做的不错。其他的赞美楼上都说过了(说得也都比我好)我也就不重复了。我还是先来提点问题吧
关于帖子中的“速度”,可以介绍一下测量方法吗?是用的光电开关,还是断线法,或者是其他的方法?测过速的业余轨道炮在世界范围内都可以说是屈指可数了,能看到出速数据真是太舒服了 还有,帖子中出现的固体和等离子体轨道炮,所使用的弹丸重量是多少?
关于3楼。按照给出的“推力和电流的表格”算,所需的电感梯度约是0.87uH/m。这个电感梯度远远高于了8楼提到的0.252uH/m,已经达到了不加增强基本不可能实现的程度。这个0.87uH/m代表的意义是啥呢?可以提供一下得出那个表格所使用的公式吗?
用轨道炮的电流和高压气体的膛压相比,进而得出大电流下轨道炮有优势的结论,有失公平。因为,尽管轨道炮有“推力∝电流平方”,但是它还有“电流平方∝能量”,也就是说“推力∝能量”。这与高压气体没有什么区别,自然也就不能说轨道炮有啥急剧上升的优势。
事实上,因为高压气体的储能和“分子平均速度的平方成正比”,所以如果拿来高压气体的“分子平均速度”,和轨道炮的“磁通量”,按照这层楼里的比较方式去比的话,反而会得到高压气体在“分子速度高”的时候有急剧上升的优势了这与原来的结论截然相反了。所以说真要公平的比较,得去选有相同意义得参数,目前来看,最合适的是还是统一拿能量去比。
关于5楼。
可以介绍一下电流的测量方法吗?电流波形里有些不合理的地方,比如在发射开始时电流会有近乎直线的上升,等离子体轨道炮的波形末端还出现了一小段反向的电流。(看起来有点像是用电阻测电流时,寄生电感带来的影响)。
有一个比较奇怪的问题是,比如固体电枢8kJ的储能,电流峰值竟然仅有26.8kA……8kJ的能量如果仅受电感的限制,需要22uH的电感才能让电流降到这个值。如果是受电阻限流,按450V的电压算,也需要17mΩ的电阻。不论是这个电感还是这个电阻,都比这个作品看起来可能达到的、最差的情况大了一个数量级。还有,按8楼给出的0.252uH/m算,26.8kA仅对应着90N的推力。从视频里看,这个轨道炮的长度应该约为半米,也就是说即使始终保持着90N的力,动能也仅有45J左右。考虑到26.8kA只是一个尖,动能应当只有20J附近。又考虑到14楼给出的180m/s,这意味着弹丸重量应当只有1.2g。这又与27楼给出的2g弹丸重量不符。似乎这里存在某些数据测量错误?
从5楼的电流波形上看,固体电枢的转捩发生在电流上升段。这种转捩估计是因为预紧力不足,或者是弹丸太短了导致电磁力提供的接触力不足。更具体的解释可以看下面这张图,这也可以解释为啥后来加上增强之后转捩就消失了。
关于8楼。
这里为啥要提到400kA(第二段第二句)?
动能的理论极限不是最高磁能的一半,最少也是和最高磁能相等,能不能高于最高磁能我就不知道了。广为流传的“极限是一半”,仅对于恒流的、不带能量回收的轨道炮成立,是一个颇为弱的极限,并不适用于这种“电流在变化”的轨道炮。
从照片里看,轨道似乎有些太宽了,建议做窄点。宽的轨道又重又贵,电感梯度还低,唯一的优势就是电阻低。问题是,电容到轨道的连接线都没这么粗,把轨道电阻降下来也没意义嘛。完全可以把轨道做到比如两三mm宽,这样电感梯度可能直接能提高一倍,达到比如0.5uH/m,回路总电阻也基本不会有啥变化。之前这篇帖子里也讨论过这个问题XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/s/g1pkiz8k
关于14楼。这里“400kA级别的系统”里的400kA指的是啥?是弹丸上通过的电流峰值吗?但是之前8kJ的时候,电流不才26.8kA吗?总储能从8kJ提高到80kJ,假如磁能也等比例提高,电流只会提高到3.16倍,也就是84.7kA。和400kA差得有点多吧……
关于15楼。
对那个电容内阻的测量结果表示质疑。电解电容的时间常数,也就是电容量×内阻,典型值在30~100us之间。对于1000uF的电容的话,它的内阻就应该是 (30~100us)/1000uF=30~100mΩ。如果说ESR是十几二十几mΩ,那运气好说不定还真可能。但是6mΩ都比典型值小一个数量级了,已经不是运气好能达到的程度了……
建议用更专业点的仪器,比如之前测电感梯度用的电桥,再测一遍。可以用已知内阻和容量的电容,来验证仪器是否准确,比如弄个薄膜电容(已知内阻接近0,容量偏差很小),串联一个比如100mΩ的电阻,再拿仪器去测。看看测出来的电容是不是标称的容量,电阻是不是100mΩ。另外测量频率建议选在100或者120Hz。
关于这里提到的“内电感”,它不会对放电性能有啥显著影……比如即使用半米的轨道,1km/s的出速,那一个电流波形的持续时间也会有1ms。一个1ms的电流半波对应的频率才500Hz……而电解电容的ESL,得在几十到上百kHz的频率下才能开始产生不可忽略的影响(表现为阻抗随频率上升),这频率比轨道炮用到的频率搞了两三个数量级,所以完全不用担心ESL的影响。假如ESL真的在500Hz有显著影响的话,那搞开关电源的怕是要集体崩溃了喽
这层楼里还提到了“这个电容在2kA左右开始出现电压波形突降”,可以麻烦您详细描述一下这个电压波形突降是啥吗?想不出来为啥电解电容这样一个“线性时不变系统”出现某种形式的“突变”
关于27和31楼。
这里的效率计算方式有误。对于这种轨道炮,业内通用的效率,指“弹丸出口动能/电容消耗的电能”。而这两层楼里的效率计算方式是“弹丸出口动能/(0.5*出口电感*峰值电流的平方)”。值得注意的是,这个效率甚至都不是按“弹丸出口动能/峰值磁能”算的,因为电流峰值出现的时候,轨道的电感并不等于出口电感……所以峰值磁能也不等于“0.5*出口电感*峰值电流的平方”
这样算出来的“效率”,虽然很高,看起来很漂亮,但是没有实际意义……也没法与现有的作品进行公平的比较。可以请楼主按照业内通用的“弹丸出口动能/电容消耗的电能”重新计算一下效率吗?
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