Hogyan készítsünk egy railgun
Hogyan készítsünk egy railgun.
A legegyszerűbb például egy elektromágneses gyorsuló rendszer-az úgynevezett „railgun” jól ismert kísérletezôk évtizedek (1,20].
Az az elképzelés, railgun (elektromágneses vagy pushki- "Railgun") igen egyszerű (ábra. 1). A két párhuzamos (vagy koaxiális) áramvezető sínek, vasúti feszültséget az áramforrásról. Ha a zárt rendszer azáltal, hogy a gumiabroncs, például egy elmozdítható kocsi hordozó aktuális és jó kapcsolatot a gumiabroncs, akkor az elektromos áram mágneses mezőt indukál. Ez a mező létrehoz egy nyomás P egyenlő 2 ** N # x2F; 8Pi, amely hajlamos arra, hogy nyomja a vezetékek képező áramkört. Massive gumiabroncs szerelt síneken. Az egyetlen mozgatható elem egy kocsit, amely hatására nyomás elkezd mozogni a sínek mentén, így chtobby által elfoglalt térfogat mágneses mező megnő, azaz az irányt az áramforrásról. Gyorsulás a kocsi addig folytatódik, amíg a mágneses nyomás. Sebességkorlátozás amelyhez a kocsi hajt meghatározott arányban.
Gyorsítás ahol hosszúságú S-és-hatékony gyorsulást. Megbecsülni a nyomás kiszámításához a mágneses mezőt. Legyen N = 10 ** 5 gauss. Ezután P = Chh1O ** 8 dyn # x2F; cm ** 2 = 400 atm. Tegyük fel, hogy a hatékony vastagsága a kocsi egyenlő 10 g # x2F; cm ** 2, akkor a gyorsulás a következő lesz 5 m 4x10 ** # x2F; c ** 2 vagy 4x10 ** 4g. Ilyen körülmények között, 10 km-# x2F sebességet, A kitűzött feladatot olyan hossza 125 m, és a sebesség 20 km # x2F; a-20 km a növekedési # x2F c-ezután eloszlassa azokat megfelel hossz 200 m Ezek jellemző méretek lineáris elektromágneses gyorsítók .. Gyorsítási idő v # x2F; de ez Jellegzetes gyorsítók paraméterei századmásodperc alatt. Megjegyezzük, hogy a teljes tömege a kocsi fenti értékek függetlenek; bruttó súly azonban csak az összes energiafogyasztás.
Továbbfejlesztett elektromágneses fegyverek javítását célzó végsebesség. A növekedés a lineáris méretei kilométeres skála aligha lehetséges. Növeléséhez vagy gyorsítani, hogy növelni kell a mágneses nyomást, vagy csökkent a tényleges tömege a lövedék.
mágneses nyomásnövekedés nem lehet végtelen, nyomáson körülbelül 1000 atmoszféra (azaz 150-160 kgauss) küszöböt a mechanikai stabilitás érhető el. Egy ilyen rendszer nagyon hosszú gumiabroncs tele a belső nyomás, nehéz, hogy a kemény és tartós. Ha a mechanikai szilárdsága még mindig lehetséges, hogy megpróbálja biztosítani amelynek emelkedése m súlygyarapodás nem segít veszteséggel szemben hőálló.
Ha a időtartama az áramimpulzus a sorrendben század egy második bőr mélysége a réz körülbelül 1 cm kgauss mágneses mező 120 ebben az esetben megfelel egy áramsűrűség 100 kA # x2F ;. ^ Cm. Ez azt eredményezi, hőveszteségeket az anyagban a sorrendben 400 J # x2F; cm ^ 20 ms-áramimpulzus (réz-ra melegítjük 120 ° C-on). A megfelelő PFSZ NJ pontosan megegyezik a kinetikus energia a lövedék. Így, a hatékonysága a railgun 1 # x2F; 3. Tekintettel arra, hogy a hatékonyság áramforrás nem haladja LP # x25; teljes hatásfoka körülbelül 10 # x25; a fent említettek.
Thermal fűtési sebesség korlátozza a rendszer busz, és minden olyan termikus károsodás rontja a reprodukálhatóság jellemzőit lövések.
A kívánatos csökkenteni a súlyát a lövedék érdekében, hogy növelje a végsebesség ellentmond annak szükségességét, hogy horog egy meglehetősen bonyolult önirányító rendszer tömege nem lehet csökkenteni nehézség nélkül.
Ezen kívül volt egy kis probléma kitöltésével gyorsulás. Hogy a lövedék elszakadtak a plazma a dugattyú, az utóbbit kell eltűnnek, vagy lassítani. A fenti egyszerű lassulás mintát lehetetlen, és ez megköveteli egy elektromos áramkört eltűnését plazma dugattyú.
Törés Nagy elektromos áramkör, mint ismeretes, ez nagyon sok túlfeszültség meghibásodások. Ennek eredményeként, a lövedék kaphat további véletlenszerű impulzus, amelynek van egy merőleges komponens, amely rontja a szögpontosságú.
Végül a nagyon dugattyú mozgását kitett plazma sok plazma instabilitás, amelyeket nehéz előre látni és megoldani előre.
Lehetséges érintésmentes eljárás gyorsulás alapján a használatát, például fajták lineáris indukciós motor. Ez a zárt gerjesztőtekercs betoljuk egy területen alacsonyabb értéket a mágneses mező. Egy tekercs mozog a tengelyirányú vonalon a lánc külső tekercsek, amelyek felváltva fázisban a mozgás a tekercs áram alá kerül. Yelnia anyagmennyiség (akár több száz kg per lövés), és ezáltal olyan magasabb szögpontosságú (a sorrendben mikroradiánnál). A hátránya ennek a rendszernek a viszonylag kis, de hatásos gyorsulás (100 g), és így szignifikáns lineáris méretei (több tíz kilométer!).
És mindegy, talán egy komoly probléma, az elektromágneses rendszerek energia. Tipikus forrásai az elektromágneses energia rendszerek jelenleg a unipoláris generátor (lendkerék) egy energiával legfeljebb 10 J # x2F; g (10 MJ # x2F; t) [1-22]. Ha a rendszer megköveteli a magas aránya a tűz, az energia nem kell határozni.
Így, az elektromágneses rendszerek (mágneses nyomás) jellemző két fő hátránya van:
- szignifikáns lineáris méretek, ami hátráltatja retargeting (tekintve hatás kompenzáció), ezért csökkenti a sebességét, és növeli a biztonsági rés;
- túlságosan nagy halom energia rendszerek.
Ezért elektromágneses rendszer, fókuszált eddig főleg az elérésére „sverhskorostey”, a jelenlegi fejlettségi szintje nem sok haszna van annak érdekében, hogy legyen az egyik legfontosabb eszköz futtatásához homing elfogó (meg kell venni még a hatalmas túlterhelés rejlő ilyen rendszerek, akkor akadályozzák a létesítmény.
A hasznossága egyes ballisztikus elfogó az ilyen típusú, sőt, akár a nagyon nagy sebességű, amíg megkérdőjelezhető, legalábbis széles körű vereség miatt a bizonytalanság a szögpontosságú lövés.