Что такое пушка Гаусса и как она работает. Какие преимущества имеет электромагнитное оружие перед обычным. Почему пушки Гаусса считаются оружием будущего. Какие модели пушек Гаусса уже существуют. Как далеко продвинулись разработки электромагнитного оружия. Какие перспективы у пушек Гаусса в военной и гражданской сферах.
Принцип работы пушки Гаусса: как электромагниты разгоняют снаряд
Пушка Гаусса представляет собой электромагнитный ускоритель масс, названный в честь немецкого ученого Карла Гаусса. Ее основными компонентами являются:
- Соленоид (катушка с проволокой)
- Ствол из диэлектрического материала
- Снаряд из ферромагнитного материала
- Источник питания (как правило, мощные конденсаторы)
Как же происходит выстрел из пушки Гаусса? При подаче электрического тока в соленоид возникает мощное магнитное поле. Оно втягивает ферромагнитный снаряд внутрь катушки, придавая ему ускорение. Чем сильнее ток, тем мощнее магнитное поле и выше скорость снаряда.
Важную роль играет правильная синхронизация. Импульс тока должен быть кратковременным и очень мощным. Магнитное поле должно достигать пика в момент подлета снаряда к соленоиду, а затем быстро спадать. Это позволяет избежать торможения снаряда обратным полем.
Преимущества пушек Гаусса перед традиционным огнестрельным оружием
Электромагнитные ускорители масс имеют ряд уникальных характеристик:
- Бесшумность выстрела — нет пороховых газов
- Отсутствие отдачи — нет резкого толчка при выстреле
- Высокая начальная скорость снаряда — до нескольких км/с
- Возможность регулировки мощности выстрела
- Работоспособность в экстремальных условиях, включая космос
- Простое наращивание мощности за счет удлинения ствола
Эти свойства делают пушки Гаусса перспективным оружием будущего. Однако есть и недостатки — низкий КПД, сложность конструкции, необходимость мощного источника энергии. Поэтому пока электромагнитное оружие не может полностью заменить традиционное.
Ручные пушки Гаусса: от любительских моделей до коммерческих образцов
Несмотря на технические сложности, энтузиасты активно создают любительские пушки Гаусса. Какие характеристики имеют лучшие самодельные образцы?
- Энергия выстрела: 5-6 Дж
- Начальная скорость снаряда: до 50 м/с
- КПД: не более 2%
- Масса: 5-10 кг
- Длина ствола: 0.5-1 м
Это сопоставимо с маломощными пневматическими пистолетами. Но прогресс не стоит на месте. В 2021 году американская компания Arcflash Labs представила первую коммерческую ручную пушку Гаусса GR-1 ANVIL. Ее характеристики впечатляют:
- Энергия выстрела: 85 Дж
- Скорострельность: до 100 выстр/мин
- Емкость магазина: 18 патронов
- Масса: 9 кг
- Длина ствола: 1 м
GR-1 ANVIL уже доступна для предзаказа всем желающим. Это первый шаг к появлению электромагнитного оружия на гражданском рынке.
Прорыв китайских ученых: сверхкомпактная пушка Гаусса с рекордной мощностью
В декабре 2021 года исследователи из Уханьского военно-морского инженерного университета сообщили о создании революционной пушки Гаусса. Чем она отличается от предшественников?
- Компактные размеры: длина всего 12 см
- Рекордная энергия выстрела: 150 Дж
- Использование ИИ при проектировании
- Всего 3 ускоряющие катушки
Эта модель сравнима по мощности с огнестрельными винтовками малого калибра. При этом она в несколько раз меньше и легче американского аналога. Как удалось добиться такого прогресса? Ключевую роль сыграло применение искусственного интеллекта и нейросетей при проектировании. ИИ предложил ряд оптимизаций, позволивших радикально повысить эффективность оружия.
Корабельные рельсотроны: сверхдальнобойные электромагнитные пушки
Помимо ручного оружия, активно ведутся разработки мощных корабельных электромагнитных пушек — рельсотронов. Чем они отличаются от пушек Гаусса?
- Используют два проводящих рельса вместо катушек
- Снаряд движется между рельсами, являясь частью электрической цепи
- Обладают более высоким КПД
- Способны разгонять снаряды до гиперзвуковых скоростей
Характеристики современных рельсотронов впечатляют:
- Дальность стрельбы: 150-200 км
- Скорость снаряда: свыше 6000 км/ч
- Масса снаряда: 10-20 кг
Такие пушки могут заменить не только корабельную артиллерию, но и гиперзвуковые ракеты. Однако их разработка сопряжена с серьезными техническими трудностями. США приостановили свою программу рельсотронов, а Китай продолжает активные исследования с применением ИИ.
Перспективы электромагнитного оружия в военной сфере
Несмотря на технические сложности, электромагнитное оружие имеет большой военный потенциал. Какие преимущества оно может дать армиям будущего?
- Сверхвысокая скорость и дальность стрельбы
- Возможность поражения высокоскоростных целей
- Отсутствие необходимости в взрывчатых веществах
- Низкая стоимость выстрела
- Возможность быстрого переключения режимов мощности
Наиболее перспективными направлениями применения считаются:
- Системы противоракетной и противовоздушной обороны
- Корабельное вооружение большой дальности
- Противотанковые средства
- Космическое оружие
Однако для широкого внедрения электромагнитного оружия необходимо решить ряд проблем: повысить КПД, создать компактные источники питания, обеспечить надежность в полевых условиях. Это потребует значительных инвестиций и времени.
Гражданское применение технологий пушек Гаусса
Разработки в области электромагнитных ускорителей находят применение не только в военной сфере. Какие гражданские отрасли могут выиграть от этих технологий?
- Космонавтика — электромагнитные катапульты для запуска грузов в космос
- Промышленность — высокоскоростная обработка материалов
- Медицина — ускорители частиц для лучевой терапии
- Исследования — моделирование высокоскоростных столкновений
- Транспорт — электромагнитные системы разгона для поездов
Особенно перспективным выглядит применение в космической отрасли. Электромагнитные катапульты могут значительно удешевить вывод грузов на орбиту. Уже ведутся эксперименты по созданию таких систем.
Развитие технологий электромагнитного ускорения может привести к появлению принципиально новых видов транспорта и промышленного оборудования. Это открывает широкие возможности для инноваций в различных сферах.
Принцип работы Гаусс пушки — Гаусс пушка своими руками
Пушка Гаусса (англ. Gauss gun, Coil gun, Gauss cannon) — одна из разновидностей Для наибольшего эффекта импульс тока в соленоиде должен быть кратковременным и мощным. Принцип работы пушки гаусса (англ. Coil gun) наиболее наглядно объясняется следующим рисунком Ферромагнитный снаряд «засасывается» внутрь катушки (соленоида) с определенным ускорением. По достижении середины пуля продолжает двигаться по инерции. Однако теперь сила магнитного поля тянет ее обратно к центру. Таким образом, мы подходим к первой проблеме – при достижении разгоняемым телом середины магнитного поля катушки это поле начинает препятствовать дальнейшему движению и должно отключаться. Понятно, что чем выше будет напряжение и сила тока, прикладываемого к катушкам, тем сильнее будет воздействие магнитного поля на снаряд. И здесь кроется вторая проблема – быстрое переключение заряда между катушками. Не смотря на сотни любительских сайтов и десятки тысяч возможных конструкций пушек гаусса, эффективного и технологически простого механизма переключения до сих пор не создано. |
На концах снаряда при этом образуются
Стоит заметить что возможны разные алгоритмы работы ускоряющих катушек.
Главная проблема – при высоких значениях силы и напряжения тока перегорают кремниевые элементы. Механическое же переключение либо очень неточно, либо крайне сложно в изготовлении. Источником питания во всех имеющихся на сегодня моделях ускорителей подобной конструкции служат блоки конденсаторов. При этом, КПД преобразования энергии магнитного поля катушки в кинетическую энергию снаряда не превышает 2%. Лучшие образцы самодельных спиральных пушек (coilgun) имеют энергию пули при выстреле в 5-6 Дж. Это в несколько раз меньше, чем у спортивного пневматического пистолета.Слетели с катушек. В Ухане создали мощнейший в мире пистолет Гаусса | Армия | Общество
Алексей Козаченко
Примерное время чтения: 2 минуты
6755
Shutterstock.com
Исследователи из уханьского Военно-морского инженерного университета разработали 12-сантиметровую пушку Гаусса.
Как сообщает South China Morning Post, дульная энергия оружия составляет 150 Джоулей. Это сравнимо с огнестрельными винтовками малого калибра.
Китайским инженерам удалось разработать электромагнитный ускоритель масс длиной 12 сантиметров, что по размеру сопоставимо с пистолетом. Дульная энергия этого оружия — 150 Джоулей, как у ряда огнестрельных винтовок калибра 22. Китайская пушка Гаусса состоит из трех электромагнитных катушек, питающихся от аккумуляторной батареи, размеры пули не разглашаются. Других подробностей про нее не сообщается, кроме того, что это оружие было спроектировано с помощью искусственного интеллекта и нейросетей.
Пушка Гаусса — один из самых простых и распространённых видов электромагнитного оружия, она разгоняет снаряды с помощью электромагнитных сил, как и рельсотрон. Такое оружие позволяет вести бесшумную стрельбу с малой отдачей даже в космосе, причём энергию выстрела можно наращивать простым удлинением ствола с катушками. Но если в рельсотроне снаряд движется между двумя контактными рельсами, на первом этапе являясь частью электрической цепи, то в пушке Гаусса для его разгона используются электромагнитные катушки.
Коэффициент полезного действия такой установки существенно ниже, чем у рельсотрона, поэтому военных она интересует в меньшей степени.
До недавнего времени самой совершенной считалась винтовка, разработанная американской компанией Arcflash Labs, на которую в минувшем августе был объявлен предзаказ для всех желающих. Винтовка GR-1 ANVIL, вес которой составляет 9 кг, а длина ствола достигает примерно метра, развивает дульную энергию до 85 Дж, примерно как у мощных пневматических винтовок. Ферромагнитную пулю в GR-1 ANVIL диаметром 10 мм разгоняют 8 электромагнитов. По словам американских конструкторов, в минуту можно выпустить 100 пуль.
Китайские инженеры рассказали, что первые образцы их пушки Гаусса были похожи на GR-1 Anvil, но нейросеть быстро отбросила их и стала вырабатывать более компактные варианты. Она предложила ряд оптимизаций, которые позволили увеличить эффективность оружия в несколько раз.
Сейчас Военно-морской флот Китая также начал использовать ИИ в работах над корабельными рельсотронами — разновидностью электромагнитных пушек, которая разгоняет снаряд двумя токопроводящими «рельсами» вместо катушек.
Источник:
https://www.scmp.com/news/china/science/article/3158522/chinese-researchers-turn-artificial-intelligence-build?module=perpetual_scroll_0&pgtype=article&campaign=3158522
пушка Гауссаэлектромагнитная пушка
Следующий материал
Новости СМИ2
EMG-01B — Arcflash Labs
ПАРТИЯ 7 СЕЙЧАС ДОСТУПНА ДЛЯ ПРЕДЗАКАЗА — Партия 2 ETA 31 марта 2022 г.
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, посетите нашу НОВУЮ ТАБЛИЦУ ПОСТАВКИ один (1) пистолет EMG-01B, один (1) аккумулятор 6S LiPo, один (1) магазин на 18 патронов (MG18), а также один (1) предохранитель на 40А.
– ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ПРОДАЕТСЯ ОТДЕЛЬНО
– БОЕПРИПАСЫ ПРОДАЮТСЯ ОТДЕЛЬНО
– Реальный блок черного цвета.
– Теперь с повышенной скорострельностью (540 об/мин!)
Arcflash Labs EMG-01B (Electro-Magnetic Gun – 01 Beta) представляет собой 8-ступенчатый низковольтный конденсаторный полностью автоматический койлган.
Он имеет 8 ступеней, управляемых микроконтроллером с точностью до наносекунды, что позволяет производить до 8 выстрелов в секунду со скоростью >45 м/с.
EMG-01B сконфигурирован ТОЛЬКО для стрельбы стальными снарядами размером 0,25×0,75 дюйма (штифты). Arcflash Labs рекомендует использовать магнитную арматуру 2575, но подойдет любой стальной штифт размером 0,25×0,75 дюйма.
EMG-01B стандартно поставляется с магазином большой емкости на 18 патронов. Пистолет также стандартно поставляется с литий-полимерным аккумулятором 6S (зарядное устройство продается отдельно), который может обеспечить более 100 выстрелов без необходимости перезарядки.
Характеристики ускорителя
| Основной источник питания | 1x 6S LiPo — 25,2 В |
| Блок питания | Собственный (2000 Вт) |
| Конденсаторы | 10x 33 мФ низковольтный электролитический |
| Переключатели | 8x БТИЗ |
| Снаряд | 0,25×0,75 дюйма, углеродистая сталь, 4,6 г |
| Объем | 18 патронов (стандарт) |
| Скорострельность | 9,0 выстр/сек |
| Начальная скорость | 46 м/с |
| Дульная энергия | 4,87 Дж |
| Эффективность | 6,7% |
Размеры
| Длина ствола | 10,0” |
| Отверстие | 0,25 дюйма |
| Физические размеры | 22,0 x 8,0 x 2,25 дюйма |
| Общий вес (без груза, без аккумулятора) | 4,8 фунта |
Документация: EMG-01B Manual_v3
Устройство, освобожденное от сертификации FCC в соответствии с разделом 15.
103-h: (h) Цифровые устройства, в которых как самая высокая генерируемая частота, так и самая высокая используемая частота составляют менее 1,705 МГц и которые не работают от линий электропередачи переменного тока или содержат средства для работы при подключении к линиям электропередачи переменного тока. Цифровые устройства, которые включают или предусматривают использование выпрямителей батарей, адаптеров переменного тока или зарядных устройств, которые позволяют работать во время зарядки или косвенно подключаются к линиям электропередачи переменного тока, получая питание через другое устройство, которое подключено к линиям электропередачи переменного тока. , не подпадают под это исключение. Для получения дополнительной информации:
https://www.gpo.gov/fdsys/pkg/CFR-2010-title47-vol1/pdf/CFR-2010-title47-vol1-sec15-101.pdf
EMG-02 — Arcflash Labs
СЕЙЧАС ДОСТУПНО ДЛЯ ПРЕДЗАКАЗА — партия 2 ETA 28 февраля 2023 г.
Время выполнения: прибл. 4-6 месяцев
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, посетите нашу НОВУЮ ТАБЛИЦУ ПОСТАВКИ0006 — Устройство поставляется с одним (1) пистолетом EMG-02, одним (1) жестким футляром для переноски, одним (1) аккумуляторным блоком, одним (1) зарядным устройством, одним (1) магазином на 15 патронов (MG15A), а также в виде десяти (10) 51634 арматуры.
Arcflash Labs EMG-02 (Electro-Magnetic Gun – 02) представляет собой 10-ступенчатый полностью автоматический койлган с конденсаторами среднего напряжения.
Он имеет 8 ступеней с компьютерным оптическим управлением и 2 ступени ускорителя, что позволяет ускорителю производить до 13 выстрелов в секунду (очередь) со скоростью до 75 м/с.
EMG-02 сконфигурирован для стрельбы стальной арматурой переменного калибра (установочные штифты) диаметром от 6 до 8 мм и длиной от 19 до 22 мм. Arcflash Labs рекомендует использовать магнитные арматуры 51634, 51678 или 2575, но подойдет любой ферромагнитный штифт (диаметром от 6 до 8 мм и длиной от 19 до 22 мм).
EMG-02 поставляется с одинарным магазином на 15 патронов (MG15A), а также может принимать магазины EMG-01B (MG18), а также более крупный магазин MG15XL. Пистолет также поставляется с литий-ионным аккумулятором 15S (для дрели) (и соответствующим зарядным устройством), который может обеспечить мощность для более чем 300 выстрелов без перезарядки.
Дополнительные батареи можно приобрести во многих розничных или интернет-магазинах. EMG-02 должен работать с любой 60-вольтовой аккумуляторной батареей, совместимой с flexvolt. Один пример 60-вольтовой батареи, совместимой с EMG-02, можно найти на Amazon.
Характеристики ускорителя
| Первичный источник питания | 1x 15S LiIon – 63 В |
| Блок питания | Собственный (11 кВт) |
| Конденсаторы | 1x МВ электролитический |
| Переключатели | Собственный (на основе IGBT) |
| Снаряд | переменный калибр, легированная сталь, 4,6–8,5 г |
| Емкость магазина | 15-18 патронов |
| Емкость аккумулятора | До 300 выстрелов на аккумулятор |
| Скорострельность | 8,0 выстр/сек (авто) 13 выстр/сек (очередь) |
| Начальная скорость | До 75 м/с |
| Дульная энергия | До 20 Дж |
| Эффективность | 4,45% |
Размеры
| Длина ствола | 13,0” |
| Отверстие | 0,32 дюйма |
| Физические размеры | 32,5 дюйма x 9,0 дюйма x 4,5 дюйма |
| Общий вес (без груза, без аккумулятора) | 9,7 фунта |
Документация: EMG-02 Manual_v2
Устройство, освобожденное от сертификации FCC в соответствии с разделом 15.
