Електромагнетен пиштол Гаус. Електромагнетен Гаус акцелератор. Железнички електромагнетен пиштол

Гаус-Ган е прилично вообичаен уред меѓу радио аматерите. Уредот на пиштолот Гаус е прилично едноставен. Пиштолот се состои од неколку делови:
1) Напојување
2) Конвертор на напон
3) Електромагнетна калем

Ова се главните делови на уредот, кој е општо познат како Гаусовиот електромагнетен масен забрзувач. Главните делови на уредот не се критични, сето тоа зависи од имагинацијата на авторите. Основите на работата се исто така прилично едноставни. Конверторот на напон го зголемува почетниот напон на изворот на енергија на ниво од 300-450 волти, а потоа овој напон се коригира и се акумулира во електролитски кондензатори. Моќта на самиот пиштол зависи од капацитетот на кондензаторот. Во моментот на стартување, целиот потенцијал на кондензаторот (често се користи блок од неколку кондензатори) се нанесува на серпентина, по што се претвора во моќен електромагнет и ја истиснува железната маса. Принципот на работа на пиштол Гаус е донекаде сличен на принципот на работа на реле, само овде напојувањето се испорачува на серпентина за кратко време.

Денес ќе го разгледаме дизајнот на прилично едноставен масовен забрзувач со доволна моќност. Уредот е наменет само да го демонстрира принципот на работа, ве молиме почитувајте ги сите безбедносни мерки на претпазливост, бидејќи овој тип на уред е доста опасен поради неколку причини.

Прво, на кондензаторите се создава висок напон, а бидејќи капацитетот на кондензаторите е голем, постои опасност по живот.
Второ, силата на ударот на масата е доста голема, затоа не насочувајте ја кон луѓето и одржувајте одредено растојание од пиштолот.

За конвертор на напон беше избрано коло со еден циклус базирано на популарниот тајмер од серијата 555. Тајмерот работи во режим на правоаголен генератор на импулси. Како што знаете, микроспојот не содржи дополнителен засилувач, па би било добро да се користи дополнителен двигател на излезот од микроспојот, но како што покажа практиката, тука не е потребен драјвер, бидејќи излезниот напон е повеќе од доволно за да работи транзисторот, а струјата на излезот од микроциркутот е околу 200 mA. Така, дури и без дополнителен драјвер, чипот не е преоптоварен, сè работи добро. Транзистор со ефект на поле - изборот не е критичен, можете да користите какви било транзистори со струја од 40 А или повеќе, во мојот случај користев IRFZ44 како евтина и прилично сигурна опција. Ова коло не бара филтер за потиснување на обратна струја - уште еден плус на колото.

Моќноста на колото директно зависи од изворот на енергија; од батеријата за напојување, колото развива околу 45-60 вати, додека потрошувачката е 7,5-8 А.
Со такво напојување, транзисторот се загрева многу, но не треба да користите огромни ладилници, бидејќи уредот е наменет за краткорочно работење, а прегревањето нема да биде многу лошо.
Во мојот случај, конверторот е составен на компактна плоча, инсталацијата е двострана. Моќта на отпорот може да биде 0,125 вати.

Трансформатор

Намотувањето на импулсниот трансформатор е најважниот дел, но тука нема ништо комплицирано, бидејќи не намотуваме високонапонски трансформатор и нема опасност од дефект во секундарното намотување, затоа, барањата за квалитет на намотување не се многу сериозни .
Јадрото се користеше од електронски придушници (60 вати LDS баласт). Примарното намотување најпрво беше намотано на рамката, која се состои од 7 вртења од жица од 1 мм (препорачливо е да се намотаат две жици од жица од 0,5 мм одеднаш).

По намотување на примарната намотка, таа мора да биде изолирана. Речиси секогаш користам проѕирна лента како изолација.
Секундарната намотка е намотана на врвот на примарната и се состои од 120 вртења на жица со дијаметар од 0,2-0,3 mm. На секои 40-50 вртења, препорачливо е да се постави изолација со истата лента.

Таквиот конвертор наплаќа капацитет од 1000 uF за само една секунда!

Откако ќе имаме готов конвертор на напон од 12-400 волти, можеме да продолжиме понатаму. Како исправувач, можете да користите мост од импулсни диоди со струја од најмалку 1 ампер. Диодите FR207 или FR107 се совршени за нашите цели.
Кондензаторите беа залемени од стари компјутерски напојувања (таквите кондензатори се прилично скапи, па затоа е полесно да се најдат стари напојувања). Беа употребени вкупно 6 кондензатори од 200V/470uF.

Соленоидот е намотан на цевка од хемиско пенкало. За намотување се користеше жица со дијаметар од 1 мм, бројот на вртења беше 45.
Намотувањето се врши во слоеви (не е препорачливо да се намотува на големо).

Секој железен предмет што слободно ќе се вклопи во цевката ќе биде погоден како проектил. Должина на цевка (рамка) 15 cm (може да се користат цевки со должина од 10-25 cm)

Пиштолот е речиси подготвен, останува само да се состави колото на механизмот за активирање. Овој пат е користен тиристор од серијата KU 202M(N). Колото се стартува посебно АА батерија, со чија помош се напојува напојувањето на контролниот терминал на тиристорот, како резултат на што вториот се активира и капацитетот на кондензаторот се напојува со соленоидот.

Список на радиоелементи

Означување	Тип	Деноминација	Квантитет	Забелешка	Купувајте	Мојот бележник
555	Програмабилен тајмер и осцилатор	NE555	1			Во бележник
Т1	MOSFET транзистор	IRFZ44	1			Во бележник
VD1	Исправувачка диода	1N4148	1			Во бележник
	Исправувачка диода	FR207	4	FR107		Во бележник
VS1	Тиристор и Триак	KU202M	1			Во бележник
C1	Кондензатор	10 nF	1			Во бележник
C2	Кондензатор	3,9 nF	1			Во бележник
C3-C8	Електролитски кондензатор	470uF 200V	6			Во бележник
R1, R2	Отпорник

Енциклопедиски YouTube

1 / 2

✪ Тајната на структурата на светот ветува создавање на извор на енергија со невидена моќ

✪ Олег Соколов за египетската кампања: Битката кај Абукир, Каиро и кампањата Десаикс

Преводи

Принцип на работа

Параметрите на намотките за забрзување, проектилот и кондензаторите мора да се координираат на таков начин што при истрелување, додека проектилот ќе се приближи до соленоидот, индукцијата магнетно полево соленоид беше максимум, но со понатамошно приближување на проектилот нагло падна. Вреди да се напомене дека можни се различни алгоритми за работа на намотки за забрзување.

Кинетичка енергија на проектилот E = m v 2 2 (\displaystyle E=(mv^(2) \над 2)) m (\displaystyle m)- маса на проектил v (\displaystyle v)- неговата брзина Енергијата складирана во кондензаторот E = C U 2 2 (\displaystyle E=(CU^(2) \над 2)) U (\displaystyle U)- напон на кондензаторот C (\displaystyle C)- капацитет на кондензатор Време на празнење на кондензаторот

Ова е времето во кое кондензаторот е целосно испразнет:

T = π L C 2 (\displaystyle T=(\pi (\sqrt (LC)) \над 2)) L (\displaystyle L)- индуктивност C (\displaystyle C)- капацитивност Работно време на индукторот

Ова е време во кое emf на индукторот се зголемува до максимална вредност(целосно празнење на кондензаторот) и целосно паѓа на 0. Тоа е еднакво на горниот полуциклус на синусниот бран.

T = 2 π L C (\displaystyle T=2\pi (\sqrt (LC))) L (\displaystyle L)- индуктивност C (\displaystyle C)- капацитет

Вреди да се напомене дека, во нивната претставена форма, последните две формули не можат да се користат за пресметување на пиштол Гаус, само од причина што додека проектилот се движи внатре во серпентина, неговата индуктивност се менува цело време.

Апликација

Теоретски е можно да се користат гаусови пиштоли за лансирање на лесни сателити во орбитата. Главната апликација е аматерски инсталации, демонстрација на својствата на феромагнетите. Исто така, доста активно се користи како детска играчка или за развој на техничка креативност. домашна инсталација(едноставност и релативна безбедност)

Создавање

Наједноставните дизајни може да се состават од отпадни материјали дури и со училишното знаењефизичарите

Постојат многу веб-страници кои детално опишуваат како да се состави гаус-топ. Но, вреди да се запамети дека создавањето оружје во некои земји може да биде казниво со закон. Затоа, пред да креирате пиштол Гаус, вреди да размислите како ќе го користите.

Предности и недостатоци

Пиштолот Гаус како оружје има предности што ги немаат другите видови мало оружје. Ова е отсуство на касети и неограничен избор на почетната брзина и енергија на муницијата, можност за тивок истрел (ако брзината на доволно рационализиран проектил не ја надминува брзината на звукот), вклучително и без промена на цевката и муницијата , релативно мал одврат (еднаков на импулсот на исфрлениот проектил, нема дополнителен импулс од гасовите во прав или подвижните делови), теоретски, поголема доверливост и, теоретски, отпорност на абење, како и способност за работа во какви било услови , вклучително и во вселената.

Сепак, и покрај очигледната едноставност на топот Гаус, неговото користење како оружје е полн со сериозни тешкотии, од кои главната е високата потрошувачка на енергија.

Првата и главна тешкотија е ниската ефикасност на инсталацијата. Само 1-7% од полнењето на кондензаторот се претвора во кинетичка енергија на проектилот. Овој недостаток може делумно да се компензира со користење на повеќестепен систем за забрзување на проектилот, но во секој случај, ефикасноста ретко достигнува 27%. Во основа, кај аматерските инсталации, енергијата складирана во форма на магнетно поле не се користи на кој било начин, туку е причина за користење моќни прекинувачи (често се користат IGBT модулите) за отворање на серпентина (правило на Ленц).

Втората тешкотија е високата потрошувачка на енергија (поради малата ефикасност).

Третата тешкотија (следи од првите две) е големата тежина и димензии на инсталацијата со неговата мала ефикасност.

Четвртата тешкотија е прилично долгото кумулативно време на полнење на кондензаторите, што го прави неопходно да се носи (обично моќна батерија на полнење) заедно со пиштолот Гаус, како и нивната висока цена. Теоретски е можно да се зголеми ефикасноста со користење на суперспроводливи соленоиди, но за тоа ќе биде потребен моќен систем за ладење, кој носи дополнителни проблеми и сериозно влијае на опсегот на примена на инсталацијата. Или користете кондензатори што можат да се заменат со батерии.

Петтата тешкотија е тоа што со зголемување на брзината на проектилот, времето на дејство на магнетното поле за време на поминувањето на соленоидот од проектилот е значително намалено, што доведува до потреба не само да се вклучи секоја наредна намотка на повеќестепениот систем однапред, но и да ја зголеми моќноста на неговото поле пропорционално на намалувањето на ова време. Обично овој недостаток веднаш се занемарува, бидејќи повеќето домашни системи имаат или мал број намотки или недоволна брзина на куршумот.

Во услови водната срединаупотребата на пиштол без заштитна обвивка е исто така сериозно ограничена - далечинската струјна индукција е доволна за растворот на сол да се дисоцира на куќиштето со формирање на агресивни (растворувачи) средини, што бара дополнителна магнетна заштита.

Така, денес топот Гаус нема перспектива како оружје, бидејќи е значително инфериорен во однос на другите видови мало оружје, работејќи на различни принципи. Теоретски, изгледите се, се разбира, можни ако се компактни и моќни извори електрична струјаИ

Во сите познати компјутерски игри, финалето, најмногу моќно оружјеИграта го содржи познатиот пиштол Гаус. Тој е прикажан како еден вид мешавина од електроника, електрична и механика. Има многу намотки и пука со мали челични топчиња, куршуми или прачки. Вака изгледа во Fallout или Syndicate, ако некој се сеќава. Во што изгледа таа вистински животи дали фразата Гаусовиот пиштол има и најмала причина да се тврди?

Пушката Гаус е наменетото оружје. Тој е способен да испука феромагнетни проектили (читај железо). Наместо притисок на гасот во прав, се користи магнетно поле за забрзување на куршумот. Принципот на работа е прилично примитивен: има неколку електромагнетни намотки долж отворот на цевката. Механички, првиот куршум влегува во цевката од магацинот. Првиот калем се вклучува и го влече проектилот. Кога куршумот ќе стигне до средината на серпентина, се исклучува и следниот се вклучува. Каскада од неколку такви намотки е способна да забрза куршум, теоретски, до произволни брзини.

Едноставно намалување на фантастичната технологија.

Шемата е привлечна за дизајнерите поради неколку карактеристики. Прво- практично нема греење, затоа стапката на оган на таквото оружје може да биде исклучително висока. Не, ниту високи притисоци, без температури. Второ- нема чаури, што значи дека преклопот на оружјето е значително поедноставен. Трето— забрзувањето на куршумот не зависи од дијаметарот, што овозможува да се пукаат тесни, тенки куршуми со значителна способност за пенетрација. Електричната струја е доволна за ракување со ова оружје. Самото коло е едноставно и речиси не содржи подвижни делови.

Кои се недостатоците на пиштолот Гаус? Да, во суштина, не многу, само едно: не функционира. Сè уште не е можно да се создаде доволно компактен и доволно лесен модел кој би испалувал прифатливи проектили со прифатлива брзина. Мали карактеристикиго прават практично неприфатлив за употреба во производството на оружје и најверојатно ќе остане играчка.

Што не ве спречува да креирате прототипови кои многу личат вистинско оружје. Мала инженерска канцеларија Делта V Инженерингсоздаде целосен прототип автоматска пушкаГаус, со списание од петнаесет кругови. Изгледа многу импресивно, па дури и работи, редовно дробејќи лименки и шишиња со брзина од 7,7 снимки во секунда. Тежината на пушката Гаус, гордо наречена CG-42 без муниција, е 4,17 кг. Куршумот е со калибар 6,5х50мм.Еве ја неговата демонстрација:

За жал, нема опции за надминување на главниот недостаток - малата брзина на муцката на куршумот. Оваа импресивна и фантастична пушка има само 43 метри во секунда. Ова е сосема доволно за војна со банки и стари компјутери, но дури и за битка со армија мачки не е доволно. За споредба, почетната брзина на куршум испукан од „тривладетел“ е дваесет+ пати поголема.

Прво, уредниците на Science Debate им честитаат на сите артилери и ракетари! Впрочем, денес е 19 ноември - Ден ракетни силии артилерија. Пред 72 години, на 19 ноември 1942 година, контраофанзивата на Црвената армија за време на битката кај Сталинград започна со моќна артилериска подготовка.

Затоа денес за вас подготвивме публикација посветена на топовите, но не обичните, туку Гаусовите топови!

Мажот, дури и кога ќе стане возрасен, останува момче во срцето, но неговите играчки се менуваат. Компјутерски игристанаа вистинско спасение за угледните мажи кои не завршиле со играњето „воени игри“ во детството и сега имаат можност да го надоместат изгубеното време.

Компјутерски акциони филмови често прикажуваат футуристички оружја што нема да ги најдете во реалниот живот - познатиот гаус топ, кој некој луд професор може да го постави или случајно можете да го најдете во тајна хроника.

Дали е можно да се добие пиштол Гаус во реалниот живот?

Излегува дека тоа е можно, и не е толку тешко да се направи како што може да изгледа на прв поглед. Ајде брзо да дознаеме што е пиштол Гаус во класична смисла. Гаусовиот пиштол е оружје што користи метод на електромагнетно масовно забрзување.

Дизајнот на ова застрашувачко оружје се заснова на соленоид - цилиндрично намотување на жици, каде што должината на жицата е многу пати поголема од дијаметарот на намотката. Кога ќе се примени електрична струја, ќе се појави силно магнетно поле во шуплината на серпентина (соленоид). Ќе го повлече проектилот во соленоидот.

Ако во моментот кога проектилот ќе стигне до центарот, напонот се отстрани, тогаш магнетното поле нема да го спречи телото да се движи по инерција и ќе излета надвор од серпентина.

Составување на пиштол Гаус дома

За да создадеме пиштол Гаус со свои раце, прво ни треба индуктор. Внимателно навијте ја емајлираната жица на масичката, без остри свиоци, за да не ја оштетите изолацијата на кој било начин.

По завиткувањето, наполнете го првиот слој со суперлепак, почекајте да се исуши и продолжете со следниот слој. На ист начин треба да навивате 10-12 слоја. Готовиот калем го ставаме на идната цевка на оружјето. На еден од неговите рабови треба да се стави приклучок.

Со цел да се добие силен електричен импулс, банка од кондензатори е совршена. Тие се способни да ја ослободат акумулираната енергија за кратко време додека куршумот не стигне до средината на серпентина.

За полнење на кондензаторите ќе ви требаат Полнач. Соодветен уред се наоѓа во фотографските камери, се користи за производство на блиц. Се разбира, не зборуваме за скап модел што ќе го сецираме, туку тоа ќе го направи Кодакс за еднократна употреба.

Покрај тоа, освен полначот и кондензаторот, тие не содржат други електрични елементи. Кога ја расклопувате камерата, внимавајте да не добиете електричен удар. Слободно извадете ги клиповите на батеријата од уредот за полнење и одлемете го кондензаторот.

Така, треба да подготвите приближно 4-5 табли (повеќе е можно ако желбата и можностите дозволуваат). Прашањето за избор на кондензатор ве принудува да направите избор помеѓу моќта на ударот и времето потребно за полнење. Поголемиот капацитет на кондензаторот бара и подолг временски период, намалувајќи ја брзината на палење, па ќе мора да најдете компромис.

LED елементите инсталирани на колата за полнење сигнализираат со светло дека е достигнато потребното ниво на полнење. Се разбира, можете да поврзете дополнителни кола за полнење, но не претерувајте, за случајно да не ги запалите транзисторите на таблите. За да ја испразните батеријата, најдобро е да инсталирате реле од безбедносни причини.

Ние го поврзуваме контролното коло со батеријата преку копчето за затворање, а контролираното коло со колото помеѓу серпентина и кондензаторите. За да испукате пукање, треба да го напојувате системот и, по светлосниот сигнал, да го наполните оружјето. Исклучете го напојувањето, нишанете и пукајте!

Ако процесот ве плени, но добиената моќ не е доволна, тогаш можете да започнете да создавате повеќестепен пиштол Гаус, бидејќи токму таков треба да биде.

Гаусовиот пиштол е еден од видовите на електромагнетни масовни забрзувачи. Именуван по германскиот научник Карл Гаус, кој ги постави темелите на математичката теорија на електромагнетизмот. Треба да се има на ум дека овој метод на масовно забрзување се користи главно во аматерски инсталации, бидејќи не е доволно ефикасен за практична имплементација. Нејзиниот принцип на работа (создавање на патувачко магнетно поле) е сличен на уред познат како линеарен мотор.

Пиштолот Гаус се состои од соленоид, внатре во кој има цевка (обично направена од диелектрик). Проектил (изработен од феромагнетен материјал) е вметнат во едниот крај на цевката. Кога тече електрична струја во соленоидот, се појавува магнетно поле, што го забрзува проектилот, „влечејќи го“ во електромагнет. Во овој случај, на краевите на проектилот се формираат столбови, ориентирани според столбовите на серпентина, поради што, по поминувањето на центарот на соленоидот, проектилот се привлекува во спротивна насока, односно се забавува. надолу. Во аматерските кола, постојаниот магнет понекогаш се користи како проектил бидејќи е полесно да се бори против индуцираниот EMF што се појавува. Истиот ефект се јавува при употреба на феромагнети, но не е толку изразен поради фактот што проектилот лесно се ремагнетизира (присилна сила).

За најголем ефект, тековниот пулс во соленоидот мора да биде краткорочен и моќен. Како по правило, за да се добие таков импулс се користат електролитски кондензатори со висок работен напон.

Параметрите на намотките за забрзување, проектилот и кондензаторите мора да се координираат на таков начин што кога ќе се пука, додека проектилот ќе се приближи до соленоидот, индукцијата на магнетното поле во соленоидот е максимална, но со понатамошно приближување на проектилот нагло паѓа. Вреди да се напомене дека можни се различни алгоритми за работа на намотки за забрзување.

Апликација

Теоретски е можно да се користат гаусови пиштоли за лансирање на лесни сателити во орбитата. Главната апликација е аматерски инсталации, демонстрација на својствата на феромагнетите. Исто така, доста активно се користи како детска играчка или домашна инсталација која развива техничка креативност (едноставност и релативна безбедност)

Гаусовиот топ како оружје има предности кои ги немаат другите видови мало оружје. Ова е отсуство на касети и неограничен избор на почетна брзина и енергија на муниција, можност за тивок истрел (ако брзината на доволно рационализиран проектил не ја надминува брзината на звукот), вклучително и без промена на цевката и муницијата, релативно низок одврат (еднаков на импулсот на исфрлениот проектил, нема дополнителен импулс од гасовите во прав или подвижните делови), теоретски, голема сигурност и теоретска отпорност на абење, како и способност за работа во какви било услови, вклучително и вселена.

Сепак, и покрај очигледната едноставност на топот Гаус, неговото користење како оружје е полн со сериозни тешкотии, од кои главната е високата потрошувачка на енергија.

Првата и главна тешкотија- ниска ефикасност на инсталацијата. Само 1-7% од полнењето на кондензаторот влегува кинетичка енергијапроектил. Овој недостаток може делумно да се компензира со користење на повеќестепен систем за забрзување на проектилот, но во секој случај, ефикасноста ретко достигнува 27%. Во основа, кај аматерските инсталации, енергијата складирана во форма на магнетно поле не се користи на кој било начин, туку е причина за користење моќни прекинувачи (често се користат IGBT модулите) за отворање на серпентина (правило на Ленц).

Втора тешкотија- висока потрошувачка на енергија (поради малата ефикасност).

Трета тешкотија(следи од првите две) - голема тежинаи димензиите на инсталацијата со неговата ниска ефикасност.

Четврта тешкотија- прилично долго време за акумулативно полнење на кондензаторите, што го прави неопходно да се носи извор на енергија (обично моќна батерија) заедно со пиштолот Гаус, како и нивната висока цена. Теоретски е можно да се зголеми ефикасноста со користење на суперспроводливи соленоиди, но за тоа ќе биде потребен моќен систем за ладење, кој носи дополнителни проблеми и сериозно влијае на полето на примена на инсталацијата. Или користете кондензатори што можат да се заменат со батерии.

Петта тешкотија- со зголемување на брзината на проектилот, времето на дејство на магнетното поле за време на поминувањето на соленоидот од проектилот е значително намалено, што доведува до потреба не само однапред да се вклучи секоја следна калем на повеќестепен систем , но и да ја зголеми моќноста на своето поле пропорционално на намалувањето на ова време. Обично овој недостаток веднаш се занемарува, бидејќи повеќето домашни системи имаат или мал број намотки или недоволна брзина на куршумот.

Во водната средина, употребата на пиштол без заштитна обвивка е исто така сериозно ограничена - далечинската струјна индукција е доволна за растворот на сол да се дисоцира на куќиштето со формирање на агресивни (растворувачи) медиуми, што бара дополнителна магнетна заштита.

Така, денес топот Гаус нема перспектива како оружје, бидејќи е значително инфериорен во однос на другите видови мало оружје што работат на различни принципи. Теоретски, изгледите се, се разбира, можни ако се создадат компактни и моќни извори на електрична струја и суперпроводници со висока температура (200-300K). Сепак, инсталација слична на пиштол Гаус може да се користи во вселената, бидејќи во услови на вакуум и бестежинска состојба многу од недостатоците на таквите инсталации се израмнети. Конкретно, воените програми на СССР и САД ја разгледаа можноста за користење инсталации слични на пиштолот Гаус на сателити кои орбитираат за уништување други вселенски летала (со проектили со голема сумамали оштетувачки делови) или предмети на површината на земјата.