引用第40楼yeah于2010-04-05 13:39发表的 :
回路电流I=U/R,U就是电容器电压,这里的R是整个回路电阻(有电抗,就是Z,整个回路阻抗),并不是你说的那个发射体本身的电阻r。
线圈炮是利用电磁感应原理,但如果发射体是线圈,它的大环感应的电磁力是推力,如果发射体是平板,除了整体感应推力,内部有无数个小涡流,类似变压器的硅钢片的涡流损耗,这是浪费的。(所以硅钢片为了减小涡流,采取叠层形式,线圈炮发射体最好把中间挖空,也就是采取圆环形式)
整个能量守恒是这样看:E=E1+E2+E3+E4;E就是电容器初始储能(如果有注入初速,也要加进去)E1是发射体获得的出口动能,E1=0.5m*v^2,E2是回路电阻消耗的电能,它E2=0.5I^2*R的积分形式。E3是出口物体的势能;E4是其它还没有考虑在内的能量损耗。效率是n=E1/E,E在一定的条件下,E3越大,也就是E1越小,效率越低。
线圈炮轨道炮都是动能武器,它依靠的是弹丸的高速运动的动能来撞击目标,这与它的势能无关。另外效率的比较一般比较出口那点的情况,那点的高度势能一般可以忽略不计,出口后的外弹道性能是另外再来考虑的,莫把它混进来,增加分析难度。不是说势能不重要,比如武器装在天上地面大,这时候势能就是做有用功了。
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我说的I是弹丸中的感应电流,不是发射线圈中的电流。只是对弹丸材料对发射效率影响的简单分析,还没涉及发射线圈部分。并且正如41楼所说,弹丸感应电动势还会反射回发射线圈,所以发射线圈的分析要复杂很多。
盘状弹体可以用有限元法拆分为多个同心的圆环来分析,所有圆环中的涡流都是同向的,都提供推力。这一点你可以去看几篇电磁发射的论文。
至于说弹丸最佳形状,不仅要考虑弹丸的轴向受力,还要考虑弹丸的径向受力,所以不能一概而论。不如拿LZ的盘状发射线圈来说,中间得分的线圈电流就会在环形弹丸上产生很大的向外的拉力,这带来的问题就很复杂了。对DIY来说最简单的原则是用什么形状的线圈就用什么形状的弹丸,这样最容易出效果。