19. novembra 2014

Po prvé, redaktori Science Debate blahoželajú všetkým delostrelcom a raketometom! Koniec koncov, dnes je 19. november – Deň raketových síl a delostrelectva. Pred 72 rokmi, 19. novembra 1942, sa protiofenzíva Červenej armády počas bitky pri Stalingrade začala silnou delostreleckou prípravou.

Preto sme si dnes pre vás pripravili publikáciu venovanú kanónom, nie však obyčajným, ale Gaussovým!

Muž, aj keď sa stane dospelým, zostáva srdcom chlapcom, ale jeho hračky sa menia. Počítačové hry sa stali skutočnou spásou pre slušných chlapcov, ktorí v detstve nedohrali „vojnové hry“ a teraz majú príležitosť dobehnúť zameškané.

Počítačové akčné filmy často obsahujú futuristické zbrane, ktoré v nich nenájdete skutočný život- slávne Gaussovo delo, ktoré môže nastražiť nejaký bláznivý profesor alebo sa dá náhodne nájsť v tajnej kronike.

Je možné získať Gaussovu zbraň v reálnom živote?

Ukazuje sa, že je to možné a nie je to také ťažké, ako by sa na prvý pohľad mohlo zdať. Poďme rýchlo zistiť, čo je Gaussova pištoľ v klasickom zmysle. Gaussova pištoľ je zbraň, ktorá využíva metódu elektromagnetického zrýchlenia hmoty.

Konštrukcia tejto impozantnej zbrane je založená na solenoide - valcovom vinutí drôtov, kde dĺžka drôtu je mnohonásobne väčšia ako priemer vinutia. Pri použití elektrického prúdu vznikne v dutine cievky (solenoide) silné magnetické pole. Vtiahne projektil do solenoidu.

Ak v okamihu, keď projektil dosiahne stred, napätie sa odstráni, magnetické pole nezabráni pohybu tela zotrvačnosťou a vyletí z cievky.

Montáž Gaussovej pištole doma

Na vytvorenie Gaussovej pištole vlastnými rukami potrebujeme najprv induktor. Opatrne naviňte smaltovaný drôt na cievku, bez ostrých ohybov, aby ste v žiadnom prípade nepoškodili izoláciu.

Po zabalení naplňte prvú vrstvu superlepidlom, počkajte, kým nezaschne, a prejdite na ďalšiu vrstvu. Rovnakým spôsobom musíte navinúť 10-12 vrstiev. Hotovú cievku navlečieme na budúcu hlaveň zbrane. Na jeden z jej okrajov by mala byť umiestnená zástrčka.

Na získanie silného elektrického impulzu je dokonalá skupina kondenzátorov. Sú schopné krátkodobo uvoľniť nahromadenú energiu, kým sa strela dostane do stredu cievky.

Na nabíjanie kondenzátorov budete potrebovať nabíjačku. Vhodné zariadenie nájdeme vo fotoaparátoch, používa sa na výrobu blesku. Samozrejme, nehovoríme o drahom modeli, ktorý budeme rozoberať, ale jednorazové Kodaky stačia.

Navyše okrem nabíjačky a kondenzátora neobsahujú žiadne ďalšie elektrické prvky. Pri rozoberaní fotoaparátu dávajte pozor, aby ste nedostali zásah elektrickým prúdom. Neváhajte a vyberte svorky batérie z nabíjacieho zariadenia a rozpájkujte kondenzátor.

Preto je potrebné pripraviť približne 4-5 dosiek (viac je možné, ak to želanie a možnosti dovolia). Otázka výberu kondenzátora vás núti rozhodnúť sa medzi výkonom výstrelu a časom nabíjania. Väčšia kapacita kondenzátora tiež vyžaduje dlhší čas, čím sa znižuje rýchlosť požiaru, takže budete musieť nájsť kompromis.

LED prvky inštalované na nabíjacích obvodoch signalizujú svetlom, že bola dosiahnutá požadovaná úroveň nabitia. Samozrejme môžete pripojiť ďalšie nabíjacie obvody, ale nepreháňajte to, aby ste náhodou nespálili tranzistory na doskách. Na vybitie batérie je z bezpečnostných dôvodov najlepšie nainštalovať relé.

Riadiaci obvod pripojíme k batérii cez tlačidlo spúšte a riadiaci obvod k obvodu medzi cievkou a kondenzátormi. Aby ste mohli vystreliť, musíte do systému dodať energiu a po svetelnom signáli nabiť zbraň. Vypnite napájanie, zamierte a strieľajte!

Ak vás proces uchváti, ale výsledný výkon nestačí, môžete začať vytvárať viacstupňovú Gaussovu pištoľ, pretože presne taká by mala byť.

.
V tomto článku vám Konstantin, workshop How-todo, ukáže, ako vyrobiť prenosný Gaussov kanón.

Projekt bol robený len pre zábavu, takže nebolo cieľom dosiahnuť nejaké rekordy v konštrukcii Gausso.

V skutočnosti sa Konstantin stal dokonca príliš lenivým na výpočet cievky.

Najprv si oprášime teóriu. Ako vlastne funguje Gaussova pištoľ?

Nabíjame kondenzátor vysoké napätie a vypustite ho na cievku medeného drôtu umiestnenú na hlavni.

Keď ním preteká prúd, vytvára sa silné elektromagnetické pole. Feromagnetická strela je vtiahnutá do hlavne. Náboj kondenzátora sa spotrebuje veľmi rýchlo a ideálne je, ak prúd cez cievku prestane tiecť v momente, keď je strela v strede.

Potom pokračuje v lete zotrvačnosťou.

Skôr než prejdeme k montáži, mali by sme vás upozorniť, že s vysokým napätím treba pracovať veľmi opatrne.

Najmä pri použití takýchto veľkých kondenzátorov to môže byť dosť nebezpečné.

Vyrobíme si jednostupňovú pištoľ.

Po prvé, kvôli jednoduchosti. Elektronika v nej je takmer elementárna.

Pri výrobe viacstupňového systému musíte nejako prepnúť cievky, vypočítať ich a nainštalovať senzory.

Po druhé, viacstupňové zariadenie by jednoducho nezapadalo do zamýšľaného tvaru pištole.

Pretože aj teraz je budova úplne preplnená. Za základ sa brali podobné rozbíjacie pištole.

Telo vytlačíme na 3D tlačiarni. Aby sme to dosiahli, začneme s modelom.

Robíme to vo Fusion360, všetky súbory budú v popise, ak to bude chcieť niekto zopakovať.

Pokúsime sa dať všetky detaily čo najkompaktnejšie. Mimochodom, je ich veľmi málo.
4 batérie 18650, čo dáva celkovo približne 15V.
V ich sedadle v modeli sú vybrania na inštaláciu prepojok.

Ktoré si vyrobíme z hrubej fólie.
Modul, ktorý zvyšuje napätie batérie na približne 400 voltov na nabíjanie kondenzátora.

Samotný kondenzátor, a to je banka 1000 uF 450 V.

A ešte posledná vec. Vlastne cievka.

Ďalšie drobnosti ako tyristor, batérie na jeho otváranie, štartovacie tlačidlá je možné umiestniť do vrchlíka alebo prilepiť na stenu.

Neexistujú pre nich teda žiadne samostatné sedadlá.
Pre hlaveň budete potrebovať nemagnetickú trubicu.

Použijeme telo guľôčkového pera. Je to oveľa jednoduchšie, ako to vytlačiť na tlačiarni a potom brúsiť.

Na rám cievky navíjame lakovaný medený drôt s priemerom 0,8 mm, pričom medzi každú vrstvu kladieme izoláciu. Každá vrstva musí byť pevne pripevnená.

Každú vrstvu navinieme čo najtesnejšie, otočíme, aby sme urobili toľko vrstiev, koľko sa zmestí do tela.

Rukoväť bude vyrobená z dreva.

Model je pripravený, môžete spustiť tlačiareň.

Takmer všetky diely sú vyrobené s 0,8 mm tryskou a iba tlačidlo, ktoré drží hlaveň je vyrobené s 0,4 mm tryskou.

Tlač trvala asi sedem hodín, a tak sa ukázalo, že zostal len ružový plast.
Po vytlačení starostlivo očistite model od podpier. V obchode kupujeme základný náter a farbu.

Nebolo možné použiť akrylovú farbu, ale odmietla normálne ležať aj na zemi.
Na natieranie PLA plastu existujú špeciálne spreje a farby, ktoré perfektne priľnú bez prípravy.
Ale také farby sa nenašli, ukázalo sa to samozrejme nemotorne.

Musel som maľovať do polovice z okna.

Povedzme, že nerovný povrch je taký štýl a vo všeobecnosti to bolo tak plánované.
Kým prebieha tlač a farba schne, poďme pracovať na rukoväti.
Nebolo drevo vhodnej hrúbky, tak sme zlepili dva kusy parkiet.

Keď je suchý, pomocou skladačky mu dáme hrubý tvar.

Trochu nás prekvapí, že akumulátorová priamočiara píla bez problémov nareže 4 cm dreva.

Potom použite Dremel a nástavec na zaoblenie rohov.

Kvôli malej šírke obrobku nie je sklon rukoväte úplne požadovaný.

Vyrovnajme tieto nepríjemnosti ergonómiou.

Nerovnosti pretrieme brúsnym nástavcom a prejdeme ručne zrnitosťou 400.

Po očistení natrieme olejom v niekoľkých vrstvách.

Rukoväť pripevníme k samoreznej skrutke, keď sme predtým vyvŕtali kanál.

Pomocou dokončovacieho brúsneho papiera a ihlových pilníkov prispôsobíme všetky diely k sebe tak, aby všetko podľa potreby zatváralo, držalo a držalo.

Môžete prejsť na elektroniku.
Najprv nainštalujeme tlačidlo. Približne odhadom, aby to v budúcnosti príliš neprekážalo.

Ďalej zostavíme priehradku na batérie.
Za týmto účelom rozrežte fóliu na pásiky a prilepte ju pod kontakty batérie. Batérie zapájame do série.

Neustále kontrolujeme, či je kontakt spoľahlivý.
Keď to urobíte, môžete pripojiť vysokonapäťový modul cez tlačidlo a kondenzátor k nemu.

Môžete to dokonca skúsiť nabiť.
Napätie sme nastavili na cca 410 V, aby sme ho vybili do cievky bez hlasných pukaní uzatváracích kontaktov, je potrebné použiť tyristor, ktorý funguje ako spínač.

A aby sa zatvoril, stačí malé napätie jeden a pol voltu na riadiacej elektróde.

Bohužiaľ sa ukázalo, že posilňovací modul má stredný bod, čo neumožňuje odoberať riadiace napätie z už nainštalovaných batérií bez špeciálnych trikov.

Preto berieme AA batériu.

A malé dotykové tlačidlo slúži ako spúšť, ktorá prepína veľké prúdy cez tyristor.

Tam by sa to všetko skončilo, ale dva tyristory takéto zneužívanie nevydržali.
Musel som teda vybrať výkonnejší tyristor 70TPS12, vydrží 1200-1600V a 1100A na impulz.

Keďže projekt bol aj tak na týždeň zmrazený, dokúpime aj ďalšie diely, aby sme vytvorili indikátor nabitia. Môže pracovať v dvoch režimoch, rozsvietiť len jednu diódu, posunúť ju alebo rozsvietiť všetky postupne.

Gaussov kanón (Gaussova puška)

Iné názvy: Gaussova pištoľ, Gaussova pištoľ, Gaussova puška, Gaussova pištoľ, zrýchľovacia puška.

Gaussova puška (alebo jej väčší variant, Gaussova pištoľ), podobne ako railgun, je elektromagnetická zbraň. V súčasnosti neexistujú žiadne vojenské priemyselné vzorky, hoci množstvo laboratórií (väčšinou amatérskych a univerzitných) naďalej vytrvalo pracuje na vytváraní týchto zbraní. Systém je pomenovaný po nemeckom vedcovi Carlovi Gaussovi (1777-1855). Osobne nechápem, prečo bol matematik taký vystrašený (stále nemôžem, alebo skôr nemám relevantné informácie). Gauss mal oveľa menej spoločného s teóriou elektromagnetizmu ako napríklad Oersted, Ampere, Faraday alebo Maxwell, no napriek tomu bola zbraň pomenovaná na jeho počesť. Názov sa zasekol, a preto ho budeme používať aj my.

Princíp fungovania:
Gaussova puška pozostáva z cievok (výkonných elektromagnetov) namontovaných na hlaveň vyrobenej z dielektrika. Pri privedení prúdu sa elektromagnety na krátky okamih jeden po druhom zapnú v smere od prijímača k hlavni. Striedavo priťahujú oceľovú guľku (ihlu, šípku alebo projektil, ak hovoríme o kanóne) a tým ju zrýchľujú na značné rýchlosti.

Výhody zbrane:
1. Nedostatok kazety. To umožňuje výrazne zvýšiť kapacitu zásobníka. Napríklad zásobník, ktorý pojme 30 nábojov, môže nabiť 100-150 nábojov.
2. Vysoká rýchlosť streľby. Teoreticky vám systém umožňuje začať zrýchľovať ďalšiu guľku ešte predtým, ako predchádzajúca opustí hlaveň.
3. Tichá streľba. Samotný dizajn zbrane vám umožňuje zbaviť sa väčšiny akustických zložiek výstrelu (pozri recenzie), takže streľba z gaussovej pušky vyzerá ako séria sotva počuteľných pukov.
4. Žiadny odmaskovací blesk. Táto vlastnosť je užitočná najmä v noci.
5. Nízky spätný ráz. Z tohto dôvodu sa pri streľbe hlaveň zbrane prakticky nedvíha, a preto sa zvyšuje presnosť streľby.
6. Spoľahlivosť. Puška Gauss nepoužíva kazety, a preto okamžite zmizne otázka nekvalitného streliva. Ak si okrem toho spomenieme na absenciu vystreľovacieho mechanizmu, potom na samotný koncept „zlyhanie“ môžeme zabudnúť ako na zlý sen.
7. Zvýšená odolnosť proti opotrebovaniu. Táto vlastnosť je spôsobená malým počtom pohyblivých častí, nízkym zaťažením komponentov a dielov pri streľbe a absenciou produktov spaľovania strelného prachu.
8. Možnosť použitia ako vo vesmíre, tak aj v atmosférach, ktoré potláčajú horenie strelného prachu.
9. Nastaviteľná rýchlosť strely. Táto funkcia umožňuje v prípade potreby znížiť rýchlosť strely pod zvukom. Výsledkom je, že charakteristické puknutia zmiznú a Gaussova puška sa stáva úplne tichou, a preto je vhodná na tajné špeciálne operácie.

Nevýhody zbraní:
Medzi nevýhody Gaussových pušiek sa často uvádzajú: nízka účinnosť, vysoká spotreba energie, veľká hmotnosť a rozmery, dlho dobíjanie kondenzátorov atď Chcem povedať, že všetky tieto problémy sú spôsobené iba úrovňou moderný vývoj technológie. V budúcnosti, s vytvorením kompaktných a výkonných zdrojov energie, s použitím nových konštrukčných materiálov a supravodičov, sa Gaussova pištoľ môže stať skutočne silnou a efektívnou zbraňou.

V literatúre, samozrejme, fantastickej literatúre, William Keith vyzbrojil legionárov gaussovou puškou vo svojej sérii „Piata cudzinecká légia“. (Jedna z mojich obľúbených kníh!) Tiež slúžila militaristom z planéty Klisand, ku ktorým sa dostal Jim di Gris v Harrisonovom románe „Pomsta potkana z nehrdzavejúcej ocele“. Hovorí sa, že Gausovka sa nachádza aj v knihách zo série S.T.A.L.K.E.R., no ja som ich prečítala len päť. Nič také som tam nenašiel a nebudem hovoriť za ostatných.

Čo sa týka mojej osobnej práce, v mojom novom románe „Záškodníci“ som svojmu hlavnému hrdinovi Sergeiovi Kornovi daroval gaussovú karabínu Metel-16 vyrobenú v Tule. Pravdaže, vlastnil ho len na začiatku knihy. Po všetkom Hlavná postava koniec koncov, čo znamená, že si zaslúži pôsobivejšiu zbraň.

Oleg Šovkunenko

Recenzie a komentáre:

Alexander 29.12.13
Podľa bodu 3 bude výstrel nadzvukovou rýchlosťou strely v každom prípade hlasný. Z tohto dôvodu sa pre tiché zbrane používajú špeciálne podzvukové náboje.
Podľa bodu 5 bude spätný ráz vlastný každej zbrani, ktorá strieľa „hmotné predmety“ a závisí od pomeru hmotnosti guľky a zbrane a od impulzu sily urýchľujúcej guľku.
Podľa odseku 8 žiadna atmosféra nemôže ovplyvniť spaľovanie strelného prachu v zapečatenej nábojnici. Vo vesmíre budú strieľať aj strelné zbrane.
Problém môže byť len v mechanickej stabilite častí zbraní a vlastnostiach mazív pri ultranízkych teplotách. Tento problém sa však dá vyriešiť a už v roku 1972 sa vo vesmíre uskutočnila skúšobná streľba z orbitálneho kanónu z vojenskej orbitálnej stanice OPS-2 (Salyut-3).

Oleg Šovkunenko
Alexander, dobre, že si to napísal. Aby som bol úprimný, urobil som popis zbrane na základe môjho vlastného chápania témy. Ale možno som sa v niečom mýlil. Poďme na to spoločne bod po bode.

Bod č.3. "Tichá streľba."
Pokiaľ viem, zvuk výstrelu z akejkoľvek strelnej zbrane pozostáva z niekoľkých komponentov:
1) Zvuk, alebo ešte lepšie, zvuky fungovania mechanizmu zbrane. To zahŕňa náraz úderníka na kapsulu, rinčanie záveru atď.
2) Zvuk vytvorený vzduchom naplnením hlavne pred výstrelom. Je vytláčaná guľkou aj práškovými plynmi presakujúcimi cez kanály pušky.
3) Zvuk, ktorý vytvárajú samotné práškové plyny pri náhlej expanzii a ochladzovaní.
4) Zvuk vytvorený akustickou rázovou vlnou.
Na Gaussiana prvé tri body vôbec neplatia. Predpokladám otázku o vzduchu v hlavni, ale v Gaussovom vintage hlavni vôbec nie je potrebné, aby bola pevná a rúrková, čiže problém sám od seba zmizne. Takže zostáva bod číslo 4, o ktorom presne hovoríte vy, Alexander. Chcem povedať, že akustická rázová vlna zďaleka nie je najhlasnejšia časť záberu. Tlmiče moderných zbraní s ňou prakticky vôbec nebojujú. A predsa sa strelná zbraň s tlmičom stále nazýva tichá. V dôsledku toho môže byť Gaussian tiež nazývaný bezhlučný. Mimochodom, veľmi pekne ďakujem za pripomenutie. Medzi výhody Gaussovej pištole som zabudol spomenúť možnosť nastavenia rýchlosti strely. Koniec koncov, je možné nastaviť podzvukový režim (čím bude zbraň úplne tichá a určená na skryté akcie v boji na blízko) a nadzvukový (to je pre skutočnú vojnu).

Bod č.5. "Takmer žiadny návrat."
Plynová pištoľ má samozrejme aj spätný ráz. Kde by sme bez nej boli?! Zákon zachovania hybnosti ešte nebol zrušený. Len vďaka princípu fungovania gaussovej pušky nebude výbušná ako v strelnej zbrani, ale skôr natiahnutá a hladká, a preto oveľa menej nápadná pre strelca. Aj keď, aby som bol úprimný, sú to len moje podozrenia. Ešte nikdy som z takejto zbrane nevystrelil :)

Bod č.8. “Možnosť využitia ako vo vesmíre...”.
Nepovedal som vôbec nič o nemožnosti použitia strelných zbraní vo vesmíre. Len to bude potrebné prerobiť takým spôsobom, že bude potrebné vyriešiť toľko technických problémov, že bude jednoduchšie vytvoriť gaussovu zbraň :)) Čo sa týka planét so špecifickými atmosférami, použitie strelných zbraní na nich skutočne môže byť nielen ťažké, ale aj nebezpečné. Ale toto je už zo sekcie fantasy, čo robí váš skromný sluha.

Vyacheslav 04/05/14
Ďakujem za zaujímavý príbeh o zbraniach. Všetko je veľmi prístupné a rozložené na policiach. Pre väčšiu prehľadnosť by som chcel aj schému.

Oleg Šovkunenko
Vyacheslav, vložil som schému, ako ste sa pýtali).

záujem 22.02.15
"Prečo puška Gaus?" - Wikipedia hovorí, že preto, lebo položil základy teórie elektromagnetizmu.

Oleg Šovkunenko
Po prvé, na základe tejto logiky by sa letecká bomba mala nazývať „Newtonova bomba“, pretože padá na zem v súlade so zákonom univerzálnej gravitácie. Po druhé, v tej istej Wikipédii sa Gauss vôbec nespomína v článku „Elektromagnetická interakcia“. Je dobré, že sme všetci vzdelaní ľudia a pamätáme si, že Gauss odvodil rovnomennú vetu. Je pravda, že táto veta je zahrnutá v Maxwellových všeobecnejších rovniciach, takže sa zdá, že Gauss je tu opäť na správnej ceste s „položením základov teórie elektromagnetizmu“.

Evgeniy 05.11.15
Gausova puška je vymyslený názov pre zbraň. Prvýkrát sa objavil v legendárnej postapokalyptickej hre Fallout 2.

Roman 26.11.16
1) o tom, čo má Gauss spoločné s menom), prečítajte si na Wikipédii, ale nie elektromagnetizmus, ale Gaussov teorém; táto veta je základom elektromagnetizmu a je základom pre Maxwellove rovnice.
2) hukot výstrelu je spôsobený najmä prudko expandujúcimi práškovými plynmi. lebo guľka je nadzvuková a 500m od hlavne rezne, ale nie je z nej žiaden rev! iba hvizd zo vzduchu prerušený rázovou vlnou z guľky a to je všetko!)
3) o tom, že vraj existujú vzorky ručných zbraní a mlčia, lebo vraj guľka je podzvuková - to je nezmysel! Keď sú prezentované nejaké argumenty, musíte pochopiť podstatu problému! výstrel je tichý nie preto, že by strela bola podzvuková, ale preto, že prachové plyny z hlavne neunikajú! prečítajte si o pištoli PSS vo Wik.

Oleg Šovkunenko
Roman, si náhodou Gaussov príbuzný? Príliš horlivo obhajujete jeho právo na toto meno. Osobne je mi to jedno, ak sa to ľuďom páči, nech je to gaussová pištoľ. Čo sa týka všetkého ostatného, ​​prečítajte si recenzie k článku, problematika bezhlučnosti tam už bola podrobne rozobratá. k tomuto nemôžem dodať nič nové.

Dáša 3.12.17
Píšem sci-fi. Názor: ACCELERATION je zbraň budúcnosti. Cudzincovi by som nepripisoval právo mať prvenstvo v tejto zbrani. Ruská akcelerácia URČITE POKRAČUJE prehnitý Západ. Je lepšie nedať prehnitému cudzincovi PRÁVO OZNAČOVAŤ ZBRAŇ SVOJIM POHRATÝM MENOM! Rusi majú veľa vlastných šikovných chlapov! (nezaslúžene zabudnuté). Mimochodom, guľomet (pištoľ) Gatling sa objavil NESKÔR ako ruský SOROKA (systém otočnej hlavne). Gatling si jednoducho patentoval nápad ukradnutý Rusku. (Odteraz ho za to budeme volať koza Gatl!). Preto Gauss tiež nemá nič spoločné s urýchľovacími zbraňami!

Oleg Šovkunenko
Dáša, vlastenectvo je samozrejme dobré, ale len zdravé a rozumné. Ale s Gaussovou zbraňou, ako sa hovorí, vlak odišiel. Termín sa už uchytil, ako mnoho iných. Nebudeme meniť pojmy: Internet, karburátor, futbal atď. Nie je však až také dôležité, koho menom je ten či onen vynález pomenovaný, hlavné je, kto ho dokáže doviesť k dokonalosti alebo ako v prípade Gaussovej pušky aspoň do bojového stavu. Bohužiaľ som ešte nepočul o serióznom vývoji bojových gaussových systémov v Rusku aj v zahraničí.

Božkov Alexander 26.09.17
Všetko jasné. Je však možné pridávať články o iných typoch zbraní?: O termitovke, elektrovrhači, BFG-9000, Gaussovej kuši, ektoplazmatickom guľomete.

Moderné delostrelecké zbrane sú zliatinou najnovšie technológie, presná presnosť ničenia a zvýšená sila munície. A napriek tomu, napriek obrovskému pokroku, zbrane 21. storočia strieľajú rovnakým spôsobom ako ich prababičky – využívajú energiu práškových plynov.

Elektrina dokázala otriasť monopolom pušného prachu. Myšlienka vytvoriť elektromagnetickú zbraň vznikla takmer súčasne v Rusku a Francúzsku na vrchole prvej svetovej vojny. Vychádza z prác nemeckého bádateľa Johanna Carla Friedricha Gaussa, ktorý vyvinul teóriu elektromagnetizmu, stelesnenú v nezvyčajnom zariadení - elektromagnetickej pištoli.

V predstihu

Myšlienka vytvoriť elektromagnetickú zbraň ďaleko predbehla svoju dobu. Potom, na začiatku minulého storočia, sa všetko obmedzovalo na prototypy, ktoré tiež vykazovali veľmi skromné ​​výsledky. Francúzsky model tak ledva dokázal zrýchliť 50 gramový projektil na rýchlosť 200 m/s, čo sa nedalo porovnať s vtedy platnými konvenčnými delostreleckými systémami. jej Ruský analóg– magnetická fugalová pištoľ zostala na nákresoch úplne. A predsa, hlavným výsledkom bolo stelesnenie myšlienky do skutočného hardvéru a skutočný úspech bol otázkou času.

Gaussova pištoľ

Gaussova pištoľ, vyvinutá nemeckým vedcom, je typom elektromagnetického urýchľovača hmoty. Pištoľ pozostáva zo solenoidu (cievky) s hlavňou vyrobenou z dielektrického materiálu umiestnenou vo vnútri. Nabíja sa feromagnetickým projektilom. Aby sa projektil pohol, na cievku sa aplikuje elektrický prúd, ktorý vytvorí magnetické pole, ktoré vtiahne projektil do solenoidu. Čím rýchlejší a kratší je generovaný impulz, tým vyššia je rýchlosť strely.

Princíp činnosti Gaussovej pištole

Výhodou elektromagnetickej pištole Gauss oproti iným typom zbraní je možnosť flexibilne meniť počiatočnú rýchlosť a energiu strely, ako aj nehlučnosť výstrelu. Existuje aj nevýhoda - nízka účinnosť, ktorá nepresahuje 27%, as tým spojené veľké náklady na energiu. Preto má v našej dobe Gaussova pištoľ perspektívu skôr ako amatérska inštalácia. Nápad však môže dostať druhý život, ak sa vynájdu nové kompaktné a ultravýkonné zdroje prúdu.

Železničná elektromagnetická pištoľ

Railgun je ďalší typ elektromagnetickej pištole. Railgun sa skladá zo zdroja energie, spínacieho zariadenia a dvoch elektricky vodivých koľajníc od 1 do 5 metrov, ktoré sú zároveň elektródami umiestnenými vo vzdialenosti 1 cm od seba.V ňom interaguje energia elektromagnetického poľa s energiou plazma, ktorá vzniká v dôsledku spaľovania špeciálnej vložky pri vysokom napätí.

Princíp činnosti railgunu

Pušný prach nie je schopný viac

Samozrejme, je priskoro povedať, že čas tradičnej munície je nenávratne minulosťou. Podľa odborníkov však dosiahli svoj limit. Rýchlosť náboja uvoľneného s ich pomocou je obmedzená na 2,5 km/s. Na budúce vojny to zjavne nestačí.

Railguny už nie sú fantáziou

V Spojených štátoch sú v plnom prúde laboratórne testy 475 mm railgun vyvinutého spoločnosťami General Atomics a BAE Systems. Prvé salvy zázračnej zbrane ukázali povzbudivé výsledky. Strela s hmotnosťou 23 kg vyletela z hlavne rýchlosťou presahujúcou 2200 m/s, čo v budúcnosti umožní zasiahnuť ciele na vzdialenosť až 160 km. Neuveriteľná kinetická energia úderných prvkov elektromagnetických zbraní spôsobuje, že nálože pohonných hmôt nie sú potrebné, čo znamená, že prežitie posádok sa zvyšuje. Po dokončení prototypu bude railgun inštalovaný na vysokorýchlostnej lodi JHSV Millinocket. Asi o 5-8 rokov sa US NAVY začne systematicky vybavovať železničnými delami.

Naša odpoveď

V našej krajine sa elektromagnetické zbrane pamätali v 50. rokoch, keď sa začali šialené preteky o vytvorenie ďalšej superzbrane. Doteraz sú tieto diela prísne utajované. Sovietsky projekt viedol vynikajúci fyzik akademik L. A. Artsimovič, ktorý sa problematike plazmy zaoberal dlhé roky. Bol to on, kto nahradil ťažkopádny názov „elektrodynamický urýchľovač hmoty“ za ten, ktorý dnes všetci poznáme – „railgun“.

Podobný vývoj stále prebieha v Rusku. Tím z jednej z pobočiek Spoločného ústavu pre vysoké teploty Ruskej akadémie vied nedávno predviedol svoju víziu railgunu. Na urýchlenie nabíjania bol vyvinutý elektromagnetický urýchľovač. Tu bola guľka s hmotnosťou niekoľkých gramov zrýchlená na rýchlosť asi 6,3 km/s.

Ahoj. Dnes si doma postavíme Gaussov kanón z dielov, ktoré sa dajú ľahko nájsť v miestnych obchodoch. Pomocou kondenzátorov, vypínača a niekoľkých ďalších dielov vytvoríme odpaľovač, ktorý dokáže pomocou elektromagnetizmu odpáliť malé klince až do vzdialenosti cca 3 metrov. Začnime!

Krok 1: Pozrite si video

Najprv si pozrite video. Preštudujete si projekt a uvidíte zbraň v akcii. Čítajte ďalej a dozviete sa podrobnejšie pokyny na zostavenie zariadenia Gauss Gun.

Krok 2: Zhromažďovanie potrebných materiálov

Pre projekt budete potrebovať:

1. 8 veľkých kondenzátorov. Použil som 3 300uF 40V. Kľúčovým bodom je, že čím nižšie je napätie, tým je menej nebezpečné, takže hľadajte možnosti v oblasti 30 - 50 voltov. Čo sa týka kapacity, čím viac, tým lepšie.
2. Jeden vysokoprúdový istič
3. Jedna cievka s 20 závitmi (moje som skrútil z drôtu 18awg)
4. Medený plech a/alebo hrubý medený drôt

Krok 3: Zlepte kondenzátory dohromady

Vezmite kondenzátory a prilepte ich tak, aby kladné póly boli bližšie k stredu lepidla. Najprv ich zlepte do 4 skupín po 2 kusoch. Potom zlepte dve skupiny dohromady, výsledkom čoho sú 2 skupiny po 4 kondenzátory. Potom položte jednu skupinu na druhú.

Krok 4: Zostavenie skupiny kondenzátorov

Fotografia ukazuje, ako by mal vyzerať konečný dizajn.

Teraz vezmite kladné póly a pripojte ich k sebe a potom ich prispájkujte na medenú podložku. Kryt môže byť hrubý medený drôt alebo plech.

Krok 5: Spájkujte medené podložky

V prípade potreby použite priame teplo (malý priemyselný sušič vlasov), nahrejte medené pásiky a prispájkujte k nim vývody kondenzátora.

Fotografia zobrazuje moju skupinu kondenzátorov po dokončení tohto kroku.

Krok 6: Spájkujte záporné póly kondenzátorov

Vezmite ďalší hrubý vodič, použil som izolované medené vedenie s veľkým prierezom, pričom som z neho odstránil izoláciu na správnych miestach.

Ohnite drôt tak, aby čo najefektívnejšie pokryl celú vzdialenosť našej skupiny kondenzátorov.

Spájkujte na správnych miestach.

Krok 7: Pripravte projektil

Ďalej je potrebné pripraviť vhodný projektil pre navijak. Omotal som si cievku okolo cievky. Ako náhubok som použil malú slamku. Preto sa môj projektil musí zmestiť do slamky. Vzal som klinec a orezal som ho asi na 3 cm, pričom som nechal ostrú časť.

Krok 8: Nájdite vhodný prepínač

Potom som potreboval nájsť spôsob, ako vyhodiť náboj z kondenzátorov na cievku. Väčšina ľudí používa na takéto potreby usmerňovače (SCR). Rozhodol som sa udržať veci jednoduché a našiel som vysokoprúdový spínač.

Na prepínači sú tri menovité prúdy: 14,2A, 15A a 500A. Moje výpočty ukázali maximálnu silu asi 40A pri špičke trvajúcej asi milisekundu, takže by to malo fungovať.

POZNÁMKA. Nepoužívajte moju metódu prepínania, ak sú vaše kondenzátory väčšie. Potlačil som šťastie a všetko dopadlo dobre, ale nechcete, aby praskol istič, pretože ste prešli 300A cez istič s menovitým prúdom 1A.

Krok 9: Navinutie cievky

S montážou elektromagnetickej pištole sme takmer hotový. Čas navinúť kotúč.

Vyskúšal som tri rôzne cievky a zistil som, že asi 20 závitov 16 alebo 18 awg izolovaného drôtu funguje najlepšie. Použil som starú cievku, omotal som okolo nej nejaký drôt a prevliekol som ním plastovú slamku, pričom jeden koniec slamky som zalepil horúcim lepidlom.

Krok 10: Zostavenie zariadenia podľa schémy

Teraz, keď máte všetky kúsky pripravené, poskladajte ich. Ak máte nejaké problémy, postupujte podľa schémy.

Krok 11: Požiarna bezpečnosť

Gratulujem! Delo Grasse sme vyrobili vlastnými rukami. Na nabitie kondenzátorov na takmer maximálne napätie použite nabíjačku. Nabil som moje 40V nastavenie na 38V.

Vložte projektil do trubice a stlačte tlačidlo. Prúd potečie do cievky a tá vystrelí klinec.

BUĎ OPATRNÝ! Aj vzhľadom na to, že ide o slaboprúdový projekt a nezabije vás, takýto prúd môže aj tak poškodiť vaše zdravie. Druhá fotografia ukazuje, čo sa stane, ak náhodou spojíte plus a mínus.