Bună prieteni! Cu siguranță unii dintre voi au citit deja sau au întâlnit personal acceleratorul electromagnetic gaussian, care este mai bine cunoscut sub numele de „Pistolul Gauss”.

Un pistol Gauss tradițional este construit folosind condensatoare de mare capacitate greu de găsit sau mai degrabă scumpe, iar unele cablaje (diode, tiristoare etc.) sunt, de asemenea, necesare pentru a încărca și a trage în mod corespunzător. Acest lucru poate fi destul de dificil pentru oamenii care nu înțeleg nimic în electronica radio, dar dorința de a experimenta nu le permite să stea nemișcați. În acest articol, voi încerca să vorbesc în detaliu despre principiul de funcționare al pistolului și despre cum puteți asambla un accelerator Gaussian simplificat la minimum.

Partea principală a pistolului este bobina. De regulă, este înfășurat independent pe o tijă dielectrică nemagnetică, care în diametru depășește puțin diametrul proiectilului. În designul propus, bobina poate fi chiar înfășurată „cu ochi”, deoarece principiul de funcționare pur și simplu nu permite efectuarea niciunui calcul. Este suficient să obțineți un fir de cupru sau aluminiu cu un diametru de 0,2-1 mm în izolație lac sau silicon și vânt 150-250 de spire pe butoi, astfel încât lungimea de înfășurare a unui rând să fie de aproximativ 2-3 cm.De asemenea, puteți utilizați un solenoid gata făcut.

Când un curent electric trece printr-o bobină, în aceasta este generat un câmp magnetic. Mai simplu spus, bobina se transformă într-un electromagnet care atrage un proiectil de fier și, pentru a nu rămâne în bobină, trebuie doar să opriți curentul când intră în solenoid.

La armele clasice, acest lucru se realizează prin calcule precise, utilizarea tiristoarelor și a altor componente care vor „taia” pulsul la momentul potrivit. Pur și simplu vom rupe lanțul „când putem”. Pentru întreruperea de urgență a circuitului electric în viața de zi cu zi, se folosesc siguranțe, acestea pot fi folosite în proiectul nostru, dar este mai indicat să le înlocuiți cu becuri dintr-o ghirlandă de brad. Sunt proiectate pentru a fi alimentate cu tensiune joasă, prin urmare, atunci când sunt alimentate de la o rețea de 220 V, se ard instantaneu și întrerup circuitul.

Dispozitivul finit este format din doar trei părți: o bobină, un cablu de rețea și un bec conectat în serie la bobină.

Mulți vor fi de acord că folosirea unei arme în această formă este extrem de incomodă și inestetică și, uneori, chiar foarte periculoasă. Așa că am montat dispozitivul pe o bucată mică de placaj. Am instalat terminale separate pentru bobină. Acest lucru face posibilă schimbarea rapidă a solenoidului și experimentarea cu diferite opțiuni. Pentru bec am instalat două cuie tăiate subțiri. Capetele firelor becului se înfășoară pur și simplu în jurul lor, astfel încât becul se schimbă foarte repede. Vă rugăm să rețineți că balonul în sine este amplasat într-un orificiu special făcut.

Faptul este că atunci când este declanșat, există un fulger mare și scântei, așa că am considerat că este necesar să cobor puțin acest „flux”. Schema unui simplu accelerator de masă electromagnetică de birou cu o singură etapă sau pur și simplu - pistol Gauss. Numit după omul de știință german Carl Gauss. În cazul meu, acceleratorul constă dintr-un încărcător, o sarcină limitatoare de curent, doi condensatori electrolitici, un voltmetru și un solenoid.

Deci, să luăm totul în ordine. Încărcarea pistolului este alimentată de 220 de volți. Încărcarea constă dintr-un condensator de 1,5 uF 400 V. Diode 1N4006. Tensiune de iesire 350 V.

Urmează sarcina limitatoare de curent - H1, în cazul meu o lampă cu incandescență, dar puteți folosi un rezistor puternic de 500 - 1000 ohmi. Tasta S1 limitează încărcarea condensatoarelor. Cheia S2 livrează o descărcare puternică de curent către solenoid, așa că S2 trebuie să reziste la un curent mare, în cazul meu am folosit un buton de la tabloul electric.

Condensatorii C1 și C2, fiecare 470 uF 400 V. În total se obțin 940 uF 400 V. Conectați condensatorii respectând polaritatea și tensiunea de pe ele în timpul încărcării. Puteți controla tensiunea pe ele cu un voltmetru.

Și acum cel mai dificil lucru în designul nostru de pistol gauss este solenoidul. Este înfășurat pe o tijă dielectrică. Diametrul interior al trunchiului este de 5-6 mm. Sârma a folosit PEL 0,5. Grosimea bobinei este de 1,5 cm.Lungimea este de 2 cm.La bobinarea solenoidului, este necesar să izolați fiecare strat cu super-clei.

Pentru a accelera cu pistolul nostru electromagnetic gauss, vom tăia cuie sau gloanțe de casă de 4-5 mm grosime, lungi cât o bobină. Gloanțele mai ușoare zboară mai mult. Cele mai grele zboară la mai puțină distanță, dar au mai multă energie. Pistolul meu gauss străpunge cutiile de bere și trage 10-12 metri, în funcție de glonț.

Și totuși, pentru accelerator este mai bine să selectați fire mai groase, astfel încât să existe mai puțină rezistență în circuit. Fii extrem de atent! În timpul inventării acceleratorului, am fost șocat de mai multe ori, am respectat regulile de siguranță electrică și am acordat atenție fiabilității izolației. Mult succes in creativitate.

Discutați articolul GAUSS GUN

.
În acest articol, Konstantin de la How-todo vă va arăta cum să faceți un tun Gauss portabil.

Proiectul a fost făcut doar pentru distracție, așa că nu a existat niciun obiectiv de a stabili recorduri în clădirea Gauss.

De fapt, Konstantin chiar a devenit prea leneș să numere bobina.

Să începem prin a revizui teoria. Cum funcționează pistolul Gauss.

Încărcăm condensatorul cu o tensiune ridicată și îl descarcăm într-o bobină de sârmă de cupru de pe butoi.

Când curentul trece prin el, se creează un câmp electromagnetic puternic. Un glonț feromagnetic este tras în țeavă. Încărcarea condensatorului se epuizează foarte repede și, în mod ideal, curentul prin bobină nu mai curge atunci când glonțul este în mijloc.

După aceea, ea continuă să zboare prin inerție.

Înainte de a trece la asamblare, trebuie avertizat că trebuie să lucrați cu mare atenție cu tensiune înaltă.

Mai ales atunci când folosiți astfel de condensatoare mari, poate fi destul de periculos.

Vom face un pistol cu ​​o singură treaptă.

În primul rând, din cauza simplității. Electronica din el este aproape elementară.

La fabricarea unui sistem cu mai multe etape, este necesar să comutați cumva bobinele, să le calculați și să instalați senzori.

În al doilea rând, un dispozitiv în mai multe etape pur și simplu nu s-ar potrivi în factorul de formă destinat pistolului.

Căci și acum trupul este plin. S-au luat ca bază pistoale similare cu punctul de cotitură.

Corpul va fi imprimat pe o imprimantă 3D. Pentru a face acest lucru, începem cu un model.

O facem în Fusion360, toate fișierele vor fi în descriere, dacă dintr-o dată cineva vrea să repete.

Vom încerca să punem toate detaliile cât mai compact posibil. Apropo, sunt foarte puțini.
4 baterii 18650, totalizând aproximativ 15V.
În scaunul lor din model, sunt prevăzute niște adâncituri pentru instalarea jumperilor.

Pe care o vom face din folie groasă.
Un modul care mărește tensiunea bateriei la aproximativ 400 de volți pentru a încărca un condensator.

Condensatorul în sine, și acesta este o bancă de 1000 de microfarad 450 V.

Și ultimul. Bobina propriu-zisă.

Restul lucrurilor mici, cum ar fi un tiristor, bateriile pentru a-l deschide, butoanele de pornire pot fi plasate cu un baldachin sau lipite de perete.

Deci nu există locuri separate pentru ei.
Pentru butoi ai nevoie de un tub nemagnetic.

Vom folosi carcasa dintr-un pix. Acest lucru este mult mai simplu decât să-l imprimăm pe o imprimantă și apoi să-l șlefuim.

Înfășurăm un fir de cupru lăcuit cu diametrul de 0,8 mm pe cadrul bobinei, punând izolație între fiecare strat. Fiecare strat trebuie fixat rigid.

Înfășurăm fiecare strat cât mai strâns posibil, întoarcem pe rând, facem câte straturi se potrivesc în carcasă.

Manerul este din lemn.

Modelul este gata, puteți porni imprimanta.

Aproape toate piesele sunt realizate cu o duză de 0,8 mm și doar butonul care ține butoiul este realizat cu o duză de 0,4 mm.

Imprimarea a durat aproximativ șapte ore, așa că s-a dovedit că a rămas doar plastic roz.
După imprimare, curățați cu atenție modelul de suporturi. Cumpărăm grund și vopsea din magazin.

Nu a fost posibil să se folosească vopsea acrilică, dar a refuzat să se așeze în mod normal chiar și pe pământ.
Pentru vopsirea plasticului PLA, există spray-uri și vopsele speciale care se vor ține perfect chiar și fără pregătire.
Dar astfel de vopsele nu au fost găsite, s-a dovedit stângace, desigur.

A trebuit să pictez pe jumătate aplecat pe fereastră.

Să spunem că o suprafață neuniformă este un astfel de stil și, în general, așa a fost planificat.
În timp ce tipărirea este în desfășurare și vopseaua se usucă, să avem grijă de mâner.
Nu a existat lemn de grosime potrivită, așa că vom lipi două bucăți de parchet împreună.

Când este uscat, îi dăm o formă aspră cu un puzzle.

Suntem puțin surprinși că un ferăstrău puzzle fără fir taie 4 cm de lemn fără prea multă dificultate.

În continuare, cu ajutorul unui dremel și a unei duze, rotunjim colțurile.

Datorită lățimii mici a piesei de prelucrat, înclinarea mânerului nu este exact aceeași cu cea dorită.

Să netezim aceste inconveniente cu ergonomia.

Suprascriem neregulile cu o duză cu șmirghel, trecem manual prin al 400-lea.

Dupa decapare se acopera cu ulei in mai multe straturi.

Fixăm mânerul de șurubul autofiletant, după ce am găurit anterior canalul.

Cu șmirghel de finisare și pile cu ace, adaptăm toate detaliile unul la celălalt, astfel încât totul să se închidă, să țină și să se agațe așa cum trebuie.

Puteți trece la electronică.
Primul pas este instalarea butonului. Aproximativ estimând astfel încât în ​​viitor să nu interfereze prea mult.

Apoi, asamblați compartimentul bateriei.
Pentru a face acest lucru, tăiați folia în benzi și lipiți-o sub contactele bateriei. Bateriile sunt conectate în serie.

Verificăm întotdeauna dacă există un contact de încredere.
Când se face acest lucru, puteți conecta modulul de înaltă tensiune prin buton și un condensator la acesta.

Puteți chiar să încercați să-l încărcați.
Am setat tensiunea la aproximativ 410 V, pentru a o descărca în bobină fără zgomote puternice de contacte de închidere, trebuie să utilizați un tiristor care funcționează ca un comutator.

Și pentru ca acesta să se închidă, este suficientă o mică tensiune de un volt și jumătate pe electrodul de control.

Din păcate, s-a dovedit că modulul step-up are un punct de mijloc, iar acest lucru nu vă permite să preluați tensiunea de control de la bateriile deja instalate fără trucuri speciale.

Prin urmare, luăm o baterie de deget.

Un mic buton al ceasului servește drept declanșator, comutând curenți mari prin tiristor.

Acesta ar fi fost sfârșitul, dar două tiristoare nu au suportat un asemenea abuz.
Așa că a trebuit să selectez un tiristor mai puternic, 70TPS12, care poate rezista la 1200-1600V și 1100A per impuls.

Deoarece proiectul este încă înghețat timp de o săptămână, vom cumpăra și mai multe piese pentru a face un indicator de încărcare. Poate funcționa în două moduri, aprinzând doar o diodă, deplasând-o sau luminând toate pe rând.

A doua opțiune arată mai frumoasă.

Schema este destul de simplă, dar pe Ali puteți cumpăra un astfel de modul gata făcut.

Adăugând câteva rezistențe megaohmi la intrarea indicatorului, îl puteți conecta direct la condensator.
Noul tiristor, așa cum a fost planificat, trece cu ușurință curenți puternici.

Singurul lucru este că nu se închide, adică înainte de declanșare, trebuie să opriți încărcarea, astfel încât condensatorul să poată fi descărcat complet, iar tiristorul să intre în starea sa inițială.

Acest lucru ar fi putut fi evitat dacă convertorul ar fi avut un redresor cu jumătate de undă.
Încercările de a reface succesul existent nu au adus.

Puteți începe să faceți gloanțe. Ele trebuie să fie magnetice.

Puteți lua astfel de cuie-diblu minunate, au un diametru de 5,9 mm.

Și portbagajul se potrivește perfect, rămâne doar să tăiați pălăria și să o ascuți puțin.

Greutatea glonțului s-a dovedit a fi de 7,8 g.

Viteza, din păcate, acum nu mai este nimic de măsurat.

Terminăm ansamblul prin lipirea corpului și bobinei.

O poți testa, această jucărie se pricepe la a face găuri în cutiile de aluminiu, a perfora cutii de carton și, în general, poți simți puterea.

Deși mulți susțin că tunul Gauss este tăcut, se trage puțin când este tras, chiar și fără glonț.

Atunci când prin firul bobinei trec curenți mari, deși acest lucru se întâmplă într-o fracțiune de secundă, se încălzește și se extinde puțin.
Dacă impregnezi bobina cu rășină epoxidică, poți scăpa parțial de acest efect.

Homemade v-a fost prezentat de Konstantin, atelierul How-todo.

Buna ziua. În acest articol, vom lua în considerare cum să facem un pistol electromagnetic gaussian portabil asamblat folosind un microcontroler. Ei bine, despre pistolul Gauss, desigur, m-am entuziasmat, dar nu există nicio îndoială că este un pistol electromagnetic. Acest dispozitiv pe microcontroler a fost dezvoltat pentru a-i învăța pe începători cum să programeze microcontrolere folosind exemplul construcției unui pistol electromagnetic cu propriile mâini.Să analizăm câteva puncte de proiectare atât în ​​pistolul electromagnetic Gauss în sine, cât și în programul pentru microcontroler.

De la bun început, trebuie să decideți cu privire la diametrul și lungimea țevii pistolului în sine și materialul din care va fi fabricat. Am folosit o carcasă din plastic cu diametrul de 10 mm de sub un termometru cu mercur, pentru că o aveam întinsă în gol. Puteți folosi orice material disponibil care are proprietăți non-feromagnetice. Acestea sunt sticlă, plastic, tub de cupru etc. Lungimea cilindrului poate depinde de numărul de bobine electromagnetice utilizate. În cazul meu, se folosesc patru bobine electromagnetice, lungimea cilindrului este de douăzeci de centimetri.

În ceea ce privește diametrul tubului utilizat, în procesul de funcționare, pistolul electromagnetic a arătat că este necesar să se țină cont de diametrul țevii în raport cu proiectilul utilizat. Pur și simplu, diametrul țevii nu trebuie să fie mult mai mare decât diametrul proiectilului folosit. În mod ideal, țeava unui pistol electromagnetic ar trebui să se potrivească sub proiectilul în sine.

Materialul pentru crearea cochiliilor a fost axa de la imprimantă cu un diametru de cinci milimetri. Din acest material au fost realizate cinci semifabricate de 2,5 centimetri lungime. Deși este posibil să se folosească și semifabricate de oțel, să zicem, dintr-un fir sau un electrod - ce se poate găsi.

Trebuie să acordați atenție greutății proiectilului în sine. Greutatea trebuie menținută cât mai mică posibil. Cojile mele sunt cam grele.

Înainte de crearea acestei arme, au fost efectuate experimente. O pastă goală dintr-un stilou a fost folosită ca butoi, un ac a fost folosit ca proiectil. Acul a străpuns cu ușurință capacul unei reviste plasate lângă pistolul electromagnetic.

Deoarece pistolul electromagnetic Gauss original este construit pe principiul încărcării unui condensator cu o tensiune înaltă, aproximativ trei sute de volți, din motive de siguranță, radioamatorii începători ar trebui să îl alimenteze cu o tensiune joasă, aproximativ douăzeci de volți. Tensiunea joasă duce la faptul că raza de acțiune a proiectilului nu este foarte lungă. Dar din nou, totul depinde de numărul de bobine electromagnetice utilizate. Cu cât sunt utilizate mai multe bobine electromagnetice, cu atât accelerația proiectilului este mai mare în pistolul electromagnetic. Contează și diametrul țevii (cu cât diametrul țevii este mai mic, cu atât proiectilele zboară mai departe) și calitatea înfășurării bobinelor electromagnetice în sine. Poate că bobinele electromagnetice sunt cele mai de bază în proiectarea unui pistol electromagnetic, trebuie acordată o atenție deosebită acestui lucru pentru a obține zborul maxim al proiectilului.

Voi da parametrii bobinelor mele electromagnetice, pot fi diferiți pentru tine. Bobina este înfăşurată cu un fir cu diametrul de 0,2 mm. Lungimea înfășurării stratului de bobină electromagnetică este de doi centimetri și conține șase astfel de rânduri. Nu am izolat fiecare strat nou, ci am început să înfășurăm un nou strat pe cel anterior. Datorită faptului că bobinele electromagnetice sunt alimentate cu tensiune joasă, trebuie să obțineți factorul Q maxim al bobinei. Prin urmare, înfășurăm toate virajele strâns unul față de celălalt, rând cu rând.

În ceea ce privește alimentatorul, nu sunt necesare explicații speciale aici. Totul a fost lipit din deșeurile de textolit din folie rămase de la producția de plăci cu circuite imprimate. Imaginile arată totul în detaliu. Inima alimentatorului este servo SG90 condus de un microcontroler.

Tija de alimentare este realizată dintr-o bară de oțel cu diametrul de 1,5 mm, la capătul tijei este lipită o piuliță m3 pentru cuplarea cu servomotor. Un fir de cupru cu un diametru de 1,5 mm îndoit la ambele capete este instalat pe basculant servo pentru a crește brațul.

Acest dispozitiv simplu, asamblat din materiale improvizate, este suficient pentru a introduce un proiectil în țeava unui pistol electromagnetic. Tija de alimentare trebuie să iasă complet din magazia de încărcare. Un stâlp din alamă fisurat cu un diametru interior de 3 mm și o lungime de 7 mm a servit drept ghid pentru tija de alimentare. A fost păcat să-l arunc, așa că a venit la îndemână, de fapt, ca bucăți de textolit din folie.

Programul pentru microcontrolerul atmega16 a fost creat în AtmelStudio și este un proiect complet open source pentru dvs. Luați în considerare câteva setări din programul microcontrolerului care vor trebui făcute. Pentru funcționarea cât mai eficientă a pistolului electromagnetic, va trebui să setați timpul de funcționare al fiecărei bobine electromagnetice din program. Setarea se face in ordine. Mai întâi, lipiți prima bobină în circuit, nu conectați restul. Setați ora în program (în milisecunde).

Flash pentru microcontroler și rulați programul pe microcontroler. Efortul mulinei ar trebui să fie suficient pentru a trage proiectilul și a da accelerația inițială. După ce ați atins zborul maxim al proiectilului, ajustând timpul bobinei în programul microcontrolerului, conectați a doua bobină și, de asemenea, reglați timpul, obținând o rază și mai mare a proiectilului. În consecință, prima bobină rămâne aprinsă.

PORTA |=(1 PORTA &=~(1

În acest fel, setați funcționarea fiecărei bobine electromagnetice, conectându-le în ordine. Pe măsură ce numărul de bobine electromagnetice din dispozitivul de tun electromagnetic Gauss crește, viteza și, în consecință, raza de acțiune a proiectilului ar trebui să crească.

Această procedură minuțioasă de configurare a fiecărei bobine poate fi evitată. Dar pentru aceasta, va fi necesar să se modernizeze dispozitivul pistolului electromagnetic în sine prin instalarea de senzori între bobinele electromagnetice pentru a urmări mișcarea proiectilului de la o bobină la alta. Senzorii în combinație cu un microcontroler nu numai că vor simplifica procesul de reglare, dar vor crește și raza de acțiune a proiectilului. Nu am făcut aceste clopoței și fluiere și am complicat programul de microcontroler. Scopul a fost implementarea unui proiect interesant și simplu folosind un microcontroler. Cât de interesant este să te judec, desigur. Sincer să fiu, eram fericit în copilărie, „treierand” de pe acest dispozitiv și mi-a venit o idee pentru un dispozitiv mai serios pe un microcontroler. Dar acesta este un subiect pentru alt articol.

Program și schemă -

9.830 de vizualizări

Un model puternic al celebrului pistol Gauss, pe care îl puteți realiza cu propriile mâini din mijloace improvizate, este mulțumit. Acest pistol Gauss de casă este realizat foarte simplu, are un design ușor, fiecare iubitor de casă și amator de radio poate găsi toate piesele folosite. Cu ajutorul programului de calcul al bobinei, puteți obține puterea maximă.

Deci, pentru a face tunul Gauss, avem nevoie de:

1. Bucata de placaj.
2. Foaie de plastic.
3. Tub din plastic pentru bot ∅5 mm.
4. Sârmă de cupru pentru bobină ∅0,8 mm.
5. Condensatoare electrolitice mari
6. butonul de start
7. Tiristor 70TPS12
8. Baterii 4X1.5V
9. Lampa cu incandescenta si priza pentru acesta 40W
10. Dioda 1N4007

Asamblarea corpului pentru schema pistolului Gauss

Forma carcasei poate fi orice, nu este necesar să se respecte schema prezentată. Pentru a da carcasei un aspect estetic, o poti vopsi cu vopsea spray.

Instalarea pieselor în carcasă pentru tunul Gauss

Pentru început, fixăm condensatorii, în acest caz au fost fixați pe legături din plastic, dar vă puteți gândi la un alt suport.

Apoi instalăm cartuşul pentru lampa incandescentă pe exteriorul carcasei. Nu uitați să conectați două fire de alimentare la el.

Apoi plasăm compartimentul bateriei în interiorul carcasei și îl fixăm, de exemplu, cu șuruburi pentru lemn sau în alt mod.

Înfășurare bobină pentru tunul Gauss

Pentru a calcula bobina gaussiană, puteți folosi programul FEMM, puteți descărca programul FEMM de pe acest link https://code.google.com/archive/p/femm-coilgun

Utilizarea programului este foarte ușoară, trebuie să introduceți parametrii necesari în șablon, să-i încărcați în program, iar la ieșire obținem toate caracteristicile bobinei și viitorului pistol în ansamblu, până la viteza proiectil.

Așadar, să începem să curgă! Mai întâi trebuie să luați tubul pregătit și să înfășurați hârtie pe el folosind adeziv PVA, astfel încât diametrul exterior al tubului să fie de 6 mm.

Apoi găurim în centrul segmentelor și le punem pe tub. Fixați-le cu lipici fierbinte. Distanța dintre pereți trebuie să fie de 25 mm.

Punem bobina pe butoi și trecem la pasul următor ...

Schema Gauss Cannon. Asamblare

Asamblam circuitul in interiorul carcasei prin montare la suprafata.

Apoi instalăm butonul pe carcasă, găurim două găuri și filem firele pentru bobină acolo.

Pentru a simplifica utilizarea, puteți face un suport pentru pistol. În acest caz, a fost realizat dintr-un bloc de lemn. În această versiune a căruciorului, au fost lăsate goluri de-a lungul marginilor cilindrului, acest lucru este necesar pentru a regla bobina, mutând bobina, puteți obține cea mai mare putere.

Obuzele de tun sunt realizate dintr-un cui metalic. Segmentele sunt realizate cu 24 mm lungime și 4 mm în diametru. Semnele de muniție trebuie ascuțite.

Abonați-vă la știri

Fiecare fan al science-fiction este familiarizat cu armele electromagnetice. Astfel de tehnologii sunt descrise ca o combinație de componente mecanice, electronice și electrice. Dar cum arată o astfel de armă în viața reală, are și cea mai mică șansă de existență?

Caracteristici tehnologice

Pușca Gauss este interesantă pentru cercetători pentru mai multe caracteristici în același timp. Implementarea acestei tehnologii va evita încălzirea armelor. În consecință, calitățile sale de foc rapid vor crește până la limite necunoscute anterior. Mai mult decât atât, întruchiparea ideilor tehnologice în realitate va face necesară abandonarea cartușelor, ceea ce va simplifica foarte mult fotografierea.

În mod implicit, pușca Gauss poate trage proiectile subțiri înguste cu cea mai mare putere de penetrare. Accelerarea cartusului in acest caz este absolut independenta de diametru.

Pentru funcționarea armei este suficientă reîncărcarea cu curent electric. În ceea ce privește schemele cunoscute, practic nu există elemente în mișcare în structura lor.

Principiul de tragere

În prezent, arma rămâne în stadiul de dezvoltare. Conform ideii, ar trebui să tragă cu cartușe de fier. Cu toate acestea, spre deosebire de omologii armelor de foc, obuzele sunt puse în mișcare nu de presiunea gazelor pulbere, ci de influența unui câmp magnetic.

De fapt, pușca Gauss funcționează după un principiu destul de primitiv. De-a lungul cilindrului este o serie de bobine electromagnetice. Cartușele sunt încărcate mecanic din magazie. Una dintre bobine trage încărcarea în sus. De îndată ce cartuşul ajunge la mijlocul cilindrului, următoarea bobină este activată, datorită căreia este accelerată.

Plasarea secvenţială de-a lungul cilindrului a unui număr arbitrar de bobine vă permite teoretic să dispersaţi instantaneu proiectilul la viteze de neimaginat.

Avantaje și dezavantaje

Pușca electromagnetică are, în teorie, avantaje care sunt de neatins pentru orice altă armă cunoscută:

• capacitatea de a selecta viteza proiectilului;
• lipsa mânecilor;
• executarea unor cadre absolut silentioase;
• revenire mică;
• fiabilitate ridicată;
• rezistenta la uzura;
• care funcționează fără aer, în special în spațiul cosmic.

În ciuda unui principiu de funcționare destul de simplu și a unui design simplu, pușca Gauss are unele dezavantaje care creează bariere în calea utilizării sale ca armă.

Problema principală este eficiența scăzută a bobinelor electromagnetice. Testele speciale arată că doar aproximativ 7% din încărcătură este convertită în energie cinetică, ceea ce nu este suficient pentru a pune cartuşul în mişcare.

A doua dificultate este consumul semnificativ și acumularea pe termen lung de energie de către condensatori. Împreună cu pistolul, va trebui să purtați o sursă de energie destul de grea și voluminoasă.

Pe baza celor de mai sus, putem concluziona că în condițiile moderne practic nu există perspective de implementare a ideii ca arme de calibru mic. O schimbare pozitivă în direcția corectă este posibilă numai în cazul dezvoltării unor surse de curent electric puternice, autonome și în același timp compacte.

Prototipuri

În prezent, nu există un singur exemplu de succes al creării de arme electromagnetice extrem de eficiente. Cu toate acestea, acest lucru nu interferează cu dezvoltarea prototipurilor. Cel mai de succes exemplu este inventarea biroului de inginerie Delta V Engineering.

Dispozitivul cu cincisprezece încărcări al dezvoltatorilor permite un foc destul de rapid, eliberând 7 cartușe pe secundă. Din păcate, puterea de penetrare a puștii este suficientă doar pentru a sparge sticla și cutiile. Arma electromagnetică cântărește aproximativ 4 kg și trage gloanțe de calibru 6,5 mm.

Până în prezent, dezvoltatorul nu a reușit încă să obțină succes în depășirea principalului dezavantaj al puștii - viteza extrem de scăzută de pornire a proiectilelor. Aici, această cifră este de numai 43 m / s. Dacă facem paralele, atunci viteza la gura unui cartuș tras de la o pușcă cu aer comprimat este de aproape 20 de ori mai mare.

Invenția lui Gauss în jocurile pe calculator

În jocurile SF, pistolul electromagnetic este poate cea mai puternică, cu foc rapid și cu adevărat mortală armă. Este amuzant, dar cea mai mare parte a efectelor speciale sunt necaracteristice acestei invenții.

Cel mai izbitor exemplu este pistolul și pușca Gauss, care sunt disponibile personajelor din seria de cult de jocuri Fallout. Ca un prototip real, arma virtuală funcționează pe baza particulelor electromagnetice încărcate.

În S.T.A.L.K.E.R. pistolul Gauss are o rată de foc scăzută, care este aproape de calitățile prototipurilor din viața reală. În același timp, arma are cea mai mare putere. Conform descrierii, pistolul funcționează pe baza energiei fenomenelor anormale.

Jocurile Master of Orion permit, de asemenea, jucătorului să echipeze nave spațiale cu tunuri Gauss. Aici, arma trage proiectile electromagnetice, a căror putere de deteriorare nu depinde de distanța până la țintă.

Să ai o armă care chiar și în jocurile pe calculator poate fi găsită doar în laboratorul unui om de știință nebun sau lângă un portal temporal către viitor este cool. Privind cum oamenii indiferenți față de tehnologie își fixează involuntar ochii pe dispozitiv, iar jucătorii pasionați își ridică în grabă fălcile de pe podea - pentru asta merită să petreci o zi asambland un pistol Gauss.

Ca de obicei, am decis să începem cu cel mai simplu design - un pistol cu ​​inducție cu o singură bobină. Experimentele cu accelerarea în mai multe etape a proiectilului au fost lăsate în seama inginerilor electronici cu experiență, care au fost capabili să construiască un sistem complex de comutare pe tiristoare puternice și să ajusteze momentele comutării secvențiale a bobinelor. În schimb, ne-am concentrat pe posibilitatea de a pregăti un fel de mâncare cu ingrediente care sunt disponibile pe scară largă. Deci, pentru a construi un tun Gauss, în primul rând trebuie să mergi la cumpărături. În magazinul radio trebuie să cumpărați mai mulți condensatori cu o tensiune de 350-400 V și o capacitate totală de 1000-2000 microfaradi, un fir de cupru emailat cu diametrul de 0,8 mm, compartimente pentru baterii pentru Krona și două de tip 1,5 volți. baterii C, un comutator și un buton. Să luăm cinci camere Kodak de unică folosință în produse fotografice, un simplu releu cu patru pini de la un Zhiguli în piese auto, un pachet de paie pentru cocktail-uri în „produse” și un pistol din plastic, o mitralieră, o pușcă, o pușcă sau orice altă armă care vrei în „jucării”.vrei să te transformi într-o armă a viitorului.

Ne vânt pe o mustață

Principalul element de putere al pistolului nostru este un inductor. Odată cu fabricarea sa, merită să începeți asamblarea pistolului. Luați o bucată de paie de 30 mm lungime și două șaibe mari (plastic sau carton), asamblați-le într-o bobină folosind un șurub și o piuliță. Începeți să înfășurați firul emailat în jurul lui cu grijă, bobină cu bobină (cu un diametru de sârmă mare, acest lucru este destul de simplu). Aveți grijă să nu îndoiți firul brusc, să nu deteriorați izolația. După terminarea primului strat, umpleți-l cu superglue și începeți să înfășurați următorul strat. Faceți acest lucru cu fiecare strat. În total, trebuie să înfășurați 12 straturi. Apoi puteți dezasambla bobina, îndepărtați șaibe și puneți bobina pe un pai lung, care va servi drept butoi. Un capăt al paiului trebuie astupat. Bobina finită este ușor de testat prin conectarea acesteia la o baterie de 9 volți: dacă ține o agrafă, atunci ai reușit. Puteți introduce un pai în bobină și îl puteți testa în rolul unui solenoid: ar trebui să tragă în mod activ o bucată de agrafă în sine și chiar să o arunce din butoi cu 20-30 cm atunci când este pulsată.

După ce ați stăpânit circuitul simplu cu bobină simplă, puteți încerca să construiți un pistol cu ​​mai multe etape - la urma urmei, așa ar trebui să fie un pistol Gauss adevărat. Tiristoarele (diode controlate puternice) sunt ideale ca element de comutare pentru circuitele de joasă tensiune (sute de volți) și eclatoarele controlate pentru circuitele de înaltă tensiune (mii de volți). Semnalul către electrozii de control ai tiristoarelor sau ai eclatorilor va fi trimis chiar de proiectil, zburând pe lângă fotocelulele instalate în cilindrul dintre bobine. Momentul de oprire a fiecărei bobine va depinde în întregime de condensatorul care o alimentează. Atenție: o creștere excesivă a capacității pentru o anumită impedanță a bobinei poate duce la o creștere a duratei impulsului. La rândul său, acest lucru poate duce la faptul că, după ce proiectilul trece de centrul solenoidului, bobina va rămâne aprinsă și va încetini mișcarea proiectilului. Un osciloscop vă va ajuta să urmăriți și să optimizați momentele de pornire și oprire a fiecărei bobine în detaliu, precum și să măsurați viteza proiectilului.

Disecăm valorile

O bancă de condensatoare este cea mai potrivită pentru generarea unui impuls electric puternic (în această opinie, suntem solidari cu creatorii celor mai puternice tunuri de laborator). Condensatorii sunt buni nu numai pentru capacitatea lor mare de energie, ci și pentru capacitatea de a renunța la toată energia într-un timp foarte scurt înainte ca proiectilul să ajungă în centrul bobinei. Cu toate acestea, condensatorii trebuie încărcați cumva. Din fericire, încărcătorul de care avem nevoie este în orice cameră: condensatorul este folosit acolo pentru a forma un impuls de înaltă tensiune pentru electrodul de aprindere a blitzului. Camerele de unică folosință funcționează cel mai bine pentru noi, deoarece condensatorul și „încărcătorul” sunt singurele componente electrice pe care le au, ceea ce înseamnă că scoaterea circuitului de încărcare din ele este ușor.

Celebrul railgun din jocurile Quake ocupă primul loc în clasamentul nostru cu o marjă largă. De mulți ani, stăpânirea „șinei” i-a distins pe jucătorii avansați: arma necesită o precizie a tragerii în filigran, dar în cazul unei lovituri, un proiectil de mare viteză sfâșie literalmente inamicul.

Dezasamblarea unei camere de unică folosință este etapa în care ar trebui să începi să fii atent. Când deschideți carcasa, încercați să nu atingeți elementele circuitului electric: condensatorul poate păstra o încărcare mult timp. După ce ați obținut acces la condensator, închideți mai întâi bornele acestuia cu o șurubelniță cu mâner dielectric. Abia atunci puteți atinge placa fără teama de a primi un șoc electric. Scoateți clemele bateriei din circuitul de încărcare, dezlipiți condensatorul, lipiți jumperul la contactele butonului de încărcare - nu vom mai avea nevoie de el. Pregătiți cel puțin cinci plăci de încărcare în acest fel. Acordați atenție locației pistelor conductoare de pe placă: vă puteți conecta la aceleași elemente de circuit în locuri diferite.

Pistolul de lunetist din zona de excludere ia premiul al doilea pentru realism: bazat pe pușca LR-300, acceleratorul electromagnetic scânteie cu numeroase bobine, în mod caracteristic bâzâie când condensatoarele sunt încărcate și lovește inamicul de moarte la distanțe colosale. Artefactul bliț servește ca sursă de alimentare.

Stabilirea prioritatilor

Selectarea capacității condensatorului este o chestiune de compromis între energia împușcatului și timpul de încărcare a pistolului. Ne-am stabilit pe patru condensatoare de 470 microfarad (400 V) conectate în paralel. Înainte de fiecare fotografie, așteptăm aproximativ un minut ca LED-urile de pe circuitele de încărcare să semnaleze că tensiunea din condensatoare a atins 330 V prescrise. Puteți accelera procesul de încărcare conectând mai multe compartimente pentru baterii de 3 volți la încărcare. circuite în paralel. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că bateriile puternice de tip „C” au curent în exces pentru circuitele slabe ale camerei. Pentru a preveni arderea tranzistoarelor de pe plăci, ar trebui să existe 3-5 circuite de încărcare conectate în paralel pentru fiecare ansamblu de 3 volți. Pe pistolul nostru, doar un compartiment pentru baterii este conectat la „încărcări”. Toate celelalte servesc drept reviste de rezervă.

Locația contactelor pe circuitul de încărcare al unei camere Kodak de unică folosință. Acordați atenție locației pistelor conductoare: fiecare fir al circuitului poate fi lipit pe placă în mai multe locuri convenabile.

Definirea zonelor de securitate

Nu am sfătui pe nimeni să țină sub deget un buton care descarcă o baterie de condensatori de 400 de volți. Pentru a controla coborârea, este mai bine să instalați un releu. Circuitul său de control este conectat la o baterie de 9 volți prin butonul de eliberare, iar circuitul controlat este conectat la circuitul dintre bobină și condensatori. Diagrama schematică va ajuta la asamblarea corectă a pistolului. Când asamblați un circuit de înaltă tensiune, utilizați un fir cu o secțiune transversală de cel puțin un milimetru; orice fire subțire sunt potrivite pentru circuitele de încărcare și control. Când experimentați cu circuitul, amintiți-vă că condensatorii pot avea o sarcină reziduală. Descărcați-le cu un scurtcircuit înainte de a le atinge.

Într-unul dintre cele mai populare jocuri de strategie, soldații de picior al Consiliului de Securitate Globală (GDI) sunt echipați cu tunuri antitanc puternice. În plus, pistoalele cu șine sunt instalate și pe tancurile GDI ca upgrade. În ceea ce privește pericolul, un astfel de tanc este aproximativ la fel cu un distrugător de stele din Războiul Stelelor.

Rezumând

Procesul de fotografiere arată astfel: porniți comutatorul de alimentare; așteptând strălucirea strălucitoare a LED-urilor; coborâm proiectilul în butoi, astfel încât să fie ușor în spatele bobinei; opriți alimentarea, astfel încât, atunci când sunt declanșate, bateriile să nu preia energie asupra lor; țintiți și apăsați butonul de eliberare. Rezultatul depinde în mare măsură de masa proiectilului. Cu ajutorul unui cui scurt cu o pălărie mușcată, am reușit să tragem printr-o cutie de băutură energizantă, care a explodat și a inundat jumătate din redacție cu o fântână. Apoi tunul, curățat de sifon lipicios, a aruncat un cui în perete de la o distanță de cincizeci de metri. Și inimile fanilor SF și ai jocurilor pe calculator, arma noastră lovește fără obuze.

Ogame este o strategie spațială multiplayer în care jucătorul se va simți ca împăratul sistemelor planetare și va duce războaie intergalactice cu aceiași adversari vii. Ogame a fost tradus în 16 limbi, inclusiv rusă. Gauss Cannon este una dintre cele mai puternice arme defensive din joc.

Pistol Gauss (pușcă Gauss)

Alte denumiri: gauss gun, gauss gun, gauss rifle, gauss gun, booster rifle.

Pușca gauss (sau varianta sa mai mare de pistol gauss), ca și pistolul cu șină, este o armă electromagnetică. În acest moment, desenele industriale de luptă nu există, deși o serie de laboratoare (în mare parte amatoare și universitare) continuă să lucreze din greu la crearea acestor arme. Sistemul este numit după omul de știință german Carl Gauss (1777-1855). Cu câtă frică i s-a acordat matematicianului o asemenea onoare, personal nu pot înțelege (încă nu pot, sau mai degrabă nu am informațiile relevante). Gauss a avut mult mai puțin de-a face cu teoria electromagnetismului decât, de exemplu, Oersted, Ampère, Faraday sau Maxwell, dar, cu toate acestea, pistolul a fost numit după el. Numele s-a blocat și, prin urmare, îl vom folosi.

Principiul de funcționare:
O pușcă Gauss este formată din bobine (electromagneți puternici) montate pe un țevi din dielectric. Când se aplică curent, electromagneții sunt porniți pentru o scurtă clipă unul după altul în direcția de la receptor la bot. Aceștia atrag pe rând un glonț de oțel (un ac, o săgetă sau un proiectil, dacă vorbim despre un tun) spre ei și, prin urmare, îl accelerează la viteze semnificative.

Avantajele armei:
1. Fără cartuş. Acest lucru vă permite să creșteți semnificativ capacitatea magazinului. De exemplu, o revistă care conține 30 de cartușe poate încărca 100-150 de gloanțe.
2. Rata mare de foc. Teoretic, sistemul permite ca accelerarea următorului glonț să înceapă chiar înainte ca cel precedent să fi părăsit țeava.
3. Tragere liniștită. Însuși designul armei vă permite să scăpați de majoritatea componentelor acustice ale împușcăturii (vezi recenzii), așa că tragerea cu o pușcă Gauss arată ca o serie de pop-uri subtile.
4. Lipsa blițului de demascare. Această caracteristică este utilă în special noaptea.
5. Rentabilitate scăzută. Din acest motiv, atunci când este tras, țeava armei practic nu se ridică și, prin urmare, precizia focului crește.
6. Fiabilitate. Pușca Gauss nu folosește cartușe și, prin urmare, problema muniției de proastă calitate dispare imediat. Dacă, pe lângă aceasta, ne amintim absența unui mecanism de declanșare, atunci însuși conceptul de „rare greșită” poate fi uitat ca un coșmar.
7. Rezistență crescută la uzură. Această proprietate se datorează numărului mic de piese în mișcare, sarcinilor reduse asupra componentelor și pieselor în timpul tragerii și absenței produselor de ardere a prafului de pușcă.
8. Posibilitatea de utilizare atât în ​​spațiu deschis, cât și în atmosfere care suprimă arderea prafului de pușcă.
9. Viteza glonțului reglabilă. Această funcție permite, dacă este necesar, reducerea vitezei glonțului sub sunet. Ca urmare, pops-urile caracteristice dispar, iar pușca Gauss devine complet silențioasă și, prin urmare, potrivită pentru operațiuni speciale secrete.

Dezavantaje ale armelor:
Dintre deficiențele puștilor Gauss, sunt menționate adesea următoarele: eficiență scăzută, consum mare de energie, greutate și dimensiuni mari, timp mare de reîncărcare a condensatorului etc. Vreau să spun că toate aceste probleme se datorează doar nivelului de dezvoltare a tehnologiei moderne. . În viitor, atunci când se creează surse de energie compacte și puternice, folosind noi materiale structurale și supraconductori, pistolul Gauss poate deveni cu adevărat o armă puternică și eficientă.

În literatură, bineînțeles fantastic, William Keith i-a înarmat pe legionarii cu o pușcă Gauss în ciclul său de Legiunea a cincea străină. (Una dintre cărțile mele preferate!) A fost folosită și de militariștii de pe planeta Klisand, care l-au adus pe Jim de Grise în romanul lui Garrison „Răzbunarea șobolanului din oțel inoxidabil”. Se spune că gaussianismul se găsește și în cărțile din seria S.T.A.L.K.E.R., dar eu am citit doar cinci dintre ele. Nu am găsit așa ceva, dar nu voi vorbi în numele altora.

În ceea ce privește munca mea personală, în noul meu roman „Marauders” i-am prezentat personajului meu principal Serghei Korn carabina Gauss „Metel-16” fabricată de Tula. Adevărat, a deținut-o abia la începutul cărții. La urma urmei, personajul principal este același, ceea ce înseamnă că are dreptul la o armă mai impresionantă.

Oleg Şovkunenko

Recenzii și comentarii:

Alexandru 29.12.13
Conform revendicării 3 - o împușcătură cu o viteză supersonică a glonțului va fi în orice caz puternică. Din acest motiv, pentru armele silențioase se folosesc cartușe subsonice speciale.
Conform revendicării 5, recul va fi inerent oricărei arme care împușcă „obiecte materiale” și depinde de raportul dintre masele glonțului și ale armei și de impulsul forței care accelerează glonțul.
Conform revendicării 8 - nicio atmosferă nu poate afecta arderea prafului de pușcă într-un cartuș etanș. În spațiul cosmic, armele de foc vor trage și ele.
Problema poate fi doar stabilitatea mecanică a pieselor de arme și proprietățile lubrifianților la temperaturi ultra-scăzute. Dar această problemă este rezolvabilă și, în 1972, s-a efectuat un test de tragere în spațiu deschis de la un tun orbital de la stația orbitală militară OPS-2 (Saliut-3).

Oleg Şovkunenko
Alexandru este bine că ai scris. Sincer să fiu, am făcut o descriere a armei pe baza propriei înțelegeri a subiectului. Dar poate că ceva nu era în regulă. Să trecem împreună prin puncte.

Articolul numărul 3. „Tăcerea tragerii”.
Din câte știu, sunetul unei împușcături de la orice armă de foc este format din mai multe componente:
1) Sunetul sau mai bine spus sunetele funcționării mecanismului armei. Acestea includ impactul percutorului asupra capsulei, zgomotul oblonului etc.
2) Sunetul care creează aerul care a umplut țeava înainte de lovitură. Este deplasat atât de glonț, cât și de gazele pulbere care se infiltrează prin canalele de tăiere.
3) Sunetul pe care gazele pulbere îl creează în timpul unei expansiuni și răciri puternice.
4) Sunetul generat de o undă de șoc acustică.
Primele trei puncte nu se aplică deloc gaussianismului. Prevăd o întrebare despre aerul din țeavă, dar într-o pușcă gaussiană țeava nu trebuie să fie solidă și tubulară, ceea ce înseamnă că problema dispare de la sine. Așa că rămâne punctul 4, doar cel despre care tu, Alexander, vorbești. Vreau să spun că unda de șoc acustică este departe de cea mai tare parte a fotografiei. Amortizoarele armelor moderne practic nu luptă deloc. Și totuși, armele de foc cu amortizor de zgomot sunt încă numite silențioase. Prin urmare, gaussianul poate fi numit și fără zgomot. Apropo, mulțumesc foarte mult că mi-ai amintit. Am uitat să menționez printre avantajele pistolului gauss capacitatea de a regla viteza glonțului. La urma urmei, este posibil să setați un mod subsonic (care va face arma complet silențioasă și destinată acțiunilor ascunse în luptă apropiată) și supersonic (acesta este pentru războiul real).

Articolul numărul 5. „Practic fără recul”.
Desigur, există și un randament pe gassovka. Unde fara ea?! Legea conservării impulsului nu a fost încă anulată. Numai principiul de funcționare al unei puști Gauss o va face să nu fie explozivă, ca într-o armă de foc, ci, parcă, întinsă și netedă și, prin urmare, mult mai puțin vizibilă pentru trăgător. Deși, să fiu sincer, acestea sunt doar suspiciunile mele. Până acum, nu am tras dintr-o astfel de armă :))

Articolul numărul 8. „Posibilitatea de a folosi ambele în spațiul cosmic...”.
Ei bine, nu am spus absolut nimic despre imposibilitatea folosirii armelor de foc în spațiul cosmic. Doar că va trebui refăcut în așa fel, atât de multe probleme tehnice de rezolvat, încât este mai ușor să creezi un pistol gauss :)) În ceea ce privește planetele cu atmosfere specifice, utilizarea unei arme de foc pe ele poate fi într-adevăr nu numai dificilă. , dar și nesigure. Dar aceasta este deja din secțiunea fanteziei, de fapt, în care este angajat slujitorul tău ascultător.

Viaceslav 05.04.14
Mulțumesc pentru o poveste interesantă despre arme. Totul este foarte accesibil și așezat pe rafturi. Un altul ar fi un shemku pentru o mai mare claritate.

Oleg Şovkunenko
Vyacheslav, am introdus schema, așa cum ați întrebat).

interesat 22.02.15
— De ce o pușcă Gaus? - Wikipedia spune asta pentru că el a pus bazele teoriei electromagnetismului.

Oleg Şovkunenko
În primul rând, pe baza acestei logici, bomba aeriană ar fi trebuit să fie numită „Bomba lui Newton”, deoarece cade la pământ, respectând Legea gravitației universale. În al doilea rând, în aceeași Wikipedia, Gauss nu este menționat deloc în articolul „Interacțiune electromagnetică”. Este bine că suntem cu toții oameni educați și nu uitați că Gauss a dedus teorema cu același nume. Adevărat, această teoremă este inclusă în ecuațiile mai generale ale lui Maxwell, așa că aici Gauss pare să fie din nou în intervalul „punerii bazelor teoriei electromagnetismului”.

Eugen 05.11.15
Pușca Gaus este un nume inventat pentru armă. A apărut pentru prima dată în legendarul joc post-apocaliptic Fallout 2.

Roman 26.11.16
1) despre ce are Gauss de-a face cu numele) citit pe Wikipedia, dar nu electromagnetism, ci teorema lui Gauss, această teoremă stă la baza electromagnetismului și stă la baza ecuațiilor lui Maxwell.
2) vuietul de la împușcătură se datorează în principal gazelor pulbere în expansiune bruscă. pentru că glonțul este supersonic și după 500m de la țeava tăiată, dar nu se aude zgomot din el! doar un fluier din aer tăiat de unda de șoc a glonțului și gata!)
3) despre faptul că ei spun că sunt mostre de arme de calibru mic și este tăcut pentru că se spune că glonțul de acolo este subsonic - asta e o prostie! atunci când sunt date argumente, trebuie să ajungeți la fundul problemei! lovitura este silențioasă, nu pentru că glonțul ar fi subsonic, ci pentru că gazele pulbere nu scapă din țeava de acolo! citește despre pistolul PSS din Vic.

Oleg Şovkunenko
Roman, ești întâmplător rudă cu Gauss? Cu dureros de zel îi aperi dreptul la acest nume. Personal, nu-mi pasă, dacă oamenilor le place, să fie un pistol gauss. În ceea ce privește orice altceva, citiți recenziile pentru articol, unde problema zgomotului a fost deja discutată în detaliu. Nu pot adăuga nimic nou la asta.

Dasha 12.03.17
Eu scriu science fiction. Opinie: ACCELERAREA este arma viitorului. Nu aș atribui unui străin dreptul de a avea primatul în această armă. ACCELERAREA RUSĂ CU SIGURANȚĂ VOINTĂ DEAsupra vestului putred. E mai bine să nu-i dai unui străin putred DREPTUL DE A CHEAMĂ O ARMA PRIN NUMELE LUI de rahat! Rușii sunt plini de înțelepții lor! (uitat nemeritat). Apropo, mitraliera Gatling (tun) a apărut TARZIU decât SOROKA (sistem de țeavă rotativă) rusă. Gatling a brevetat pur și simplu o idee furată din Rusia. (De acum înainte îl vom numi Goat Gutl pentru asta!). Prin urmare, Gauss nu are nicio legătură cu armele de accelerare!

Oleg Şovkunenko
Dasha, patriotismul este cu siguranță bun, dar numai sănătos și rezonabil. Dar cu pistolul gauss, după cum se spune, trenul a plecat. Termenul a prins deja rădăcini, ca mulți alții. Nu vom schimba conceptele: internet, carburator, fotbal etc. Cu toate acestea, nu este atât de important al cui nume este numită cutare sau cutare invenție, principalul lucru este cine o poate aduce la perfecțiune sau, ca în cazul unei puști Gauss, cel puțin la o stare de luptă. Din păcate, nu am auzit încă despre evoluții serioase ale sistemelor gauss de luptă, atât în ​​Rusia, cât și în străinătate.

Bozhkov Alexandru 26.09.17
Toate clare. Dar puteți adăuga articole despre alte tipuri de arme?: Despre pistolul cu termită, pistolul electric, BFG-9000, arbaleta Gauss, mitraliera ectoplasmatică.

Informațiile sunt furnizate doar în scop educațional!
Administratorul site-ului nu este responsabil pentru posibilele consecințe ale utilizării informațiilor furnizate.

CONDENSATORI INCARCATI MORTAL PERICULOS!

Pistol electromagnetic (Gauss-gun, ing. coilgun) în versiunea sa clasică este un dispozitiv care folosește proprietatea feromagneților de a fi atrași într-o regiune cu un câmp magnetic mai puternic pentru a accelera un „proiectil” feromagnetic.

Pistolul meu gauss:
vedere de sus:


vedere laterală:


1 - conector pentru conectarea unui declanșator de la distanță
2 - comutator "încărcare baterie / lucru"
3 - conector pentru conectarea la o placă de sunet a computerului
4 - comutator „încărcare/împușcare condensator”
5 - buton pentru descărcarea de urgență a condensatorului
6 - indicator „Încărcare baterie”
7 - indicator „Munca”
8 - indicator „Încărcare condensator”
9 - indicator „împușcat”

Schema părții de putere a pistolului Gauss:

1 - portbagaj
2 - dioda de protectie
3 - bobină
4 - LED-uri IR
5 - Fototranzistoare IR

Principalele elemente structurale ale pistolului meu electromagnetic:
baterie -
Folosesc două baterii litiu-ion SANYO UR18650A Format 18650 de la un laptop de 2150 mAh conectat în serie:
...
Limita tensiunii de descărcare a acestor baterii este de 3,0 V.

convertor de tensiune pentru alimentarea circuitelor de control -
Tensiunea de la baterii este furnizată unui convertor de tensiune de amplificare de pe cipul 34063, care crește tensiunea la 14 V. Apoi, tensiunea este furnizată convertorului pentru a încărca condensatorul și stabilizată la 5 V de către cipul 7805, pentru alimentare. circuitul de control.

convertor de tensiune pentru încărcarea unui condensator -
boost convertor bazat pe cronometrul 7555 și MOSFET-tranzistor ;
- acest N-canal MOSFET- tranzistor in caz TO-247 cu tensiunea maximă admisă „sursă de scurgere” VDS= 500 volți, curent de impuls maxim de scurgere eu D= 56 amperi și o valoare tipică a rezistenței dren-sursei în stare deschisă RDS(activat)= 0,33 ohmi.

Inductanța inductorului convertorului afectează funcționarea acestuia:
inductanța prea mică determină rata de încărcare scăzută a condensatorului;
o inductanță prea mare poate satura miezul.

Ca generator de impulsuri ( circuit oscilator) pentru convertor ( boost convertor) puteți folosi un microcontroler (de exemplu, popularul Arduino), care vă va permite să implementați modularea lățimii impulsului (PWM, PWM) pentru a controla ciclul de lucru al impulsurilor.

condensator -
condensator electrolitic pentru o tensiune de câteva sute de volți.
Anterior, am folosit un condensator K50-17 de la un blitz extern sovietic cu o capacitate de 800 uF pentru o tensiune de 300 V:

Dezavantajele acestui condensator sunt, după părerea mea, o tensiune scăzută de funcționare, un curent de scurgere crescut (rezultând o încărcare mai lungă) și, eventual, o capacitate supraestimată.
Prin urmare, am trecut la utilizarea condensatoarelor moderne importate:

SAMWHA pentru o tensiune de 450 V cu o capacitate de 220 uF serie HC. HC- aceasta este o serie standard de condensatoare SAMWHA, mai sunt si alte serii: EL- lucrează într-un interval mai larg de temperatură, HJ- cu durata de viata prelungita;

PEC pentru o tensiune de 400 V cu o capacitate de 150 microfarad.
Am testat si un al treilea condensator la 400 V cu o capacitate de 680 uF, achizitionat dintr-un magazin online dx.com -

La final, m-am hotărât să folosesc un condensator PEC pentru o tensiune de 400 V cu o capacitate de 150 microfarad.

Pentru un condensator, rezistența sa echivalentă în serie este de asemenea importantă ( ESR).

intrerupator -
întrerupător SA conceput pentru a comuta un condensator încărcat C pe bobină L:

ca comutator, puteți folosi fie tiristoare, fie IGBT-tranzistoare:

tiristor -
Folosesc un tiristor de putere TC125-9-364 cu control catod
aspect

dimensiuni

- tiristor tip pin de mare viteză: „125” înseamnă curentul maxim admisibil de funcționare (125 A); „9” înseamnă clasa tiristoarelor, adică tensiune de impuls repetitivă în sute de volți (900 V).

Utilizarea unui tiristor ca cheie necesită selectarea capacității băncii de condensatoare, deoarece un impuls de curent prelungit va face ca proiectilul care a zburat prin centrul bobinei să fie tras înapoi - " suge înapoi efect".

tranzistor IGBT -
utilizați ca cheie IGBT-tranzistorul permite nu numai închiderea, ci și deschiderea circuitului bobinei. Acest lucru permite ca curentul (și câmpul magnetic al bobinei) să fie întrerupt după ce proiectilul trece prin centrul bobinei, altfel proiectilul ar fi tras înapoi în bobină și, prin urmare, ar fi încetinit. Dar deschiderea circuitului bobinei (o scădere bruscă a curentului în bobină) duce la apariția unui impuls de înaltă tensiune pe bobină în conformitate cu legea inducției electromagnetice $u_L = (L ((di_L) \over (dt) ) )$. Pentru a proteja cheia -IGBT-tranzistor, trebuie să utilizați elemente suplimentare:

televizoare vd- dioda ( Dioda TVS), creând o cale pentru curentul din bobină atunci când cheia este deschisă și atenuând o supratensiune bruscă pe bobină
Rdis- rezistenta de descărcare ( rezistor de descărcare) - asigură atenuarea curentului din bobină (absoarbe energia câmpului magnetic al bobinei)
Crscondensator de suprimare a soneriei), care previne apariția impulsurilor de supratensiune pe cheie (poate fi completat cu un rezistor, formând Snubber RC)

obisnuiam IGBT-tranzistor IRG48BC40F din serialul popular IRG4.

bobină (bobină) -
bobina este înfăşurată pe un cadru de plastic cu sârmă de cupru. Rezistența ohmică a bobinei este de 6,7 ohmi. Lățimea înfășurării multistrat (în vrac) $b$ este de 14 mm, într-un strat sunt aproximativ 30 de spire, raza maximă este de aproximativ 12 mm, raza minimă $D$ este de aproximativ 8 mm (raza medie $a $ este de aproximativ 10 mm, înălțimea este de $c $ - aproximativ 4 mm), diametrul firului - aproximativ 0,25 mm.
O diodă este conectată în paralel cu bobina UF5408 (dioda de supresie) (curent de vârf 150 A, tensiune inversă de vârf 1000 V), care atenuează impulsul de tensiune de autoinducție atunci când curentul din bobină este întrerupt.

butoi -
Fabricat din corpul unui pix.

proiectil -
Parametrii proiectilului de testare sunt o bucată de cui cu un diametru de 4 mm (diametrul țevii ~ 6 mm) și o lungime de 2 cm (volumul proiectilului este de 0,256 cm 3 și masa $m$ = 2 grame). , dacă presupunem că densitatea oțelului este de 7,8 g/cm 3). Am calculat masa reprezentând proiectilul ca o combinație între un con și un cilindru.

Materialul proiectilului trebuie să fie feromagnet.
De asemenea, materialul proiectilului ar trebui să aibă cât mai mult posibil prag ridicat de saturație magnetică - valoare de inducție a saturației $B_s$. Una dintre cele mai bune opțiuni este fierul magnetic moale obișnuit (de exemplu, oțel obișnuit necălit St. 3 - St. 10) cu o inducție de saturație de 1,6 - 1,7 T. Cuie sunt realizate din sârmă de oțel cu conținut scăzut de carbon, netratat termic (clasele de oțel St. 1 KP, St. 2 KP, St. 3 PS, St. 3 KP).
Denumirea oțelului:
Artă.- oțel carbon de calitate obișnuită;
0 - 10 - procentul de carbon, crescut de 10 ori. Pe măsură ce conținutul de carbon crește, inducerea saturației $B_s$ scade.

Și cel mai eficient este aliajul " permendur", dar este prea exotic și scump. Acest aliaj este format din 30-50% cobalt, 1,5-2% vanadiu iar restul este fier. Permendur are cea mai mare inducție de saturație $B_s$ dintre toți feromagneții cunoscuți până la 2,43 T.

De asemenea, este de dorit ca materialul proiectilului să aibă la fel de mult conductivitate scăzută. Acest lucru se datorează faptului că curenții turbionari apar într-un câmp magnetic alternativ într-o tijă conductoare, care duc la pierderi de energie.

Prin urmare, ca alternativă la scoici - tăieturi de unghii, am testat o tijă de ferită ( tijă de ferită) luat de la clapeta de accelerație de pe placa de bază:

Bobine similare se găsesc și în sursele de alimentare ale computerelor:

Aspectul bobinei cu miez de ferită:

Materialul tijei (probabil nichel-zinc ( Ni-Zn) (analog cu clasele domestice de ferită NN/VN) pulbere de ferită) este dielectric care elimină apariţia curenţilor turbionari. Dar dezavantajul feritei este inducția de saturație scăzută $B_s$ ~ 0,3 T.
Lungimea tijei a fost de 2 cm:

Densitatea feritelor de nichel-zinc este $\rho$ = 4,0 ... 4,9 g/cm 3 .

Forța de atracție a proiectilului
Calculul forței care acționează asupra unui proiectil într-un tun Gauss este dificil sarcină.

Pot fi date câteva exemple de calcul al forțelor electromagnetice.

Forța de atracție a unei bucăți de feromagnet la o bobină de solenoid cu miez feromagnetic (de exemplu, o armătură de releu către o bobină) este determinată de expresia $F = (((((w I))^2) \ mu_0 S) \over (2 ((\delta)^ 2)))$ , unde $w$ este numărul de spire din bobină, $I$ este curentul din înfășurarea bobinei, $S$ este aria secțiunii al miezului bobinei, $\delta$ este distanța de la miezul bobinei la piesa atrasă. În acest caz, neglijăm rezistența magnetică a feromagneților într-un circuit magnetic.

Forța care atrage un feromagnet în câmpul magnetic al unei bobine fără miez este dată de $F = ((w I) \over 2) ((d\Phi) \over (dx))$.
În această formulă, $((d\Phi) \over (dx))$ este viteza de modificare a fluxului magnetic al bobinei $\Phi$ atunci când o bucată de feromagnet se mișcă de-a lungul axei bobinei (modificarea $x $ coordonate), această valoare este destul de dificil de calculat. Formula de mai sus poate fi rescrisă ca $F = (((I)^2) \over 2) ((dL) \over (dx))$, unde $((dL) \over (dx))$ este rata de schimbare a inductanței bobinei $L$.

Cum să tragi cu un pistol gauss
Înainte de declanșare, condensatorul trebuie încărcat la o tensiune de 400 V. Pentru a face acest lucru, porniți comutatorul (2) și rotiți comutatorul (4) în poziția „ÎNCĂRCARE”. Pentru a indica tensiunea, un indicator de nivel de la un magnetofon sovietic este conectat la condensator printr-un divizor de tensiune. Pentru descărcarea de urgență a condensatorului fără conectarea bobinei, se folosește un rezistor cu o rezistență de 6,8 kOhm cu o putere de 2 W, conectat cu un comutator (5) la condensator. Înainte de a trage, este necesar să rotiți comutatorul (4) în poziția „SHOT”. Pentru a evita influența săriturii contactului asupra formării unui impuls de control, butonul „Shot” este conectat la circuitul anti-refuz de pe releul de comutare și microcircuit. 74HC00N. De la ieșirea acestui circuit, semnalul declanșează un one-shot, care produce un singur impuls cu durată reglabilă. Acest impuls vine printr-un optocupler PC817 la înfășurarea primară a transformatorului de impulsuri, care asigură izolarea galvanică a circuitului de control de circuitul de putere. Impulsul generat pe înfășurarea secundară deschide tiristorul și condensatorul este descărcat prin acesta în bobină.

Curentul care curge prin bobină în timpul descărcării creează un câmp magnetic care atrage proiectilul feromagnetic și dă proiectilului o anumită viteză inițială. După ce a părăsit țeava, proiectilul zboară mai departe prin inerție. În acest caz, trebuie luat în considerare faptul că, după ce proiectilul trece prin centrul bobinei, câmpul magnetic va încetini proiectilul, astfel încât pulsul de curent din bobină nu trebuie strâns, altfel acest lucru va duce la o scădere. în viteza iniţială a proiectilului.

Pentru controlul de la distanță a fotografiei, un buton este conectat la conectorul (1):

Determinarea vitezei proiectilului din țeavă
Când este tras, viteza și energia de la gât sunt foarte dependente din poziţia iniţială a proiectiluluiîn tulpină.
Pentru a seta poziția optimă, este necesar să se măsoare viteza proiectilului care părăsește țeava. Pentru aceasta am folosit un contor optic de viteză - doi senzori optici (LED-uri IR VD1, VD2+ Fototranzistoare IR VT1, VT2) sunt aşezate în portbagaj la o distanţă de $l$ = 1 cm unul de celălalt. În timpul zborului, proiectilul închide fototranzistoarele de la emisia de LED-uri, iar comparatoarele de pe microcircuit LM358N formează un semnal digital:

Când fluxul luminos al senzorului 2 (cel mai apropiat de bobină) este blocat, se aprinde roșu (" ROȘU") LED, iar când senzorul 1 se suprapune - verde (" VERDE").

Acest semnal este convertit la un nivel în zecimi de volți (divizoare de la rezistențe R1,R3Și R2,R4) și este alimentat la două canale ale intrării liniare (nu microfon!) a plăcii de sunet a computerului folosind un cablu cu două mufe - o mufă conectată la conectorul Gaussian și o mufă conectată la priza plăcii de sunet a computerului:
divizor de tensiune:


STÂNGA- canalul stâng; DREAPTA- canalul drept; GND- "Pământ"

dop de armă:

5 - canalul stâng; 1 - canalul drept; 3 - "sol"
mufa conectata la computer:

1 - canalul stâng; 2 - canalul drept; 3 - "sol"

Este convenabil să utilizați un program gratuit pentru procesarea semnalului Îndrăzneală().
Deoarece un condensator este conectat în serie cu restul circuitului pe fiecare canal al intrării plăcii de sunet, intrarea plăcii de sunet este de fapt RC-lanț, iar semnalul înregistrat de computer are o formă netezită:


Puncte caracteristice ale graficelor:
1 - zborul frontal al proiectilului pe lângă senzorul 1
2 - zborul părții frontale a proiectilului pe lângă senzorul 2
3 - zborul din spate al proiectilului pe lângă senzorul 1
4 - zborul din spate al proiectilului pe lângă senzorul 2
Determin viteza inițială a proiectilului din diferența de timp dintre punctele 3 și 4, ținând cont că distanța dintre senzori este de 1 cm.
În exemplul de mai sus, cu o rată de eșantionare de $f$ = 192000 Hz pentru numărul de eșantioane $N$ = 160, viteza proiectilului $v = ((lf) \over (N)) = ((1920) \over 160)$ a fost 12 m/s .

Viteza proiectilului care părăsește țeava depinde de poziția sa inițială în țevi, care este stabilită de deplasarea părții din spate a proiectilului de la marginea țevii $\Delta$:

Pentru fiecare capacitate a bateriei $C$, poziția optimă a proiectilului (valoarea $\Delta$) este diferită.

Pentru proiectilul descris mai sus și o capacitate a bateriei de 370 uF, am obținut următoarele rezultate:

Cu o capacitate a bateriei de 150 uF, rezultatele au fost următoarele:

Viteza maximă a proiectilului a fost $v$ = 21,1 m/s (la $\Delta$ = 10 mm), ceea ce corespunde unei energii de ~ 0,5 J -

La testarea unui proiectil - o tijă de ferită, s-a dovedit că necesită o locație mult mai adâncă în butoi (o valoare $\Delta$ mult mai mare).

Legile armelor
În Republica Belarus, produsele cu energie botului ( energia botului) nu mai mult de 3 J cumpărat fără permisiune și neînregistrat.
În Federația Rusă, produse cu energie botului mai puțin de 3 J nu sunt considerate arme.
În Marea Britanie, produsele energetice ale botului nu sunt considerate arme. nu mai mult de 1,3 J.

Determinarea curentului de descărcare a condensatorului
Pentru a determina curentul maxim de descărcare al unui condensator, puteți utiliza graficul tensiunii pe condensator în timpul descărcării. Pentru a face acest lucru, vă puteți conecta la conectorul, care este alimentat prin tensiunea divizorului de pe condensator, redusă cu $n$ = 100 de ori. Curentul de descărcare a condensatorului $i = (n) \cdot (C \cdot ((du) \over (dt))) = (((m_u) \over (m_t)) C tg \alpha)$, unde $\alpha$ - unghiul de înclinare al tangentei la curba tensiunii condensatorului într-un punct dat.
Iată un exemplu de astfel de curbă a tensiunii de descărcare pe un condensator:

În acest exemplu, $C$ = 800 µF, $m_u$ = 1 V/div, $m_t$ = 6,4 ms/div, $\alpha$ = -69,4°, $tg \alpha = -2 ,66 $, care corespunde curentului de la începutul descărcării $i = (100) \cdot (800) \cdot (10^(-6)) \cdot (1 \over (6,4 \cdot (10^(-3)) ))) \cdot (-2,66) = -33,3$ amperi.

Va urma