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2013年6月26日(水) 21:27

当面の標準コイル

 過剰に巻かれたコイルを実測すると、インダクタンスが344μFにもなっている。

 1段目として使うなら、通電時間が長くなって充分に使えるスペック。しかしそれは、インダクタンスだけに拠った判定だ。コイルガンの場合、発生する吸引力が問題となる。吸引力は、コイルの直径が大きくなる(=パチンコ玉との間合いが広がる)と急激に小さくなる。
 インダクタンスはコイルの直径が大きくなれば大きくできるため、それだけ長い線材を消費するデメリットを打ち消せる。しかし吸引力は、コイルの直径が大きくなることによるメリットは皆無であり、ひたすら劣化要因にしかならない。 

 テスターが計算するQ値も、吸引力など考慮せずインダクタンス準拠なので、直接の比較に用いてはならない。
 インダクタンスの数値自体も、吸引力との相関は薄い。大き過ぎれば放電に時間が掛かり過ぎ、小さ過ぎればピーク電流が大きくなり過ぎる。適切な値があるので、値を知っておく必要があるというだけのことだ。

 試しにコイルをほどいて2メートルほど短くしたところ、インダクタンスは235μFに低下した。この分だともしかして、合計4メートル短くして6メートル巻きにしても、充分なインダクタンスが確保出来るのではないか?

 6メートル巻き相当までほどき、実測。144μFと良好な値になっている。
 想像では実用不可能なほどインダクタンスが小さくなると危惧したが、そうでもなさそうだ。だとすれば、0.5ミリを7メートル半ではなく0.6ミリを6メートルの仕様で作った方が性能出そうに思える。

 旧作での標準コイル。0.6ミリを10メートル巻いて全長16ミリ。それを全長10メートルでカットしたようなコイルが目の前にある次第。複数コイルの同時通電を行なうので、事実上旧作のベスト仕様とほぼ等しくなる。
 単位長さあたりの仕様が同一だが、全長が少ないぶん直流抵抗が小さくなる。コイルガンの効率が低下する最大要因がジュール熱なので、直流抵抗を小さく出来るのは効果が大きいはず。

 抵抗が小さくピーク電流が大きくなる分だけ、コンデンサーの容量を減らす。それにより、同一性能を、より小さな投入ジュールで実現可能となる。ロスを減らすには基本的に、放電単位を小規模にして多数並べると良い。ただし製作コストは上昇する。だから、適度に妥協せねばならない。
 コイルガンは多数の先例と研究があり、円筒形のプロジェクタイルを発射する際のコイルの長さはプロジェクタイルの長さと同程度がベストとされている。パチンコ玉のような球体では不明だが、直径11ミリであれば16ミリより10ミリのコイルがベターでも不思議はない。

 とりあえずパチンコ玉使用では、全長10ミリのコイルを並べるのが妥協点だと判断している。400μFのシミュレーションではピーク電流が350Aぐらいまで増えるので、実装時は41μFの8並列ぐらいが良さそうだ。

written by higashino [コイルガン戦車S] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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