Как сделать гаусс пушку своими руками. Как сделать пушку Гаусса своими руками: пошаговая инструкция

Как работает электромагнитная пушка Гаусса. Какие детали нужны для сборки гаусс-пушки в домашних условиях. Пошаговая инструкция по изготовлению гаусс-пушки своими руками. Меры предосторожности при работе с высоким напряжением.

Что такое пушка Гаусса и как она работает

Пушка Гаусса (также известная как гаусс-пушка или электромагнитная пушка) — это тип электромагнитного ускорителя масс, использующий электромагнитную катушку для разгона снаряда до высокой скорости. Названа в честь немецкого математика и физика Карла Фридриха Гаусса.

Принцип работы пушки Гаусса основан на создании мощного импульсного магнитного поля с помощью электромагнитной катушки. Когда через катушку проходит электрический импульс, создается магнитное поле, которое притягивает и ускоряет ферромагнитный снаряд, находящийся в стволе пушки.

Основные элементы пушки Гаусса:

• Ствол (направляющая для снаряда)
• Электромагнитная катушка (соленоид)
• Источник питания (как правило, мощные конденсаторы)
• Система управления выстрелом
• Ферромагнитный снаряд

Необходимые компоненты для сборки пушки Гаусса

Для изготовления простейшей однокатушечной пушки Гаусса в домашних условиях потребуются следующие компоненты:

• Электролитические конденсаторы (общей емкостью 1000-2000 мкФ, на напряжение 350-400 В)
• Эмалированный медный провод диаметром 0.8 мм для намотки катушки
• Батарейные отсеки для питания зарядной схемы
• Тумблер и кнопка для управления
• Зарядные платы от одноразовых фотоаппаратов (5-6 штук)
• Автомобильное реле (4-х контактное)
• Пластиковая трубка для ствола (например, от коктейльных соломинок)
• Корпус для пушки (можно использовать игрушечный пистолет)

Пошаговая инструкция по сборке гаусс-пушки

Шаг 1: Изготовление катушки индуктивности

Катушка индуктивности — это ключевой элемент пушки Гаусса. Для ее изготовления:

1. Возьмите отрезок пластиковой трубки длиной около 30 мм.
2. Используя две большие шайбы и винт с гайкой, сделайте каркас для намотки.
3. Намотайте на каркас 12 слоев эмалированного провода, укладывая витки плотно друг к другу.
4. Каждый слой фиксируйте суперклеем.
5. После намотки снимите шайбы и наденьте катушку на длинную трубку-ствол.

Шаг 2: Подготовка зарядной схемы

Для зарядки конденсаторов можно использовать схемы от одноразовых фотоаппаратов:

1. Аккуратно разберите фотоаппараты, соблюдая меры предосторожности.
2. Извлеките зарядные платы, удалив лишние элементы.
3. Подготовьте 5-6 таких плат для параллельного подключения.

Шаг 3: Сборка силовой цепи

Силовая цепь обеспечивает мощный импульс тока через катушку:

1. Соедините параллельно 4 конденсатора по 470 мкФ.
2. Подключите к конденсаторам зарядные платы от фотоаппаратов.
3. Соедините конденсаторы с катушкой через контакты реле.

Шаг 4: Монтаж системы управления

Система управления обеспечивает безопасный запуск пушки:

1. Подключите управляющую обмотку реле к 9В батарее через кнопку спуска.
2. Установите тумблер для включения/выключения зарядной схемы.
3. Смонтируйте светодиод-индикатор заряда конденсаторов.

Шаг 5: Сборка и настройка

Завершающий этап сборки пушки Гаусса:

1. Разместите все компоненты в выбранном корпусе.
2. Проверьте все соединения и изоляцию высоковольтных цепей.
3. Настройте положение катушки относительно снаряда для максимальной эффективности.

Меры предосторожности при работе с гаусс-пушкой

При сборке и использовании пушки Гаусса необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

• Всегда разряжайте конденсаторы перед любыми манипуляциями с устройством.
• Используйте изолирующие инструменты при работе с высоковольтными цепями.
• Не направляйте заряженную пушку на людей или животных.
• Используйте защитные очки при проведении экспериментов.
• Не превышайте номинальное напряжение конденсаторов.

Возможные проблемы и их решение

При сборке и настройке пушки Гаусса могут возникнуть следующие проблемы:

• Слабая мощность выстрела — проверьте напряжение на конденсаторах и качество контактов.
• Перегрев катушки — уменьшите частоту выстрелов или улучшите охлаждение.
• Нестабильная работа — проверьте надежность всех соединений.
• Быстрый разряд конденсаторов — возможно, есть утечка тока, проверьте изоляцию.

Заключение

Сборка пушки Гаусса своими руками — это увлекательный проект, позволяющий на практике изучить принципы электромагнетизма. При правильном подходе и соблюдении мер безопасности вы сможете создать интересное устройство для демонстрации физических явлений.

Помните, что самодельная пушка Гаусса — это экспериментальное устройство, которое может быть опасным при неправильном использовании. Всегда соблюдайте меры предосторожности и используйте ее только в безопасных условиях под наблюдением.

Гаусс пушка своими руками схема

Введите электронную почту и получайте письма с новыми самоделками. Не более одного письма в день. Войти Чужой компьютер. В гостях у Самоделкина!

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Легендарная Гаусс-пушка своими руками
• Портативная Гаусс пушка своими руками
• ГАУСС ПУШКА
• Пушка Гаусса в домашних условиях
• Выстрел в будущее: пушка Гаусса своими руками
• Схема преобразователя для гаусс пушки
• Пушка Гаусса своими руками
• Гаусс ган своими руками — как сделать пушку в домашних условиях (расчет, схема и чертежи)

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Пушка Гаусса Gauss Gun «COBRA»

Легендарная Гаусс-пушка своими руками

Введите электронную почту и получайте письма с новыми самоделками. Не более одного письма в день. Войти Чужой компьютер. В гостях у Самоделкина!

Гаусс пушка своими руками. LeoBrynn , 64 Электроника Добавлено 5 комментариев. Доставка новых самоделок на почту Получайте на почту подборку новых самоделок.

Никакого спама, только полезные идеи! Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь. Подробнее Предыдущая самоделка Радиомикрофон на 2-х транзисторах своими руками Следующая самоделка Левитрон на датчике Холла своими руками. Итоговая оценка: 8. Подходит к самоделке. Цена: Похожие самоделки. Простейшая гаусс-пушка без конденсаторов. Левитрон на датчике Холла своими руками.

Гаусс пушка. Настольный счетчик подписчиков на NodeMcu своими руками. Простая Гаусс-пушка на конденсаторах. Простой дозиметр на Arduino Nano своими руками. Популярные самоделки. Миниатюрная и простая катушка Тесла своими руками. Печь щепочница из старых огнетушителей.

Карта мира из мха, с подсветкой городов. Добавить комментарий. Solomon S 17 июля Ответить Цитировать Жалоба. LeoBrynn 13 августа Автор 0. На, послушай. А маты запрещены здесь. LeoBrynn 13 августа Автор Я не владею пиндосским языком, и кое что мне не понятно!

Все по русски должно быть, или под них шаришь? Интересная игрушка тоже делал но с соленоидом на меньший ток,заряжал от сети, пуляла гвоздиками метров на пять, при этом очень не точно, апаратик был собран также для фана и ржаки, ваш пистолетик на сколько метров пуляет, должен бить дальше,пулька то тяжелее.

Привет, Гость! Зарегистрируйтесь Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы Войти Добавьте самоделку Добавьте тему. Онлайн чат Открыть чат. Хочу, но не знаю как. Последние комментарии Все комментарии.

Самые комментируемые. Делаем из бензинового авто — электромобиль.

Фильтр сетевой наводки 50 Гц. Простой генератор постоянного тока в качестве учебного пособия для детей. Новые самоделки на почту.

Портативная Гаусс пушка своими руками

Гаусс ган или просто пушка Гаусса — мечта почти любого начинающего радиолюбителя. Сегодня будет рассмотрен вариант мощного Гаусс гана на основе очень простого, но к тому же времени очень мощного для своего размера преобразователя. Достаточно распространенная микросхема, применяется в импульсных блоках питания в качестве задающего генератора. Единственный недостаток микросхемы это то, что она начинает работать только тогда, когда номинал питающего напряжения выше 9 вольт, а максимальная величина не превосходит номинала 18 вольт.

Для того чтобы создать пушку Гаусса своими руками, нам для начала, понадобится катушка индуктивности. На бобину аккуратно намотайте.

ГАУСС ПУШКА

В этой статье будет рассмотрена схема и пошаговая сборка портативной и не плохой по мощности Гаусс пушки, которую легко можно собрать своими руками. Данная Гаусс пушка и все её детали будет размещаться в компактном корпусе, напоминающий пистолет и её будет удобно держать в руках. Теория в кратце. Как работает пушка Гаусса. Мы заряжаем конденсатор высоким напряжением и разряжаем его на катушку из медного провода, находящуюся на стволе. При протекании по ней тока создается мощное электромагнитное поле. Пуля из ферромагнетика втягивается внутрь ствола. Заряд конденсатора расходуется очень быстро и, в идеале, ток через катушку перестает течь в момент, когда пуля находится посередине.

Пушка Гаусса в домашних условиях

Лента новостей:. Ссылки на мои проекты:. Информация предоставлена исключительно в образовательных целях! Администратор сайта не несет ответственности за возможные последствия использования предоставленной информации. Электромагнитная пушка Гаусс-ган, англ.

Во-первых, редакция Science Debate поздравляет всех артиллеристов и ракетчиков!

Выстрел в будущее: пушка Гаусса своими руками

Сижу я значит на работе, никого не трогаю и вдруг осознаю что мне очень нужна пушка гауса. Прям кровь из носу как хочется её поюзать. Причём не просто приобрести где то готовый вариант, а собрать самому. Долго ждать себя не заставил и сразу обратился за помощью в гугл. Но он мне ничего адекватного не выдал. Варианты, которые мне выдавал гугл делились на 2 типа.

Схема преобразователя для гаусс пушки

Полезные советы. Легендарная Гаусс-пушка своими руками Science Debate. Гаусс пушка своими руками, или дурная голова рукам покоя не даёт. Электромагнитная пушка своими руками или как сделать Гаусс Ган Как сделать простую гаусс-пушку? Горячее: Пушка гаусса.

Довольна мощная модель знаменитой Гаусс пушки, которую можно сделать своими руками из подручных средств. Данная самодельная Гаусс пушки.

Пушка Гаусса своими руками

Здравствуйте, уважаемые самодельщики. Сегодня речь пойдёт о таком необычном виде оружия, как пушка Гаусса. Изготовить её своими руками очень просто из подручных материалов — у вас уйдёт примерно час времени на сборку. Войти Логин: Пароль Забыли?

Гаусс ган своими руками — как сделать пушку в домашних условиях (расчет, схема и чертежи)

Как это приятно отдохнуть на свежем воздухе, когда стоит прекрасная, теплая погода, легкий ветерок обдувает вас своей свежестью, и вы просто наслаждаетесь моментом ru torrentsoleru STALKER Тень Чернобыля STALKER Shadow of Chernobyl T Сталкер, оборванный и изможденный, из последних сил протягивает к нему дрожащие руки яркая вспышка и я опять вижу отрывок из первого снаЧеловек, стоит к нам спиной и стреляет ru dostavkabeerru Елочные шары из соленого теста своими руками Магнит на T Из отпечатка детской руки также можно сделать снегиря Морская звезда из соленого теста своими руками Вот такая звезда станет идеальным Два варианта такой снежинки Вы найдете в МК ниже И еще идеи ажурных снежинок из теста своими руками Нужно больше снежинок? Наверное каждый из Вас Привет любителям помастерить, в этой инструкции мы рассмотрим, как своими руками сделать простую электрическую стамеску на основе дрели ru wwwpinterestru Ремонт и калибровка динамометрического ключа Инструмент T Лобзик, Ювелирные Изделия Материалы, Приспособления Для Деревообработки, Шкаф Для Хранения Инструментов, Украшения Своими Руками , Пайка, Самодельные Столы, Столярные Работы, Художественная Ковка ru wwwpinterestru лучших изображений доски Идеи за руки не для скуки T руки не для скуки Электротехника Гараж Мастерская Лайфхаки Оборудование Столярные Работы Как сделать своими руками приспособление для болгарки! Безопасная розетка, простая схема с секретом Электротехника, Гараж Мастерская, Монтер ru jnzhcwroarteomwiinfo Регулятор оборотов электродвигателя в своими руками схема T Схема регулятора дрели На рисунке ниже рассмотрена схема оборотов руб Решил купить регулятор вентиляторов в системном блоке в наличии шт Цена Рекомендуемые статьи регулятор, оборотов, электродвигателя, в, своими , руками , схема , на, тда, ru wwwyoutubecomresults? T Гаусс пистолет для Петренко Объединённый пак Gauss pistol prototype to Petrenko Гайд Как получить Гаусс пушку и много патронов в начале STAL Добавлено год назад ru wwwereadingby Книга Темный разум T Монтажная рука , похожая на распухшую змею, сняла упаковку, обнажив блистающий в окружающей серости драконий коготь кристалла, и поместила его на опорную раму И, наконец, закрылись клапаны, и последние отполированные чешуйки корпуса прижались к своим товаркам ru wwwereadingby Книга В поисках новой колонии T Если результат соответствовал заложенной схеме наличие на планете воды и пригодного для дыхания воздуха, аппарат отправлял положительный сигнал и координаты объекта, по которым техникам уже не составляло труда настроить точку выхода для переброски разведчика ru cnfilmsnet Арсенал Карабин Гаусса T Нашел схему ствол дробовика с накоплением заряда для гауса ну что то подобное было написано!

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим.

Привет, друзья! Традиционная Гаусс-пушка строится с применением труднодоступных или довольно дорогих конденсаторов большой емкости, также для осуществления правильной зарядки и выстрела требуется некоторая обвязка диоды, тиристоры и так далее. Это может быть довольно сложно для людей, которые ничего не понимают в радиоэлектронике, но желание поэкспериментировать не дает сидеть на месте. В этой статье я попытаюсь подробно рассказать о принципе работы пушки и о том, как можно собрать упрощенный до минимума ускоритель Гаусса. Главной частью пушки является катушка. Как правило ее мотают самостоятельно на каком-либо диэлектрическом немагнитном стержне, который в диаметре несильно превышает диаметр снаряда.

Тихий выстрел. Вражеские яйца, в которые я целился, оторвало вместе с половиной тела. Враг со стоном упал.

Тамбовский шестиклассник собрал гаусс-пушку и задумывается о турбореактивном двигателе

Общество18 июня 2019, 10:19

Фото: Алексей Бучнев, управление информационной политики администрации Тамбовской области

Свою минуту славы Глеб Толчеев из посёлка Строитель уже получил. 12 июня на День города Тамбова он представлял на площадке детского технопарка «Кванториум» свою разработку – гаусс-пушку. Необычным аппаратом заинтересовался губернатор Александр Никитин. Между школьником и главой региона завязался диалог.

— Кто изобрёл электрическую лампочку? — спросил Александр Никитин. Вопрос вроде бы простой, но ответ не так прост.
— Эдисон, — ответил Глеб.
— А разве не наш земляк, Ладыгин? — засомневался губернатор.
— Возможно, но Эдисон первый запатентовал своё изобретение, — не растерялся мальчик.

Губернатор сделал выстрел из гаусс-пушки и пожелал юному изобретателю успехов.

Глеб учится в Цнинской школе №1, перешёл в шестой класс. Увлечение техникой у него чуть ли не с пелёнок. Он всегда что-то мастерит, любит всё делать своими руками. Мама старается поддерживать увлечение сына, покупает всё необходимое. Любимыми детскими игрушками Глеба были «Набор физика» и электронный конструктор. Мальчик собирал датчики освещения, игрушечный вертолет, радиоприемник, устроил дома сигнализацию. В шесть лет ему купили паяльную станцию.

— Он всегда что-то разбирает-собирает: бензопилу, генератор на даче. В четыре года разобрал электрическую швейную машинку, но собрать не смог. Дома многое уже чинит своими руками: удлинители, вентилятор, розетку, утюг отремонтировал. Электрический чайник сгорел, так он его вскрыл, что-то припаял, и чайник потом ещё работал полгода, — с улыбкой рассказывает про своего маленького Кулибина мама, Светлана Толчеева.

Второй год Глеб посещает Кванториум. Сам добирается на автобусе из Строителя для того, чтобы заниматься здесь в свободное время. И чуть ли не с первого посещения загорелся идеей создать гаусс-пушку.

— Идея мне пришла из компьютерных игр. Я люблю игру «Сталкер» и там есть гаусс-пушка, она называется «объект 62». Я её собрал буквально за месяц. Сделал 2D-чертежи деталей, преподаватель помог мне их вырезать из фанеры на лазерном станке. Потом склеил всё, установил необходимые детали: конденсатор, тиристор, лампочку, диоды, кнопки, намотал провод на катушку и всё спаял. И вот получилась работающая гаусс-пушка, — делится Глеб Толчеев.

Гаусс-пушка состоит из катушки соленоида, через него проходит трубочка, в которую с одной стороны вставляется металлический снаряд. Чтобы произвести выстрел, к соленоиду подключается заряженный конденсатор большой ёмкости и высоким рабочим напряжением. В соленоиде возникает электромагнитное поле, которое в момент протекания импульса разрядного тока от конденсатора втягивает снаряд в соленоид и разгоняет его. Устройство названо в честь немецкого ученого Карла Гаусса, заложившего основы математической теории электромагнетизма.

Сейчас юный изобретатель работает над усовершенствованным вариантом гаусс-пушки. Версия 2.0 будет из пластика и с тремя катушками. Это совсем другой уровень, ведь конструктору придётся паять большую многокомпонентную плату и вставлять электронные «мозги».

— У Глеба скоро день рождения и он ждёт — не дождётся, когда ему подарят деньги, чтобы тут же побежать в магазин радиодеталей и купить все нужные детали, — говорит Светлана Толчеева.

Преподаватель Глеба в Кванториуме Алексей Митрофанов принципиально запрещает делать своим ученикам оружие. Но собрать гаусс-пушку разрешил.

— Её эффект мне был известен, но сам я её не собирал. Интересно было посмотреть, как гаусс-пушка работает, поэтому я разрешил её сделать в качестве экспериментального варианта. Я убежден, что инженерия и высокие технологии должны служить, в первую очередь, мирным целям. Мы вместе с Глебом думали о том, как можно применять гаусс-пушку. Проблема в том, что у неё достаточно маленький КПД. Но это не мешает использовать её как монтажный пистолет, чтобы забивать гвозди, крепить какие-то элементы. Её эффект можно применять в движении лифтов, в искусственных мышцах, для запуска небольших спутников. В космосе с её помощью можно изменить орбиту астероида. Областей применения этой технологии много, никто ею особо не занимался, — рассказывает преподаватель.

Тем не менее, Глеб мечтает связать свою жизнь именно с военной сферой. Он любит играть в компьютерные «стрелялки», обожает оружие, особенно снайперские винтовки, и инновационное вооружение.

— Мечтаю изобрести новые виды стрелкового оружия. А вообще у меня есть цель в жизни: хочу стать инженером, разрабатывать разные инновационные штуковины. А работать буду в научно-техническом отделе ФСБ, — вот такие мечты у шестиклассника.

Вместе со своим преподавателем Глеб уже поставил следующую цель – собрать турбореактивный двигатель. А ещё так много всего интересного, что хотелось бы попробовать – ионный двигатель, рельсотрон.

— Глеб — это ребёнок, который не требует постоянного контроля. Мы всё-таки здесь работаем с паяльниками, можно получить травму. Но я по факту оценил его квалификацию и понял, что он работает аккуратно и не причинит вреда ни себе, ни окружающим. Вообще мы в Кванториуме ориентируемся на то, чтобы ребёнок получал практический опыт, который впоследствии можно будет развить. Пусть он учится на собственных ошибках, но этот опыт всегда останется с ним, а теоретическое знании без практики быстро улетучивается, — убеждён Алексей Митрофанов.

Преподаватель высоко оценивает уровень маленького инженера. Алексей Митрофанов считает, что Глеб может выбрать для себя любую инженерную стезю и везде достигнет успеха.

— И, возможно, когда-нибудь Глеба Толчеева покажут по телевизору как знаменитого учёного-изобретателя, а Алексей Сергеевич, уже пожилой и убелённый сединами, скажет: вот мой ученик, — шутит преподаватель.

инновациикванториум

Автор:Геннадий Минаев

Издания районов
Тамбовской области

Бондарский районГавриловский районЖердевский районЗнаменский районИнжавинский районКирсановский районМичуринский районМордовский районМоршанский районМучкапский районНикифоровский районПервомайский районПетровский районПичаевский районРассказовский районРжаксинский районСампурский районСосновский районСтароюрьевский районТамбовский районТокаревский районУваровский районУметский районг. Котовск

Как собрать пушку в домашних условиях.

Делаем электромагнитную пушку гаусса

Обладать оружием, которое даже в компьютерных играх можно найти только в лаборатории сумасшедшего ученого или возле временного портала в будущее – это круто. Наблюдать, как равнодушные к технике люди невольно фиксируют на устройстве взгляд, а заядлые геймеры спешно подбирают с пола челюсть – ради этого стоит потратить денек на сборку пушки Гаусса своими руками .

Как водится, начать мы решили с простейшей конструкции – однокатушечной индукционной пушки . Эксперименты с многоступенчатым разгоном снаряда оставили опытным электронщикам, способным построить сложную систему коммутации на мощных тиристорах и точно настроить моменты последовательного включения катушек. Вместо этого мы сконцентрировались на возможности приготовления блюда из повсеместно доступных ингредиентов.

Итак, чтобы построить пушку Гаусса, прежде всего прийдётся пробежаться по магазинам. В радиомагазине для самоделки нужно купить несколько конденсаторов с напряжением 350–400 В и общей емкостью 1000–2000 микрофарад , эмалированный медный провод диаметром 0,8 мм , батарейные отсеки для «Кроны » и двух 1,5-вольтовых батареек типа С , тумблер и кнопку. В фототоварах возьмём пять одноразовых фотоаппаратов Kodak , в автозапчастях – простейшее четырёхконтактное реле от «Жигулей», в «продуктах» – пачку соломинок для коктейлей , а в «игрушках» – пластмассовый пистолет, автомат, дробовик, ружьё или любую другую пушку, которую вы захотите превратить в оружие будущего.

Мотаем на ус…

Главный силовой элемент нашей пушки – катушка индуктивности . С её изготовления стоит начать сборку орудия. Возьмите отрезок соломинки длиной 30 мм и две большие шайбы (пластмассовые или картонные), соберите из них бобину с помощью винта и гайки. Начните наматывать на нее эмалированный провод аккуратно, виток к витку (при большом диаметре провода это довольно просто). Будьте внимательны, не допускайте резких перегибов провода, не повредите изоляцию. Закончив первый слой, залейте его суперклеем и начинайте наматывать следующий. Поступайте так с каждым слоем. Всего нужно намотать 12 слоев . Затем можно разобрать бобину, снять шайбы и надеть катушку на длинную соломинку, которая послужит стволом. Один конец соломинки следует заглушить. Готовую катушку легко проверить, подключив её к 9-вольтовой батарейке : если она удержит на весу канцелярскую скрепку, значит, вы добились успеха. Можно вставить в катушку соломинку и испытать её в роли соленоида: она должна активно втягивать в себя отрезок скрепки, а при импульсном подключении даже выбрасывать её из ствола на 20–30 см .

Препарируем ценности

Для формирования мощного электрического импульса, как нельзя лучше подходит (в этом мнении мы солидарны с создателями самых мощных лабораторных рельсотронов). Конденсаторы хороши не только большой энергоемкостью, но и способностью отдать всю энергию в течение очень короткого времени, до того, как снаряд достигнет центра катушки. Однако конденсаторы необходимо как-то заряжать. К счастью, нужное нам зарядное устройство есть в любом фотоаппарате: конденсатор используется там для формирования высоковольтного импульса для поджигающего электрода вспышки. Лучше всего нам подойдут одноразовые фотоаппараты, потому что конденсатор и «зарядка» – это единственные электрические компоненты, которые в них есть, а значит, достать зарядный контур из них проще простого.

Разборка одноразового фотоаппарата – это этап, на котором стоит начать проявлять осторожность . Вскрывая корпус, старайтесь не касаться элементов электрической цепи: конденсатор может сохранять заряд в течение долгого времени. Получив доступ к конденсатору, первым делом замкните его выводы отверткой с ручкой из диэлектрика . Только после этого можно касаться платы, не опасаясь получить удар током. Удалите с зарядного контура скобы для батарейки, отпаяйте конденсатор, перемычку к контактам кнопки зарядки – она нам больше не понадобится. Подготовьте таким образом минимум пять зарядных плат. Обратите внимание на расположение проводящих дорожек на плате: к одним и тем же элементам схемы можно подключиться в разных местах.

Расставляем приоритеты

Подбор ёмкости конденсаторов – это вопрос компромисса между энергией выстрела и временем зарядки орудия. Мы остановились на четырех конденсаторах по 470 микрофарад (400 В) , соединенных параллельно. Перед каждым выстрелом мы в течение, примерно, минуты ждем сигнала светодиодов на зарядных контурах, сообщающих, что напряжение в конденсаторах достигло положенных 330 В . Ускорить процесс заряда можно, подключая к зарядным контурам по несколько 3-вольтовых батарейных отсеков параллельно. Однако стоит иметь в виду, что мощные батареи типа «С» обладают избыточной силой тока для слабеньких фотоаппаратных схем. Чтобы транзисторы на платах не сгорели, на каждую 3-вольтовую сборку должно приходиться 3–5 зарядных контуров, подключенных параллельно. На нашем орудии к «зарядкам» подключен только один батарейный отсек. Все остальные служат в качестве запасных магазинов.

Определяем зоны безопасности

Мы никому не посоветуем держать под пальцем кнопку, разряжающую батарею 400-вольтовых конденсаторов. Для управления спуском лучше установить реле . Его управляющий контур подключается к 9-вольтовой батарейке через кнопку спуска, а управляемый включается в цепь между катушкой и конденсаторами. Правильно собрать пушку поможет принципиальная схема. При сборке высоковольтного контура пользуйтесь проводом сечением не менее миллиметра , для зарядного и управляющего контуров подойдут любые тонкие провода. Проводя эксперименты со схемой, помните: конденсаторы могут иметь остаточный заряд. Прежде чем прикасаться к ним, разряжайте их коротким замыканием.

Artem

Подводим итог

Процесс стрельбы выглядит так:

• включаем тумблер питания;
• дожидаемся яркого свечения светодиодов;
• опускаем в ствол снаряд так, чтобы он оказался слегка позади катушки;
• выключаем питание, чтобы при выстреле батарейки не отбирали энергию на себя; прицеливаемся и нажимаем на кнопку спуска.

Результат во многом зависит от массы снаряда.

Соблюдайте осторожность, орудие представляет реальную опасность.

Обладать оружием, которое даже в компьютерных играх можно найти только в лаборатории сумасшедшего ученого или возле временного портала в будущее, — это круто. Наблюдать, как равнодушные к технике люди невольно фиксируют на устройстве взгляд, а заядлые геймеры спешно подбирают с пола челюсть, — ради этого стоит потратить денек на сборку пушки Гаусса.

Как водится, начать мы решили с простейшей конструкции — однокатушечной индукционной пушки. Эксперименты с многоступенчатым разгоном снаряда оставили опытным электронщикам, способным построить сложную систему коммутации на мощных тиристорах и точно настроить моменты последовательного включения катушек. Вместо этого мы сконцентрировались на возможности приготовления блюда из повсеместно доступных ингредиентов. Итак, чтобы построить пушку Гаусса, прежде всего придется пробежаться по магазинам. В радиомагазине нужно купить несколько конденсаторов с напряжением 350−400 В и общей емкостью 1000−2000 микрофарад, эмалированный медный провод диаметром 0,8 мм, батарейные отсеки для «Кроны» и двух 1,5-вольтовых батареек типа С, тумблер и кнопку. В фототоварах возьмем пять одноразовых фотоаппаратов Kodak, в автозапчастях — простейшее четырехконтактное реле от «Жигулей», в «продуктах» — пачку соломинок для коктейлей, а в «игрушках» — пластмассовый пистолет, автомат, дробовик, ружье или любую другую пушку, которую вы захотите превратить в оружие будущего.

Мотаем на ус

Главный силовой элемент нашей пушки — катушка индуктивности. С ее изготовления стоит начать сборку орудия. Возьмите отрезок соломинки длиной 30 мм и две большие шайбы (пластмассовые или картонные), соберите из них бобину с помощью винта и гайки. Начните наматывать на нее эмалированный провод аккуратно, виток к витку (при большом диаметре провода это довольно просто). Будьте внимательны, не допускайте резких перегибов провода, не повредите изоляцию. Закончив первый слой, залейте его суперклеем и начинайте наматывать следующий. Поступайте так с каждым слоем. Всего нужно намотать 12 слоев. Затем можно разобрать бобину, снять шайбы и надеть катушку на длинную соломинку, которая послужит стволом. Один конец соломинки следует заглушить. Готовую катушку легко проверить, подключив ее к 9-вольтовой батарейке: если она удержит на весу канцелярскую скрепку, значит, вы добились успеха. Можно вставить в катушку соломинку и испытать ее в роли соленоида: она должна активно втягивать в себя отрезок скрепки, а при импульсном подключении даже выбрасывать ее из ствола на 20−30 см.

Освоившись с простой однокатушечной схемой, можно испытать свои силы в постройке многоступенчатого орудия — ведь именно такой должна быть настоящая пушка Гаусса. В качестве коммутирующего элемента для низковольтных схем (сотни вольт) идеально подходят тиристоры (мощные управляемые диоды), для высоковольтных (тысячи вольт) — управляемые искровые разрядники. Сигнал на управляющие электроды тиристоров или разрядников будет посылать сам снаряд, пролетая мимо фотоэлементов, установленных в стволе между катушками. Момент выключения каждой катушки будет всецело зависеть от питающего ее конденсатора. Будьте внимательны: избыточное увеличение емкости конденсатора при заданном импедансе катушки может привести к увеличению длительности импульса. В свою очередь это может привести к тому, что после прохождения снарядом центра соленоида катушка останется включенной и замедлит движение снаряда. Детально отследить и оптимизировать моменты включения и выключения каждой катушки, а также измерить скорость движения снаряда поможет осциллограф.

Препарируем ценности

Для формирования мощного электрического импульса как нельзя лучше подходит батарея конденсаторов (в этом мнении мы солидарны с создателями самых мощных лабораторных рельсотронов). Конденсаторы хороши не только большой энергоемкостью, но и способностью отдать всю энергию в течение очень короткого времени, до того как снаряд достигнет центра катушки. Однако конденсаторы необходимо как-то заряжать. К счастью, нужное нам зарядное устройство есть в любом фотоаппарате: конденсатор используется там для формирования высоковольтного импульса для поджигающего электрода вспышки. Лучше всего нам подходят одноразовые фотоаппараты, потому что конденсатор и «зарядка» — это единственные электрические компоненты, которые в них есть, а значит, достать зарядный контур из них проще простого.

Знаменитый рэйлган из игр серии Quake с большим отрывом занимает первое место в нашем рейтинге. В течение многих лет виртуозное владение «рельсой» отличало продвинутых игроков: оружие требует филигранной точности стрельбы, однако в случае попадания скоростной снаряд буквально разрывает противника на куски.

Разборка одноразового фотоаппарата — это этап, на котором стоит начать проявлять осторожность. Вскрывая корпус, старайтесь не касаться элементов электрической цепи: конденсатор может сохранять заряд в течение долгого времени. Получив доступ к конденсатору, первым делом замкните его выводы отверткой с ручкой из диэлектрика. Только после этого можно касаться платы, не опасаясь получить удар током. Удалите с зарядного контура скобы для батарейки, отпаяйте конденсатор, припаяйте перемычку к контактам кнопки зарядки — она нам больше не понадобится. Подготовьте таким образом минимум пять зарядных плат. Обратите внимание на расположение проводящих дорожек на плате: к одним и тем же элементам схемы можно подключиться в разных местах.

Снайперское орудие из зоны отчуждения получает второй приз за реализм: сделанный на основе винтовки LR-300 электромагнитный ускоритель сверкает многочисленными катушками, характерно гудит при зарядке конденсаторов и насмерть поражает противника на колоссальных расстояниях. Источником питания служит артефакт «Вспышка».

Расставляем приоритеты

Подбор емкости конденсаторов — это вопрос компромисса между энергией выстрела и временем зарядки орудия. Мы остановились на четырех конденсаторах по 470 микрофарад (400 В), соединенных параллельно. Перед каждым выстрелом мы в течение примерно минуты ждем сигнала светодиодов на зарядных контурах, сообщающих, что напряжение в конденсаторах достигло положенных 330 В. Ускорить процесс заряда можно, подключая к зарядным контурам по несколько 3-вольтовых батарейных отсеков параллельно. Однако стоит иметь в виду, что мощные батареи типа «С» обладают избыточной силой тока для слабеньких фотоаппаратных схем. Чтобы транзисторы на платах не сгорели, на каждую 3-вольтовую сборку должно приходиться 3−5 зарядных контуров, подключенных параллельно. На нашем орудии к «зарядкам» подключен только один батарейный отсек. Все остальные служат в качестве запасных магазинов.

Расположение контактов на зарядном контуре одноразового фотоаппарата Kodak. Обратите внимание на расположение проводящих дорожек: каждый провод схемы можно припаять к плате в нескольких удобных местах.

Определяем зоны безопасности

Мы никому не посоветуем держать под пальцем кнопку, разряжающую батарею 400-вольтовых конденсаторов. Для управления спуском лучше установить реле. Его управляющий контур подключается к 9-вольтовой батарейке через кнопку спуска, а управляемый включается в цепь между катушкой и конденсаторами. Правильно собрать пушку поможет принципиальная схема. При сборке высоковольтного контура пользуйтесь проводом сечением не менее миллиметра, для зарядного и управляющего контуров подойдут любые тонкие провода. Проводя эксперименты со схемой, помните: конденсаторы могут иметь остаточный заряд. Прежде чем прикасаться к ним, разряжайте их коротким замыканием.

В одной из самых популярных стратегических игр пехотинцы Глобального Совета Безопасности (GDI) оснащаются мощнейшими противотанковыми рельсотронами. Кроме того, рэйлганы устанавливаются и на танки GDI в качестве апгрейда. По степени опасности такой танк — это примерно то же самое, что Звездный разрушитель в Star Wars.

Подводим итог

Процесс стрельбы выглядит так: включаем тумблер питания; дожидаемся яркого свечения светодиодов; опускаем в ствол снаряд так, чтобы он оказался слегка позади катушки; выключаем питание, чтобы при выстреле батарейки не отбирали энергию на себя; прицеливаемся и нажимаем на кнопку спуска. Результат во многом зависит от массы снаряда. Нам с помощью короткого гвоздя с откусанной шляпкой удалось прострелить банку с энергетическим напитком, которая взорвалась и залила фонтаном полредакции. Затем очищенная от липкой газировки пушка запустила гвоздь в стену с расстояния в полсотни метров. А сердца поклонников фантастики и компьютерных игр наше орудие поражает без всяких снарядов.

Ogame — это многопользовательская космическая стратегия, в которой игроку предстоит почувствовать себя императором планетных систем и вести межгалактические войны с такими же живыми противниками. Ogame переведена на 16 языков, в том числе русский. Пушка Гаусса — одно из самых мощных оборонительных орудий в игре.

Привет. Сегодня мы соорудим пушку Гаусса в домашних условиях из частей, которые легко можно найти в местных магазинах. Используя конденсаторы, выключатель и кое-какие другие части, мы создадим пусковую установку, способную при помощи электромагнетизма запускать небольшие гвозди на расстояние примерно до 3 метров. Приступим!

Шаг 1: Смотрим видео

Сначала посмотрите видео. Вы изучите проект и увидите пушку в действии. Читайте дальше для изучения более детальной инструкции сборки устройства Гаусс Ган.

Шаг 2: Собираем необходимые материалы

Для проекта вам понадобится:

1. 8 больших конденсаторов. Я использовал 3,300uF 40V. Ключевым моментом здесь является то, что чем меньше вольтаж — тем меньше опасности, поэтому поищите варианты в районе 30 — 50 Вольт. Что касается ёмкости, то чем больше — тем лучше.
2. Один выключатель для токов высокой силы
3. Одна катушка на 20 витков (я скрутил свою из провода стандарта 18awg)
4. Медный лист и/или толстый медный повод

Шаг 3: Склеиваем конденсаторы

Возьмите конденсаторы и склейте их вместе таким образом, чтобы положительные клеммы находились ближе к центру склеивания. Склейте их сначала в 4 группы по 2 штуки. Затем склейте по две группы вместе, получив в итоге 2 группы из 4 конденсаторов. Затем положите одну группу на другую.

Шаг 4: Собираем группу конденсаторов

Фотография показывает, как должна выглядеть итоговая конструкция.

Теперь возьмите позитивные клеммы и соедините их друг с другом, а затем припаяйте к медной накладке. Накладкой может послужить толстый медный провод или лист.

Шаг 5: Спаиваем медные накладки

Используйте при необходимости направленное тепло (небольшой промышленный фен), разогрейте медные накладки и припаяйте к ним клеммы конденсаторов.

На фото видна моя группа конденсаторов после выполнения этого шага.

Шаг 6: Спаяйте отрицательные клеммы конденсаторов

Возьмите еще один толстый проводник, я использовал изолированный медный повод с большим сечением, сняв с него в нужных местах изоляцию.

Согните провод так, чтобы он максимально эффективно покрывал всю дистанцию нашей группы конденсаторов.

Спаяйте его в нужных местах.

Шаг 7: Подготовьте снаряд

Далее нужно подготовить для катушки подходящий снаряд. Я намотал свою катушку вокруг бобины. В качестве дула я использовал небольшую соломину. Следовательно, мой снаряд должен входить в соломинку. Я взял гвоздь и обрезал его до длины примерно в 3 см, оставив острую его часть.

Шаг 8: Найдите подходящий выключатель

Затем мне нужно было найти способ сбросить заряд из конденсаторов на катушку. Большинство людей для таких нужд используют выпрямители (SCR). Я решил действовать проще и нашел выключатель, работающий при высокой силе тока.

На выключателе есть три отметки силы тока: 14.2A, 15A, и 500A. Мои расчеты показали максимальную силу примерно в 40A на пике, продолжающемся около миллисекунды, так что всё должно было сработать.

ЗАМЕТКА. Не используйте мой метод включения, если ёмкость ваших конденсаторов будет больше. Я испытывал удачу и всё обошлось, но вам не захочется, чтобы выключатель взорвался из-за того, что вы пропустили 300A через выключатель, рассчитанный на 1A.

Шаг 9: Наматываем катушку

Мы почти закончили собирать электромагнитную пушку. Время намотать катушку.

Я испробовал три разных катушки и обнаружил, что примерно 20 витков изолированного провода стандарта 16 или 18 awg действуют лучше всего. Я использовал старую бобину, намотал на неё проволоку и продел внутрь пластиковую соломину, запаяв один конец соломины горячим клеем.

Шаг 10: Собираем устройство по схеме

Теперь, когда вы подготовили все части, соедините их вместе. Если у вас возникли какие-то проблемы — следуйте схеме.

Шаг 11: Пожаробезопасность

Мои поздравления! Мы сделали пушку Грасса своими руками. Используйте зарядник, чтобы зарядить ваши конденсаторы до почти максимального напряжения. Я зарядил свою установку на 40V до 38V.

Зарядите снаряд в трубку и нажмите кнопку. Ток пойдёт на катушку и она выстрелит гвоздём.

БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ! Даже учитывая, что это низкоточный проект, и что он вас не убьёт, но всё же такой ток может навредить вашему здоровью. На второй фотографии видно, что станет, если вы случайно соедините плюс и минус.

Ноя 19, 2014

Во-первых, редакция Science Debate поздравляет всех артиллеристов и ракетчиков! Ведь сегодня 19 ноября — День ракетных войск и артиллерии. 72 года назад, 19 ноября 1942 года с мощнейшей артиллерийской подготовки началось контрнаступление Красной Армии в ходе Сталинградской Битвы.

Именно поэтому мы сегодня приготовили для вас публикацию, посвященную пушкам, но не обычным, а пушкам Гаусса!

Мужчина, даже став взрослым, в душе остается мальчишкой, вот только игрушки у него меняются. Компьютерные игры стали настоящим спасением для солидных дядей, которые в детстве не доиграли в «войнушку» и теперь имеют возможность наверстать упущенное.

У компьютерных боевиков часто встречается футуристическое оружие, которое не встретишь в реальной жизни – знаменитая пушка Гаусса, которую может подбросить какой-нибудь чокнутый профессор или ее случайно можно отыскать в секретной хронике.

А возможно ли обзавестись Гаусс-пушкой в реале?

Оказывается можно, и сделать это не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Давайте, скорее, выясним, что такое пушка Гаусса в классическом понимании. Пушка Гаусса – это оружие, в котором используется метод электромагнитного ускорения масс.

В основе конструкции этого грозного оружия лежит соленоид – цилиндрическая обмотка из проводов, где длина провода во много раз больше диаметра обмотки. Когда будет подан электрический ток, в полости катушки (соленоида) возникнет сильное магнитное поле. Оно втянет снаряд внутрь соленоида.

Если в момент, когда снаряд дойдет до центра, убрать напряжение, то магнитное поле не помешает двигаться телу по инерции, и оно вылетит из катушки.

Собираем Гаусс-пушку в домашних условиях

Для того чтобы создать пушку Гаусса своими руками, нам для начала, понадобится катушка индуктивности. На бобину аккуратно намотайте эмалированный провод, без резких перегибов, чтобы ни в коем случае не повредить изоляцию.

Первый слой, после наматывания, залейте суперклеем, подождите, пока он высохнет, и приступайте к следующему слою. Таким же образом нужно намотать 10-12 слоев. Готовую катушку надеваем на будущий ствол оружия. На один из его краев следует надеть заглушку.

Для того чтобы получить сильный электрический импульс, отлично подойдет батарея конденсаторов. Они способны отдавать накопленную энергию в течение короткого времени, пока пуля дойдет до середины катушки.

Для зарядки конденсаторов понадобится зарядное устройство. Подходящее устройство есть в фотографических аппаратах, оно служит для возникновения вспышки. Конечно, речь не идет о дорогой модели, которую мы будем препарировать, но одноразовые «Кодаки» сгодятся.

К тому же в них, кроме зарядки и конденсатора, прочих электроэлементов нет. Разбирая фотоаппарат, будьте осторожны, чтобы вас не ударило электрическим током. С устройства для зарядки смело удаляйте скобы для батареек, отпаяйте конденсатор.

Таким образом, нужно подготовить приблизительно 4-5 плат (можно больше, если желание и возможности позволяют). Вопрос выбора конденсатора заставляет сделать выбор между мощностью выстрела и временем, которое понадобится для зарядки. Большая емкость конденсатора требует и большего отрезка времени, снижая скорострельность, так что придется искать компромисс.

Светодиодные элементы, установленные на зарядные контуры, сигнализируют светом о том, что необходимый уровень зарядки достигнут. Конечно, можно подключить дополнительные зарядные контуры, но не переусердствуйте, чтобы не спалить ненароком транзисторы на платах. Для того чтобы разрядить батарею, в целях безопасности лучше всего установить реле.

Управляющий контур подключаем к батарейке через кнопку спуска, а управляемый – в цепь, между катушкой и конденсаторами. Для того чтобы совершить выстрел, необходимо подать питание на систему, и, после светового сигнала, зарядить оружие. Питание отключаем, прицеливаемся и стреляем!

Если процесс вас увлек, а полученной мощности маловато, то вы можете приступить к созданию многоступенчатой пушки Гаусса, ведь она должна быть именно такой. {2} \over 2}} U {\displaystyle U} — напряжение конденсатора C {\displaystyle C} — ёмкость конденсатора Время разряда конденсаторов

Это время за которое конденсатор полностью разряжается:

T = π L C 2 {\displaystyle T={\pi {\sqrt {LC}} \over 2}} L {\displaystyle L} — индуктивность C {\displaystyle C} — ёмкость Время работы катушки индуктивности

Это время за которое ЭДС катушки индуктивности возрастает до максимального значения (полный разряд конденсатора) и полностью падает до 0. Оно равно верхнему полупериоду синусоиды.

T = 2 π L C {\displaystyle T=2\pi {\sqrt {LC}}} L {\displaystyle L} — индуктивность C {\displaystyle C} — ёмкость

Стоит заметить, что в представленном виде две последние формулы не могут применяться для расчетов пушки Гаусса, хотя бы по той причине, что по мере движения снаряда внутри катушки, её индуктивность все время изменяется.

Применение

Теоретически возможно применение пушек Гаусса для запуска лёгких спутников на орбиту так как при стационарном использовании есть возможность иметь большой источник энергии. Основное применение — любительские установки, демонстрация свойств ферромагнетиков . Также достаточно активно используется в качестве детской игрушки или развивающей техническое творчество самодельной установки (простота и относительная безопасность)

Создание

Простейшие конструкции могут быть собраны из подручных материалов даже при школьных знаниях физики

Существует множество сайтов, в которых подробно описано, как собрать пушку Гаусса. Но стоит помнить, что создание оружия в некоторых странах может преследоваться по закону. Поэтому, перед тем, как создавать пушку Гаусса, стоит задуматься, как вы будете применять её.

Преимущества и недостатки

Пушка Гаусса в качестве оружия обладает преимуществами, которыми не обладают другие виды стрелкового оружия . Это отсутствие гильз и неограниченность в выборе начальной скорости и энергии боеприпаса , возможность бесшумного выстрела (если скорость достаточно обтекаемого снаряда не превышает скорости звука) в том числе без смены ствола и боеприпаса, относительно малая отдача (равная импульсу вылетевшего снаряда, нет дополнительного импульса от пороховых газов или движущихся частей), теоретически, больша́я надёжность и, в теории, износостойкость , а также возможность работы в любых условиях, в том числе в космическом пространстве .

Однако, несмотря на кажущуюся простоту пушки Гаусса, использование её в качестве оружия сопряжено с серьёзными трудностями, главное из которых: большие затраты энергии.

Первая и основная трудность — низкий КПД установки. Лишь 1-7 % заряда конденсаторов переходят в кинетическую энергию снаряда. Отчасти этот недостаток можно компенсировать использованием многоступенчатой системы разгона снаряда, но в любом случае КПД редко достигает 27 %. В основном в любительских установках энергия, запасённая в виде магнитного поля, никак не используется, а является причиной использования мощных ключей (часто применяют IGBT модули) для размыкания катушки (правило Ленца).

Вторая трудность — большой расход энергии (из-за низкого КПД).

Третья трудность (следует из первых двух) — большой вес и габариты установки при её низкой эффективности.

Четвёртая трудность — достаточно длительное время накопительной перезарядки конденсаторов , что заставляет вместе с пушкой Гаусса носить и (как правило, мощную аккумуляторную батарею), а также высокая их стоимость. Можно, теоретически, увеличить эффективность, если использовать сверхпроводящие соленоиды, однако это потребует мощной системы охлаждения , что приносит дополнительные проблемы, и серьёзно влияет на область применения установки. Или же использовать заменяемые батареи конденсаторы.

Пятая трудность — с увеличением скорости снаряда время действия магнитного поля, за время пролёта снарядом соленоида, существенно сокращается, что приводит к необходимости не только заблаговременно включать каждую следующую катушку многоступенчатой системы, но и увеличивать мощность её поля пропорционально сокращению этого времени. Обычно этот недостаток сразу обходится вниманием, так как большинство самодельных систем имеет или малое число катушек, или недостаточную скорость пули.

В условиях водной среды применение пушки без защитного кожуха также серьёзно ограничено — дистанционной индукции тока достаточно, чтобы раствор солей диссоциировал на кожухе с образованием агрессивных (растворяющих) сред, что требует дополнительного магнитного экранирования.

Таким образом, на сегодняшний день у пушки Гаусса нет перспектив в качестве оружия, так как она значительно уступает другим видам стрелкового оружия, работающего на других принципах. Теоретически, перспективы, конечно, возможны, если будут созданы компактные и мощные источники электрического тока и высокотемпературные сверхпроводники (200-300К). Однако, установка, подобная пушке Гаусса, может использоваться в космическом пространстве, так как в условиях вакуума и невесомости многие недостатки подобных установок нивелируются. В частности, в военных программах СССР и США рассматривалась возможность использования установок, подобных пушке Гаусса, на орбитальных спутниках для поражения других космических аппаратов (снарядами с большим количеством мелких поражающих деталей), или объектов на земной поверхности.

Как сделать гаусс пушку в домашних условиях схема. Как я делал гаусс-ган, а получился шокер. Итак, для изготовления Пушка Гаусса нам потребуется

Проект был начат в 2011 году. Это был проект подразумевающий полностью автономную автоматическую систему для развлекательных целей, с энергией снаряда порядка 6-7Дж, что сравнимо с пневматикой. Планировалось 3 автоматических ступеней с запуском от оптических датчиков, плюс мощный инжектор-ударник засылающий снаряд из магазина в ствол.

Компоновка планировалась такой:

Тоесть класический Булл-пап, что позволило вынести тяжелые аккумуляторы в приклад и тем самым сместить центр тяжести ближе к ручке.

Схема выглядит так:

Блок управления в последствии был разделен на блок управления силовым блоком и блок общего управления. Блок конденсаторов и блок коммутации были обьеденены в один. Так-же были разработаны резервные системы. Из них были собраны блок управления силовым блоком, силовой блок, преобразователь, распределитель напряжений, часть блока индикации.

Представляет собой 3 компаратора с оптическими датчиками.

Каждый датчик имеет свой компаратор. Это сделано для повышения надежности, так при выходе из строя одной микросхемы откажет только одна ступень, а не 2. При перекрытии снарядом луча датчика сопротивление фототранзистора меняется и срабатывает компаратор. При классической тиристорной коммутации управляющие выводы тиристоров можно подключать напрямую к выходам компараторов.

Датчики необходимо устанавливать так:

А устройство выглядит так:

Силовой блок имеет следующую простую схему:

Конденсаторы C1-C4 имеют напряжение 450В и емкость 560мкФ. Диоды VD1-VD5 применены типа HER307/ В качестве коммутации применены силовые тиристоры VT1-VT4 типа 70TPS12.

Собранный блок подключенный к блоку управления на фото ниже:

Преобразователь был применен низковольтный, подробнее о нем можно узнать

Блок распределения напряжений реализован банальным конденсаторным фильтром с силовым выключателем питания и индикатором, оповещающим процесс заряда аккумуляторов. Блок имеет 2 выхода- первый силовой, второй на все остальное. Так-же он имеет выводы для подключения зарядного устройства.

На фото блок распределения крайний справа сверху:

В нижнем левом углу резервный преобразователь, он был собран по самой простой схеме на NE555 и IRL3705 и имеет мощность около 40Вт. Предполагалось использовать его с отдельным небольшим аккумулятором, включая резервную систему при отказе основной или разряде основного аккумулятора.

Используя резервный преобразователь были произведены предварительные проверки катушек и проверялась возможность использования свинцовых аккумуляторов. На видео одноступенчатая модель стреляет в сосновую доску. Пуля со специальным наконечником повышенной пробивной способности входит в дерево на 5мм.

В пределах проекта так-же разрабатывалась универсальная ступень, как главный блок для следующих проектов.

Эта схема представляет собой блок для электромагнитного ускорителя, на основе которого можно собрать многоступенчатый ускоритель с числом ступеней до 20. Ступень имеет классическую тиристорную коммутацию и оптический датчик. Энергия накачиваемая в конденсаторы- 100Дж. Кпд около 2х процентов.

Использован 70Вт преобразователь с задающим генератором на микросхеме NE555 и силовым полевым транзистором IRL3705. Между транзистором и выходом микросхемы предусмотрен повторитель на комплементарной паре транзисторов, необходимый для снижения нагрузки на микросхему. Компаратор оптического датчика собран на микросхеме LM358, он управляет тиристором, подключая конденсаторы к обмотке при прохождении снарядом датчика. Параллельно трансформатору и ускоряющей катушки применены хорошие снабберные цепи.

Методы повышения КПД

Так-же рассматривались методы повышения КПД, такие как магнитопровод, охлаждение катушек и рекуперация энергии. О последней расскажу подробнее.

ГауссГан имеет очень малый КПД, люди работающие в этой области давно разыскивают способы повышения КПД. Одним из таких способов является рекуперация. Суть ее состоит в том чтобы вернуть не используемую энергию в катушке обратно в конденсаторы. Таким образом энергия индуцируемого обратного импульса не уходит в никуда и не цепляет снаряд остаточным магнитным полем, а закачивается обратно в конденсаторы. Этим способом можно вернуть до 30 процентов энергии, что в свою очередь повысит КПД на 3-4 процента и уменьшит время перезарядки, увеличив скорострельность в автоматических системах. И так- схема на примере трехступенчатого ускорителя.

Для гальванической развязки в цепи управления тиристоров использованы трансформаторы T1-T3. Рассмотрим работу одной ступени. Подаем напряжение заряда конденсаторов, через VD1 конденсатор С1 заряжается до номинального напряжения, пушка готова к выстрелу. При подаче импульса на вход IN1, он трансформируется трансформатором Т1, и попадает на управляющие выводы VT1 и VT2. VT1 и VT2 открываются и соединяют катушку L1 с конденсатором C1. На графике ниже изображены процессы во время выстрела.

Больше всего нас интересует часть начиная с 0.40мсек, когда напряжение становится отрицательным. Именно это напряжение при помощи рекуперации можно поймать и вернуть в конденсаторы. Когда напряжение становится отрицательным, оно проходя через VD4 и VD7 закачивается в накопитель следующей ступени. Этот процесс так-же срезает часть магнитного импульса, что позволяет избавится от тормозящего остаточного эффекта. Остальные ступени работают подобно первой.

Статус проекта

Проект и мои разработки в этом направлении в общем были приостановлены. Вероятно в скором будущем я продолжу свои работы в этой области, но ничего не обещаю.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Блок управления силовой частью
	Операционный усилитель	LM358	3			В блокнот
	Линейный регулятор		1			В блокнот
	Фототранзистор	SFh409	3			В блокнот
	Светодиод	SFh509	3			В блокнот
	Конденсатор	100 мкФ	2			В блокнот
	Резистор	470 Ом	3			В блокнот
	Резистор	2. 2 кОм	3			В блокнот
	Резистор	3.5 кОм	3			В блокнот
	Резистор	10 кОм	3			В блокнот
	Силовой блок
VT1-VT4	Тиристор	70TPS12	4			В блокнот
VD1-VD5	Выпрямительный диод	HER307	5			В блокнот
C1-C4	Конденсатор	560 мкФ 450 В	4			В блокнот
L1-L4	Катушка индуктивности		4			В блокнот
		LM555	1			В блокнот
	Линейный регулятор	L78S15CV	1			В блокнот
	Компаратор	LM393	2			В блокнот
	Биполярный транзистор	MPSA42	1			В блокнот
	Биполярный транзистор	MPSA92	1			В блокнот
	MOSFET-транзистор	IRL2505	1			В блокнот
	Стабилитрон	BZX55C5V1	1			В блокнот
	Выпрямительный диод	HER207	2			В блокнот
	Выпрямительный диод	HER307	3			В блокнот
	Диод Шоттки	1N5817	1			В блокнот
	Светодиод		2			В блокнот
		470 мкФ	2			В блокнот
	Электролитический конденсатор	2200 мкФ	1			В блокнот
	Электролитический конденсатор	220 мкФ	2			В блокнот
	Конденсатор	10 мкФ 450 В	2			В блокнот
	Конденсатор	1 мкФ 630 В	1			В блокнот
	Конденсатор	10 нФ	2			В блокнот
	Конденсатор	100 нФ	1			В блокнот
	Резистор	10 МОм	1			В блокнот
	Резистор	300 кОм	1			В блокнот
	Резистор	15 кОм	1			В блокнот
	Резистор	6. 8 кОм	1			В блокнот
	Резистор	2.4 кОм	1			В блокнот
	Резистор	1 кОм	3			В блокнот
	Резистор	100 Ом	1			В блокнот
	Резистор	30 Ом	2			В блокнот
	Резистор	20 Ом	1			В блокнот
	Резистор	5 Ом	2			В блокнот
T1	Трансформатор		1			В блокнот
	Блок распределения напряжений
VD1, VD2	Диод		2			В блокнот
	Светодиод		1			В блокнот
C1-C4	Конденсатор		4			В блокнот
R1	Резистор	10 Ом	1			В блокнот
R2	Резистор	1 кОм	1			В блокнот
	Выключатель		1			В блокнот
	Батарея		1			В блокнот
	Программируемый таймер и осциллятор	LM555	1			В блокнот
	Операционный усилитель	LM358	1			В блокнот
	Линейный регулятор	LM7812	1			В блокнот
	Биполярный транзистор	BC547	1			В блокнот
	Биполярный транзистор	BC307	1			В блокнот
	MOSFET-транзистор	AUIRL3705N	1			В блокнот
	Фототранзистор	SFh409	1			В блокнот
	Тиристор	25 А	1			В блокнот
	Выпрямительный диод	HER207	3			В блокнот
	Диод	20 А	1			В блокнот
	Диод	50 А	1			В блокнот
	Светодиод	SFh509	1

Есть стандартные этапы роста, которые проходит каждый труЪ радиолюбитель: мигалка, пищалка, блок питания, усилитель и так далее. Где-то там в начале затесались всякие шокеры, теслы и гауссы. Но в моём случае на сборку Гаусс-пушки пробило уже тогда, когда другие нормальные люди давно паяют осциллографы и Ардуины. Наверное в детстве не наигрался:-)

Короче посидел 3 дня на форумах, поднабрался теории электромагнитного метательного оружия, понасобирал схем преобразователей напряжения для зарядки конденсаторов и взялся за дело.

Разные схемы инверторов для Гаусса

Вот несколько типовых схем, позволяющих получить из батареек 5-12 вольт необходимые 400 для заряда конденсатора, который разрядившись на катушку создаст мощное магнитное поле выталкивающее снаряд. Это позволит сделать Гаусс носимым — независимо от розетки 220 В. Так как аккумуляторы имелись под рукой лишь на 4,2 вольта — остановился на самой низковольтной схеме DC-DC инвертора.

Тут витки имеют по 5 ПЭЛ-0,8 первички и 300 ПЭЛ-0,2 вторичной обмотки. Для сборки подготовил красивый трансформатор из БП АТХ, который к сожалению не пошёл. ..

Схема запустилась только с ферритовым кольцом 20 мм от китайского электронного трансформатора. Просто домотал обмотки обратной связи и всё заработало даже от 1 вольта! Подробнее . Правда дальнейшие эксперименты не обрадовали: как не пытался мотать разные катушки на трубки — толку не было. Кто-то рассказывал про простреленную фанеру 2 мм, но это не мой случай…

Это к сожалению не моё))

А после того как увидел мощные вообще поменял планы, и чтоб не пропадал корпус, выпиленный из пластикового кабель-канала с ручкой на базе никелированной ножки от мебели, решил засунуть туда электрошокер от китайского фонарика, сам фонарик и лазерный прицел из красной указки. Такой вот винигрет.

Шокер был в LED фонарике и уже давно не работал — никель-кадмиевые аккумуляторы перестали накапливать ток. Поэтому всю эту начинку запихнул в общий корпус, выведя наружу кнопки и тумблеры управления.

Получился шокер-фонарь с лазерным прицелом, в виде футуристичного бластера. {2} \over 2}} U {\displaystyle U} — напряжение конденсатора C {\displaystyle C} — ёмкость конденсатора Время разряда конденсаторов

Это время за которое конденсатор полностью разряжается:

T = π L C 2 {\displaystyle T={\pi {\sqrt {LC}} \over 2}} L {\displaystyle L} — индуктивность C {\displaystyle C} — ёмкость Время работы катушки индуктивности

Это время за которое ЭДС катушки индуктивности возрастает до максимального значения (полный разряд конденсатора) и полностью падает до 0. Оно равно верхнему полупериоду синусоиды.

T = 2 π L C {\displaystyle T=2\pi {\sqrt {LC}}} L {\displaystyle L} — индуктивность C {\displaystyle C} — ёмкость

Стоит заметить, что в представленном виде две последние формулы не могут применяться для расчетов пушки Гаусса, хотя бы по той причине, что по мере движения снаряда внутри катушки, её индуктивность все время изменяется.

Применение

Теоретически возможно применение пушек Гаусса для запуска лёгких спутников на орбиту так как при стационарном использовании есть возможность иметь большой источник энергии. Основное применение — любительские установки, демонстрация свойств ферромагнетиков . Также достаточно активно используется в качестве детской игрушки или развивающей техническое творчество самодельной установки (простота и относительная безопасность)

Создание

Простейшие конструкции могут быть собраны из подручных материалов даже при школьных знаниях физики

Существует множество сайтов, в которых подробно описано, как собрать пушку Гаусса. Но стоит помнить, что создание оружия в некоторых странах может преследоваться по закону. Поэтому, перед тем, как создавать пушку Гаусса, стоит задуматься, как вы будете применять её.

Преимущества и недостатки

Пушка Гаусса в качестве оружия обладает преимуществами, которыми не обладают другие виды стрелкового оружия . Это отсутствие гильз и неограниченность в выборе начальной скорости и энергии боеприпаса , возможность бесшумного выстрела (если скорость достаточно обтекаемого снаряда не превышает скорости звука) в том числе без смены ствола и боеприпаса, относительно малая отдача (равная импульсу вылетевшего снаряда, нет дополнительного импульса от пороховых газов или движущихся частей), теоретически, больша́я надёжность и, в теории, износостойкость , а также возможность работы в любых условиях, в том числе в космическом пространстве .

Однако, несмотря на кажущуюся простоту пушки Гаусса, использование её в качестве оружия сопряжено с серьёзными трудностями, главное из которых: большие затраты энергии.

Первая и основная трудность — низкий КПД установки. Лишь 1-7 % заряда конденсаторов переходят в кинетическую энергию снаряда. Отчасти этот недостаток можно компенсировать использованием многоступенчатой системы разгона снаряда, но в любом случае КПД редко достигает 27 %. В основном в любительских установках энергия, запасённая в виде магнитного поля, никак не используется, а является причиной использования мощных ключей (часто применяют IGBT модули) для размыкания катушки (правило Ленца).

Вторая трудность — большой расход энергии (из-за низкого КПД).

Третья трудность (следует из первых двух) — большой вес и габариты установки при её низкой эффективности.

Четвёртая трудность — достаточно длительное время накопительной перезарядки конденсаторов , что заставляет вместе с пушкой Гаусса носить и (как правило, мощную аккумуляторную батарею), а также высокая их стоимость. Можно, теоретически, увеличить эффективность, если использовать сверхпроводящие соленоиды, однако это потребует мощной системы охлаждения , что приносит дополнительные проблемы, и серьёзно влияет на область применения установки. Или же использовать заменяемые батареи конденсаторы.

Пятая трудность — с увеличением скорости снаряда время действия магнитного поля, за время пролёта снарядом соленоида, существенно сокращается, что приводит к необходимости не только заблаговременно включать каждую следующую катушку многоступенчатой системы, но и увеличивать мощность её поля пропорционально сокращению этого времени. Обычно этот недостаток сразу обходится вниманием, так как большинство самодельных систем имеет или малое число катушек, или недостаточную скорость пули.

В условиях водной среды применение пушки без защитного кожуха также серьёзно ограничено — дистанционной индукции тока достаточно, чтобы раствор солей диссоциировал на кожухе с образованием агрессивных (растворяющих) сред, что требует дополнительного магнитного экранирования.

Таким образом, на сегодняшний день у пушки Гаусса нет перспектив в качестве оружия, так как она значительно уступает другим видам стрелкового оружия, работающего на других принципах. Теоретически, перспективы, конечно, возможны, если будут созданы компактные и мощные источники электрического тока и высокотемпературные сверхпроводники (200-300К). Однако, установка, подобная пушке Гаусса, может использоваться в космическом пространстве, так как в условиях вакуума и невесомости многие недостатки подобных установок нивелируются. В частности, в военных программах СССР и США рассматривалась возможность использования установок, подобных пушке Гаусса, на орбитальных спутниках для поражения других космических аппаратов (снарядами с большим количеством мелких поражающих деталей), или объектов на земной поверхности.

Представляем схему электромагнитной пушки на таймере NE555 и микросхеме 4017B.

Принцип дейcтвия электромагнитной (гаусс-)пушки основан на быстром последовательном срабатывании электромагнитов L1-L4, каждый из которых создает дополнительную силу, которая ускоряет металлический заряд. Таймер NE555 посылает на микросхему 4017 импульсы с периодом приблизительно в 10 мс, частоту импульсов сигнализирует светодиод D1.

При нажатии кнопки PB1, микросхема IC2 с таким же интревалом последовательно открывает транзисторы c TR1 по TR4, в коллектроную цепь которых включены электромагниты L1-L4.

Для изготовления этих электромагнитов нам понадобится медная трубка длиной в 25 см и диаметром в 3 мм. Каждая катушка содердит по 500 витков провода 0.315мм покрытого эмалью. Катушки должны бать сделаны таким образом чтобы они могли свободно перемещатся. В качестве снаряда выступает кусок гвоздя длиной в 3 см и диаметром 2 мм.

Пушка может питаться как от аккумулятора в 25 В, так и от сети переменного тока.

Изменяя положение электромагнитов добиваемся наилучшего эффекта, из рисунка выше видно что интервал между каждой катушкой увеличивается — это связано с увеличением скорости снаряда.

Это конечно не настоящая гаусс-пушка, но рабочий прототип, на основе которого можно, умощнив схему, собрать более мощную гаусс-пушку.

Другие типы электромагнитного оружия.

Помимо магнитных ускорителей масс, существует множество других типов оружия, использующих для своего функционирования электромагнитную энергию. Рассмотрим наиболее известные и распространенные их типы.

Электромагнитные ускорители масс .

Помимо “гаусс ганов”, существует ещё как минимум 2 типа ускорителей масс – индукционные ускорители масс (катушка Томпсона) и рельсовые ускорители масс, так же известные как “рэйл ганы” (от англ. “Rail gun” – рельсовая пушка).

В основу функционирования индукционного ускорителя масс положен принцип электромагнитной индукции. В плоской обмотке создается быстро нарастающий электрический ток, который вызывает в пространстве вокруг переменное магнитное поле. В обмотку вставлен ферритовый сердечник, на свободный конец которого надето кольцо из проводящего материала. Под действием переменного магнитного потока, пронизывающего кольцо в нём возникает электрический ток, создающий магнитное поле противоположной направленности относительно поля обмотки. Своим полем кольцо начинает отталкиваться от поля обмотки и ускоряется, слетая со свободного конца ферритового стержня. Чем короче и сильнее импульс тока в обмотке, тем мощнее вылетает кольцо.

Иначе функционирует рельсовый ускоритель масс. В нем проводящий снаряд движется между двух рельс — электродов (откуда и получил свое название — рельсотрон), по которым подается ток.

Источник тока подключается к рельсам у их основания, поэтому ток течет как бы в догонку снаряду и магнитное поле, создаваемое вокруг проводников с током, полностью сосредоточенно за проводящим снарядом. В данном случае снаряд является проводником с током, помещённым в перпендикулярное магнитное поле, созданное рельсами. На снаряд по всем законам физики действует сила Лоренца, направленная в сторону противоположную месту подключения рельс и ускоряющая снаряд. С изготовлением рельсотрона связан ряд серьезных проблем — импульс тока должен быть настолько мощным и резким, чтобы снаряд не успел бы испарится (ведь через него протекает огромный ток!), но возникла бы ускоряющая сила, разгоняющая его вперед. Поэтому материал снаряда и рельс должен обладать как можно более высокой проводимостью, снаряд как можно меньшей массой, а источник тока как можно большей мощностью и меньшей индуктивность. Однако особенность рельсового ускорителя в том, что он способен разгонять сверхмалые массы до сверх больших скоростей. На практике рельсы изготавливают из безкислородной меди покрытой серебром, в качестве снарядов используют алюминиевые брусочки, в качестве источника питания — батарею высоковольтных конденсаторов, а самому снаряду перед вхождением на рельсы стараются придать как можно большую начальную скорость, используя для этого пневматические или огнестрельные пушки.

Помимо ускорителей масс к электромагнитному оружия относятся источники мощного электромагнитного излучения, такие как лазеры и магнетроны .

Лазер известен всем. Состоит из рабочего тела, в котором при выстреле создается инверсная населенность квантовых уровней электронами, резонатора для увеличения пробега фотонов внутри рабочего тела и генератора, который эту самую инверсную населённость будет создавать. В принципе, инверсную населённость можно создать в любом веществе и в наше время проще сказать, из чего НЕ делают лазеры.

Лазеры могут классифицироваться по рабочему телу: рубиновые, СО2, аргоновые, гелий-неоновые, твердотельные (GaAs), спиртовые, и т.д., по режиму работы: импульсные, непрерывные, псевдонепрерывные, могут классифицироваться по количеству используемых квантовых уровней: 3х уровневый, 4х уровневый, 5и уровневые. Так же лазеры классифицируют по частоте генерируемого излучения — микроволновые, инфракрасные, зеленые, ультрафиолетовые, рентгеновские, и т.д. КПД лазера обычно не превышает 0,5%, однако сейчас ситуация изменилась – полупроводниковые лазеры (твердотельные лазеры на основе GaAs) имеют КПД свыше 30% и в наши дни могут обладать мощностью выходного излучения аж до 100(!) Вт, т.е. сравнимую с мощными «классическими» рубиновыми или СО2 лазерами. Кроме того, существуют газодинамические лазеры, менее всего похожие на другие типы лазеров. Их отличие в том, что они способны производить непрерывный луч огромной мощности, что позволяет использовать их для военных целей. В сущности, газодинамический лазер представляет собой реактивный двигатель, перпендикулярно газовому потоку в котором стоит резонатор. Раскаленный газ, выходящий из сопла, находится в состоянии инверсной населённости.

Стоит добавить к нему резонатор – и многомеговаттный поток фотонов полетит в пространство.

Микроволновые пушки — основным функциональным узлом является магнетрон — мощный источник микроволнового излучения. Недостатком микроволновых пушок является их чрезмерная даже по сравнению с лазерами опасность применения — микроволновое излучение хорошо отражается от препятствий и в случае стрельбы в закрытом помещении облучению подвергнется буквально все внутри! Кроме того, мощное микроволновое излучение смертельно для любой электроники, что так же надо учитывать.

А почему, собственно, именно «гаусс ган», а не дискометы Томпсона, рельсотроны или лучевое оружие?

Дело в том, что из всех типов электромагнитного оружия он наиболее прост в изготовлении именно гаусс ган. Кроме того, он имеет довольно высокий по сравнению с другими электромагнитными стрелялками КПД и может работать на низких напряжениях.

На следующей по сложности ступени стоят индукционные ускорители – дискометы (или трансформаторы) Томпсона. Для их работы требуются несколько более высокие напряжения, нежели для обычной гауссовки, затем, пожалуй, по сложности стоят лазеры и микроволновки, и на самом последнем месте стоит рельсотрон, для которого требуются дорогие конструкционные материалы, безупречный расчет и точность изготовления, дорогой и мощный источник энергии (батарея высоковольтных конденсаторов) и ещё много всего дорогого.

Кроме того, гаусс ган, несмотря на свою простоту, обладает неимоверно большим простором для конструкторских решений и инженерных изысканий — так что это направление довольно интересное и перспективное.

СВЧ пушка своими руками

Прежде всего предупреждаю: данное оружие является очень опасным, при изготовлении и эксплуатации использовать максимальную степень осторожности!

Короче я Вас предупредил. А теперь приступаем к изготовлению.

Берём любую микроволновую печь, желательно самую маломощную и дешёвую.

Если она сгоревшая, не имеет значения — лишь бы магнетрон был рабочий. Вот её упрощённая схема и внутренний вид.

1. Лампа освещения.
2. Вентиляционные отверстия.
3. Магнетрон.
4. Антенна.
5. Волновод.
6. Конденсатор.
7. Трансформатор.
8. Панель управления.
9. Привод.
10. Вращающийся поддон.
11. Сепаратор с роликами.
12. Защелка дверцы.

Далее извлекаем оттуда этот самый магнетрон. Магнетрон разрабатывался как мощный генератор электромагнитных колебаний СВЧ диапазона для использования в системах РЛС. В микроволновках стоят магнетроны с частотой микроволн 2450 Мгц. В работе магнетрона используется процесс движения электронов при наличии двух полей — магнитного и электрического, перпендикулярных друг другу. Магнетрон представляет собой двухэлектродную лампу или диод, содержащий накаливаемый катод, испускающий электроны, и холодный анод. Магнетрон помещается во внешнее магнитное поле.

Пушка Гаусса своими руками

Анод магнетрона имеет сложную монолитную конструкцию с системой резонаторов, необходимых для усложнения структуры электрического поля внутри магнетрона. Магнитное поле создается катушками с током (электромагнит), между полюсами которого помещается магнетрон. Если бы магнитного поля не было, то электроны, вылетающие из катода практически без начальной скорости, двигались бы в электрическом поле вдоль прямых линий, перпендикулярных к катоду, и все попадали бы на анод. При наличии перпендикулярного магнитного поля траектории электронов искривляются силой Лоренца.

На нашем радиобазаре продаются б\у магнетроны по 15уе.

Это магнетрон в разрезе и без радиатора.

Теперь нужно узнать, как его запитывать. По схеме видно, что требуется накал — 3В 5А и анод — 3кВ 0.1А. Указанные значения питания применимы к магнетронам из слабых микроволновок, и для мощных могут быть несколько больше. Мощность магнетрона современных микроволновых печей составляет около 700 Вт.

Для компактности и мобильности СВЧ-пушки, эти значения можно несколько снизить — лишь бы происходила генерация. Запитывать магнетрон мы будем от преобразователя с аккумулятором от компьютерного бесперебойника.

Паспортное значение 12 вольт 7.5 ампер. На несколько минут боя вполне должно хватить. Накал магнетрона — 3В, получаем с помощью микросхемы стабилизатора LM150.

Накал желательно включать за несколько секунд до включения анодного напряжения. А киловольты на анод, берём от преобразователя (см. схему ниже).

Питание на накал и П210, подаётся включением основного тумблера за несколько секунд до выстрела, а сам выстрел производим кнопкой, подающей питание на задающий генератор на П217-х. Данные трансформаторов берутся из той-же статьи, только вторичку Тр2 мотаем 2000 — 3000 витков ПЭЛ0.2. С получившейся обмотки, переменка подаётся на простейший однополупериодный выпрямитель.

Высоковольтный конденсатор и диод, можно взять из микроволновки, или при отсутствии заменить на 0.5мкф — 2кВ, диод — КЦ201Е.

Для направленности излучения, и отсекания обратных лепестков (чтоб самого не зацепило), магнетрон помещаем в рупор. Для этого используем металический рупор от школьных звонков или стадионных динамиков. В крайнем случае можно взять цилиндрическую литровую банку из — под краски.

Вся СВЧ-пушка помещается в корпус, сделанный из толстой трубы диаметром 150-200 мм.

Ну вот пушка и готова. Использоватьеё можно для выжигания бортового компьютера и сигнализации в авто, выжигании мозгов и телевизоров злым соседям, охоте на бегающих и летающих тварей. Надеюсь, это СВЧ орудие Вы так и не запустите — для Вашей-же безопасности.

Составитель: Патлах В.В.
http://patlah.ru

ВНИМАНИЕ!

Гаусс пушка (гаусс винтовка)

Другие названия: гауссовка, гаусс-ружье, винтовка Гаусса, гаусс-ган, разгонная винтовка.

Гаусс-винтовка (или ее более крупная разновидность гаусс-пушка), как и рельсотрон, относится к электро-магнитному оружию.

Гаусс пушка

В настоящий момент боевых промышленных образцов не существует, хотя ряд лабораторий (по большей части любительских и университетских) продолжает настойчиво работать над созданием этого оружия. Система названа по имени немецкого ученого Карла Гаусса (1777-1855). С какого перепугу математик удостоился такой чести, лично я понять не могу (пока не могу, вернее не имею соответствующей информации). Гаусс к теории электромагнетизма имел куда меньшее отношение, чем к примеру Эрстед, Ампер, Фарадей или Максвелл, но, тем не менее, пушку назвали именно в его честь. Название прижилось, а посему будем им пользоваться и мы.

Принцип действия:
Гаусс винтовка состоит из катушек (мощных электромагнитов), насаженных на сделанный из диэлектрика ствол. При подаче тока электромагниты на какой-то краткий момент включаются один за другим в направлении от ствольной коробки к дулу. Они по очереди притягивают к себе стальную пулю (иглу, дротик или снаряд, если говорить о пушке) и тем самым разгоняют ее до значительных скоростей.

Достоинства оружия:
1. Отсутствие патрона. Это позволяет значительно увеличить вместимость магазина. Например, в магазин, в который вмещается 30 патронов, можно зарядить 100-150 пуль.
2. Высокая скорострельность. Теоретически система позволяет начинать разгон следующей пули еще до того, как предыдущая покинула ствол.
3. Бесшумность стрельбы. Сама конструкция оружия позволяет избавиться от большинства акустических составляющих выстрела (см. отзывы), поэтому стрельба из гаусс-винтовки выглядит как серия едва различимых хлопков.
4. Отсутствие демаскирующей вспышки. Данное свойство особенно полезно в темное время суток.
5. Малая отдача. По этой причине при выстреле ствол оружия практически не задирается, а следовательно возрастает точность огня.
6. Безотказность. В гаусс винтовке не используются патроны, а стало быть сразу отпадает вопрос о недоброкачественных боеприпасах. Если же вдобавок к этому вспомнить об отсутствии ударно-спускового механизма, то само понятие «осечка» можно позабыть, как страшный сон.
7. Повышенная износостойкость. Это свойство обусловлено малым количеством подвижных частей, низкими нагрузками на узлы и детали при стрельбе, отсутствием продуктов сгорания пороха.
8. Возможность использования как в открытом космосе, так и в атмосферах, подавляющих горение пороха.
9. Регулируемая скорость пули. Эта функция позволяет при необходимости уменьшать скорость пули ниже звуковой. В результате исчезают характерные хлопки, и гаусс-винтовка становится полностью беззвучной, а стало быть, пригодной для выполнения секретных спецопераций.

Недостатки оружия:
Среди недостатков Гаусс винтовки часто называют следующие: низкий КПД, большой расход энергии, большой вес и габариты, длительное время перезарядки конденсаторов и т. д. Хочу сказать, что все эти проблемы обусловлены лишь уровнем современного развития техники. В будущем при создании компактных и мощных источников питания, при использовании новых конструкционных материалов и сверхпроводников Гаусс пушка действительно может стать мощным и эффективным оружием.

В литературе, конечно же фантастической, гаусс-винтовкой вооружил легионеров Уильям Кейт в своем цикле «Пятый иностранный легион». (Одна из моих любимейших книг!) Была она и на вооружении милитаристов с планеты Клизанд, на которую занесло Джима ди Гриза в романе Гаррисона «Месть крысы из нержавеющей стали». Говорят, гаусовка встречается и в книгах из серии «S.T.A.L.K.E.R.», но я прочел всего пяток из них. Там ничего подобного не обнаружил, а за другие говорить не буду.

Что касается лично моего творчества, то в своем новом романе «Мародеры» я вручил гаусс-карабин «Метель-16» тульского производства своему главному герою Сергею Корну. Правда, владел он им только в начале книги. Ведь главный герой все-таки, а значит, ему полагается пушка посолидней.

Олег Шовкуненко

Отзывы и комментарии:

Александр 29.12.13
По п.3 — выстрел со сверхзвуковой скоростью пули в любом случае будет громким. По этой причине для бесшумного оружия используются специальные дозвуковые патроны.
По п.5 — отдача будет присуща любому оружию, стреляющему «материальными объектами» и зависит от соотношения масс пули и оружия, и импульса силы ускоряющей пулю.
По п.8 — никакая атмосфера не может повлиять на горение пороха в герметичном патроне. В открытом космосе огнестрельное оружие тоже будет стрелять.
Проблема может быть только в механической устойчивости деталей оружия и свойствах смазки при сверхнизких температурах. Но это вопрос решаемый и ещё в 1972 году были проведены испытательные стрельбы в открытом космосе из орбитальной пушки с военной орбитальной станции ОПС-2 (Салют-3).

Олег Шовкуненко
Александр хорошо, что написали.

Честно говоря, делал описание оружия исходя из своего собственного понимания темы. Но может кое в чем оказался не прав. Давайте вместе разбираться по пунктам.

Пункт №3. «Бесшумность стрельбы».
Насколько я знаю, звук выстрела из любого огнестрельного оружия складывается из нескольких компонентов:
1) Звук или лучше сказать звуки срабатывания механизма оружия. Сюда относятся удар бойка по капсулю, лязг затвора и т.д.
2) Звук, который создает воздух, наполнявший ствол перед выстрелом. Его вытесняет как пуля, так и пороховые газы, просачивающиеся по каналам нарезки.
3) Звук, который создают сами пороховые газы при резком расширении и охлаждении.
4) Звук, создаваемый акустической ударной волной.
Первые три пункта к гауссовке вообще не относятся.

Предвижу вопрос по воздуху в стволе, но в гаусс-виновке стволу совсем не обязательно быть цельным и трубчатым, а значит проблема отпадает сама собой. Так что остается пункт номер 4, как раз тот, о котором вы, Александр, и говорите. Хочу сказать, что акустическая ударная волна это далеко не самая громкая часть выстрела. Глушители современного оружия с ней практически вообще не борются. И тем не менее, огнестрельное оружие с глушителем все же называется бесшумным. Следовательно, и гауссовку тоже можно назвать бесшумной. Кстати, огромное вам спасибо, что напомнили. Я забыл указать среди достоинств гаусс-гана возможность регулировки скорости пули. Ведь возможно установить дозвуковой режим (что сделает оружие полностью бесшумным и предназначенным для скрытных действий в ближнем бою) и сверхзвуковой (это уже для войны по-настоящему).

Пункт №5. «Практически полное отсутствие отдачи».
Конечно, отдача у гассовки тоже имеется. Куда же без нее?! Закон сохранения импульса пока еще никто не отменял. Только принцип работы гаусс-винтовки сделает ее не взрывной, как в огнестреле, а как бы растянутой и плавной и потому куда менее ощутимой для стрелка. Хотя, честно говоря, это лишь мои подозрения. Пока еще не доводилось палить из такой пушки:))

Пункт №8. «Возможность использования как в открытом космосе…».
Ну, про невозможность использования огнестрельного оружия в космическом пространстве я вообще ничего не говорил. Только его потребуется так переделать, столько технических проблем решить, что уж легче создать гаусс-ган:)) Что касается планет со специфическими атмосферами, то применение на них огнестрела действительно может быть не только затруднено, но и небезопасно. Но это уже из раздела фантастики, собственно говоря, которой ваш покорный слуга и занимается.

Вячеслав 05.04.14
Спасибо за интересный рассказ об оружии. Все очень доступно изложено и разложено по полочкам. Еще бы схемку для пущей наглядности.

Олег Шовкуненко
Вячеслав, вставил схемку, как Вы и просили).

интересующийся 22.02.15
«Почему винтовка Гауса?» — в Википедии говорят что потому что он заложил основы теории электромагнетизма.

Олег Шовкуненко
Во-первых, исходя из этой логики, авиабомбу следовало назвать «Бомбой Ньютона», ведь она падает на землю, подчиняясь Закону всемирного тяготения. Во-вторых, в той же самой Википедии Гаусс в статье «Электромагнитное взаимодействие» вообще не упоминается. Хорошо, что мы все образованные люди и помним, что Гаусс вывел одноименную теорему. Правда, эта теорема входит в более общие уравнения Максвелла, так что Гаусс тут вроде как опять в пролете с «заложением основ теории электромагнетизма».

Евгений 05.11. 15
Винтовка Гауса, это придуманное название оружия. Впервые оно появилось в легендарной постапокалептической игре Fallout 2.

Roman 26.11.16
1) насчет того какое отношение имеет Гаусс к названию) почитайте в Википедии, но не электромагнетизм, а теорема Гаусса эта теорема — основа электромагнетизма и является основой для уравнений Максвелла.
2) грохот от выстрела в основном из-за резко расширяющихся пороховых газов. потому как пуля она сверхзвуковая и через 500м от среза ствола, но грохота от нее нет! только свист от разрезаемого ударной волной от пули воздуха и только-то!)
3) насчет того, что мол существуют образцы стрелкового оружия и оно бесшумно потому, что мол пуля там дозвуковая — это бред! когда приводятся какие-либо аргументы, нужно разобраться с сутью вопроса! выстрел бесшумный не потому, что пуля дозвуковая, а потому, что там пороховые газы не вырываются из ствола! почитайте про пистолет ПСС в Вике.

Олег Шовкуненко
Roman, вы случайно не родственник Гауссу? Уж больно рьяно вы отстаиваете его право на данное название. Лично мне по барабану, если людям нравится, пусть будет гаусс-пушка. Насчет всего остального, почитайте отзывы к статье, там вопрос бесшумности уже детально обсуждался. Ничего нового к этому добавить не могу.

Даша 12.03.17
Пишу научную фантастику. Мнение: РАЗГОНКА – это оружие будущего. Я бы не стала приписывать чужаку-иноземцу право иметь первенство на это оружие. Русская РАЗГОНКА НАВЕРНЯКА ОПЕРЕДИТ гнилой запад. Лучше не давать гнилому иноземцу ПРАВО НАЗЫВАТЬ ОРУЖИЕ ЕГО ГОВЕНЫМ ИМЕНЕМ! У русских своих умников полно! (незаслуженно забытых). Кстати, пулемет (пушка) Гатлинга появился ПОЗЖЕ, чем русская СОРОКА (система вращающихся стволов). Гатлинг просто запатентовал украденную из России идею. (Будем впредь звать его Козел Гатл за это!). Поэтому Гаусс тоже не имеет отношения к разгонному оружию!

Олег Шовкуненко
Даша, патриотизм это конечно хорошо, но только здоровый и разумный. А вот с гаусс-пушкой, как говорится, поезд ушел. Термин уже прижился, как и многие другие. Не станем же мы менять понятия: интернет, карбюратор, футбол и т.д. Однако не столь уж и важно чьим именем названо то или иное изобретение, главное, кто сможет довести его до совершенства или, как в случае с гаусс-винтовкой, хотя бы до боевого состояния. К сожалению, пока не слышал о серьезных разработках боевых гаусс-систем, как в России, так и за рубежом.

Божков Александр 26.09.17
Все понятно. Но можно и про другие виды оружия статьи добавить?: Про термитную пушку, электромёт, BFG-9000, Гаусс-арбалет, эктоплазменный автомат.

Написать комментарий

Пистолет Гаусса своими руками

Несмотря на относительно скромные размеры, пистолет Гаусса – это самое серьезное оружие, которое мы когда-либо строили. Начиная с самых ранних этапов его изготовления, малейшая неосторожность в обращении с устройством или отдельными его компонентами может привести к поражению электрическим током.

Гаусс-пушка. Простейшая схема

Будьте внимательны!

Главный силовой элемент нашей пушки – катушка индуктивности

Рентген пушки Гаусса

Расположение контактов на зарядном контуре одноразового фотоаппарата Kodak

Обладать оружием, которое даже в компьютерных играх можно найти только в лаборатории сумасшедшего ученого или возле временного портала в будущее, – это круто. Наблюдать, как равнодушные к технике люди невольно фиксируют на устройстве взгляд, а заядлые геймеры спешно подбирают с пола челюсть, – ради этого стоит потратить денек на сборку пушки Гаусса.

Как водится, начать мы решили с простейшей конструкции – однокатушечной индукционной пушки. Эксперименты с многоступенчатым разгоном снаряда оставили опытным электронщикам, способным построить сложную систему коммутации на мощных тиристорах и точно настроить моменты последовательного включения катушек. Вместо этого мы сконцентрировались на возможности приготовления блюда из повсеместно доступных ингредиентов. Итак, чтобы построить пушку Гаусса, прежде всего придется пробежаться по магазинам. В радиомагазине нужно купить несколько конденсаторов с напряжением 350–400 В и общей емкостью 1000–2000 микрофарад, эмалированный медный провод диаметром 0,8 мм, батарейные отсеки для «Кроны» и двух 1,5-вольтовых батареек типа С, тумблер и кнопку. В фототоварах возьмем пять одноразовых фотоаппаратов Kodak, в автозапчастях – простейшее четырехконтактное реле от «Жигулей», в «продуктах» – пачку соломинок для коктейлей, а в «игрушках» – пластмассовый пистолет, автомат, дробовик, ружье или любую другую пушку, которую вы захотите превратить в оружие будущего.

Мотаем на ус

Главный силовой элемент нашей пушки – катушка индуктивности. С ее изготовления стоит начать сборку орудия. Возьмите отрезок соломинки длиной 30 мм и две большие шайбы (пластмассовые или картонные), соберите из них бобину с помощью винта и гайки. Начните наматывать на нее эмалированный провод аккуратно, виток к витку (при большом диаметре провода это довольно просто). Будьте внимательны, не допускайте резких перегибов провода, не повредите изоляцию. Закончив первый слой, залейте его суперклеем и начинайте наматывать следующий. Поступайте так с каждым слоем. Всего нужно намотать 12 слоев. Затем можно разобрать бобину, снять шайбы и надеть катушку на длинную соломинку, которая послужит стволом. Один конец соломинки следует заглушить. Готовую катушку легко проверить, подключив ее к 9-вольтовой батарейке: если она удержит на весу канцелярскую скрепку, значит, вы добились успеха. Можно вставить в катушку соломинку и испытать ее в роли соленоида: она должна активно втягивать в себя отрезок скрепки, а при импульсном подключении даже выбрасывать ее из ствола на 20–30 см.

Препарируем ценности

Для формирования мощного электрического импульса как нельзя лучше подходит батарея конденсаторов (в этом мнении мы солидарны с создателями самых мощных лабораторных рельсотронов). Конденсаторы хороши не только большой энергоемкостью, но и способностью отдать всю энергию в течение очень короткого времени, до того как снаряд достигнет центра катушки. Однако конденсаторы необходимо как-то заряжать. К счастью, нужное нам зарядное устройство есть в любом фотоаппарате: конденсатор используется там для формирования высоковольтного импульса для поджигающего электрода вспышки. Лучше всего нам подходят одноразовые фотоаппараты, потому что конденсатор и «зарядка» – это единственные электрические компоненты, которые в них есть, а значит, достать зарядный контур из них проще простого.

Разборка одноразового фотоаппарата – это этап, на котором стоит начать проявлять осторожность. Вскрывая корпус, старайтесь не касаться элементов электрической цепи: конденсатор может сохранять заряд в течение долгого времени. Получив доступ к конденсатору, первым делом замкните его выводы отверткой с ручкой из диэлектрика. Только после этого можно касаться платы, не опасаясь получить удар током. Удалите с зарядного контура скобы для батарейки, отпаяйте конденсатор, припаяйте перемычку к контактам кнопки зарядки – она нам больше не понадобится. Подготовьте таким образом минимум пять зарядных плат. Обратите внимание на расположение проводящих дорожек на плате: к одним и тем же элементам схемы можно подключиться в разных местах.

Расставляем приоритеты

Подбор емкости конденсаторов – это вопрос компромисса между энергией выстрела и временем зарядки орудия. Мы остановились на четырех конденсаторах по 470 микрофарад (400 В), соединенных параллельно. Перед каждым выстрелом мы в течение примерно минуты ждем сигнала светодиодов на зарядных контурах, сообщающих, что напряжение в конденсаторах достигло положенных 330 В. Ускорить процесс заряда можно, подключая к зарядным контурам по несколько 3-вольтовых батарейных отсеков параллельно. Однако стоит иметь в виду, что мощные батареи типа «С» обладают избыточной силой тока для слабеньких фотоаппаратных схем. Чтобы транзисторы на платах не сгорели, на каждую 3-вольтовую сборку должно приходиться 3–5 зарядных контуров, подключенных параллельно. На нашем орудии к «зарядкам» подключен только один батарейный отсек. Все остальные служат в качестве запасных магазинов.

Определяем зоны безопасности

Мы никому не посоветуем держать под пальцем кнопку, разряжающую батарею 400-вольтовых конденсаторов. Для управления спуском лучше установить реле. Его управляющий контур подключается к 9-вольтовой батарейке через кнопку спуска, а управляемый включается в цепь между катушкой и конденсаторами. Правильно собрать пушку поможет принципиальная схема. При сборке высоковольтного контура пользуйтесь проводом сечением не менее миллиметра, для зарядного и управляющего контуров подойдут любые тонкие провода.

Проводя эксперименты со схемой, помните: конденсаторы могут иметь остаточный заряд. Прежде чем прикасаться к ним, разряжайте их коротким замыканием.

Подводим итог

Процесс стрельбы выглядит так: включаем тумблер питания; дожидаемся яркого свечения светодиодов; опускаем в ствол снаряд так, чтобы он оказался слегка позади катушки; выключаем питание, чтобы при выстреле батарейки не отбирали энергию на себя; прицеливаемся и нажимаем на кнопку спуска. Результат во многом зависит от массы снаряда. Нам с помощью короткого гвоздя с откусанной шляпкой удалось прострелить банку с энергетическим напитком, которая взорвалась и залила фонтаном полредакции. Затем очищенная от липкой газировки пушка запустила гвоздь в стену с расстояния в полсотни метров. А сердца поклонников фантастики и компьютерных игр наше орудие поражает без всяких снарядов.

Составитель: Патлах В.В.
http://patlah.ru

© «Энциклопедия Технологий и Методик» Патлах В.В. 1993-2007 гг.

ВНИМАНИЕ!
Запрещается любая републикация, полное или частичное воспроизведение материалов данной статьи, а также фотографий, чертежей и схем, размещенных в ней, без предварительного письменного согласования с редакцией энциклопедии.

Напоминаю! Что за любое противоправное и противозаконное использование материалов, опубликованных в энциклопедии, редакция ответственности не несет.

15,245 Просмотры

Довольна мощная модель знаменитой Гаусс пушки, которую можно сделать своими руками из подручных средств. Данная самодельная Гаусс пушки изготавливается очень просто, имеет лёгкую конструкцию, всё используемые детали найдутся у каждого любителя самоделок и радиолюбителя. С помощью программы расчёта катушки, можно получить максимальную мощность.

Итак, для изготовления Пушка Гаусса нам потребуется:

1. Кусок фанеры.
2. Листовой пластик.
3. Пластиковая трубка для дула ∅5 мм.
4. Медный провод для катушки ∅0,8 мм.
5. Электролитические конденсаторы большой ёмкости
6. Пусковая кнопка
7. Тиристор 70TPS12
8. Батарейки 4X1.5V
9. Лампа накала и патрон для неё 40W
10. Диод 1N4007

Сборка корпуса для схемы Гаусс пушки

Форма корпуса может быть любой, не обязательно придерживаться представленной схеме. Что бы придать корпусу эстетический вид, можно его покрасить краской из баллончика.

Установка деталей в корпус для Пушки Гаусса

Для начала крепим конденсаторы, в данном случае они были закреплены на пластиковые стяжки, но можно придумать и другое крепление.

Затем устанавливаем патрон для лампы накала на внешней стороне корпуса. Не забываем подсоединить к нему два провода для питания.

Затем внутри корпуса размещаем батарейный отсек и фиксируем его, к примеру саморезами по дереву или другим способом.

Намотка катушки для Пушки Гаусса

Для расчета катушки Гаусса можно использовать программу FEMM, скачать программу FEMM можно по этой ссылке https://code.google.com/archive/p/femm-coilgun

Пользоваться программой очень легко, в шаблоне нужно ввести необходимые параметры, загрузить их в программу и на выходе получаем все характеристики катушки и будущей пушки в целом, вплоть до скорости снаряда.

Итак приступим к намотке! Для начала нужно взять приготовленную трубку и намотать на неё бумагу, используя клей ПВА так, что бы внешний диаметр трубки был равен 6 мм.

Затем просверливаем отверстия по центру отрезков и насаживаем из на трубку. С помощью горячего клея фиксируем их. Расстояние между стенками должно быть 25 мм.

Насаживаем катушку на ствол и приступаем к следующему этапу…

Схема Гаусс Пушки. Сборка

Собираем схему внутри корпуса навесным монтажом.

Затем устанавливаем кнопку на корпус, сверлим два отверстия и продеваем туда провода для катушки.

Для упрощения использования, можно сделать для пушки подставку. В данном случае она была изготовлена из деревянного бруска. В данном варианте лафета были оставлены зазоры по краям ствола, это нужно для того что бы регулировать катушку, перемещая катушку, можно добиться наибольшей мощности.

Снаряды для пушки изготавливаются из металлического гвоздя. Отрезки делаются длиной 24 мм и диаметром 4 мм. Заготовки снарядов нужно заточить.

пушка Гаусса своими руками.

Рельсовая электромагнитная пушка

15,245 Просмотры

Довольна мощная модель знаменитой Гаусс пушки, которую можно сделать своими руками из подручных средств. Данная самодельная Гаусс пушки изготавливается очень просто, имеет лёгкую конструкцию, всё используемые детали найдутся у каждого любителя самоделок и радиолюбителя. С помощью программы расчёта катушки, можно получить максимальную мощность.

Итак, для изготовления Пушка Гаусса нам потребуется:

1. Кусок фанеры.
2. Листовой пластик.
3. Пластиковая трубка для дула ∅5 мм.
4. Медный провод для катушки ∅0,8 мм.
5. Электролитические конденсаторы большой ёмкости
6. Пусковая кнопка
7. Тиристор 70TPS12
8. Батарейки 4X1.5V
9. Лампа накала и патрон для неё 40W
10. Диод 1N4007

Сборка корпуса для схемы Гаусс пушки

Форма корпуса может быть любой, не обязательно придерживаться представленной схеме. Что бы придать корпусу эстетический вид, можно его покрасить краской из баллончика.

Установка деталей в корпус для Пушки Гаусса

Для начала крепим конденсаторы, в данном случае они были закреплены на пластиковые стяжки, но можно придумать и другое крепление.

Затем устанавливаем патрон для лампы накала на внешней стороне корпуса. Не забываем подсоединить к нему два провода для питания.

Затем внутри корпуса размещаем батарейный отсек и фиксируем его, к примеру саморезами по дереву или другим способом.

Намотка катушки для Пушки Гаусса

Для расчета катушки Гаусса можно использовать программу FEMM, скачать программу FEMM можно по этой ссылке https://code.google.com/archive/p/femm-coilgun

Пользоваться программой очень легко, в шаблоне нужно ввести необходимые параметры, загрузить их в программу и на выходе получаем все характеристики катушки и будущей пушки в целом, вплоть до скорости снаряда.

Итак приступим к намотке! Для начала нужно взять приготовленную трубку и намотать на неё бумагу, используя клей ПВА так, что бы внешний диаметр трубки был равен 6 мм.

Затем просверливаем отверстия по центру отрезков и насаживаем из на трубку. С помощью горячего клея фиксируем их. Расстояние между стенками должно быть 25 мм.

Насаживаем катушку на ствол и приступаем к следующему этапу…

Схема Гаусс Пушки. Сборка

Собираем схему внутри корпуса навесным монтажом.

Затем устанавливаем кнопку на корпус, сверлим два отверстия и продеваем туда провода для катушки.

Для упрощения использования, можно сделать для пушки подставку. В данном случае она была изготовлена из деревянного бруска. В данном варианте лафета были оставлены зазоры по краям ствола, это нужно для того что бы регулировать катушку, перемещая катушку, можно добиться наибольшей мощности.

Снаряды для пушки изготавливаются из металлического гвоздя. Отрезки делаются длиной 24 мм и диаметром 4 мм. Заготовки снарядов нужно заточить.

Каждому любителю научной фантастики хорошо знакомо электромагнитное оружие. Изображаются подобные технологии в виде сочетания механических, электронных и электрических составляющих. Но как выглядит такое оружие в реальной жизни, имеет ли оно хоть малейший шанс на существование?

Технологические особенности

Винтовка Гаусса интересна исследователям одновременно несколькими особенностями. Реализация данной технологии позволит избежать нагрева оружия. Следовательно, его скорострельные качества возрастут до ранее неизведанных пределов. Более того, воплощение технологических задумок в реальность заставит отказаться от гильз, что существенно упростит стрельбу.

По умолчанию стрелять винтовка Гаусса может тонкими узкими снарядами с высочайшей пробивной способностью. Ускорение патрона в данном случае абсолютно не зависит от диаметра.

Для функционирования оружия достаточно подзарядки электрическим током. Что касается известных схем, то в их структуре практически отсутствуют подвижные элементы.

Принцип стрельбы

В настоящее время оружие остается на стадии разработки. Согласно задумке, стрелять оно должно железными патронами. Однако, в отличие от огнестрельных аналогов, в движение снаряды приводятся не давлением пороховых газов, а воздействием магнитного поля.

На самом деле винтовка Гаусса работает согласно довольно примитивному принципу. Вдоль ствола располагается ряд электромагнитных катушек. Патроны заряжаются из магазина механическим способом. Одна из катушек подтягивает заряд. Как только патрон достигает средины ствола, активизируется следующая катушка, благодаря чему осуществляется его разгон.

Последовательное размещение вдоль ствола произвольного количества катушек теоретически позволяет моментально разогнать снаряд до немыслимых скоростей.

Преимущества и недостатки

Электромагнитная винтовка в теории обладает достоинствами, которые недостижимы для любого другого известного оружия:

• возможность выбора скорости движения снаряда;
• отсутствие гильз;
• выполнение абсолютно бесшумных выстрелов;
• незначительная отдача;
• высокая надежность;
• износостойкость;
• функционирование в безвоздушном, в частности космическом пространстве.

Несмотря на достаточно простой принцип функционирования и несложную конструкцию, винтовка Гаусса обладает некоторыми недостатками, которые создают преграды для ее использования в качестве оружия.

Основная проблема заключается в низком КПД электромагнитных катушек. Специальные тесты показывают, что лишь порядка 7% заряда преобразуется в кинетическую энергию, чего недостаточно для приведения в движение патрона.

Второй трудностью является существенное потребление и длительное накопление энергии конденсаторами. Вместе с пушкой придется носить достаточно тяжелый и объемный источник питания.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что в современных условиях практически не существует перспектив для реализации идеи в качестве стрелкового оружия. Положительный сдвиг в нужном направлении возможен лишь в случае разработки мощных, автономных и в то же время компактных источников электрического тока.

Прототипы

В настоящее время не существует ни одного удачного примера создания высокоэффективного электромагнитного оружия. Однако это не мешает разработке прототипов. Наиболее удачным примером выступает изобретение инженерного бюро Delta V Engineering.

Пятнадцатизарядное устройство разработчиков позволяет вести достаточно скорострельную стрельбу, выпуская по 7 патронов в секунду. К сожалению, пробивной способности винтовки хватает лишь для поражения стекла и жестяных банок. Электромагнитное оружие обладает весом порядка 4 кг и стреляет пулями калибра 6,5 мм.

На сегодняшний день разработчику пока не удалось достичь успехов на пути преодоления основного недостатка винтовки — крайне низкой стартовой скорости снарядов. Здесь данный показатель составляет всего лишь 43 м/сек. Если проводить параллели, то начальная скорость патрона, выпущенного из пневматической винтовки, почти в 20 раз выше.

Изобретение Гаусса в компьютерных играх

В научно-фантастических играх электромагнитная пушка выступает чуть ли не самым мощным, скорострельным и по-настоящему смертоносным оружием. Забавно, но основная масса спецэффектов является нехарактерной для данного изобретения.

Наиболее ярким примером выступают пистолет и ружье Гаусса, которые доступны персонажам культовой серии игр Fallout. Как и реальный прототип, виртуальное оружие функционирует на основе заряженных электромагнитных частиц.

В игре S.T.A.L.K.E.R. пушка Гаусса обладает низкой скорострельностью, что близко к качествам реально существующих прототипов. В то же время оружие отличается наивысшей мощностью. Согласно описанию, действует пушка на основе энергии аномальных явлений.

Игры серии Master of Orion также дают возможность игроку вооружать космические корабли пушками Гаусса. Здесь оружие выпускает электромагнитные снаряды, сила урона которых не зависит от расстояния до цели.

Проект был начат в 2011 году.Это был проект подразумевающий полностью автономную автоматическую систему для развлекательных целей, с энергией снаряда порядка 6-7Дж, что сравнимо с пневматикой. Планировалось 3 автоматических ступеней с запуском от оптических датчиков, плюс мощный инжектор-ударник засылающий снаряд из магазина в ствол.

Компоновка планировалась такой:

Тоесть класический Булл-пап, что позволило вынести тяжелые аккумуляторы в приклад и тем самым сместить центр тяжести ближе к ручке.

Схема выглядит так:

Блок управления в последствии был разделен на блок управления силовым блоком и блок общего управления. Блок конденсаторов и блок коммутации были обьеденены в один. Так-же были разработаны резервные системы. Из них были собраны блок управления силовым блоком, силовой блок, преобразователь, распределитель напряжений, часть блока индикации.

Представляет собой 3 компаратора с оптическими датчиками.

Каждый датчик имеет свой компаратор. Это сделано для повышения надежности, так при выходе из строя одной микросхемы откажет только одна ступень, а не 2. При перекрытии снарядом луча датчика сопротивление фототранзистора меняется и срабатывает компаратор. При классической тиристорной коммутации управляющие выводы тиристоров можно подключать напрямую к выходам компараторов.

Датчики необходимо устанавливать так:

А устройство выглядит так:

Силовой блок имеет следующую простую схему:

Конденсаторы C1-C4 имеют напряжение 450В и емкость 560мкФ. Диоды VD1-VD5 применены типа HER307/ В качестве коммутации применены силовые тиристоры VT1-VT4 типа 70TPS12.

Собранный блок подключенный к блоку управления на фото ниже:

Преобразователь был применен низковольтный, подробнее о нем можно узнать

Блок распределения напряжений реализован банальным конденсаторным фильтром с силовым выключателем питания и индикатором, оповещающим процесс заряда аккумуляторов. Блок имеет 2 выхода- первый силовой, второй на все остальное. Так-же он имеет выводы для подключения зарядного устройства.

На фото блок распределения крайний справа сверху:

В нижнем левом углу резервный преобразователь, он был собран по самой простой схеме на NE555 и IRL3705 и имеет мощность около 40Вт. Предполагалось использовать его с отдельным небольшим аккумулятором, включая резервную систему при отказе основной или разряде основного аккумулятора.

Используя резервный преобразователь были произведены предварительные проверки катушек и проверялась возможность использования свинцовых аккумуляторов. На видео одноступенчатая модель стреляет в сосновую доску. Пуля со специальным наконечником повышенной пробивной способности входит в дерево на 5мм.

В пределах проекта так-же разрабатывалась универсальная ступень, как главный блок для следующих проектов.

Эта схема представляет собой блок для электромагнитного ускорителя, на основе которого можно собрать многоступенчатый ускоритель с числом ступеней до 20. Ступень имеет классическую тиристорную коммутацию и оптический датчик. Энергия накачиваемая в конденсаторы- 100Дж. Кпд около 2х процентов.

Использован 70Вт преобразователь с задающим генератором на микросхеме NE555 и силовым полевым транзистором IRL3705. Между транзистором и выходом микросхемы предусмотрен повторитель на комплементарной паре транзисторов, необходимый для снижения нагрузки на микросхему. Компаратор оптического датчика собран на микросхеме LM358, он управляет тиристором, подключая конденсаторы к обмотке при прохождении снарядом датчика. Параллельно трансформатору и ускоряющей катушки применены хорошие снабберные цепи.

Методы повышения КПД

Так-же рассматривались методы повышения КПД, такие как магнитопровод, охлаждение катушек и рекуперация энергии. О последней расскажу подробнее.

ГауссГан имеет очень малый КПД, люди работающие в этой области давно разыскивают способы повышения КПД. Одним из таких способов является рекуперация. Суть ее состоит в том чтобы вернуть не используемую энергию в катушке обратно в конденсаторы. Таким образом энергия индуцируемого обратного импульса не уходит в никуда и не цепляет снаряд остаточным магнитным полем, а закачивается обратно в конденсаторы. Этим способом можно вернуть до 30 процентов энергии, что в свою очередь повысит КПД на 3-4 процента и уменьшит время перезарядки, увеличив скорострельность в автоматических системах. И так- схема на примере трехступенчатого ускорителя.

Для гальванической развязки в цепи управления тиристоров использованы трансформаторы T1-T3. Рассмотрим работу одной ступени. Подаем напряжение заряда конденсаторов, через VD1 конденсатор С1 заряжается до номинального напряжения, пушка готова к выстрелу. При подаче импульса на вход IN1, он трансформируется трансформатором Т1, и попадает на управляющие выводы VT1 и VT2. VT1 и VT2 открываются и соединяют катушку L1 с конденсатором C1. На графике ниже изображены процессы во время выстрела.

Больше всего нас интересует часть начиная с 0.40мсек, когда напряжение становится отрицательным. Именно это напряжение при помощи рекуперации можно поймать и вернуть в конденсаторы. Когда напряжение становится отрицательным, оно проходя через VD4 и VD7 закачивается в накопитель следующей ступени. Этот процесс так-же срезает часть магнитного импульса, что позволяет избавится от тормозящего остаточного эффекта. Остальные ступени работают подобно первой.

Статус проекта

Проект и мои разработки в этом направлении в общем были приостановлены. Вероятно в скором будущем я продолжу свои работы в этой области, но ничего не обещаю.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Блок управления силовой частью
	Операционный усилитель	LM358	3			В блокнот
	Линейный регулятор		1			В блокнот
	Фототранзистор	SFh409	3			В блокнот
	Светодиод	SFh509	3			В блокнот
	Конденсатор	100 мкФ	2			В блокнот
	Резистор	470 Ом	3			В блокнот
	Резистор	2. 2 кОм	3			В блокнот
	Резистор	3.5 кОм	3			В блокнот
	Резистор	10 кОм	3			В блокнот
	Силовой блок
VT1-VT4	Тиристор	70TPS12	4			В блокнот
VD1-VD5	Выпрямительный диод	HER307	5			В блокнот
C1-C4	Конденсатор	560 мкФ 450 В	4			В блокнот
L1-L4	Катушка индуктивности		4			В блокнот
		LM555	1			В блокнот
	Линейный регулятор	L78S15CV	1			В блокнот
	Компаратор	LM393	2			В блокнот
	Биполярный транзистор	MPSA42	1			В блокнот
	Биполярный транзистор	MPSA92	1			В блокнот
	MOSFET-транзистор	IRL2505	1			В блокнот
	Стабилитрон	BZX55C5V1	1			В блокнот
	Выпрямительный диод	HER207	2			В блокнот
	Выпрямительный диод	HER307	3			В блокнот
	Диод Шоттки	1N5817	1			В блокнот
	Светодиод		2			В блокнот
		470 мкФ	2			В блокнот
	Электролитический конденсатор	2200 мкФ	1			В блокнот
	Электролитический конденсатор	220 мкФ	2			В блокнот
	Конденсатор	10 мкФ 450 В	2			В блокнот
	Конденсатор	1 мкФ 630 В	1			В блокнот
	Конденсатор	10 нФ	2			В блокнот
	Конденсатор	100 нФ	1			В блокнот
	Резистор	10 МОм	1			В блокнот
	Резистор	300 кОм	1			В блокнот
	Резистор	15 кОм	1			В блокнот
	Резистор	6. 8 кОм	1			В блокнот
	Резистор	2.4 кОм	1			В блокнот
	Резистор	1 кОм	3			В блокнот
	Резистор	100 Ом	1			В блокнот
	Резистор	30 Ом	2			В блокнот
	Резистор	20 Ом	1			В блокнот
	Резистор	5 Ом	2			В блокнот
T1	Трансформатор		1			В блокнот
	Блок распределения напряжений
VD1, VD2	Диод		2			В блокнот
	Светодиод		1			В блокнот
C1-C4	Конденсатор		4			В блокнот
R1	Резистор	10 Ом	1			В блокнот
R2	Резистор	1 кОм	1			В блокнот
	Выключатель		1			В блокнот
	Батарея		1			В блокнот
	Программируемый таймер и осциллятор	LM555	1			В блокнот
	Операционный усилитель	LM358	1			В блокнот
	Линейный регулятор	LM7812	1			В блокнот
	Биполярный транзистор	BC547	1			В блокнот
	Биполярный транзистор	BC307	1			В блокнот
	MOSFET-транзистор	AUIRL3705N	1			В блокнот
	Фототранзистор	SFh409	1			В блокнот
	Тиристор	25 А	1			В блокнот
	Выпрямительный диод	HER207	3			В блокнот
	Диод	20 А	1			В блокнот
	Диод	50 А	1			В блокнот
	Светодиод	SFh509	1

Привет, друзья! Наверняка кто-то из вас уже когда-то читал или лично сталкивался с электромагнитным ускорителем Гаусса, который более известен под «Пушкой Гаусса».

Традиционная Гаусс-пушка строится с применением труднодоступных или довольно дорогих конденсаторов большой емкости, также для осуществления правильной зарядки и выстрела требуется некоторая обвязка (диоды, тиристоры и так далее). Это может быть довольно сложно для людей, которые ничего не понимают в радиоэлектронике, но желание поэкспериментировать не дает сидеть на месте. В этой статье я попытаюсь подробно рассказать о принципе работы пушки и о том, как можно собрать упрощенный до минимума ускоритель Гаусса.

Главной частью пушки является катушка. Как правило ее мотают самостоятельно на каком-либо диэлектрическом немагнитном стержне, который в диаметре несильно превышает диаметр снаряда. В предложенной конструкции катушку можно намотать даже «на глазок», потому что принцип действия просто не позволяет произвести никаких расчетов. Достаточно добыть медный или алюминиевый провод диаметром 0.2-1 мм в лаковой или силиконовой изоляции и намотать на стволе 150-250 витков так, чтобы длинна намотки одного ряда была примерно 2-3 см. Можно использовать и готовый соленоид.

При прохождении электрического тока через катушку в ней возникает магнитное поле. Проще говоря, катушка превращается в электромагнит, который втягивает железный снаряд, а чтобы он не оставался в катушке, во время его вхождения в соленоид нужно просто отключить подачу тока.

В классических пушках это достигается за счет точных расчетов, применения тиристоров и других компонентов, которые «обрежут» импульс в нужный момент. Мы же просто будем разрывать цепь «когда получится». Для экстренного разрывания электрической цепи в быту используют плавкие предохранители, их можно использовать в нашем проекте, однако более целесообразно заменить их лампочками от елочной гирлянды. Они рассчитаны на питание низким напряжением, поэтому при питании от сети 220В мгновенно перегорают и разрывают цепь.

Готовое устройство состоит всего из трех деталей: катушки, сетевого кабеля и лампочки, подключенной последовательно катушке.

Многие согласятся, что использование пушки в таком виде крайне неудобно и неэстетично, а порой даже очень опасно. Поэтому я смонтировал устройство на небольшом кусочке фанеры. Для катушки установил отдельные клеммы. Это дает возможность быстро менять соленоид и экспериментировать с разными вариантами. Для лампочки я установил два тонких обрезанных гвоздя. Концы проводов лампочки просто обкручиваются вокруг них, поэтому лампочка меняется очень быстро. Обратите внимание, что сама колба находится в специально проделанном отверстии.

Дело в том, что при выстреле происходит большая вспышка и искры, поэтому я посчитал нужным немного отвести вниз эту «струю». Схема простого одноступенчатого настольного электромагнитного ускорителя масс или просто – Гаусс пушка. Названа по имени немецкого учёного Карла Гаусса. В моем случае ускоритель состоит из зарядки, токоограничивающая нагрузка, двух электролитических конденсаторов, вольтметра и соленоида.

Итак, разберем все по порядку. Зарядка пушки работает от сети 220 вольт. Зарядка состоит из конденсатора 1,5 мкФ 400 В. Диоды 1N4006. Напряжение на выходе 350 В.

Далее идет токоограничивающая нагрузка — Н1, в моем случае лампа накаливания, но можно использовать мощный резистор 500 – 1000 Ом. Ключ S1 ограничивает зарядку кондесаторов. Ключ S2 подает разряд мощный разряд тока на соленойд, поэтому S2 должен выдерживать большой ток, в своем случае я использовал кнопку от электрического щитка.

Конденсаторы С1 и С2, каждый 470 мкФ 400 В. В сумме получается 940 мкФ 400 В. Подключать конденсаторы нужно соблюдая полярность и напряжение на них во время зарядки. Контролировать напряжение на них можно вольтметром.

И теперь самое сложное в нашей конструкции гаусс пушки – соленоид. Наматывается он на диэлектическом стержне. Внутренний диаметр ствола 5-6 мм. Провод использовал ПЭЛ 0.5. Толщина катушки 1.5 см. Длина 2 см. Мотая соленоид, нужно каждый слой изолировать супер клеем.

Ускорять нашей электромагнитной гаусс пушкой мы будем обрезки гвоздей или самодельные пули толщиной 4-5 мм, длинной с катушку. Более легкие пули летают на большее расстояние. Более тяжелые летают на расстояние меньше, но энергия у них больше. Мой гаусс ган пробивает пивные банки и стреляет на 10-12 метров в зависимости от пули.

И ещё, для ускорителя лучше подбирать провода потолще, чтобы было меньше сопротивления в цепи. Будьте крайне осторожны! Во время изобретения ускорителя меня несколько раз било током, соблюдайте правила электробезопастности и уделяйте внимание надёжности изоляции. Удачи в творчестве.

Обсудить статью ГАУСС ПУШКА

.
В этой статье Константин, мастерская How-todo, покажет как сделать портативную пушку Гаусса.

Проект делался просто по фану, так что цели установить какие-либо рекорды в Гауссо-строении не было.

На самом деле Константину даже стало лень рассчитывать катушку.

Давайте для начала освежим в памяти теорию. Как вообще работает пушка Гаусса.

Мы заряжаем конденсатор высоким напряжением и разряжаем его на катушку из медного провода, находящуюся на стволе.

При протекании по ней тока создается мощное электромагнитное поле. Пуля из ферромагнетика втягивается внутрь ствола. Заряд конденсатора расходуется очень быстро и, в идеале, ток через катушку перестает течь в момент, когда пуля находится посередине.

После чего она продолжает лететь по инерции.

Перед тем, как перейдём к сборке следует предупредить, что работать с высоким напряжением нужно очень аккуратно.

Особенно, при использовании таких больших конденсаторов, это может быть весьма опасно.

Будем делать одноступенчатую пушку.

Во-первых, из-за простоты. Электроника в ней практически элементарна.

При изготовлении многоступенчатой системы нужно как-то коммутировать катушки, рассчитывать их, устанавливать датчики.

Во-вторых, многоступенчатый девайс просто бы не поместился в задуманный форм-фактор пистолета.

Ибо даже сейчас корпус забит полностью. За основу были взяты подобные переломные пистолеты.

Корпус будем печатать на 3D принтере. Для этого начинаем с модели.

Делаем его во Fusion360 все файлы будут в описании, если вдруг кто захочет повторить.

Постараемся как можно компактнее уложить все детали. Кстати, их совсем немного.
4 аккумулятора 18650, в сумме дающие примерно 15В.
В их посадочном месте в модели предусмотрены углубления для установки перемычек.

Которые сделаем из толстой фольги.
Модуль, повышающий напряжение аккумуляторов до примерно 400 вольт для зарядки конденсатора.

Сам конденсатор, а это банка 1000 мкФ 450 В.

И последнее. Собственно катушка.

Остальные мелочи типа тиристора, батарейки для его открытия, кнопки пуска можно расположить навесом или приклеить к стенке.

Так что отдельных посадочных мест для них не предусмотрено.
Для ствола понадобится немагнитная трубка.

Будем использовать корпус от шариковой ручки. Это значительно проще, чем допустим печатать его на принтере и затем шлифовать.

Наматываем на каркас катушки медный лакированный провод диаметром 0,8 мм, прокладывая между каждым слоем изоляцию. Каждый слой должен быть жестко зафиксирован.

Мотаем каждый слой максимально плотно, виток к витку, слоев делаем столько, сколько поместится в корпус.

Рукоять сделаем из дерева.

Модель готова, можно запускать принтер.

Почти все детали сделаны соплом 0,8 мм и только кнопка, удерживающая ствол, сделана соплом 0,4 мм.

Печать заняла около семи часов, так вышло что остался только розовый пластик.
После печати аккуратно очищаем модель от поддержек. В магазин покупаем грунт и краску.

Использовать акриловую краску не получилось, но она отказалась нормально ложится даже на грунт.
Для покраски PLA пластика существуют специальные спреи и краски, которые будут прекрасно держаться и без подготовки.
Но такие краски не нашлись, получилось корявенько конечно.

Красить пришлось наполовину высунувшись в окно.

Скажем мы что неровная поверхность — это такой стиль, и вообще так и планировалось.
Пока идет печать и сохнет краска, займемся рукоятью.
Дерева подходящей толщины не нашлось, поэтому склеим два куска паркета.

Когда он просох, придаем ему грубую форму при помощи лобзика.

Немного удивимся, что аккумуляторный лобзик без особых трудностей режет 4см древесины.

Далее при помощи дремеля и насадки скругляем углы.

Из-за малой ширины заготовки, наклон рукояти получается не совсем такой, как хотелось.

Сгладим эти неудобства эргономичностью.

Затираем неровности насадкой с наждачкой, вручную проходимся 400-й.

После зачистки покрываем маслом в несколько слоев.

Крепим рукоять на саморез, предварительно просверлив канал.

Финишной наждачкой и надфилями подгоняем все детали друг к другу, чтобы все закрывалось, держалось и цеплялось, как нужно.

Можно переходить к электронике.
Первым делом устанавливаем кнопку. Примерно прикинув так, чтобы она в будущем не особо мешалась.

Далее собираем отсек для аккумуляторов.
Для этого нарезаем фольгу на полоски и приклеиваем ее под контакты батарей. Батареи соединяем последовательно.

Все время проверяем чтобы был надежность контакта.
Когда с этим покончено, можно подключить высоковольтный модуль через кнопку, а к нему конденсатор.

Можно даже попробовать его зарядить.
Выставляем напряжение около 410 В, чтобы разряжать его на катушку без громких хлопков замыкающихся контактов, нужно использовать тиристор, который работает как выключатель.

А чтобы он замкнулся, достаточно небольшого напряжения в полтора вольта на управляющем электроде.

К сожалению оказалось, что повышающий модуль имеет среднюю точку, а это не позволяет без особых ухищрений брать управляющее напряжение с уже установленных аккумуляторов.

Поэтому берем пальчиковую батарейку.

А маленькая тактовая кнопка служит курком коммутирая через тиристор большие токи.

На этом все бы и закончилось, но два тиристора не выдержали таких издевательств.
Так что пришлось подбирать тиристор помощнее, 70TPS12, он выдерживает 1200-1600В и 1100А в импульсе.

Раз проект все равно заморозился на недельку, докупим еще и детали для того, чтобы сделать индикатор заряда. Он может работать в двух режимах, зажигая только один диод, сдвигая его, либо поочередно зажигая все.

Второй вариант выглядит более красиво.

Схема достаточно простая, но на али можно купить уже готовый такой модуль.

Добавив пару мегаомных резисторов на вход индикатора, можно подключать его прямо на конденсатор.
Новый тиристор, как и планировалось, с легкостью пропускает мощные токи.

Единственное, он не закрывается, то есть перед выстрелом нужно выключить зарядку дабы конденсатор мог полностью разрядиться, и тиристор перешел в исходное состояние.

Этого можно было избежать, будь преобразователь с одно-полупериодным выпрямителем.
Попытки переделать имеющейся успехов не принесли.

Можно приступать к изготовлению пули. Они должны магнититься.

Можно взять вот такие чудные дюбель-гвозди, они имеют диаметр 5,9 мм.

И идеально заходят ствол, остается лишь отрезать шляпку, и чуток заострить.

Вес пульки получился 7,8 г.

Скорость, к сожалению, сейчас замерить нечем.

Заканчиваем сборку проклейкой корпуса и катушки.

Можно тестировать, эта игрушка неплохо дырявит алюминиевые банки, пробивает картонки, да и вообще чувствуется мощь.

Хотя многие утверждают, что Гаусс-пушки бесшумные, она немного хлопает при выстреле, даже без пули.

При прохождении больших токов через провод катушки, хоть это и происходит в доли секунды, она нагревается и немного расширяется.
Если пропитать катушку эпоксидной смолой, можно частично избавиться от этого эффекта.

Самоделку представил для Вас Константин, мастерская How-todo.

Всем привет. В данной статье рассмотрим, как изготовить портативную электромагнитную пушку Гаусса, собранную с применением микроконтроллера. Ну, насчет пушки Гаусса я, конечно, погорячился, но то, что это – электромагнитная пушка, нет сомнения. Данное устройство на микроконтроллере было разработано для того, чтобы обучить начинающих программированию микроконтроллеров на примере конструирования электромагнитной пушки своими руками.Разберем некоторые конструктивные моменты как в самой электромагнитной пушке Гаусса, так и в программе для микроконтроллера.

С самого начала нужно определиться с диаметром и длиной ствола самой пушки и материалом, из которого она будет изготовлена. Я применил пластиковый футляр диаметром 10 мм из-под ртутного термометра, поскольку он у меня валялся без дела. Вы можете использовать любой доступный материал, обладающий не ферромагнитными свойствами. Это стекло, пластик, медная трубка и т. д. Длина ствола может зависеть от количества применяемых электромагнитных катушек. В моем случае используется четыре электромагнитных катушки, длина ствола составила двадцать сантиметров.

Что касается диаметра применяемой трубки, то в процессе работы электромагнитная пушка показала, что нужно учитывать диаметр ствола относительно применяемого снаряда. Проще говоря, диаметр ствола не должен намного превышать диаметр применяемого снаряда. В идеале, ствол электромагнитной пушки должен подходить под сам снаряд.

Материалом для создания снарядов послужила ось от принтера диаметром пять миллиметров. Из данного материала и были изготовлены пять болванок длиной 2,5 сантиметра. Хотя также можно применять стальные болванки, скажем, из проволоки или электрода – что найдется.

Нужно уделить внимание и весу самого снаряда. Вес по возможности должен быть небольшим. Мои снаряды слегка тяжеловаты получились.

Перед созданием данной пушки были проведены эксперименты. В качестве ствола использовалась пустая паста от ручки, в качестве снаряда – иголка. Иголка с легкостью пробивала обложку журнала, установленного неподалеку от электромагнитной пушки.

Поскольку оригинальная электромагнитная пушка Гаусса строится по принципу заряда конденсатора большим напряжением, порядка трехсот вольт, то в целях безопасности начинающим радиолюбителям следует запитывать её низким напряжением, порядка двадцати вольт. Низкое напряжение приводит к тому, что дальность полета снаряда не очень большая. Но опять же, всё зависит от количества применяемых электромагнитных катушек. Чем больше электромагнитных катушек применяется, тем больше получается ускорение снаряда в электромагнитной пушке. Также имеют значение диаметр ствола (чем меньше диаметр ствола, тем снаряд летит дальше) и качество намотки непосредственно самих электромагнитных катушек. Пожалуй, электромагнитные катушки – самое основное в устройстве электромагнитной пушки, на это нужно обратить серьёзное внимание, чтобы добиться максимального полета снаряда.

Я приведу параметры своих электромагнитных катушек, у вас они могут быть другими. Катушка наматывается проводом диаметром 0,2 мм. Длина намотки слоя электромагнитной катушки составляет два сантиметра и содержит шесть таких рядов. Каждый новый слой я не изолировал, а начинал намотку нового слоя на предыдущий. Из-за того, что электромагнитные катушки запитываются низким напряжением, вам нужно получить максимальную добротность катушки. Поэтому все витки наматываем плотно друг другу, виток к витку.

Что касается подающего устройства, то тут особые пояснения не нужны. Все паялось из отходов фольгированного текстолита, оставшегося от производства печатных плат. На рисунках все подробно отображено. Сердцем подающего устройства является сервопривод SG90, управляемый микроконтроллером.

Подающий шток изготовлен из стального прутка диаметром 1,5 мм, на конце штока запаяна гайка м3 для сцепления с сервоприводом. На качалке сервопривода для увеличения плеча установлена загнутая с двух концов медная проволока диаметром 1,5 мм.

Данного нехитрого устройства, собранного из подручных материалов, вполне хватает, чтобы подать снаряд в ствол электромагнитной пушки. Подающий шток должен полностью выходить из загрузочного магазина. В качестве направляющей для подающего штока послужила треснувшая латунная стойка с внутренним диаметром 3 мм и длиной 7 мм. Жалко было выбрасывать, вот и пригодилось, собственно, как и кусочки фольгированного текстолита.

Программа для микроконтроллера atmega16 создавалась в AtmelStudio, и является полностью открытым проектом для вас. Рассмотрим некоторые настройки в программе микроконтроллера, которые придется произвести. Для максимально эффективной работы электромагнитной пушки вам понадобится настроить в программе время работы каждой электромагнитной катушки. Настройка производится по порядку. Сначала подпаиваете в схему первую катушку, все остальные не подключаете. Задаете в программе время работы (в миллисекундах).

Прошиваете микроконтроллер, и запускаете программу на микроконтроллере. Усилия катушки должно хватать на то, чтобы втянуть снаряд и придать начальное ускорение. Добившись максимального вылета снаряда, подстраивая время работы катушки в программе микроконтроллера, подключаете вторую катушку и также настраиваете по времени, добиваясь еще большей дальности полета снаряда. Соответственно, первая катушка остается включенной.

PORTA |=(1 PORTA &=~(1

Таким способом настраиваете работу каждой электромагнитной катушки, подключая их по порядку. По мере увеличения количества электромагнитных катушек в устройстве электромагнитной пушке Гаусса скорость и, соответственно, дальность снаряда должны также увеличиваться.

Данную кропотливую процедуру настройки каждой катушки можно избежать. Но для этого придется модернизировать устройство самой электромагнитной пушки, установив датчики между электромагнитными катушками для отслеживания перемещения снаряда от одной катушки к другой. Датчики в сочетании с микроконтроллером позволят не только упростить процесс настройки, но и увеличат дальность полета снаряда. Данные навороты я не стал делать и усложнять программу микроконтроллера. Целью было реализовать интересный и несложный проект с применением микроконтроллера. Насколько он интересен, судить, конечно, вам. Скажу честно, я радовался, как ребенок, «молотя» из данного устройства, и у меня созрела идея более серьезного устройства на микроконтроллере. Но это уже тема для другой статьи.

Программа и схема —

9,830 Просмотры

Довольна мощная модель знаменитой Гаусс пушки, которую можно сделать своими руками из подручных средств. Данная самодельная Гаусс пушки изготавливается очень просто, имеет лёгкую конструкцию, всё используемые детали найдутся у каждого любителя самоделок и радиолюбителя. С помощью программы расчёта катушки, можно получить максимальную мощность.

Итак, для изготовления Пушка Гаусса нам потребуется:

1. Кусок фанеры.
2. Листовой пластик.
3. Пластиковая трубка для дула ∅5 мм.
4. Медный провод для катушки ∅0,8 мм.
5. Электролитические конденсаторы большой ёмкости
6. Пусковая кнопка
7. Тиристор 70TPS12
8. Батарейки 4X1.5V
9. Лампа накала и патрон для неё 40W
10. Диод 1N4007

Сборка корпуса для схемы Гаусс пушки

Форма корпуса может быть любой, не обязательно придерживаться представленной схеме. Что бы придать корпусу эстетический вид, можно его покрасить краской из баллончика.

Установка деталей в корпус для Пушки Гаусса

Для начала крепим конденсаторы, в данном случае они были закреплены на пластиковые стяжки, но можно придумать и другое крепление.

Затем устанавливаем патрон для лампы накала на внешней стороне корпуса. Не забываем подсоединить к нему два провода для питания.

Затем внутри корпуса размещаем батарейный отсек и фиксируем его, к примеру саморезами по дереву или другим способом.

Намотка катушки для Пушки Гаусса

Для расчета катушки Гаусса можно использовать программу FEMM, скачать программу FEMM можно по этой ссылке https://code.google.com/archive/p/femm-coilgun

Пользоваться программой очень легко, в шаблоне нужно ввести необходимые параметры, загрузить их в программу и на выходе получаем все характеристики катушки и будущей пушки в целом, вплоть до скорости снаряда.

Итак приступим к намотке! Для начала нужно взять приготовленную трубку и намотать на неё бумагу, используя клей ПВА так, что бы внешний диаметр трубки был равен 6 мм.

Затем просверливаем отверстия по центру отрезков и насаживаем из на трубку. С помощью горячего клея фиксируем их. Расстояние между стенками должно быть 25 мм.

Насаживаем катушку на ствол и приступаем к следующему этапу…

Схема Гаусс Пушки. Сборка

Собираем схему внутри корпуса навесным монтажом.

Затем устанавливаем кнопку на корпус, сверлим два отверстия и продеваем туда провода для катушки.

Для упрощения использования, можно сделать для пушки подставку. В данном случае она была изготовлена из деревянного бруска. В данном варианте лафета были оставлены зазоры по краям ствола, это нужно для того что бы регулировать катушку, перемещая катушку, можно добиться наибольшей мощности.

Снаряды для пушки изготавливаются из металлического гвоздя. Отрезки делаются длиной 24 мм и диаметром 4 мм. Заготовки снарядов нужно заточить.

Подпишитесь на новости

Современные артиллерийские пушки представляют собой сплав новейших технологий, ювелирной точности поражения и возросшей мощности боеприпасов. И все же, несмотря на колоссальный прогресс, пушки XXI века стреляют также, как и их прабабушки — используя энергию пороховых газов.

Поколебать монополию пороха смогло электричество. Идея создания электромагнитной пушки зародилась практически одновременно в России и Франции в разгар Первой мировой войны. В ее основу легли труды немецкого исследователя Йоганна Карла Фридриха Гаусса, который разработал теорию электромагнетизма, воплотившуюся в необычное устройство — электромагнитную пушку.

Опережая время

Идея создания электромагнитной пушки намного опередила свое время. Тогда в начале минувшего века все ограничилось опытными образцами, показавшими к тому же очень скромные результаты. Так французская модель едва сумела разогнать 50 граммовый снаряд до скорости 200 м/сек, что ни шло ни в какое сравнение с действующими на тот момент обычными артиллерийскими системами. Ее российский аналог – магнитно-фугальная пушка и вовсе осталась в чертежах. И все же главный итог – воплощение идеи в реальное «железо», а подлинный успех был вопросом времени.

Гаусс-пушка

Разработанная немецким ученым пушка Гаусса представляет собой разновидность электромагнитного ускорителя масс. Пушка состоит из соленоида (катушки) с расположенным внутри него стволом из диэлектрического материала. Она заряжается снарядом из ферромагнетика. Чтобы заставить снаряд двигаться, на катушку подается электрический ток, создающий магнитное поле, благодаря которому снаряд втягивается в соленоид. Скорость снаряда тем быстрее, чем мощнее и короче генерированный импульс.

Принцип действия Гаусс-пушки

Преимущества электромагнитной пушки Гаусса по сравнению с другими видами оружия — возможность гибко варьировать начальную скорость и энергию снаряда, а также бесшумность выстрела. Есть и недостаток — низкий КПД, составляющий не более 27 % и связанные с этим крупные затраты энергии. Поэтому в наше время пушка Гаусса имеет перспективы скорее в качестве любительской установки. Однако, идея может получить вторую жизнь в случае изобретения новых компактных и сверхмощных источников тока.

Рельсовая электромагнитная пушка

Рельсотрон – еще один вид электромагнитной пушки. В состав рельсотрона входят источник питания, коммутационная аппаратура и два электропроводящих рельса от 1 до 5 метров, которые одновременно являются электродами, расположенными друг от друга на расстоянии 1 см. В нем энергия электромагнитного поля взаимодействует с энергией плазмы, которая образуется в результате сгорания специальной вставки в момент подачи высокого напряжения.

Принцип действия рельсотрона

Порох на большее не способен

Конечно, рано говорить о том, что время традиционных боеприпасов безвозвратно ушло в прошлое. Однако по оценкам экспертов они достигли своего предела. Скорость выпущенного с их помощью заряда ограничена 2,5 км/сек. Для войн будущего этого явно недостаточно.

Рельсовые пушки – больше не фантазия

В США полным ходом идут лабораторные испытания 475-мм рельсотрона, разработанного компаниями General Atomics и BAE Systems. Первые залпы чудо-оружия показали обнадеживающие результаты. 23-кг снаряд вылетал из ствола со скоростью, превышающей 2200 м/сек, что позволит в дальнейшем поражать цели на расстоянии до 160 км. Невероятная кинетическая энергия поражающих элементов электромагнитных орудий делает ненужными метательные заряды, а значит повышается живучесть расчетов. После доводки опытного образца рельсотрон установят на скоростной корабль JHSV Millinocket. Примерно через 5-8 лет US NAVY начнут планомерно оснащаться рельсовыми пушками.

Наш ответ

В нашей стране об электромагнитных пушках вспомнили в 50-е годы, когда началась безумная гонка по созданию очередного сверхоружия. До сих пор эти работы строго засекречены. Советским проектом руководил выдающийся физик академик Л. А. Арцимович, многие годы занимавшийся проблемами плазмы. Именно он заменил громоздкое название «электродинамический ускоритель массы» на всем известное сегодня — «рельсотрон».

В России и сейчас ведутся подобные разработки. Свое видение рельсотрона недавно продемонстрировал коллектив одного из филиалов Объединенного института высоких температур РАН. Для разгона заряда был разработан электромагнитный ускоритель. Пулю весом в несколько грамм здесь удалось разогнать до скорости около 6,3 км/сек.

Проектная работа «Пушка Гаусса-оружие или игрушка»

МБОУ «СОШ с.Святославка»

Номинация «Вне рамок урока»

Учебный проект

                                                                 по физике

                                    «Пушка Гаусса –

       оружие или игрушка?»        

        Выполнил ученик 8 класса

                                                                              Бекетов Константин

                                     Руководитель проектной работы:  Мезин М.Н.

                                                                                   

                                                                            2016г                        

                                       Обоснование темы проекта.

Почему я выбрал эту тему? Я заинтересовался устройством пушки и решил создать модель такой пушки Гаусса, т.е. любительскую установку. Её можно использовать как игрушку. Но, создавая модель, я стал задумываться, где же ещё можно применять пушку Гаусса и как сконструировать более мощную пушку, что же для этого нужно?! Как можно увеличить бегущее электромагнитное поле?

Пушка Гаусса (англ. Gauss gun, Coil gun, Gauss cannon) — одна из разновидностей электромагнитного ускорителя масс. Названа по имени немецкого учёного Карла Гаусса, заложившего основы математической теории электромагнетизма. Следует иметь в виду, что этот метод ускорения масс используется в основном в любительских установках, так как не является достаточно эффективным для практической реализации. По своему принципу работы (создание бегущего магнитного поля) сходна с устройством, известным как линейный двигатель.

Иллюстрация принципа стрельбы

.

Пушка Гаусса состоит из соленоида, внутри которого находится ствол (как правило, из диэлектрика). В один из концов ствола вставляется снаряд (сделанный из ферромагнетика). При протекании электрического тока в соленоиде возникает магнитное поле, которое разгоняет снаряд, «втягивая» его внутрь соленоида. На концах снаряда при этом образуются полюса, ориентированные согласно полюсам катушки, из-за чего после прохода центра соленоида снаряд притягивается в обратном направлении, то есть тормозится. В любительских схемах иногда в качестве снаряда используют постоянный магнит, так как с возникающей при этом ЭДС индукции легче бороться. Такой же эффект возникает при использовании ферромагнетиков, но выражен он не так ярко благодаря тому, что снаряд легко перемагничивается.

Для наибольшего эффекта импульс тока в соленоиде должен быть кратковременным и мощным. Как правило, для получения такого импульса используются электролитические конденсаторы с высоким рабочим напряжением.

Параметры ускоряющих катушек, снаряда и конденсаторов должны быть согласованы таким образом, чтобы при выстреле к моменту подлета снаряда к соленоиду индукция магнитного поля в соленоиде была максимальна, но при дальнейшем приближении снаряда резко падала. Стоит заметить, что возможны разные алгоритмы работы ускоряющих катушек.

Кинетическая энергия снаряда

 — масса снаряда
 — его скорость

Энергия, запасаемая в конденсаторе

 — напряжение конденсатора

 — ёмкость конденсатора

Время разряда конденсаторов

Это время за которое конденсатор полностью разряжается:

 — индуктивность
 — ёмкость

Время работы катушки индуктивности

Это время за которое ЭДС катушки индуктивности возрастает до максимального значения (полный разряд конденсатора) и полностью падает до 0. Оно равно верхнему полупериоду синусоиды.

 — индуктивность
 — ёмкость

Стоит заметить, что в представленном виде две последние формулы не могут применяться для расчетов пушки Гаусса, хотя бы по той причине, что по мере движения снаряда внутри катушки, её индуктивность все время изменяется.

Применение

Я выяснил,чтотеоретически возможно применение пушек Гаусса для запуска лёгких спутников на орбиту. Основное применение — любительские установки, демонстрация свойств ферромагнетиков. Также достаточно активно используется в качестве детской игрушки или развивающей техническое творчество самодельной установки (простота и относительная безопасность).

Создание

Простейшие конструкции могут быть собраны из подручных материалов даже при школьных знаниях физики.

Существует множество сайтов, в которых подробно описано, как собрать пушку Гаусса. Но стоит помнить, что создание оружия в некоторых странах может преследоваться по закону. Поэтому, перед тем как создавать пушку Гаусса, стоит задуматься, как вы будете применять её.

Преимущества и недостатки

Пушка Гаусса в качестве оружия обладает преимуществами, которыми не обладают другие виды стрелкового оружия. Это отсутствие гильз и неограниченность в выборе начальной скорости и энергии боеприпаса, возможность бесшумного выстрела (если скорость достаточно обтекаемого снаряда не превышает скорости звука) в том числе без смены ствола и боеприпаса, относительно малая отдача (равная импульсу вылетевшего снаряда, нет дополнительного импульса от пороховых газов или движущихся частей), теоретически, больша́я надежность и теоретически износостойкость, а также возможность работы в любых условиях, в том числе в космическом пространстве.

Однако, несмотря на кажущуюся простоту пушки Гаусса, использование её в качестве оружия сопряжено с серьёзными трудностями, главное из которых: большие затраты энергии.

Первая и основная трудность — низкий КПД установки. Лишь 1-7 % заряда конденсаторов переходят в кинетическую энергию снаряда. Отчасти этот недостаток можно компенсировать использованием многоступенчатой системы разгона снаряда, но в любом случае КПД редко достигает 27 %. В основном в любительских установках энергия, запасенная в виде магнитного поля, никак не используется, а является причиной использования мощных ключей (часто применяют IGBT модули) для размыкания катушки (правило Ленца).

Вторая трудность — большой расход энергии (из-за низкого КПД).

Третья трудность (следует из первых двух) — большой вес и габариты установки при её низкой эффективности.

Четвёртая трудность — достаточно длительное время накопительной перезарядки конденсаторов, что заставляет вместе с пушкой Гаусса носить и источник питания (как правило, мощную аккумуляторную батарею), а также высокая их стоимость. Можно, теоретически, увеличить эффективность, если использовать сверхпроводящие соленоиды, однако это потребует мощной системы охлаждения, что приносит дополнительные проблемы, и серьёзно влияет на область применения установки. Или же использовать заменяемые батареи конденсаторы.

Пятая трудность — с увеличением скорости снаряда время действия магнитного поля, за время пролёта снарядом соленоида, существенно сокращается, что приводит к необходимости не только заблаговременно включать каждую следующую катушку многоступенчатой системы, но и увеличивать мощность её поля пропорционально сокращению этого времени. Обычно этот недостаток сразу обходится вниманием, так как большинство самодельных систем имеет или малое число катушек, или недостаточную скорость пули.

В условиях водной среды применение пушки без защитного кожуха также серьёзно ограничено — дистанционной индукции тока достаточно, чтобы раствор солей диссоциировал на кожухе с образованием агрессивных (растворяющих) сред, что требует дополнительного магнитного экранирования.

Таким образом, на сегодняшний день у пушки Гаусса нет перспектив в качестве оружия, так как она значительно уступает другим видам стрелкового оружия, работающего на других принципах. Теоретически, перспективы, конечно, возможны, если будут созданы компактные и мощные источники электрического тока и высокотемпературные сверхпроводники (200—300К). Однако, установка, подобная пушке Гаусса, может использоваться в космическом пространстве, так как в условиях вакуума и невесомости многие недостатки подобных установок нивелируются. В частности, в военных программах СССР и США рассматривалась возможность использования установок, подобных пушке Гаусса, на орбитальных спутниках для поражения других космических аппаратов (снарядами с большим количеством мелких поражающих деталей), или объектов на земной поверхности.

Как сделать пушку Гаусса своими руками?

 Сегодня я хочу рассказать, как сделать настоящую гаусс пушку, своими руками. Девайс часто мелькает в компьютерных игрушках и скорее всего вам знаком. Для начала пару слов о том, как работает гаусс, идея проста, заряженный конденсатор подключается к некой катушке, которая работает как электромагнит, она втягивает железную пулю, а конденсатор полностью разрежается в момент, когда пуля находиться посередине катушки и продолжает лететь по инерции. Я изготовил  очень простую гаусс пушку, которая будет служить скорее макетом для лучшего понимания принципа работы. Для начал она будет питаться от сети 220В.

Итак,  самое главное, что необходимо для начала работы — это конденсатор емкостью минимум 100мкф и на напряжение более 400В, взять его можно на радиорынках, либо достать из почти любой современной  техники, в которой есть импульсный блок питания, можно набрать нужный наминал, соединяя конденсаторы последовательно или параллельно.

Ещё понадобится медный намоточный провод диаметром 0.5-1.2мм, достать его можно из различных трансформаторов или просто купить на радиорынке,  нужно не много, метров 15 хватит, Диод 1n4007 в радиомагазинах или тех же импульсных блоках питания.

Лампа накаливания ватт на 40. Трубка, которая будет служить стволом, желательно что бы внутренний диаметр был порядка 4-5мм,  лучше использовать пластиковую или металлическую. И гвозди, из них будут сделаны пули, можно выточить пулю из 6мм шпильки. Ещё  можно обзавестись тиристором типа 40TPS12 или похожим по параметрам , и резистором на 100Ом для повышения кпд и безопасности.

Перед сборкой хочу сказать, что  девайс питается на прямую от сети, поэтому нужно быть предельно аккуратным.

                                        Внимание!

Заряженные конденсаторы большой ёмкости могут быть очень опасны!                                 Будьте аккуратны!

Теперь приступим непосредственно к сборке, основная деталь гаусса это катушка, для наилучших параметров её рассчитать,  (видео:  «http://youtu.be/tLdUsXEjICM» статья:  http://how-todo.ru/gauss-femm/ ) , в принципе вполне можно обойтись без расчёта, достаточно прикинуть размер пули и сделать такой же длины обмотку в  4-6 слоёв. Теперь нужно собрать небольшую схему, она будет заряжать конденсатор до 310 Вольт.

Проверяем схему несколько раз, вставляем вилку в  розетку, если всё верно лампочка сначала ярко загорится, а потом медленно потухнет, это будет означать, что конденсатор зарядился. Вытаскиваем вилку из розетки, ложем пульку чуть позади катушки и замыкаем катушку на конденсатор, произойдёт громкий хлопок и вспышка, а пулька вылетит.

Главный недостаток такой схемы -это то, что необходимо разряжать конденсатор в ручную и контактировать с опасным напряжением. Можно улучшить схему, поставив вместо кнопки тиристор, это позволит бесшумно стрелять и отдалиться от опасного напряжения.

                          Использованные ресурсы:

1. Интернет-ресурсы: статья:  http://how-todo.ru/gauss-femm/
2. Видео:  «http://youtu.be/tLdUsXEjICM»

Электромагнитная пушка

: эксперт по оружию США испытывает мощную винтовку; Называет это «смертоносным оружием» после запуска демонстрации

Электромагнитное оружие, похоже, набирает обороты в Азии, поскольку два соперника, Япония и Китай, как сообщается, работают над технологией рельсотрона.  

В июле прошлого года Пентагон объявил о приостановке своей программы рельсотрона, чтобы высвободить ресурсы для исследований гиперзвукового оружия. Несмотря на это, усилия частных фирм по разработке электромагнитного оружия, похоже, продолжаются.

В прошлом году одна компания начала принимать предварительные заказы на то, что она называет «первой и единственной в мире ручной винтовкой Гаусса» по цене 3375 долларов за штуку. Говорят, что винтовка GR-1 Anvil Gauss, оснащенная мощными магнитами, способна стрелять широким спектром металлических снарядов.

Хотя по состоянию на прошлый год было доступно несколько конкретных подробностей о возможностях Пушки; 11 февраля в сети появилось новое видео с гораздо более подробным обзором, в котором рассказывается о его функциях и возможностях.

Видео доступно на YouTube и было снято экспертом по стрелковому оружию Яном МакКоллумом, который работает в Armament Research Services и ведет популярный блог Forgotten Weapons. Он изучает характеристики и возможности винтовки Гаусса, прежде чем взять ее на полигон для стрельбы по мишеням.

Макколлум говорит в блоге Forgotten Weapons вместе с видеообзором, что слово «винтовка» в данном случае технически неверно. Винтовки часто идентифицируются по спиралевидному (или спиральному) рисунку канавок, выгравированных на внутренней стенке их стволов. Поскольку ствол GR-1 гладкий и не имеет этих канавок, технически это гладкоствольный ствол.

Винтовка GR-1 Anvil Gauss производится компанией Arcflash Labs, соучредителями которой, согласно их веб-сайту, являются «Аэрокосмические инженеры, бывшие офицеры ВВС США и специалисты в области разработки импульсных источников питания с 20-летним совместным опыт».

Винтовки Гаусса, также известные как койлганы, используют наэлектризованные катушки для создания магнитного поля, которое запускает ферромагнитные снаряды на высоких скоростях. Это аналогичный, но отличный от рельсотронов подход, который, как видно из названия, приводит в движение свои пули, создавая поле между токопроводящими рельсами.

Кадр из рекламного ролика Arcflash. (Arcflash Youtube)

Винтовка Arcflash имеет длину 38 дюймов, ствол 26 дюймов, весит 20 фунтов и питается от литий-ионной полимерной батареи (LiPoly) на 25,2 В. Ложа винтовки выглядит напечатанной на 3D-принтере с некоторыми компонентами из акрилового пластика, прикрученными болтами, судя по фотографиям на веб-сайте компании.

Небольшой ЖК-дисплей отображает заряд аккумулятора оружия, заряд конденсатора, температуру катушки и «диагностику после выстрела».

Согласно ArcFlash, GR-1 имеет «усовершенствованную систему зарядки конденсаторов», которая позволяет его литий-ионному аккумулятору на 25 В быстро заряжать катушки, позволяя винтовке стрелять при полном заряде каждые три секунды и быстрее при более слабых уровнях заряда. .

Видеообзор предоставляет зрителям информацию о конструкции оружия, его особенностях и способах его использования. Он показывает, как заряжать магазины, менять и заряжать батареи GR-1 и регулировать требуемую энергию катушек.

Макколлум упоминает встроенный фонарик, зеленый прицельный лазер и выдвижной задний приклад, который позволяет устанавливать три магазина разной длины, каждый из которых поддерживает пули разного размера.

Заднюю часть винтовки можно удлинить или укоротить, натянув стопорное кольцо на верхнюю часть винтовки. 900:05 Винтовка GR-1 Anvil Gauss проходит испытания в тире.

Одна из мер безопасности, которую необходимо соблюдать, заключается в том, что винтовку нельзя использовать в пределах 50 футов от любого человека, имеющего кардиостимулятор или другое чувствительное медицинское устройство.

МакКоллум стреляет из GR-1 на различных уровнях энергии, находясь на стрельбище. При стрельбе оружие Гаусса ведет себя относительно тихо, издавая лишь легкий визг во время зарядки и механический «щелчок» всякий раз, когда патрон разряжается.

Во время демонстрации GR-1 несколько раз дал осечку, из-за чего Макколлум наклонил винтовку вперед, чтобы неиспользованный патрон выпал из ствола. Это могло произойти из-за механических проблем, возникающих, когда магазин винтовки почти пуст.

После того, как мишень разбивается вдребезги, Макколлум рассказывает о том, что GR-1 способен нанести реальный вред.

«Это серьезное оружие, — говорит МакКоллум. «Да, с точки зрения количества энергии, дульная энергия ничтожна по сравнению с огнестрельным оружием, но это потенциально смертельно опасно, поэтому к нему нужно относиться с уважением, как к настоящему огнестрельному оружию», — говорит он.

Хотя GR-1 не вызвал интереса, когда впервые появился в прошлом году, анализ Forgotten Weapons показывает, что винтовка Гаусса может быть смертоносным оружием, хотя и необычным.

• Свяжитесь с автором по адресу [email protected]
• Следите за новостями EurAsian Times в Google News

Предварительные заказы на эту электромагнитную винтовку принимаются за 3775 долларов

Возможно, ВМС США отложили свою программу рельсотрона, но это не значит, что вы не можете получить подобное футуристическое оружие для себя. Одна амбициозная компания предлагает то, что она называет «первой и единственной в мире ручной винтовкой Гаусса» по предварительному заказу по цене 3375 долларов. Утверждается, что винтовка способна стрелять различными металлическими снарядами с использованием мощных магнитов. Очевидно, что есть нерешенные вопросы о том, насколько хорошо работает винтовка Гаусса и насколько безопасна система, но генеральный директор компании говорит нам, что военные и правоохранительные органы уже проявили интерес к оружию.

Винтовка GR-1 Anvil Gauss производится компанией Arcflash Labs, LLC, соучредителями которой Дэвид Вирт и Джейсон Мюррей являются «авиационно-космическими инженерами, бывшими офицерами ВВС США и экспертами в области разработки импульсных источников питания с 20 лет совместного опыта», — говорится на его веб-сайте. Компания заявляет, что это оружие «способно разогнать любой ферромагнитный снаряд (диаметром менее 1/2″) до 200+ кадров в секунду [футов в секунду]» и может производить до 100 джоулей силы или 75 футо-фунтов, аналогично дульную энергию некоторых винтовок калибра . 22, что делает его «самым мощным койлганом, когда-либо проданным населению, а также (весьма вероятно) самым мощным ручным койлганом из когда-либо созданных».

Наковальня Arcflash GR-1, Лаборатория Arcflash

Винтовки Гаусса или койлганы используют наэлектризованные катушки для создания магнитного поля, которое разгоняет ферромагнитные снаряды до высоких скоростей. Это похоже, но отличается от рельсотронов, которые, как следует из их названия, запускают свои снаряды, используя поле, генерируемое между токопроводящими рельсами.

Несмотря на то, что за прошедшие годы было продемонстрировано множество конструкций ручных койлганов, мы еще не видели ни одного, который мог бы обеспечить достаточную силу, чтобы быть полезным в любых военных или охранных условиях.

Винтовка Arcflash имеет длину 38 дюймов, длину ствола 26 дюймов, весит 20 фунтов и питается от литий-ионной полимерной батареи (LiPoly) на 25,2 В. Судя по изображениям на веб-сайте компании, приклад винтовки напечатан на 3D-принтере с некоторыми секциями из акрилового пластика, прикрученными болтами.

Крупный план блока микроконтроллера винтовки., Arcflash Labs

Производитель заявляет, что в винтовке используется «усовершенствованная система зарядки конденсаторов» и «двойной квазирезонансный инвертор с зажимом». Это позволяет винтовке Гаусса производить до 20 выстрелов в минуту при максимальной мощности или до 100 выстрелов в минуту при работе на половинной мощности. Винтовка также оснащена новой системой спускового крючка, которая позволяет пользователю предварительно зарядить систему, слегка нажав на спусковой крючок перед выстрелом с полным усилием.

Arcflash Labs

Что касается реальных боеприпасов, поскольку GR-1 ускоряет снаряды с помощью магнитных полей, из них можно выстрелить любой металлической пулей с высоким содержанием железа диаметром от 11 мм до 12,6 мм и длиной от 30 до 52 мм. ручное оружие, по крайней мере в принципе. Arcflash Labs предлагает ряд стандартных «якорных» снарядов, которые можно использовать, и отмечает, что они «НЕ НЕСУТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ за повреждение устройства или травмы, вызванные стрельбой из неоригинальных арматур».

В дополнение к этому предупреждению в руководстве пользователя винтовки содержится следующее заявление об отказе от ответственности:

Если иное не согласовано в письменной форме с уполномоченным представителем Arcflash Labs в штаб-квартире Arcflash Labs в Лос-Анджелесе, Калифорния, продукты, продаваемые по настоящему документу, не предназначены для использования в связи с любой военной, правоохранительной, ядерной установкой или деятельностью. При таком использовании, в случае какого-либо ущерба, травмы или загрязнения, Arcflash Labs отказывается от любой ответственности любого рода, и пользователь продуктов должен возместить Arcflash Labs и освободить Arcflash Labs от какой-либо ответственности за любой такой ущерб или загрязнение. что бы то ни было, вытекающее из любого такого использования, включая деликтную или строгую ответственность.

Arcflash Labs

Соучредитель Arcflash Labs Дэвид Вирт говорит, что оружие, подобное винтовке Гаусса компании, станет более распространенным по мере развития этих технологий и снижения их цены и веса. «Вопрос не в том, придет ли порох, а в том, когда он придет на смену», — сказал Вирт The Firearms Blog . «Это тысячелетняя технология. Она отлично работает. Но мы думаем, что у нас есть кое-что получше. Здесь заложен огромный потенциал, но технология все еще находится в зачаточном состоянии».

Зона боевых действий связалась с Виртом, который ранее три года работал в Исследовательской лаборатории ВВС США (AFRL), организации, хорошо известной своей работой над передовыми системами вооружения и другими высокотехнологичными исследованиями и разработками. Основатель Arcflash сказал, что в настоящее время компания «выпускает [винтовку] и говорит: «Вот на что способна эта технология». Это своего рода технология, которая ищет применение».

«У нас есть несколько запросов от военных и правоохранительных органов, которые хотят использовать его для масштабируемых эффектов, и, конечно же, от любителей, которые просто хотят с ним повозиться», — добавил Вирт. «На самом деле мы просто изучаем область применения». Вирт не смог сообщить нам, какие именно агентства обращались в его компанию, но говорит, что большинство запросов касалось использования технологии койлгана Arcflash для стрельбы несмертельными снарядами, такими как резиновые пули или баллончики с перцовым баллончиком. Поскольку койлганы используют электромагнетизм для приведения в движение снарядов, для стрельбы этим боеприпасам потребуются ферромагнитные башмаки или встроенная железная стружка.

Кадр из рекламного ролика Arcflash., Arcflash Labs через YouTube

«Причина, по которой они заинтересованы в койлганах, а не в штуках, работающих на CO2, заключается в том, что с койлганом вы можете мгновенно изменить мощность на нем, чтобы вы могли набрать уменьшите его, если вы находитесь близко к цели, чтобы никому не причинить вреда, или увеличьте мощность, если вы находитесь дальше, и получите желаемый эффект», — сказал Вирт The War Zone .

Очевидно, что винтовка Гаусса с начальной скоростью снаряда, близкой к . 22 Short, в ближайшее время не появится на поле боя. В прошлом Arcflash продавала и другие маломощные модели. Блог об огнестрельном оружии описал GR-1 как «новую концепцию вооружения, позволяющую обойти потребность в порохе, избежать нарушений прав на огнестрельное оружие и предоставить новый способ вооружиться». в Соединенных Штатах, а также в других странах мира, где могут существовать более строгие ограничения на продажу традиционного огнестрельного оружия. на самом деле последнее подлежит обсуждению.0005

Неясно, насколько точны заявления производителя о том, что он является единственным ручным койлганом на планете, но в видео, выпущенном в прошлом году Инженерно-логистическим университетом Народно-освободительной армии, утверждается, что аналогичное оружие в настоящее время разрабатывается в Китае. Как и лаборатория Arcflash GR-1, оружие в китайском видео выглядит маломощным. Вирт говорит нам, что масштабирование такого ручного оружия до более высоких уровней мощности потребует гораздо большего веса и, таким образом, выведет оружие из рук персонала и потребует его установки на прицепе, треноге или более крупном транспортном средстве.

Исторически сложилось так, что концепты койлгана, как и рельсотрона, должны были обладать чрезвычайной мощностью и, как следствие, быть очень большими, чтобы быть жизнеспособным военным оружием. Например, ВМС США в течение многих лет экспериментировали с высокоскоростным рельсотроном, предназначенным для использования на борту надводных кораблей, и могли стрелять со скоростью более 4500 миль в час, или примерно в шесть раз больше скорости звука, во время наземных операций. тестирование. Несмотря на достигнутый прогресс, в бюджете этого года эта программа была окончательно исключена. Неизвестно, какая часть исследований и разработок программы могла быть перенесена в секретные программы, если таковые имеются, хотя нынешний адмирал ВМС в отставке Джон Ричардсон, тогдашний начальник военно-морских операций, заявил в 2019 году.что служба «многое узнала [о] технике создания чего-то подобного, способного выдержать такое количество электромагнитной энергии, а не просто взорваться», добавив, что «это слишком хорошая система вооружения, так что, надеюсь, она куда-нибудь пойдет».

Другие страны, включая Китай, все еще продвигают концепции рельсотронов аналогичного размера.

Таким образом, несмотря на то, что массивные корабельные рельсотроны или мощные винтовки Гаусса могут быть развернуты через несколько лет, если заявления Arcflash Labs подтвердятся, вы сможете получить в свои руки очень маломощную версию всего за несколько тысяч долларов.

Связаться с автором: [email protected]

Оружейная компания продает ручной полуавтоматический рельсотрон

Стартап под названием Arcflash Labs продает ручной рельсотрон за 3750 долларов, и он уже официально доступен для предварительного заказа.

Компания утверждает, что ее GR-1 «Наковальня» — это первая в мире ручная винтовка Гаусса, тип оружия, в котором используются электромагнитные катушки для ускорения снарядов до чрезвычайно высоких скоростей, также известный как рельсотрон или койлган.

«GR-1 — это потенциально смертоносное оружие, похожее на высокомощную пневматическую винтовку PCP», — сказал Futurism соучредитель Arcflash Дэвид Вирт.

До сих пор рельсотроны оставались в основном предметом научной фантастики — кто мог забыть грозное оружие из франшизы Quake? — но были многочисленные попытки воплотить это в реальность. Американские военные потратили полмиллиарда долларов на испытания и создание корабельного электромагнитного рельсотрона, который, например, может стрелять снарядами с гиперзвуковой скоростью, прежде чем отказаться от проекта из-за технических проблем.

Теперь Arcflash свела концепцию к гораздо меньшему масштабу. В нем говорится, что его футуристический пистолет с батарейным питанием является «самым мощным койлганом, когда-либо проданным населению» и, возможно, даже «самым мощным ручным койлганом из когда-либо созданных».

«В батареях можно хранить гораздо больше энергии, чем в порохе», — сказал Вирт Futurism. А батарея устраняет необходимость во «взрывоопасных химических пропеллентах».

Но это совершенно новый тип вооружения, который может иметь некоторые потенциально опасные последствия, открывая двери и превращая все, от металлических стержней до гаек и болтов, в смертоносные снаряды. А его создатели уже мечтают о военном применении.

«Представьте себе ситуацию, когда военный отряд зажат в тылу врага, и у него закончились боеприпасы», — сказал нам Вирт. «С винтовками Гаусса они могли установить солнечную панель, зарядить батареи своих орудий и стрелять гайками и болтами с земли в качестве боеприпасов».

Стоит отметить, согласно веб-сайту компании, что эти гипотетические солдаты будут нарушать собственные правила компании, в которых на данный момент говорится, что Arcflash «НЕ НЕСЕТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ за повреждение устройства или телесные повреждения, вызванные стрельбой не OEM. арматуры».

Однако на данный момент рельсотрон компании не совсем готов к военному времени. Футуристическое оружие разгоняет крошечные «ферромагнитные снаряды» диаметром менее полудюйма до более чем 200 футов в секунду с дульной энергией 75 футо-фунтов.

Чтобы представить эти цифры в перспективе, пистолет Magnum калибра .357 может развивать усилие 580 футо-фунтов. Пистолет калибра 9 мм также может достигать более 300 футо-фунтов, ускоряя снаряды более чем на 1000 футов в секунду. Для сравнения, согласно Vice , GR-1 больше похож на пушку.

Другими словами, гораздо меньше шансов убить кого-то, чем из обычного пистолета.

По крайней мере, на данный момент, по словам Вирта, это технологическая демонстрация, которая «идеально подходит для коллекционеров, инвесторов, исследователей, мастеров и тех, кто хочет владеть оружием, не зависящим от боеприпасов массового производства».

«Это всего лишь альфа-тест», — сказал он Vice .

Но это не значит, что Вирт не разрабатывает новых приложений для этой технологии, в том числе не продает их копам. Одна потенциальная функция, о которой он рассказал Futurism, будет использовать дальномер для регулировки мощности, чтобы снаряды поражали цели на несмертельной скорости.

«Возможно, это не так полезно для военных целей, но значительно повышает безопасность и надежность менее смертоносных снарядов для правоохранительных органов», — сказал Вирт.

«Масштабируемые эффекты винтовки Гаусса позволят правоохранительным органам стрелять резиновыми пулями со скоростью, пропорциональной их расстоянию до цели, поэтому они с меньшей вероятностью ранят кого-то, если находятся близко, и с большей вероятностью попадут в намеченную цель. если они далеко», — добавил он.

На данный момент любой, кто готов выложить около 4000 долларов за GR-1, должен будет подписать отказ от ответственности. По словам Вирта, компания провела независимую проверку безопасности и обширные испытания GR-1.

«Однако, даже со всеми этими мерами предосторожности и испытаниями, все еще есть «неизвестные неизвестные», — сказал Вирт Futurism, отметив, что «это все еще опасное электрическое устройство, а не игрушка».

Компания также работает в некоем нормативном пробеле. В нескольких штатах США действуют законы, запрещающие продажу электронных ускорителей, таких как GR-1.

Следовательно, Arcflash перечисляет ряд штатов, округов и даже отдельных городов, в которые не доставляется в соответствии с местными законами.

Выпуск GR-1 является интересным переломным моментом для продажи оружия, смутно напоминающим расцвет оружия, напечатанного на 3D-принтере, — демократизация права собственности на оружие, будь то в рамках государственного регулирования или вне его. Один позволяет превратить практически любой кусок металлического мусора в пулю. Другой позволяет любому, у кого есть готовый 3D-принтер, производить детали для собственного оружия.

И тут возникает вопрос: если это не игрушка и не обычный пистолет, то что? Компания стремится предоставить в руки общественности совершенно новый и быстро развивающийся тип оружия. Будет ли это хорошей идеей или грядет катастрофа, еще предстоит выяснить.

Подробнее о рельсотронах: ВМС Китая устанавливают генераторы для питания рельсотронов и энергетического оружия

рельсотрон?

Спросил 6 лет, 11 месяцев назад

Изменено 6 месяцев назад

Просмотрено 91k раз

$\begingroup$

Я хочу знать плюсы и минусы ручных рельсовых пистолетов по сравнению со спиральными пистолетами. Их дадут пехоте, которая легко сможет поднять оружие. При необходимости они могли бы иметь вдвое большую силу, чем обычный человек, благодаря кибернетическим усовершенствованиям. Каковы будут различные плюсы и минусы, особенно на пересеченной местности?

• оружие
• рейлганы
• койлганы

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Вкратце (ссылки будут по мере того, как я нахожу время их вставлять).

Катушки (также известные как пушки Гаусса)

Имеют более высокую максимальную скорость снаряда. Мощные переключатели чередуют электромагнитные полюса в катушках привода по мере того, как снаряд проходит через катушки. Это требует высокого напряжения, большой силы тока, высокоскоростных электрических переключателей. Исследователи пытались построить их на протяжении десятилетий, но с умеренным успехом.

— тип ускорителя снаряда, состоящий из одной или нескольких катушек. используются в качестве электромагнитов в конфигурации линейного двигателя, который разгонять ферромагнитный или проводящий снаряд до высокой скорость.1 Почти во всех конфигурациях койлгана катушки и Стволы орудия расположены на общей оси.

Катушки обычно состоят из одной или нескольких катушек, расположенных вдоль ствола, поэтому путь разгоняющегося снаряда лежит по центральной оси катушек. Катушки включаются и выключаются в точно рассчитанная последовательность, вызывающая ускорение снаряда быстро вдоль ствола с помощью магнитных сил. Койлганы отличаются от рельсотрона, так как направление ускорения в рельсотроне находится на под прямым углом к ​​центральной оси петли тока, образованной проводящие рельсы. Кроме того, рельсотроны обычно требуют использования скользящие контакты для пропускания большого тока через снаряд или сабо, но койлганы не обязательно требуют скользящих контактов. 2 В то время как некоторые простые концепции койлгана могут использовать ферромагнитные снаряды. или даже снаряды с постоянными магнитами, большинство конструкций для высоких скоростей фактически включить связанную катушку как часть снаряда.

Сила, которую снаряд оставляет на оружии, заключается в том, что он пытается сжать катушки (вы получите отдачу, подобную обычному оружию).

Магнитные поля по своей природе не опасны для людей, если на них нет магнитных металлов. Если не считать трудностей с переключателями, винтовка гораздо больше подходит для использования незащищенными людьми (например, пехотой):

Видео по ссылке: Переносная катушка / пушка Гаусса

Рейлганы

С технологической точки зрения их намного проще построить. Ток течет по одной «рельсе» через проводящее основание снаряда и поднимается по другой рельсе. Это метод грубой силы электромагнитных снарядов.

Рельсотрон представляет собой электромагнитный снаряд с электрическим приводом. пусковая установка основана на принципах, аналогичных униполярному двигателю. Рейлган состоит из пары параллельных проводящих рельсов, по которым скользит якорь ускоряется за счет электромагнитного воздействия тока который стекает по одному рельсу в арматуру, а затем обратно по другой рельс.

Силы, прикладываемые к рельсотрону, пытаются разорвать рельсы. Отдача от снаряда также обеспечивает отдачу, как у метателя химических пуль.

Каждая шина проводит ток высокого напряжения и силы тока. Прикосновение или приближение к одному из рельсов было бы чрезвычайно опасным. Это оружие, вероятно, не подходит для использования в пехоте.

Видео по ссылкам:
Рельсотрон артиллерийский аналог
Рельсотрон ручной переносной

$\endgroup$

13

$\begingroup$

В то время как использование рельсотронов или винтовых пушек в качестве стрелкового оружия пехоты проблематично (из-за различных уже обсуждавшихся вопросов), может найтись место для рельсотронов в качестве переносного противотанкового оружия.

Современные ПТРК обычно используют боеголовки с кумулятивным зарядом для фактического пробития брони (ракетный двигатель просто туда проникает), и со времен Второй мировой войны были разработаны различные методы для поражения этих типов боеголовок, включая разнесенную броню (например, «клетки» вокруг современные танки), взрывоопасная реактивная броня (кирпичные устройства, прикрепленные снаружи к большинству российских танков) и даже контрракеты, такие как российские системы «Арена» или израильские системы «Трофи». Сверхскоростные «дротики» (бронебойные, отбрасывающие подкалиберные стабилизированные плавники; APDSFS), выпущенные из танковой пушки, гораздо труднее победить, и с использованием современных или ближайших технологий единственным практическим средством поражения таких снарядов являются пластины из высокопрочной и плотной брони.

Танковая пушка — это огромное орудие, стреляющее большими 120-мм снарядами и имеющее мощную отдачу, поэтому вам нужен танк, чтобы носить ее с собой и эффективно использовать.

Переносной рельсотрон для человека будет напоминать безоткатную пушку:

Метательный заряд не будет использоваться для приведения снаряда в движение, а скорее для питания МГД-генератора струей высокоскоростного газа, выходящей из трубки Вентури, в то время как длинный ствол будет вмещают рельсы, которые фактически управляют снарядом. Фактический снаряд может быть довольно маленьким и относительно легким, поскольку урон наносится в виде кинетической энергии. Небольшой снаряд, движущийся достаточно быстро, концептуально может также поражать вертолеты и самолеты, хотя потребуются очень продвинутая система прицеливания и установка, способная быстро перемещать оружие.

Недостатком этого оружия будет то же самое, что и у обычной безоткатной пушки: струя движущего заряда (в данном случае приводящего в действие МГД-генератор) обязательно предупредит любого врага о том, где вы находитесь, и вам нужно будет уйти сразу после выстрела.

Тем не менее, это позволило бы легкой пехоте сражаться с танками на более равной основе, а также разрушать большинство типов укреплений (относительно легко пробивая бункеры и здания), так что что-то в этом роде можно считать технология рельсотронов созревает.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Одним из преимуществ рельсовой пушки было бы то, что если у вас закончились заряды, но все еще была мощность, вы могли бы просто зажать рельсы против врага и нажать на курок. Импеданс будет выше, что приведет к увеличению напряжения между шинами.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Они оба отличаются от обычного оружия тем, что используют электромагнетизм для движения снаряда, а не заряд взрывчатого вещества. Оба они требуют невероятного количества энергии, поэтому в настоящее время они не практичны в пехотном оружии. Ствол орудия и механизмы не обязательно должны быть массивно тяжелыми, проблема заключается в подаче мощности.

Преимущество рельсовых пушек в том, что их намного проще построить и эксплуатировать, чем катушку. Они также более мощные, так как имеют прямой контакт между снарядом и рельсами, в то время как у винтовой пушки между ними есть зазор.

Преимущество пистолета для катушек заключается в том, что катушки легче изолировать от внешнего мира, что может сделать их более надежными в долгосрочной перспективе. Внешним условиям будет труднее воздействовать на катушки, и катушки будут меньше изнашиваться при использовании. В частности, рельсовые направляющие подвержены сильному износу даже при нормальном использовании.

$\endgroup$

4

$\begingroup$

Рейлган во-первых, они могут стрелять быстрее, потому что рельсы не нужно отключать. Кроме того, с койлганом вам нужны конденсаторы, которые можно легко сжечь. Так что рельсотрон — мой предпочтительный выбор.

$\endgroup$

4

$\begingroup$

Койлган более эффективен и требует меньше обслуживания, нет необходимости в таких высоких токах, а сама рейка не так легко повреждается. Катушкам, однако, обычно требуются сложные механизмы управления для включения и выключения катушек, что делает их намного более хрупкими и снижает их максимальную скорость запуска. В то время как хороший койлган требует меньше обслуживания в небольшом масштабе, крупный может легко сломаться, поэтому он не так надежен в большой войне. Однако для пехоты койлган, вероятно, более надежен из-за меньшего энергопотребления и того, что на него не так сильно влияют такие вещи, как грязь и т. Д.

Не так давно я работал над новым типом рельсотрона, который не требует сложного управления, как обычный рельсотрон, а также может достигать высоких скоростей, но при этом достигает эффективности койлгана и поэтому требует меньше обслуживания. например, расплавленные рельсы и т. д. Однако, учитывая текущие события, лучше не объяснять, как это работает, потому что кто-то может использовать это против людей. Я также не знаю, будет ли обсуждение таких вещей вообще законным в подобном месте, поскольку это было бы похоже на передачу чертежа мощного высокоэффективного оружия.

Но так как это место для обсуждения мировоззрения, вы все равно можете использовать их, даже если вы не знаете точно, как это работает. Также вы можете присмотреться к другим более забавным вещам, таким как стрельба жидким/расплавленным металлом. Мой друг и я когда-то разработали пистолет для стрельбы по лаве, такая штука больше похожа на научный проект на практике, поскольку в ней больше крутого фактора, чем фактического использования (относительно дорогой выстрел, малая дальность, и она просто стреляет очень горячими страшными вещами). но если подумать, одиночная пуля, вероятно, более опасна). Однако в построении истории такие вещи могут быть довольно крутыми. Это также то, что было очень легко построить в реальной жизни, когда вы знаете, какие методы использовать. Увеличить дальность также можно, используя воду для образования взрывов, вызванных мгновенным кипением, но такое оружие действительно имеет смысл только в истории, где, например, у вас есть супергерой или какой-то злой человек, которому нравится видеть, как люди страдают, и который за Например, он используется в огромных бомбах или если есть определенные существа, которые очень быстро лечатся, так что некоторое время они продолжают кипеть. Вы можете объединить что-то подобное с койлганом или рейлганом и заставить его кипеть. однако все зависит от вашей истории и от того, насколько далеко она должна быть от того, что используется и известно сейчас, поскольку, если это должно быть то, что можно сделать сейчас, тогда лавовая пушка — это просто научный проект, который выглядит круто и продолжает наносить урон. некоторое время после удара.

$\endgroup$

4

Самособирающийся робот-пистолет будет стрелять сквозь ткани внутри вашего тела

Как понял Верн, Гражданская война в США (во время которой было выполнено 60 000 ампутаций) положило начало современной эре протезирования в Соединенных Штатах благодаря федеральному финансированию и волне патентов на дизайн, поданных протезистами-предпринимателями. Две мировые войны укрепили коммерческую индустрию протезирования как в Соединенных Штатах, так и в Западной Европе, а продолжающаяся война с терроризмом помогла ей превратиться в индустрию с оборотом в 6 миллиардов долларов США по всему миру. Однако эти недавние инвестиции не являются результатом непропорционально большого количества ампутаций в ходе военных конфликтов: около 1500 американских солдат и 300 британских солдат лишились конечностей в Ираке и Афганистане. Потеря конечностей среди населения в целом затмевает эти цифры. Только в Соединенных Штатах более 2 миллионов человек живут с потерей конечностей, при этом 185 000 человек ежегодно подвергаются ампутации. Гораздо меньшее число детей — от 1500 до 4500 детей в год — рождаются с разницей или отсутствием конечностей, включая меня.

Сегодня люди, разрабатывающие протезы, как правило, инженеры с добрыми намерениями, а не сами инвалиды. Мясистые обрубки мира служат хранилищем мечтаний этих дизайнеров о высокотехнологичном, сверхчеловеческом будущем. Я знаю это, потому что на протяжении всей своей жизни я был оснащен одними из самых самые передовые протезы на рынке. После рождения без левого предплечья я был одним из первых младенцев в Соединенных Штатах, которым снабдили миоэлектрическим протезом руки — электронным устройством, управляемым мышцами носителя, напрягающимися от датчиков внутри гнезда протеза. С тех пор я носил множество протезов рук, каждый из которых стремился к идеальному воспроизведению человеческой руки — иногда за счет эстетики, иногда за счет функциональности, но всегда предназначенный для имитации и замены того, что отсутствовало.

За время моей жизни миоэлектрические руки превратились из когтеобразных конструкций в мультизахватные, программируемые, анатомически точные копии человеческой руки, большинство из которых стоит десятки тысяч долларов. Журналисты не могут налюбоваться этими изощренными, многоцелевыми «бионическими» руками с реалистичной силиконовой кожей и органическими движениями, негласно обещая, что инвалидность скоро исчезнет, ​​а любая потерянная конечность или орган будет заменена равноценной копией. Инновации в области протезов рук рассматриваются как соревнование с высокими ставками, чтобы увидеть, что технологически возможно. Тайлер Хейс, генеральный директор стартапа по производству протезов Atom Limbs изложила это в видео WeFunder, которое помогло собрать 7,2 миллиона долларов от инвесторов: «Каждый лунный полет в истории начинался с изрядной доли сумасшествия, от электричества до космических путешествий, и Atom Limbs ничем не отличается».

Мы вовлечены в гонку бионических рук. Но делаем ли мы реальный прогресс? Пришло время спросить, для кого на самом деле нужны протезы и чего они, как мы надеемся, на самом деле сделают. Каждая новая бионическая рука с несколькими захватами имеет тенденцию быть более сложной, но и более дорогой, чем предыдущая, и с меньшей вероятностью покрывается (даже частично) страховкой. И, как показывают недавние исследования, гораздо более простые и гораздо менее дорогие протезы могут одинаково хорошо выполнять многие задачи, а причудливые бионические руки, несмотря на все их электронные возможности, редко используются для хватания.

Активные руки, такие как этот, изготовленный протезной фирмой Arm Dynamics, дешевле и долговечнее, чем бионические протезы. Насадка от компании Texas Assistive Devices, производящей протезы, рассчитана на очень большой вес, что позволяет автору выполнять упражнения, которые были бы рискованными или невозможными с ее гораздо более дорогой бибионической рукой. Габриэла Хасбун; Макияж: Мария Нгуен для косметики MAC; Волосы: Джоан Лаки для Living Proof

Function or Form

В последние десятилетия подавляющее внимание исследований и разработок новых искусственных рук было сосредоточено на совершенствовании различных типов захватов. Многие из самых дорогих рук на рынке отличаются количеством и разнообразием выбираемых цепких захватов. Мой собственный медиа-любимец руки, bebionic от Ottobock, который я получил в 2018 году, имеет силовую рукоятку в форме кулака, щипковые рукоятки и один очень специфический режим с большим пальцем поверх указательного для вежливой передачи кредитной карты. Моя миоэлектрическая рука 21-го века казалась замечательной, пока я не попытался использовать ее для некоторых рутинных задач, где она оказалась громоздче и требует больше времени, чем если бы я просто оставил его на диване. Я не мог использовать его, чтобы закрыть дверь, например, задача, которую я могу сделать с моей культей. А без чрезвычайно дорогого дополнения в виде запястья с электроприводом я не мог пересыпать овсянку из кастрюли в миску. Выполнение задач крутым бионическим способом, даже если это имитировало две руки, было явно не лучше, чем выполнение вещей по-моему, иногда с помощью моих ног и ступней.

Когда я впервые заговорил с Эд Спирс, лектор по робототехнике и машинному обучению в Имперском колледже Лондона, был в своем кабинете поздно ночью, но его все еще волновали роботизированные руки — нынешнее направление его исследований. Спайерс говорит, что антропоморфная роботизированная рука неизбежна, от реальности сегодняшнего протезирования до фантазии научной фантастики и аниме. «На одной из своих первых лекций здесь я показывал отрывки из фильмов и мультфильмов и то, как крутые кинематографисты делают руки роботов», — говорит Спирс. «В аниме Gundam , есть так много крупных планов гигантских рук роботов, хватающих такие вещи, как массивные пушки. Но почему это должна быть человеческая рука? Почему у робота просто нет пистолета вместо руки?»

Пришло время спросить, для кого на самом деле нужны протезы и чего они, как мы надеемся, на самом деле сделают.

Спирс считает, что разработчики протезов слишком увлечены формой, а не функцией. Но он поговорил с ними достаточно, чтобы понять, что они не разделяют его точку зрения: «У меня такое ощущение, что людям нравится идея о том, что люди великие, и что руки делают людей совершенно уникальными». Почти каждый университетский факультет робототехники, который посещает Спирс, занимается разработкой антропоморфных роботов. «Вот как выглядит будущее», — говорит он, и его голос звучит немного раздраженно. «Но часто есть лучшие способы».

Подавляющее большинство людей, пользующихся протезами конечностей, — это люди с односторонней ампутацией — люди с ампутациями, затрагивающими только одну сторону тела, — и они практически всегда используют свою доминирующую «мясистую» руку для деликатных задач, таких как поднятие чашки. Как односторонние, так и двусторонние ампутированные конечности также получают помощь от своего туловища, ступней и других объектов в их окружении; редко задачи выполняются одним протезом. И все же, общие клинические оценки для определения успеха протеза основаны на использовании только протеза без помощи других частей тела. Такие оценки, похоже, предназначены для демонстрации возможностей протеза руки, а не для определения того, насколько он полезен в повседневной жизни пользователя. Инвалиды по-прежнему не являются арбитрами стандартов протезирования; мы все еще не в центре дизайна.

Крюк Хосмера [слева], первоначально разработанный в 1920 году, представляет собой оконечное устройство с питанием от тела, которое используется до сих пор. Насадка-молоток [справа] может быть более эффективной, чем насадка-захват, при забивании гвоздей в дерево. Слева: Джон Прието/The Denver Post/Getty Images; Справа: Hulton-Deutsch Collection/Corbis/Getty Images

Протезы в реальном мире

Чтобы узнать, как пользователи протезов живут со своими устройствами, Спирс руководил исследованием, в котором использовались камеры, надетые на головы участников, для записи ежедневных действий восьми человек с односторонней ампутацией или врожденными различиями конечностей. Исследование, опубликованное в прошлом году в IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics , включал несколько разновидностей миоэлектрических рук, а также систем с питанием от тела, которые используют движения плеча, груди и плеча, передаваемые по кабелю, для механического управления захватом в конце протез. Исследование проводилось, когда Спирс был научным сотрудником лаборатории GRAB Йельского университета, возглавляемой Аароном Долларом. Помимо Доллара, он тесно сотрудничал с аспиранткой Джиллиан Кокран, которая была соавтором исследования.

Просматривая необработанные кадры из исследования, я чувствовал одновременно грусть и чувство товарищества с анонимными пользователями протезов. На роликах видны неуклюжесть, просчеты и случайные падения, знакомые даже очень опытным пользователям протезов рук. Часто протез просто помогает прижать объект к телу, которым можно управлять другой рукой. Также было очевидно, сколько времени люди тратили на подготовку своих миоэлектрических протезов для выполнения задачи — часто требовалось несколько дополнительных секунд, чтобы вручную или с помощью электроники повернуть запястья своих устройств, выровнять объект, чтобы правильно схватить его, и отработать захват. подход. Участник, который повесил бутылку с дезинфицирующим спреем на «крючок» руки, протирая кухонный стол, казалось, был тем, кто все понял.

В ходе исследования протезы использовались в среднем только для 19 процентов всех зафиксированных манипуляций. В целом протезы использовались в основном для нехватательных действий, а другая, «неповрежденная» рука выполняла большую часть хватания. Исследование выявило большие различия в использовании между теми, у кого неэлектрические протезы с питанием от тела, и теми, у кого есть миоэлектрические протезы. Для пользователей протезов с приводом от тела, у которых ампутация была ниже локтя, почти 80 процентов использования протезов приходилось на движения без захвата — толкание, нажатие, вытягивание, подвешивание и стабилизация. Для миоэлектрических пользователей устройство использовалось для захвата только в 40 процентах случаев.

Что еще более показательно, пользователи с неэлектрическими захватами или разъемными крюками тратили значительно меньше времени на выполнение задач, чем пользователи с более сложными протезами. Спайерс и его команда отметили плавность и скорость, с которой первые приступили к выполнению задач в своих домах. Они могли использовать свои искусственные руки почти мгновенно и даже получать прямую тактильную обратную связь через кабель, который управляет такими системами. Исследование также выявило небольшую разницу в использовании между миоэлектрическими устройствами с одним захватом и более причудливыми миоэлектрическими многошарнирными руками с несколькими захватами, за исключением того, что пользователи, как правило, избегали подвешивания предметов на своих руках с несколькими захватами, по-видимому, из страха сломать их.

«У нас сложилось впечатление, что люди с миоэлектрическими руками с несколькими хватами довольно осторожно подходят к их использованию», — говорит Спирс. Это неудивительно, поскольку большинство миоэлектрических рук стоят более 20 000 долларов, редко получают одобрение страховки, требуют частой профессиональной поддержки для изменения схемы хвата и других настроек, а также требуют дорогостоящих и длительных процессов ремонта. По мере того, как протезные технологии становятся все более сложными и запатентованными, все большую озабоченность вызывает долгосрочная работоспособность. В идеале устройство должно легко ремонтироваться пользователем. И все же некоторые стартапы в области протезирования предлагают модель подписки, при которой пользователи продолжают платить за доступ к ремонту и поддержке.

Несмотря на выводы своего исследования, Спирс говорит, что подавляющее большинство исследований и разработок в области протезирования по-прежнему сосредоточено на совершенствовании способов захвата дорогих высокотехнологичных бионических рук. Он говорит, что даже помимо протезирования исследования манипулирования в исследованиях приматов и робототехники в основном касаются хватания: «Все, что не хватает, просто выбрасывается».

TRS производит широкий ассортимент протезов с приводом от тела для различных хобби и занятий спортом. Каждое приспособление предназначено для определенной задачи, и их можно легко заменить для различных видов деятельности. Fillauer TRS

Хватаясь за историю

Если мы решили, что то, что делает нас людьми, — это наши руки, а то, что делает руку уникальной, — это ее способность хватать, то единственный протез, который у нас есть, — это тот, который прикреплен к запястьям большинства людей. Тем не менее, погоня за максимальной пятизначной хваткой не обязательно является следующим логическим шагом. Фактически, история показывает, что люди не всегда были зациклены на идеальном воссоздании человеческой руки.

Как рассказывается в сборнике эссе 2001 г. Письмо на руках: память и знания в Европе раннего Нового времени , представления о руке развивались на протяжении столетий. «Душа подобна руке; ибо рука — это инструмент инструментов», — писал Аристотель в De Anima . Он полагал, что человечество было намеренно наделено подвижной и цепкой рукой, потому что только наш уникальный разумный мозг мог использовать ее — не как простую утварь, а как инструмент для apprehensio , или «схватывания» мира в прямом и переносном смысле.

Спустя более 1000 лет идеи Аристотеля нашли отклик у художников и мыслителей эпохи Возрождения. Для Леонардо да Винчи рука была посредником между мозгом и миром, и он приложил исключительные усилия в своих анализах и иллюстрациях человеческой руки, чтобы понять ее основные компоненты. Его тщательные исследования сухожилий и мышц предплечья и кисти привели его к выводу, что «хотя человеческая изобретательность делает различные изобретения… она никогда не найдет изобретений более красивых, более подходящих или более прямых, чем природа, потому что в ее изобретениях нет ничего недостающего и ничего лишнего».

Иллюстрации да Винчи вызвали волну интереса к анатомии человека. Тем не менее, при всем тщательном изображении человеческой руки европейскими мастерами, рука рассматривалась скорее как источник вдохновения, чем как объект, который простые смертные могли воспроизвести. На самом деле было широко признано, что хитросплетения человеческой руки свидетельствуют о божественном замысле. Никакая машина, заявил христианский философ Уильям Пейли, не является «более искусственной или более очевидной», чем сгибатели руки, что предполагает преднамеренный замысел Бога.

Выполнение задач крутым бионическим способом, даже если это имитировало две руки, было явно не лучше, чем выполнение вещей по-моему, иногда с помощью моих ног и ступней.

К середине 1700-х годов, когда на глобальном севере произошла промышленная революция, начал формироваться более механистический взгляд на мир, и грань между живыми существами и машинами начала стираться. В своей статье 2003 года « Wetware восемнадцатого века, — пишет Джессика Рискин, профессор истории Стэнфордского университета, — период между 1730-ми и 1790s был симуляцией, в которой механики искренне пытались сократить разрыв между живыми и искусственными механизмами». В этот период произошли значительные изменения в конструкции протезов конечностей. В то время как механические протезы 16-го века были отягощены железом и пружинами, в протезе 1732 года с приводом от тела использовалась система шкивов для сгибания руки, сделанной из легкой меди. К концу 18 века металл заменили кожей, пергаментом и пробкой — более мягкими материалами, имитирующими живую материю.

Технооптимизм начала 20-го века привел к очередным изменениям в дизайне протезов. Вольф Швейцер, патологоанатом Цюрихского института судебной медицины, человек с ампутированными конечностями. Он владеет широким спектром современных протезов рук и имеет необходимый опыт для их тестирования. Он отмечает, что анатомически правильные протезы рук вырезались и выковывались на протяжении большей части 2000 лет. И все же, по его словам, разрезной крючок 20-го века с приводом от тела «более современен», его конструкция больше стремится сломать форму человеческой руки.

«Рука, приводимая в действие телом, — с точки зрения ее символизма — (по-прежнему) выражает человеко-машинный символизм индустриального общества 1920-х годов». пишет Швейцер в своем блоге о протезах рук, «когда человек должен был функционировать как заводная шестерня на производственных линиях или в сельском хозяйстве». В оригинальном дизайне крючка Хосмера 1920-х годов петля внутри крючка была помещена только для завязывания обуви, а другая — только для удержания сигарет. Эти дизайны, как сказал мне Ad Spiers, были «невероятно функциональными, функциональность превыше формы. Все части служили определенной цели».

Швейцер считает, что по мере того, как в 20-м веке потребность в ручном труде уменьшалась, протезы, которые были высокофункциональными, но не натуралистичными, затмились новым высокотехнологичным видением будущего: «бионическими» руками. В 2006 году Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов США запустило Революционное протезирование, исследовательская инициатива по разработке следующего поколения протезов рук с «почти естественным» контролем. В рамках программы стоимостью 100 миллионов долларов были созданы два многошарнирных протеза руки (один для исследований, а другой стоимостью более 50 000 долларов). Что еще более важно, это повлияло на создание других подобных протезов, сделав бионическую руку — как ее представляли себе военные — святым Граалем в протезировании. Сегодня бионическая рука с несколькими захватами является гегемоном, символом целостности киборга.

И все же некоторые разработчики протезов придерживаются другого видения. TRS, базирующаяся в Боулдере, штат Колорадо, является одним из немногих производителей протезы для конкретных видов деятельности, которые часто более долговечны и более доступны с финансовой точки зрения, чем роботизированные протезы. Эти пластмассовые и силиконовые насадки, в том числе мягкое устройство в форме гриба для отжиманий, храповой зажим для подъема тяжестей и вогнутый плавник для плавания, помогли мне ощутить наибольшую функциональность, которую я когда-либо получал от протеза руки. .

Такие низкотехнологичные протезы для активности и протезы с питанием от тела работают на удивление хорошо, а стоимость бионических рук составляет ничтожную долю. Они не выглядят и не действуют как человеческие руки, и от этого они функционируют лучше. Согласно Швейцеру, протезы с приводом от тела инженеры регулярно называют его «мистическим» или насмешливо называют «капитаном Крюком». Будущие бионические плечи и локти могут иметь огромное значение в жизни людей, у которых отсутствует конечность до плеча, если предположить, что эти устройства можно будет сделать надежными и доступными. Но для Швейцера и большого процента пользователей, неудовлетворенных своими миоэлектрическими протезами, индустрия протезов еще не предложила ничего принципиально лучшего или более дешевого, чем протезы с питанием от тела.

Прорывы, которых мы хотим

Бионические руки стремятся сделать людей с ограниченными возможностями «цельными», чтобы мы участвовали в мире, который в культурном отношении двурукий. Но гораздо важнее, чтобы мы жили так, как хотим, с доступом к необходимым нам инструментам, чем чтобы мы выглядели как все. В то время как многие люди с разными конечностями использовали бионические руки для взаимодействия с миром и самовыражения, многовековые усилия по совершенствованию бионической руки редко сосредотачиваются на нашем жизненном опыте и том, что мы хотим делать в своей жизни.

Нам обещали прорыв в технологии протезирования на протяжении большей части 100 лет. Мне вспоминается научный ажиотаж вокруг выращенного в лаборатории мяса, который кажется одновременно взрывным сдвигом и признаком интеллектуальной капитуляции, когда политические и культурные изменения игнорируются в пользу технологического исправления. С персонажами в мире протезирования — врачами, страховыми компаниями, инженерами, протезистами и военными — которые десятилетиями играют одни и те же роли, почти невозможно создать что-то действительно революционное.

Между тем, эта метафорическая гонка на Луну — это миссия, которая забыла о своей первоначальной цели: помочь людям с ограниченными возможностями приобретать и использовать инструменты, которые они хотят. Есть недорогие, доступные, низкотехнологичные протезы, которые доступны прямо сейчас и требуют инвестиций в инновации для дальнейшего снижения затрат и улучшения функциональности. И, по крайней мере, в Соединенных Штатах существует сломанная система страхования, которую необходимо починить. Освобождение себя от гонки бионических ручных вооружений может открыть возможности более функциональных конструкций, которые будут более полезными и доступными, и могут помочь нам вернуть наши устремления в области протезирования на землю.

Эта статья опубликована в печатном выпуске за октябрь 2022 г.

Дизайн

Первая попытка

Проект полностью автоматического койлгана начался в ноябре 2010 года, и первоначальным проектом был высоковольтный одноступенчатый койлган с конденсаторным приводом, который я назвал CG-41. Я надеялся достичь дульной энергии около 7,5 Дж при скорострельности (ROF) 4 выстрела в секунду (RPS). Однако конструкция развалилась вокруг цепи зарядки, которая представляла собой чудовищный инвертор постоянного тока в переменный мощностью 2,5 кВт, предназначенный для питания приборов от автомобильного аккумулятора. Инвертор был гигантским, тяжелым и имел ряд электрических проблем, которые не позволяли легко интегрировать его в конструкцию койлгана. Поскольку конструкция резко увеличилась в размерах и сложности, чтобы вместить схему зарядки, но все еще не работала должным образом, от нее пришлось отказаться на этапе испытаний в июне 2011 года.

 

Первая попытка: концепция CG-41

Полностью автоматический койлган: инженерная задача

Вот проблема: снаряд. Если снаряд должен быть ускорен до значительной скорости на этом очень коротком расстоянии, необходим очень большой электрический ток, и для обеспечения этого тока необходима батарея конденсаторов высокого напряжения. Этой батарее конденсаторов высокого напряжения обычно требуется несколько секунд для перезарядки между выстрелами, и об этом не может быть и речи, если вы хотите, чтобы ваше оружие стреляло много выстрелов в секунду. Вы можете попытаться обойти эту проблему с помощью схемы быстрой зарядки сверхвысокой мощности, но это непрактично и неэффективно для портативной конструкции, как я узнал из неудачного CG-41.

Альтернативный вариант — убрать конденсаторы и напрямую запитать катушку от сильноточных батарей. Это решает проблему долгого времени перезарядки, но создает другую проблему: даже самые лучшие портативные батареи могут обеспечить только несколько сотен ампер, поэтому катушка с батарейным питанием очень слабая и едва подбрасывает снаряд. Но есть решение! Если множество катушек с батарейным питанием выстроить вдоль длинного ствола и запускать по одной за раз по мере прохождения снаряда, небольшой вклад каждой катушки в сумме дает большую дульную энергию снаряду без необходимости использования каких-либо конденсаторов. !

Решает проблему полностью автоматического койлгана. Это также серьезно повышает эффективность пушки по сравнению с одноступенчатыми конструкциями, поскольку слаботочные катушки потребляют гораздо меньше заряда от батарей, при этом обеспечивая высокую дульную энергию снаряда. Это также удобно устраняет стоимость, вес, сложность, потери мощности и проблемы безопасности, связанные с высоковольтной конденсаторной батареей и схемой зарядки. Совершенно новый дизайн теперь в порядке — портативный, массивный многоступенчатый, полностью автоматический койлган с батарейным питанием!

 

Требования

Первый шаг — решить, чего я хочу от своего койлгана. Затем процесс проектирования должен быть направлен на удовлетворение этих требований самым простым и непосредственным образом.

1. Убойная сила: Дульная энергия не менее 10 Дж
2. Полностью автоматический:  Не менее 10 об/с
3. Портативный: Длина менее 58 см (длина CG-33)
4. Ремонтопригодность:  Все детали доступны для ремонта или замены
5. Прикольный вид:  В конструкции не используются скотч, картон, дерево или цветной пластик

Математика

Как правило, койлганеры начинают проектирование с умножения уравнения энергии конденсатора на прогнозируемый коэффициент эффективности η, чтобы увидеть, сколько запасенной энергии им потребуется для производства дульной энергии E.

Однако, поскольку этот пистолет не будет использовать конденсаторы, это не сработает. Используя только три простых кинематических уравнения, можно вывести столь же глупое, но столь же полезное уравнение дульной энергии для койлгана с батарейным питанием.

Where t is time and d is distance over which average power P is required to accelerate a projectile of mass m from initial velocity v _i to final velocity v _f . Обратите внимание, что уравнение 3 предполагает постоянное ускорение, что является близким приближением к многоступенчатому койлгану. Начните с исключения t путем ввода уравнения 3 в уравнение 2 и перегруппировки для решения для E.

Предположим, что v _i = 0, так как снаряд неподвижен в начале выстрела, и используем уравнение 1, чтобы исключить v _f .  

Вычисляя E, мы приходим к окончательной грубой формуле для дульной энергии койлгана с батарейным питанием:

Наиболее частый комментарий, который я получаю по поводу своих койлганов, заключается в том, что мне следует использовать более легкий снаряд. для повышения производительности. Это уравнение показывает, почему это предположение неверно. Это нелогично, но при фиксированной мощности и расстоянии (например, при фиксированной батарее конденсаторов и катушке) более легкий снаряд получит меньшую дульную энергию, чем более тяжелый. Это уравнение теперь будет использоваться для управления процессом проектирования.

 

Снаряд

Каждая часть койлгана, от источника питания до катушек, разработана на основе свойств снаряда. Сначала мне нужно решить, какую начальную скорость я хочу. Я бы хотел, чтобы CG-42 стрелял хотя бы так же быстро, как CG-33, у которого начальная скорость составляет 40 м/с. С моей потребностью в дульной энергии 10 Дж и уравнением 1 это означает, что снаряд должен иметь массу 12,5 г. Из стальных гвоздей получаются отличные снаряды, поскольку они дешевы, быстро обрабатываются и обладают приличными магнитными свойствами. У меня случайно осталась куча гвоздей диаметром 6,5 мм, оставшихся от проекта по благоустройству дома. Если я обрежу их до длины 50 мм и заострю, они выйдут до 12,3 г, что достаточно близко!

Из стальных гвоздей получаются хорошие снаряды

Количество витков

Чтобы получить максимально возможную эффективность, я хочу выбрать максимально возможное расстояние ускорения и разделить его на максимально возможное количество витков. Это снижает мощность, необходимую для достижения требуемой дульной энергии. Уравновешивает это тот факт, что каждый каскад должен сопровождаться набором коммутационных аппаратных средств и схем, которые быстро становятся дорогими и трудными для размещения в портативной конструкции, когда количество каскадов становится слишком большим. Основываясь на длине моего снаряда и максимальной длине орудия, я обнаружил, что в конструкцию можно практически вписать 8 ступеней.

 

Батарейки

Следующее, что нужно выбрать, это батарейки. Я начинаю с перекомпоновки уравнения 6 выше, чтобы найти требуемую мощность койлгана.

У меня уже есть E и m из предыдущих шагов. Для восьми 50-мм катушек и 50-мм снаряда такого же размера это дает d = 8 x 0,0 5 м = 0,4 м. Таким образом, снаряд должен быть снабжен мощностью около 500 Вт для удовлетворения потребности в дульной энергии.

Далее мне нужно угадать общую (от батареи к снаряду) эффективность моего койлгана. Основываясь на других многоступенчатых койлганах с батарейным питанием, я мог бы надеяться на общую эффективность от 6 до 10%. Это означает, что батареи должны обеспечивать мощность от 5000 до 8300 Вт.

Когда речь идет о портативных батареях, литий-полимерные (LiPo) элементы находятся на переднем крае технологий (по крайней мере, с точки зрения того, что может себе позволить любитель). Аккумуляторы LiPo выпускаются с номинальным током выброса до 100C (в 100 раз больше емкости в ампер-часах) в упаковках, содержащих до шести последовательно соединенных элементов (6S) с максимальным напряжением 25,2 В. Эти аккумуляторные батареи доступны с емкостью 2500 мАч, 3600 мАч и 5000 мАч. Любой из этих вариантов аккумуляторов с хорошим запасом соответствует требованиям к мощности.

Для эффективной передачи энергии снаряду катушки должны максимизировать магнитную силу, действующую на снаряд. Сила, действующая на снаряд, пропорциональна току катушки, умноженному на количество витков провода, поэтому батареи должны иметь достаточно высокое напряжение, чтобы пропускать большой ток через катушку с большим количеством витков провода. По этой причине я решил использовать последовательно две батареи 6S с общим напряжением 50,4 В. Я остановился на батареях емкостью 3600 мАч, чтобы обеспечить достаточную мощность для катушек и возможность произвести много выстрелов до того, как потребуется перезарядка батарей.

Блок питания, зарядное устройство iCharger 106b Balance, Venom Racing 22,2 В, 6S 3600 мАч 50C Литий-полимерные аккумуляторы

 

Максимальный ток зависит от характеристик переключателей

9000 рисовать. Поскольку в этой конструкции будет использоваться одна и та же катушка для каждой ступени (см. раздел о катушках), каждая ступень также может использовать один и тот же переключатель. Для этой конструкции SCR не будет работать, поскольку SCR требуют, чтобы ток упал до нуля, чтобы выключить, чего не произойдет с батареями. У меня осталось несколько IGBT от CG-41, которые должны хорошо работать. Они могут пропускать импульсы тока до 300 А и поставляются в компактном корпусе ISOTOP с винтовыми клеммами, которые позволяют легко прикреплять их к шинам и проводам малого сечения. 92 – 900 Вт) = 10 620 Вт, которые по-прежнему подаются на катушки. Это соответствует расчетной мощности в 5000-8300 Вт с хорошим запасом для любых вариаций.

Наконец, обратите внимание, что МОП-транзисторы с таким же номинальным током будут работать примерно с половиной потери мощности этих IGBT, но более высокое номинальное напряжение IGBT позволит мне быстрее отключить катушки, уменьшая «обратный всасывание». эффект и повышение эффективности (см. раздел о подавлении напряжения).

 

Бочка

Для койлгана основная цель ствола — защитить внутреннюю часть катушек от повреждения снарядом, когда он проходит через него. Основным критерием выбора ствола является то, что он должен плотно прилегать к снаряду и иметь как можно более тонкие стенки. Когда койлган находится под напряжением, снаряд и катушка связаны как магнитная цепь. Любое пространство между снарядом и катушкой, занятое немагнитным материалом, действует как толстый резистор в этой цепи и ограничивает передачу мощности от катушки к снаряду. Таким образом, тонкий и плотный ствол уменьшает количество пластика и воздуха между катушкой и снарядом и повышает эффективность. Металлическая бочка идеальна из-за ее тонких стенок, но катушки под напряжением будут генерировать вихревые токи в металлическом материале из-за его проводимости. Мощность, затрачиваемая на эти вихревые токи, может быть значительной и снижать эффективность койлгана. Вырезание продольного паза в стволе может смягчить вихревые токи, но у меня нет для этого инструментов. Для ствола CG-42 я выбрал тефлоновую трубку с низким коэффициентом трения, которая хорошо подходила к снаряду.

 

Катушки

Для койлгана, запускаемого датчиком, подобного этому (см. срабатывание катушки), индуктивность каждой ступени катушки не должна изменяться для учета увеличения скорости снаряда, поэтому каждая ступень может использовать одинаковую конструкцию катушки. . Физические размеры катушки уже продиктованы размерами снаряда и максимальным внешним радиусом, который я установил, чтобы ограничить физический размер орудия. Затем я разработал катушку, которая поместилась бы в этом пространстве, имея как можно больше витков провода, чтобы максимизировать магнитную силу и потреблять пиковый ток 300 ампер от батарей. Я решил использовать медный магнитный провод малого сечения, который сводит к минимуму удельное сопротивление и неиспользуемое пространство в пределах размеров катушки.

Медный магнитный провод

Подавление напряжения

Катушка представляет собой индуктор, а индуктор накапливает энергию в своем магнитном поле. Когда катушку индуктивности отключают от источника питания, катушка индуктивности использует накопленную энергию для создания напряжения, которое пытается поддерживать ток. Если бы я просто отключил катушки в нужное время, индуктивность катушки вызвала бы всплеск напряжения, который мог бы легко превысить максимальное номинальное напряжение IGBT и вывести их из строя. Решение состоит в том, чтобы подавить всплеск напряжения, направив энергию катушки индуктивности в другое место. Обычно это делается путем подключения диода встречно-параллельно катушке. Когда IGBT отключает ток, диод начинает проводить и позволяет току циркулировать в катушке, где он распадается и рассеивается в виде тепла. Этот ток отключения должен быстро рассеяться; любой ток, остающийся в катушке после того, как снаряд пройдет центральную точку, замедлит снаряд. Время, необходимое для рассеивания этого тока, можно значительно сократить, добавив резистор последовательно с диодом. В каждой катушке CG-42 используется выпрямительный диод с высоким номинальным импульсным током и мощный резистор для быстрого рассеивания токов отключения катушки.

Увеличение магнитного потока

Увеличение потока — это практика помещения катушек в магнитный материал для уменьшения магнитного сопротивления магнитной цепи и улучшения магнитной связи между снарядом и катушкой. Исследования показывают, что ферромагнитные концевые заглушки могут значительно повысить производительность маломощных катушек, таких как те, которые я планирую построить. Койлганы более высокой мощности могут насытить конечную способность торцевой крышки намагничиваться, делая повышение эффективности менее значительным.

Железный порошок и эпоксидная смола, используемые для изготовления торцевых крышек катушек

Чтобы определить полезность торцевых крышек для проекта CG-42, я проведу приблизительное сравнение напряженности магнитного поля между моей катушкой и катушкой, используемой в исследовательская работа. Исследовательская установка включала катушку на 40 мОм и 23 мкГн, а также батарею конденсаторов на 33 000 мкФ, заряженную до 60 В. В результате средний разрядный ток составит 472 А. Уравнение для напряженности магнитного поля в центре идеальной катушки: B=μ ₀ *N*I/L где μ ₀ — магнитная постоянная 1,257×10 ^-6 Тл*м/А, N — число витков, I — ток, а L — длина катушки. Исследовательская катушка имела 70 витков и была длиной 27 мм. В результате средняя напряженность поля составляет 1,54 Тесла . То же уравнение, примененное к катушке CG-42, дает среднюю напряженность поля 1,23 Тесла . Если исследовательская катушка с более высокой напряженностью поля получила значительный прирост производительности за счет торцевых заглушек, то я также должен увидеть аналогичный прирост производительности, если я создам торцевые заглушки аналогичного состава.

 

Запуск катушки

Важно иметь обратную связь при переключении катушек в многоступенчатом койлгане. Если механизм переключения не является адаптивным, небольшая неравномерность на одном этапе приводит к временной ошибке, которая усиливается на последующих этапах. По мере того, как батареи разряжаются при повторяющихся выстрелах и по мере того, как катушки нагреваются, катушки будут проводить меньший ток и производить меньшее ускорение. Таким образом, временная последовательность, оптимизированная для змеевиков с комнатной температурой и новой батареи, не будет хорошо работать для горячих змеевиков или частично разряженной батареи. Тайминги катушек должны активно адаптироваться ко всем возможным ситуациям.

Сделать это проще, чем кажется. На входе в каждую катушку можно разместить простой ИК-датчик, чтобы снаряд блокировал датчик при входе в катушку и очищал датчик, когда снаряд выравнивается с центром катушки (если снаряд и катушка имеют одинаковую длину). ). Цепь может запускать катушку, пока датчик заблокирован. Это приводит к почти идеальному времени каждый раз. Это реализовано для CG-42 с помощью простой схемы, в которой используется лишь небольшое количество аналоговых компонентов.

 

Система подачи снарядов

Единственные движущиеся части, необходимые для этой конструкции, находятся в механизме подачи снарядов в катушки. Самый простой подход, который я мог придумать, заключался в том, чтобы хранить снаряды в подпружиненном коробчатом магазине (как в типичном автоматическом оружии) и выбивать снаряды из магазина в верхней части с помощью стандартного «инжекторного» соленоида. Соленоид подпружинен, поэтому после выстрела он возвращается в исходное положение, позволяя другому снаряду в магазине скользнуть вверх для следующего выстрела. В большинстве койлганов, в которых используется соленоидный механизм подачи, соленоид размещается сразу за магазином. Однако это съедает драгоценную длину, которую в противном случае можно было бы занять большим количеством катушек, поэтому я решил разместить соленоид над магазином и снабдить его небольшой «ручкой», которая тянется вниз, чтобы вытолкнуть снаряды из магазина.

Соленоид с пружинным возвратом

После завершения механического проектирования я разработал схему, которая управляет инжектором и позволяет пользователю выбирать полуавтоматический или полностью автоматический режим. Схема также устанавливает максимальную скорострельность и считывает сигнал спускового крючка 8-й ступени, чтобы гарантировать, что за раз будет произведен только один выстрел.

Источник питания:

Для правильной работы цепей запуска и управления форсунками требуется низкое стабильное напряжение. 25 В, доступных от батарейных блоков, слишком много, поэтому источник питания должен понизить напряжение батареи до чего-то более пригодного для использования. Существует два варианта выполнения понижения постоянного тока. Первый — это линейный регулятор — дешевое и простое устройство, которое шунтирует неиспользуемое напряжение как отработанное тепло, что расточительно при высоких коэффициентах понижения. Второй вариант — это понижающий преобразователь, интегральная схема (ИС), которая управляет катушкой индуктивности и диодом для снижения напряжения. Я решил, что повышенная эффективность того стоит, и разработал два понижающих преобразователя — один для питания схемы управления, а второй — для питания лазера наведения.

Кроме того, LiPo аккумуляторы могут быть повреждены, если разрядить их ниже 3 В на элемент (или всего ~18 В для блока из 6 элементов), поэтому в блоке питания был разработан детектор низкого напряжения для каждого аккумулятора. Это простая схема, которая зажигает красный светодиод, когда напряжение батареи падает ниже 18 В.

Наконец, к блоку питания были добавлены два зеленых светодиода, которые служат в качестве индикаторов: один загорается при включении понижающего преобразователя, активируя схему управления, а другой загорается при подключении батареи верхнего плеча и подаче питания на катушки.

 

Корпус пистолета

Корпус пистолета должен быть прочным, легким, компактным и простым в сборке. Сведение к минимуму количества деталей, вырезов и изгибов в конструкции сэкономит дни усилий и разочарований, когда придет время ее построить. Я спроектировал раму CG-42 из недорогих, легкодоступных алюминиевых стержней и листов, соединенных между собой крепежными винтами и эпоксидной смолой.