Оружие будущего

Форум про оружие будущего
Текущее время: Ср окт 16, 2019 4:04 pm

Часовой пояс: UTC + 3 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 7 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Скорость снаряда в гауссовке с тиристорной коммутацией
СообщениеДобавлено: Пт апр 26, 2019 11:28 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 87
На основании геометрических свойств ускоряющих катушек, проведена оценка максимально достижимых скоростей метаемого тела в койлгане с коммутацией обмоток незапираемыми ключами (тиристорами). Также проанализированы ограничения, накладываемые допустимым нагревом провода обмоток, а также массой и активным сопротивлением накопительных емкостей.
Все подробности, как всегда, на отдельной странице. Здесь будут только основные результаты и выводы.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Скорость снаряда в гауссовке с тиристорной коммутацией
СообщениеДобавлено: Пт апр 26, 2019 11:31 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 87
Изображение

Схематическое изображение многоступенчатого койлгана с осциллограммами токов в его катушках.


Последний раз редактировалось Eugen Пт апр 26, 2019 11:49 pm, всего редактировалось 1 раз.

Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Скорость снаряда в гауссовке с тиристорной коммутацией
СообщениеДобавлено: Пт апр 26, 2019 11:36 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 87
В таблицах ниже приведены табулированные значения максимально достижимых скоростей снаряда vmax для различных внутренних диаметров (калибров) ускоряющих катушек, длин катушек l и наружных диаметров D.

Изображение

Калибр 3 мм

Изображение

Калибр 5 мм

Изображение

Калибр 8 мм

Изображение

Калибр 12 мм

Изображение

Калибр 20 мм


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Скорость снаряда в гауссовке с тиристорной коммутацией
СообщениеДобавлено: Пт апр 26, 2019 11:41 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 87
Синее выделение в таблицах показывает области, в которых необходимая для ускорения энергия требует слишком массивного конденсатора. Красным выделен диапазон значений, для которых нагрев катушек превышает 300 С. Наконец, желтым отмечены ячейки, для которых скорость не может быть достигнута из-за влияния внутреннего сопротивления конденсаторов (ESR).

Выводы :

1) Исходя из геометрических параметров, в портативных электромагнитных ускорителях с тиристорной коммутацией теоретически достижимы скорости около 200 м/с для калибров менее 8 мм. При этом наиболее "скоростными" оказываются снаряды диаметром ок. 5 мм.

2) Препятствием на пути к достижению более высоких скоростей для меньших калибров является перегрев катушек и (самое главное) ESR конденсаторных батарей, накапливающих энергию для выстрела, для более крупных калибров - ограничение по массе конденсаторов. При этом для крупных калибров (более 20 мм) скорость свыше 80 м/с не достигается просто исходя из геометрических свойств ускоряющих катушек (даже при снятии "весового" ограничения).


Легко видеть, что с точки зрения достижения высоких скоростей наиболее заманчивыми являются койлганы малого калибра. Такой вывод, однако, не очень обнадеживает с конструктивной точки зрения - ведь чем меньше калибр, тем короче каждая ступень ускорения и тем больше нужно ставить тиристорных ключей, чтобы обеспечить необходимую длину разгонного участка. Ограничение, связанное с влиянием ESR, тоже не очень понятно как обходить - вероятно, исправить ситуацию может только появление новых технологий производства электролитических конденсаторов, или внедрение принципиально новых типов конденсаторов как таковых.

Тем не менее, можно констатировать, что потенциал развития портативных многоступенчатых гауссовок с тиристорной коммутацией еще не исчерпан, и в ближайшее время следует ожидать появления все новых подобных конструкций.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Скорость снаряда в гауссовке с тиристорной коммутацией
СообщениеДобавлено: Вс апр 28, 2019 5:41 pm 

Зарегистрирован: Пт ноя 14, 2008 10:54 pm
Сообщений: 6904
Откуда: империя зла
Здесь могут быть интересные варианты - для крупнокалиберных снарядов при малой длине (например, Ф8 при длине 8-10мм), или малокалиберные при большой длине - скажем Ф3мм и длина 50мм.

Также, можно применять удлинённые обмотки, осознанно разменивая КПД на максимальную скорость вылета.

_________________
Уверен - стреляй. Не уверен - выстрели еще раз! (С) Я

Колупание STM32 - 2% (мигает светиком).


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Скорость снаряда в гауссовке с тиристорной коммутацией
СообщениеДобавлено: Пн апр 29, 2019 10:11 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 87
Цитата:
Здесь могут быть интересные варианты - для крупнокалиберных снарядов при малой длине (например, Ф8 при длине 8-10мм)


Такой вариант в расчетах есть (см. первый столбец всех таблиц - длина равна диаметру).

Цитата:
или малокалиберные при большой длине - скажем Ф3мм и длина 50мм.
Также, можно применять удлинённые обмотки, осознанно разменивая КПД на максимальную скорость вылета.


Трюк с повышением длины обмотки действительно можно применить, но только на последних катушках - если пытаться его использовать на всех ступенях, то КПД ускорителя уйдет в мизер и мы не влезем в "весовое" ограничение - слишком массивные будут кондеры. То есть какой-то выигрыш так, наверное, можно получить, но небольшой.
Вообще говоря, конечно было бы правильно учесть в расчетах зависимость КПД от длины обмотки, но тогда бы вышли слишком уж громоздкие вычисления. Но по результатам моделирования, действительно, длина слабо влияет на КПД, пока она не достигает приблизительно четырех калибров - дальше начинается резке падение. Не удивлюсь, что зависимость скорости от длины обмотки при этом выйдет на насыщение - то есть повышение теоретического значения vmax будет компенсироваться падением эффективности, и даже увеличение питающей емкости тут не поможет. Если кому не лень - может попробовать проанализировать этот момент.
С конструктивной точки зрения удлиннение катушки - это благо, т.к. та же длина разгона обеспечивается меньшим количеством ступеней (читай - силовых ключей, датчиков и т.д.). То есть тут нужен какой-то компромисс, как всегда.
И еще забавный момент - во многих "серъезных" научных статьях до сих приводятся примеры конструкций, где пытаются использовать сверхдлинные обмотки (порядка 10 калибров и более). Вроде пишут люди с учеными степенями, и не двадцать лет назад, а сейчас. Почитали бы чего-нибудь, перед тем как позориться, ей-богу..


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Скорость снаряда в гауссовке с тиристорной коммутацией
СообщениеДобавлено: Вт апр 30, 2019 9:40 am 

Зарегистрирован: Пт ноя 14, 2008 10:54 pm
Сообщений: 6904
Откуда: империя зла
Про учёных, которые позорятся: просто здесь уже инженерия, оптимизация конструкции, а не чистая наука. Но гауссы на втягивании ферромагнетиков не интересны серъёзным заказчикам из-за ограничений КПД на высоких мощностях. Их интересуют рэйлганы и индукционные, а вот там всё посчитано очень даже хорошо и оптимумы обозначены.

_________________
Уверен - стреляй. Не уверен - выстрели еще раз! (С) Я

Колупание STM32 - 2% (мигает светиком).


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 7 ] 

Часовой пояс: UTC + 3 часа


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:

 

Яндекс цитирования
Русская поддержка phpBB