只要是用磁铁的都是不懂原理的...

[s::lol],理论上讲，电磁线圈炮就是电磁铁吸引铁加速的过程，电磁力越强，加速度越大。但是电流的增加速度却和电感成反比，线圈炮加速时间几十微妙，根本没办法上到大电流。

如果老兄发射磁铁，应该为磁阻式线圈炮吧，我测试过貌似速度没有太大提高。磁阻式无法短距离加速的瓶颈在于磁路有气隙，磁感应强度比较小，产生的电磁力小，加速度小，理论上在1.5T的磁感应强度，子弹直径7mm，重量5g的情况下，需加速约1m的距离方可达到100m/s的初速。增加电感 + 精确延时理论上可以保证线圈达到较大的磁感应强度后再将子弹推入线圈，但另一问题是子弹一般为铁质材料，磁饱和也较低，所以也无法实行短距离加速。

谢谢大家的回答。昨天找了一个暴力的电池，去测试电池去了。本来觉得低压很安全，结果手一抖，接头的地方火花四溅，表笔尖直接就烧掉了，现在还觉得心砰砰跳，今天准备买个空开继续测。
如果有人知道22V的锂电如何充电也请赐教，taobao上只找到18V的，不知道能不能用。

我准备用电池做电源，这样就可以相对长时间放电，我做了一个仿真计算，对一个6cm的管子，大概有2ms左右时间加速，如果通过中点之后，用一个全桥电路把电流翻转过来，就又可以增加1~2ms时间。

从磁路上来说，永磁体的磁导率接近空气，因此加速过程类似永磁电机，而不是磁阻。气隙的确是个比较大的问题，剩磁有1~2T的磁铁，表面磁场可能也就2000～4000Gs，离得再远一点就更小了。目前想到的方案是在周围加硅钢片做磁轭，或者先试试现在这种情况安培力有多大

如果大家测试驱动力的方案，也请赐教，我打算先一步一步从测试放电电流，驱动力，回拉力开始，慢慢的检验计算和实物的差距。

引用 zgs0301:
如果老兄发射磁铁，应该为磁阻式线圈炮吧，我测试过貌似速度没有太大提高。磁阻式无法短距离加速的瓶颈在于磁路有气隙，磁感应强度比较小，产生的电磁力小，加速度小，理论上在1.5T的磁感应强度，子弹直径7mm，重量5g的情况下，需加速约1m的距离方...

能不能更详细的介绍下你的理论，1.5T的磁场如果是匀强的话弹丸显然不动的，如果是在1m内均匀增加的话那和1cm内加到1.5T有什么区别？

引用 flyjack:
谢谢大家的回答。昨天找了一个暴力的电池，去测试电池去了。本来觉得低压很安全，结果手一抖，接头的地方火花四溅，表笔尖直接就烧掉了，现在还觉得心砰砰跳，今天准备买个空开继续测。
如果有人知道22V的锂电如何充电也请赐教，taobao上只找到18...

表示支持楼主的研究～

引用 三水合番:
能不能更详细的介绍下你的理论，1.5T的磁场如果是匀强的话弹丸显然不动的，如果是在1m内均匀增加的话那和1cm内加到1.5T有什么区别？

我来算一下吧，因为1cm内是很难靠电磁力来加速到100m/s的。

如果末速度为100m/s，为了方便计算，先假设为匀加速过程，则通过1cm需要时间s/v*2=0.01/100*2=0.0002s=200us

所需要加速度a=v/t=100/0.0002=5×(10^5)，因此需要驱动力F=ma=0.005*5*10^5=2500N

通过仿真软件可以知道，这个驱动力是非常大的。而且在计算中是均匀加速，因此这个只是平均驱动力，峰值驱动力应该还要大一些。

如果其他条件不变，加速距离变为100cm，则F=0.5*m*v*v/s=0.5*0.005*100*100/1=25N，就比较容易达到了。不过实际上磁阻炮的加速过程只有前面一半，因此炮管长度需要200cm，而且驱动力F=-dW/dx，磁能W有变化才会产生动力，如果一个很长的管子，在中间磁能应该变化不大，如果考虑"电炮原理"中描述的磁阻炮周围有磁轭，而一般DIY的都是普通线圈，那么磁路气隙会超级大，效率会非常之低

因此我觉得永磁体比这个好，起码能提供F=nBIL的驱动力，考虑气隙和方向情况下，B远小于1T，但匝数n足够多的话，几百牛顿的力应该还是有的。这个下一步我就准备测一下。现在找到的力敏电阻或电阻桥都没有校准过，响应时间也不知道有多快，测出来估计误差小不了。

引用 flyjack:
我来算一下吧，因为1cm内是很难靠电磁力来加速到100m/s的。

如果末速度为100m/s，为了方便计算，先假设为匀加速过程，则通过1cm需要时间s/v*2=0.01/100*2=0.0002s=200us

所需要加速度a=v/...

一直想尝试磁轭，但我目前进行中的项目受空间限制还不能搞，加油~

这几天有点忙，没有时间看楼主的进展，其实我试过用电磁泵的结构来做，电磁泵外面套了个铁圈想必是减小气隙增大磁导率提高磁感应强度用的，应该对低压线圈炮有帮助，但粗略的测试了下似乎没什么改善，需要更多的时间去测试。如果楼主有时间可以测试一下。

引用 flyjack:
我来算一下吧，因为1cm内是很难靠电磁力来加速到100m/s的。

如果末速度为100m/s，为了方便计算，先假设为匀加速过程，则通过1cm需要时间s/v*2=0.01/100*2=0.0002s=200us

所需要加速度a=v/...

驱动力我是根据电磁铁吸力计算的： F=4*B^2*S*10^5，其中B是磁感应强度，S为子弹的截面积

引用 zgs0301:
驱动力我是根据电磁铁吸力计算的： F=4*B^2*S*10^5，其中B是磁感应强度，S为子弹的截面积

从单位制上看这个式子里应该有个磁导率，但是它好像被取常数了。而且这里的B应该是指子弹两端的磁感应强度差吧，按1.5T算就需要在每个点子弹两端都有1.5T的磁感应强度差，子弹长点还好说，短的话产生那样的磁场就费劲了。

引用 三水合番:
从单位制上看这个式子里应该有个磁导率，但是它好像被取常数了。而且这里的B应该是指子弹两端的磁感应强度差吧，按1.5T算就需要在每个点子弹两端都有1.5T的磁感应强度差，子弹长点还好说，短的话产生那样的磁场就费劲了。

对，磁导率按空气的算，子弹长度比螺线管稍长，加速距离可做到螺线管的长度，但是只有头部达到线圈中间位置时电磁力最大。

引用 zgs0301:
驱动力我是根据电磁铁吸力计算的： F=4*B^2*S*10^5，其中B是磁感应强度，S为子弹的截面积

en，一开始驱动力我也是按照电磁铁吸引力来计算的，但是怎么算都很小。如果考虑饱和的话，最多到2T左右，如果上高压大电流磁场峰值可以很高，但是时间又很短。而且有一个消磁的因素，如果线圈磁场非常强，>2T，而且和弹丸磁场相反，那么对弹丸就相当于消磁，多来几次弹丸就没有磁性了。如果弹丸为软磁性材料，那么按照理论公式来只会产生一个斥力，好像有人分析过因为有些阻抗、感生电流相位等因素，所以还是会变成拉力，不过这个就很难计算了。

后来我看了一些永磁电机的资料，里面提到线圈产生的磁场强度仅仅相当于永磁体强度的15%以下，说明主要的驱动力是安培力，而不是磁场之间的吸引力，这样算下来驱动力就大多了。
比如对于一个250A，192匝的60mm线圈来说，约可以得到1T的磁感应强度，按照麦克斯韦力F=B*B*S/2/u0，其中u0=4*pi*(10^-7)，约等于
F=B*B*S*4*10^5，如果弹丸磁场取2T(实际上肯定不到)，管子直径为6mm，则F=2*1*0.003*0.003*pi*4*10^5=22N

但同等情况下安培力F=nBIL=192*2*250*2*pi*0.003=1809N，实际上当然远远没有这么多了，磁场B是个空间矢量，大部分在轴线方向，而只有径向分量才能产生驱动力，而且线圈是均匀分布在60mm范围内，这个精确的应该积分来计算，不过就算只有十分之一，也比麦克斯韦力大很多。永磁电机的运转也证明了这一点。

如果乐观的考虑，这两个力都是存在的，只是对不同类型的炮起主导作用的力不同。对于线圈炮或永磁弹丸，起主导作用的是安培力，对于磁阻炮，不太好分析，书上是通过磁场能量来计算的，没有明确的说明这个问题。

我买的压敏电阻还没到，还要搭个实验平台，真是麻烦啊。

引用 flyjack:
en，一开始驱动力我也是按照电磁铁吸引力来计算的，但是怎么算都很小。如果考虑饱和的话，最多到2T左右，如果上高压大电流磁场峰值可以很高，但是时间又很短。而且有一个消磁的因素，如果线圈磁场非常强，>2T，而且和弹丸磁场相反，那么对弹丸就相当于...

觉得楼主应该开一贴仔细讲讲你的方案和有关的理论，看到现在还是没看明白楼主想干什么。
楼主是想做一种特殊的感应式还是感应式和磁阻式的组合？发射的弹丸是铜铝类的还是铁质的？

引用 zgs0301:
对，磁导率按空气的算，子弹长度比螺线管稍长，加速距离可做到螺线管的长度，但是只有头部达到线圈中间位置时电磁力最大。

所以说上面达到100m/s的是个直径7mm重5g，长1m的弹丸喽。

引用 三水合番:
觉得楼主应该开一贴仔细讲讲你的方案和有关的理论，看到现在还是没看明白楼主想干什么。
楼主是想做一种特殊的感应式还是感应式和磁阻式的组合？发射的弹丸是铜铝类的还是铁质的？

目前的想法是
方案一
                                                   ～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～ -----------------------|
                    --------\                                     螺旋线圈                                                                       电池(40c以上)
                    --------/
                   (永磁体)                    ～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～------------------------|


方案二
                                                                                                         SSSSSSSSSSS
                                                   ～～～～～～～～～～～～～～|   NNNNNNNNNN
                    --------\                                     螺旋线圈            储能电容         磁环    
                    --------/                                                                        
                   (铝管)                      ～～～～～～～～～～～～～～|    NNNNNNNNNN
                                                                                                          SSSSSSSSSSS

通过永磁体磁场来提高效率，主要驱动力来自安培力F=nBIL，电压低于电池电压22V，或电容电压150V，电流不超过300A，可以通过全桥电路改变电流方向

引用 三水合番:
所以说上面达到100m/s的是个直径7mm重5g，长1m的弹丸喽。

呵呵，那到不必做这么长的弹丸，采用多级加速

安培力应该需在弹丸上产生大的感应电流（或者额外给弹丸增加一电流，类似轨道式）才行吧，弹丸在螺线管（柱形线圈）内部径向力可以很大，但驱动弹丸的轴向力很下啊！！

引用 flyjack:
目前的想法是
方案一
                                                   ～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～ -----------------------|
      ...

径向充磁的磁铁环里磁感应强度衰减很快，隔层炮管就不剩啥了吧。另外钕铁硼导电，把它放在感应式线圈边上有涡流。而且万一几炮后磁铁碎了或者变轴向充磁的了咋办。
楼主最后两句是针对方案二的吗？感应式需要很少的匝数来提高耦合，电感通常就十几，几十uH
，电流控制在300a能量太少了吧。

引用 三水合番:
径向充磁的磁铁环里磁感应强度衰减很快，隔层炮管就不剩啥了吧。另外钕铁硼导电，把它放在感应式线圈边上有涡流。而且万一几炮后磁铁碎了或者变轴向充磁的了咋办。
楼主最后两句是针对方案二的吗？感应式需要很少的匝数来提高耦合，电感通常就十几，几十uH...

这么这种就是传说中的径向充磁吗？

引用 zgs0301:
这么这种就是传说中的径向充磁吗？

不是

而是

前一个对于通过中间的弹丸来说，会提供一个翻转的力，后一个会提供轴向力

是用电池提供250A电流，不是靠电容，因此和线圈存储能力关系不大，电流曲线类似下图


后面的是第二级、第三级的波形(如果有的话)，前面的是靠电池缓慢提供电流，检测到弹丸通过中点则换相，然后反向提供电流
这个过程可能有几个ms，靠电池慢慢加速，和电容-电感回路的放电曲线不同。

不过这个只是计算结果，实际怎么样要等我慢慢的绕好线圈，搭好台子。

引用 三水合番:
径向充磁的磁铁环里磁感应强度衰减很快，隔层炮管就不剩啥了吧。另外钕铁硼导电，把它放在感应式线圈边上有涡流。而且万一几炮后磁铁碎了或者变轴向充磁的了咋办。
楼主最后两句是针对方案二的吗？感应式需要很少的匝数来提高耦合，电感通常就十几，几十uH...

铷铁硼材料的确强度不行，所以这个方案现在只是一个设想。

或者用一个不导电的材料包裹起来，比如什么pvc或者陶瓷什么的。主要还是看看这个方案是不是能提供效率，小磁铁还是比较便宜，就当一次性的用吧，以后再考虑加固的问题。

前面计算的时候我也在想，真的有个高效率的能量转换，一下子产生1000N以上的推力，那炮管就像被200斤的胖子踩了一脚一样，早就散架了。看来绕线圈的时候还要弄得结实点，安全第一。

本帖讨论的很精彩啊，突然发现又有好东西该去钻研一下了哈哈哈~

引用 flyjack:
不是

而是

前一个对于通过中间的弹丸来说，会提供一个翻转的力，后一个会提供轴向力

是用电池提供250A电流，不是靠电容，因此和线圈存储能力关系不大，电流曲线类似下图


后面的是第二级、第三级的波形(如果有的话)，前...

如果有类似图二中的磁环，理论上应该可以做到较大的加速度，不知道TB上说的哪些径向充磁究竟是哪种，我之前的那张图片也是TB上某店铺声称的径向充磁磁体。因磁力线是闭合的，那靠近圆形的那段磁力线方向是如何的呢？难道磁环两端的平面都是同一极性？