De înaltă tensiune cu mai multe trepte de accelerație este de ce el este promițător

De înaltă tensiune cu mai multe trepte accelerator de ce promite?

În acest articol, ne vom concentra pe proiectarea de accelerator magnetic în mai multe etape, pe baza pe care se poate face o arme de foc portabile, putere concurează cu arme de foc.

În cazul în care nu eficiența sau în cazul în care nu provine energia?

Adder a fost mult timp un secret faptul că eficiența unei singure etape, Gauss Ghana rareori depășește 1%. Restul energiei se duce la încălzirea firelor condensator și radiația electromagnetică. Să înțelegem de ce energia pierdută la căldură în acceleratoare magnetice în valoare atât de brusc, reducând drastic eficiența? Într-adevăr, pentru că o astfel de colecție motoare de curent continuu, în conformitate cu principiile de funcționare a gauss practic identice, au o eficiență mult mai mare - 7 0-80%! Aceasta este, în ciuda faptului că DE include aceleași înfășurărilor, un dispozitiv de comutare (colector și perii colectoare) și la unele dintre similitudinea de bază, rolul pe care în diferitele modele realizează fie stator sau rotorul motorului.

Pentru a înțelege acest lucru, ia în considerare fizica procesului de energie proiectil de împărțirea. După cum se știe, energia proiectilului este egală cu lucrul mecanic efectuat pe ea de o forță exterioară. putere externă în gauss - un câmp magnetic al bobinei. Munca este definită ca produsul scalar al vectorului forței pentru deplasarea vectorului corpului (traseu) peste care se efectuează lucrările.

Pe partea opusă a lucrării utile în Gaussian firele de încălzire în picioare. Lucrările la firul de încălzire este determinată de o formulă diferită - curent la patrat ori firul de rezistență și înmulțit cu timpul. Ie cu cât acțiunea curentă, cu atât mai mare pierderea de căldură.

Dar, dacă ne întoarcem din nou la lucrările de formula pentru accelerarea proiectil, am descoperit că obținerea proiectil de energie este independentă de timp a forța! O forță în solenoidul cu parametri transmiși este proporțională cu cantitatea de curent în bobina.

Astfel, acest lucru presupune o concluzie foarte importantă - în cazul în care locul de acțiune al accelerare forță proiectil pentru a depăși viteza cea mai mare posibilă, timpul de puterea de muncă utilă va fi foarte mică și pierderea de căldură în această perioadă va fi minim. Este necesar doar pentru a furniza magnitudinea de alimentare dorit de curent pentru un timp strict limitat.

Cu alte cuvinte, mai rapid mută proiectil, mai puțin pierderile în accelerare în continuare! Și de aceea motoarele electrice au un randament ridicat! La viteze de rotație mari, raportul dintre lucrul mecanic util privind pierderile de căldură și majorări pentru același motiv la pornire și la motorul turatii mici consumă energie de la o putere foarte mare și eficiență la început să nu depășească 10-15%.

Din cele de mai sus, este foarte promițătoare face accelerator magnetic în mai multe etape - fiecare etapă succesivă va avea o eficiență mai mare decât cel precedent datorită creșterii vitezei proiectilului.

Dar această situație este cu două tăișuri. Faptul este că pentru a găsi mici de timp proiectilul în zona de acțiune de accelerare efectivă a câmpului magnetic este necesară cât mai repede posibil pentru a instala o valoare dorită de curent electromagnetic, și apoi porniți-l pentru a evita risipa de energie. Toate acestea împiedică inductanța bobinei și cerințele la parametrii de dispozitive de comutare. Pentru a rezolva această problemă poate fi în mai multe moduri diferite - utilizarea ulterioară de lichidare mărește lungimea unui număr constant de spire - inductanța este mai mică, iar intervalul de timp în care proiectilul nu este cu mult mai mare decât cea a etapei anterioare. În ceea ce privește tasta - puteți utiliza de obicei, tiristoarele turn-off - apoi la fiecare pas necesar pentru a pune un condensator și la cea mai mică abatere a parametrilor de mișcare proiectil de eficiența optimă a acceleratorului va scădea brusc. Proiectilul zboară prin viteza de înfășurare mai repede decât valoarea optimă pentru ea - câmpul magnetic nu are timp timp liber și coajă de fund prihvatyvaet, reducând viteza. Flying prea încet - câmpul magnetic este deja oprit, iar shell-ul nu a atins încă punctul în care câmpul magnetic din solenoid are o densitate maximă - este, de asemenea, un deficit de energie. Cu această discrepanță, cel puțin la același nivel va duce la apariția prematură a proiectilului în toate etapele ulterioare - în cele din urmă, deoarece cea mai mică abatere a puterii astfel de lovitură de accelerator magnetic destrofichnoy. Acesta a fost doar la valoarea de 100%, 100% aceeași sarcină înainte de condensatoare de ardere și 100% proiectilelor în conformitate și chiar magnetizare inițială a prezentului Memorandum, o sursă separată a înfășurărilor prin intermediul nu blochează cheile va fi de a dezvolta capacitatea necesară. Acesta este motivul pentru care ideea de multi-gauss cu o sursă de alimentare separată, nu este atât de popular în rândul fanilor (deși se spune despre el) și de ce este de construcție atât de rare, cu un număr de etape 3.

Pentru a face un accelerator de masă efectivă multi-magnetică nu este deosebit de critică la setarea, trebuie să furnizeze o serie de condiții importante:

1. Utilizați o sursă comună de alimentare a înfășurărilor
2. Utilizați tastele, oferind o includere timp strict specificată a curentului bobinei
3. Utilizați sincron cu activarea mișcării proiectilului și bobina de dezactivare.
4. La diferite etape folosesc diferite înfășurări (cum ar fi starea clar - dar unele mucegai încă lichidare toate la fel)
5. Utilizați o masă proiectil mic și sursa de alimentare de înaltă tensiune.

Utilizarea unei comune de stocare a energiei în legătură cu cheile care pot fi blocate va ajuta pentru a evita pierderile inutile de energie și de timp, în cazul lipsei de energie pe unul dintre pașii necesari pentru a conduce energia va fi utilizată în etape ulterioare. Bineînțeles, înfășurarea primară ar trebui să se facă astfel încât să nu ar fi luat tot de stocare a energiei (făcându-le cu o inductanță mare și scurt în lungime). Mai mult decât atât, chiar și un sentiment de a părăsi cea mai mare parte din masa de energie la faza terminală, în cazul în care eficiența de accelerare proiectilului va fi cea mai mare datorită vitezei sale de mare.

Asta înseamnă că, în sincronism cu mișcarea înfășurări proiectile de incluziune? Acest lucru înseamnă că, curentul din bobina ar trebui să fie pornit atunci când proiectilul intră în zona acțiunii eficiente a câmpului magnetic de accelerare, și ar trebui să fie oprit atunci când ieșirile de proiectile din această zonă. în valoare de optocuplor și când proiectilul înainte de solenoid traversează fasciculul, circuitul de comandă se deschide comutatorul atunci când proiectilul încetează să treacă fasciculul, circuitul se închide comutatorul pornit și oprit înfășurării din lanțul de aprovizionare - de obicei, folosite în acest scop fotodetectori. În acest caz, înfășurării este șuntat diode de putere în vederea unei tensiuni puternice care rezultă ca urmare a bobinei de auto-inducție, nu ar strica cheie sau sursa de alimentare.

Dar procesul de stoarcere eficienta maxima gauss nu este terminat!

Foarte promițătoare de a folosi structura Gauss la o tensiune ridicată, iar cojile de masă mică. proiectil de masă scăzută în timpul arderii dezvoltă o viteză mult mai mare, prin urmare, eficiența accelerării acesteia va fi mai mare. Și pentru accelerarea proiectil cu viteză mare necesită un curent de comutare rapidă în înfășurările, este necesar să se utilizeze o sursă de alimentare cu tensiune ridicată.

De înaltă tensiune, de asemenea, se deschide foarte simplu și promițătoare pentru arme reale de lichidare metoda de comutare - folosind o descărcare electrică care curge prin proiectilul în mișcare în sine.

Puteți argumenta - că circuitul de curent cu un înveliș de sudură sale ineficiente și plină de contact. Dar, amintiți-vă că, cu o creștere a pierderii de viteza proiectilului la foc sunt foarte reduse, motiv pentru care curentul pornit de proiectil este real, sigur și eficient. O sudură pentru a preveni proiectilul la contactele de proiectile nu trebuie să atingă contactele ei înșiși - ale circuitului de înaltă tensiune va fi din cauza defalcare a aerului.

Construcția generală a unui accelerator magnetic este după cum urmează: pre-accelerare a sistemului proiectil, cu o eficiență destul de scăzută și prin utilizarea de chei convenționale pentru comutarea înfășurări. Acesta poate consta din mai multe etape. Sistem de tensiune înaltă și o înaltă performanță accelerare proiectil final - o pluralitate de comutare scânteii înfășurări și are o eficiență ridicată.

accelerator magnetic multietajată colectat pe un astfel de sistem ar avea o eficiență foarte ridicată - cred că de cel puțin 25%. Cu această eficiență, bazată pe mână GAUSS un condensator 1 kilojoule ridicat de energie va arunca proiectilul cu energia cinetică în 250Dzh care corespunde puterii bune puști de calibru mic, amplificat folosind cartușe.