Σενάρια για το όπλο Gauss. Ένα απλό όπλο Gauss. Έτσι, για την κατασκευή του κανονιού Gauss, χρειαζόμαστε

Όπλο Gauss(Αγγλικά) Όπλο Gauss, Κανόνι Gauss) είναι μία από τις ποικιλίες του επιταχυντή ηλεκτρομαγνητικής μάζας. Πήρε το όνομά του από τον επιστήμονα Gauss, ο οποίος διερεύνησε τις φυσικές αρχές του ηλεκτρομαγνητισμού στις οποίες βασίζεται αυτή η συσκευή.

Λειτουργική αρχή

Το όπλο Gauss αποτελείται από μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, στο εσωτερικό της οποίας υπάρχει μια κάννη (συνήθως κατασκευασμένη από διηλεκτρικό). Ένα βλήμα (από σιδηρομαγνήτη) εισάγεται σε ένα από τα άκρα της κάννης. Όταν ρέει ηλεκτρικό ρεύμα στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο, το οποίο επιταχύνει το βλήμα, «τραβώντας» το στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα. Στην περίπτωση αυτή, το βλήμα δέχεται πόλους στα άκρα συμμετρικά προς τους πόλους του πηνίου, λόγω των οποίων, αφού περάσει από το κέντρο της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας, το βλήμα έλκεται προς την αντίθετη κατεύθυνση, δηλ. επιβραδύνει. Αλλά εάν τη στιγμή που το βλήμα περνά από τη μέση της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας, το ρεύμα είναι απενεργοποιημένο σε αυτό, τότε το μαγνητικό πεδίο θα εξαφανιστεί και το βλήμα θα πετάξει έξω από το άλλο άκρο της κάννης. Όταν όμως η πηγή τροφοδοσίας είναι απενεργοποιημένη, σχηματίζεται ένα ρεύμα αυτοεπαγωγής στο πηνίο, το οποίο έχει την αντίθετη κατεύθυνση από το ρεύμα, και επομένως αλλάζει την πολικότητα του πηνίου. Και αυτό σημαίνει ότι όταν η πηγή ενέργειας απενεργοποιηθεί ξαφνικά, το βλήμα που έχει πετάξει από το κέντρο του πηνίου θα απωθηθεί και θα επιταχυνθεί περαιτέρω. Διαφορετικά, εάν το βλήμα δεν έχει φτάσει στο κέντρο, θα επιβραδύνει.

Για το μεγαλύτερο αποτέλεσμα, ο παλμός ρεύματος στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα πρέπει να είναι βραχυπρόθεσμος και ισχυρός. Κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται ηλεκτρικοί πυκνωτές για να ληφθεί μια τέτοια ώθηση. Εάν χρησιμοποιείται πολικός πυκνωτής (για παράδειγμα, σε ηλεκτρολύτη), τότε πρέπει να υπάρχουν δίοδοι στο κύκλωμα που θα προστατεύουν τον πυκνωτή από ρεύμα αυτοεπαγωγής και έκρηξη.

Οι παράμετροι του τυλίγματος, του βλήματος και των πυκνωτών πρέπει να συντονίζονται με τέτοιο τρόπο ώστε όταν το βλήμα εκτοξεύεται, όταν το βλήμα πλησιάσει το μέσο της περιέλιξης, το ρεύμα στο τελευταίο θα είχε ήδη προλάβει να μειωθεί στο ελάχιστο. αξία, δηλαδή η φόρτιση των πυκνωτών θα είχε ήδη εξαντληθεί πλήρως. Σε αυτή την περίπτωση, η απόδοση ενός όπλου Gauss ενός σταδίου θα είναι μέγιστη.

Υπολογισμοί

Ενέργεια που αποθηκεύεται σε έναν πυκνωτή

V - Τάση πυκνωτή (σε Volt)
ντο - χωρητικότητα του πυκνωτή (σε farads)

Η ενέργεια που αποθηκεύεται σε σειρά και παράλληλη σύνδεση των πυκνωτών είναι ίση.

Κινητική ενέργεια του βλήματος

Μ - μάζα βλήματος (σε κιλά)
u - η ταχύτητά του (σε m/s)

Χρόνος εκφόρτισης πυκνωτή

Αυτός είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να εκφορτιστεί πλήρως ο πυκνωτής. Είναι ίσο με το ένα τέταρτο της περιόδου:

μεγάλο - επαγωγή (στο Henry)
ντο - χωρητικότητα (σε farads)

Χρόνος λειτουργίας του επαγωγέα

Αυτός είναι ο χρόνος κατά τον οποίο το EMF του επαγωγέα ανεβαίνει στη μέγιστη τιμή του (πλήρης εκφόρτιση του πυκνωτή) και πέφτει εντελώς στο 0. Είναι ίσο με το ανώτερο μισό κύκλο του ημιτονοειδούς.

μεγάλο - επαγωγή (στο Henry)
ντο - χωρητικότητα (σε farads)

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Το κανόνι Gauss ως όπλο έχει πλεονεκτήματα που άλλοι τύποι δεν έχουν ελαφρά όπλα. Αυτή είναι η απουσία οβίδων και η απεριόριστη επιλογή της αρχικής ταχύτητας και ενέργειας των πυρομαχικών, καθώς και ο ρυθμός πυρκαγιάς του όπλου, η πιθανότητα σιωπηλής βολής (αν η ταχύτητα του βλήματος δεν υπερβαίνει την ταχύτητα του ήχου), συμπεριλαμβανομένου χωρίς αλλαγή της κάννης και των πυρομαχικών, σχετικά χαμηλή ανάκρουση (ίση με την ορμή του βλήματος που έχει εκτοξευθεί, χωρίς πρόσθετη ώθηση από αέρια σκόνης ή κινούμενα μέρη), θεωρητικά, μεγαλύτερη αξιοπιστία και αντοχή στη φθορά, καθώς και ικανότητα εργασίας υπό οποιεσδήποτε συνθήκες, συμπεριλαμβανομένου του διαστήματος.

Ωστόσο, παρά τη φαινομενική απλότητα του κανονιού Gauss και τα πλεονεκτήματά του, η χρήση του ως όπλου είναι γεμάτη σοβαρές δυσκολίες.

Η πρώτη δυσκολία είναι η χαμηλή απόδοση της εγκατάστασης. Μόνο το 1-7% του φορτίου του πυκνωτή μετατρέπεται στην κινητική ενέργεια του βλήματος. Εν μέρει, αυτό το μειονέκτημα μπορεί να αντισταθμιστεί με τη χρήση ενός συστήματος επιτάχυνσης βλημάτων πολλαπλών σταδίων, αλλά σε κάθε περίπτωση, η απόδοση σπάνια φτάνει ακόμη και το 27%. Ως εκ τούτου, το κανόνι Gauss χάνει ακόμη και από πνευματικά όπλα όσον αφορά τη δύναμη της βολής.

Η δεύτερη δυσκολία είναι η υψηλή κατανάλωση ενέργειας (λόγω χαμηλής απόδοσης) και είναι αρκετή πολύς καιρόςεπαναφόρτιση των πυκνωτών, η οποία αναγκάζει μια πηγή ενέργειας (συνήθως μια ισχυρή επαναφορτιζόμενη μπαταρία) να μεταφερθεί μαζί με το πιστόλι Gauss. Είναι δυνατό να αυξηθεί σημαντικά η απόδοση με τη χρήση υπεραγώγιμων σωληνοειδών, αλλά αυτό θα απαιτούσε ένα ισχυρό σύστημα ψύξης, το οποίο θα μείωνε σημαντικά την κινητικότητα του όπλου Gauss.

Η τρίτη δυσκολία (ακολουθεί από τις δύο πρώτες) - μεγάλο βάροςκαι τις διαστάσεις της εγκατάστασης, με τη χαμηλή απόδοση.

Έτσι, σήμερα το όπλο Gauss δεν έχει ιδιαίτερες προοπτικές ως όπλο, καθώς είναι σημαντικά κατώτερο από άλλους τύπους φορητών όπλων. Οι προοπτικές είναι δυνατές μόνο στο μέλλον εάν δημιουργηθούν συμπαγείς αλλά ισχυρές πηγές ηλεκτρικού ρεύματος και υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας (200-300 K).

σιδηροδρομικό όπλο

πιστόλι ράγας(Αγγλικά) σιδηροδρομικό όπλο) είναι μια μορφή όπλου που βασίζεται στη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε κινητική ενέργεια ενός βλήματος. Άλλες ονομασίες: σιδηροδρομικός επιταχυντής μάζας, railgun, railgun. Δεν πρέπει να συγχέεται με το Gauss Cannon.

Λειτουργική αρχή

Το όπλο χρησιμοποιεί μια ηλεκτρομαγνητική δύναμη που ονομάζεται δύναμη Ampère για να διασκορπίσει ένα ηλεκτρικά αγώγιμο βλήμα που είναι αρχικά μέρος ενός κυκλώματος. Μερικές φορές χρησιμοποιείται κινητός οπλισμός για τη σύνδεση των σιδηροτροχιών. Ρεύμα Εγώ, περνώντας από τις ράγες, διεγείρει ένα μαγνητικό πεδίο Β μεταξύ τους, κάθετο στο ρεύμα που διέρχεται από το βλήμα και τη διπλανή ράγα. Ως αποτέλεσμα, εκεί αμοιβαία απώθησησιδηροτροχιές και την επιτάχυνση του βλήματος υπό τη δράση της δύναμης φά.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Μια σειρά από σοβαρά προβλήματα: ο παλμός ρεύματος πρέπει να είναι τόσο ισχυρός και οξύς ώστε το βλήμα να μην έχει χρόνο να εξατμιστεί και να διασκορπιστεί, αλλά θα προέκυπτε μια επιταχυνόμενη δύναμη που το επιταχύνει προς τα εμπρός. Επομένως, το υλικό του βλήματος και της σιδηροτροχιάς πρέπει να έχουν την υψηλότερη δυνατή αγωγιμότητα, το βλήμα να έχει όσο το δυνατόν μικρότερη μάζα και η πηγή ρεύματος να έχει όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ισχύ και λιγότερη αυτεπαγωγή. Ωστόσο, η ιδιαιτερότητα του επιταχυντή σιδηροτροχιάς είναι ότι είναι ικανός να επιταχύνει εξαιρετικά μικρές μάζες σε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες. Στην πράξη, οι ράγες είναι κατασκευασμένες από χαλκό χωρίς οξυγόνο επικαλυμμένο με ασήμι, ράβδοι αλουμινίου ή σύρματα χρησιμοποιούνται ως βλήματα, μια μπαταρία ηλεκτρικών πυκνωτών υψηλής τάσης, γεννήτριες Marx, μονοπολικές γεννήτριες κραδασμών, καταναγκαστές χρησιμοποιούνται ως πηγή ενέργειας και πριν μπαίνοντας στις ράγες, προσπαθούν να δώσουν το βλήμα όσο το δυνατόν μεγαλύτερο αρχική ταχύτηταχρησιμοποιώντας πνευματικά ή πυροβόλα όπλα για αυτό. Σε εκείνα τα όπλα όπου το βλήμα είναι σύρμα, μετά την εφαρμογή τάσης στις ράγες, το σύρμα θερμαίνεται και καίγεται, μετατρέποντας σε αγώγιμο πλάσμα, το οποίο στη συνέχεια επίσης επιταχύνεται. Έτσι, το railgun μπορεί να εκτοξεύσει πλάσμα, ωστόσο, λόγω της αστάθειάς του, διαλύεται γρήγορα. Όταν χρησιμοποιείτε τις συμβουλές που περιγράφονται εδώ, απαιτείται σύνδεσμος εδώ, ως προς την πηγή..

Εισαγωγή

Υπάρχουν αρκετοί μανιακοί στο Διαδίκτυο που κατασκευάζουν ένα κανόνι Gauss - αυτό είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό όπλο που εκτοξεύει σιδερένια βλήματα. Η αρχή της λειτουργίας του είναι η εξής: ο σίδηρος (καρφί) έλκεται από έναν μαγνήτη, επομένως, εάν φτιάξετε έναν πολύ ισχυρό ηλεκτρομαγνήτη (πηνίο), τότε όταν είναι ενεργοποιημένος, το καρφί θα τραβηχτεί με μεγάλη ταχύτητα, αλλά αν έχετε χρόνο να το απενεργοποιήσετε αυτή τη στιγμή, τότε το καρφί θα πετάξει περαιτέρω με αδράνεια. Δεν προσπάθησα να φτιάξω μόνος μου ένα όπλο Gauss - δεν υπάρχει χρόνος για αυτό και τα εξαρτήματα που χρειάζονται δεν είναι τα φθηνότερα. Τα έργα όπλων που περιγράφονται στο Διαδίκτυο έχουν ενεργειακή ένταση έως και 3000 J. Αυτή είναι περίπου η ενέργεια μιας σφαίρας από το Kalash. Αλλά δεν είναι όλα καλά. Αυτή η ενεργειακή ένταση θεωρείται με βάση την χωρητικότητα των πυκνωτών σύμφωνα με τον τύπο E \u003d CV 2 /2. Η απόδοση των υπαρχουσών εγκαταστάσεων είναι περίπου 1%, επομένως, στην πραγματικότητα, η ενέργεια των βλημάτων είναι καλή αν φτάσει τα 100 J. Και οι εγκαταστάσεις που μπορεί να κρατήσει ένα μη εκπαιδευμένο άτομο στο χέρι τους έχουν ενέργεια βλήματος 1-3 J, που είναι μόνο κατάλληλο για βολή σε δοχεία αλουμινίου και πλαστικά μπουκάλια. Αν και φαίνονται καταπληκτικά από έξω.

Ο σχεδιασμός των περισσότερων όπλων είναι ο εξής: ένας μετατροπέας υψηλής τάσης, ένας πυκνωτής, ένα πηνίο, ένα κλειδί (θυρίστορ, διάκενο σπινθήρα κ.λπ.), μια δίοδος παράλληλα με το πηνίο. Οι συγγραφείς περιγράφουν τη λειτουργία της εγκατάστασης από ηλεκτρική άποψη ως εξής:

1. Ο πυκνωτής φορτίζεται σε υψηλή τάση.
2. Το κλειδί είναι ενεργοποιημένο.
3. Ο πυκνωτής εκφορτίζεται μέσω του πηνίου.
4. Λόγω της αυτεπαγωγής, το ρεύμα συνεχίζει να ρέει, αλλά ήδη μέσω της διόδου. Εάν δεν υπήρχε δίοδος, το σύστημα θα λειτουργούσε σαν ένα ταλαντευόμενο κύκλωμα: αυτό το ρεύμα θα φόρτιζε τον πυκνωτή με μια τάση αντίθετης πολικότητας και αυτές οι ταλαντώσεις μπρος-πίσω θα γίνονταν μέχρι να εξαντληθεί η ενέργεια στο σύστημα.
5. Η ενέργεια που δεν δαπανάται για την επιτάχυνση του βλήματος διαχέεται στην αντίσταση του πηνίου και της διόδου.

Σε αυτή την περίπτωση, το σύστημα υπολογίζεται έτσι ώστε μέχρι τη στιγμή που το βλήμα πλησιάσει το μέσο του πηνίου, ο πυκνωτής έχει αποφορτιστεί πλήρως.

Φυσική επιτάχυνσης βλημάτων

Η πτώση τάσης στο πηνίο, σύμφωνα με τον σχολικό τύπο, είναι η χρονική παράγωγος της μαγνητικής ροής: U=dФ/dt. Η μαγνητική ροή ορίζεται ως το γινόμενο επαγωγής και ρεύματος: Ф = LI. Ως εκ τούτου, για ένα κανονικό πηνίο: U=L*(dI/dt). Αλλά έχουμε ένα μη φυσιολογικό πηνίο - έχει έναν πυρήνα, ο οποίος, πρέπει να πω, αλλάζει την επαγωγή του όταν κινείται. Επομένως, στην περίπτωσή μας, ο τύπος είναι διαφορετικός: U=(∂L/∂x)*(dx/dt)*I+L*(dI/dt). Εδώ ∂L/∂x είναι η αλλαγή στην επαγωγή λόγω μετατόπισης του πυρήνα και dx/dt είναι η ταχύτητα με την οποία κινείται ο πυρήνας.
Έτσι, από ηλεκτρική άποψη, ο κινητός πυρήνας μοιάζει με ενεργή αντίσταση της τιμής (∂L/∂x)*(dx/dt) και το βλήμα επιταχύνεται με τη δύναμη F=(∂L/∂x) *Ι 2 . Παρεμπιπτόντως, αυτή η ενεργή αντίσταση είναι ανάλογη με την ταχύτητα του βλήματος. Είναι σαφές ότι η απόδοση θα είναι χαμηλή εάν αυτή η αντίσταση είναι μικρότερη από την αντίσταση του ίδιου του πηνίου. Εξ ου και το πολύ διάσημο, αλλά σημαντικό συμπέρασμα: ενώ η ταχύτητα του βλήματος είναι χαμηλή, η επιτάχυνση είναι αναποτελεσματική. Ωστόσο, καθώς το βλήμα αρχίζει να φεύγει από το πηνίο, η αυτεπαγωγή του πηνίου μειώνεται και η αντίσταση γίνεται αρνητική. Το πρόσημο της δύναμης αλλάζει και το βλήμα επιβραδύνεται, παράγοντας ενέργεια στο πηνίο.

Τέλειο όπλο Gauss

Ας εξετάσουμε ένα υπεραγώγιμο πηνίο, στο οποίο εκτοξεύτηκε αρχικά το ρεύμα I 1, έχοντας αντλήσει την ενέργεια E 1 . Μια πολύ σημαντική σημείωση αμέσως: Σε ένα ιδανικό Gaussian, η ενέργεια αποθηκεύεται στο ίδιο το πηνίο, και καθόλου στον πυκνωτή., ο ρόλος του οποίου είναι να εφαρμόζει ρεύμα στο πηνίο ή να το παίρνει πίσω (περισσότερα για αυτό αργότερα). Αφού αντληθεί το πηνίο, θα πρέπει να βραχυκυκλωθεί. Σε αυτή την περίπτωση, η τάση στο πηνίο είναι μηδέν, δηλ. δεν αλλάζει με το χρόνο, πράγμα που σημαίνει ότι η μαγνητική ροή διατηρείται. Τότε ο νόμος διατήρησης της ενέργειας θα γραφτεί ως εξής:

Ф 2 / (2L) + m (dx / dt) 2 / 2 \u003d E 1 \u003d const,
F = καταστ.

Εάν ταυτόχρονα η αυτεπαγωγή του πηνίου χωρίς πυρήνα είναι ίση με L 1, και με τον πυρήνα L 2, τότε F \u003d L 1 I 1, και όταν ο πυρήνας φτάσει στο μέσο του πηνίου, τότε το ρεύμα στο θα είναι: I 2 \u003d (L 1 / L 2) * I 1 , η υπολειπόμενη ενέργεια του πηνίου E 2 = E 1 *(L1/L2) και η κινητική ενέργεια του πυρήνα: m(dx/dt ) 2/2 = E 1 *(1 - L 1 /L 2). Άρα, το πρώτο συμπέρασμα: Όσο περισσότερο L 2 /L 1 , δηλ. Όσο ισχυρότερη αλλάζει ο πυρήνας η επαγωγή, τόσο μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας θα δαπανηθεί σε χρήσιμη εργασία.

Πώς να είσαι; Ναι, "μόνο" είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε τη μαγνητική ροή από το πηνίο την κατάλληλη στιγμή, δηλαδή: μόλις ο πυρήνας φτάσει στη μέση, πρέπει αμέσως να απενεργοποιήσετε το ρεύμα. Το πρόβλημα εδώ είναι ότι το ρεύμα στο πηνίο δεν μπορεί να σταματήσει τόσο εύκολα - αποθηκεύει ενέργεια που πρέπει να αντληθεί από κάπου. Εάν ανοίξετε απλώς το κύκλωμα, όλο αυτό το απόθεμα θα απελευθερωθεί στο κλειδί, δημιουργώντας ένα στιγμιαίο κύμα τάσης. Είναι επίσης αδύνατο να αφήσετε το πηνίο κλειστό - το βλήμα θα επιβραδυνθεί ξανά, επιστρέφοντας ενέργεια στο πηνίο. Παρεμπιπτόντως, ένα άλλο ασήμαντο αποτέλεσμα είναι ότι το βλήμα έχει υπολειπόμενη μαγνήτιση, επομένως, ακόμη και αν όλο το ρεύμα στο πηνίο έχει στεγνώσει, αλλά δεν είναι ανοιχτό, το μαγνητισμένο βλήμα μπορεί να αντλήσει ξανά το ρεύμα όταν κινείται.

Ένας τρόπος για να σταματήσετε το ρεύμα στο πηνίο είναι να το αντλήσετε σε έναν πυκνωτή.. Στη συνέχεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και για το δεύτερο στάδιο. Εάν ο κύριος πυκνωτής αποθήκευσης είναι πολικός, τότε χρειάζεται ένας δεύτερος πυκνωτής. Είναι εύκολο να φανεί από τους υπολογισμούς ότι η χωρητικότητα αυτού του πυκνωτή μπορεί να είναι L 2 /L 1 φορά μικρότερη στην ίδια ονομαστική τάση. Αν και υπάρχει μια ενέδρα εδώ: εάν το όπλο λειτουργεί χωρίς βλήμα, τότε ο πυκνωτής μπορεί να επαναφορτιστεί και να αποτύχει. Από την άλλη πλευρά, ένας μεγάλος πυκνωτής μπορεί να φορτίζει πολύ αργά. Όπως θα φανεί παρακάτω, για ένα ιδανικό Gaussian, η χωρητικότητα των πυκνωτών πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερη, το οποίο μπορεί να αντισταθμιστεί αυξάνοντας την τάση, διατηρώντας παράλληλα την ίδια κατανάλωση ενέργειας. Αλλά γενικά, όπως θα φανεί παρακάτω, η κατάσταση δεν είναι ακριβώς η ίδια για τα πραγματικά όπλα Gauss.

Έτσι, το κύκλωμα αποδείχθηκε (για λόγους απλότητας, ο πυκνωτής είναι μη πολικός):

1. Φορτίζουμε τον πυκνωτή
2. Συνδέουμε τον πυκνωτή στο πηνίο και αντλούμε ρεύμα σε αυτό πολύ γρήγορα, ενώ το βλήμα είναι ακόμα σε ηρεμία.
3. Αφού αποφορτιστεί η χωρητικότητα, βραχυκυκλώνουμε αμέσως το πηνίο.
4. Περιμένουμε μέχρι το βλήμα να φτάσει στη μέση.
5. Ανοίγουμε το βραχυκύκλωμα για να αντλήσουμε την υπόλοιπη ενέργεια στον πυκνωτή (η πολικότητα της φόρτισης θα είναι ήδη αντίθετη). Αυτό πρέπει επίσης να γίνει γρήγορα πριν το βλήμα επιβραδύνει.
6. Μόλις σταματήσει το ρεύμα, απενεργοποιήστε τον πυκνωτή.

Προβλήματα δημιουργίας ενός ιδανικού όπλου Gauss

Τώρα ας επιστρέψουμε στην πραγματικότητα και ας γράψουμε τύποι για την αξιολόγηση των ευκαιριών:

T r \u003d 0,35 * L 1 / R - ο χρόνος κατά τον οποίο το ήμισυ της ενέργειας του πηνίου διαχέεται από την αντίστασή του.

T + \u003d 1,57 * (L 1 C 1) - ο χρόνος για τον οποίο εκφορτίζεται ο πυκνωτής

T - \u003d 1,57 * (L 2 C 2) - ο χρόνος κατά τον οποίο η περίσσεια ενέργειας του πηνίου πηγαίνει στον πυκνωτή.

Σημειώνουμε με T m τον χαρακτηριστικό χρόνο κατά τον οποίο ο πυρήνας επιταχύνεται.

Στη συνέχεια, για αποτελεσματική εργασίααπαραίτητες προϋποθέσεις:

T r >> T m
T+<< T m
T-<< T m

Το σύμβολο >> σημαίνει "πολύ περισσότερα".

Στην πράξη, ο πρώτος περιορισμός είναι ο πιο σημαντικός. Το L/R είναι το πιο σημαντικό. Η αυτεπαγωγή του πηνίου στην αρχή της διαδικασίας πρέπει να είναι αρκετά μεγάλη ώστε το ρεύμα σε αυτό να μην διασπάται πρόωρα. Για παράδειγμα, αν θέλουμε η μισή ενέργεια να διαχέεται όχι νωρίτερα από το 1/10 του δευτερολέπτου, τότε η αναλογία L / R θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 300 μH / mΩ. Στα ερασιτεχνικά πηνία όπλων gauss, κατά κανόνα, ο χαρακτηριστικός χρόνος απαγωγής ενέργειας είναι της τάξης του χιλιοστού του δευτερολέπτου, κάτι που δεν είναι καλό. Τρόπος επίλυσης του προβλήματος: αυξήστε τον αριθμό των στροφών - η αυτεπαγωγή με τον αριθμό των στροφών αυξάνεται ταχύτερα από την αντίσταση. Δεν είναι απαραίτητο να κυνηγήσετε τη χαμηλή αντίσταση παχύνοντας τα καλώδια - αντίθετα, μπορείτε να αυξήσετε την τάση λειτουργίας. Αλλά ούτως ή άλλως, μια αύξηση στο Tr συνδέεται αναπόφευκτα με μια αύξηση των διαστάσεων και της μάζας του πηνίου και είναι δύσκολο να αυξηθεί σημαντικά αυτή η τιμή. Μπορείτε να θυσιάσετε την αναλογία L 2 /L 1 αυξάνοντας το L 1 . Για να γίνει αυτό, οι ερασιτέχνες περιβάλλουν το πηνίο με ένα μαγνητικά αγώγιμο υλικό με υψηλή μαγνητική διαπερατότητα, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης ενός πυρήνα με τη μορφή ενός παχύ σωλήνα (δηλαδή, με ένα κανάλι για το βλήμα στη μέση). Αυτό είναι χρήσιμο εάν το L 2 ανεβαίνει ή η κλίση ∂L/∂x γίνεται πιο απότομη. Υπάρχει όμως πιο εύκολος τρόπος. Το L 1 μπορεί να αυξηθεί συνδέοντας μια κανονική επαγωγή χαμηλής αντίστασης σε σειρά με το πηνίο επιτάχυνσης-- για παράδειγμα, ένα τσοκ με δακτύλιο χαμηλής αντίστασης με υψηλή μαγνητική διαπερατότητα. Το τελευταίο θα είναι ένας συσσωρευτής ενέργειας. Το κύριο πλεονέκτημα της επαγωγής ως συσκευή αποθήκευσης ενέργειας είναι η ταχεία αύξηση του ρεύματος στο φορτίο. Ο τρίτος τρόπος για να αυξήσετε την αυτεπαγωγή είναι να βρείτε το βέλτιστο σημείο εκκίνησης. Πράγματι, καθώς εισέρχεται ο πυρήνας, αυξάνεται και η αυτεπαγωγή, χωρίς κανένα πηνίο. Με L 2 /L 1 =2, για παράδειγμα, έχουμε ακόμα την ευκαιρία να αντλήσουμε το 50% της ενέργειας στο βλήμα, και αυτό είναι πολύ καλό για έναν Gaussian. Επιπλέον, η τιμή του L 2 /L 1 έχει μικρότερη σημασία εάν χρησιμοποιείται ένα σχέδιο ανάκτησης ενέργειας πολλαπλών σταδίων. Μετά από όλα, τότε δεν είναι τρομακτικό ότι δεν ξοδεύτηκε όλη η ενέργεια στην επιτάχυνση - η περίσσεια θα αντληθεί στο επόμενο πηνίο. Παρεμπιπτόντως, σε αυτή την περίπτωση δεν είναι τόσο σημαντικό να αντλήσετε το πηνίο με ρεύμα όσο το δυνατόν γρηγορότερα. Για ένα κύκλωμα ενός σταδίου, μπορεί επίσης να είναι χρήσιμο να γνωρίζουμε τη θέση όταν η δύναμη είναι μέγιστη. Αυτή είναι περίπου η στιγμή που ο πυρήνας έχει μόλις εισέλθει στο πηνίο. Παρεμπιπτόντως, αυτή η θέση μπορεί να βρεθεί με την αφή - εφαρμόζοντας ρεύμα, σπρώξτε ομαλά τον πυρήνα και παρακολουθήστε την προσπάθεια. Μπορείτε, κρατώντας το συνδεδεμένο πηνίο με τον πυρήνα μέσα στο βάρος, να μειώσετε σταδιακά το ρεύμα μέχρι να πέσει ο πυρήνας. Η θέση στην οποία θα πέσει θα είναι η επιθυμητή. Υπάρχει ένας άλλος τρόπος υπολογισμού της δύναμης μέσω της εξάρτησης της επαγωγής από τη θέση, λαμβάνοντας την παράγωγο.

Η δεύτερη και η τρίτη συνθήκη το δείχνουν η χωρητικότητα των πυκνωτών πρέπει να είναι αρκετά χαμηλή για γρήγορη εκφόρτιση / φόρτιση. Και πάλι, δεν είναι απαραίτητο να κυνηγάτε μεγάλες μικροφαράδες, είναι καλύτερο να αυξήσετε την τάση. Αλλά, στην πραγματικότητα, αυτές οι συνθήκες είναι σημαντικές μόνο για το gauss ενός σταδίου ή όταν δεν υπάρχει ανάκτηση ενέργειας.

Δεν είναι επίσης απαραίτητο να χρησιμοποιείτε ταυτόχρονα κλειδιά που έχουν σχεδιαστεί τόσο για υψηλή τάση όσο και για υψηλό ρεύμα.. Μπορεί να είναι χρήσιμο κάτι τέτοιο όπως ένας μετασχηματιστής.

Τρόπος λειτουργίας T r<< T +

Ένα ιδανικό όπλο gauss είναι καλό, αλλά μέχρι στιγμής τα υπάρχοντα ερασιτεχνικά όπλα gauss λειτουργούν σε συνθήκες αντίθετες από τις ιδανικές. Αν ο T r<< T + , то система больше не будет работать как колебательный контур. Вместо этого, ток сначала вырастет до максимального, затем затухнет, и всё. Δεν πρέπει να υπάρχει επαγωγικό ρεύμα.

Αυτή η λειτουργία χαρακτηρίζεται από άλλες τιμές:

T С \u003d 0,35 * RC - ο χρόνος για τον οποίο διαχέεται η μισή ενέργεια
T L \u003dT r *Ln - ο χρόνος κατά τον οποίο το ρεύμα θα ανέλθει στο μέγιστο.

Όπως καταλαβαίνετε, η τιμή T r =0,35*L/R ήρθε πολύ χρήσιμη, η οποία από μόνη της δεν είναι πλέον ενδιαφέρουσα.

Φαίνεται ότι όταν λειτουργεί σε αυτή τη λειτουργία, δεν χρειάζεται προστατευτική δίοδος. Δεν είναι όμως όλα τόσο απλά. Το θέμα είναι ότι τα πράγματα μπορούν να αλλάξουν με τον καιρό. Πρώτον, καθώς ο πυρήνας τραβιέται προς τα μέσα, η αυτεπαγωγή του πηνίου αυξάνεται, και σε μεγάλο βαθμό L 2 /L 1, ο τρόπος λειτουργίας του κυκλώματος μπορεί και πάλι να γίνει ταλαντωτικός. Εάν, ωστόσο, το κύκλωμα είναι κλειστό, κάτι που κάνει η δίοδος, τότε το ρεύμα θα διαλυθεί στον χαρακτηριστικό χρόνο Tr . Ωστόσο, η ενέδρα είναι ότι όταν ο πυρήνας πετάξει ακόμη περισσότερο, θα αρχίσει να δημιουργεί μια τάση αντίστροφης πολικότητας στο πηνίο και η ενεργή αντίσταση του πηνίου θα μειωθεί σε R s \u003d R- (∂L / ∂x) * (dx / dt). Σε αυτή την περίπτωση, το ρεύμα θα διαχέεται πιο αργά. Αλλά αν το R s< 0, то ток не только не будет рассеиваться, но будет, наоборот, возрастать.

Πρώτα λοιπόν, δεν είναι απαραίτητο να κλείσετε το πηνίο εάν T C<< T m , παρόλα αυτά, δεν θα υπάρχει νόημα και τότε η δίοδος δεν χρειάζεται. Κατα δευτερον, αν Rs< 0, то катушку надо разрядить . Η εκφόρτιση του πηνίου μέσω διόδου σε αυτή την περίπτωση είναι παράλογη. Εάν το ρεύμα στο πηνίο I 2 είναι μικρό, τότε μπορείτε να κλείσετε το πηνίο σε μια αντίσταση απόσβεσης R d >> R, τότε η τάση στο πηνίο δεν θα πηδήξει πάνω από I 2 * R d. Εάν το ρεύμα εξακολουθεί να είναι σημαντικό, τότε θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε έναν πυκνωτή απόσβεσης, όπως περιγράφεται παραπάνω.

Και το πιο σημαντικό. Η ενεργός αντίσταση κατά την επιτάχυνση του βλήματος είναι ανάλογη του ∂L/∂x. Αυτό σημαίνει ότι είναι στη γειτονιά του σημείου όπου ∂L / ∂x είναι το μέγιστο (στο ίδιο σημείο όπου η μέγιστη δύναμη στο συνεχές ρεύμα) θα πρέπει να στοχεύει η κύρια ενέργεια του παλμού ρεύματος. Με μικρό T C , είναι πλεονεκτικό να εκτοξεύεται το βλήμα από αυτό το σημείο.

Αυτό, στην πραγματικότητα, είναι το μόνο που ήθελα να μεταφέρω. Εξακολουθούν να υπάρχουν σκέψεις για έναν πιο βέλτιστο σχεδιασμό πηνίου, αλλά πρέπει ακόμα να επαληθεύονται με υπολογισμούς.

Παρουσιάζουμε ένα κύκλωμα ενός ηλεκτρομαγνητικού όπλου σε ένα χρονόμετρο NE555 και ένα τσιπ 4017B.

Η αρχή της λειτουργίας ενός ηλεκτρομαγνητικού (gauss-) όπλου βασίζεται στην ταχεία διαδοχική λειτουργία των ηλεκτρομαγνητών L1-L4, καθένας από τους οποίους δημιουργεί μια πρόσθετη δύναμη που επιταχύνει τη φόρτιση του μετάλλου. Ο χρονοδιακόπτης NE555 στέλνει παλμούς στο τσιπ 4017 με περίοδο περίπου 10 ms, η συχνότητα παλμού σηματοδοτείται από το LED D1.

Όταν πατηθεί το κουμπί PB1, το μικροκύκλωμα IC2 ανοίγει διαδοχικά τρανζίστορ από TR1 έως TR4 με το ίδιο διάστημα, στο κύκλωμα συλλέκτη του οποίου περιλαμβάνονται οι ηλεκτρομαγνήτες L1-L4.

Για να φτιάξουμε αυτούς τους ηλεκτρομαγνήτες, χρειαζόμαστε έναν χάλκινο σωλήνα μήκους 25 cm και διαμέτρου 3 mm. Κάθε πηνίο περιέχει 500 στροφές από εμαγιέ σύρμα 0,315 mm. Τα πηνία πρέπει να είναι κατασκευασμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορούν να κινούνται ελεύθερα. Ένα κομμάτι καρφιού μήκους 3 cm και διαμέτρου 2 mm λειτουργεί ως βλήμα.

Το πιστόλι μπορεί να τροφοδοτηθεί τόσο από μπαταρία 25 V όσο και από ηλεκτρικό ρεύμα.

Αλλάζοντας τη θέση των ηλεκτρομαγνητών, επιτυγχάνουμε το καλύτερο αποτέλεσμα, από το παραπάνω σχήμα φαίνεται ότι το διάστημα μεταξύ κάθε πηνίου αυξάνεται - αυτό οφείλεται στην αύξηση της ταχύτητας του βλήματος.

Αυτό, φυσικά, δεν είναι ένα πραγματικό όπλο Gauss, αλλά ένα λειτουργικό πρωτότυπο, βάσει του οποίου είναι δυνατό, ενισχύοντας το κύκλωμα, να συναρμολογηθεί ένα πιο ισχυρό όπλο Gauss.

Άλλοι τύποι ηλεκτρομαγνητικών όπλων.

Εκτός από τους επιταχυντές μαγνητικής μάζας, υπάρχουν πολλοί άλλοι τύποι όπλων που χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνητική ενέργεια για να λειτουργήσουν. Εξετάστε τα πιο διάσημα και κοινά είδη τους.

Επιταχυντές ηλεκτρομαγνητικής μάζας.

Εκτός από τα "όπλα Gauss", υπάρχουν τουλάχιστον 2 τύποι επιταχυντών μάζας - επαγωγικοί επιταχυντές μάζας (πηνίο Thompson) και επιταχυντές μάζας σιδηροτροχιάς, γνωστοί και ως "rail guns" (από το αγγλικό "Rail gun" - rail gun).

Η λειτουργία του επαγωγικού επιταχυντή μάζας βασίζεται στην αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Σε μια επίπεδη περιέλιξη δημιουργείται ένα ταχέως αυξανόμενο ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο προκαλεί εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο στον χώρο γύρω. Ένας πυρήνας φερρίτη εισάγεται στην περιέλιξη, στο ελεύθερο άκρο του οποίου τοποθετείται ένας δακτύλιος από αγώγιμο υλικό. Κάτω από τη δράση μιας εναλλασσόμενης μαγνητικής ροής που διεισδύει στον δακτύλιο, δημιουργείται ηλεκτρικό ρεύμα σε αυτόν, δημιουργώντας ένα μαγνητικό πεδίο αντίθετης κατεύθυνσης σε σχέση με το πεδίο περιέλιξης. Με το πεδίο του, ο δακτύλιος αρχίζει να απωθεί από το πεδίο περιέλιξης και επιταχύνεται, πετώντας από το ελεύθερο άκρο της ράβδου φερρίτη. Όσο πιο σύντομος και ισχυρότερος είναι ο παλμός ρεύματος στην περιέλιξη, τόσο πιο ισχυρός είναι ο δακτύλιος.

Διαφορετικά, λειτουργεί ο επιταχυντής μάζας σιδηροτροχιάς. Σε αυτό, ένα αγώγιμο βλήμα κινείται μεταξύ δύο σιδηροτροχιών - ηλεκτροδίων (από το οποίο πήρε το όνομά του - ένα όπλο), μέσω των οποίων τροφοδοτείται ρεύμα.

Η πηγή ρεύματος είναι συνδεδεμένη με τις ράγες στη βάση τους, έτσι το ρεύμα ρέει, σαν να λέγαμε, στην καταδίωξη του βλήματος και το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται γύρω από τους αγωγούς που μεταφέρουν ρεύμα συγκεντρώνεται πλήρως πίσω από το αγώγιμο βλήμα. Σε αυτή την περίπτωση, το βλήμα είναι ένας αγωγός που μεταφέρει ρεύμα τοποθετημένος σε ένα κάθετο μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από τις ράγες. Σύμφωνα με όλους τους νόμους της φυσικής, η δύναμη Lorentz δρα στο βλήμα, κατευθυνόμενη προς την αντίθετη κατεύθυνση από το σημείο σύνδεσης της σιδηροτροχιάς και επιταχύνοντας το βλήμα. Πολλά σοβαρά προβλήματα σχετίζονται με την κατασκευή ενός όπλου - ο παλμός ρεύματος πρέπει να είναι τόσο ισχυρός και απότομος ώστε το βλήμα να μην έχει χρόνο να εξατμιστεί (εξάλλου, ένα τεράστιο ρεύμα ρέει μέσα από αυτό!), αλλά μια επιταχυνόμενη δύναμη θα προκύπτουν που το επιταχύνουν προς τα εμπρός. Επομένως, το υλικό του βλήματος και της σιδηροτροχιάς θα πρέπει να έχουν την υψηλότερη δυνατή αγωγιμότητα, το βλήμα θα πρέπει να έχει όσο το δυνατόν μικρότερη μάζα και η πηγή ρεύματος πρέπει να έχει όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ισχύ και μικρότερη αυτεπαγωγή. Ωστόσο, η ιδιαιτερότητα του επιταχυντή σιδηροτροχιάς είναι ότι είναι ικανός να επιταχύνει εξαιρετικά μικρές μάζες σε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες. Στην πράξη, οι ράγες είναι κατασκευασμένες από χαλκό χωρίς οξυγόνο επικαλυμμένο με ασήμι, οι ράβδοι αλουμινίου χρησιμοποιούνται ως βλήματα, μια μπαταρία πυκνωτών υψηλής τάσης χρησιμοποιείται ως πηγή ενέργειας και πριν μπουν στις ράγες, προσπαθούν να δώσουν στο βλήμα τόση ποσότητα αρχική ταχύτητα όσο το δυνατόν, χρησιμοποιώντας πνευματικά όπλα ή πυροβόλα όπλα.

Εκτός από τους μαζικούς επιταχυντές, τα ηλεκτρομαγνητικά όπλα περιλαμβάνουν πηγές ισχυρής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας όπως λέιζερ και μαγνητρόνια.

Όλοι γνωρίζουν το λέιζερ. Αποτελείται από ένα σώμα εργασίας στο οποίο δημιουργείται ένας αντίστροφος πληθυσμός κβαντικών επιπέδων από ηλεκτρόνια κατά τη διάρκεια μιας βολής, έναν συντονιστή για την αύξηση της εμβέλειας των φωτονίων μέσα στο σώμα εργασίας και μια γεννήτρια που θα δημιουργήσει αυτόν τον πολύ αντίστροφο πληθυσμό. Κατ' αρχήν, ένας αντίστροφος πληθυσμός μπορεί να δημιουργηθεί σε οποιαδήποτε ουσία και στην εποχή μας είναι πιο εύκολο να πούμε από τι ΔΕΝ αποτελούνται τα λέιζερ.

Τα λέιζερ μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με το λειτουργικό ρευστό: ρουμπίνι, CO2, αργό, ήλιο-νέον, στερεά κατάσταση (GaAs), αλκοόλ κ.λπ., ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας: παλμικό, cw, ψευδο-συνεχές, μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με τον αριθμό των κβαντικών επιπέδων που χρησιμοποιούνται: 3 επιπέδων, 4 επιπέδων, 5 επιπέδων. Τα λέιζερ ταξινομούνται επίσης ανάλογα με τη συχνότητα της παραγόμενης ακτινοβολίας - μικροκύματα, υπέρυθρες, πράσινες, υπεριώδεις, ακτίνες Χ κ.λπ. Η απόδοση λέιζερ συνήθως δεν υπερβαίνει το 0,5%, αλλά τώρα η κατάσταση έχει αλλάξει - τα λέιζερ ημιαγωγών (λέιζερ στερεάς κατάστασης βασισμένα σε GaAs) έχουν απόδοση άνω του 30% και σήμερα μπορούν να έχουν ισχύ εξόδου έως και 100 (!) W , δηλ. συγκρίσιμο με ισχυρά "κλασικά" λέιζερ ρουμπίνι ή CO2. Επιπλέον, υπάρχουν αεριοδυναμικά λέιζερ που είναι λιγότερο παρόμοια με άλλους τύπους λέιζερ. Η διαφορά τους είναι ότι είναι ικανά να παράγουν μια συνεχή δέσμη τεράστιας ισχύος, η οποία τους επιτρέπει να χρησιμοποιηθούν για στρατιωτικούς σκοπούς. Στην ουσία, ένα αεριοδυναμικό λέιζερ είναι ένας κινητήρας τζετ, στον οποίο υπάρχει αντηχείο κάθετο στη ροή του αερίου. Το αέριο πυρακτώσεως που εξέρχεται από το ακροφύσιο βρίσκεται σε κατάσταση πληθυσμιακής αναστροφής.

Αξίζει να προσθέσετε έναν συντονιστή σε αυτό - και μια ροή φωτονίων πολλών μεγαβάτ θα πετάξει στο διάστημα.

Πιστόλια μικροκυμάτων - η κύρια λειτουργική μονάδα είναι το magnetron - μια ισχυρή πηγή ακτινοβολίας μικροκυμάτων. Το μειονέκτημα των πυροβόλων όπλων μικροκυμάτων είναι ο υπερβολικός κίνδυνος χρήσης τους ακόμη και σε σύγκριση με τα λέιζερ - η ακτινοβολία μικροκυμάτων αντανακλάται καλά από τα εμπόδια και στην περίπτωση πυροβολισμών σε εσωτερικούς χώρους, κυριολεκτικά τα πάντα μέσα θα εκτεθούν σε ακτινοβολία! Επιπλέον, η ισχυρή ακτινοβολία μικροκυμάτων είναι θανατηφόρα για κάθε ηλεκτρονικό εξοπλισμό, κάτι που πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη.

Και γιατί, στην πραγματικότητα, ακριβώς το «όπλο Gauss», και όχι εκτοξευτές δίσκων Thompson, σιδηροδρομικά όπλα ή όπλα δοκών;

Γεγονός είναι ότι από όλους τους τύπους ηλεκτρομαγνητικών όπλων, το όπλο Gauss είναι το πιο εύκολο στην κατασκευή. Επιπλέον, έχει αρκετά υψηλή απόδοση σε σύγκριση με άλλα ηλεκτρομαγνητικά σκοπευτικά και μπορεί να λειτουργεί σε χαμηλές τάσεις.

Στο επόμενο επίπεδο πολυπλοκότητας βρίσκονται οι επαγωγικοί επιταχυντές - δισκοβολητές Thompson (ή μετασχηματιστές). Η λειτουργία τους απαιτεί ελαφρώς υψηλότερες τάσεις από τα συμβατικά Gaussians, τότε, ίσως, τα λέιζερ και τα μικροκύματα είναι τα πιο περίπλοκα και στην τελευταία θέση είναι το railgun, που απαιτεί ακριβά δομικά υλικά, άψογο υπολογισμό και ακρίβεια κατασκευής, μια ακριβή και ισχυρή πηγή ενέργειας. (μια μπαταρία πυκνωτών υψηλής τάσης) και πολλά άλλα ακριβά πράγματα.

Επιπλέον, το όπλο Gauss, παρά την απλότητά του, έχει ένα απίστευτα μεγάλο πεδίο για σχεδιαστικές λύσεις και μηχανολογική έρευνα - επομένως αυτή η κατεύθυνση είναι αρκετά ενδιαφέρουσα και πολλά υποσχόμενη.

DIY πιστόλι μικροκυμάτων

Πρώτα απ 'όλα, σας προειδοποιώ: αυτό το όπλο είναι πολύ επικίνδυνο, χρησιμοποιήστε τη μέγιστη δυνατή προσοχή στην κατασκευή και τη λειτουργία!

Με λίγα λόγια, σε προειδοποίησα. Και τώρα ας ξεκινήσουμε την κατασκευή.

Παίρνουμε οποιονδήποτε φούρνο μικροκυμάτων, κατά προτίμηση τον πιο χαμηλής κατανάλωσης και φθηνότερο.

Αν καεί, δεν πειράζει - αρκεί να λειτουργεί το magnetron. Εδώ είναι το απλοποιημένο διάγραμμα και η εσωτερική του όψη.

1. Φωτιστικό.
2. Τρύπες εξαερισμού.
3. Μαγνήτρον.
4. Κεραία.
5. Κυματοδηγός.
6. Πυκνωτής.
7. Μετασχηματιστής.
8. Πίνακας ελέγχου.
9. Οδηγήστε.
10. Περιστρεφόμενος δίσκος.
11. Διαχωριστής με κυλίνδρους.
12. Μάνταλο πόρτας.

Στη συνέχεια, εξάγουμε αυτό το ίδιο μαγνητρόν από εκεί. Το magnetron αναπτύχθηκε ως μια ισχυρή γεννήτρια ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων στην περιοχή μικροκυμάτων για χρήση σε συστήματα ραντάρ. Οι φούρνοι μικροκυμάτων έχουν μαγνητρόνια με συχνότητα μικροκυμάτων 2450 MHz. Η λειτουργία του μαγνητρονίου χρησιμοποιεί τη διαδικασία της κίνησης των ηλεκτρονίων παρουσία δύο πεδίων - μαγνητικού και ηλεκτρικού, κάθετα μεταξύ τους. Το magnetron είναι ένας λαμπτήρας ή δίοδος δύο ηλεκτροδίων που περιέχει μια κάθοδο πυρακτώσεως που εκπέμπει ηλεκτρόνια και μια ψυχρή άνοδο. Το μαγνήτρον τοποθετείται σε εξωτερικό μαγνητικό πεδίο.

Φτιάξτο μόνος σου όπλο Gauss

Η άνοδος μαγνητρονίου έχει μια πολύπλοκη μονολιθική δομή με ένα σύστημα συντονιστών που είναι απαραίτητοι για να περιπλέξουν τη δομή του ηλεκτρικού πεδίου μέσα στο μαγνήτρον. Το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται από πηνία με ρεύμα (ηλεκτρομαγνήτης), ανάμεσα στους πόλους των οποίων τοποθετείται ένα μάγνητρο. Αν δεν υπήρχε μαγνητικό πεδίο, τότε τα ηλεκτρόνια που εκπέμπονται από την κάθοδο με πρακτικά καμία αρχική ταχύτητα θα κινούνταν στο ηλεκτρικό πεδίο κατά μήκος ευθειών κάθετων στην κάθοδο και όλα θα έπεφταν στην άνοδο. Με την παρουσία ενός κάθετου μαγνητικού πεδίου, οι τροχιές των ηλεκτρονίων κάμπτονται από τη δύναμη Lorentz.

Τα μεταχειρισμένα magnetron πωλούνται στο ραδιοφωνικό μας παζάρι για 15 χρόνια.

Αυτό είναι ένα magnetron στην κοπή και χωρίς καλοριφέρ.

Τώρα πρέπει να μάθετε πώς να το τροφοδοτήσετε. Το διάγραμμα δείχνει ότι η απαιτούμενη λάμψη είναι 3V 5A και η άνοδος είναι 3kV 0,1A. Οι υποδεικνυόμενες τιμές ισχύος ισχύουν για μαγνητρόνια από αδύναμα μικροκύματα και για ισχυρά μπορεί να είναι κάπως μεγαλύτερες. Η ισχύς μαγνητρόν των σύγχρονων φούρνων μικροκυμάτων είναι περίπου 700 Watt.

Για τη συμπαγή και κινητικότητα του πιστολιού μικροκυμάτων, αυτές οι τιμές μπορούν να μειωθούν κάπως - εάν συμβεί μόνο η παραγωγή. Θα τροφοδοτήσουμε το magnetron από έναν μετατροπέα με μια μπαταρία από έναν υπολογιστή αδιάλειπτης παροχής ρεύματος.

Αξία διαβατηρίου 12 βολτ 7,5 αμπέρ. Λίγα λεπτά μάχης είναι αρκετά. Η λάμψη μαγνητρόν είναι 3V, τη λαμβάνουμε χρησιμοποιώντας το μικροκύκλωμα σταθεροποιητή LM150.

Είναι επιθυμητό να ενεργοποιήσετε τη λάμψη λίγα δευτερόλεπτα πριν ενεργοποιήσετε την τάση ανόδου. Και παίρνουμε κιλοβολτ στην άνοδο από τον μετατροπέα (βλ. παρακάτω διάγραμμα).

Η ισχύς για τη λάμψη και το P210 παρέχεται ενεργοποιώντας τον κεντρικό διακόπτη εναλλαγής λίγα δευτερόλεπτα πριν από τη λήψη και η ίδια η βολή γίνεται με το κουμπί που παρέχει ρεύμα στον κύριο ταλαντωτή του P217. Τα δεδομένα του μετασχηματιστή λαμβάνονται από το ίδιο αντικείμενο, μόνο το δευτερεύον Tr2 τυλίγεται με 2000 - 3000 στροφές PEL0.2. Από την προκύπτουσα περιέλιξη, η αλλαγή τροφοδοτείται στον απλούστερο ανορθωτή μισού κύματος.

Ένας πυκνωτής υψηλής τάσης και μια δίοδος μπορούν να ληφθούν από τον φούρνο μικροκυμάτων ή εάν δεν αντικατασταθούν από 0,5 microfarad - 2kV, δίοδος - KTs201E.

Για την κατευθυντικότητα της ακτινοβολίας, και κόβοντας τους ανάποδους λοβούς (για να μην αγκιστρώνεται μόνος του), τοποθετούμε το μάγνητρον στην κόρνα. Για να το κάνουμε αυτό, χρησιμοποιούμε ένα μεταλλικό κέρατο από σχολικές καμπάνες ή ηχεία σταδίου. Σε ακραίες περιπτώσεις, μπορείτε να πάρετε ένα κυλινδρικό κουτί λίτρου χρώματος.

Ολόκληρο το πιστόλι μικροκυμάτων τοποθετείται σε περίβλημα κατασκευασμένο από παχύ σωλήνα διαμέτρου 150-200 mm.

Λοιπόν, το όπλο είναι έτοιμο. Μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε για να κάψετε τον ενσωματωμένο υπολογιστή και τους συναγερμούς στα αυτοκίνητα, να κάψετε τα μυαλά και τις τηλεοράσεις των κακών γειτόνων, να κυνηγήσετε πλάσματα που τρέχουν και πετούν. Ελπίζω να μην ξεκινήσετε ποτέ αυτό το εργαλείο μικροκυμάτων - για τη δική σας ασφάλεια.

Συντάχθηκε από: Patlakh V.V.
http://patlah.ru

ΠΡΟΣΟΧΗ!

Όπλο Gauss (τουφέκι Gauss)

Άλλα ονόματα: gauss gun, gauss gun, gauss rifle, gauss gun, booster rifle.

Το τουφέκι Gauss (ή η μεγαλύτερη παραλλαγή του, το πυροβόλο όπλο gauss), όπως και το railgun, είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό όπλο.

Όπλο Gauss

Προς το παρόν, δεν υπάρχουν πολεμικά βιομηχανικά σχέδια, αν και ορισμένα εργαστήρια (κυρίως ερασιτεχνικά και πανεπιστημιακά) συνεχίζουν να εργάζονται σκληρά για τη δημιουργία αυτών των όπλων. Το σύστημα πήρε το όνομά του από τον Γερμανό επιστήμονα Carl Gauss (1777-1855). Με τι τρόμο απονεμήθηκε στον μαθηματικό μια τέτοια τιμή, προσωπικά δεν μπορώ να καταλάβω (δεν μπορώ ακόμα, ή μάλλον δεν έχω τις σχετικές πληροφορίες). Ο Gauss είχε πολύ λιγότερη σχέση με τη θεωρία του ηλεκτρομαγνητισμού από ό,τι, για παράδειγμα, ο Oersted, ο Ampère, ο Faraday ή ο Maxwell, αλλά, ωστόσο, το όπλο πήρε το όνομά του. Το όνομα κόλλησε και επομένως θα το χρησιμοποιήσουμε.

Λειτουργική αρχή:
Ένα τουφέκι Gauss αποτελείται από πηνία (ισχυρούς ηλεκτρομαγνήτες) τοποθετημένα σε μια κάννη από διηλεκτρικό. Όταν εφαρμόζεται ρεύμα, οι ηλεκτρομαγνήτες για μια σύντομη στιγμή ενεργοποιούνται ο ένας μετά τον άλλο προς την κατεύθυνση από τον δέκτη προς το ρύγχος. Με τη σειρά τους έλκουν μια ατσάλινα σφαίρα (βελόνα, βέλος ή βλήμα, αν μιλάμε για κανόνι) προς το μέρος τους και έτσι την επιταχύνουν σε σημαντικές ταχύτητες.

Πλεονεκτήματα όπλων:
1. Χωρίς φυσίγγιο. Αυτό σας επιτρέπει να αυξήσετε σημαντικά τη χωρητικότητα του καταστήματος. Για παράδειγμα, ένας γεμιστήρας που χωράει 30 φυσίγγια μπορεί να φορτώσει 100-150 σφαίρες.
2. Υψηλός ρυθμός πυρκαγιάς. Θεωρητικά, το σύστημα επιτρέπει την επιτάχυνση της επόμενης σφαίρας να ξεκινήσει ακόμη και πριν η προηγούμενη φύγει από την κάννη.
3. Ήσυχο σουτ. Η ίδια η σχεδίαση του όπλου σάς επιτρέπει να απαλλαγείτε από τα περισσότερα ακουστικά στοιχεία της βολής (δείτε κριτικές), επομένως η βολή από τουφέκι gauss μοιάζει με μια σειρά από ανεπαίσθητα σκάσματα.
4. Έλλειψη φλας αποκάλυψης. Αυτή η λειτουργία είναι ιδιαίτερα χρήσιμη τη νύχτα.
5. Χαμηλή απόδοση. Για το λόγο αυτό, όταν εκτοξεύεται, η κάννη του όπλου πρακτικά δεν σηκώνεται και επομένως η ακρίβεια της πυρκαγιάς αυξάνεται.
6. Αξιοπιστία. Το τουφέκι gauss δεν χρησιμοποιεί φυσίγγια και επομένως το ζήτημα των πυρομαχικών κακής ποιότητας εξαφανίζεται αμέσως. Εάν, εκτός από αυτό, θυμηθούμε την απουσία μηχανισμού σκανδάλης, τότε η ίδια η έννοια της "αστοχίας" μπορεί να ξεχαστεί σαν εφιάλτης.
7. Αυξημένη αντοχή στη φθορά. Αυτή η ιδιότητα οφείλεται στον μικρό αριθμό κινούμενων μερών, στα χαμηλά φορτία εξαρτημάτων και εξαρτημάτων κατά την πυροδότηση και στην απουσία προϊόντων καύσης πυρίτιδας.
8. Δυνατότητα χρήσης τόσο σε ανοιχτό χώρο όσο και σε ατμόσφαιρες που καταστέλλουν την καύση της πυρίτιδας.
9. Ρυθμιζόμενη ταχύτητα σφαίρας. Αυτή η λειτουργία επιτρέπει, εάν είναι απαραίτητο, να μειώσει την ταχύτητα της σφαίρας κάτω από τον ήχο. Ως αποτέλεσμα, τα χαρακτηριστικά σκάει εξαφανίζονται και το τουφέκι gauss γίνεται εντελώς αθόρυβο και επομένως κατάλληλο για μυστικές ειδικές επιχειρήσεις.

Μειονεκτήματα όπλων:
Μεταξύ των ελλείψεων των τουφεκιών Gauss, αναφέρονται συχνά τα ακόλουθα: χαμηλή απόδοση, υψηλή κατανάλωση ενέργειας, υψηλό βάρος και διαστάσεις, μεγάλος χρόνος επαναφόρτισης πυκνωτή κ.λπ. Θέλω να πω ότι όλα αυτά τα προβλήματα οφείλονται μόνο στο επίπεδο ανάπτυξης της σύγχρονης τεχνολογίας . Στο μέλλον, κατά τη δημιουργία συμπαγών και ισχυρών πηγών ισχύος, χρησιμοποιώντας νέα δομικά υλικά και υπεραγωγούς, το όπλο Gauss μπορεί πραγματικά να γίνει ένα ισχυρό και αποτελεσματικό όπλο.

Στη λογοτεχνία, φυσικά φανταστική, ο William Keith όπλισε τους λεγεωνάριους με ένα τουφέκι gauss στον πέμπτο κύκλο του Foreign Legion. (Ένα από τα αγαπημένα μου βιβλία!) Χρησιμοποιήθηκε επίσης από τους μιλιταριστές από τον πλανήτη Klisand, που έφεραν τον Jim de Grise στο μυθιστόρημα του Garrison "Revenge of the Stainless Steel Rat". Λένε ότι ο γκαουσιανισμός βρίσκεται επίσης σε βιβλία από τη σειρά S.T.A.L.K.E.R., αλλά έχω διαβάσει μόνο πέντε από αυτά. Δεν βρήκα κάτι τέτοιο, αλλά δεν θα μιλήσω για άλλους.

Όσο για την προσωπική μου δουλειά, στο νέο μου μυθιστόρημα «Marauders» παρουσίασα την καραμπίνα Gauss «Metel-16» που κατασκευάστηκε από την Τούλα στον κεντρικό μου χαρακτήρα Σεργκέι Κορν. Είναι αλήθεια ότι το κατείχε μόνο στην αρχή του βιβλίου. Εξάλλου, ο κεντρικός χαρακτήρας είναι ο ίδιος, πράγμα που σημαίνει ότι δικαιούται ένα πιο εντυπωσιακό όπλο.

Oleg Shovkunenko

Κριτικές και σχόλια:

Αλέξανδρος 29/12/13
Σύμφωνα με το στοιχείο 3 - μια βολή με υπερηχητική ταχύτητα σφαίρας θα είναι δυνατή σε κάθε περίπτωση. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται ειδικά υποηχητικά φυσίγγια για αθόρυβα όπλα.
Σύμφωνα με το σημείο 5, η ανάκρουση θα είναι εγγενής σε οποιοδήποτε όπλο που πυροβολεί "υλικά αντικείμενα" και εξαρτάται από την αναλογία των μαζών της σφαίρας και του όπλου και την ορμή της δύναμης που επιταχύνει τη σφαίρα.
Σύμφωνα με την αξίωση 8 - καμία ατμόσφαιρα δεν μπορεί να επηρεάσει την καύση της πυρίτιδας σε ένα σφραγισμένο φυσίγγιο. Στο διάστημα, τα πυροβόλα όπλα θα πυροβολούν επίσης.
Το πρόβλημα μπορεί να είναι μόνο στη μηχανική σταθερότητα των εξαρτημάτων των όπλων και στις ιδιότητες λιπαντικού σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Αλλά αυτό το ζήτημα είναι επιλύσιμο και το 1972 διεξήχθη δοκιμαστική βολή σε ανοιχτό χώρο από τροχιακό πυροβόλο όπλο από τον στρατιωτικό τροχιακό σταθμό OPS-2 (Salyut-3).

Oleg Shovkunenko
Αλέξανδρε καλά που έγραψες.

Για να είμαι ειλικρινής, έκανα μια περιγραφή του όπλου με βάση τη δική μου κατανόηση του θέματος. Αλλά ίσως κάτι δεν πήγαινε καλά. Ας δούμε τα σημεία μαζί.

Στοιχείο αριθμός 3. «Σιωπή πυροβολισμού».
Από όσο γνωρίζω, ο ήχος ενός πυροβολισμού από οποιοδήποτε πυροβόλο όπλο αποτελείται από διάφορα στοιχεία:
1) Ο ήχος ή καλύτερα να πούμε οι ήχοι της λειτουργίας του οπλικού μηχανισμού. Αυτά περιλαμβάνουν την πρόσκρουση του επιθετικού στην κάψουλα, το χτύπημα του κλείστρου κ.λπ.
2) Ο ήχος που δημιουργεί τον αέρα που γέμιζε την κάννη πριν τη βολή. Μετατοπίζεται τόσο από τη σφαίρα όσο και από τα αέρια σκόνης που διαρρέουν τα κανάλια κοπής.
3) Ο ήχος που δημιουργούν τα ίδια τα αέρια σκόνης κατά την απότομη διαστολή και ψύξη.
4) Ήχος που δημιουργείται από ένα ακουστικό κρουστικό κύμα.
Τα τρία πρώτα σημεία δεν ισχύουν καθόλου για τον Γκαουσιανισμό.

Προβλέπω μια ερώτηση για τον αέρα στην κάννη, αλλά σε ένα τουφέκι Gauss, η κάννη δεν χρειάζεται να είναι συμπαγής και σωληνοειδής, πράγμα που σημαίνει ότι το πρόβλημα εξαφανίζεται από μόνο του. Οπότε το σημείο νούμερο 4 παραμένει, μόνο αυτό για το οποίο μιλάς εσύ, Αλέξανδρε. Θέλω να πω ότι το ακουστικό κρουστικό κύμα απέχει πολύ από το πιο δυνατό σημείο της λήψης. Οι σιγαστήρες των σύγχρονων όπλων πρακτικά δεν το πολεμούν καθόλου. Κι όμως, τα πυροβόλα όπλα με σιγαστήρα εξακολουθούν να ονομάζονται αθόρυβα. Επομένως, το Gaussian μπορεί επίσης να ονομαστεί αθόρυβο. Παρεμπιπτόντως, ευχαριστώ πολύ που μου το θύμισες. Ξέχασα να αναφέρω μεταξύ των πλεονεκτημάτων του όπλου gauss τη δυνατότητα ρύθμισης της ταχύτητας της σφαίρας. Μετά από όλα, είναι δυνατό να ρυθμίσετε μια λειτουργία υποηχητικού (που θα κάνει το όπλο εντελώς αθόρυβο και προορισμένο για κρυφές ενέργειες σε στενή μάχη) και υπερηχητικό (αυτό είναι για πραγματικό πόλεμο).

Στοιχείο αριθμός 5. «Σχεδόν καμία ανάκρουση».
Φυσικά, υπάρχει και επιστροφή στο gassovka. Πού χωρίς αυτήν;! Ο νόμος της διατήρησης της ορμής δεν έχει ακόμη ακυρωθεί. Μόνο η αρχή της λειτουργίας ενός τουφεκιού gauss θα το κάνει να μην είναι εκρηκτικό, όπως σε ένα πυροβόλο όπλο, αλλά, όπως ήταν, τεντωμένο και ομαλό, και επομένως πολύ λιγότερο αισθητό στον σκοπευτή. Αν και, για να είμαι ειλικρινής, αυτές είναι μόνο οι υποψίες μου. Μέχρι στιγμής, δεν έχω πυροβολήσει από τέτοιο όπλο :))

Στοιχείο αριθμός 8. "Η δυνατότητα χρήσης και των δύο στο διάστημα ...".
Λοιπόν, δεν είπα τίποτα για την αδυναμία χρήσης πυροβόλων όπλων στο διάστημα. Μόνο που θα χρειαστεί να ξαναγίνει με τέτοιο τρόπο, τόσα πολλά τεχνικά προβλήματα που πρέπει να λυθούν, ώστε να είναι πιο εύκολο να δημιουργηθεί ένα όπλο Gauss :)) Όσο για πλανήτες με συγκεκριμένες ατμόσφαιρες, η χρήση πυροβόλου όπλου σε αυτούς μπορεί πραγματικά να είναι όχι μόνο δύσκολο, αλλά και ανασφαλές. Αλλά αυτό είναι ήδη από το τμήμα της φαντασίας, στην πραγματικότητα, με το οποίο ασχολείται ο υπάκουος υπηρέτης σας.

Vyacheslav 05.04.14
Σας ευχαριστούμε για μια ενδιαφέρουσα ιστορία σχετικά με τα όπλα. Όλα είναι πολύ προσιτά και απλωμένα στα ράφια. Ένα άλλο θα ήταν ένα shemku για μεγαλύτερη σαφήνεια.

Oleg Shovkunenko
Βιάτσεσλαβ, έβαλα το σχηματικό, όπως ρώτησες).

ενδιαφέρεται 22.02.15
"Γιατί ένα τουφέκι Gaus;" - Η Wikipedia λέει ότι επειδή έθεσε τα θεμέλια της θεωρίας του ηλεκτρομαγνητισμού.

Oleg Shovkunenko
Πρώτον, βάσει αυτής της λογικής, η εναέρια βόμβα θα έπρεπε να είχε ονομαστεί «Βόμβα του Νεύτωνα», επειδή πέφτει στο έδαφος, υπακούοντας στον Νόμο της παγκόσμιας έλξης. Δεύτερον, στην ίδια Wikipedia, ο Gauss δεν αναφέρεται καθόλου στο άρθρο «Ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση». Είναι καλό που είμαστε όλοι μορφωμένοι άνθρωποι και να θυμόμαστε ότι ο Γκάους συνήγαγε το ομώνυμο θεώρημα. Είναι αλήθεια ότι αυτό το θεώρημα περιλαμβάνεται στις γενικότερες εξισώσεις του Maxwell, οπότε εδώ ο Gauss φαίνεται να βρίσκεται και πάλι στο εύρος με το «θέτοντας τα θεμέλια της θεωρίας του ηλεκτρομαγνητισμού».

Ευγένιος 05.11.15
Το τουφέκι Gaus είναι ένα επινοημένο όνομα για το όπλο. Εμφανίστηκε για πρώτη φορά στο θρυλικό μετα-αποκαλυπτικό παιχνίδι Fallout 2.

Ρωμαϊκή 26/11/16
1) για το τι σχέση έχει ο Gauss με το όνομα) διαβάστε στη Wikipedia, αλλά όχι ηλεκτρομαγνητισμός, αλλά το θεώρημα του Gauss, αυτό το θεώρημα είναι η βάση του ηλεκτρομαγνητισμού και είναι η βάση για τις εξισώσεις του Maxwell.
2) ο βρυχηθμός από τη βολή οφείλεται κυρίως στα απότομα διαστελλόμενα αέρια σκόνης. γιατί η σφαίρα είναι υπερηχητική και μετά από 500μ από την κάννη κόπηκε, αλλά δεν ακούγεται βουητό από αυτήν! μόνο ένα σφύριγμα από τον αέρα κόπηκε από το ωστικό κύμα από τη σφαίρα και τέλος!)
3) για το ότι λένε ότι υπάρχουν δείγματα φορητών όπλων και είναι αθόρυβο γιατί λένε ότι η σφαίρα εκεί είναι υποηχητική - αυτό είναι ανοησία! όταν υπάρχουν επιχειρήματα, πρέπει να φτάσετε στο βάθος του θέματος! η βολή είναι αθόρυβη, όχι επειδή η σφαίρα είναι υποηχητική, αλλά επειδή τα αέρια σκόνης δεν ξεφεύγουν από την κάννη εκεί! διαβάστε για το πιστόλι PSS στο Vic.

Oleg Shovkunenko
Ρομάν, είσαι κατά τύχη συγγενής του Γκάους; Με οδυνηρό ζήλο υπερασπίζεσαι το δικαίωμά του σε αυτό το όνομα. Προσωπικά, δεν με νοιάζει, αν αρέσει στον κόσμο, ας υπάρχει και ένα gauss gun. Όσο για όλα τα άλλα, διαβάστε τις κριτικές για το άρθρο, όπου το θέμα της αθόρυβης έχει ήδη συζητηθεί λεπτομερώς. Δεν μπορώ να προσθέσω κάτι νέο σε αυτό.

Ντάσα 12.03.17
Γράφω επιστημονική φαντασία. Γνώμη: Η ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗ είναι το όπλο του μέλλοντος. Δεν θα απέδιδα σε έναν ξένο το δικαίωμα να έχει πρωτοκαθεδρία σε αυτό το όπλο. Η Ρωσική ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗ ΣΙΓΟΥΡΑ ΘΑ ΠΑΝΩ ΑΠΟ ΤΗ σάπια δύση. Καλύτερα να μην δίνετε σε έναν σάπιο ξένο το ΔΙΚΑΙΩΜΑ ΝΑ ΑΠΟΚΑΛΕΙ ΟΠΛΟ ΜΕ ΤΟ ΟΝΟΜΑ ΤΟΥ! Οι Ρώσοι είναι γεμάτοι από τους σοφούς τους! (ανάξια ξεχασμένο). Παρεμπιπτόντως, το πολυβόλο Gatling (κανόνι) εμφανίστηκε ΑΡΓΟΤΕΡΑ από το ρωσικό SOROKA (περιστρεφόμενο σύστημα κάννης). Ο Gatling απλώς κατοχύρωσε μια ιδέα που είχε κλαπεί από τη Ρωσία. (Θα τον αποκαλούμε στο εξής Goat Gutl γι' αυτό!). Επομένως, ο Γκάους δεν σχετίζεται επίσης με τα επιταχυνόμενα όπλα!

Oleg Shovkunenko
Ντάσα, ο πατριωτισμός είναι σίγουρα καλός, αλλά μόνο υγιής και λογικός. Αλλά με το όπλο Gauss, όπως λένε, το τρένο έφυγε. Ο όρος έχει ήδη ριζώσει, όπως πολλοί άλλοι. Δεν θα αλλάξουμε τις έννοιες: Διαδίκτυο, καρμπυρατέρ, ποδόσφαιρο κ.λπ. Ωστόσο, δεν είναι τόσο σημαντικό ποιανού όνομα ονομάζεται αυτή ή αυτή η εφεύρεση, το κύριο πράγμα είναι ποιος μπορεί να το φέρει στην τελειότητα ή, όπως στην περίπτωση ενός τουφέκι gauss, τουλάχιστον σε κατάσταση μάχης. Δυστυχώς, δεν έχω ακούσει ακόμη για σοβαρές εξελίξεις των συστημάτων μάχης gauss, τόσο στη Ρωσία όσο και στο εξωτερικό.

Bozhkov Alexander 26.09.17
Ολα ΕΝΤΑΞΕΙ. Μπορείτε όμως να προσθέσετε άρθρα για άλλους τύπους όπλων;: Σχετικά με το πυροβόλο όπλο θερμίτη, ηλεκτρικό όπλο, BFG-9000, βαλλίστρα Gauss, εκτοπλασματικό πολυβόλο.

Γράψε ένα σχόλιο

DIY Gauss Pistol

Παρά το σχετικά μέτριο μέγεθός του, το πιστόλι Gauss είναι το πιο σοβαρό όπλο που έχουμε κατασκευάσει ποτέ. Ξεκινώντας από τα πρώτα στάδια της κατασκευής της, η παραμικρή απροσεξία στο χειρισμό της συσκευής ή των επιμέρους εξαρτημάτων της μπορεί να οδηγήσει σε ηλεκτροπληξία.

Όπλο Gauss. Το απλούστερο κύκλωμα

Πρόσεχε!

Το κύριο στοιχείο ισχύος του όπλου μας είναι ένας επαγωγέας

Ακτινογραφία όπλου Gauss

Θέση των επαφών στο κύκλωμα φόρτισης μιας κάμερας μιας χρήσης Kodak

Το να έχεις ένα όπλο που ακόμα και στα παιχνίδια στον υπολογιστή μπορείς να το βρεις μόνο στο εργαστήριο ενός τρελού επιστήμονα ή κοντά σε μια πύλη χρόνου για το μέλλον είναι ωραίο. Για να παρακολουθήσετε πώς οι άνθρωποι που αδιαφορούν για την τεχνολογία προσηλώνουν ακούσια τα μάτια τους στη συσκευή και οι μανιώδεις παίκτες μαζεύουν βιαστικά το σαγόνι τους από το πάτωμα - γι 'αυτό αξίζει να περάσετε μια μέρα συναρμολογώντας ένα όπλο Gauss.

Ως συνήθως, αποφασίσαμε να ξεκινήσουμε με τον απλούστερο σχεδιασμό - ένα πιστόλι επαγωγής ενός πηνίου. Τα πειράματα με την επιτάχυνση πολλαπλών σταδίων του βλήματος αφέθηκαν σε έμπειρους μηχανικούς ηλεκτρονικών που μπόρεσαν να κατασκευάσουν ένα σύνθετο σύστημα μεταγωγής σε ισχυρά θυρίστορ και να ρυθμίσουν με ακρίβεια τις στιγμές της διαδοχικής ενεργοποίησης των πηνίων. Αντίθετα, εστιάσαμε στη δυνατότητα προετοιμασίας ενός πιάτου με υλικά που είναι ευρέως διαθέσιμα. Οπότε, για να φτιάξεις ένα κανόνι Gauss, πρώτα από όλα πρέπει να πας για ψώνια. Στο κατάστημα ραδιοφώνου πρέπει να αγοράσετε αρκετούς πυκνωτές με τάση 350-400 V και συνολική χωρητικότητα 1000-2000 microfarads, ένα εμαγιέ χάλκινο καλώδιο με διάμετρο 0,8 mm, θήκες μπαταριών για το Krona και δύο τύπου 1,5 volt Μπαταρίες C, διακόπτης εναλλαγής και κουμπί. Ας πάρουμε πέντε κάμερες Kodak μιας χρήσης σε φωτογραφικά είδη, ένα απλό ρελέ τεσσάρων ακίδων από ένα Zhiguli σε ανταλλακτικά αυτοκινήτων, ένα πακέτο καλαμάκια για κοκτέιλ σε «προϊόντα» και ένα πλαστικό πιστόλι, πολυβόλο, κυνηγετικό όπλο, τουφέκι ή οποιοδήποτε άλλο όπλο θέλεις σε «παιχνίδια» θέλεις να μετατραπείς σε όπλο του μέλλοντος.

Κουρδίζουμε σε μουστάκι

Το κύριο στοιχείο ισχύος του όπλου μας είναι ένας επαγωγέας. Με την κατασκευή του, αξίζει να ξεκινήσετε τη συναρμολόγηση του όπλου. Πάρτε ένα κομμάτι καλαμάκι μήκους 30 mm και δύο μεγάλες ροδέλες (πλαστικές ή χαρτόνι), συναρμολογήστε τις σε μια μπομπίνα χρησιμοποιώντας μια βίδα και ένα παξιμάδι. Ξεκινήστε να τυλίγετε το εμαγιέ σύρμα γύρω του προσεκτικά, σπείρα-πηνίο (με μεγάλη διάμετρο σύρματος, αυτό είναι πολύ απλό). Προσέξτε να μην λυγίσετε απότομα το σύρμα, μην καταστρέψετε τη μόνωση. Αφού τελειώσετε την πρώτη στρώση, γεμίστε την με υπερκόλλα και αρχίστε να τυλίγετε την επόμενη. Κάνετε αυτό με κάθε στρώμα. Συνολικά, πρέπει να τυλίξετε 12 στρώματα. Στη συνέχεια, μπορείτε να αποσυναρμολογήσετε το καρούλι, να αφαιρέσετε τις ροδέλες και να βάλετε το πηνίο σε ένα μακρύ καλαμάκι, το οποίο θα χρησιμεύσει ως βαρέλι. Η μία άκρη του καλαμιού πρέπει να είναι βουλωμένη. Το έτοιμο πηνίο είναι εύκολο να ελεγχθεί συνδέοντάς το σε μια μπαταρία 9 volt: αν κρατάει συνδετήρα, τότε το έχετε καταφέρει. Μπορείτε να εισαγάγετε ένα καλαμάκι στο πηνίο και να το δοκιμάσετε ως ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα: θα πρέπει να τραβήξει ενεργά ένα κομμάτι συνδετήρα μέσα στον εαυτό του και ακόμη και να το πετάξει έξω από το βαρέλι κατά 20–30 εκατοστά όταν είναι παλμικό.

Αναλύουμε τις αξίες

Μια τράπεζα πυκνωτών είναι η καταλληλότερη για τη δημιουργία ισχυρού ηλεκτρικού παλμού (κατά τη γνώμη αυτή, είμαστε αλληλέγγυοι με τους δημιουργούς των πιο ισχυρών εργαστηριακών σιδηροδρομικών όπλων). Οι πυκνωτές είναι καλοί όχι μόνο για την υψηλή ενεργειακή τους χωρητικότητα, αλλά και για την ικανότητα να εγκαταλείπουν όλη την ενέργεια σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα πριν το βλήμα φτάσει στο κέντρο του πηνίου. Ωστόσο, οι πυκνωτές πρέπει να φορτιστούν με κάποιο τρόπο. Ευτυχώς, ο φορτιστής που χρειαζόμαστε βρίσκεται σε οποιαδήποτε κάμερα: ο πυκνωτής χρησιμοποιείται εκεί για να σχηματίσει έναν παλμό υψηλής τάσης για το ηλεκτρόδιο ανάφλεξης φλας. Οι κάμερες μιας χρήσης λειτουργούν καλύτερα για εμάς, επειδή ο πυκνωτής και ο "φορτιστής" είναι τα μόνα ηλεκτρικά εξαρτήματα που έχουν, πράγμα που σημαίνει ότι η έξοδος του κυκλώματος φόρτισης από αυτά είναι παιχνιδάκι.

Η αποσυναρμολόγηση μιας κάμερας μιας χρήσης είναι το στάδιο στο οποίο πρέπει να αρχίσετε να είστε προσεκτικοί. Όταν ανοίγετε τη θήκη, προσπαθήστε να μην αγγίξετε τα στοιχεία του ηλεκτρικού κυκλώματος: ο πυκνωτής μπορεί να διατηρήσει ένα φορτίο για μεγάλο χρονικό διάστημα. Έχοντας αποκτήσει πρόσβαση στον πυκνωτή, κλείστε πρώτα τους ακροδέκτες του με ένα κατσαβίδι με διηλεκτρική λαβή. Μόνο τότε μπορείτε να αγγίξετε την πλακέτα χωρίς να φοβάστε ότι θα πάθετε ηλεκτροπληξία. Αφαιρέστε τα κλιπ μπαταρίας από το κύκλωμα φόρτισης, ξεκολλήστε τον πυκνωτή, κολλήστε το βραχυκυκλωτήρα στις επαφές του κουμπιού φόρτισης - δεν θα το χρειαζόμαστε πλέον. Προετοιμάστε τουλάχιστον πέντε πλακέτες φόρτισης με αυτόν τον τρόπο. Δώστε προσοχή στη θέση των αγώγιμων τροχιών στην πλακέτα: μπορείτε να συνδέσετε τα ίδια στοιχεία κυκλώματος σε διαφορετικά σημεία.

Καθορισμός προτεραιοτήτων

Η επιλογή της χωρητικότητας του πυκνωτή είναι θέμα συμβιβασμού μεταξύ της ενέργειας βολής και του χρόνου φόρτωσης του όπλου. Εγκατασταθήκαμε σε τέσσερις πυκνωτές 470 microfarad (400 V) που συνδέονται παράλληλα. Πριν από κάθε λήψη, περιμένουμε περίπου ένα λεπτό για να σηματοδοτήσουν οι λυχνίες LED στα κυκλώματα φόρτισης ότι η τάση στους πυκνωτές έχει φτάσει τα προβλεπόμενα 330 V. Μπορείτε να επιταχύνετε τη διαδικασία φόρτισης συνδέοντας πολλές θήκες μπαταριών 3 volt στη φόρτιση κυκλώματα παράλληλα. Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι οι ισχυρές μπαταρίες τύπου "C" έχουν υπερβολικό ρεύμα για αδύναμα κυκλώματα κάμερας. Για να μην καούν τα τρανζίστορ στις πλακέτες, θα πρέπει να υπάρχουν 3-5 κυκλώματα φόρτισης συνδεδεμένα παράλληλα για κάθε συγκρότημα 3 volt. Στο όπλο μας, μόνο μία θήκη μπαταριών είναι συνδεδεμένη με τις «φορτίσεις». Όλα τα άλλα χρησιμεύουν ως εφεδρικά περιοδικά.

Καθορισμός ζωνών ασφαλείας

Δεν θα συμβουλεύαμε κανέναν να κρατήσει ένα κουμπί κάτω από το δάχτυλό του που αποφορτίζει μια μπαταρία πυκνωτών 400 volt. Για να ελέγξετε την κάθοδο, είναι καλύτερο να εγκαταστήσετε ένα ρελέ. Το κύκλωμα ελέγχου του συνδέεται με μια μπαταρία 9 βολτ μέσω του κουμπιού απελευθέρωσης και το ελεγχόμενο κύκλωμα συνδέεται στο κύκλωμα μεταξύ του πηνίου και των πυκνωτών. Το σχηματικό διάγραμμα θα βοηθήσει στη σωστή συναρμολόγηση του όπλου. Κατά τη συναρμολόγηση ενός κυκλώματος υψηλής τάσης, χρησιμοποιήστε ένα καλώδιο με διατομή τουλάχιστον ενός χιλιοστού· οποιαδήποτε λεπτά σύρματα είναι κατάλληλα για τα κυκλώματα φόρτισης και ελέγχου.

Όταν πειραματίζεστε με το κύκλωμα, να θυμάστε ότι οι πυκνωτές μπορεί να έχουν υπολειπόμενο φορτίο. Εκφορτίστε τα με βραχυκύκλωμα πριν τα αγγίξετε.

Ανακεφαλαίωση

Η διαδικασία λήψης μοιάζει με αυτό: ενεργοποιήστε το διακόπτη λειτουργίας. αναμονή για τη φωτεινή λάμψη των LED. κατεβάζουμε το βλήμα στην κάννη έτσι ώστε να βρίσκεται ελαφρώς πίσω από το πηνίο. απενεργοποιήστε την τροφοδοσία έτσι ώστε όταν εκτοξεύονται, οι μπαταρίες να μην παίρνουν ενέργεια από μόνες τους. στοχεύστε και πατήστε το κουμπί απελευθέρωσης. Το αποτέλεσμα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη μάζα του βλήματος. Με τη βοήθεια ενός κοντού καρφιού με δαγκωμένο καπέλο, καταφέραμε να ρίξουμε μια κονσέρβα με ενεργειακό ποτό, που εξερράγη και πλημμύρισε το μισό γραφείο με ένα σιντριβάνι. Τότε το κανόνι, καθαρισμένο από κολλώδη σόδα, εκτόξευσε ένα καρφί στον τοίχο από απόσταση πενήντα μέτρων. Και στις καρδιές των οπαδών της επιστημονικής φαντασίας και των παιχνιδιών υπολογιστών, το όπλο μας χτυπά χωρίς οβίδες.

Συντάχθηκε από: Patlakh V.V.
http://patlah.ru

© "Encyclopedia of Technologies and Methods" Patlakh V.V. 1993-2007

ΠΡΟΣΟΧΗ!
Απαγορεύεται οποιαδήποτε αναδημοσίευση, πλήρης ή μερική αναπαραγωγή του υλικού αυτού του άρθρου, καθώς και φωτογραφιών, σχεδίων και διαγραμμάτων που αναρτώνται σε αυτό, χωρίς προηγούμενη γραπτή συγκατάθεση των συντακτών της εγκυκλοπαίδειας.

Σου θυμίζω! Ότι για οποιαδήποτε παράνομη και παράνομη χρήση υλικού που δημοσιεύεται στην εγκυκλοπαίδεια, δεν ευθύνονται οι συντάκτες.

Κάπως έτσι, στο Διαδίκτυο, βρήκα ένα άρθρο για το όπλο Gauss και σκέφτηκα το γεγονός ότι θα ήταν ωραίο να έχω ένα (ή και δύο) για τον εαυτό μου. Κατά τη διαδικασία της αναζήτησης, βρήκα τον ιστότοπο gauss2k και, χρησιμοποιώντας το απλούστερο σχέδιο, συναρμολόγησα ένα υπερ-cool-mega-gauss όπλο.

Εκεί είναι:

Και πυροβόλησε λίγο:

Και τότε με πήρε μια δυνατή θλίψη, που δεν είχα ένα υπερ-κουλ όπλο, αλλά ένα κλανάκι, που υπάρχουν πολλά. Κάθισα και άρχισα να σκέφτομαι πώς μπορώ να αυξήσω την αποτελεσματικότητα. Μεγάλη σκέψη. Ετος. Διάβασα ολόκληρο το gauss2k και το πάτωμα του στρατιωτικού φόρουμ. Εφευρέθηκε.

Αποδεικνύεται ότι υπάρχει ένα πρόγραμμα γραμμένο από ξένους επιστήμονες, αλλά τελειωμένο από τεχνίτες μας κάτω από ένα κανόνι Gauss, και δεν ονομάζεται άλλο από FEMM.

Κατέβασα το σενάριο .lua και την έκδοση 4.2 του προγράμματος στο εξωτερικό από το φόρουμ και ετοιμάστηκα να χτυπήσω τους επιστημονικούς υπολογισμούς. Αλλά δεν ήταν εκεί, το πρόγραμμα του εξωτερικού δεν ήθελε να τρέξει το ρωσικό σενάριο, επειδή το σενάριο έγινε με την έκδοση 4.0. Και άνοιξα την οδηγία (εγχειρίδιο τη λένε) στην αστική γλώσσα και την άναψα τελείως. Μου αποκαλύφθηκε η μεγάλη αλήθεια ότι στο σενάριο, καταραμένο, πρέπει πρώτα να προσθέσεις μια tricky γραμμή.

Εδώ είναι: setcompatibilitymode(1) -- ενεργοποιήστε τη λειτουργία συμβατότητας femm 4.2
Και κάθισα για μεγάλους υπολογισμούς, η μηχανή μέτρησης μου βούιξε και έλαβα μια περιγραφή ενός επιστήμονα:

Περιγραφή

Χωρητικότητα πυκνωτή, microFarad= 680
Τάση πυκνωτή, Volt = 200
Συνολική αντίσταση, Ohm = 1,800147899376892
Εξωτερική αντίσταση, Ohm = 0,5558823529411765
Αντίσταση πηνίου, Ohm = 1,244265546435716
Αριθμός στροφών ανά πηνίο = 502,1193771626296
Διάμετρος σύρματος περιέλιξης πηνίου, mm = 0,64
Το μήκος του σύρματος στο πηνίο, μέτρο = 22,87309092387464
Μήκος πηνίου, mm = 26
Εξωτερική διάμετρος πηνίου, mm = 24
Επαγωγή του πηνίου με τη σφαίρα στην αρχική θέση, microHenry = 1044,92294174225
Εξωτερική διάμετρος κάννης, mm = 5
Βάρος σφαίρας, γραμμάρια = 2,450442269800038
Μήκος σφαίρας, mm = 25
Διάμετρος σφαίρας, mm = 4
Η απόσταση στην οποία η σφαίρα ωθείται στο πηνίο την αρχική στιγμή, χιλιοστό = 0
Υλικό από το οποίο κατασκευάζεται η σφαίρα = Νο 154 Πειραματικά επιλεγμένο υλικό (απλό σίδερο)
Χρόνος διεργασίας (μικροσεκ)= 4800
Αύξηση χρόνου, microsec=100
Ενέργεια σφαίρας J = 0,2765589667129519
Ενέργεια πυκνωτή J = 13,6
Απόδοση Gauss (%)= 2,033521814065823
Ταχύτητα ρύγχους, m/s = 0
Ταχύτητα σφαίρας στην έξοδο από το πηνίο, m / s = 15,02403657199634
Η μέγιστη ταχύτητα που επιτεύχθηκε, m/s = 15,55034094445013

Και μετά κάθισα για να πραγματοποιήσω αυτή τη μαγεία στην πραγματικότητα.

Πήρα ένα σωλήνα από την κεραία (ένα από τα τμήματα D = 5mm) και έκανα μια τομή σε αυτόν (με ένα μύλο), επειδή ο σωλήνας είναι ένα κλειστό πηνίο στο οποίο θα προκληθούν ρεύματα, καταραμένα, δινορεύματα και αυτό ακριβώς Ο σωλήνας θα θερμανθεί, μειώνοντας την απόδοση, η οποία είναι ήδη χαμηλή.

Να τι συνέβη: σχισμή ~ 30 mm

Άρχισε να τυλίγει το πηνίο. Για να το κάνω αυτό, έκοψα 2 τετράγωνα (30x30 mm) από αλουμινόχαρτο και με μια τρύπα στο κέντρο (D = 5 mm) και χάραξα πάνω του δύσκολα κομμάτια για να το κολλήσω στον σωλήνα (παρόλο που γυαλίζει σαν κομμάτι από σίδηρο, είναι στην πραγματικότητα ορείχαλκος).

Με όλα αυτά τα πράγματα, κάθισα να τυλίξω το πηνίο:

Τυλιγμένο. Και σύμφωνα με το ίδιο σχέδιο, συναρμολόγησα αυτή τη δύσκολη συσκευή.

Δείτε πώς φαίνεται:

Το θυρίστορ και το mikrik ήταν από παλιά στοκ, αλλά τον πυκνωτή τον πήρα από τροφοδοτικό υπολογιστή (είναι δύο). Από το ίδιο PSU, χρησιμοποιήθηκαν στη συνέχεια μια γέφυρα διόδου και ένα τσοκ που μετατράπηκε σε μετασχηματιστή ανόδου, επειδή είναι επικίνδυνο να φορτιστεί από μια πρίζα και δεν βρίσκεται σε ανοιχτό πεδίο και επομένως χρειάζομαι έναν μετατροπέα, τον οποίο άρχισε να χτίζει. Για να το κάνω αυτό, πήρα μια γεννήτρια που είχε συναρμολογηθεί προηγουμένως στο NE555:

Και το σύνδεσε στο γκάζι:

που είχε 2 περιελίξεις των 54 στροφών σύρματος 0,8. Τα τροφοδοτούσα όλα από μπαταρία 6 volt. Και τελικά, τι μαγικό - αντί για 6 βολτ στην έξοδο (οι περιελίξεις είναι ίδιες), πήρα μέχρι και 74 βολτ. Έχοντας καπνίσει ένα άλλο πακέτο εγχειριδίων για μετασχηματιστές, ανακάλυψα:

- Όπως γνωρίζετε, το ρεύμα στο δευτερεύον τύλιγμα είναι τόσο μεγαλύτερο, τόσο πιο γρήγορα αλλάζει το ρεύμα στο πρωτεύον τύλιγμα, δηλ. ανάλογη με την παράγωγο της τάσης στο πρωτεύον τύλιγμα. Εάν η παράγωγος ενός ημιτονοειδούς είναι επίσης ένα ημιτονοειδές με το ίδιο πλάτος (σε έναν μετασχηματιστή, η τιμή της τάσης πολλαπλασιάζεται με τον λόγο μετασχηματισμού N), τότε η κατάσταση είναι διαφορετική με τους ορθογώνιους παλμούς. Στο μπροστινό και το οπίσθιο άκρο του τραπεζοειδούς παλμού, ο ρυθμός μεταβολής της τάσης είναι πολύ υψηλός και η παράγωγος σε αυτό το σημείο έχει επίσης μεγάλη σημασία, εξ ου και η υψηλή τάση.

Gauss2k.narod.ru "Μια φορητή συσκευή για φόρτιση πυκνωτών." Συγγραφέας ADF

Μετά από λίγη σκέψη, κατέληξα στο συμπέρασμα: αφού η τάση εξόδου μου είναι 74 βολτ, αλλά χρειάζομαι 200 ​​τότε - 200/74 = 2,7 φορές ο αριθμός των στροφών πρέπει να αυξηθεί. Σύνολο 54 * 2,7 = 146 στροφές. Τύλιγω ένα από τα τυλίγματα με λεπτότερο σύρμα (0,45). Ο αριθμός των στροφών αυξήθηκε σε 200 (σε αποθεματικό). Έπαιξα με τη συχνότητα του μετατροπέα και πήρα τα πολυπόθητα 200 βολτ (μάλιστα 215).

Δείτε πώς φαίνεται:

Άσχημο, αλλά αυτή είναι μια προσωρινή επιλογή, τότε θα γίνει ξανά.

Έχοντας συγκεντρώσει όλα αυτά τα πράγματα, έκανα μερικά γυρίσματα:

Μετά τη βολή, αποφάσισα να μετρήσω τι είδους χαρακτηριστικά απόδοσης έχει το όπλο μου. Ξεκίνησε με τη μέτρηση της ταχύτητας.

Αφού κάθισα το βράδυ με χαρτί και στυλό, κατέληξα σε έναν τύπο που σας επιτρέπει να υπολογίσετε την ταχύτητα κατά μήκος της διαδρομής πτήσης:

Με αυτόν τον δύσκολο τύπο, πήρα:

Απόσταση στόχου, x = 2,14 m
κατακόρυφη απόκλιση, y (αριθμητικός μέσος όρος 10 βολών) = 0,072 m
Σύνολο:

Στην αρχή δεν το πίστευα, αλλά στη συνέχεια οι συναρμολογημένοι αισθητήρες διείσδυσης που συνδέονται με την κάρτα ήχου έδειξαν ταχύτητα 17,31 m / s

Ήμουν πολύ τεμπέλης να μετρήσω τη μάζα ενός γαρύφαλλου (και δεν υπάρχει τίποτα) οπότε πήρα τη μάζα που μου υπολόγισε η FEMM (2,45 γραμμάρια). Βρέθηκε αποτελεσματικότητα.

Ενέργεια που αποθηκεύεται στον πυκνωτή = (680 * 10^-6 * 200^2) / 2 = 13,6 J
Ενέργεια σφαίρας = (2,45 * 10^-3 * 17,3^2) / 2 = 0,367 J
Απόδοση = 0,367 / 13,6 * 100% = 2,7%

Αυτό είναι βασικά το μόνο που συνδέεται με έναν επιταχυντή μίας σταδίου. Δείτε πώς φαίνεται:

Όταν ήμουν στο δεύτερο έτος στο πανεπιστήμιο, έλαβα μια πολύ ασυνήθιστη παραγγελία - ένα όπλο Gauss τριών σταδίων. Οι όροι για τη δημιουργία του ήταν πολύ σύντομοι: υπήρχε μόνο μια εβδομάδα για τα πάντα για τα πάντα. Επιπρόσθετα, το όπλο είχε μια φυσική όρεξη: την αντιστροφή του μαγνητικού πεδίου των πηνίων, η οποία, σύμφωνα με τον συγγραφέα του όπλου, θα έπρεπε να είχε αυξήσει την απόδοσή του. Ωστόσο, επειδή λάτρεψα τα όπλα Gauss και ονειρευόμουν να αρχίσω να κερδίζω χρήματα κάνοντας αυτό που αγαπώ, συμφώνησα να εκπληρώσω την παραγγελία.

Τις γιορτές τίποτα δεν προμήνυε…

Ήταν χειμερινές διακοπές, υπήρχε λίγο περισσότερο από μια εβδομάδα πριν από την έναρξη των σπουδών. Τίποτα δεν προμήνυε περίεργες εντολές, όταν ξαφνικά με κάλεσε ο φίλος μου και με ρώτησε αν είχα κάποια επιθυμία να συμμετάσχω στην ανάπτυξη ενός πραγματικού κανονιού Gauss. Φυσικά, ήμουν όλοι υπέρ. Υποσχέθηκαν να διαθέσουν όσα χρήματα ήθελαν για το κανόνι (εννοεί για λεπτομέρειες και όχι για πληρωμή για εργασία). Η κύρια προϋπόθεση ήταν να τελειώσει το όπλο εγκαίρως, έπρεπε επίσης να μπορεί να αντιστρέψει το μαγνητικό πεδίο των πηνίων έτσι ώστε το βλήμα να λάβει πρόσθετη επιτάχυνση και επίσης να μπορεί να διεισδύσει στη δεξαμενή και να έχει απόδοση τουλάχιστον 10%. .

Έχοντας εξοικειωθεί με το σχέδιο του όπλου, απλώς έπεσα έξω, επειδή ήταν ένα άκρως απόρρητο σχέδιο από το ερευνητικό ινστιτούτο της εποχής της ΕΣΣΔ. Δυστυχώς, το κύκλωμα κάηκε από την Ιερά Εξέταση, δεν διατηρήθηκε, θυμάμαι μόνο από μνήμης ότι ο συγγραφέας ήθελε να φορτίσει μη πολικούς πυκνωτές με εναλλασσόμενο ρεύμα. Γενικά, ο πελάτης δεν είχε ιδέα πώς λειτουργούν τα όπλα Gauss και τα ηλεκτρονικά γενικά, αφού δεν ήξερε καν ότι οι πυκνωτές δεν φορτίζονταν με εναλλασσόμενο ρεύμα. Έπρεπε λοιπόν να κάνω τα πάντα μόνος μου.

Μια άλλη δυσάρεστη έκπληξη ήταν ότι το σώμα του όπλου ήταν ήδη έτοιμο. Επομένως, η θέση των πηνίων δεν μπορούσε να αλλάξει και το μέγεθός τους ήταν περιορισμένο σε μήκος.

Όσο για την αντιστροφή των πηνίων... Προσπάθησα να εξηγήσω ότι η ενέργεια στο πηνίο δεν μπορεί να «εξαφανιστεί στο πουθενά», ωστόσο, αυτή ήταν μια σημαντική προϋπόθεση, αν και χάρη στην πρότασή μου, η υλοποίηση της αντιστροφής του μαγνητικού πεδίου έγινε απαραίτητο μόνο στο πρώτο στάδιο, και τα άλλα τρία λειτούργησαν, όπως στα συμβατικά όπλα Gauss.

Έναρξη ανάπτυξης. Έλεγχος πηνίου γέφυρας

Αποδείχθηκε ότι στην ομάδα ήμουν ο μόνος που καταλάβαινα ηλεκτρονικά σε αρκετά υψηλό επίπεδο. Ίσως γι' αυτό η εξέλιξη γινόταν όλο το εικοσιτετράωρο για μια εβδομάδα με διαλείμματα για λίγο ύπνο, αν και ήμασταν τρεις, οι Σλάβοι. («Σλάβος», γιατί τα ονόματα και των τριών τελείωναν σε «σλάβος»).

Πρώτα απ 'όλα, ήταν απαραίτητο να εκτιμηθεί τι θα συνέβαινε στο κύκλωμα μεταγωγής της γέφυρας όταν προσπαθούσαμε να εφαρμόσουμε τάση στο πηνίο προς την αντίθετη κατεύθυνση αφού το ρεύμα είχε ήδη αρχίσει να ρέει μέσα από αυτό. Για αυτούς τους σκοπούς, χρησιμοποίησα τον προσομοιωτή LTSpice με τις απαραίτητες βιβλιοθήκες στοιχείων (τις οποίες πήρα, κάπως σαν ). Αποφάσισα να χρησιμοποιήσω τρανζίστορ IGBT συνδεδεμένα παράλληλα ως κλειδιά. Μια αναζήτηση στο Google έδειξε ότι η παράλληλη σύνδεση τρανζίστορ IGBT σε ένα όπλο Gaussian θα λειτουργήσει σωστά εάν κάθε τρανζίστορ έχει μια μικρή πρόσθετη αντίσταση (από μνήμη όπως 0,1 - 0,5 Ohm). Χωρίς πρόσθετες αντιστάσεις, τα τρανζίστορ πιθανότατα θα καίγονται το ένα μετά το άλλο. Επίσης, για προστασία από την αυτοεπαγωγή, κάθε τρανζίστορ πρέπει να διαθέτει προστατευτική δίοδο. Ως πυκνωτές, φυσικά, χρησιμοποιήθηκαν συνηθισμένοι ηλεκτρολύτες χωρητικότητας 330 - 470 μικροφαράδων και τάσης 450 βολτ. Η τιμή της αυτεπαγωγής του πηνίου για τον προσομοιωτή λήφθηκε από τους υπολογισμούς των πηνίων στο πρόγραμμα FEMM. Τα τρανζίστορ IGBT ελέγχονταν μέσω οπτικών οδηγών που ήταν εξειδικευμένοι για το σκοπό αυτό, καθώς ήταν απαραίτητη η γαλβανική απομόνωση.

Ως αποτέλεσμα, αποδείχθηκε ότι στο κύκλωμα της γέφυρας, κατά την επανασύνδεση του πηνίου, τα τρανζίστορ είχαν ισχυρές υπερτάσεις αντίστροφου ρεύματος που ήταν ασύμβατες με τη διάρκεια ζωής του πυριτίου. Τίποτα απολύτως δεν έλυσε αυτό το πρόβλημα και ούτε το βαρίστορ εξοικονομούσε. Από την άλλη πλευρά, εάν αφαιρέσετε τα τρανζίστορ κατά μήκος μιας διαγώνιου και αφήσετε τις διόδους εκεί, θα έχετε ένα κύκλωμα ανάκτησης ενέργειας. Στην περίπτωση ανάκτησης, η υπολειμματική ενέργεια του πηνίου μετά το πέρασμα του βλήματος επέστρεφε πίσω στον πυκνωτή.

Ανέφεραν αυτές τις δύο ειδήσεις στον πελάτη. Ωστόσο, ο πελάτης είπε ότι η αντιστροφή πολικότητας πρέπει να εφαρμοστεί χωρίς αποτυχία, ακόμα κι αν πρέπει να θυσιαστεί η απόδοση (αν και ο αρχικός στόχος ήταν να αυξηθεί η απόδοση.). Ως αποτέλεσμα, απλά ενεργοποίησα το πηνίο σε σειρά με μια πρόσθετη αντίσταση, την τιμή της οποίας επέλεξα με βάση τις επιτρεπόμενες τιμές αντίστροφου ρεύματος των τρανζίστορ.

Υπολογισμός πηνίου

Ίσως ήταν ακριβώς όταν αντιμετώπισα τους υπολογισμούς των πηνίων για ένα όπλο Gauss που έμαθα για πρώτη φορά ότι κάτι μπορεί να υπολογιστεί από έναν υπολογιστή για ώρες, αν όχι ολόκληρες ημέρες. Όπως έγραψα νωρίτερα, ο υπολογισμός πραγματοποιήθηκε με τη δύναμη ενός ειδικού σεναρίου στο πρόγραμμα FEMM. Ένας φίλος μου έδωσε ένα «αληθινό» σενάριο για τον υπολογισμό. Εάν ενδιαφέρεστε, μπορείτε να κάνετε αναζήτηση στο Διαδίκτυο για το "coilgun_cu.lua" ή να κάνετε λήψη του . Υπάρχουν επίσης δύο πόροι ( και ), όπου διάβασα για τα ίδια τρανζίστορ IGBT, και για το FEMM, και πολλά άλλα.

Μετά την ολοκλήρωση των υπολογισμών με βελτιστοποίηση, προέκυψαν οι τιμές της ταχύτητας του βλήματος, της απόδοσης του όπλου, του αριθμού στροφών κ.λπ.. οι καλύτερες. Πιθανότατα θα είναι τα καλύτερα μόνο σε ένα συγκεκριμένο εύρος παραμέτρων πηνίου.

Έλεγχος κανονιού

Δεδομένου ότι το όπλο είναι τριών σταδίων, τίθεται το ερώτημα πώς να αλλάξετε τα πηνία. Προκειμένου να προσδιοριστεί η παρουσία ενός βλήματος μπροστά από το πηνίο, αποφασίστηκε να χρησιμοποιηθεί μια τυπική λύση με τη μορφή οπτικών αισθητήρων (σας συμβουλεύω να αγοράσετε εισαγόμενα IR LED για το σκοπό αυτό, καθώς τα παλιά οικιακά καταναλώνουν πολλά ενέργεια). Αποφασίστηκε να προσδιοριστούν τα σήματα από τους αισθητήρες χρησιμοποιώντας εξωτερικές διακοπές του μικροελεγκτή της σειράς AVR. Ο μικροελεγκτής μέτρησε επίσης την τάση στους πυκνωτές και έκανε τους αντίστοιχους ήχους σε δύο επίπεδα φόρτισης: όταν οι πυκνωτές είναι πλήρως φορτισμένοι και όταν πλησιάζουν στην πλήρη φόρτιση (80-90% του μέγιστου).

Μετατροπείς τάσης

Για τη φόρτιση πυκνωτών συνολικής χωρητικότητας σχεδόν 2000 microfarads από μπαταρία 12 βολτ σε τάση 450 βολτ, χρειαζόταν ένας αρκετά ισχυρός μετατροπέας. Ήμουν πολύ τεμπέλης για να φτιάξω έναν μετατροπέα από την αρχή, οπότε τον αφαίρεσα απλώς από το δικό μου όπλο Gauss. Για όποιον αναρωτιέται, ήταν ένας μετατροπέας