Главная » Статьи » Теоретические статьи » Математика coilgun

Анализ таблицы ускорителей

Итак, на сегодняшний день (1 января 2022) в моей Таблице ускорителей собраны данные для 15 многоступенчатых койлганов, по которым есть достаточно информации для расчета коэффициента качества G (что это такое и как его определить, подробно описано здесь). Это не то чтобы большая статистика, но кое-какие выводы уже можно сделать, а именно:

1) Как и ожидалось, величины G-фактора имеют диапазон от 0 до 1, причем для подавляющего большинства более-менее качественно сконструированных ускорителей значения G лежат в диапазоне 0,25...0,35. То есть принимаясь за работу, гауссостроитель с "прямыми руками" может рассчитывать на получение выходной скорости снаряда от одной четвертой до одной трети от величины vmax, вычисленной мной в данной публикации .

Из этого общего правила выделяются два образца - DB6L с G = 0,579 и "Крысобой" ЩУМ-76 с G = 0,455. Для первого из них сверхвысокий уровень скорости объясняется использованием схемы "бегущая волна" - строго говоря, это вообще исключает применение к нему моей методики расчета, поскольку в ней предполагалось, что катушки не могут работать одновременно, а включаются строго одна за другой (причем для оптимального случая даже с некоторым "зазором" по времени). Между прочим это единственный известный на сей день законченный портативный койлган такой конструкции. Что же касается "Крысобоя", то его повышенные характеристики обусловлены применением короткого (шарообразного) снаряда - это хорошо подтверждает выводы моих публикаций о том, что скорость снаряда в гауссовке повышается с уменьшением его длины.

Рис. 1. "Рекордсмены" по значению G-фактора среди койлганов ( на 1.01.2022).

 

2) Из анализа двух последних столбцов Таблицы видно, что G-фактор удобнее для сравнения разных конструкций, чем ранее предложенный коэффициент Кх, поскольку значение Кх "гуляет" в диапазоне от единиц до нескольких десятков. Кроме того, четко прослеживается корреляция между отклонениями Кх и G в сторону увеличения, в то время как для малых значений этих коэффициентов такой корреляции нет. Иными словами, если какой либо ускоритель сделан качественно (т.е. размеры снаряда и катушек, а также временные диаграммы их работы подобраны правильно, а сами катушки намотаны с максимальным коэффициентом заполнения по меди), то оба коэффициента, скорее всего, будут велики. Однако, для "плохих" гауссовок Кх может иметь приличную величину, хотя G будет мал (как и должно быть). Примером таких конструкций являются № 7 и № 12. Легко понять, почему так происходит - дело в том, что G-фактор, помимо всего прочего, учитывает длину ускорителя, в то время как Кх оценивает только выходную скорость снаряда, не принимая в расчет, какой "ценой" она достигнута. Поэтому для ускорителей, имеющих большое количество длинных неоптимизированных обмоток, Кх принимает завышенные значения.

3) В таблице присутствуют ускорители, в которых применены ключи с принудительным прерыванием тока (MOSFET или IGBT-транзисторы) - это конструкции № 3 и № 8 ("рекордсмена" DB6L и "отстающего" № 12 далее не будем учитывать по причинам, упомянутым выше). Так вот, очень странным является тот факт, что они не показывают существенно лучшего уровня качества (значений Кх и G) по сравнению с остальными койлганами, использующими простые тиристоры. Это довольно удивительно, т.к. любой гауссостроитель знает, что, по идее, применение транзисторов позволяет лучше "подогнать" форму тока в катушках под движение снаряда и таким образом увеличить его скорость. Можно было бы подумать, что "невыдающиеся" параметры транзисторных гауссовок связаны с чем-то иным (например, неудачным подбором формы обмоток), однако, зная тщательность, с которой такой мэтр как  Джеймс Пол подошел к созданию своей модели, трудно заподозрить его  в этом промахе... Пока я не нахожу объяснения этой аномалии. Вероятно, следует подождать, пока появятся данные  по еще какому-то количеству койлганов на основе управляемых ключей, чтобы сделать более обоснованные выводы...

 

С Уважением, 

Ваш Eugen

 

Апдейт от 1.11.2023: Таблица скорректирована, введен параметр "длина снаряда" для каждого койлгана. Ввиду этого (а также с учетом добавлений, сделанных в таблицу за прошедшие почти 2 года) произошли следующие изменения:

1) Средние значения G существенно выросли, теперь "критерием пряморукости" можно считать диапазон G = 0,45....0.,65. При этом оказалось, что "отстающие" конструкции таковыми и остались даже при новом методе подсчета.

2) Койлганы с короткими снарядами "пострадали" больше всего - это объяснимо, т.к. для ускорения шариков с применением тиристорной коммутации их конструктору приходилось использовать удлинненную катушку, которая не очень эффективна.

3) Для некоторых гауссовок, к сожалению, информации о длине снаряда отыскать не удалось, и в обновленную Таблицу они не вошли. Поэтому, на всякий случай, я сохранил доступ к старой Таблице через отдельную ссылку.

4) "Чемпионами" по эффективности являются койлганы с транзисторной комммутацией и рекуперацией энергии - ТК-14 и DB6L, что представляется совершенно справедливым.

Категория: Математика coilgun | Добавил: Eugen (01.01.2022)
Просмотров: 288 | Теги: Гаусс, электромагнитный ускоритель, гаусс ган, гаусска, гаусс-ган, пушка Гаусса, гауссовка, койлган, ускоритель масс, ЭМУ | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]