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#楼主# 2017-1-24

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注册以来还没有发过什么正经教程,所以总是有人对自己的实力没有认识。所以干脆趁热打铁,
发一个教程



(上图为本次计划使用的原料)
首先,欲造炮,先熟知炮之原理
直到今天还有很多人看到我用线圈炮弹射非铁磁性物体时感到不能理解,这样的杯具让我很无奈。


这张图说明了单级感应线圈炮的结构和原理
可以看到,它的结构非常简单,相当于一个lc回路,自由振荡
电容作为大功率脉冲直流电源为整套装置蓄能,而线圈则负责产生磁场,利用楞次定律将任何周围的导体以感应电流相互作用的形式推斥。值得注意的是,绝大多数线圈炮都基于这种原理。(我认识一些厉害的朋友,曾经靠这种方法做出过实用的作品的人 他告诉我现在市面上那些都是模型玩具 孩子们玩的很高兴 而且他很享受这种一览众山小的感觉)
这种方案有什么优点呢?
效率很高,没有单级储能限制,在法律上也很安全。
为何安全?
看枪支定义这里,上面说明了是使用火药或压缩气体等为动力具有管状结构发射物体的设备。
也就是说,枪支有着明显的界定。
如果常常看新闻,我们会发现不能称为制式枪支或者气枪的玩具枪在作为记录的时候通通都写作动能超过1.8j/cm²的枪型物体。
1.8j/cm²是什么概念?
经过简单计算,我们可以得到答案 这意味着6mm1g钢珠速度不能超过30m/s,6mm35mm定位销不能超过10m/s,而当我计算菊花1角硬币的时候我重算了很多次,得到的结果却是出人意料的。75m/s,我反复确认了一下 是这个数字。
这个标准意味着大口径被允许有更高的动能
AMD CPU的计算结果是28.8j一角硬币的计算结果是5j,而6mm却只有0.5j
单级脉冲感应式电磁炮在法律上具有优势。并很有希望成为符合法律规定的个人防卫武器。

制作部分
元件清单:
品名                                             成本
薄膜电容1100v420uf                19
空气开关1p63a                           8(包邮)
(可选)隔离开关(保险/火花间隙)7.85(2p63a)
漆包线20g                                    45/kg(包邮)
持续拉弧高压包(低配)                36/2pcs(包邮)
锂电池+开关                                  约5元
Zvs驱动板+高压包(高配)             35+7
12v锂电池组                                    约10元
工具
Mf110a指针式万用表(测量/示数用) 13(包邮)
刮刀(漆包线去皮,可用美工刀代替) 1
502(线圈简易固定)                               1/pcs 小卖部/超市即可 建议买一板 以备不时之需
线圈骨架(绕线圈用)                              0.6/pcs,常在买漆包线的地方出现 可一同包邮 同理以备不时之需
工具螺丝刀一副                                      1
简易电桥(可选)lcrt4                                40(含运费)
消耗品:电枢(可以是任何导电体,以接近线圈尺寸不导磁为宜)
40x40散热片                                            1/pcs,9.9包邮
AMD/英特尔报废CPU                             3/pcs,可以上电脑城收集
大功率高阻值电阻                                   随着不同功率和精度变化,通常在10元以下/100个 散热片的那家店就有
开工
线圈的绕制:我用的是qz-2 130型漆包线,它的耐压等级比较高,正常情况下可以认为绝缘层是可靠的。当遇到高压,绝缘层虽保持完好,但是却具有导电性。
绝缘耐压列表如下:

(5kv...真够大的。。。也解释了隔壁的电磁p90为何线圈没被击穿)
在不超过额定耐压且绝缘层良好的情况下,可以认为漆包线绝缘是可靠有效的
根据计算,当线圈的长宽相等时,产生的磁场最大 我们直接在骨架上绕线圈,先固定一端,然后开始缠绕,就像压紧的弹簧一样沿着一个方向一直绕,线圈匝间保证紧密即可。不要迷信工艺,机绕线圈和熟练的人的手绕线圈几乎没有区别。保证全程顺时针/逆时针不要变,线圈每绕一层都要涂胶固定,然后在层上继续绕下一层,直到完成绕制。
这是我绕的线圈,并不算是满意(40uh36t,1.1)骨架Φ=21mm



外观上看起来不太整齐那几匝是预留的长度,暂时盘绕在线圈上
真正工艺好的线圈应该可以反光

(第一次低压恒流磁阻实验时简单绕制的线圈,隐约可见反光效果)
在多匝数线圈绕制的时候,往往人容易眼花,这样就导致无法准确获得线圈匝数
安利一种方法:用指甲测量,通过触觉获得匝数相对更为准确。
线圈绕制完毕后和绕制前应留足长度,以免出现导线长度不够需要接线的尴尬处境 多留点,线没有工钱值钱 没必要为了省线付出不必要的劳动。
线圈绕制完毕后,两端去漆处理晾干
线圈的绕制是本教程的核心,完成了线圈就完成了一半。绕制线圈是个很考验耐心的活计,需要持之以恒的耐力。
放一下手绘电路图:

(绘图工具sumsung boom 10.1 2014 edition)
可以看到,电路非常简单,毫无难度可言
只要按照电路图接线就行了 无焊点设计,无极性可言 闭着眼睛都能组装
将电容和开关按照图中的方式接线,导线可直接利用线圈预留部分,只需要再用一小段漆包线两端去皮作为导线即可
关于电容
电容的选用:
本教程要求选用薄膜电容作为储能电容。因为单级脉冲感应式电磁炮有一个重要参数ΔΦ/t,往往和di/dt相关。电解电容的ESR(等效串联电阻,内阻,阻抗)太大(几十上百mΩ,已经大于线路阻抗),无法满足要求。选用薄膜电容避免了电解电容的很多问题:有极性,不适合短路放电,漏电流太大,电解液干涸老化长期不用需要激活,充电器如果使用工频整流桥长期充电容会鼓包,击穿后瞬间爆炸没有自愈等问题
这次的薄膜电容无论是性能还是成本都相当优秀,储能成本约13j/元,达到了电解电容的水平,而重量和体积都是可以接受的,在电解电容的二倍左右 并没有像一些人说的无论密度与成本均10倍于电解
无极性即代表不用区分充电方向,更不用续流设计 还可以用于日后实现利用无极电容进行能量回收等等。
ESR相当低,只有几毫欧,与电解电容不是一个数量级。所以千万小心,短路放电的破坏力相当大。对于一个短路过薄膜电容的人来说,这种经历挺难忘的。隔着衣服都能感觉到热浪和冲击波,巨大的噪音让人顿时魂不守舍。
低ESR且高压代表千万不要尝试短路。上述短路放电仅仅是1/2充电的效果,如果电容充满了那么我可能不会打字了(笑)
关于开关:空气开关内部实际上是有断路线圈的,除非一些一看就是特别低端的开关,正品断路器里面都会有线圈。这个线圈可能会影响炮的性能,所以可以考虑多p并联或者改装开关使用。不过正常情况来说大c数空开里面的电感对性能影响不是很大,所以要不要劳神就见仁见智了。(隔离开关内部不含 但隔离开关不适合带载闭合)
关于充电:
隔壁的p90的充电方法可以说是别出心裁
利用高压包击穿空气对电容充电,检视电压表,当达到想要的电压后关闭开关停止充电 空气恢复绝缘 相当于断开升压
本教程沿袭了这个设计,将简易万用表作为电压表并联在电容两极。高压包与电容之间的连接之间可串联一个火花间隙,这个间隙本质上是相邻但不接触的导体 可以使用隔离开关(闸刀开关),也可以自制 自制要千万注意安全,等离子电弧具有高热和高电压,一定要做好保护措施 建议使用处于半开半闭状态的隔离开关作为火花间隙,较为安全。
本设计虽然无焊点,但是涉及到高压的地方一定要做好绝缘。安全第一
万用表的改造
很多万用表的最高电压都相当有限,常常在500v-1000v之间。查找文献资料发现测量高压的仪表多用到了分压法。
万用表的改造:万用表实质上是一个灵敏电流表经过连接各种元件实现的可应对各种测量需要的多功能仪表。
本改造教程只适用于指针式万用表,不保证数字表改造成功
原理:电压表是一个串联了相当大电阻的灵敏电流表,通过改变阻值即可实现改表,增大量程
首先我们需要通过测量/查找资料获得万用表的阻值,通常要改造最大电压档位 所以测量/查阅最高直流电压档位即可。
根据欧姆定律I=U/R即可获得表头满偏电流I
然后给出欲获得的量程电压U',除以满偏电流I即可得知需要阻值R',减去原万用表内阻即是我们需要串联在万用表上的阻值。
tips:电阻串联总阻值为各电阻阻值之和,并联阻值的倒数等于各电阻阻值倒数之和。
两串电阻加倍,两并电阻减半。(功率均加倍)
实验开始
线圈与电枢之间的固定
常用双面胶等粘性剂用于固定,也可设计其他方法如弹匣等用于固定
充电完成后,任何情况下不要站在线圈与电枢的前面。本实验教程为高储能,注意实验安全,反弹后的电枢不受控制,需要做好防护以免发生意外。
当你全副武装并准备好的时候,快速的拨动开关,你就可以感受到安培力的厉害了(๑′ᴗ‵๑)I Lᵒᵛᵉᵧₒᵤ❤
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七千八百 发表于 2017-1-24 04:17:51
写的还是蛮详细的,如果有实验的效果图会更好~
不过,对于威力这方面来说,最好还是不要明目张胆的去钻法律的空子,因为这东西还是处于敏感时期,即使威力或者说动能?再小。如果把他作为一个武器。伤了人也是不好的~
电路方面可以考虑使用晶闸管,空气开关只能保证没有像普通开关或刀闸在接触时没有明显的火花。但是在线路上还是会损耗一些能量~
线圈炮本质上就是一台直线电机嘛,弹丸确实是磁性材料就可以~
总的来说,挺详细的,绕制线圈的背景有够诱惑~~~~
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齐天大圣 发表于 2017-1-24 04:53:57
[quote=七千八百二十一,3435]写的还是蛮详细的,如果有实验的效果图会更好~
不过,对于威力这方面来说,最好还是不要明目张胆的去钻法律的空子,因为这东西还是处于敏感时期,即使威力或者说动能?再小。如果把他作为一个武器。伤了人也是不好的~
电路方面可以考虑使用晶闸管,空气开...[/quote] 今天晚上才想到用这个电容搭配这款线圈,所以暂时没有测实验效果 ~对于我们来说,做出正确的选择可以避免很多不必要的麻烦,当然了 害人之心不可有 做学问的目的是让更多人因为自己而受益~ 总之 安全第一不能忘
晶闸管还在摸索中,目前来看如果能找到合适的晶闸管,那么今年做出重接应该问题不大~
谢谢兔纸的评价,先提前祝兔纸新年快乐!
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七千八百 发表于 2017-1-24 05:13:30
[quote=齐天大圣,3436]今天晚上才想到用这个电容搭配这款线圈,所以暂时没有测实验效果 ~对于我们来说,做出正确的选择可以避免很多不必要的麻烦,当然了 害人之心不可有 做学问的目的是让更多人因为自己而受益~ 总之 安全第一不能忘
晶闸管还在摸索中,目前来看如果能找到...[/quote] 同乐
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mjeva 发表于 2017-1-26 08:39:36
看这个设计,估计过几年出口动能官标还得调低.
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感应研究所 发表于 2017-3-22 21:47:59
[quote=mjeva,3485]看这个设计,估计过几年出口动能官标还得调低.[/quote] 今年有人提议升高官标
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Lost_Unicorn 发表于 2019-1-17 16:56:04
坐等更新
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yashyo 发表于 2019-1-19 16:11:18
等楼主更新
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werewolf 发表于 2019-2-2 23:02:43
等我100年才能做出来... ... ...
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zycxjl 发表于 2019-2-8 17:08:10
,耗金钱,耗时间。
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