www.FoAr.ru - ФОрум АРсенала
www.FoAr.ru - ФОрум АРсенала
 Помощь      Поиск      Пользователи


 Страниц (13): « 1 2 [3] 4 5 6 7 8 9 ... » В конец  

> Описание: Накапливают энергию и мгновенно отдают её при выстреле
ВалерийВ
Отправлено: 31 Августа, 2006 - 22:55:48
Post Id





Сообщений всего: 2
Дата рег-ции: Авг. 2006  




Кондукционным - это катушка Томпсона?
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 31 Августа, 2006 - 23:26:08
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




ВалерийВ пишет:
Кондукционным - это катушка Томпсона?

Да, она.

-----
Евгений В.
 
 Top
Kuguar
Отправлено: 10 Октября, 2006 - 01:00:25
Post Id






Сообщений всего: 29
Дата рег-ции: Сент. 2006  
Откуда: С-Петербург




При длинне ствола в L=0.4м, выходной скорости
V=200м/v и линейном ускорении (с постоянным ускорением)
Время выстрела, т.е. время разгона пули
t = 2*L/М = 4мсек.
Именно за это время надо выдать всю мощность запасенную
в конденсаторах.
При весе пули 3грамма, т.е кусок гвоздя диаметром 5 и длинной 20-25мм
Энергия пули e=60дж. Делим на КПД в 20% имеем энергию в
конденсаторах E=300дж. Выбираем оптимальное напряжение 800В.
Соответственно необходима емкость не менее 1000мкФ.

Пока все замечательно - и конденсаторы такие есть и не сильно большие
и не очень дорогие.

Вот теперь немножко дегтя...
Что бы отдать эту энергию (3000дж) за требуемое время (4мс) при
выбранном напряжении (800В) необходим ток не менее 200А.
Но так как ускорение производится только на коротких участках
нелинейного поля катушки и ток включается не мгновенно, то реально
средний ток будет в 5-10 раз выше. Т.е. около 1500А
Ну и при 1500А на сопротивлении цепи разряда 0.5ом теряется, т.е.
переходит в тепло 50% всей энергии.

Катушка в 100 витков медного провода 1мм (длинна 10мм, внешний диаметр 27мм)
имеет сопротивление 0.11ом Если открытый ключ имеет падение напряжения 150В
на 1500А, то это эквивалентно сопротивлению в 0.1ом.
По этому, для получения желаемого КПД необходимо иметь конденсаторы
с ESR не более 0.3ом.

Ну и резюме в кратце:
Ищу малогабаритные конденсаторы на 800в 1000мкф с ESR менее 0.3
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 10 Октября, 2006 - 02:24:02
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




2Kuguar:
Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) для конденсатора в абсолютном выражении будет в Омах, но оно зависит от ёмкости конденсатора - чем больше ёмкость, тем меньше ESR.
Удобнее примянять в расчётах постоянную RC, которая для обычных высоковольтных электролитических конденсаторов лежит примерно в диапазоне 80-130 Ом*мкФ. Вообще эта постоянная RC зависит от типа конденсатора.
Пусть к примеру RC=130 Ом*мкФ, тогда для Вашего конденсатора ёмкостью 1000 мкФ ESR будет равно 130 / 1000 = 0,13 Ома.
А при постоянной RC=80 Ом*мкФ, конденсатор 1000 мкФ будет иметь ESR = 0,08 Ома.

При этом RC=80 Ом*мкФ - ещё не самое маленькое значение.
У некоторых типов конденсаторов (Low ESR) RC будет ещё меньше.
Правда такие конденсаторы не очень любят большой ток разряда.
Нам нужно одновременно свойства конденсаторов типа Low ESR и импульсных. Некий компромисс - конденсаторы для фотовспышек. Они могут выдержать большой разрядный ток, RC у них среднее,
плюс к этому маленький ток утечки, что тоже неплохо для нашего применения.

Это по конденсаторам. И в остальной части Вашего расчёта много неточностей.
Вы пытаетесь "прикинуть на глазок", но сразу выбираете цифры недостоверные.
Ну откуда Вы взяли КПД=20% при скорости 200м/c и диаметре 5 мм?
Это совершенно нереальное на сегодняшний день соотношение.

Посмотрим на все конструкции, данные по которым есть в Арсенале. Получить
приличную скорость при одновременно высоким КПД - задача противоречивая.
В каких-то конструкциях выше КПД, но меньше скорость, в каих-то наооборот, достигается скорость в ущерб КПД.

Чтобы не гадать и не брать цифры с потолка, поставьте FEMM, да посмотрите, что
получится - есть же возможность узнать практически все свойства ускорителя, даже
его не изготавливая.

-----
Евгений В.
 
 Top
Kuguar
Отправлено: 10 Октября, 2006 - 20:26:50
Post Id






Сообщений всего: 29
Дата рег-ции: Сент. 2006  
Откуда: С-Петербург




Evgeny пишет:

Пусть к примеру RC=130 Ом*мкФ, тогда для Вашего конденсатора ёмкостью 1000 мкФ ESR будет равно 130 / 1000 = 0,13 Ома.
А при постоянной RC=80 Ом*мкФ, конденсатор 1000 мкФ будет иметь ESR = 0,08 Ома.

При этом RC=80 Ом*мкФ - ещё не самое маленькое значение.


Ага, это радует. А то почему то практически нигде ESR не приводится, а покупать, мерить и выбрасывать неохота.


Evgeny пишет:

Вы пытаетесь "прикинуть на глазок", но сразу выбираете цифры недостоверные.
Ну откуда Вы взяли КПД=20% при скорости 200м/c и диаметре 5 мм?


Реально достигнутый КПД 12%, источник к сожалению не запомнил Недовольство, огорчение
Ну и зачем ориентироваться на уже достигнутое ?
Вроде как никаких физических ограничений не наблюдается. Мне и 20% не очень нравится, но меньше просто не интересно.
Скорость выбрана для нормального выстрела. Для 100-150м/с можно и пневматичку купить. Вообще вещь тогда будет достойная, если скорость выше 250 будет.
Диаметр выбран путем измерения гвоздя сотки Улыбка
Вообще у меня есть скрипт для этих расчетов, я только подставляю туда основные параметры и смотрю результат, и он меня не радует.

Evgeny пишет:

Посмотрим на все конструкции, данные по которым есть в Арсенале. Получить
приличную скорость при одновременно высоким КПД - задача противоречивая.
В каких-то конструкциях выше КПД, но меньше скорость, в каих-то наооборот, достигается скорость в ущерб КПД.


Именно так. Надо смотреть что имеется и пытаться найти и устранить ошибки.
Ведь после тщательно рассмотрения нескольких конструкций становится понятно и
причина этого соотношения и причины низкого КПД.

Evgeny пишет:

Чтобы не гадать и не брать цифры с потолка, поставьте FEMM, да посмотрите, что
получится - есть же возможность узнать практически все свойства ускорителя, даже
его не изготавливая.


FEMM считает статические поля. Это безусловно важно для проектирования формы катушкимагниторовода, но только на тот момент, когда получение нужных параметров импульса тока в цепи разряда уже будет решено.
Сейчас, как я вижу, почти вся энергия выделяется в виде тепла в цепи разряда, т.е. на ее сопротивлении. Тут или напряжение повышать или сопротивление уменьшать. Больше вариантов нет.

Ну и еще по поводу FEMM.
Работа по перемещению пули с одной точки достаточно удаленной от конца катушки в центр абсолютно точно равна энергии перемещения ее из центр в другой достаточно удаленный конец. И это совершенно не зависит от формы магнитного поля. От него зависит изменение ускорения (втягивающей силы) в зависимости от расстояния.
В идеальном случае ускорение должно быть одинаковым по всей длинне ствола, т.е. для отдельной катушки необходимо выбрать такую форму магнитопровода, что бы втягивающая сила была не максимальная по значению, а максимально протяженная и равномерная. Т.е. напряженность поля должна линейно нарастать в процессе движения пули. Ну и при достижении момента, когда поле уже не нарастает, т.е. при движении внутри катушки, ток нужно максимально быстро выключить.

Желающие могут тут порисовать интегралы, но и на пальцах все понятно Улыбка
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 10 Октября, 2006 - 20:30:19
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




Конечно о скорости 200 м/c говорить ещё рано.
На сегодняшний день реальным, по моим представлениям, выглядит примерно такой вариант:
Длина ствола 1 метр.
Энергия, расходуемая на 1 выстрел - около 200 Джоулей
Масса пули - около 4 грамм
Скорость - не выше 100 м/c
Скорострельность - около выстрела в секунду или чуть быстрее.
КПД в такой системе будет около 10 процентов. Остальное уйдёт в тепло.
Все приведённые цифры - ориентировочные.
Но это вполне достижимые цифры. Они подтверждаются и расчётами и опытами. Основные проблемы - удачное конструктивное исполнение и
приемлемая себестоимость всего устройства.
В большой степени я эти проблемы решил. На способы решения
вероятно будет патент. Заявка уже отправлена (не так давно).

-----
Евгений В.
 
 Top
Kuguar
Отправлено: 10 Октября, 2006 - 21:32:27
Post Id






Сообщений всего: 29
Дата рег-ции: Сент. 2006  
Откуда: С-Петербург




Evgeny пишет:

Длина ствола 1 метр.
Энергия, расходуемая на 1 выстрел - около 200 Джоулей
Масса пули - около 4 грамм
Скорость - не выше 100 м/c
Скорострельность - около выстрела в секунду или чуть быстрее.


Энергия выстрела 81дж
Время разгона 10мс
При конденсаторе 3000мкф 800В необходим КПД 8,5%
Тогда средний ток разряда будет 240А пиковый 600А.
Катушки с индуктивностью не более 260 мкГн, т.е.
около 200витков.
Сопротивление цепи разряда не более 0.23 ом.
Соответственно катушка проводом 1мм или толще.

Мощность преобразователя зарядки 2000вт.
(Хороший импульсный трансформатор нашли Улыбка )
Среднего ноутбучного аккумулятора хватит выстрелов на 150-200

Если не секрет, а какие именно применены ключи в цепи разряда ?


 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 10 Октября, 2006 - 21:45:39
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




Чего-то я не понял. Энергия пули (кинетичесая) 20 Дж.
А при КПД 10% нужно 200 Дж на такой выстрел.
Мощность преобразователя немного больше 200 Ватт.

-----
Евгений В.
 
 Top
Kuguar
Отправлено: 10 Октября, 2006 - 21:51:05
Post Id






Сообщений всего: 29
Дата рег-ции: Сент. 2006  
Откуда: С-Петербург




Evgeny пишет:
Чего-то я не понял. Энергия пули (кинетичесая) 20 Дж.
А при КПД 10% нужно 200 Дж на такой выстрел.
Мощность преобразователя немного больше 200 Ватт.


Извиняюсь, я для 200мс подсчитал.
Естественно что для 100мс все во много раз проще.
Всего 800мкф, ток до 80А и зарядник всего 250вт
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 10 Октября, 2006 - 22:14:20
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




Ага. И эти цифры уже не такие пугающие.

-----
Евгений В.
 
 Top
Страниц (13): « 1 2 [3] 4 5 6 7 8 9 ... » В конец
« Составные части ЭМУ »


Все гости форума могут просматривать этот раздел.
Только администраторы и модераторы могут создавать новые темы в этом разделе.
Только администраторы и модераторы могут отвечать на сообщения в этом разделе.



ExBB FM 1.0 Beta by TvoyWeb.ru InvisionExBB Style converted by Markus®