多级感应炮项目正式开工,持续更新
Ball_Lightning2022/06/28电磁炮 IP:中国

中考完了,我又可以开始整活了😁

第一批材料已经到货

这里先报告一个坏消息:

虽然我知道计算机模拟可以大大提高我的工作效率,但由于以下原因我短时间内无法进行仿真。

  1. 仿真需要电脑持续开机,并高强度计算。据托卡MARK说每次仿真约跑两个小时,我的电脑配置不够可能需要更多时间。我正在上高中的预科班(网课),电脑没有好几个小时空闲时间。即使是深夜运行,也得第二天早起才能看到结果,工作效率不如实验高。

  2. 看了ansoft maxwell的说明书,我顿感无力。我们学校微机课从来不讲有用的东西,导致我现在连许多基本操作都不知道。这如果是从头学起,我也没有那么多精力。(而且想来工作效率也比实验高不到哪去)

  3. 我搜集到的感应式电磁炮专业资料上显示,在最佳长厚比附小范围变化近发射效率没有明显下降,所以不一定要模拟的那么精准。

希望能与广大网友精诚合作,创造更多优质的作品😀

下面,项目进度报告部分正式开始

+0.5  科创币    Company_Inspector    2022/08/28 注重理论的实践,甚好,lz大约是未来的大佬了
来自:物理高能技术 / 电磁炮动手实践:实验报导
34
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~~空空如也
林琳
2年5个月前 IP:福建
905237

支持一下😆

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二次元的创世科技
2年5个月前 IP:山西
905242

放电隙?

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2323639940
2年5个月前 IP:山东
905277

用什么开关,是同轴同步吗还是异步


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Ball_Lightning作者
2年5个月前 IP:中国
905290

各位,我遇到一些麻烦。我本来采用的触发方案是这样的: upload_downloader_1656655885827_22094188.png

可是触发用的小电容太弱,只有几百皮法级别,很难成功触发。情急之下我决定更改一下触发方案

如下图所示

无标题2.png

不知行不行,右边那个二极管会不会有事啊

如果这个方案不行,那么能否把“滤波电容”改在左侧二极管旁边?这样有没有可能导致触发有几十us的延迟?

有更好的方案和建议请提出,谢谢


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2323639940
2年5个月前 IP:山东
905291
引用Ball_Lightning发表于4楼的内容
各位,我遇到一些麻烦。我本来采用的触发方案是这样的:可是触发用的小电容太弱,只有几百皮法级别,很难成...

你可以问问@时代系,他的感应就是用的火花间隙,6级感应,只是线圈没弄好而已

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Ball_Lightning作者
2年5个月前 IP:中国
905294

2022.7.1

成果:能够将电容冲到1500V,并使用碰线开关竖直向上发射一角铝币到房顶;成功无损泄放电容剩余能量

惊喜:发射噪音不大

问题:买的3000v指针电压表不会用。接尾巴上那两个接线柱并到电容两端时电容充不进电,电压表满偏(10KV充电)

1500这个值是用万用表冒死测出的,数据一闪而过,万用表还好



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虎哥
2年5个月前 IP:四川
905298
引用Ball_Lightning发表于6楼的内容
2022.7.1成果:能够将电容冲到1500V,并使用碰线开关竖直向上发射一角铝币到房顶;成功无损泄...

高压电容,注意安全,建议先补习带电操作安全事项,实验时必须有懂得急救(包括心肺复苏)的人监护。

测量电压,可以用分压器,买几支高压大红袍,比如10MΩ的,和1MΩ手持万用表串联。若是10MΩ内阻的台式表,需用更大的电阻。

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Ball_Lightning作者
2年5个月前 IP:中国
905314

哪位高人可以解释一下这个电路是怎样工作的?

我好像没看明白小电容是怎样充电的以及它为什么能使缝隙两端同时达到击穿电压? 1641560308904chufa.jpg

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二次元的创世科技
2年5个月前 IP:山西
905340

击穿瞬间产生的等离子导电

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Ball_Lightning作者
2年5个月前 IP:中国
905345

2022.7.3中午13:41

我似乎已经掌握了一种触发的简单方法

那就是直接在火花间隙两端接小电容串大电阻

原理应该是接通后大电阻降低了小电容电压被大电容拉低的速度,让其在电压降至阈值之下前击穿间隙

低能量(没接大电容)的验证试验已经做了,一会发上来

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Ball_Lightning作者
2年5个月前 IP:中国
905347
引用Ball_Lightning发表于10楼的内容
2022.7.3中午13:41我似乎已经掌握了一种触发的简单方法那就是直接在火花间隙两端接小电容串大...

咳,不幸的是,把小电容改成大电容后还是不行

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三水合番
2年5个月前 IP:四川
905349

推荐用三极火花开关。二极火花开关两端是“小电感+大电容”,阻抗很低。想要让它两端电压出现明显变化,需要提供很大的电流,触发难度大。

三极火花开关触发极阻抗接近无穷,几乎不需要电流就能击穿,触发容易很多。


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Ball_Lightning作者
2年5个月前 IP:中国
905350
引用三水合番发表于12楼的内容
推荐用三极火花开关。二极火花开关两端是“小电感+大电容”,阻抗很低。想要让它两端电压出现明显变化,需...

2022.7.3下午19:38

成果:单级触发成功(只是成功率堪忧)并成功发射0.91g轻铝弹至39.43m/s

参数:

1.电容组23uF充电至1400v(P.S:之前电压表的问题已经解决,在原有灵敏电流计的基础上串了3MΩ的电阻)

2.线圈:不带弹丸22uH,内径11mm,线径0.8mm

效率:太拉了3%左右

优化方向:第一级要适当增加些电感量,以增加力的作用程

特别鸣谢:触发电路是由 @创世实验室 同学设计的。省去了原有三级火花开关繁杂的加电阻和电容的步骤。

问题是成功率不高。

发现:三级火花开关中中间引脚如果尖锐些,效果更佳。可能是两侧电容不对称导致离子风在两处同时发生


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Ball_Lightning作者
2年5个月前 IP:中国
905352

发些图吧,视频出了点问题

请不要吐槽那张铝箔,那个在桌子的塑料桌垫底下压着,作为电容的极板使用

另外,提醒一句:不要把测速部分放在离线圈那么近的地方,emp会教他做人。幸好我的还没坏)

微信图片_20220703212939.jpg

微信图片_20220703212935.jpg

微信图片_20220703212929.jpg

微信图片_20220703212943.jpg

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Ma3.02的守望
2年5个月前 IP:四川
905362

3%效率还不错的。

不知这个火花隙的di/dt性能怎么样。

另外火花隙的触发延迟一致性也是比较重要的参数,如果延迟一致性好,那么可以用在多级感应上。

楼主的实验装置,线耷拉着看起来非常危险,可以把所有组件固定(热熔胶)在绝缘基板(木板)上。


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Ball_Lightning作者
2年5个月前 IP:中国
905366
引用Ma3.02的守望发表于15楼的内容
3%效率还不错的。不知这个火花隙的di/dt性能怎么样。另外火花隙的触发延迟一致性也是比较重要的参数...
  1. 火花间隙的di/dt么,我认为是没有限制的。

我之前做掌心炮(电热炮)的时候(200多J)直接用碰线的方法开关,那东西的di/dt可是比这大得多啊。伴随着砰的一声,虽然我的地板一块被炸黑了且空气中弥漫着臭氧的气味,但是线头完好无损仍能使用。👍

可能di/dt更大的后果是电弧捶打空气更快了,会导致噪声更大,闪光更强。

2.一致性问题我也在考虑。把触发部分中产生高压的变压器次级线圈换成高压包并电容,也许能做到触发延迟更小且每一次触发可以更加统一。

3.emmmm……固定导线是有道理的😅


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虎哥
2年5个月前 IP:四川
905394

那个火花触发电路,利用了电容两端电压不能突变的原理。

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Ball_Lightning作者
2年5个月前 IP:河北
905435
引用虎哥发表于17楼的内容
那个火花触发电路,利用了电容两端电压不能突变的原理。

我没有完全理解这点。

在与 @创世实验室 的私聊中我将他的电路(如下图)解释为电容电压与触发线圈电压的叠加。可是后来越想越不对劲:

  1. 两侧电弧出现之前电势差的方向都是从中间触头向两侧的

  2. zvs的原理告诉我们,同一生产线上的两个mos导通速率还有差异,更何况是自制的火花间隙。肯定有一段先打火。无论这个间隙的哪个部分先打火,都会拉低另一个间隙的电压。

4d2fd665d32cb3b234099294c597e67786ac020f.png

之前的成功可能是另一半间隙被电容本身的电压触发。其不稳定的原因也在于此。

关于这个触发的问题我几天后会把KC上所有的触发方式汇总起来另开一帖讨论

您说的意思,我理解上,也许是电容可以吸收尖峰或拉低他人电压

请您进一步解释清楚整个电路的运行逻辑(包括如何保证在间隙一部分已经打火的情况下导通另一部分),谢谢!

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二次元的创世科技
2年5个月前 IP:山西
905438

BCC39DCB-69AD-4F53-99A5-70C400CD9409.jpeg 补上一张我触发时的效果图

98%(指我)的触发效率


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Ball_Lightning作者
2年5个月前 IP:河北
905465

2022.7.7

成果:在高压包滤波之后获得了近乎稳定的触发效果(当时储能电容是没有电的)

问题:对这种触发的原理仍然云里雾里

有电路图和慢镜头,供大家分析:

无标题.png


0e68439f07763bc70aa6d4ad1a0165ef.mp4 点击下载


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二次元的创世科技
2年5个月前 IP:山西
905468
引用Ball_Lightning发表于20楼的内容
2022.7.7成果:在高压包滤波之后获得了近乎稳定的触发效果(当时储能电容是没有电的)问题:对这种...

高压电容应该不是滤波用的,我认为高压电容应该是在单位时间内给电容充能然后放电(比单高压包电流大),电弧稳定度和强度高才触发的

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Ball_Lightning作者
2年5个月前 IP:河北
905469
引用二次元的创世科技发表于21楼的内容
高压电容应该不是滤波用的,我认为高压电容应该是在单位时间内给电容充能然后放电(比单高压包电流大),电...

是的,高压间隙破坏了直流波形,触发电容的能量在1个RC周期内释放

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二次元的创世科技
2年4个月前 IP:山西
905496

这个电路实际是左边火花隙连接的初级在感应右边的次级,所以左边火花隙击穿瞬间,右边线圈感生电动势够大也就同时击穿火花隙,完成了电容充电。左边火花隙放电后瞬间,次级的感生电动势反向,和电容电动势叠加,所以电压够大时,右边火花隙还会再击穿

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Ball_Lightning作者
2年4个月前 IP:河北
905534

今天下午我已经把三级电路搭建完毕,正在上电测试,静候我的好消息吧兄弟萌😆

如果成功,我就取得了进一步20级实验的资格

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Ball_Lightning作者
2年4个月前 IP:河北
905537

2022.7.10晚上21:59

三级小炮连续触发实验获得成功

电路具体结构在多级感应炮项目正式开工,持续更新 - 科创里面。

可惜啊,子弹甚至没有打出炮膛(😂

我再去打磨一下炮管,调整一下触发位置。争取今晚能让大家看到实验视频!

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Ball_Lightning作者
2年4个月前 IP:河北
905541

第二级不知为啥出了点毛病,没动作。但第三集的闪光以及子弹的出膛足以证明这个电路的能力

WeChat_20220710223941.mp4 点击下载

微信图片_20220710223935.jpg 微信图片_20220710223932.jpg 微信图片_20220710223926.jpg 微信图片_20220710223922.jpg 微信图片_20220710223917.jpg 微信图片_20220710223913.jpg 微信图片_20220710223913.jpg

没有观察到明显的级间影响——我绕线的时候特意朝着一个方向绕的。

另外,触发这三级我只用了一个触发电容持续充放电,这样可以压缩成本。但到后期触发频率加快,需要高压电容更多。

也许我可以采用矩阵开关,用一个触发电容控制1,4,7,10……另一个控制2,5,8,11……

有更好的意见请写在回复区,谢谢😁




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二次元的创世科技
2年4个月前 IP:山西
905593
引用Ball_Lightning发表于26楼的内容
第二级不知为啥出了点毛病,没动作。但第三集的闪光以及子弹的出膛足以证明这个电路的能力‎没有观察到明显...

铐,紧凑线圈设计,刑!

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Ball_Lightning作者
2年4个月前 IP:中国
906029

很抱歉各位,我消失了五天。原因是市一中不知抽什么风要求我们先去培训2周。这是两周之间的短暂放假。8月份我可以照常每个周末更新,请大家放心,我不是鸽王😂

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Ball_Lightning作者
2年4个月前 IP:中国
906030

微信图片_20220723165142.jpg 微信图片_20220723165148.jpg 微信图片_20220723165145.jpg 微信图片_20220723165151.jpg 微信图片_20220723165155.jpg

现在的进度是,我大体装配好了炮的主体结构,线圈以及许多火花间隙还没有处理,这些任务大概今晚结束。

一共是40个800v,50uF。发射电压预计1500v

我自认为这个走线还是挺让人舒服的😂绝缘不必担心,有二极管的拦截,不大可能突然boom

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Ball_Lightning作者
2年3个月前 IP:河北
907690

2022.8.26

暂时结题:

我无法继续多级感应炮的研究,理由如下:

  1. 在一开始的策划上,我将感应炮的级数选的过多,导致工程难度过大。

  2. 我给炮管开槽的方式有问题,弹丸不能流畅的滑动,很多时候甚至无法出膛。

  3. 触发电压难以控制:过低无法击穿,在一开始的实验中触发电压在9kV左右,此时只有1,2,4,9,10能够正常响应。

在我调小高压包初级匝数之后,出现了杯具的一幕:

炮管间的空气发生击穿,出现了热电弧,碳化了部分管材,使其导电,该级不得不停止使用

    4.条件困难:某些原因使我无法在需要时添置需要的材料。

    5.时间关系:我察觉到,即使换了新材料,我也无法在开学前研究出什么成果。

后来我用现有的材料拼凑出一个单级感应炮,另开一帖。

此次结题辜负了大家的期待,非常抱歉😅

但这次结题只是暂时的,我不会放弃。苦修三年之后,我的视野将再次聚焦多级同轴感应炮,敬请期待!


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Ball_Lightning作者
2年3个月前 IP:河北
907691

谈谈多级感应炮本身存在的问题:

  1. 弹丸与线圈的耦合不如单级

  2. 电流密度小,很多匝只是看热闹,输给了单级感应

  3. 制造难度高,费时费力

优点:

  1. 加速很温和,瞬时加速度小

  2. 对线圈和弹丸很友好

  3. 形状变化的线圈可以逼近最优解

  4. 允许提供初速度

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花雨繁星
1年10个月前 IP:广东
915015

寒假了,还不动手吗😂

感应不用做太多级,只要机械强度够用就不用分许多级。当然单级同轴还是不行的,从静止加速效率低。

磁阻分多级是因为单级储能高效率会降低,感应正好相反,单级储能高效率反而高。感应分级只是用来防止单级的从静止加速导致效率低和照顾线圈的机械强度。

我在群里面看到文献说感应不能采取紧密加速,否则级间磁耦合会导致效率下降。

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Ball_Lightning作者
1年10个月前 IP:河北
915052
引用花雨繁星发表于32楼的内容
寒假了,还不动手吗😂感应不用做太多级,只要机械强度够用就不用分许多级。当然单级同轴还是不行的,从静...

你们家寒假多,我们就十几天,还有竞赛课,有时间/家长允许搞这个就怪了

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花雨繁星
1年10个月前 IP:广东
915073
引用Ball_Lightning发表于33楼的内容
你们家寒假多,我们就十几天,还有竞赛课,有时间/家长允许搞这个就怪了

我才14天

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