这里的“回拉”既可以指“回拉力”,也可以指“回拉力”做的负功,文中涉及到“回拉”的地方需要读者根据上下文灵活处理……
下面直接开证。
感应式电磁炮的驱动线圈和弹丸线圈可以等效成这样
摘自《电炮原理》,稍有改动。
不考虑弹丸的运动,即认为上图中所有的电阻,自感,互感均为恒值。
由常识知
两边对时间求定积分得
我们认为t=0时弹丸在线圈内,线圈开始通电,且此时Id = Ip = 0。只考虑一个线圈的情况,则经过足够长的时间后,由于有电阻耗能,同样有Id = Ip = 0。所以有
把上面两个式子联立,我们会发现(
重要结论)
对于一个可以工作的感应式,显然Ip不恒为零。不考虑用超导体做弹丸,则Rp恒大于零。所以由上式可知,
弹丸线圈的电流必然既有为正的时候,又有为负的时候。(
重要结论)
感应式线圈炮的驱动力满足下面的式子
电磁力做正功的时候F为正,要求Ip与Id同号。我们认为对于有续流二极管的感应式,驱动线圈电流Id符号不变(
这是一个假设成立的条件,不过我还想象不出对于有续流二极管的感应式,驱动线圈的电流如何能改变符号)。由上面那个重要结论知,Id符号是会改变的,因此F的符号必然会发生改变,即电磁力的方向必然会发生变化。
所以
带续流二极管的感应式电磁炮必然会存在“回拉”。
本贴只能证明存在“回拉”,无法分析回拉和哪些参数成怎样的关系,而且只能证明“带续流二极管的感应式”必然会存在回拉,不能证明其他种类的感应式存在回拉[s::L]不过我坚信所有不使用超导弹丸的感应式 都要么存在回拉,要么存在由类似原因导致的正向推力减弱,只是我目前还没法证明……
下面附上一张用multisim仿真出来的带续流二极管的感应式的电流波形图,帮助大家感性的认识感应式的回拉。
其中白线是弹丸电流,红线是驱动线圈电流。时间轴每格代表500us,白线的电流轴每格代表5kA,红线的电流轴每格代表1kA。
仿真的参数为:驱动线圈电阻122毫欧,电感40uH。弹丸线圈电阻87微欧,电感7.2nH。驱动线圈和弹丸线圈的耦合系数为0.3(估计的)。储能电容容量1000uF,电压400V,电阻不计。
这里的电阻和电感是基于以下条件使用那个广为流传的磁阻式模拟器计算的。条件:驱动线圈为13mm支架直径,0.8mm线径,64匝(每层16匝,4层)。弹丸为1mm壁厚,12mm外径,2cm的铜管。
弹丸线圈电流穿过横轴后开始出现回拉,可以看出回拉还挺明显,也许可以解释为啥每次我用电解电容做的同轴感应式都弱得要命……
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