Катушки (Объединенный топ)

  Вход на форум   логин       пароль   Забыли пароль? Регистрация
On-line:  

Раздел: 
Gauss2k - gauss gun у тебя дома / Gauss tecnology / Катушки (Объединенный топ)

Страницы: << Prev 1 2 3 4 5  ...... 15 16 17 18 Next>> новая тема

Автор Сообщение

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 11-11-2012 11:02
Технология создания катушкоблоков дала первый результат:

На тонкостенный ствол одевается хорошо:

Разумеется, первый блин комом вышел, хоть это и не очень заметно. Гнуть витки в эпоксидной каше оказалось достаточно трудно, и в результате где-то на половине слоёв начался краевой эффект, прогрессирующий на все последующие слои. Любой нормальный человек сказал бы "да хуй с ним", но не я. Я не доволен результатом. Однако провода 0.8 врядли хватит на ещё одну катушку, так что, похоже, придётся размотать одну из катушек калибра 7.9мм.

К слову, эпоксидом залита лишь нижняя половина слоёв, но всё держится отлично. Водостойкий эпоксид двухчасового засыхания я, к счастью, успел проверить, замутив кашу на ночь, и на утро обнаружил всё ещё вязкую массу, так что при намоте использовал часовой эпоксид (этот через несколько часов стекленеет, хоть и 60мин обещано). Все эпоксидки безумно вонючи: двухминутный воняет сельским туалетом, часовой - носками, а водостойка - хз чем, но ппц не меньшее. У меня целый набор этих благоухающих говней уже скопился (хотя в фон моих тапок они разницы особой не вносят).

Пулемёт, как там симуляции тяг? Я тут подумал, что как вариант, вместо симуляций трёх катушек целиком можно было бы просто сравнить тяги отдельных слоёв, что показало бы разницу в их эффективности. Моя прога, как оказалась, неверно рассчитывала индукцию, так что мои заверения, будто внешние витки многослоек дают почти столько же тяги, что и внутренние, неверны. Но ФЕММ не обезьяна писала, так что он должен правильно считать, да?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1287
Добавлено: 11-11-2012 13:58
По поводу эпоксидки. Попробуй разбавить растворителем на базе кетонов (ацетон, метил-этил-кетон и т.д.) будет жидко. По краеней мере, когда делали корпуса со стеклотканью в автомодельном, применяли подобную шнягу для разжижения эпоксидки. А вообще ИМХО лучше на лак мотать, тебе же это только чтобы витки держались?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 11-11-2012 15:37
Пулемёт, как там симуляции тяг? Я тут подумал, что как вариант, вместо симуляций трёх катушек целиком можно было бы просто сравнить тяги отдельных слоёв, что показало бы разницу в их эффективности. Моя прога, как оказалась, неверно рассчитывала индукцию, так что мои заверения, будто внешние витки многослоек дают почти столько же тяги, что и внутренние, неверны. Но ФЕММ не обезьяна писала, так что он должен правильно считать, да?

ну почти доделал но так как выходные пока лень
я тут уборку лучше затею и в игрушки поиграю
а вот разбавлять эпоксидку ацетоном я не рекомендую.
выходит херня полная.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1287
Добавлено: 11-11-2012 16:36
а вот разбавлять эпоксидку ацетоном я не рекомендую.
выходит херня полная.


Согласен, что получается не айс, но для того чтобы держались витки достаточно. Разбавлять необходимо минимально, только чтобы мотать удобно было. Но лучше на лак.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 11-11-2012 19:39
Я ж намекал уже, что в этой стране проблема с недостатьнигденичо кроме продуктов широкого потребления. Да и херня случилась не из-за вязкости эпоксидки, а из-за того, что часовая эпоксидка не прозрачная, как минутная эпоксидка, так что не видно, что там под кучей творится, вот и не заметил лажи.
А держит эпоксидка не только провод, но и шайбы по бокам от него, так что крепкость важна. Буду продолжать технологию развивать.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1287
Добавлено: 11-11-2012 21:14
ыыыы. а ты в Россею приезжай, тут весело. Крошка Цахез еще на 12 лет засел. Зато всё достать можно. Хоть плутоний
Тут шальная мысль закралась, а может тебе на паркетный лак попробовать, он крепкий, бывают с отвердителями, наверняка на базе полиэфирных смол. Ведь пытка не попытка, рискуешь только несколькими метрами провода.
Типа такого:
http://prostokraska.ru/laki/dlya-pola/oreol-lak.html

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 11-11-2012 21:39
Хм, лак выглядит неплохой идеей, и в магазе я его видел. Но всё ж попробую ещё разок с эпоксидкой. Вообще, в прошлый раз ведь, строго говоря, всё нормально сработало - это я неаккуратно просто мотал - новая технология, первый раз, да. Добыл провод 0.8мм размотав первую ступень 7.9мм калибра. Глянем, что на второй раз получится. Но если опять запорю, блин, придётся проводом снова закупаться, и тогда запара будет на пару недель. Скрестите пальцы, братва!

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 11-11-2012 21:46
http://www.superplast.ru/
я с этими ребятами знаком.
если надо могу отправить эпоксидки.
грамм 200
хотя далековато будет.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 11-11-2012 23:28
Спасиб, народ, но часовая эпоксидка тут не редкость, и с ней неплохо работает, должен признать. На этот раз лучше получилось. Я понял, из-за чего лажа на краях иногда выходит, и как этого избегать. Само собой, шайбы должны быть параллельны. Но для качественного плотного намота расстояние между шайбами должно быть кратно диаметру провода плюс половинка. Таким образом последний виток отстаёт от шайбы на половину толщины провода, в результате чего первый виток следующего слоя прижимается к шайбе, и все остальные витки тогда попадают строго в межвитковые канавки предыдущего слоя. К примеру, если провод миллиметрового диаметра, то ширина намота может быть 12.5мм или 13.5мм или 14.5мм и т.д.
Жаль, это дошло до меня только после намота второй катушки, лишившей меня провода 0.8мм, если, конечно, я не решусь размотать калибр 9.4мм.
Впредь буду наматывать два слоя без эпоксидки и регулировать межшайбовый зазор. Думаю, теперь технологию можно считать разработанной.
Вот аццкий агрегат для намота, который я собрал из болтов, шайб и гаек и успешно использовал уже два раза:

А вот как он выглядит с намотанным проводом:

Вот крупным планом щёлочка под усик до и после:



Налажал я с агрегатом в том, что нужно было брать не два болта, а один длиннющий болт, чтоб торчал с обоих концов от катушки, а то одна рука держит и крутит, и кисть после намота ЖУТКО болит.

Собираюсь заказать провод - заебало огрызками с телеков мотать. Буду брать 0.64мм, 0.72мм, 0.81мм, 0.91мм.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 13-11-2012 12:27
первичная обработка данных завершена.
результат
для старого экселя

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 14-11-2012 02:17
Согласно графикам, при токе в 200А пиковая тяга однослойки - 13х, 7-ми-слойки - 150х, а 14-слойки - 210х. И это странно: я ожидал, что величина тяга/кол-во_слоёв будет уменьшаться по мере роста количества слоёв, однако тяга семислойки в 11.5 раз больше тяги однослойки, а тяга 14-слойки в 16 раз больше тяги однослойки. Не ошибка ли это, Пулемёт? Я понимаю, что пики разнослоек находятся в разных точках, но всё же?
Если сравнивать пиковые тяги 7-ми и 14-слойных катушек (150х и 210х, соответственно), то разница сравнительно невелика, в то время как количество провода различается почти в три раза.
Более точное сравнение эффективности 1-7-14-слойных катушек можно было бы получить, просуммировав тяги на 13мм_пополам промежутке, получив тем самым суммарное значение тяги катушек. Однако очевидно, что излишнее доматывание слоёв смысла не имеет, и мои первичные теории о катушках квадратного сечения были неверными.
Посему концепт нашего Гаусса меняется: вместо проводов разного диаметра буду брать 0.8мм или 1мм, и уменьшать количество слоёв в каждой последующей ступени. Рекуперация в 50% не такой уж и плохой показатель, учитывая то, что каждый кондюк питает лишь две ступени ускорителя.

Готов физический образец 14-слойной катушки по 13 витков в слое, намотанной проводом 1мм (хотя штангель говорит, что провод чуть тоньше). Но вот расстояние между шайбами пришлось выставить в 13.5мм вместо рассчётных 13мм - технология плотного межвиткового намота последней версии требуе так. Однако, лялечка получилась отменная - каждый виточек в свой пазик лёг. Параметры получились такие: внутренний диаметр 10.8мм, внешний - 36.8мм, слоёв 14, витков в слое 13. Можно сказать, первый качественный катушкоблок, наконец, получился. Завтра высохнет - поимеет фотосессию. Жаль только, что миллиметровый провод весь ушёл - для продолжения банкета придётся что-нить размотать.
В принципе, пальцы уже достаточно намозолил, чтобы с миллиметровкой управлятся. К тому же, удалось внутри квартиры всё организовать, избежав косых взглядов соседей.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 14-11-2012 05:34
Согласно графикам, при токе в 200А пиковая тяга однослойки - 13х, 7-ми-слойки - 150х, а 14-слойки - 210х. И это странно: я ожидал, что величина тяга/кол-во_слоёв будет уменьшаться по мере роста количества слоёв, однако тяга семислойки в 11.5 раз больше тяги однослойки, а тяга 14-слойки в 16 раз больше тяги однослойки. Не ошибка ли это, Пулемёт? Я понимаю, что пики разнослоек находятся в разных точках, но всё же?


просто надо учитывать потери а то необъективно

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 14-11-2012 05:35
Бррр, при чём здесь это? Разве это не тяги на постоянном токе?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 14-11-2012 05:50
так ток не объективно же.
тянет не ток а моща
и то что ток одинаковый не означает что потери оммические одинаковы

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 14-11-2012 06:00
Мы не про динамику, а про статику. Чем сильнее магнитное поле, тем сильнее катушка тянет. А магнитная индукция поддаётся принципу суперпозиции. Вот я вижу на графике однослойки пик тяги в 13х, а на графике семислойки тягу в 150х. Если б каждый слой добавлял тяги одинаково (а это невозможно, ибо каждый последующий слой всё дальше от ствола), то тяга семислойки была бы в 7 раз больше тяги однослойки, т.е. 91х. А она в полтора раза больше - как так получилось?! Если всё же симуляция верна, то эффект этот я бы рискнул объяснить наличием магнитопровода, собирающего расфлюстраченное поле более длинных внешних витков и концентрирующего его в маленькой дырке в центре - как-то так.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 14-11-2012 06:05
ох блин там мощность 7 слойной больше раз в 7

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 14-11-2012 06:06
Т.е. абшипачка вышла?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 14-11-2012 06:10
почему? мы же магнитное поле считаем а не КПД
КПД в статическом режиме сравнивать бесполезно

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 14-11-2012 06:15
Ну так мы и НЕ сравниваем КПД! Фэйспалм!
Блин, три катушки с разным количеством слоёв. Ток одинаков. Сравниваем тяги. На графиках видно, что пик тяги семислойки в 11.5 раз выше пика тяги однослойки, хотя теоретический максимум разницы - в 7 раз. Вот я и придираюся, боясь вывести нелепый вывод на возможной ошибке симулятора.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 14-11-2012 06:26
ну нормально всё
у нас катушка очень маленькая же
при таком калибре то
можно посчитать магнитный поток через снаряд и сразу станет видно что поток у толстых катушек больше
больше там и индукция вот оно и тянет сильней
лучше падение тяги видно на малом калибре
там увеличение тока раза в 2 тягу повышает только раза в полтора
а доматывание лишних слоёв только потери добавляет

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 14-11-2012 06:44
ЁПРСТКЛМНРИЫВРИВ... Миропонимание моё пошатнулось наф...
Ладно. Короче, симуляция верна? Оки. Пара-слойки слишком мало, но и 14 слоёв занадта. Бум пробовать до половины слоёв опускаться в намоте последующих ступеней.

А всё ж, что было б в простейшем варианте - если б шайб не было? Если не слишком маруден пересчёт... Или слишком напряжно будет?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 14-11-2012 06:46
ну могу ещё 14 слоёв накинуть и всё станет более очевидным
и графики сделать относительной тяги
для сравнения

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 14-11-2012 06:54
Давайте зададимся целью сравнить увеличение магнитного потока через ствол, создаваемое каждым отдельным слоем в простейшем варианте - без внешнего железа, при постоянном токе. Чем больше магнитный поток, тем больше тяга. Тут принцип суперпозиции применим очевидно - суммарный магнитный поток через центр будет суммой магнитных потоков через центр от каждого отдельного слоя. Можете ли Вы это просимулировать?
Я ожидаю узреть ассимптотически приближающееся к нулю значение магнитного потока через ствол при росте диаметра витка.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 14-11-2012 07:01
ну так и есть это слишком самоочевидно же
тут и считать не надо ничего
можно сразу по формулам поглядеть

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 14-11-2012 07:25
Если так, то многослойность не только хуже в плане рекуперации (таблица блокнотная ранее), но и в плане тяги. Значит нужно стремиться к уменьшению количества слоёв.

И тут мне вспомнилось, с чего весь этот диванный теоретизм начался. Причиной была константная эффективность в 20.5% у 2-й, 3-й и 4-й ступеней нашего ускорителя. Если бы так было у 2-х ступеней, это сошло бы за совпадение, но 3 ступени подряд с одинаковым КПД мне кажется закономерностью, из-за чего в меня вкралось подозрение, что КПД в 20.5% - максимально возможный при данной геометрии катушек, которая одинакова для всех ступеней. Посему я заинтресовался, не будет ли круто смотать слои - вдруг так можно будет повысить КПД, который, как мне кажется, должен ассимптотически приближаться к теоретическим 100% по мере увеличения начальной скорости снаряда, а не оставаться константным. Так может просто просимулируем четвёртую ступень миллиметровым проводом (вместо 1.4мм, что было на практике) и, соответственно, меньшим количеством слоёв, дабы узнать, возможен ли КПД больше 20.5%?

Тогда праметры были бы такие:
внешний диаметр ствола: 11мм;
длина намота: 13мм;
толщина двойных шайб по бокам: 3.5мм;
внешний диаметр шайб: 38мм;
диаметр провода: 1мм;
витков в слое: 13;
слоёв: хз - подбирать нада (думаю, около 9 должно получится);
снаряд: 9.4мм диаметр, 12мм длиной, движется в момент включения катушки со скоростью 33м/с и находится на линии вхождения в намот;
кондюк ёмкостью 60мкФ заряжен до 560В.

Будет ли в таком варианте КПД больше 20.5% (с учётом рекуперации, разумеется)?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 14-11-2012 11:58
не считать я не буду.
уж определитесь что за результат нужен.
а то из одной крайности в другую бросает.

вот уж не знаю чем рекуперация хуже у толстых катушек.
наоборот больше же.
там же всё зависит от сопротивления цепи
скажем у 14 слоёв из 19.2 сохраняется 14.23 при условии что ESR 0.004 а тиристор является идеальным ключом
у 1 слоя из 19.2 сохраняется 14.16
НО ключи то не идеальны
если при 1 слое ток будет 4974 А
а при 14 слоях 225 А
магнитодвижущая сила соответственно 1 слой 13*4974=64662 ампер*витков
14 слоёв 182*225=40950 ампер*витков


магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 14-11-2012 16:06
Простите, но результат предыдущих вычислений (таблица в блокноте, помните?) показал, что эффективность рекуперации незначительно падает по мере доматывания слоёв! Да и вообще, 14+Дж из 19.2Дж - это явно выше, чем у меня было в реале. Катушкоблок я ещё испытаю, но в четырёхступе такой вариант давал что-то чуть больше 60%.

МДС считать тупо перемножением тока и витков, ИМХО, слишком грубо для катушек с большим отношением внешнего и внутреннего радиуса, ибо мы уже сошлись на мнении, что чем дальше от витка, тем меньше магнитный поток, т.е. каждый последующий слой ко всему прочему должен ещё и коэффициент менее единицы иметь при рассчёте МДС.

Можно и не считать - на практике всё проверится, рано или поздно. Провод заказан, и придёт, наверное, через пару недель. Катушкоблоковая конструкция позволит относительно легко заменять блоки, намотанные разным проводом, а также вставлять дополнительные шайбы между ними, так что практические исследования обещают ускорится в темпе.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 15-11-2012 03:09
незначительно падает по мере доматывания слоёв!


даже объяснять что к чему расхотелось
тут просто налицо незнание матчасти
вкурите же что такое добротность и с чем её едят
МДС считать тупо перемножением тока и витков, ИМХО, слишком грубо для катушек с большим отношением внешнего и внутреннего радиуса, ибо мы уже сошлись на мнении, что чем дальше от витка, тем меньше магнитный поток, т.е. каждый последующий слой ко всему прочему должен ещё и коэффициент менее единицы иметь при рассчёте МДС.


матчасть

Можно и не считать - на практике всё проверится, рано или поздно. Провод заказан, и придёт, наверное, через пару недель. Катушкоблоковая конструкция позволит относительно легко заменять блоки, намотанные разным проводом, а также вставлять дополнительные шайбы между ними, так что практические исследования обещают ускорится в темпе.

нужно MOAR опытов
возможно симуляции были ошибочны тут так прямо и не скажешь
да пора учиться самому считать

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 15-11-2012 06:04
Пулемёт, простите за дезу, каюсь - я напортачил при экселеньи Вашей таблицы и сравнении оммических потерь - перепутал клетки и вместо уквадрачивания тока квадратил время полупериода. Фэйспалмю себя лбом об потолок сам.
Да, добротность увеличивается при доматывании слоёв, но с каждым последующим слоем всё меньше. Ну и тяга, очевидно, замедляет рост всё быстрее.

Ну что ж, маразм можно прекратить - катушки, очевидно, должны быть максимально возможного размера.
Но вот что мне ещё кажется мутным, так это отчего зависит количество энергии, переданной снаряду? В моём четырёхступе 2-я, 3-я и 4-я ступень валяли снаряду 10% от перекачиваемой в импульсе энергии. Как можно было бы увеличить энергоотдачу ступеней? Мне всё кажется, что если уменьшить размер катушки, намотав её проводом тоньше, то плотность тока вблизи пули увеличится и тяга будет выше (хотя потери возрастут значительно), что увеличит энергоотдачу, но уменьшит рекуперацию. Т.е. нужно будет побалансировать. Возможно, имеет смысл делать нечётные ступени (первые для каждого кондюка) большими, ориентируясь на рекуперацию, а чётные - маленькими, дабы увеличить энергоотдачу.

Вообще, жопа творится - ту прекрасную лялечку, намотанную миллиметровым проводом я умудрился запороть, снимая с намоточного устройства. Она была так прекрасна... Истерика была неимоверная, но разбить ничего под руку не попалось... Я не курящий в принципе, но от такого переживания аж дунул. Провода миллиметрового больше нет, разве что размотать ещё одну катушку от 7.9мм. Но решил не спешить, а набить пока руку излишком провода 1.1мм и долизать технологию намота шлакоблоков. Завтра буду пытаться снять без повреждений. Получилась с виду лялечка, но 12 слоёв по 12 витков, т.е. не айс - слоёв должно было быть больше, чем витков в слое. Думаю, толще миллиметра провод формовать хорошо не выйдет просто. Хочется, чтоб хоть снятие сработало без проблем. Непродуктивный день сегодня вышел. Хреново, что эпоксид вязнет через час, а застывает лишь на следующий день. Неудобно выходит - одна катушка в день.

Но получилось на этот раз хорошо, однако. Изменил строение внутренней втулки, и теперь снялось легко. После работы буду фотосессить новую версию намоточного агрегата.

Намотал ещё одну катушку проводом 1.1мм, мотая в другую сторону (на всякий пожарный лучше иметь две штуки с разной поляризацией, чтоб провода под катушкой не кроссить при монтаже - направление намота каждой последующей ступени должно чередоваться). На этот раз получилось уместить 14 слоёв при 12 витках - руки намозолил, видимо, лучше. Вот так и буду одну катушку в день наматывать, ожидая заказанный провод, который хз когда ещё придёт. Как бы мана не выдохлась к тому времени...

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1287
Добавлено: 19-11-2012 10:29
А мне больше оригинальный Star Trek нравится, хотя следующее поколение тоже ничо, лучше чем глубокий космос 9, вояджер и энтерпрайз.

бывалый
Группа: Участники
Сообщений: 34
Добавлено: 20-11-2012 00:34
офф:
а адрес "нового" форума не подскажете?

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 129
Добавлено: 20-11-2012 09:06
офф:а адрес "нового" форума не подскажете?
http://future-weapons.ru/forum/index.php

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 21-11-2012 01:41
Ну а пока идёт ко мне заказанный провод (ещё пару дней как минимум), моск мой занят диванным теоретизмом.
Размышлял я всё о том же - количество слоёв катушки, наиболее рациональная форма намота.
Итак, система всё та же простая - неполярный_кондюк-тирик-катушка: кондюк разряжается на катушку, затем катушка разряжается на кондюк, переполюсовывая его.
Положим, катушка однослойная и намотана очень тонким проводом. Допустим, её индуктивность такова, что длительность импульса идеальная - никакого сакбэка пули при выстреле. Однако доля рекуперированной энергии, очевидно, мизерная - бОльшая часть протекающего через катушку тока рассеивается на оммическом сопротивлении катушки. И КПД, рассчитываемый как отношение кинетической энергии пули к общим потерям на тепло и разгон, невелик:
КПД = Екин / (Етепл+Еразг)
Для повышения КПД нам нужно уменьшить эти потери. Для этого мы берём провод толще и перематываем им катушку так, чтобы сохранить длительность импульса неизменной, т.е. индуктивность новой катушки с более толстым проводом должна быть такая же. Очевидно, с более толстым проводом получится многослойная катушка. В итоге рекуперация, очевидно, значительно увеличится - теперь тот же ток будет протекать по проводу более толстого сечения, сопротивление которого значительно меньше, а это значит, что тепловые потери уменьшатся. С одной стороны, это должно повысить КПД. С другой стороны, кинетическая энергия пули же... Чем сильнее катушка тянет, тем больше ускорение пули и тем выше будет её кинетическая энергия на вылете из катушки. В однослойной катушке весь ток протекает в непосредственной близости от пули, но в многослойной катушке плотность тока вблизи ствола меньше, а мы знаем, что каждый последующий слой тянет всё слабее. Очевидно, из-за этого сила тяги многослойной катушки будет меньше однослойки, т.е. конечная кинетическая энергия снаряда после выстрела из многослойки будет меньше, как и тепловые потери в катушке, из-за чего нельзя однозначно сказать, что КПД увеличится при доматывании слоёв. Утверждать можно лишь то, что доля рекуперированной энергии в случае толстопроводной многослойки будет выше, а в случае однослойки может быть выше кинетическая энергия снаряда.

Я предполагаю наличие двух вариантов:
1) КПД ассимптотически приближается к некоторой константе (возможно, 100%) при увеличении размеров катушки, т.е. упрощённо говоря, чем толще провод, тем больше катушка, тем выше КПД;
2) КПД будет иметь максимум для катушки строго определённых габаритов (определённая толщина провода и, как результат, соответствующее требуемой индуктивности количество слоёв);

Я считаю, что первый вариант невозможен, т.к. при бесконечном увеличении размеров катушки плотность тока вокруг ствола стремится к нулю, т.е. величина магнитного потока внутри него тоже стремится к нулю, а значит и кинетическая энергия снаряда будет стремиться к нулю, так что КПД тоже должен стремиться к нулю.
Хотя с другой стороны, в таком случае и тепловые потери стремятся к нулю, что даёт в итоге полную неопределённость (КПД = 0 / (0+0)).

У кого есть какие идеи на этот счёт?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 21-11-2012 02:45
идеи очень просты
оптимальный кпд будет на стыке
увеличивая толщину катушки мы не сможем убрать потери до 0
в то время как тягу можно угробить достаточно сильно.
соль в том что на кпд в первую очередь влияет снаряд.
и всё эта хреновня с катушками выгодна только тем что можно наплевать на насыщение снаряда и повышать его скорость.
не слишком эффективно но достаточно для наших целей.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 21-11-2012 02:52
Короче говоря, вполне вероятно, что кинетическая энергия и общий КПД может оказаться выше с катушками меньшего размера (и более тонким проводом, соответственно)?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 21-11-2012 02:55
зависит от ситуации.
я бы вообще предложил использовать косой плумост и огромное количество ступеней

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 21-11-2012 03:02
Я пока о катушках фетиширую. Скоро провод придёт и мотать придётся. Не могу решиться - одним проводом все ступени намотать, варьируя количество слоёв, или разные диаметры брать опять, но размер катушек меньше попробовать. При том же варианте как сейчас я не перевалю за 60м/с, т.е. батюшку Левеллина не попячу.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1287
Добавлено: 22-11-2012 21:12
Подскажите лоходрону, чо это за "новый" форум? Я не в курсе. Стоит туда заглянуть? Или очередная флудильня?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 23-11-2012 03:55
Не зная, чем занять свой воспалённый электромагнетизмом и гауссами моск, решил освоить ФЕММ (Пулемёту спасибо за помощь). Нашёл (надеюсь) ответ на вопрос "хули каждая ступень моего 4хступа добавляла к энергии пули лишь 8% от перекачиваемой в импульсе энергии". Знач, я просимулировал катушку в ФЕММе на пике мощности и взглянул на величину энергии магнитного поля в дырке - 1.5Дж (т.е. 8% от всей энергии поля). Какое восхитительное совпадение, не правда ли? А в объёме намота - 6.3Дж, т.е. средь витков катушки энергии в 4 раза больше, чем там, где надо. Тогда я уменьшил количество слоёв до одного, изменив пиковый ток соответственно, и повторил замер в дырке. Вышло 7Дж, т.е. 41% от перекачиваемой энергии сосредоточилось там, где требуется. Из этого я сделал общий вывод такой: чем меньше размер катушки, тем бОльшая доля энергии магнитного поля сосредоточена внутри дырки, куда суётся пуля.

Второй интересный эксперимент, который я провёл при помощи ФЕММа и Ехселевкого RLC-симулятора, это рекуперация с катушками с разными количествами слоёв. Ну, разряд кондюка на катушку, типа, а затем заряд кондюка от катушки - переколебание напруги на кондюке просимулировал и замерил потери при этом процессе. ФЕММом считал индуктивность и сопротивление и подставлял в Ехселевский RLC-симулятор. Вышло так: чем больше слоёв в катушке, тем больше энергии теряется при переколебании, хотя разница между однослойкой и многослойкой совсем небольшая (для провода 1мм у однослойки 79%, а 14-слойка вернула 72%). Суть в том, что с одной стороны, при доматывании слоёв добротность катушки повышается, поэтому мощность тепловых потерь за единицу времени снижается, но с другой стороны, длительность импульса увеличивается, т.е. общее время выгорания энергии на проводе увеличивается. Сильнее оказался негативный эффект от увеличения длительности импульса, т.е. однослойки рулят с точки зрения рекуперации. Однако разница между однослойкой и многослойкой мизерная. Намного более сильно на рекуперацию влияет диаметр провода. Увеличение диаметра провода в 2 раза уменьшает количество вылетевшего тепла в 4 раза (но и время импульса уменьшается в 4 раза). Таким образом, наиболее значимый параметр, от которого, в основном, зависят тепловые потери - это толщина провода. Поэтому при намоте катушек, я считаю, нужно начать с однослойной катушки и выбрать провод, с которым обеспечится достаточная рекуперация, а затем высчитывать минимальное количество слоёв, при котором обеспечится наибольшая энергоотдача.

Понять, по какой зависимости увеличиваются тепловые потери мне помог теоретический математический формульный метод с однослойной идеальной катушкой и варьированием количества витков. Формула индуктивности соленоида:
L = u0 * n*n * S / l,
где u0 - константа, n - количество витков, S - площадь сечения и l - длина соленоида.
Количество витков в однослойке имеет следующую зависимость:
n = l / d,
где l - длина соленоида, а d - диаметр провода. Подставляя эту формулу в формулу индуктивности имеем такой результ:
L = u0 * n * S / d,
или упрощённо:
L = kl * n,
где kl будет константной при удлинении соленоида путём домота витков; из этой формулы видно, что индуктивность идеальной (бесконечно длинной) однослойки будет линейно возрастать пропорционально количеству витков.
Ну а сопротивление провода, которым соленоид намотан, пропорционално количеству витков:
R = kr * n,
где kr - некоторый коэффициент, зависящий от сопротивления витка, что есть константа.
Итак, нам нужно узнать, как зависит количество улетевшей в тепло энергии от количества витков длинного однослойного соленоида.
Энергия тепловых потерь:
W = R*I*I * T * kw,
где T - время периода переколебания, I - среднее значение тока во время импульса, а kw - константа, зависящая лишь от формы тока (половина периода синусоиды, т.е. "горка"), т.е. не зависит от времени импульса и амплитуды тока.
Время периода переколебания (пренебрегая погрешностью, вносимой сопротивлением):
T = kt * sqrt(L),
где kt - некий константный коэффициент, зависящий от ёмкости конденсатора.
Среднее значение тока во время импульса обратно пропорционально длительности импульса:
I = ki / T,
где ki - константа, зависящая от ёмкости конденсатора.
Подставляем это в формулу тепловой энергии и получаем:
W = ki*ki*kw * R / T
Т.е. выделившееся тепло пропорционально сопротивлению соленоида и обратно пропорционально периоду импульса. Выразив это время через индуктивность, получаем:
W = ki*ki*kw * R / (kt * sqrt(L)),
Упрощённо говоря:
W = k * R / sqrt(L),
и это демонстрирует прямую линейную зависимость тепловых потерь от сопротивления и обратноквадратичную от индуктивности (для любых соленоидов, всех форм и размеров). Вспомнив, что сопротивление и индуктивность бесконечно длинного соленоида линейно зависят от количества витков, делаем вывод, что удлинение уже и без того длинного соленоида приводит к росту тепловых потерь по такой формуле:
W = const / sqrt(n),
где const - константа, зависящая от диаметра провода и прочих параметров.
Однако в реальности индуктивность компактных соленоидов пропорциональна квадрату витков, а не первой степени, поэтому увеличение тепловых потерь не такое сильное, и становится заметней лишь при явном удлинении/уплощении формы.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 23-11-2012 19:42
Уи-и-и, рад, как свинья в луже - провуд пришёл!!!
Имею 114 метров провода 0.91мм, 143 метра 0.81мм, 180 метров провода 0.72мм и 229м 0.644мм. Четыре бобины по 0.7кг каждая, короче. Ух, будет намот!

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 03-12-2012 12:30
Я тут ФЕММ потрахиваю, и вот обнаружил с его помощью, что наибольшее отношение тянущей силы катушки к тепловым потерям в меди получается при внешнем диаметре намота в 3 раза больше внутреннего. Т.е. для 9мм калибра нужно намотать 27мм внешним диаметром катушку.
Случайно кто-то ляпнул невзначай на 4hv, что такие катушки круче всего, и я проверил - действительно так получается. Я вот как считал: отделил очень тонкую полосочку воздуха поперёк в центре катушки и смотрел интеграл интенсивности поля там при разном количестве слоёв. Затем для каждой слойки вычислял ток, при котором этот интеграл будет равен оному в однослойке, и соотносил квадрат тока на сопротивление для всех катушек. Наименьшие потери получились при внешнем диаметре примерно в 3 раза больше внутреннего (чуть-чуть меньше, чессгря). В реале, думаю, лучше немного меньше внешний диаметр брать, ибо в многослойках градиент меньше, а этот эффект не учтён.
Ишо хто такую байку слышал, проверял?

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 129
Добавлено: 03-12-2012 14:32
Ишо хто такую байку слышал, проверял?

Это не байка, а научный факт. В учебнике каком то видел с доказательством. Т.е. максимальная добротность (минимальный расход провода для получения заданной индуктивности) получается при длинне катушке равной внутреннему диаметру и толщине намотки тоже равной диаметру.
А программа по расчету индуктивностей, я тебе о ней уже писал, если задать расчет параметров катушки при заданной индуктивности, делает сразу расчет под такие размеры L=d и D=3d где d - внутренний диаметр.
PS. Ян, пора похвалиться 6 ступом и скоростью в 54 мыса.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 03-12-2012 23:24
О, с радостью! Вот отчёт по 6 ступеням из 8 (2 пока не доделаны, а несколько последних, возможно, переделаю, хотя, скорее начну всё заново):

7-й и 8-й ступеней нет, там чисто заглушки в репорте. Обратите внимание на 31% эффективности чётных ступеней. Все ступени были намотаны одним проводом, и теперь я знаю, что последние ступени следовало мотать проводом потолще, чтоб внешний диаметр был равен 3-м внутренним.
54мыса пробивают яблоко насквозь, даже вдоль огрызка, несмотря на плоский нос идеальноцилиндрической пули. В холодный пластилин входит на 13мм.
Я хочу начать заново, увеличив калибр и взяв полую пулю.
Ну, ещё кого возбуждает перспектива рекуперационных гауссов на неполярных кондюках? Хоть электролиты и в 3 раза дешевле по энергии, но на неполярах эффективность в 10 раз выше. В итоге они выгоднее в 3 раза получаются.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 03-12-2012 23:35
Забавная штука обнаружилась насчёт катушек одинаковой геометрии. Не имеет значения, каким проводом катушка намотана - при одинаковой энергии кондюка силя тяги будет одинаковой, т.е. энергия, сообщаемая пуле за время работы катушки, будет одинаковой (A=F*s) - это было подтверждено на практике в 4-хступе, который закончил искривлением ствола. С другой стороны, от диаметра провода зависит количество витков и индуктивность, отчего меняется время. Так вот мощность потерь одинакова для всех катушек данной геометрии. От провода зависит лишь время импульса, и, соответственно, количество выделившейся в тепло энергии. Оттого эффективность последующих ступеней выше - меньше энергии выгорает за время пролёта пули, хотя прирост кинетички всё тот же. Всё в идеале, разумеется - тайминг может залажать.

А вот симуляции полой пули показали, что в толстых 3к1 катушках поле в дырке настолько однородно, что тяга будет пропорциональна массе и высверливание сердцевины пули не даст почти никакого прироста в скорости, т.е. КПД упадёт пропорционально исчезнувшей массе. Аналогично как и с подкалиберными снарядами. Так что полые пули сакс. Возможно, при очень большом диаметре и нескольких слоях полые пули и будут лучше, но потери в самой катушке явно дадут больший проигрыш в КПД.

Прикольность ещё одну насимулировал в ФЕММе. Если укоротить намот, и вместо меди впихнуть ещё железа, то тяга значительно увеличивается! Здорово, медь сэкономлю.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 129
Добавлено: 04-12-2012 10:07
Вот отчёт по 6 ступеням из 8...
Обратите внимание на 31% эффективности чётных ступеней...
Ну, ещё кого возбуждает перспектива рекуперационных гауссов на неполярных кондюках?...

Поздравляю, результат Супер! Ай да ЯН, ай да молодец!
КПД поражает!
Меня, например, в применении неполярных конденсаторов убеждать не надо. Я об этом написал еще полтора года назад здесь:
http://future-weapons.ru/forum/viewtopic.php?p=100295#p100295

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 129
Добавлено: 04-12-2012 10:34
...Оттого эффективность последующих ступеней выше - меньше энергии выгорает за время пролёта пули, хотя прирост кинетички всё тот же. Всё в идеале, разумеется - тайминг может залажать.
...

Извини Ян, не удержусь. И процитирую наш диалог 2 месяца назад.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1287
Добавлено: 04-12-2012 11:26
А на счёт времени наростания тока в катушке не позабыли?

И ещё, если как ты говоришь, сила будет одинаковой от катушки к катушке, а следовательно и энергия переданая снаряду тоже будет одинаковой, то давай немного вспомним физику...
Как ты правильно заметил A=F*S (которая у тебя одинаковая от ступени к ступени),
N(мощность)=A/t => N=F*V
Т.е. мощность необходимо увеличивать от катушки к катушке пропорционально скорости.

Это конечно же очевидно, но...
Внинмание вопрос! За счёт чего ты собираешься увеличивать мощность катушек?

p.s. Присоединяюсь про КПД. Хороший результат. Поднимай до 320 м/c.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 05-12-2012 08:49
Офигеть, насколько мы с ZVA к одному и тому же пришли! Мои отличия лишь в использовании неполярных кондюков (упрощение конструкции), срабатывание тириков последующей ступени по закрыванию тирика предыдущей (упрощённый тайминг), а также двойном использовании энергии одного кондюка (вторичное использование рекуперированной энергии).

Учитывая одинаковый подход, разница в эффективности получилась, походу, в основном из-за различий в энергии, ведь для удвоения силы нужно вкачать почти в 4 раза больше энергии в ступень, и при этом потери увеличатся в 4 раза.

Есть два способа увеличения мощности. Первый - уменьшение внешнего диаметра катушек. Это увеличивает плотность тока в непосредственной близости к пуле. Разница не очень большая, но если все катушки мотать одним проводом, то легко регулируется тайминг путём сматывания слоёв у каждой последующей ступени (вот в этом моём 6-ступе так и делал) и моща чутка растёт. Потери возрастают, разумеется, отчего КПД держится на одном уровне, вместо того, чтоб расти. Второй способ - увеличение ёмкости кондюков, и соответственно, резкое нарастание диаметров провода в последующих ступенях. Я лично не могу мотать жгутами толще миллиметра.

Я тут намоделировал в ФЕММе прикольность одну: если катушку разрезать пополам и уменьшить ёмкость кондюка вдвое, то тягаувеличится в 1.2раза, а потери упадут в 2 раза. Возможно, для других диаметров будут другие цифры, но для 10мм калибра и 12мм длины так как-то получилось. Т.е. если заменить катушку на две короткие, тяга будет выше, а энергии вылетит столько же - эффективнее, ага. Аж прям захотелось затоварить кондюков поменьше и проверить на практике.
Кста, а какая лучше всего будет длина пули для Идеальной катушки? Равная длине катушки (т.е. длина равна калибру), или немного длиннее?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1287
Добавлено: 06-12-2012 13:33
Вообще-то про мощность вопрос был к размышлению, а не про реализацию как наматывать.
И почему это у тебя потери упадут в 2 раза при распиливании катушки и понижении ёмкости? А тяга увеличится. Ничо не путаешь? Мне кажется ты не всю картину описываешь.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 07-12-2012 22:07
Ну там так насимулировалось.
---
Я тут скрипт симулятора моего рекуперационного гаусса к ФЕММу написал. Не сказать, что схождение результатов с практикой стопроцентное, но что-то близкое к истине выдаёт.
НЕ учитывается трение пули о ствол и потери на токи фуко, поэтому результат всегда будет чуть более оптимистичен, чем на самом деле.
Выглядит очень живописно и наглядно. Если кто хочет посмотреть, как оно стреляет, вот скрипт на скач и файл с катушкой:
Recuperational Gauss Simulator.lua
9.4mm x 12mm.fem
Оба файла пихаются в папку Examples, и при запуске скрипта он будет спрашивать всякие параметры. Ёмкость моего кондюка 60мкФ, напруга 778В, сопротивление цепи 20мОм (всё что вне катушки), начальная скорость пули 0м/с, ну и временной интервал между пересчётами параметров, скажем, 40мкс поставьте. Покажет как пуля ускоряется, все параметры выведет и в конце напишет, что в итоге вышло (скорость, эффективность, сколько сакбэка, сколько рекуперации и т.д.).
Это первая ступень моего ускорителя там нарисована. Основное отличие от реальной системы - рекуперацию немного завышает. Просто введите указанные выше параметры, сравните конечный результат с таблицей пару постов выше, и увидите разницу. Возможно, просто сопротивление разрядной цепи в реале выше... Вот если не 20мОм, а 400 ввести - тогда намного ближе к истине выходит результ. Но я не представляю, откуда там столько может взяться: кондюки мои 3мОм по пасспорту, тирики 10-12 при этих токах, соединительные провода пару сантиметров длиной (катушки прямо на кондюках сидят). Припой чтоле?! Или в реале под пол-Джоуля на трение ушло и ещё полтора в тепло на токах Фуко в пуле и шайбах?!
Если кто в скриптах разбирается, гляньте, что там может быть не так. Или подскажите, что можно добавить, чтоб как-нибудь потери в пуле высчитывались.

Если понравится симулятор, можете свои варианты испытывать на этом скрипте, перерисовав чертёж. Пулей считаются объекты в группе 1, катушкой - объекты в группе 2, а разрядная цепь должна называться Coil.

Страницы: << Prev 1 2 3 4 5  ...... 15 16 17 18 Next>> новая тема
Раздел: 
Gauss2k - gauss gun у тебя дома / Gauss tecnology / Катушки (Объединенный топ)

Отвечать на темы могут только зарегистрированные пользователи

KXK.RU