Асинхронный гаусган.

ru_radio_electr — 03.04.2010 Пусть не смущает заголовок, я именно это и имею в виду. Бродя по разным сайтам и просматривая различные конструкции гаусганов, заметил, что все решают проблему нетривиально, по школьному. В сути своей пытаются затянуть пульку внутрь катушки, а как она дойдёт до середины - отключить. В общем-то очевидная и наиболее простая схема. Но в результате оказывается самой гемморойной и не эффективной. Во первых, если мы вспомним физику и ТОЭ (торетические основы электротехники), то узнаем, что ток, штука хитрая, и не может в катушке индуктивности изменится мгновенно! Для тех кто в танке, рекомендую поднять теорию переходных процессов (в идеале вкуривая во все производные). Отсюда следует неутешительный вывод, что резко размокнуть цепь, с мощнейшой катушкой, которая сейчас несёт пулю, и через неё протекает ток в килоамперы нельзя. Нет такого комутационного аппарата, который сможет осуществивить это мгновенно. Даже если это удастся сделать, ток решит протечь через воздух и будет пробой. Короче, мощность геммороя ясна.

И вместо того, чтобы лезть в дебри сложнейшей теории переходных процессов, в простом решении, мне пришла в голову иная мысль. Кто хоть раз сталкивался с устройством двигателей, поймут о чём я говорю, а те кто не сталкивался - пускай идут учить матчасть. Для изучения матчасти, тем кто сталкивался, и тем кто ещё планирует рекомендую книжку, которую посоветовал мне di_halt (я предполагаю, что я по ней учился в институте, уж больно она мне знакома) http://www.mymanual.ru/ebooks/texnicheskaia_literatyra/elektrotexnika_radiotexnika/7451.html .

Итак, к двигателям. Двигатель состоит из ротора и статора. Я буду говорить о двигателях переменного тока (бесколлекторных), и следовательно ротор никак не связан с внешнем миром. Двигатель, как мы привыкли круглый. Но никто не мешает двигатель сделать нам ЛИНЕЙНЫМ (гуглица по теме плохо :( ). Т.е. растянуть его в линию. Статор сделать в виде неподвижных обмоток рельса, а ротор в виде замкнутой катушки-тележки-пули-снаряда (нужное подчеркнуть), короче беличья клетка. Полюса статора в этом случае становятся катушки. Можно увеличить фазность. Но самая тема начинается, если сделать такой линейный двигатель асинхронным! Чтобы поле бегало быстрее, чем движется сам снаряд! При увеличении частоты до 1кГц, мы получим уменьшение самого магнитопровода и катушек. Единственная проблема получить чистый синус 1 кГц. Ну и можно увеличить количество фаз до 10. В общем, поле для рассчётов и экспериментов громадное.



Для начала немного требований, которые я хочу предьявить конструкции:
1. Длинна разгонной части L=1-1,5 метра;
2. Скорость выхода снаряда, как у снайперской винтовки - V =1000 м/с;
3. Масса снаряда m = 9 грамм (0,009 кг).

Я поделился со своей "гениальной" идеей с многоуважаемым камрадом di_halt, который как известно вообще приводчик. Я конечно сам не лыком шит, и на движках в своё время
собаку сьел, но увы повыветрилось у меня из голловы многое. Первым делом уважаемый друг посоветовал книгу, ссылку на которую я привёл выше. Я начну востанавливать по ней в голове весь фарш. Но мы совершили с ним некоторый рассчёт необходимой мощности.

Отдалённо похожий проект, с подобным решением (хотя без сомнения значительно проще), я видел вот тут: http://gauss2k.narod.ru/Llevellyn/opr02KSK/opr02KSK.htm . В этом проекте нас интересуют цифры:
1. Объём энергии установки Eу= 600 Дж (!).
2. Суммарная масса снаряда (там комбинированный снаряд) m =7,8 грамма (0,0078 кг).
3. Скорость V= 100 м/с.

Сразу прикинем КПД установки, которую я показал. Энергия снаряда равна: E=(mV^2)/2=(0,0078*100*100)/2=39 Дж. Следовательно КПД установки равен 6,5% (уууууу...). Что очень херово я вам скажу.

Теперь оценим параметры установки, которую задумал я (спасибо за арифметику тов. Дихальту). Итак, энергия моей установки будет равна: E=(mV^2)/2=(0,009*1000*1000)/2=4500 Дж. Сравните ещё раз мощность (с учётом КПД) для примерно такой же установки, но для 100 м/с и 7,5 грамм - 600 дж! Т.е. установка у нас в 7,5 раз мощнее должна быть.

Дальше с Ди Хальтом мы видать накосячили в вычислениях, т.к. получаются заоблачные цифры. Мы прикинули, что снаряд у нас летит один метр, в течении тысячной доли секунды (0,001 с). Т.е. работа в течении одной секунды, и получаем 4500 000 Вт (Вт = Дж / с) или 4,5 МегаВатт (МВт). Пускай даже в течении 0,001 секунды - это чудовищная мощность. Например мощность электростанции в моём институте, питающей целый микрорайон Москвы, равна 6 МВт (некорректно, МВ*А, но для простоты пойдёт)! Т.е. чудовищная мощщщ! Катушки могут расплавится, но мы применим жидкий азот... (в общем вы поняли)

Мне интересно мнение профи (если кто понял мою витеватую мысль), поправки в моих рассчётах, и ваши конструктивные предложения и критику!

Тут нужно понимать, раз я предполагаю асинхронный двигатель, то будет такой параметр, как скольжение (характеристика асинхронного двигателя), и "плавный" разгон. Но для такого резкого пуска "сместа в карьер", нужен чудовищный "момент" (здесь иная характеристика - просто сила, но можно оперировать и этой). Для развития чудовищного момента, нужно куча энергии, которую из розетки не получишь. В общем жду идей :)

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив