| |
| Среда, 07.09.2016, 22:44 | Сообщение # 1  
| |
elcapacitor
Сообщений: 4 Оффлайн
Пользователи | Давайте начнем с того, что электротермические ускорители не обязательно высоковольтные устройства. Лично я юзаю 450-500В, получая сверхзвуковые скорости. Но надо немного описать принцип действия:
На рабочее тело (обычно шарики из
фольги, смоченные в воде или гидрогель), находящееся в стволе (ствол подключен
к плюсу батареи конденсаторов, а электрод внутри рабочего тела к минусу батареи
конденсаторов), разряжается батарея электролитических конденсаторов большой
емкости.
От полученной энергии тело превращается вплазму, а расширяющаяся плазма толкает снаряд. Все, как в пороховом орудии, но
с использованием электрической энергии.
Главным достоинством Е.Т.С является возможность накачки в объем казенной частинеограниченного количества энергии и следующей из этого возможности разгона
снаряда до гиперзвуковых скоростей, чего не могут позволить обычные взрывчатые
вещества.
1 – рабочеетело (шарики из фольги, смоченные в воде, или гидрогель)
2 – ствол (подключен к положительному выводу батареи конденсаторов)
3 –
электрод (подключен к минусу батареи конденсаторов)
4 – общее
обозначение замыкателя, для удобства в изображении показан ключом.
5 – упор,
предотвращающий выбивание электрода давлением во время выстрела.
6 – затычка
в стволе (изолента или стеклотекстолит)
Очевидно, что токи втакой системе достигают десятков (и сотен) килоампер, так что возникает очевидная
сложность в коммутировании. Для образцов с малой энергией накачки (до 250Дж)
возможно использование мощных тиристоров без токоограничителей, для более
серьезных изделий используют или тригатроны(мощные газовые разрядники), или
тиристоры в связке с токоограничителем(индуктивностью), реже применяется
механическая коммутация. Также используется проводка большого поперечного
сечения для минимизации потерь на нагрев проводки (используется гибкий кабель).
Также КПД ЕТСзначительнобольше, чем у гаусс-пушек, на уровне идеально настроенных контактных рельсовых
ускорителей. Если все собрано правильно, 30% - не предел. То есть, с килоджоуля
накачки мы получим 300+дж энергии снаряда, что очень много.
Плюсы ЕТС:
1) Высокий КПД, на уровне с современным стрелковым оружием. Как уже говорилось,
были достигнуты результаты в 25 и даже 27 процентов на упрощенной конструкции с
механической коммутацией.
2) Возможность получать гиперзвуковые скорости снаряда. Из-за того, что
количество энергии, получаемой снарядом, не ограничено внутренней полостью
ствола, возникает возможность “накачать” в ствол любое количество энергии, которое
может выдержать ствол и коммутирующая аппаратура.
3) Экономичность. Электроэнергия в количестве, равном среднейэнергии пороха в 150 патронов от автомата Калашникова, стоит немногим больше
рубля. Очевидно, при использовании стационарных образцов рельсотронов на
большие энергии накачек будет наблюдаться существенная экономия.
4) Безопасность хранения боеприпасов. В патронах ЕТС нет взрывчатых веществ, поэтому их гораздо проще хранить, также нет опасности взрыва при неосторожном обращении.
Минусы:
1) Очень громкий звук выстрела. Образуется, когда плазма из ствола попадает на
воздух и резко расширяется. Такая же проблема имеется у контактных
рельсотронов, звук их выстрела сравним с раскатом грома.
2) Необходимость большой накачки, которая занимает много места. Возможно устранимо с внедрением суперконденсаторов (слишком дорогих для
моего проекта и да, у них внутреннее сопротивление великовато) или других компактных импульсных источников электроэнергии.
3) Сложность в коммутации. Подробнее описано в разделе “Коммутация”.Добавлено (07.09.2016, 22:44)
---------------------------------------------
Теперь рассмотрим компоненты установки:
1) Конденсаторы.
Являются элементами питания ЕТС. Обладают свойством накапливания, хранения и резкого высвобождения
энергии. Были взяты в качестве источника питания ЕТС, так как позволяют
высвобождать энергию за очень короткое время из-за малого внутреннего
сопротивления. В данном устройстве используется батарея на 32000мкФ и 450В
(3240Дж)
С увеличением вольтажа батареи увеличивается давление в камере, а так же
энергия накачки. С увеличением емкости батареи увеличивается длительность
импульса. Очевидно, что для достижения
наибольшей выходной скорости снаряда, необходимо увеличивать и вольтаж, и
емкость батареи. Но при больших напряжениях (более 1000В) возникает такое
давление, которое может не выдержать ствол, также усугубляется проблема
замыкания. Лично я не стал делать ВВ ЕТС по причине того, что у меня электролиты разных емкостей, а заряжать параллельно, размыкать и соединять последовательно долго, нудно и велика вероятность словить при этом КЗ.
2) Проводка.
Для того, чтобы минимизировать потери на нагрев
проводки, ее необходимо сделать как можно более короткой и толстой. Для
соединения конденсаторов я использовал медный многожильный провод на 10
квадратных миллиметров, провода закрепляются к конденсаторам винтами, что
обеспечивает большую сдавливающую силу между выводами конденсаторов и
соединительным проводом и также уменьшает потери энергии при разрядке.
Необходимо было сжимать контакты с очень большой силой, чтобы избежать
плавления места соединения из-за огромных значений тока, которые протекают в
системе. Подводящие провода, то есть провода, которые соединяют конденсаторы и
рабочую часть, имеют площадь поперечного сечения в 50 квадратных миллиметров и
сделаны из луженой меди, что вкупе с их общей длиной в 50 сантиметров даетсопротивление в 0.17мОм.
3) Затычка.
Совершенно удивительным оказался тот факт,
что затычку, сделанную из изоленты и довольно точно подогнанную к стволу, с
дальнейшим расширением для герметизации, закрепленную десятью слоями сильно
стянутого скотча вылетела с первого пуска на такое расстояние, какое позволил
кабель, к которому она приварена. После этого я установил сзади затычки
деревянный брусок и приклеил его на силиконовый клей к корпусу пушки. После
выстрела брусок разорвало пополам и оторвало от корпуса, вырвавшаяся из зазора
между затычкой и стволом плазма прорезала скотч и вылетела на воздух. Третьей
попыткой было использовать три стальных бруска, установленных друг за другом и
закрепленных на силиконовый клей к корпусу. Опять же, затычка вылетела, оторвав
один из брусков вместе с куском корпуса. Данные инциденты свидетельствуют об
огромных давлениях, возникающих во время выстрела. Теперь проблема решена
установкой очень массивного стального бруска со специально выемкой для затычки.
4)
Коммутация.
Из-за того, что токи в ЕТС достигают
десятков (и сотен) тысяч ампер, никакое электронное коммутирующее устройство не
в силах замкнуть такую цепь, ибо если, скажем, найдется такой тиристор, который
выдержит 400кА, то он непременно будет выведен из строя вторичным пробоем,
вызванным критической скоростью нарастания тока, которая, опять же, намного
больше, чем максимально возможные для самых мощных образцов. Для сравнения
токов и скоростей нарастания тока выберем один из мощнейших тиристоров в мире –
Т393-5000-18, который выдерживает до 5000А тока в режиме длительной нагрузки и
114кА в ударном режиме. Критическая скорость нарастания тока в открытом
состоянии составляет 1000А/мкс, что является огромным значением. Но токи в самой пушке убили его сразу же. Не имею представления, что делать, юзаю механику, но скоро поеду на митинский радиорынок и куплю еще один такой же и запущу уже с индуктивностью, чтобы смягчить ток.
Кто что думает по поводу всего этого? Давно хотел вбросить сюда это все, да времени не было.
Были ли адекватные КПД у ВВ образцов?
Делал ли кто-нибудь что-то подобное, а то мне кажется, что этим занималась только Плазма, связатся с которой я не могу, ибо нет никаких контактных данных.
Лично я видел тольго две ЕТС на 500- вольт: у одного моего знакомого и у меня. Знакомый с килоджоуля 270Дж выхода снял, под 600 мысов, у меня результаты похуже, ибо плохо с замыканием, но на выходе под 500 наблюдаю.
|
|
|
|
