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漫谈超级电容器--连载

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发表于 2018-1-14 12:11:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
去年,去看了中国智博会,有感而发。

一、星球大战

过去几十年,每个吹得最厉害的就是星球大战:咱们美国,早就不把地球人当对手了,咱们的目标是征服全宇宙。很多人以为,这个只是美国好莱坞电影人的玩意儿。其实不然,这是美国国防部先进研究计划局DARPA的中心工作。DARPA的这个庞大计划的核心武器就是大名鼎鼎的电磁轨道炮,DRAPA的武器发展计划的核心。
这个DARPA,前身是ARPA。现在我们地球人多在用的因特网Internet,它的前身就是ARPANet,就是ARPA搞的。美军的先进武器,几乎都是ARPA或DARPA计划并组织研发的。
 楼主| 发表于 2018-1-20 07:45:52 | 显示全部楼层
本帖最后由 beepbug 于 2018-1-20 07:47 编辑

二、电磁轨道炮①

最早的炮,叫砲。不用火药,用机械能把石头抛出去,砸死敌人。也叫抛石机。
后来出现了火炮,一直霸占炮世界到今天。
火炮分两类:身管炮与火箭炮。动力都是火药,用化学能打出去。
美军研制的电磁轨道炮,不用机械能,不用化学能,用的是洛伦兹力。也就是说,它的原理跟我们常见的电动机一模一样,都是载流导体(内部有电流流过的导体)在相互垂直的磁场里产生一个平移的力,这就是洛伦兹力。电流方向、磁场方向、洛伦兹力方向,三者互相垂直。因此,电磁轨道炮是利用电能。
所不同的是,我们常见的电动机,它的洛伦兹力是切向的,因此电动机是旋转的;而电磁轨道炮的洛伦兹力则是直线的。其实,也有直线电动机,它不是旋转的,是直线运动的。说穿了,电磁轨道炮就是一个直线电动机。

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 楼主| 发表于 2018-1-20 12:56:33 | 显示全部楼层
本帖最后由 beepbug 于 2018-1-20 12:59 编辑

三、电磁轨道炮②
电磁轨道炮的结构:两条长轨道,置于强磁场中,两根轨道分别接至电源,嵌在两轨道之间的弹体、轨道、电源,一起构成回路。显然,这是一个直流低电压极强电流。产生的洛伦兹力推动弹体从轨道一端向另一端射出去。
为了保证有极强电流,显然,弹体与轨道紧密接触,只有极小的接触电阻。
电磁轨道炮,最早是法国人维勒鲁伯在1920年提出来的。美国专门搞未来尖端武器的DARPA也早就开始研究,就是没有实际搞。困难的是电源。任何一种蓄电池,都没法提供瞬间极强电流。包括现在的各种新型电池,都离电磁轨道炮的要求有十万八千里。不仅仅是放电电流远远达不到要求,充电时间也不行。一弹打出去,充电几小时,敌人跑过来把你活捉了怎么办?当然,你可以一弹就把所有的敌人消灭了。不过,电磁轨道炮的弹体就是一个铁疙瘩(为啥是一个铁疙瘩?下面会讲到。),不可能打死全部敌人。
直到超级电容器出现,电磁轨道炮才有了实际试验的可能性。
现在清楚了,上面所谓的电源,其实就是一个超级电容器柜。
击发后,还得充电。因此,电磁轨道炮必须放在高压电网旁。至少我们家里的配电盘给超级电容器柜充电是不行的。充电时间太长。

前面说了,DARPA未来尖端武器的核心是电磁轨道炮。现在可以说,电磁轨道炮的核心是超级电容器。没有超级电容器,那电磁轨道炮就只能是发发论文、扯扯淡。
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 楼主| 发表于 2018-1-20 14:40:09 | 显示全部楼层
四、电磁轨道炮③
几年前,美军公开过一份电磁轨道炮的试验报告。先简述几点。
发射时有巨响,强光。
轨道烧蚀非常严重,打两三弹,就得换一对轨道。
射速是七分钟一发。原因就是充电时间长。就是说,打出一发后,要充电七分钟。
还贴出了一些照片。轨道很庞大,超级电容器柜也很庞大。
第一、第二,其实是一个问题,烧蚀引起的巨响、强光。前面说了,发射过程中,弹体与轨道必须始终紧密接触。也就是说,两侧轨道必须对弹体有相当的正压力。这样一来,弹体发射时自然有极大的摩擦力,于是产生高温。这会带来几个问题。一、隐蔽性等于零,一发射,周边上百公里,肉眼也能看见。成了敌军的打击目标。二、打几发就得换轨道,就得看敌军会不会给你这个时间。三、能量浪费很大。媒体宣传说美军有多少多少焦耳,可美军自己说,大头浪费了,出去的能量只是小头。以后在空气高速中飞行,能量损耗又是大大的。
第三点,美军自己也说了,这时间太长了,没法在战场上实用。
第四点,这么大体积,再加上巨响与强光,也实在不实用。就是个靶子。
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 楼主| 发表于 2018-1-21 09:37:04 | 显示全部楼层
五、电磁轨道炮的弹体

美军试验了电磁轨道炮后,美军自己还算比较实在的,吹得不多。倒是某些中国人激动得不得了,一波一波地吹。先是说,能打几千公里。学过初中物理的质疑了:这么快速度,竟然还能忽视空气阻力?吹美牛的说了,弹体是圆柱形的,前面是圆锥形的,尖尖的。可是,美军试验报告说是矩形体啊。事实上,看电磁轨道炮的原理与结构,圆柱形弹体没法保证与轨道之间的极低接触电阻。又吹牛说,弹体是直射的,瞄准就命中。学过初中物理的又说话了:难道地心引力对它也是无效的?还有风呢?第三波吹:弹体是制导的。可从美军试验报告看,这么高的温度,地球芯片元件肯定吃不消。其实,美军试验报告写得明明白白:实心矩形体。第四波吹:电磁轨道炮是朝天打,弹体去蟠桃会喝了酒回来再砸在中国人头上。看来世界人民之前的航天科技、洲际导弹都白白发展了。

一般的火炮,弹头都装有炸药,杀伤力包括炸药爆炸、弹片四飞、冲击波。电磁轨道炮的弹体就是一个铁疙瘩。因此,电磁轨道炮叫动能打击武器。它的杀伤力,就是弹体击中目标物时的速度的平方乘以质量再除以二。美国媒体宣传的动能,是数据造假。其实是电源向超级电容器充电的能量。充电过程有损耗,击发时更有极大损耗,在飞行阶段损耗也极大。真正的打击能量要看击中时的质量(弹体一部分被烧蚀)与速度。


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发表于 2018-1-22 08:22:43 来自手机 | 显示全部楼层
超级电容:近日,全球顶级跑车制造商兰博基尼宣称,其要与麻省理工学院共同研制一款全新的超级跑车。该车将使用超级电容器为其提供动力,这迥异于以往的常规电池。该超级电容器使用碳材料制作,与常规电池相比,体积更小、重量更轻,甚至可与车身板件融为一体。
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发表于 2018-1-24 00:31:39 | 显示全部楼层
beepbug 发表于 2018-1-21 09:37
五、电磁轨道炮的弹体

美军试验了电磁轨道炮后,美军自己还算比较实在的,吹得不多。倒是某些中国人激动得 ...






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发表于 2018-1-24 09:06:12 | 显示全部楼层
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