Coil Gun projektiler (1 / 4 steg)

Steg 1: Styr principerna för Coil Gun projektil Design

Projektil längd
Genom andra folk och min egen forskning har jag funnit att projektilen måste vara minst halva längden av spolen och det längre projektilar lutar åt längd men inte längre än spolen utföra bäst. Detta beror på att projektilen accelereras endast till centrum av spolen, om projektilen är mindre än halva längden av spolen sedan när den är som brott mot spolen har kortare sträcka att resa för att nå centrum av spolen. Om projektilen är längre än längden på spolen sedan några av projektilen inte att lockas in i spolen fördel. Detta innebär att alla samlas utanför spolen när projektilen är centrerad i spolen är effektivt dödvikt.

Projektil Diameter
Projektil diameter bör vara balanserad med styrkan av det magnetiska fältet som produceras. Det vill säga kopplas att om den kondensator banken är av en fast storlek sedan projektilen skall ihop med en spole som bara fullt mättade fettsyror allt magnetiska material av projektil.
Om projektilen är för stor då det inte kommer helt mätta och så extra massan i projektilen som inte är magnetiserade är effektivt dödvikt. Om projektilen är för liten då det mättade fettsyror för snabbt och Magnetiskt flöde används inte fullt ut för att påskynda projektilen.

Projektil längd diameter förhållande till
Projektilen skall följa god dimensioner för ballistik. Detta innebär att projektilen längd bör vara minst tre gånger dess diameter att minska tumbling och inte mer än fem gånger den som är den övre gränsen för spin stabiliserats projektiler. Spin stabilisering är att föredra eftersom det stabiliserar projektilen utan att lägga till drag som sänker projektil hastighet och så rörelseenergi.

Projektil Material
Projektilen måste göras av en Ferro-magnetiska material. Aluminium fungerar inte eftersom den är utformad att fungera som ovilja sjösätta och inte genom induktion. Om projektilen är placerad precis i centrum av spolen då det bör vara induktivt stöts ut ur anordningen men det skulle kräva längre puls längder och en ledande projektil så att en ström kan induceras i projektilen av elektromagneten och projektilen drevs tillbaka. Detta introducerar induktiva förluster som ovilja ställa in inte har.

Mjukt järn är det bästa standard materialet som det vinster och förluster dess magnetism enkelt och det är lätt att forma som önskas. Stål är ett dåligt val, desto högre grad av stål desto sämre egenskaper eftersom det behåller sin magnetism efter upprepade skott och har en dålig hysteresis reaktion, även rostfritt stål är mycket mindre magnetiska än järn om alls.

Det optimala materialet för projektilen skulle vara icke-ledande, starkt ferromagnetiska och har låg hysteres dvs att kunna vinna och förlora sin magnetism mycket snabbt. Keramiska magnet kompositer är bra men svårt att arbeta med eftersom de är mycket skör och fortfarande något ledande vanligtvis i intervallet 106 ohm.cm. (4) en bra kompromiss är pulveriserat järn matris som kan tillverkas enkelt med epoxiharts som en matris men detta ger en lägre järnhaltiga material densitet än en fast mjukt järn projektil.

Projektil ledningsförmåga
Minskning av Eddie strömmar i hela enheten förbättrar prestanda som mindre energi går åt i resistiv uppvärmning. Pulveriserat järn Matrix är en av de bästa alternativen men har en lägre Magnetiserbar materiell koncentration än fast järn motsvarande som negativt påverkar coil gun prestanda. Keramiska magneter eller ferrites är en bra lösning eftersom de är mycket resistiv och därmed minska Eddie nuvarande förluster. Kammaren bör också vara elektriskt ledande.

Projektil aerodynamik
En mer aerodynamisk projektil kommer att ha en lägre luftmotståndsvärde och därmed långsamt ner mindre över distansera den färdas genom luften men från en stabilisering synvinkel måste det vara snurrade och eller har dra på svansen att stoppa den tumlande. Båda dessa alternativ långsam projektiler hastigheten men öka noggrannheten i mätningen hastighet via VUSAT som en punkt av effekterna kan identifieras i stället för potentialen för en sida om effekter som lämnar ett tvetydigt inverkan läge.

En platt slutade fast cylinder är optimal för Magnetiskt flöde koppling. Valfri form än detta lämnar luftspalter som minska prestanda. Lösningen på detta är att använda magnetiskt inert tips som plexiglas, plast eller glas. Tydliga material är att föredra eftersom de tillåter att optisk utlösande.
Om en kompromiss måste göras bollen slutade är bäst eller projektilen bör förlängas något om spetsen är särskilt pekat för att behålla samma volym av Magnetiserbar material i projektilen och samma vikt. Det skulle vara intressant att se hur längre, spetsigare projektiler utföra där deras massa är balanserat genom att ta bort material från svansen genom att borra ut. Detta kan också bidra med stabilisering som svansen skulle vara lättare än näsan.

Projektil positionering
Projektil ställning på brott spolen före bränning kan ha en enorm inverkan på dess avsluta hastighet; Detta är ner till puls längd och projektil acceleration/tröghet. Om projektilen är för långt från överträdelsen kommer då det inte att lockas in i spolen tillräckligt snabbt så aktuella pulsen är över innan projektilen når mittpunkten av spolen. Om projektilen är för långt in i spolen då det kommer att nå centrum av spolen innan den aktuella pulsen är över och suga tillbaka och i vissa extrema fall eld ur fel ände som spolevapen fungerar som en induktans launcher istället för en ovilja launcher.

Projektil massa
Lägre massa projektiler kommer att färdas snabbare som KE = 1/2mV ^ 2. Tyvärr materialet måste vara järnhaltiga/ferromagnetiska och så vikten ligger ganska per volymenhet. Massan behövs eftersom det är Magnetiserbar massan som spolevapen använder för att locka projektilen till spolen. Om projektilen är för litet järn kommer att "mätta" menande det är helt magnetiserade och om en större kärna användes kan mer material potentiellt vara magnetised. Optimalt, bör spolevapen inte mätta projektilen men kom oändligt nära så.

Projektil Flux koppling
Projektil yttre diameter måste vara så nära den inre diametern på spolen som möjligt för att minska luftspalten och maximera flux koppling. Detta innebär att han spolen bildar röret måste vara så tunn som möjligt och projektilen som tätt en passform som kan uppnås.

Projektil stabilisering
Projektilen kommer att tumla runt om vänster un-stabiliserad, detta är inte önskvärt eftersom det ökar drar på projektilen och minskar noggrannhet vilket innebär att det inte kommer att landa där du vill ha och när det kommer att ta längre tid att göra det leverera mindre kraft på inverkan. Det innebär också att styrkan av miljöpåverkan kunde vara sprids ner längden på projektil axeln i stället koncentrerade på spetsen. Detta kan försvåra beräkningen via horisontella VUSAT på grund av tvetydiga inverkan poäng.

Det enklaste sättet att stabilisera det skulle vara att använda dra på baksidan av projektilen. Detta är vanligtvis gjort med flyg eller fenor men de är svåra att använda när projektilen måste vara så tätt en passform som möjligt i tunnan. Därför dra stabilisering måste ske efter svansen av projektilen, vissa ull eller andra flexibelt material skulle fungera och stabilisatorerna skulle se något liknande kort serpentiner.

Det bästa sättet att stabilisering är gyroscopically genom att lägga till en spin projektilen, detta äger ett par små designproblem att övervinna i spolen pistol design. Räffla skulle vara en bra lösning men väggtjocklek måste minimeras för att minimera luftspalten och maximera flux koppling. Tunna väggar gör räffla svårt och dessutom i konventionella vapen räffla skär skåror i projektilen som tvingas ur tunnan, detta är inte ett problem i en pistol som fungerar av komprimerade gaser som Vapnet pudrar men i en spolevapen det skulle avsevärt långsammare projektilen. Den andra metoden för räffla är att använda en sexkantig fat och vrid ner dess längd av en begränsad grad men detta introducerar stora luftspalter som icke önskar.

En lösning skulle vara att greppa projektilen från baksidan och snurra den med en elmotor före bränning. Detta skulle fungera men högintressant mekanismen skulle behöva vara noggrant tidsinställda till låta gå i rätt tid, detta skulle kunna uppnås genom att sätta en liten kotte på baksidan av projektilen och sätta en elektromagnet i fram-och återgående konen som är knuten till motordrift. Detta skulle kräva kommutering att fungera men eftersom elektromagneten skulle roterande och konen i svanen av projektilen inte är optimal, eftersom det tar bort material.
Det är möjligt att snurra projektilen genom att göra en flera steg spolevapen och lindning av spolar ellipsformigt så varje steg är lätt vridna från sist. Detta är svårt att uppnå men och är en suboptimal spole form för magnetisk flödestäthet.

Projektilen kunde teoretiskt roteras induktivt med en AC motor stator runt brott mot spolevapen. Detta är förmodligen den bästa lösningen kommer men troligen kräver komplexa ändringar av projektilen och införa induktiva förluster om projektilen skulle annars konstrueras av ett icke-ledande magnetiska material som en pulveriserat järn matris.

Den bästa lösningen för detta experiment är att använda en plastspets minska klientdelen dra och avskräcka tumlande, en plast svans kan läggas på ett framtida datum att experimentera med hur aerodynamiska spin stabilisering ökar dra och om det är värt förlusten i hastighet.