Pozdravljeni prijatelji! Zagotovo ste nekateri že prebrali ali se osebno srečali z Gaussovim elektromagnetnim pospeševalnikom, ki je bolj znan kot »Gauss Gun«.

Tradicionalna Gaussova pištola je zgrajena z uporabo težko dostopnih ali precej dragih kondenzatorjev z visoko zmogljivostjo, za pravilno polnjenje in streljanje pa je potrebno nekaj ožičenja (diode, tiristorji itd.). To je lahko precej težko za ljudi, ki ne razumejo ničesar v radijsko elektroniko, vendar jim želja po eksperimentiranju ne dopušča, da bi sedeli pri miru. V tem članku bom poskušal podrobno govoriti o načelu delovanja pištole in o tem, kako lahko sestavite Gaussov pospeševalnik, poenostavljen na minimum.

Glavni del pištole je tuljava. Praviloma je samostojno navit na neko dielektrično nemagnetno palico, ki po premeru nekoliko presega premer izstrelka. V predlagani zasnovi se tuljava lahko celo navije "na oko", ker načelo delovanja preprosto ne omogoča izračunov. Dovolj je, da dobite bakreno ali aluminijasto žico s premerom 0,2-1 mm v lak ali silikonski izolaciji in na cev navijete 150-250 obratov, tako da je dolžina navitja ene vrste približno 2-3 cm. Lahko tudi uporabite že pripravljen solenoid.

Ko električni tok teče skozi tuljavo, v njej nastane magnetno polje. Preprosto povedano, tuljava se spremeni v elektromagnet, ki potegne železen projektil, in da ne ostane v tuljavi, morate samo izklopiti tok, ko vstopi v solenoid.

Pri klasičnih puškah se to doseže z natančnimi izračuni, uporabo tiristorjev in drugih komponent, ki bodo ob pravem času »odrezale« impulz. Enostavno bomo prekinili verigo, "ko bomo lahko." Za zasilno prekinitev električnega tokokroga v vsakdanjem življenju se uporabljajo varovalke, ki jih lahko uporabimo v našem projektu, vendar je bolj priporočljivo, da jih zamenjate z žarnicami iz girlande božičnega drevesa. Zasnovani so tako, da se napajajo z nizko napetostjo, zato ob napajanju iz omrežja 220 V v trenutku izgorejo in prekinejo vezje.

Končana naprava je sestavljena le iz treh delov: tuljave, omrežnega kabla in žarnice, ki je zaporedno priključena na tuljavo.

Mnogi se bodo strinjali, da je uporaba pištole v tej obliki izjemno neprijetna in neestetska, včasih pa celo zelo nevarna. Zato sem napravo namestil na majhen kos vezanega lesa. Namestil sem ločene sponke za tuljavo. To omogoča hitro menjavo solenoida in eksperimentiranje z različnimi možnostmi. Za žarnico sem namestil dva tanko odrezana žeblja. Konci žic žarnice se preprosto ovijejo okoli njih, zato se žarnica zelo hitro spremeni. Upoštevajte, da se sama bučka nahaja v posebej izdelani luknji.

Dejstvo je, da se ob streljanju močno utripajo in iskrijo, zato sem menil, da je treba ta "tok" malo spustiti. Shema preprostega enostopenjskega namiznega elektromagnetnega pospeševalnika mase ali preprosto - Gaussove pištole. Ime je dobil po nemškem znanstveniku Carlu Gausu. V mojem primeru je pospeševalnik sestavljen iz polnilnika, tokovno omejevalne obremenitve, dveh elektrolitskih kondenzatorjev, voltmetra in solenoida.

Torej, poglejmo vse po vrsti. Polnjenje pištole napaja 220 voltov. Polnjenje je sestavljeno iz kondenzatorja 1,5uF 400V Diode 1N4006. Izhodna napetost 350 V.

Sledi obremenitev, ki omejuje tok - H1, v mojem primeru žarnica, lahko pa uporabite močan upor 500 - 1000 ohmov. Tipka S1 omejuje polnjenje kondenzatorjev. Ključ S2 dovaja močan tok do solenoida, zato mora S2 vzdržati velik tok, v mojem primeru sem uporabil gumb z električne plošče.

Kondenzatorja C1 in C2, vsak po 470 uF 400 V. Skupno dobimo 940 uF 400 V. Priključite kondenzatorje ob upoštevanju polarnosti in napetosti na njih med polnjenjem. Napetost na njih lahko nadzorujete z voltmetrom.

In zdaj je najtežja stvar v naši zasnovi pištole Gauss solenoid. Navit je na dielektrično palico. Notranji premer debla je 5-6 mm. Uporabljena žica PEL 0,5. Debelina tuljave je 1,5 cm Dolžina je 2 cm Pri navijanju solenoida je potrebno vsako plast izolirati s super lepilom.

Za pospeševanje z našo elektromagnetno gausovo pištolo bomo obrezali žeblje ali domače krogle debeline 4-5 mm, dolge kot kolut. Lažje krogle letijo dlje. Težji letijo manj razdalje, vendar imajo več energije. Moja pištola Gauss prebode pločevinke piva in strelja 10-12 metrov, odvisno od krogle.

In vendar je za pospeševalnik bolje izbrati debelejše žice, tako da je v vezju manjši upor. Bodite izjemno previdni! Med izumom pospeševalnika sem bil večkrat šokiran, upoštevajte pravila električne varnosti in bodite pozorni na zanesljivost izolacije. Vso srečo pri ustvarjalnosti.

Pogovorite se o članku GAUSS GUN

.
V tem članku vam bo Konstantin iz How-todo pokazal, kako narediti prenosni Gaussov top.

Projekt je bil narejen zgolj za zabavo, tako da ni bilo cilja postavljati rekordov v Gaussovi zgradbi.

Dejansko je Konstantin postal celo prelen, da bi preštel tuljavo.

Začnimo s pregledovanjem teorije. Kako deluje Gaussova pištola.

Kondenzator napolnimo z visoko napetostjo in ga izpraznimo na tuljavo bakrene žice na sodu.

Ko skozi njo teče tok, se ustvari močno elektromagnetno polje. V cev je potegnjena feromagnetna krogla. Naboj na kondenzatorju se zelo hitro porabi, v idealnem primeru pa tok skozi tuljavo preneha teči, ko je krogla na sredini.

Po tem še naprej leti po inerciji.

Preden nadaljujete z montažo, je treba opozoriti, da morate zelo previdno delati z visoko napetostjo.

Zlasti pri uporabi tako velikih kondenzatorjev je lahko precej nevarno.

Izdelali bomo enostopenjsko pištolo.

Prvič, zaradi preprostosti. Elektronika v njem je skoraj elementarna.

Pri izdelavi večstopenjskega sistema je treba nekako preklopiti tuljave, jih izračunati in namestiti senzorje.

Drugič, večstopenjska naprava preprosto ne bi ustrezala predvideni obliki pištole.

Še zdaj je telo polno. Za osnovo so bile vzete podobne prelomne pištole.

Telo bo natisnjeno na 3D tiskalniku. Če želite to narediti, začnemo z modelom.

Naredimo ga v Fusion360, vse datoteke bodo v opisu, če nenadoma kdo želi ponoviti.

Poskušali bomo vse podrobnosti postaviti čim bolj kompaktno. Mimogrede, zelo malo jih je.
4 baterije 18650, skupaj približno 15V.
Na njihovem sedežu v ​​modelu so predvidene vdolbine za namestitev skakalcev.

Ki jih bomo naredili iz debele folije.
Modul, ki poveča napetost baterije na približno 400 voltov za polnjenje kondenzatorja.

Sam kondenzator, in to je banka 1000 mikrofaradov 450 V.

In zadnji. Dejanska tuljava.

Ostale malenkosti, kot so tiristor, baterije za odpiranje, gumbi za zagon, lahko postavite s krošnjami ali prilepite na steno.

Zanje torej ni ločenih sedežev.
Za sod potrebujete nemagnetno cev.

Uporabili bomo etui iz kemičnega svinčnika. To je veliko preprosteje, kot da ga natisnemo na tiskalnik in nato zmeljemo.

Na okvir tuljave navijemo bakreno lakirano žico s premerom 0,8 mm, med vsako plastjo položimo izolacijo. Vsaka plast mora biti trdno pritrjena.

Vsako plast navijemo čim tesneje, obračamo za obračanjem, naredimo toliko plasti, kolikor se prilega kovčku.

Ročaj je izdelan iz lesa.

Model je pripravljen, lahko zaženete tiskalnik.

Skoraj vsi deli so izdelani z 0,8 mm šobo in samo gumb, ki drži cev, je izdelan z 0,4 mm šobo.

Tiskanje je trajalo približno sedem ur, tako da se je izkazalo, da je ostala le rožnata plastika.
Po tiskanju skrbno očistite model iz podpor. Primer in barve kupimo v trgovini.

Akrilne barve ni bilo mogoče uporabiti, ni pa se normalno ulegla niti na tla.
Za barvanje PLA plastike obstajajo posebni spreji in barve, ki se odlično držijo tudi brez priprave.
Toda takšne barve niso bile najdene, izkazalo se je seveda nerodno.

Moral sem slikati napol nagnjen skozi okno.

Recimo, da je neenakomerna površina tak slog in na splošno je bilo tako načrtovano.
Medtem ko je tisk v teku in se barva suši, poskrbimo za ročaj.
Drevesa primerne debeline ni bilo, zato zlepimo dva kosa parketa skupaj.

Ko se posuši, mu z vbodno žago damo grobo obliko.

Malo smo presenečeni, da akumulatorska vbodna žaga brez večjih težav razreže 4 cm lesa.

Nato s pomočjo dremela in šobe zaokrožimo vogale.

Zaradi majhne širine obdelovanca naklon ročaja ni povsem enak želenemu.

Te nevšečnosti zgladimo z ergonomijo.

Nepravilnosti prepišemo s šobo z brusnim papirjem, ročno gremo skozi 400.

Po odstranitvi prelijte z oljem v več plasteh.

Ročaj pritrdimo na samorezni vijak, predhodno izvrtamo kanal.

Z zaključnim brusnim papirjem in pilicami za iglo prilagodimo vse detajle drug drugemu, da se vse zapre, drži in oprime, kot se spodobi.

Lahko preidete na elektroniko.
Prvi korak je namestitev gumba. Približno ocenjeno, da v prihodnosti ne bo veliko motilo.

Nato sestavite predal za baterije.
Če želite to narediti, narežite folijo na trakove in jo prilepite pod kontakte baterije. Baterije so povezane zaporedno.

Vedno preverimo, ali obstaja zanesljiv stik.
Ko je to storjeno, lahko preko gumba priključite visokonapetostni modul in nanj kondenzator.

Lahko ga celo poskusite napolniti.
Napetost smo nastavili na približno 410 V, da bi jo izpraznili na tuljavo brez glasnih poskokov zapiralnih kontaktov, morate uporabiti tiristor, ki deluje kot stikalo.

In da se zapre, je dovolj majhna napetost enega in pol volta na krmilni elektrodi.

Na žalost se je izkazalo, da ima modul za pospeševanje srednjo točko, kar vam ne omogoča, da brez posebnih trikov prevzamete krmilno napetost iz že nameščenih baterij.

Zato vzamemo prstno baterijo.

Majhen gumb za uro služi kot sprožilec, ki preklaplja velike tokove skozi tiristor.

S tem bi bilo konec, a dva tiristorja takšne zlorabe nista zdržala.
Zato sem moral izbrati močnejši tiristor, 70TPS12, zdrži 1200-1600V in 1100A na impulz.

Ker je projekt še en teden zamrznjen, bomo kupili tudi več delov za izdelavo indikatorja polnjenja. Deluje lahko v dveh načinih, prižge samo eno diodo, jo prestavi ali prižge vse po vrsti.

Druga možnost je videti lepša.

Shema je precej preprosta, toda na Aliju lahko kupite že pripravljen tak modul.

Če na vhod indikatorja dodate nekaj megaohmskih uporov, ga lahko povežete neposredno s kondenzatorjem.
Novi tiristor, kot je načrtovano, zlahka prehaja močne tokove.

Edina stvar je, da se ne zapre, torej pred sprožitvijo morate izklopiti polnjenje, tako da se kondenzator lahko popolnoma izprazni, tiristor pa preide v prvotno stanje.

Temu bi se lahko izognili, če bi imel pretvornik polvalovni usmernik.
Poskusi predelave obstoječega uspeha niso prinesli.

Lahko začnete izdelovati krogle. Biti morajo magnetni.

Lahko vzamete tako čudovite žeblje za moznike, imajo premer 5,9 mm.

In prtljažnik se popolnoma prilega, ostane samo odrezati klobuk in ga nekoliko naostriti.

Izkazalo se je, da je teža krogle 7,8 g.

Hitrosti, na žalost, zdaj ni kaj meriti.

Sestavo zaključimo z lepljenjem telesa in tuljave.

Lahko ga preizkusite, ta igrača dobro naredi luknje v aluminijastih pločevinkah, preluknja kartonske škatle in na splošno se čuti moč.

Čeprav mnogi trdijo, da je Gaussov top tih, pa ob izstrelitvi tudi brez krogle malo poka.

Ko skozi žico tuljave tečejo veliki tokovi, čeprav se to zgodi v delčku sekunde, se ta segreje in malo razširi.
Če tuljavo impregnirate z epoksidno smolo, se lahko delno znebite tega učinka.

Domače je za vas predstavil Konstantin, delavnica How-todo.

Pozdravljeni vsi skupaj. V tem članku bomo razmislili, kako narediti prenosno Gaussovo elektromagnetno pištolo, sestavljeno z mikrokrmilnikom. No, glede Gaussove pištole sem se seveda navdušil, a ni dvoma, da gre za elektromagnetno pištolo. Ta naprava na mikrokrmilniku je bila razvita z namenom, da naučimo začetnike programiranja mikrokrmilnikov na primeru izdelave elektromagnetne pištole z lastnimi rokami. Analizirajmo nekaj konstrukcijskih točk tako v sami Gaussovi elektromagnetni pištoli kot v programu za mikrokrmilnik.

Od samega začetka se morate odločiti za premer in dolžino cevi same pištole ter material, iz katerega bo izdelana. Izpod živosrebrnega termometra sem uporabil plastično ohišje s premerom 10 mm, saj sem ga imel v prostem teku. Uporabite lahko kateri koli razpoložljiv material, ki ima neferomagnetne lastnosti. To so steklo, plastika, bakrene cevi itd. Dolžina cevi je lahko odvisna od števila uporabljenih elektromagnetnih tuljav. V mojem primeru so uporabljene štiri elektromagnetne tuljave, dolžina cevi je dvajset centimetrov.

Kar zadeva premer uporabljene cevi, je v procesu delovanja elektromagnetna pištola pokazala, da je treba upoštevati premer cevi glede na uporabljeni projektil. Preprosto povedano, premer cevi ne sme biti veliko večji od premera uporabljenega izstrelka. V idealnem primeru naj se cev elektromagnetne pištole prilega pod sam projektil.

Material za izdelavo školjk je bila os iz tiskalnika s premerom pet milimetrov. Iz tega materiala je bilo izdelanih pet delov, dolgih 2,5 centimetra. Čeprav je mogoče uporabiti tudi jeklene surovce, recimo iz žice ali elektrode - kaj se najde.

Pozorni morate biti na težo samega izstrelka. Teža naj bo čim nižja. Moje školjke so nekoliko težke.

Pred ustvarjanjem te pištole so bili izvedeni poskusi. Prazna pasta iz peresa je bila uporabljena kot sod, igla je bila uporabljena kot projektil. Igla je zlahka prebila pokrov nabojnika, nameščenega v bližini elektromagnetne pištole.

Ker je originalna Gaussova elektromagnetna pištola zgrajena na principu polnjenja kondenzatorja z visoko napetostjo, približno tristo voltov, bi jo morali iz varnostnih razlogov začetniki radioamaterji napajati z nizko napetostjo, približno dvajset voltov. Nizka napetost vodi v dejstvo, da doseg izstrelka ni zelo dolg. Toda spet je vse odvisno od števila uporabljenih elektromagnetnih tuljav. Več kot je uporabljenih elektromagnetnih tuljav, večji je pospešek izstrelka v elektromagnetni pištoli. Pomemben je tudi premer cevi (manjši kot je premer cevi, dlje leti izstrelek) in kakovost navitja samih elektromagnetnih tuljav. Morda so elektromagnetne tuljave najbolj osnovne pri zasnovi elektromagnetne pištole, temu je treba posvetiti resno pozornost, da bi dosegli največji let izstrelka.

Podal bom parametre svojih elektromagnetnih tuljav, morda so za vas drugačni. Tuljava je navita z žico s premerom 0,2 mm. Dolžina navitja plasti elektromagnetne tuljave je dva centimetra in vsebuje šest takšnih vrstic. Vsake nove plasti nisem izolirala, ampak sem začela navijati novo plast na prejšnjo. Zaradi dejstva, da se elektromagnetne tuljave napajajo z nizko napetostjo, morate dobiti največji Q faktor tuljave. Zato vse zavoje navijemo tesno drug na drugega, zavoj za zavoj.

Kar zadeva podajalnik, tukaj niso potrebna posebna pojasnila. Vse je bilo spajkano iz odpadnega folijskega tekstolita, ki je ostal pri proizvodnji tiskanih vezij. Slike prikazujejo vse do potankosti. Srce podajalnika je servo SG90, ki ga poganja mikrokrmilnik.

Napajalna palica je izdelana iz jeklene palice s premerom 1,5 mm, na koncu palice je spajkana matica m3 za spajanje s servo pogonom. Za povečanje roke je na servo kolebnico nameščena bakrena žica s premerom 1,5 mm, upognjena na obeh koncih.

Ta preprosta naprava, sestavljena iz improviziranih materialov, je povsem dovolj za dovajanje izstrelka v cev elektromagnetne pištole. Napajalni drog mora v celoti izstopiti iz nakladalnega nabojnika. Kot vodilo za napajalno palico je služil razpokan medeninasti drog z notranjim premerom 3 mm in dolžino 7 mm. Škoda ga je bilo zavreči, zato je prišel prav, pravzaprav kot koščki folijskega tekstolita.

Program za mikrokrmilnik atmega16 je bil ustvarjen v AtmelStudio in je za vas popolnoma odprtokodni projekt. Razmislite o nekaterih nastavitvah v programu mikrokrmilnika, ki jih boste morali narediti. Za najbolj učinkovito delovanje elektromagnetne pištole boste morali v programu nastaviti čas delovanja vsake elektromagnetne tuljave. Nastavitev se izvede po vrstnem redu. Najprej spajkajte prvo tuljavo v vezje, preostalih ne priključite. Nastavite čas v programu (v milisekundah).

Prebrskajte mikrokrmilnik in zaženite program na mikrokrmilniku. Napor koluta mora biti dovolj, da potegne izstrelek in da začetni pospešek. Ko dosežete maksimalni let izstrelka, prilagodite čas tuljave v programu mikrokrmilnika, priključite drugo tuljavo in tudi prilagodite čas, s čimer dosežete še večji domet izstrelka. V skladu s tem ostane prva tuljava vklopljena.

PORTA |=(1 PORTA &=~(1

Na ta način nastavite delovanje vsake elektromagnetne tuljave in jih povežete po vrstnem redu. Ker se število elektromagnetnih tuljav v napravi za elektromagnetno pištolo Gauss povečuje, se mora povečati tudi hitrost in s tem tudi domet izstrelka.

Temu mukotrpnemu postopku za nastavitev vsake tuljave se je mogoče izogniti. Toda za to bo treba posodobiti napravo same elektromagnetne pištole z namestitvijo senzorjev med elektromagnetnimi tuljavami za sledenje gibanja izstrelka od ene tuljave do druge. Senzorji v kombinaciji z mikrokrmilnikom ne bodo le poenostavili postopka uglaševanja, ampak tudi povečali doseg izstrelka. Nisem delal teh zvončkov in zapletal program mikrokrmilnika. Cilj je bil izvesti zanimiv in preprost projekt z uporabo mikrokrmilnika. Kako zanimivo je, soditi seveda vi. Če sem iskren, sem bil kot otrok vesel, da sem "mlatil" iz te naprave in sem imel idejo za resnejšo napravo na mikrokrmilniku. Ampak to je tema za drug članek.

Program in shema -

9.830 Ogledi

Zmogljiv model slavne Gaussove pištole, ki ga lahko izdelate z lastnimi rokami iz improviziranih sredstev, je zadovoljen. Ta domači Gaussov top je izdelan zelo preprosto, ima lahko obliko, vsak ljubitelj domačih izdelkov in radioamater lahko najde vse uporabljene dele. S pomočjo programa za izračun tuljave lahko dobite največjo moč.

Torej, za izdelavo Gaussovega topa potrebujemo:

1. Kos vezanega lesa.
2. List plastike.
3. Plastična cev za gobec ∅5 mm.
4. Bakrena žica za tuljavo ∅0,8 mm.
5. Veliki elektrolitski kondenzatorji
6. gumb za zagon
7. Tiristor 70TPS12
8. Baterije 4X1,5V
9. Žarnica z žarilno nitko in vtičnica zanjo 40W
10. Dioda 1N4007

Sestavljanje telesa za shemo Gaussove pištole

Oblika ohišja je lahko poljubna, ni treba upoštevati predstavljene sheme. Da bi ohišju dali estetski videz, ga lahko pobarvate z barvo v razpršilu.

Namestitev delov v ohišje za Gaussov top

Za začetek montiramo kondenzatorje, v tem primeru so bili pritrjeni na plastične vezice, lahko pa si omislite drug nosilec.

Nato na zunanjo stran ohišja namestimo kartušo za žarnico. Ne pozabite nanj priključiti dveh napajalnih žic.

Nato v ohišje postavimo predal za baterije in ga pritrdimo na primer z lesenimi vijaki ali kako drugače.

Navitje tuljave za Gaussov top

Za izračun Gaussove tuljave lahko uporabite program FEMM, program FEMM lahko prenesete s te povezave https://code.google.com/archive/p/femm-coilgun

Uporaba programa je zelo enostavna, v predlogo morate vnesti potrebne parametre, jih naložiti v program in na izhodu dobimo vse značilnosti tuljave in bodoče pištole kot celote, do hitrosti projektil.

Torej, začnimo navijati! Najprej morate vzeti pripravljeno cev in oviti papir s PVA lepilom, tako da je zunanji premer cevi 6 mm.

Nato v sredini segmentov izvrtamo luknje in jih položimo na cev. Popravite jih z vročim lepilom. Razdalja med stenami mora biti 25 mm.

Tuljavo položimo na cev in nadaljujemo na naslednji korak ...

Shema Gaussovega topa. montaža

Vezje v notranjosti ohišja sestavimo s površinsko montažo.

Nato gumb namestimo na ohišje, izvrtamo dve luknji in tam navijemo žice za tuljavo.

Za poenostavitev uporabe lahko naredite stojalo za pištolo. V tem primeru je bil izdelan iz lesenega bloka. V tej različici vozička so bile ob robovih cevi puščene vrzeli, to je potrebno za prilagoditev tuljave, premikanje tuljave, lahko dosežete največjo moč.

Topovske školjke so narejene iz kovinskega žeblja. Segmenti so izdelani dolžine 24 mm in premera 4 mm. Zaboje za strelivo je treba izostriti.

Naročite se na novice

Vsak ljubitelj znanstvene fantastike pozna elektromagnetno orožje. Takšne tehnologije so prikazane kot kombinacija mehanskih, elektronskih in električnih komponent. Kako pa je takšno orožje videti v resničnem življenju, ali ima vsaj najmanjšo možnost za obstoj?

Tehnološke značilnosti

Puška Gauss je za raziskovalce zanimiva zaradi več lastnosti hkrati. Izvajanje te tehnologije se bo izognilo ogrevalnemu orožju. Posledično se bodo njegove hitrostreljive lastnosti povečale do prej neznanih meja. Poleg tega bo zaradi utelešenja tehnoloških idej v resničnost treba opustiti tulce, kar bo močno poenostavilo streljanje.

Privzeto lahko puška Gauss strelja tanke ozke izstrelke z največjo prodorno močjo. Pospešek kartuše je v tem primeru popolnoma neodvisen od premera.

Za delovanje orožja zadostuje polnjenje z električnim tokom. Kar zadeva znane sheme, v njihovi strukturi praktično ni gibljivih elementov.

Načelo streljanja

Trenutno orožje ostaja v fazi razvoja. Po zamisli naj bi streljal z železnimi naboji. Vendar se za razliko od strelnega orožja granate gibljejo ne s pritiskom smodnih plinov, temveč z vplivom magnetnega polja.

Pravzaprav puška Gauss deluje po precej primitivnem principu. Vzdolž cevi je niz elektromagnetnih tuljav. Kartuše se polnijo iz nabojnika mehansko. Ena od tuljav dvigne naboj. Takoj, ko kartuša doseže sredino cevi, se aktivira naslednja tuljava, zaradi katere se pospeši.

Zaporedna namestitev poljubnega števila tuljav vzdolž cevi teoretično vam omogoča, da projektil takoj razpršite do nepredstavljivih hitrosti.

Prednosti in slabosti

Elektromagnetna puška ima v teoriji prednosti, ki so nedosegljive za katero koli drugo znano orožje:

• možnost izbire hitrosti izstrelka;
• pomanjkanje rokavov;
• izvedba popolnoma tihih strelov;
• majhen donos;
• visoka zanesljivost;
• odpornost proti obrabi;
• delovanje v brezzračnem, zlasti v vesolju.

Kljub dokaj preprostemu principu delovanja in enostavni zasnovi ima puška Gauss nekaj pomanjkljivosti, ki ustvarjajo ovire za njeno uporabo kot orožje.

Glavna težava je nizka učinkovitost elektromagnetnih tuljav. Posebni testi kažejo, da se le okoli 7 % naboja pretvori v kinetično energijo, kar pa ne zadošča, da bi se kartuša spravila v gibanje.

Druga težava je velika poraba in dolgotrajno kopičenje energije s kondenzatorji. Skupaj s pištolo boste morali nositi precej težek in obsežen vir energije.

Na podlagi zgoraj navedenega lahko sklepamo, da v sodobnih razmerah praktično ni možnosti za izvedbo ideje kot osebnega orožja. Pozitiven premik v pravo smer je možen le v primeru razvoja močnih, avtonomnih in hkrati kompaktnih virov električnega toka.

Prototipi

Trenutno ni niti enega uspešnega primera ustvarjanja visoko učinkovitega elektromagnetnega orožja. Vendar to ne moti razvoja prototipov. Najuspešnejši primer je izum inženirskega biroja Delta V Engineering.

Naprava s petnajstimi polnjenji razvijalcev omogoča dokaj hiter ogenj, ki izpusti 7 nabojev na sekundo. Žal je prodorna moč puške dovolj le za razbijanje stekla in pločevink. Elektromagnetno orožje tehta približno 4 kg in izstreli naboje kalibra 6,5 ​​mm.

Do danes razvijalec še ni uspel doseči uspeha pri premagovanju glavne pomanjkljivosti puške - izjemno nizke začetne hitrosti izstrelkov. Tukaj je ta številka le 43 m / s. Če potegnemo vzporednice, je gobna hitrost naboja, izstreljenega iz zračne puške, skoraj 20-krat večja.

Gaussov izum v računalniških igrah

V znanstvenofantastičnih igrah je elektromagnetna pištola morda najmočnejše, hitrostreljivo in resnično smrtonosno orožje. Smešno je, vendar večina posebnih učinkov ni značilna za ta izum.

Najbolj presenetljiv primer sta pištola in puška Gauss, ki sta na voljo likom kultne serije iger Fallout. Tako kot pravi prototip tudi virtualno orožje deluje na podlagi nabitih elektromagnetnih delcev.

V S.T.A.L.K.E.R. pištola Gauss ima nizko hitrost streljanja, kar je blizu lastnostim resničnih prototipov. Hkrati ima orožje največjo moč. Po opisu pištola deluje na podlagi energije anomalnih pojavov.

Igre Master of Orion igralcu omogočajo tudi opremiti vesoljske ladje z Gaussovimi topovi. Tu orožje izstreljuje elektromagnetne izstrelke, katerih moč škode ni odvisna od razdalje do cilja.

Imeti orožje, ki ga celo v računalniških igrah najdemo le v laboratoriju norega znanstvenika ali blizu časovnega portala v prihodnost, je kul. Gledati, kako ljudje, ki so brezbrižni do tehnologije, nehote uprejo oči v napravo, navdušeni igralci iger pa naglo dvignejo čeljusti s tal - za to je vredno preživeti dan za sestavljanje Gaussove pištole.

Kot običajno smo se odločili, da začnemo z najpreprostejšim dizajnom - indukcijsko pištolo z eno tuljavo. Eksperimenti z večstopenjskim pospeševanjem izstrelka so bili prepuščeni izkušenim inženirjem elektronike, ki so lahko zgradili kompleksen stikalni sistem na močnih tiristorjih in natančno prilagodili trenutke zaporednega preklapljanja tuljav. Namesto tega smo se osredotočili na možnost priprave jedi s široko dostopnimi sestavinami. Torej, če želite zgraditi Gaussov top, morate najprej iti po nakupih. V radijski trgovini morate kupiti več kondenzatorjev z napetostjo 350-400 V in skupno zmogljivostjo 1000-2000 mikrofarad, emajlirano bakreno žico s premerom 0,8 mm, baterijski predel za Krono in dva 1,5-voltna tipa C baterije, preklopno stikalo in gumb. Vzemimo pet fotoaparatov Kodak za enkratno uporabo v fotografskih izdelkih, preprost štiripinski rele znamke Zhiguli v avtomobilskih delih, paket slamic za koktajle v "izdelkih" in plastično pištolo, mitraljez, puško, puško ali katero koli drugo puško, ki jo hočeš v »igračah«, se želiš spremeniti v orožje prihodnosti.

Navijamo na brke

Glavni napajalni element naše pištole je induktor. Z njegovo izdelavo je vredno začeti sestavljanje pištole. Vzemite kos slame dolžine 30 mm in dve veliki podložki (plastični ali kartonski), ki jih z vijakom in matico sestavite v vrečko. Previdno začnite navijati emajlirano žico okoli nje, tuljavo za tuljavo (z velikim premerom žice je to precej preprosto). Pazite, da žice ostro ne upognete, ne poškodujete izolacije. Ko končate s prvim slojem, ga napolnite s superlepilom in začnite navijati naslednjo. To naredite z vsako plastjo. Skupaj morate naviti 12 plasti. Nato lahko razstavite kolut, odstranite podložke in tuljavo položite na dolgo slamico, ki bo služila kot sod. En konec slame mora biti zamašen. Končano tuljavo je enostavno preizkusiti tako, da jo priključite na 9-voltno baterijo: če drži sponko za papir, vam je uspelo. V tuljavo lahko vstavite slamico in jo preizkusite v vlogi solenoida: kos sponke za papir naj aktivno potegne vase in ga celo vrže iz soda za 20–30 cm, ko utripa.

Ko obvladate preprosto vezje z eno tuljavo, se lahko preizkusite v izdelavi večstopenjske pištole - navsezadnje bi morala biti prava Gaussova pištola. Tiristorji (močne krmiljene diode) so idealni kot preklopni element za nizkonapetostna vezja (stotine voltov) in nadzorovane iskriške reže za visokonapetostna vezja (na tisoče voltov). Signal krmilnim elektrodam tiristorjev ali iskrih vrzeli bo poslal sam projektil, ki bo letel mimo fotocelic, nameščenih v cevi med tuljavami. Trenutek izklopa vsake tuljave bo v celoti odvisen od kondenzatorja, ki jo napaja. Bodite previdni: prekomerno povečanje kapacitivnosti za dano impedanco tuljave lahko povzroči podaljšanje trajanja impulza. To pa lahko privede do dejstva, da potem, ko izstrelek preide središče solenoida, bo tuljava ostala vklopljena in upočasnila gibanje izstrelka. Osciloskop vam bo pomagal podrobno spremljati in optimizirati trenutke vklopa in izklopa posamezne tuljave ter izmeriti hitrost izstrelka.

Seciramo vrednote

Za generiranje močnega električnega impulza je najbolj primerna kondenzatorska baterija (v tem mnenju smo solidarni z ustvarjalci najmočnejših laboratorijskih tirnic). Kondenzatorji niso dobri le zaradi svoje visoke energijske zmogljivosti, ampak tudi zaradi sposobnosti, da v zelo kratkem času odpovejo vso energijo, preden izstrelek doseže središče tuljave. Vendar je treba kondenzatorje nekako napolniti. Na srečo je polnilnik, ki ga potrebujemo, v kateri koli kameri: kondenzator se tam uporablja za oblikovanje visokonapetostnega impulza za elektrodo za vžig bliskavice. Kamere za enkratno uporabo se nam najbolje obnesejo, saj sta kondenzator in "polnilnik" edini električni komponenti, ki ju imata, kar pomeni, da je iz njih enostavno izvleči polnilni krog.

Slavni railgun iz iger Quake zaseda prvo mesto na naši lestvici z veliko prednostjo. Že vrsto let je obvladovanje "tirnice" odlikovalo napredne igralce: orožje zahteva filigransko natančnost streljanja, v primeru zadetka pa hitri izstrelek sovražnika dobesedno raztrga na koščke.

Razstavljanje fotoaparata za enkratno uporabo je faza, v kateri morate začeti biti previdni. Ko odprete ohišje, se poskusite ne dotikati elementov električnega tokokroga: kondenzator lahko dolgo časa zadrži naboj. Ko ste pridobili dostop do kondenzatorja, najprej zaprite njegove sponke z izvijačem z dielektričnim ročajem. Šele takrat se lahko dotaknete plošče brez strahu pred električnim udarom. Odstranite sponke akumulatorja iz polnilnega vezja, odspojite kondenzator, prispajkajte mostiček na kontakte gumba za polnjenje - ne bomo ga več potrebovali. Na ta način pripravite vsaj pet polnilnih plošč. Bodite pozorni na lokacijo prevodnih tirov na plošči: na iste elemente vezja se lahko povežete na različnih mestih.

Ostrostrelska pištola za izključeno območje je drugo nagrado za realizem: na podlagi puške LR-300 se elektromagnetni pospeševalnik iskri s številnimi tuljavami, značilno brni, ko se kondenzatorji napolnijo, in sovražnika do smrti udari na ogromnih razdaljah. Artefakt flash služi kot vir energije.

Postavljanje prioritet

Izbira kapacitivnosti kondenzatorja je stvar kompromisa med energijo strela in časom polnjenja puške. Odločili smo se za štiri vzporedno povezane kondenzatorje 470 mikrofarad (400 V). Pred vsakim posnetkom počakamo približno minuto, da LED diode na polnilnih vezjih signalizirajo, da je napetost v kondenzatorjih dosegla predpisanih 330 V. Postopek polnjenja lahko pospešite tako, da na polnilnik priključite več 3-voltnih baterijskih predalčkov. vezja vzporedno. Vendar pa je treba upoštevati, da imajo močne baterije tipa "C" presežek toka za šibka vezja kamere. Da bi preprečili, da bi tranzistorji na ploščah izgoreli, mora biti za vsak 3-voltni sklop vzporedno povezanih 3-5 polnilnih vezij. Na naši pištoli je na "naboje" povezan samo en predal za baterije. Vsi ostali služijo kot rezervni nabojniki.

Lokacija kontaktov na polnilnem vezju Kodakovega fotoaparata za enkratno uporabo. Bodite pozorni na lokacijo prevodnih tirov: vsako žico vezja je mogoče spajkati na ploščo na več priročnih mestih.

Določanje varnostnih območij

Nikomur ne bi svetovali, naj pod prstom drži gumb, ki izprazni baterijo 400-voltnih kondenzatorjev. Za nadzor spusta je bolje namestiti rele. Njegovo krmilno vezje je preko gumba za sprostitev priključeno na 9-voltno baterijo, krmiljeno vezje pa je povezano z vezjem med tuljavo in kondenzatorji. Shematski diagram bo pomagal pravilno sestaviti pištolo. Pri sestavljanju visokonapetostnega vezja uporabite žico s prečnim prerezom vsaj milimetra, za polnilno in krmilno vezje so primerne vse tanke žice. Ko eksperimentirate z vezjem, ne pozabite, da imajo kondenzatorji lahko preostali naboj. Izpraznite jih s kratkim stikom, preden se jih dotaknete.

V eni izmed najbolj priljubljenih strateških iger so pešci globalnega varnostnega sveta (GDI) opremljeni z močnimi protitankovskimi puškami. Poleg tega so kot nadgradnja na rezervoarje GDI nameščene tudi železniške puške. Po nevarnosti je tak tank približno enak uničevalniku zvezd v Vojni zvezd.

Povzetek

Postopek snemanja je videti tako: vklopite stikalo za vklop; čakanje na svetel sijaj LED diod; izstrelek spustimo v cev, tako da je nekoliko za tuljavo; izklopite napajanje, tako da baterije pri sprožitvi ne vzamejo energije nase; ciljajte in pritisnite gumb za sprostitev. Rezultat je v veliki meri odvisen od mase izstrelka. S pomočjo kratkega nohta z odgriznjenim klobukom smo uspeli prestreliti pločevinko energijske pijače, ki je počila in s fontano zalila polovico uredništva. Nato je top, očiščen lepljive sode, z razdalje petdeset metrov zabil žebelj v steno. In v srca ljubiteljev znanstvene fantastike in računalniških iger, naše orožje udari brez školjk.

Ogame je vesoljska strategija za več igralcev, v kateri se bo igralec počutil kot cesar planetarnih sistemov in vodil medgalaktične vojne z istimi živimi nasprotniki. Ogame je preveden v 16 jezikov, vključno z ruščino. Gaussov top je eno najmočnejših obrambnih orožij v igri.

Gauss puška (gauss puška)

Druga imena: Gaussova pištola, Gaussova puška, Gaussova puška, Gaussova pištola, Booster puška.

Gauss puška (ali njena večja različica Gauss puška), tako kot railgun, je elektromagnetno orožje. Trenutno bojni industrijski modeli ne obstajajo, čeprav številni laboratoriji (večinoma amaterski in univerzitetni) še naprej trdo delajo na ustvarjanju tega orožja. Sistem je poimenovan po nemškem znanstveniku Carlu Gaussu (1777-1855). S kakšnim strahom je bil matematik nagrajen s takšno častjo, osebno ne morem razumeti (še ne morem, oziroma nimam ustreznih informacij). Gauss je imel veliko manj opravka s teorijo elektromagnetizma kot na primer Oersted, Ampere, Faraday ali Maxwell, a kljub temu je bila pištola poimenovana po njem. Ime se je zataknilo, zato ga bomo uporabili.

Načelo delovanja:
Puška Gauss je sestavljena iz tuljav (močnih elektromagnetov), ​​nameščenih na cevi iz dielektrika. Pri dovajanju toka se elektromagneti za kratek trenutek prižgejo drug za drugim v smeri od sprejemnika proti gobcu. Izmenično pritegnejo proti sebi jekleno kroglo (iglo, pušo ali izstrelek, če govorimo o topu) in jo s tem pospešijo do znatnih hitrosti.

Prednosti orožja:
1. Brez kartuše. To vam omogoča znatno povečanje zmogljivosti trgovine. Na primer, nabojnik, ki ima 30 nabojev, lahko naloži 100-150 nabojev.
2. Visoka hitrost ognja. Teoretično sistem omogoča, da se pospešek naslednje krogle začne, še preden je prejšnja zapustila cev.
3. Tiho streljanje. Sama zasnova orožja vam omogoča, da se znebite večine akustičnih komponent strela (glej ocene), zato je streljanje iz puške Gauss videti kot serija subtilnih poskokov.
4. Pomanjkanje razkrivajoče bliskavice. Ta funkcija je še posebej uporabna ponoči.
5. Nizek donos. Zaradi tega se pri streljanju cev orožja praktično ne dvigne, zato se poveča natančnost ognja.
6. Zanesljivost. Puška Gauss ne uporablja nabojev, zato vprašanje slabe kakovosti streliva takoj izgine. Če se poleg tega spomnimo na odsotnost sprožilnega mehanizma, potem lahko sam koncept "neuspelega vžiga" pozabimo kot nočno moro.
7. Povečana odpornost proti obrabi. Ta lastnost je posledica majhnega števila gibljivih delov, nizke obremenitve komponent in delov med streljanjem ter odsotnosti produktov zgorevanja smodnika.
8. Možnost uporabe tako v odprtem prostoru kot v atmosferah, ki zavirajo izgorevanje smodnika.
9. Nastavljiva hitrost krogle. Ta funkcija omogoča, če je potrebno, zmanjšanje hitrosti krogle pod zvokom. Posledično izginejo značilni poki, puška Gauss pa postane popolnoma tiha in zato primerna za tajne posebne operacije.

Slabosti orožja:
Med pomanjkljivostmi pušk Gauss se pogosto omenjajo: nizek izkoristek, visoka poraba energije, velika teža in dimenzije, dolg čas polnjenja kondenzatorja itd. Želim reči, da so vse te težave posledica le stopnje razvoja sodobne tehnologije. . V prihodnosti lahko pri ustvarjanju kompaktnih in močnih virov energije z uporabo novih konstrukcijskih materialov in superprevodnikov Gaussova pištola resnično postane močno in učinkovito orožje.

V literaturi, seveda fantastično, je William Keith v svojem ciklu Pete tuje legije oborožil legionarje s puško Gauss. (Ena mojih najljubših knjig!) Uporabili so jo tudi militaristi s planeta Klisand, ki je pripeljal Jima di Grizzlyja v Garrisonovem romanu "Maščevanje podgane iz nerjavnega jekla." Pravijo, da gausianstvo najdemo tudi v knjigah iz serije S.T.A.L.K.E.R., a sem jih prebral le pet. Nisem našel nič takega, a za druge ne bom govoril.

Kar se tiče mojega osebnega dela, sem v novem romanu "Marauders" svojemu glavnemu junaku Sergeju Kornu predstavil Gaussov karabin "Metel-16", izdelan v Tuli. Res je, imel ga je v lasti šele na začetku knjige. Konec koncev je glavni lik enak, kar pomeni, da je upravičen do bolj impresivne pištole.

Oleg Shovkunenko

Ocene in komentarji:

Aleksander 29.12.13
Po zahtevku 3 - strel z nadzvočno hitrostjo krogle bo v vsakem primeru glasen. Zaradi tega se za tiho orožje uporabljajo posebne podzvočne kartuše.
Po zahtevku 5 bo odboj lasten vsakemu orožju, ki strelja na "materialne predmete" in je odvisen od razmerja mas krogle in orožja ter zagona sile, ki pospešuje kroglo.
Po zahtevku 8 - nobena atmosfera ne more vplivati ​​na zgorevanje smodnika v zaprti kartuši. V vesolju bo streljalo tudi strelno orožje.
Težava je lahko le v mehanski stabilnosti delov orožja in lastnostih maziv pri ultra nizkih temperaturah. Toda to vprašanje je rešljivo in že leta 1972 je bilo izvedeno poskusno streljanje v odprtem vesolju iz orbitalne pištole z vojaške orbitalne postaje OPS-2 (Salyut-3).

Oleg Shovkunenko
Aleksander je dobro, da si napisal. Če sem iskren, sem opisal orožje na podlagi lastnega razumevanja teme. Morda pa je bilo nekaj narobe. Pojdimo skupaj skozi točke.

Artikel številka 3. "Tišina streljanja."
Kolikor vem, je zvok strela iz katerega koli strelnega orožja sestavljen iz več komponent:
1) Zvok ali bolje rečeno zvoki delovanja orožnega mehanizma. Sem spadajo udarci udarca na kapsulo, žvenket zaklopa itd.
2) Zvok, ki ustvarja zrak, ki je napolnil cev pred strelom. Izpodriva ga tako krogla kot smodniški plini, ki pronicajo skozi rezalne kanale.
3) Zvok, ki ga prašni plini sami ustvarijo med ostrim širjenjem in hlajenjem.
4) Zvok, ki ga ustvari akustični udarni val.
Prve tri točke sploh ne veljajo za gaussovstvo. Predvidevam vprašanje o zraku v cevi, vendar pri Gaussovi puški ni nujno, da je cev trdna in cevasta, kar pomeni, da problem izgine sam od sebe. Torej ostaja točka številka 4, samo tista, o kateri govorite vi, Alexander. Želim reči, da akustični udarni val še zdaleč ni najglasnejši del posnetka. Dušilci sodobnega orožja se z njim praktično sploh ne borijo. In vendar se strelno orožje z dušilcem zvoka še vedno imenuje tiho. Zato lahko Gaussovo imenujemo tudi brezšumno. Mimogrede, najlepša hvala, da ste me spomnili. Med prednostmi Gaussove pištole sem pozabil omeniti možnost prilagajanja hitrosti krogle. Konec koncev je mogoče nastaviti podzvočni način (zaradi katerega bo orožje popolnoma tiho in namenjeno tajnim akcijam v tesnem boju) in nadzvočno (to je za pravo vojno).

Artikel številka 5. "Skoraj brez odboja."
Seveda je tudi vrnitev plinovke. Kam brez nje?! Zakon o ohranitvi zagona še ni bil preklican. Samo načelo delovanja puške Gauss bo naredilo, da ne bo eksplozivna, kot pri strelnem orožju, ampak tako rekoč raztegnjena in gladka ter zato veliko manj opazna za strelca. Čeprav, če sem iskren, so to samo moji sumi. Do sedaj še nisem streljal iz takšne puške :))

Artikel številka 8. "Možnost uporabe obeh v vesolju ...".
No, nisem rekel ničesar o nemožnosti uporabe strelnega orožja v vesolju. Le tako ga bo treba predelati, rešiti toliko tehničnih problemov, da je lažje ustvariti gausovo pištolo :)) Kar se tiče planetov s specifično atmosfero, je uporaba strelnega orožja na njih res lahko ne le težka , ampak tudi nevarno. Toda to je pravzaprav že iz oddelka fantazije, s katerim se ukvarja vaš poslušni služabnik.

Vjačeslav 05.04.14
Hvala za zanimivo zgodbo o orožju. Vse je zelo dostopno in razloženo po policah. Druga bi bila shemku za večjo jasnost.

Oleg Shovkunenko
Vyacheslav, vstavil sem shemo, kot ste prosili).

zanima 22.02.15
"Zakaj puška Gaus?" - Wikipedia to pravi, ker je postavil temelje teorije elektromagnetizma.

Oleg Shovkunenko
Prvič, na podlagi te logike bi se letalska bomba morala imenovati "Newtonova bomba", ker pade na tla, pri čemer upošteva zakon univerzalne gravitacije. Drugič, v isti Wikipediji Gauss sploh ni omenjen v članku "Elektromagnetna interakcija". Še dobro, da smo vsi izobraženi ljudje in se spomnimo, da je Gauss izpeljal istoimenski izrek. Res je, ta izrek je vključen v Maxwellove splošnejše enačbe, zato se zdi, da je tukaj Gauss spet na sredini s "postavljanjem temeljev teorije elektromagnetizma."

Eugene 05.11.15
Puška Gaus je izmišljeno ime za orožje. Prvič se je pojavil v legendarni postapokaliptični igri Fallout 2.

Rimski 26.11.16
1) o tem, kaj ima Gauss opraviti z imenom) preberite na Wikipediji, vendar ne elektromagnetizem, ampak Gaussov izrek, ta izrek je osnova elektromagnetizma in je osnova za Maxwellove enačbe.
2) rjovenje iz strela je predvsem posledica močno razširjajočih se smodnih plinov. ker je krogla nadzvočna in po 500m od cevi seka, iz nje pa ni ropota! samo piščalka iz zraka, ki ga je presekal udarni val krogle in to je to!)
3) o tem, da pravijo, da obstajajo vzorci osebnega orožja in je tiho, ker pravijo, da je krogla podzvočna - to je neumnost! ko so podani kakršni koli argumenti, morate priti do dna vprašanja! strel je tih, pa ne zato, ker je krogla podzvočna, ampak zato, ker tam smodnični plini ne uhajajo iz cevi! preberi o pištoli PSS v Vic.

Oleg Shovkunenko
Roman, si slučajno Gaussov sorodnik? Boleče vneto braniš njegovo pravico do tega imena. Osebno mi je vseeno, če je ljudem všeč, naj bo gauss. Za vse ostalo pa preberite ocene za članek, kjer je bilo vprašanje brezšumnosti že podrobno obravnavano. Temu ne morem dodati nič novega.

Daša 12.03.17
Pišem znanstveno fantastiko. Mnenje: POSPEŠEK je orožje prihodnosti. Tujcu ne bi pripisoval pravice do prvenstva v tem orožju. Ruski POSPEŠEK ZAVEDA BO NAD gnilim zahodom. Bolje je, da pokvarjenemu tujcu ne damo PRAVICE, DA IME OROŽJE S SVOJIM SERNIM IMENOM! Rusi so polni svojih modrecev! (nezasluženo pozabljen). Mimogrede, mitraljez Gatling (top) se je pojavil POZNEJE kot ruski SOROKA (rotacijski sistem cevi). Gatling je preprosto patentiral idejo, ukradeno iz Rusije. (Za to ga bomo odslej imenovali Kozji Gutl!). Zato tudi Gauss ni povezan s pospeševanjem orožja!

Oleg Shovkunenko
Daša, domoljubje je vsekakor dobro, vendar le zdravo in razumno. Toda z Gaussovo puško je, kot pravijo, vlak odšel. Izraz se je že ukoreninil, tako kot mnogi drugi. Ne bomo spreminjali konceptov: internet, uplinjač, ​​nogomet itd. Vendar ni tako pomembno, čigavo ime je poimenovan ta ali oni izum, glavno je, kdo ga lahko pripelje do popolnosti ali, kot v primeru puške Gauss, vsaj do bojnega stanja. Žal še nisem slišal o resnem razvoju bojnih sistemov Gauss, tako v Rusiji kot v tujini.

Aleksander Božkov 26.09.17
Vse jasno. Lahko pa dodate članke o drugih vrstah orožja?: O termo pištoli, električni pištoli, BFG-9000, Gaussovem samostrelu, ektoplazmatskem mitraljezu.

Podatki so zgolj v izobraževalne namene!
Skrbnik spletnega mesta ne odgovarja za morebitne posledice uporabe posredovanih informacij.

POLNJENI KONDENZATORJI SMRTNO NEVARNO!

Elektromagnetna pištola (Gauss-gun, eng. coilgun) v svoji klasični različici je naprava, ki uporablja lastnost feromagnetov, da se vlečejo v območje močnejšega magnetnega polja, da pospeši feromagnetni "projektil".

Moja pištola Gauss:
pogled od zgoraj:


stranski pogled:


1 - konektor za priključitev oddaljenega sprožilca
2 - stikalo "polnjenje baterije / delo"
3 - priključek za povezavo z zvočno kartico računalnika
4 - stikalo "polnitev kondenzatorja / strel"
5 - gumb za izpraznitev kondenzatorja v sili
6 - indikator "napolnjenost baterije"
7 - indikator "Delo"
8 - indikator "Napolnjenost kondenzatorja"
9 - indikator "Shot"

Shema močnostnega dela Gaussove pištole:

1 - prtljažnik
2 - zaščitna dioda
3 - tuljava
4 - IR LED
5 - IR fototranzistorji

Glavni strukturni elementi moje elektromagnetne pištole:
baterija -
Uporabljam dve litij-ionski bateriji SANYO UR18650A Format 18650 iz prenosnika z 2150 mAh, povezanega zaporedno:
...
Meja napetosti praznjenja teh baterij je 3,0 V.

napetostni pretvornik za napajanje krmilnih tokokrogov -
Napetost iz baterij se napaja v ojačevalni napetostni pretvornik na čipu 34063, ki poveča napetost na 14 V. Nato se napetost dovaja v pretvornik za polnjenje kondenzatorja, in jo stabilizira na 5 V s čipom 7805, za napajanje krmilno vezje.

napetostni pretvornik za polnjenje kondenzatorja -
pospeševalni pretvornik, ki temelji na časovniku 7555 in MOSFET- tranzistor ;
- to je N-kanal MOSFET- tranzistor v ohišju TO-247 z največjo dovoljeno napetostjo "odtok-vir" VDS= 500 voltov, največji odtočni impulzni tok I D= 56 amperov in tipična vrednost upornosti vod-vir v odprtem stanju RDS (vklopljen)= 0,33 ohma.

Induktivnost induktorja pretvornika vpliva na njegovo delovanje:
premajhna induktivnost določa nizko stopnjo polnjenja kondenzatorja;
previsoka induktivnost lahko nasiči jedro.

Kot generator impulzov ( oscilatorsko vezje) za pretvornik ( pospeševalni pretvornik) lahko uporabite mikrokrmilnik (na primer priljubljeni Arduino), ki vam bo omogočil implementacijo impulzno-širinske modulacije (PWM, PWM) za nadzor delovnega cikla impulzov.

kondenzator -
elektrolitski kondenzator za napetost nekaj sto voltov.
Prej sem uporabil kondenzator K50-17 iz sovjetske zunanje bliskavice z zmogljivostjo 800 uF za napetost 300 V:

Slabosti tega kondenzatorja so po mojem mnenju nizka delovna napetost, povečan tok uhajanja (ki ima za posledico daljše polnjenje) in morda precenjena kapacitivnost.
Zato sem prešel na uporabo uvoženih sodobnih kondenzatorjev:

SAMWHA za napetost 450 V z zmogljivostjo 220 uF serije HC. HC- to je standardna serija kondenzatorjev SAMWHA, obstajajo še druge serije: ON- delo v širšem temperaturnem območju, HJ- s podaljšano življenjsko dobo;

PEC za napetost 400 V z zmogljivostjo 150 mikrofarad.
Preizkusil sem tudi tretji kondenzator za 400 V z zmogljivostjo 680 uF, kupljen v spletni trgovini dx.com -

Na koncu sem se odločil za uporabo kondenzatorja PEC za napetost 400 V z zmogljivostjo 150 mikrofarad.

Za kondenzator je pomemben tudi njegov ekvivalentni serijski upor ( ESR).

stikalo -
Stikalo za vklop SA zasnovan za preklop napolnjenega kondenzatorja C na tuljavi L:

kot stikalo lahko uporabite bodisi tiristorje, oz IGBT- tranzistorji:

tiristor -
Uporabljam močnostni tiristor TC125-9-364 s katodnim nadzorom
videz

dimenzije

- hitri tiristor zatičnega tipa: "125" pomeni največji dovoljeni obratovalni tok (125 A); "9" pomeni razred tiristorjev, t.j. ponavljajoča se impulzna napetost v stotinah voltov (900 V).

Uporaba tiristorja kot ključa zahteva izbiro kapacitivnosti kondenzatorske banke, saj bo dolgotrajen tokovni impulz povzročil, da se izstrelek, ki je priletel mimo središča tuljave, povleče nazaj - " sesati nazaj učinek".

IGBT tranzistor -
uporabite kot ključ IGBT-tranzistor omogoča ne samo zapiranje, ampak tudi odpiranje vezja tuljave. To omogoča, da se tok (in magnetno polje tuljave) prekine po tem, ko projektil preide skozi središče tuljave, sicer bi izstrelek potegnil nazaj v tuljavo in bi se zato upočasnil. Toda odpiranje vezja tuljave (močno zmanjšanje toka v tuljavi) vodi do pojava visokonapetostnega impulza na tuljavi v skladu z zakonom elektromagnetne indukcije $u_L = (L ((di_L) \over (dt)) ) )$. Za zaščito ključa -IGBT-tranzistor, morate uporabiti dodatne elemente:

vd tv- dioda ( TVS dioda), ustvarjanje poti za tok v tuljavi, ko je ključ odprt, in duši močan napetostni val na tuljavi
Rdis- razelektritveni upor ( izpustni upor) - zagotavlja slabljenje toka v tuljavi (absorbira energijo magnetnega polja tuljave)
Crskondenzator za dušenje zvonjenja), ki preprečuje nastanek prenapetostnih impulzov na ključu (lahko ga dopolnimo z uporom, ki tvori RC dušilec)

uporabil sem IGBT- tranzistor IRG48BC40F iz priljubljene serije IRG4.

tuljava (tuljava) -
tuljava je navita na plastični okvir z bakreno žico. Ohmska upornost tuljave je 6,7 ohmov. Širina večslojnega navitja (v razsutem stanju) $b$ je 14 mm, v eni plasti je približno 30 zavojev, največji polmer je približno 12 mm, najmanjši polmer $D$ je približno 8 mm (povprečni polmer $a$ je približno 10 mm, višina je $c $ - približno 4 mm), premer žice - približno 0,25 mm.
Vzporedno s tuljavo je priključena dioda UF5408 (dušilna dioda) (maksimalni tok 150 A, najvišja povratna napetost 1000 V), ki duši samoindukcijski napetostni impulz, ko se tok v tuljavi prekine.

sod -
Izdelano iz telesa kemičnega svinčnika.

projektil -
Parametri testnega izstrelka so kos žeblja s premerom 4 mm (premer cevi ~ 6 mm) in dolžino 2 cm (prostornina izstrelka je 0,256 cm 3 in masa $m$ = 2 grama , če predpostavimo, da je gostota jekla 7,8 g/cm 3). Maso sem izračunal tako, da sem projektil predstavil kot kombinacijo stožca in valja.

Material izstrelka mora biti feromagnet.
Prav tako mora biti materiala izstrelka čim več visok prag magnetne nasičenosti - vrednost indukcije nasičenosti $B_s$. Ena najboljših možnosti je navadno mehko magnetno železo (na primer navadno nekaljeno jeklo St. 3 - St. 10) z indukcijo nasičenja 1,6 - 1,7 T. Žeblji so izdelani iz nizkoogljične, termično neobdelane jeklene žice (jekla razreda St. 1 KP, St. 2 KP, St. 3 PS, St. 3 KP).
Oznaka jekla:
Umetnost.- ogljikovo jeklo navadne kakovosti;
0 - 10 - odstotek ogljika, povečan za 10-krat. Ko se vsebnost ogljika poveča, se indukcija nasičenosti $B_s$ zmanjša.

In najučinkovitejša je zlitina " permendur", vendar je preveč eksotična in draga. Ta zlitina je sestavljena iz 30-50% kobalta, 1,5-2% vanadija, ostalo pa je železo. Permendur ima najvišjo indukcijo nasičenja $B_s$ med vsemi znanimi feromagneti do 2,43 T.

Prav tako je zaželeno, da ima material izstrelka toliko nizka prevodnost. To je posledica dejstva, da v prevodni palici nastanejo vrtinčni tokovi v izmeničnem magnetnem polju, kar vodi do izgub energije.

Zato sem kot alternativo školjkam - izrezkom za nohte preizkusil feritno palico ( feritna palica) vzeto iz dušilke z matične plošče:

Podobne tuljave najdemo tudi v računalniških napajalnikih:

Videz tuljave s feritnim jedrom:

Material stebla (verjetno nikelj-cink ( Ni-Zn) (analogno domačim razredom ferita NN/VN) feritni prah) je dielektrika kar odpravlja pojav vrtinčnih tokov. Toda pomanjkljivost ferita je nizka indukcija nasičenosti $B_s$ ~ 0,3 T.
Dolžina palice je bila 2 cm:

Gostota nikelj-cinkovih feritov je $\rho$ = 4,0 ... 4,9 g/cm 3 .

Privlačna sila projektila
Izračun sile, ki deluje na izstrelek v Gaussovem topu, je težko nalogo.

Navedemo lahko več primerov izračuna elektromagnetnih sil.

Privlačna sila kosa feromagneta na solenoidno tuljavo s feromagnetnim jedrom (na primer armatura releja na tuljavo) je določena z izrazom $F = (((((w I))^2) \ mu_0 S) \over (2 ((\delta)^ 2)))$ , kjer je $w$ število zavojev v tuljavi, $I$ je tok v navitju tuljave, $S$ je površina prereza jedra tuljave, $\delta$ je razdalja od jedra tuljave do pritegnjenega kosa. V tem primeru zanemarimo magnetni upor feromagnetov v magnetnem vezju.

Sila, ki vleče feromagnet v magnetno polje tuljave brez jedra, je podana z $F = ((w I) \over 2) ((d\Phi) \over (dx))$.
V tej formuli je $((d\Phi) \over (dx))$ stopnja spremembe magnetnega toka tuljave $\Phi$, ko se kos feromagneta premika vzdolž osi tuljave (sprememba v $x $ koordinate), je to vrednost precej težko izračunati. Zgornjo formulo lahko prepišemo kot $F = (((I)^2) \over 2) ((dL) \over (dx))$, kjer je $((dL) \over (dx))$ stopnja spremembe induktivnosti tuljave $L$.

Kako streljati z Gaussovo puško
Pred vžigom je treba kondenzator napolniti na napetost 400 V. Če želite to narediti, vklopite stikalo (2) in obrnite stikalo (4) v položaj "CHARGE". Za prikaz napetosti je na kondenzator preko napetostnega delilnika priključen indikator nivoja iz sovjetskega snemalnika. Za zasilno praznjenje kondenzatorja brez priključitve tuljave se uporablja upor z uporom 6,8 kOhm z močjo 2 W, ki je povezan s stikalom (5) na kondenzator. Pred streljanjem je potrebno stikalo (4) obrniti v položaj "SHOT". Da bi se izognili vplivu odbijanja kontaktov na tvorbo krmilnega impulza, je gumb "Shot" povezan z zaščitnim vezjem za zaščito pred odbijanjem na stikalnem releju in mikrovezju 74HC00N. Iz izhoda tega vezja signal sproži en udarec, ki proizvede en sam impulz nastavljivega trajanja. Ta impulz prihaja skozi optični sklop PC817 na primarno navitje impulznega transformatorja, ki zagotavlja galvansko izolacijo krmilnega vezja od napajalnega tokokroga. Impulz, ki nastane na sekundarnem navitju, odpre tiristor in kondenzator se skozi njega izprazni do tuljave.

Tok, ki teče skozi tuljavo med praznjenjem, ustvari magnetno polje, ki vleče feromagnetni izstrelek in daje izstrelku določeno začetno hitrost. Ko zapusti cev, izstrelek po inerciji leti naprej. V tem primeru je treba upoštevati, da bo po prehodu izstrelka skozi središče tuljave magnetno polje upočasnilo izstrelek, zato se trenutni impulz v tuljavi ne sme zategniti, sicer bo to povzročilo zmanjšanje pri začetni hitrosti izstrelka.

Za daljinsko upravljanje posnetka je na konektor (1) priključen gumb:

Določanje hitrosti izstrelka iz cevi
Pri streljanju sta hitrost in energija zelo odvisni iz začetnega položaja izstrelka v steblu.
Za nastavitev optimalnega položaja je potrebno izmeriti hitrost izstrelka, ki zapusti cev. Za to sem uporabil optični merilnik hitrosti - dva optična senzorja (IR LED VD1, VD2+ IR fototranzistorji VT1, VT2) so postavljeni v deblo na razdalji $l$ = 1 cm drug od drugega. Med letom izstrelek zapre fototranzistorje zaradi oddajanja LED diod in primerjalnike na mikrovezju LM358N tvori digitalni signal:

Ko je svetlobni tok senzorja 2 (najbližje tuljavi) blokiran, zasveti rdeče (" RDEČA") LED, in ko se senzor 1 prekriva - zelena (" ZELENA").

Ta signal se pretvori v raven v desetinkah volta (delniki iz uporov R1,R3 in R2,R4) in se napaja na dva kanala linearnega (ne mikrofonskega!) vhoda zvočne kartice računalnika s kablom z dvema vtičema - vtičem, ki je priključen na Gaussov konektor, in vtičem, vstavljenim v vtičnico zvočne kartice računalnika:
napetostni delilnik:


LEVO- levi kanal; PRAV- desni kanal; GND- "zemlja"

čep za pištolo:

5 - levi kanal; 1 - desni kanal; 3 - "zemlja"
vtič priključen na računalnik:

1 - levi kanal; 2 - desni kanal; 3 - "zemlja"

Priročno je uporabljati brezplačen program za obdelavo signalov Drznost().
Ker je kondenzator serijsko povezan s preostalim vezjem na vsakem kanalu vhoda zvočne kartice, je vhod zvočne kartice dejansko RC-veriga, signal, ki ga posname računalnik, pa ima zglajeno obliko:


Značilne točke na grafih:
1 - let sprednjega dela izstrelka mimo senzorja 1
2 - let sprednjega dela izstrelka mimo senzorja 2
3 - let zadnjega dela izstrelka mimo senzorja 1
4 - let zadnjega dela izstrelka mimo senzorja 2
Iz časovne razlike med točkama 3 in 4 določim nagonsko hitrost izstrelka, pri čemer upoštevam, da je razdalja med senzorji 1 cm.
V zgornjem primeru je s hitrostjo vzorčenja $f$ = 192000 Hz za število vzorcev $N$ = 160 hitrost izstrelka $v = ((l f) \over (N)) = ((1920) \over 160)$ je bil 12 m/s.

Hitrost izstrelka, ki zapusti cev, je odvisna od njegovega začetnega položaja v cevi, ki je določen s premikom zadnjega dela izstrelka od roba cevi $\Delta$:

Za vsako kapaciteto baterije $C$ je optimalni položaj izstrelka (vrednost $\Delta$) drugačen.

Za zgoraj opisan projektil in kapaciteto baterije 370 uF sem dobil naslednje rezultate:

Z zmogljivostjo baterije 150 uF so bili rezultati naslednji:

Največja hitrost izstrelka je bila $v$ = 21,1 m/s (pri $\Delta$ = 10 mm), kar ustreza energiji ~ 0,5 J -

Pri testiranju projektila - feritne palice se je izkazalo, da zahteva veliko globlje mesto v cevi (veliko večjo vrednost $\Delta$).

Zakon o orožju
V Republiki Belorusiji izdelki z energijo gobca ( energija gobca) ne več kot 3 J kupljeno brez dovoljenja in ni registrirano.
V Ruski federaciji izdelki z energijo gobca manj kot 3 J ne štejejo za orožje.
V Združenem kraljestvu se energijski izdelki za gobec ne štejejo za orožje. ne več kot 1,3 J.

Določanje toka praznjenja kondenzatorja
Če želite določiti največji izpustni tok kondenzatorja, lahko uporabite graf napetosti na kondenzatorju med praznjenjem. Če želite to narediti, se lahko povežete s konektorjem, ki se napaja skozi napetost delilnika na kondenzatorju, zmanjšano za $n$ = 100-krat. Tok praznjenja kondenzatorja $i = (n) \cdot (C \cdot ((du) \over (dt))) = (((m_u) \over (m_t)) C tg \alpha)$, kjer je $\alpha$ - kot nagiba tangente na krivuljo napetosti kondenzatorja v dani točki.
Tukaj je primer takšne krivulje napetosti praznjenja na kondenzatorju:

V tem primeru je $C$ = 800 µF, $m_u$ = 1 V/div, $m_t$ = 6,4 ms/div, $\alpha$ = -69,4°, $tg \alpha = -2 ,66 $, kar ustreza toku na začetku praznjenja $i = (100) \cdot (800) \cdot (10^(-6)) \cdot (1 \over (6,4 \cdot (10^(-3)) ))) \cdot (-2,66) = -33,3 $ amperov.

Se nadaljuje