустим, 300А, производит тягу в 300Н(цифры приблизительные), начальная скорость снаряда 300м/с.Сопротивление полной цепи, допустим, 0.3Ом, В итоге получается скорость 33мкс/см, это примерно 0.9Дж активных потерь и 3Дж к энергии снаряда. Понятно, что такого быть не может в принципе, и вот вопрос: что в действительности происходит в подобной ситуации? Допустим, ток стабилизирован и измениться не может, тогда снаряд должен поглотить всю энергию поля(за минусом силовых линий, замкнувшихся через воздух) и полностью размагнитить катушку, использовав для разгона запасённую в ней энергию, как-то так? Также не забываем, что всё это время через катушку продолжает течь ток - как он влияет на разгон? Он подпитывает поле катушки или просто греет её? По идее первое, но можно ли как-то определить сколько пойдёт на поддержание поля, а сколько в тепло? Также на катушке по идее должно быть напряжения больше, чем упало бы на её активном сопротивлении на величину затрат энергии на разгон снаряда. Короче говоря, эту ситуацию можно как-то промоделировать или на бумажке обсчитать? Может ли катушка с активными потерями, к примеру, упомянутые 0.9Дж сообщать энергию 3Дж, при условии пропорционального роста напряжения на ней, разумеется?
ЗЫ.Опять сумбур какой-то написал, надеюсь понятно что я хотел спросить.
Upd2:Ещё нарыл интересный момент - исходя из формулы энергии катушки выводится интересное следствие - индуктивно связанные соленоиды запасают больше энергии, нежели раздельные, и вот вопрос - получается при выключении одной из двух связанных катушек избыточная энергия перепрыгивает на соседнюю? Допустим есть 2 соленоида длиной 10мм, индуктивность одного 100мкГн, а пары - 270мкГн, получается, что вместе они запасают на 36% больше энергии, чем по отдельности, значит при отключении одной из них поле второй должно заметно усиливаться. Или произойдёт другое - повышенный импульс самоиндукции?

Добавлено: Tue Jul 21, 2020 9:52 am

CLON

По мне так значение активных потерь катушки и приращение энергии снаряда - это не связанные величины.

А вот энергия магнитного поля катушки и приращение кинетической энегрии пули имеют взаимосвязь, но она не линейная.
Чем больше энергия магнитного поля катушки, тем большую работу она может совершить (ведь полезную работу совершает имеено магнитное поле катушки),
а не активные потери в ней которые идут только в тепло и никак не связанны с магнитным полем.

На линейном участке (до 1.5...2 Тс) можно принимать, что приращение кинетической энергии пули составляет порядка 50% от энергии магнитного поля.
А вот далее при увеличении напряженности магнитного поля (5...15 Тс), приращение кинетической энергии пули начинает падать от энергии магнитного поля и может составлять всего 3-5% от энергии магнитного поля.

Конечно было бы очень инетерсно снять эту зависимость экпериментально (ну или рассчитать феммом).

Добавлено: Tue Jul 21, 2020 4:55 pm

Пружина
Экзорцист

В femm приращение силы практически равно приращению ампервитков, по крайней мере в области 20 000 ампервитков и более, в области более слабых полей как будто даже приращение меньше, но тут я не очень помню и утверждать не буду. Одно замечу - экспирементально подтверждено, что наращивание ампервитков в разы больше 20 000 имеет эффект , раз с одной ступени можно снять 12Дж кинетики при длине катушки 4см и диаметре снаряда около 8мм.

Да, само собой, что потери на омическом сопротивлении цепи не имеют отношения к передаваемой энергии, мне интересно, какую долю энергии магнитного поля может поглотить снаряд? Впрочем я посчитал энергию катушки и из неё выходит, что реалистичный соленоид даже на 300м/с обладает в разы большей энергией, чем способен впитать снаряд, возможно это и является критерием оценки какая доля магнитного потока будет истрачена на разгон, а какая рекуперирована.
ЗЫ.По поводу формулы индуктивности я наебался, разницы нет, просто счичал невнимательно.

Добавлено: Tue Jul 21, 2020 5:21 pm

Ivani

Пружина писал(а):
при уменьшении индуктивности и пропорциональном увеличении токаИндуктивность пропорциональна КВАДРАТУ витков, энергия пропорциональна ампер*виткам

Добавлено: Tue Jul 21, 2020 6:07 pm

Пружина
Экзорцист

Offtopic:

Про квадрат я знаю, выразился неправильно, впрочем с выводом всё равно я наебался, систематически "лишний" ноль проёбывал при вычислении.

Добавлено: Tue Jul 21, 2020 6:29 pm

CLON

Ivani писал(а):
Индуктивность пропорциональна КВАДРАТУ витков, энергия пропорциональна ампер*виткам

Я бы сказал, что индуктивность пропорциональна квадрату витков (L =k n^2),
энергия магнитного поля пропорциональна квадрату тока (Wk=Lk I^2/2 or Wk = k n^2*I^2/2),
а вот сила втягивания пропорциональная ампервиткам (F= k* n*I).

ЗЫ: Сила не равно энергия (F =/= Wk).

Добавлено: Tue Jul 21, 2020 6:30 pm

Пружина
Экзорцист

CLON писал(а):
Сила не равно энергиявроде никто такого и не говорил, в гауссе энергия равна произведению силы на перемещение.

Добавлено: Tue Jul 21, 2020 6:41 pm

CLON

Вообще то: сила на перемещение - это работа (A = F x s). Smile

http://forum.future-weapons.ru/index.php?topic=9622.0
- интересная ссылочка о предельных скоростях пули в гаусе.

Добавлено: Tue Jul 21, 2020 6:51 pm

Пружина
Экзорцист

CLON писал(а):
Вообще то: сила на перемещение - это работаТут как-то странно, и то, и другое измеряется в джоулях, и потенциальная энергия снаряда, и работа по перемещению объекта, но в данном случае всё же энергия, т.к. работа совершится лишь когда снаряд затормозит.CLON писал(а):
интересная ссылочкаЗаценим.
Ковыряю тут снова femm и походу он всё-же более-менее осмысленно кажет. Зависимость сложная, нелинейная и она даже забита в свойствах материалов, значит индукция должна учитываться(попробовал отредактировать железку на линейную зависимость вместо сложной нелинейной и сила выросла в 11 раз). Интересно также то, что рост силы опережает рост тока, причём даже на каких-то запредельных ампервитках в десятки-сотни млн, походу планки для разгона нет, если прогу не конченные идиоты писали.

Добавлено: Tue Jul 21, 2020 11:02 pm

CLON

Еще ссылочка на исследование о гаусе Дантиста:

http://forum.future-weapons.ru/index.php?topic=9615.0

Добавлено: Tue Jul 21, 2020 11:16 pm

Пружина
Экзорцист

Бегло глянул ссылку - не понравилась методология, последовательность неверная, не учтены возможности современной элементарной базы, вроде даже оптимальные диаметры катушек не выведены, а по поводу потерь всё и вовсе мандой к часовне развёрнуто. Нужно первым делом вывести формулу расчёта потерь в зависимости от ампервитков и геометрии(число витков вообще имеет значение только в контексте времени нарастания тока, в остальном можно рассматривать соленоид как 1 виток для упрощения расчётов), далее соотносим геометрию с усилием из femm и выводим оптимальный размер соленоида.
Цифры скоростей вовсе абстрактны, поскольку для перегрева катушки нужно влить в неё какое-то безумное количество энергии, а в действительности даже паршивых 100кВт выделить на катушке надо сильно постараться(при высоких скоростях это от единиц до пары десятков джоулей, что смехотворно в плане нагрева). Завтра почитаю повнимательней, но пока как-то материал не произвёл впечатления.
CLON писал(а):
Еще ссылочка на исследование о гаусе Дантиста: Бля, моя осциллограмма, нигде не дают быть первым(((
Эта ссылка интересней и даже с графиками.

Добавлено: Tue Jul 21, 2020 11:30 pm

Пружина
Экзорцист

По второй ссылке не смог понять логики рассуждений автора, почему, по его мнению, кпд падает в режиме стабилизации тока? Согласно femm, сила тяги пропорциональна ампервиткам в некотором приближении, т.е. линейный рост тока даёт линейный прирост тяги и квадратичный рост потерь, ОДНАКО, скорость также возрастает и в итоге кпд падает гораздо менее, чем вдвое, в одном из обсчитанных примеров у мена вышло 50 и 40% при увеличении тока и, соответственно, энергии снаряда вдвое при одинаковых катушках(без учёта времени нарастанич тока правда, что несколько повысит кпд и понизит энергию во втором случае в сравнении с первым).
Автор утверждает, что треугольный ток выгодней с точки зрения кпд, но почему - понять я не смог. Если взять два примера, где в одном случае ток идеально треугольный, а в другом идеально прямоугольный(абстракция для удобства сравнения), величиной в половину амплитуды первого случая, т.е. с одинаковым среднем значением у нас будут равные потери и равное же ускорение(если принять линейную зависимость тяги от тока, что близко к истине по данным femm).

Ещё один очевидный способ повышения кпд - распределение энергии накачки между катушками таким образом, чтобы она росла от некоторого разумного минимума(наверное, в р-не 1дж/см) до технически возможного максимума пропорционально скорости на данном участке.
Также имеет смысл увеличить до максимума число витков всех катушек, чтобы снизить статические и динамические потери на ключах и активные потери в накопительной ёмкости(нужно чтобы при этом скорость нарастания тока была достаточной для закачки максимума энергии).

Добавлено: Wed Jul 22, 2020 11:10 am

CLON

Привет.
Я тоже не согласен с выводами Евгения, и Дантист тоже был не согласен,
но это результаты расчетов Евгения, поэтому что бы их оспорить (опровергнуть) надо тоже делать рассчеты.
По таблицам максимальных скоростей - мне тоже результаты не очень понятны
(я бы сказал, что они ошибочны в области больших диаметров - точно), но это надо считать, что бы опровергнуть.

Насчет числа витков катушек:
слишком много - плохо (высокие потери в катушке из-за тонкого провода и большого активного сопротивления, большие потери, низкий КПД, малый ток),
слишком мало - тоже плохо (малая индуктивность, требуются большие токи, а это провлеммы с управлением, и физические ограничения БТИЗов),
Вывод: очевидно, что существуют оптимальное число витков для катушек с заданными размерами, по моим прикидкам оно расположено в
диаппазоне диаметров провода от 0.5 мм до 0.8 мм (для индукций магнитного поля в 2 Тс, и энегрии магнитного поля 2-5 Дж и ограничении тока до 150...220 А).

ЗЫ: для "стендовой" катушки лучше начинать с меньшего сечения провода 0.4...0.5 мм, - это дает возможность экспериментировать в более широком диапазоне магнитный полей и энергий.

Добавлено: Wed Jul 22, 2020 11:44 am

Пружина
Экзорцист

Тут вообще фигня с отбором энергии непонятная. Допустим, ток в катушке растёт, растёт её магнитное поле. Снаряд начинает движение и как бы создаёт встречный магнитный поток, размагничивая катушку. Если её ток стабилизируется - получается что ток источника подпитывает магнитное поле или только горит на сопротивлении? Магнитное поле само по себе не потребляет энергию, т.к. это своего рода проекция тока катушки и его ослабление не может влиять на величину тока насыщенной катушки, но что тогда происходит со снарядом, пролетающим её в случае, когда произведение силы поля на расстояние его действия(допустим они усреднены) не соответствуют энергии, запасённой в магнитном поле катушки, она в разы меньше их произведения? Мне кажется тут будет поглощение энергии поля снарядом по гиперболическому закону, обусловленное падением силы тяги пропорционально ослаблению поля, таким образом, снаряд отберёт процентов 90...95 запасённой энергии и полетит дальше. Таковы мои рассуждения, интересно, верны ли они?

По поводу витков - формула показывает, что их количество, при фиксированном размере соленоида не влияет на потери вообще, если общее количество ампервитков также одинаково. Витки влияют на скорость нарастания тока и потери ВНЕ соленоида(на кондёре, диодах, ключах и проводах), поэтому лучше когда витков максимальное количество при обеспечении необходимой крутизны токового фронта. Кроме того, вероятно есть некоторые потери на скин-эффект на конечных ступенях.

Добавлено: Wed Jul 22, 2020 12:24 pm

CLON

Вообще то снаряд влетающий в катушку начинает увеличивать индуктивность катушки (в разы), а вылетая из катушки начинает индуктивность уменьшать.
Так вот это самое увеличение индуктивности dL при постоянном токе i и создает дополнительную энегрию магнитного поля dWk, которая и идет сначала на ускорение, а потом на торможение снаряда.
Поэтому изменение энергии магнитного поля катушки равно: dWk = i^2/2*dL, поэтому при постоянном токе i, приращение будет больше там, где больше меняется индуктивность катушки.
А это можно легко замерить: замер индуктивности без пули и со вставленной пулей. Чем больше разница индуктивностей тем эффективней должна быть катушка. В теории.
А с дугой стороны чем больше витков, тем больше активные потери в катушке.

Нет не верны. Снаряд не может забрать более 45 - 60% от энергии магнитного поля, а все что не может забрать просто вернется выбросом самоиндукции и рекуперируется в кондер.
Я тебе уже писал, что железяка не может втянуть всебы все силовые линии из-за насыщения, а следовательно увеличение напряженности выше некоторого предела начинает катастрофически снижать КПД передачи.
Ну например: энегркия катушки 2 Дж, снаряд сьет 50% (1 Дж), а если энегрия магнитного поля 20 Дж - только 10% (2 Дж), 100 Дж - 5% (5 Дж), 300 Дж - 3% (9 Дж), 1000 Дж - 1% (10 Дж) и т.д. Цифры взяты с потолка только для иллюстрации процеса, но они достаточно близки к реальности (судя по реальным конструкциям гаусов).
Да энегрия пули растет, а КПД передачи энергии падает. Против насыщения железяки не попрешь.

Добавлено: Wed Jul 22, 2020 1:17 pm

Пружина
Экзорцист

В данном случае я насыщение железки вынес за скобки, т.к. данные зависимости усилия от ампервитков взяты из femm, которая вроде как учитывает нелинейную зависимость индукции от напряжённости поля, а приращение силы близко кореллирует с приращением тока.

По поводу индуктивности - получается снаряд может отобрать лишь тот % энергии, равный отношению индуктивностей с пулей и без пули? Если растёт индуктивность, значит при втягивании снаряда растёт падение напряжения на катушке и оно равно падению напряжения на активном сопротивлении + падение напряжения эквивалентное мгновенной мощности, затрачиваемой на разгон при текущем значении тока, так?

По поводу описанной ситуации - опять я глупость сморозил, такого, вероятно, не может быть.

Добавлено: Wed Jul 22, 2020 1:56 pm

CLON

Есть два пути:
1. расчетный - фемм в помощь (я сам не умею им пользоваться, поэтому смотрел, что считали другие и анализировал их результаты).
2. экспериментальный - собрать испытательный стенд с 1 - 4 ступенями и все замерить на физической модели (токи, напряжения, скорости).
У меня сейчс есть тиристорный стенд, до БТИЗов в планах.
Если расчстная модель и физическая совпадают (а результаты с феммом вродебы хорошо совпадают) играться с параметрами,
для получения желаемого результата в модели и в железе.

Добавлено: Wed Jul 22, 2020 3:50 pm

Пружина
Экзорцист

Размышлял тут на досуге как зафиксировать от деформации длинный тонкий ствол, есть на этот счёт какие-то стандартные решения на основе кустарных технологий, или никто всерьёз проблему не рассматривал?
Придумал такую идею: изготовляется набор одинаковых круглых щёчек соленоидов с запасом по диаметру заданного размера, а потом уже в сборе(с соленоидами, датчиками и всем необходимым) плотно вставляется в трубу, под диаметр которой точились щёчки. Трубу можно выбрать из пвх или полипропилена подходящего размера, можно вырезать окна где требуется или даже всю прорезать вдоль(но это не очень хорошо уже). По идее за счёт шайб даже тонкий ствол должен более-менее отцентроваться, если они вместе протачивались, а труба достаточно ровная. По идее так даже магнитопровод сделать можно, только уж очень тяжёлая конструкция получится, а совсем уж тонкостенную трубку вряд ли ьудет просто найти.

Добавлено: Sat Jul 25, 2020 3:22 pm

CLON

Я за железный ствол наружный диаметр 25 мм внутренний 19 - 22 мм (при толщине стенки 1.5 - 3 мм),
с пропилом по всей длине (для вывода проводов катушек и датчиков и для исключения короткозамкнутого витка),
и обеспечения достаточной механической прочности ствола. Длина ствола не более 800 - 900 мм (ружо) и 200 - 300 (пистоль).

Ствол ускорителя диамметром 7 ( или 8 ) мм, откуда длина катушек 14 ... 21 мм (или 16 ... 24 мм - 2 ... 3 х диамметра ствола),
откуда на пистоль получается 9 (3х3) ... 16 (4х4) ступеней, с ожидаемой кинетической энергией 9 ... 16 Дж (1 Дж/ступень),
и скоростью пули 60 ... 100 м/с (скорость пули первой ступени 20 ... 25 м/с х 3 или х 4).

По алалогии на ружо получается 36 (6х6) ... 49 (7х7) ступеней, с ожидаемой кинетической энергией 36 ... 49 Дж (1 Дж/ступень),
и скоростью пули 120 ... 175 м/с (скорость пули первой ступени 20...25 м/с х 6 или х 7).

Конечно можно принять 2 или 3 Дж/ступень, но возможно ли это думаю, что 2 Дж вполне реально, больше уже сильно сомнительно.
Как видно, что бы понять на что способен такой матричный много ступ достаточно исследовать 1 или 4 ступени, а далее уже простое маштабирование.
Да и чем больше диамметр ствола и размер (длина) катушки, тем большую энергию магнитного поля в ней можно создать, здесь фемм в помощ.

ЗЫ: Расчет ориентировочный для различных матричных коммутаторов от 3 х 3 до 7 х 7 с постоянным и ограниченным током в катушках,
с постоянным приращением кинетической энергии на ступень, ну и при реальных параметрах ствола и одинаковых катушках на нем с магнитопроводом,
но без учета ограничения по динамике переходного процесса (которая позволяет оценить максимальную скорость гауса). Об этом напишу позже.

ЗЫ2: Пружина, для коммутатора 10 х 10 (100 ступ), получим: с ожидаемой кинетической энергией 100 Дж (1 Дж/ступень),
и скоростью пули 200 ... 250 м/с (скорость пули первой ступени 20...25 м/с х 10),
- но это абсолютно не достижимые результаты из-за динамики переходного процесса в цепи с индуктивностью.
Вывод: получить скорость звука и выше в подобных гаусах - абсолютно не реально.

Добавлено: Sat Jul 25, 2020 5:33 pm

CLON

Продолжим наши размышления о гаусе с постоянным током катушки.
Например: в гаусе Дантиста ДБ6Л, диамметр пули 6 мм (к = 6 х 6 = 36), а передаваемая энергия на ступень 0.72 Дж, т.е. 0.72/36 = 0.02 Дж/мм2. (было 9 х0.72 = 6.5 Дж).
Известно, что энергия магнитного поля пропорциональна индуктивности (при постоянном токе) катушки,
а индуктивность катушки в свою очередь пропорциональна квадрату числа витков и квадрату диамметра (ну и обьему) катушки.
Следовательно для одного итого же тока (который физически ограничен БТИЗом), для увеличения энергии магнитного поля
необходимо увеличивать диамметр катушки (патрона), тогда:
Для диамметра пули 7 мм (к = 7 х 7 = 49), энергия магнитного поля увеличивается до 1.0 Дж/ступень (0.02 х 49 = 0.98 Дж).
Для диамметра пули 8 мм (к = 8 х 8 = 64), энергия магнитного поля увеличивается до 1.3 Дж/ступень (0.02 х 64 = 1.28 Дж).
Для диамметра пули 9 мм (к = 9 х 9 = 81), энергия магнитного поля увеличивается до 1.6 Дж/ступень (0.02 х 81 = 1.62 Дж).
Для диамметра пули 10 мм (к = 10 х 10 = 100), энергия магнитного поля увеличивается до 2.0 Дж/ступень (0.02 х 100 = 2.0 Дж).
Далее для различных матриц получаем то, что мы может получить в пределе (максимальную скорость и энергию), без учета физических ограничений.

Добавлено: Sat Jul 25, 2020 7:48 pm

Пружина
Экзорцист

Ты представляешь вес этого ствола? Я вот обсчитал примерный оптимум геометрии катушек(для 8...9 мм пульки это 28мм внешний диаметр и 26длина ступени из двух полуобмоток, такая геометрия по femm обеспечивает более 5Дж/см длины при потерях в 100кВт и общем кпд катушек чуть за 40% на 845мм длины и выходной энергии около 450Дж) и там одной меди только 3кг!
В моём примере нет магнитопровода и не учтён переходный процесс, только кривая тяги в некотором приближении по Femm. Кпд можно повысить за счёт первых 4 ступеней, но реально там максимум десяток процентных пунктов к кпд добавится с потерей 20...30 джоулей из более 400.
Я, кстати, считал без магнитопровода, т.к. прога показывает снижение его эффективности в сильных полях до пары-тройки %. Наверное на первые две ступени есть смысл поставить, а дальше - вряд ли.

1Дж на ступень и даже на см это ни о чём вообще, это может обеспечить 20000Авит, я рассматриваю энергию 100...130кАвит.
К слову, никакими скриптами не пользуюсь считаю на бумажке с карандашом и подставляю данные тяги из femm.
Идея вывести уравнение из геометрии катушки, её потерь и данных о тяги дали представление об идеальной геометрии, найдя внешний диаметр задаю как константу потери и ищу длину катушки. Долго и неудобно(реально много часов головной боли, куча ошибок и перерасчётов сначала, сегодня даже графики кпд рисовал), зато в процессе начинаешь потихоньку выхватывать суть.

Насчёт звука - ну опять же, если прога не врёт - возможно. В моём текущем расчёте скорость выхода 274м/с с пулей 12гр, вес можно и уменьшить(до подбора ещё не добрался, но с уменьшением длины и тяга падает). Скорость звука нахер не нужна, поскольку главное достоинство гаусса - тишина, но 305...315м/с хотелось бы, т.к. при околохвуковой скорости сопротивление воздуха минимально.

Ещё со световодами немного побаловался. Есть неприятный момент - на выходе из волокна не конус, а тонкое кольцо света. Нужно как-то замылить, иначе в датчик почти ничего не будет попадать.

Добавлено: Sat Jul 25, 2020 7:58 pm

CLON

Ну и напоследок поговорим о физических (точнее динамических) ограничениях,
и почему 10 Х 10 ступ не позволит 10 кратно увеличить начальную скорость пули.
Что бы было более понятно сделаем ряд простых допущений.
1. Пусть идеальный токовый импульс прямоугольный. Тогда полезная работа катушки будет сила на путь (путь = длина катушки, которая постоянна).
Следовательно приращение энергии пули будет пропорционально силе притяжения развиваемой катушкой,
а сила притяжения как мы уже писали пропорциональная числу витков на ток (число витков тоже у нас постоянно, а ток ограничен коммутирующей способностью БТИЗов).
Вывод: приращение кинетической энергии пропорционально площади (интегралу) тока.
2. При включении и отключении катушки индуктивности имеет место апериодический переходной процесс,
который идеальный токовый импульс начинает из прямоугольного преобразовываться сначала в трапециидальный,
а потом и в треугольный, а потом вообще спадает до "нуля". Следовательно площадь (интергал) тока начинает уменьшаться, а следовательно
начинает пропорционально уменьшаться передаваемая энергия на ступень, до тех пор пока полностью прекратится.
Поэтому - существует некоторая предельная скорость, выше которой разогнать снаряд не представляется возморжным.
3. Так же в процесе разряда конденсатора (при постоянном токе разряда имеет место линейное снижение напряжения конденсатора),
а следовательно снижается максимальное значение установившегося значения тока, что так же приводит к ускоренному вырождению токового импульса.
4. Поэтому сделав расчет для 1/4/9/16/25/36 ступени, можно моделировать (рассчитать) аналитически предел достижимой скорости через интеграл для любой матрицы М х М,
и коэффициент передачи энергии ступенью по отношению площадей начального импульса тока и вырожденного.
5. Для компенсации вырождения токового импульса можно (или нужно) увеличивать пропорционально коэффифиенту вырождения величину тока ступени,
но для этого для каждой ступени должен быть свой предельный ток, который так же в конце концов упрется в предел по БТИЗ - транзисторам.

Добавлено: Sat Jul 25, 2020 8:11 pm

CLON

Да ландно, ствол (магнитопровод) железный не смертельный, ну смысле не очень тяжелый:
m = Ro x V = 7800 kg/m3*(0.3 m *(0.025^2-0.022^2)*Pi/4) = 0.259 kg,
т.е. 260 грамм на 300 мм длины, т.е. менее 1 грамма на милиметр длины ствола.

Исходя из геометрии у почти 32 ступ (845мм /26 мм = 32,5 ступени), тогда
максимальный прирост скорости будет скорость первой ступени х 5.656. Для получения 274 м/с,
на первой ступени у тебя должно быть 48.4 м/с, что достаточно проблемматично.
Например у меня максимум был 32 - 35 м/с на одной ступени, при накачке в 300 Дж, и напряжении 800 В... 1200 В.
Представляю монстра с 32 х 300 Дж = 9600 Дж в кондерах.
Думаешь это реальная переносная конструкция? Или у тебя станковый пулемет в конструктиве?

Хотя с другой строны китетика будет 0.012 * 274*274 / 2 =450 Дж, при КПД (8 + 32 * 1%/ступень = 40%),
тогда энергия кондеев всего лишь 450 / 0.4 = 1125 Дж. Что очень даже не смертельно (1500 мкФ * 450 В (150 Дж) х 8 шт = 1200 Дж).
Да нормально получается, единственно вопрос можешь ли ты достичь заявленого КПД, первой ступени (8 приплыли

и конструктива в сумме (40%).
Две матрицы 2 х (4 х 4) = 2 х 16, на каждую матрицу 4 х 4 по питанию 4 кондера в параллель (и всего 16 транзисторов).
В сумме нормальный конструктив получается, во всяком случае достаточно реальный.
мкФ
Время ускорения будет: 845 мм/274 м/с = 0.00308 с = 3.08 мс, Ток средний = 4 х 1500 мкФ х 450 В/ 0.003 с = 900 А.
Чем будешь такое коммутировать? 5...6 БТИЗов в параллель?

Добавлено: Sat Jul 25, 2020 8:19 pm

Пружина
Экзорцист

Я не понял про интеграл и вырождение, если речь о скорости переходного процесса - ну в принципе можно задирать ток до сотен ампер, снижая число витков и повышая напряжение. Хоя я пока не добрался до данного аспекта, моделить нужно. Вот только что не понятно мне, движение пули в стволе обостряет или наоборот заваливает токовый фронт?

В расчётах у меня 110Дж активных потерь на первой ступени(на обе полуобмотки), кпд что-то около 9 или 11%, но это без учёта всех прочих потерь, только активные на катушке плюс на разгон.
Немного не такие у меня данные. 34ступени по 26мм длины, без учёта зазоров правда, тяга из фемм(кривая -среднее между точкой максимума и +-6.5мм).

Добавлено: Sat Jul 25, 2020 9:14 pm

CLON

Пружина писал(а):
Вот только что не понятно мне, движение пули в стволе обостряет или наоборот заваливает токовый фронт?

При вхождении пули в катушку индуктивность последней начинает расти, что приводит (к увеличению постоянной времени переходного процесса) и к заваливанию фронта,
а при вылете пули индуктивность катушки снижается (уменьшает постоянную времени), что обостряет фронт спада (в теории).
И тот и тот процесс уменьшает площадь импульса ускорения, и уменьшает КПД передачи энергии от катушке к пуле.

Да еще огорчу, при таких напряженностях магнитного поля (много больше 2 Тс) КПД передачи энергии пуле сильно упадет и 40% точно не будет,
думаю в лучшем случае будет процентов 10 - 12, а следовательно число капов вырастет в 3 - 4 раза, ну и энергия на выстрел с 1125 Дж вырастет до 4 - 5 кДж на выстрел.

А это тянет - мощную зарядку и емкие АКБ.

Добавлено: Sat Jul 25, 2020 9:32 pm