Гаус пиштол - една од сортите електромагнетен акцелератор wt. 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. Според неговиот принцип на работа (создавање на трчање 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. При протекување електрична струјаВо соленоидот се појавува магнетно поле, кое го забрзува проектилот, „влечејќи го“ во соленоидот. 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 за развој на техничка креативност. домашна инсталација(едноставност и релативна безбедност)
Пиштолот Гаус како оружје има предности кои другите типови ги немаат 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 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 што работат на различни принципи. Теоретски, изгледите се, се разбира, можни ако се компактни и моќни извориелектрична струја и високотемпературни суперпроводници (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.
25 март 2015 година во 15:42 часотЕлектромагнетен пиштол Гаус на микроконтролер
- Развој на роботика
Здраво на сите. Во оваа статија ќе погледнеме како да направиме пренослив електромагнетен пиштол Гаус склопен со помош на микроконтролер. Па, за пиштолот Гаус, секако, се возбудив, но нема сомнеж дека е електромагнетен пиштол. Овој уред за микроконтролер е дизајниран да ги научи почетниците како да програмираат микроконтролери користејќи пример за дизајн електромагнетен пиштолсо свои раце Да погледнеме некои дизајнерски точки и во самиот електромагнетен пиштол Гаус и во програмата за микроконтролерот.
Од самиот почеток, треба да одлучите за дијаметарот и должината на цевката на самиот пиштол и материјалот од кој ќе биде направен. Јас користев пластична кутија со дијаметар од 10 mm одоздола живин термометар, затоа што го имав лежено без работа. Можете да користите кој било достапен материјал кој има неферомагнетни својства. Тоа се стакло, пластика, бакарна цевка итн. Должината на бурето може да зависи од бројот на користени електромагнетни намотки. Во мојот случај, се користат четири електромагнетни калеми, должината на бурето беше дваесет сантиметри.
Што се однесува до дијаметарот на користената цевка, за време на работата, електромагнетниот пиштол покажа дека е неопходно да се земе предвид дијаметарот на цевката во однос на употребениот проектил. Едноставно кажано, дијаметарот на цевката не треба да биде многу поголем од дијаметарот на употребениот проектил. Идеално, цевката на електромагнетниот пиштол треба да одговара на самиот проектил.
Материјалот за создавање на проектилите беше оска од печатач со дијаметар од пет милиметри. Од овој материјал беа направени пет празни места долги 2,5 сантиметри. Иако можете да користите и челични празнини, да речеме, жица или електрода - што и да најдете.
Треба да обрнете внимание на тежината на самиот проектил. Тежината треба да биде што е можно помала. Моите школки се покажаа малку тешки.
Пред да се создаде овој пиштол, беа спроведени експерименти. Празна паста од пенкало се користела како буре, а игла како проектил. Иглата лесно ја прободе корицата на списанието инсталирано во близина на електромагнетниот пиштол.
Бидејќи оригиналниот електромагнетен пиштол Гаус е изграден на принципот на полнење на кондензатор со висок напон, околу триста волти, од безбедносни причини, почетниците радио аматери треба да го напојуваат ниска волтажа, околу дваесет волти. Нискиот напон значи дека опсегот на летот на проектилот не е многу долг. Но, повторно, сето тоа зависи од бројот на користени електромагнетни калеми. Колку повеќе се користат електромагнетни намотки, толку е поголемо забрзувањето на проектилот во електромагнетниот пиштол. Дијаметарот на цевката исто така е важен (колку е помал дијаметарот на цевката, толку подалеку лета проектилот) и квалитетот на намотување на самите електромагнетни намотки. Можеби електромагнетните намотки се најосновното нешто во дизајнот на електромагнетниот пиштол; на ова мора да се посвети сериозно внимание за да се постигне максимален лет на проектил.
Ќе ги дадам параметрите на моите електромагнетни калеми; твоите може да бидат различни. Намотката е намотана со жица со дијаметар од 0,2 мм. Должината на намотување на слојот на електромагнетниот серпентина е два сантиметри и содржи шест такви редови. Секој нов слојНе изолирав, туку почнав да навивам нов слој на претходниот. Поради фактот што електромагнетните калеми се напојуваат со низок напон, треба да го добиете максималниот фактор на квалитет на серпентина. Затоа, сите вртења ги навиваме цврсто еден до друг, свртете се да свртите.
Што се однесува до уредот за хранење, не е потребно посебно објаснување. Сè беше залемено од отпадна фолија ПХБ што остана од производството на печатени плочки. Сè е детално прикажано на сликите. Срцето на фидерот е серво погонот SG90, контролиран од микроконтролер.
Шипката за напојување е изработена од челична прачка со дијаметар од 1,5 mm; на крајот од шипката е запечатена навртка M3 за спојување со серво погонот. За да се зголеми раката, на рокерот за серво погон е инсталирана бакарна жица со дијаметар од 1,5 mm свиткана на двата краја.
Овој едноставен уред, составен од отпадни материјали, е сосема доволен за да испука проектил во цевката на електромагнетниот пиштол. Шипката за напојување мора целосно да се протега надвор од магацинот за полнење. Напукнат месинг држач со внатрешен дијаметар од 3 mm и должина од 7 mm служеше како водич за шипката за напојување. Штета беше да се фрли, па добро ни дојде, исто како и парчињата фолија ПХБ.
Програмата за микроконтролерот atmega16 е креирана во AtmelStudio и е целосно отворен проект за вас. Ајде да погледнеме некои поставки во програмата за микроконтролер што ќе треба да се направат. За максимум ефикасна работаелектромагнетен пиштол, ќе треба да го конфигурирате времето на работа на секоја електромагнетна калем во програмата. Поставките се направени по ред. Прво, залемете го првиот калем во колото, не поврзувајте ги сите други. Поставете го времето на работа во програмата (во милисекунди).
ПОРТА |=(1<<1); // катушка 1
_delay_ms(350); / / Работно време
Трепкајте го микроконтролерот и стартувајте ја програмата на микроконтролерот. Силата на серпентина треба да биде доволна за да го повлече проектилот и да даде почетно забрзување. Откако ќе го постигнете максималниот дофат на проектилот, приспособувајќи го времето на работа на серпентина во програмата на микроконтролерот, поврзете го вториот калем и исто така прилагодете го времето, постигнувајќи уште поголем опсег на летот на проектилот. Според тоа, првиот калем останува вклучен.
ПОРТА |=(1<<1); // катушка 1
_delay_ms(350);
ПОРТА &=~(1<<1);
ПОРТА |=(1<<2); // катушка 2
_delay_ms(150);
На овој начин ја конфигурирате работата на секоја електромагнетна калем, поврзувајќи ги по редослед. Како што се зголемува бројот на електромагнетни намотки во уредот на електромагнетниот пиштол Гаус, брзината и, соодветно, опсегот на проектилот исто така треба да се зголемат.
Оваа макотрпна процедура за поставување на секој калем може да се избегне. Но, за да го направите ова, ќе треба да го модернизирате уредот на самиот електромагнетен пиштол, инсталирајќи сензори помеѓу електромагнетните намотки за да го следите движењето на проектилот од една намотка до друга. Сензорите во комбинација со микроконтролер не само што ќе го поедностават процесот на поставување, туку и ќе го зголемат опсегот на летот на проектилот. Не ги додадов овие ѕвона и свирки и не ја комплицирав програмата на микроконтролерот. Целта беше да се спроведе интересен и едноставен проект со помош на микроконтролер. Колку е интересно, секако, зависи од вас да процените. Да бидам искрен, бев среќен како дете, „мелејќи“ од овој уред и созреа идејата за посериозен уред на микроконтролер. Но, ова е тема за друга статија.
Програма и шема -
Едно време, таков уред како пушката Гаус стана широко распространет меѓу писателите на научна фантастика и развивачите на компјутерски игри. Често го користат непобедливите херои во романите, а тоа е она што обично се користи во компјутерските игри. Сепак, всушност, пушката Гаус практично не најде примена во современиот свет, а тоа главно се должи на особеностите на неговиот дизајн.
Факт е дека работата на таква пушка се заснова на принципот на масовно забрзување врз основа на патувачко магнетно поле. За да го направите ова, користете електромагнет во кој е поставена цевката на пушката и мора да биде изработена од диелектрик. Пушката Гаус користи само проектили направени од феромагнети. Така, кога се применува струја на соленоидот, тој се појавува во него, што го привлекува проектилот навнатре. Во овој случај, импулсот мора да биде многу моќен и краткотраен (за да се „забрза“ проектилот и во исто време да не се забави во соленоидот).
Овој принцип на работа му дава на моделот предности кои не се достапни за многу други видови мало оружје. Не бара чаури, се одликува со низок одврат, што е еднаков на моментумот на испуштениот проектил и има голем потенцијал за тивко гаѓање (ако има доволно рационализирани проектили, чија почетна брзина нема да надмине). Покрај тоа, таквата пушка овозможува да се пука во речиси сите услови (како што велат, дури и во вселената).
И, се разбира, многу „занаетчии“ го ценат фактот дека пушката Гаус со свои раце дома лесно може да се состави практично од ништо.
Сепак, некои дизајнерски карактеристики и принципи на работа кои се карактеристични за производ како што е пушката Гаус, исто така, имаат негативни страни. Најважна од нив е ниската ефикасност, која користи од 1 до 10 проценти од енергијата што ја пренесува кондензаторот во електромагнет. Сепак, повеќекратните обиди да се поправи овој недостаток не донесоа значајни резултати, туку само ја зголемија ефикасноста на моделот на 27%. Сите други недостатоци што ги има пушката Гаус произлегуваат токму од нејзината ниска ефикасност. Пушката бара големо количество енергија за да работи ефективно, исто така е гломазна, голема по големина и тежина, а процесот на полнење е прилично долг.
Излегува дека недостатоците на таквата пушка Гаус ги покриваат повеќето од неговите предности. Можеби, со пронаоѓањето на суперпроводници, кои може да се класифицираат како високи температури, и со појавата на компактни и моќни извори на енергија, овие оружја повторно ќе го привлечат вниманието на научниците и војската. Иако повеќето практичари веруваат дека до овој момент ќе има и други видови оружја кои се многу подобри од пушката Гаус.
Единствената област на примена на овој вид оружје што е веќе профитабилна во наше време се вселенските програми. Владите на повеќето вселенски нации планираа да ја користат пушката Гаус за инсталација на вселенските шатлови или сателити.
Да се има оружје што, дури и во компјутерските игри, може да се најде само во лабораторија на луд научник или во близина на временски портал за иднината е одлично. Гледајќи како луѓето кои се рамнодушни кон технологијата неволно ги насочуваат очите кон уредот, а страствените гејмери набрзина ја креваат вилицата од подот - за ова вреди да поминете еден ден за составување на топови од Гаус.
Како и обично, решивме да започнеме со наједноставниот дизајн - индукциски пиштол со една намотка. Експериментите со повеќестепено забрзување на проектил беа оставени на искусни електронски инженери кои беа во можност да изградат сложен систем за префрлување користејќи моќни тиристори и фино да ги подесат моментите на секвенцијално активирање на намотките. Наместо тоа, се фокусиравме на способноста да создадеме јадење користејќи широко достапни состојки. Значи, за да се изгради гаус-топ, пред се треба да се пазари. Во продавницата за радио треба да купите неколку кондензатори со напон од 350-400 V и вкупен капацитет од 1000-2000 микрофаради, емајлирана бакарна жица со дијаметар од 0,8 mm, прегради за батерии за Krona и два 1,5-волти C- тип батерии, прекинувач и копче. Во фотографските производи, да земеме пет фотоапарати за еднократна употреба Кодак, во автоделови - едноставно реле со четири пина од Жигули, во „производи“ - пакет сламки за коктел, а во „играчки“ - пластичен пиштол, митралез, пушка , пушка или кој било друг пиштол што сакате да го претворите во оружје на иднината.
Ајде да полудиме
Главниот елемент на моќта на нашиот пиштол е индукторот. Со неговото производство вреди да се започне со склопување на оружјето. Земете парче слама долга 30 мм и две големи подлошки (пластика или картон), составете ги во бобина со помош на завртка и навртка. Започнете внимателно да ја намотувате емајлираната жица на неа, свртете се на вртење (со голем дијаметар на жица ова е прилично едноставно). Внимавајте да не дозволите остри свиоци на жицата или да не ја оштетите изолацијата. Откако ќе го завршите првиот слој, наполнете го со суперлепак и започнете со намотување на следниот. Направете го тоа со секој слој. Вкупно треба да навивате 12 слоја. Потоа можете да ја расклопите макарата, да ги извадите подлошките и да ја ставите макарата на долга сламка, која ќе служи како буре. Едниот крај на сламата треба да се затне. Лесно е да се тестира готовиот калем со поврзување со батерија од 9 волти: ако држи спојка за хартија, сте успеале. Можете да вметнете сламка во серпентина и да ја тестирате како електромагнет: таа треба активно да вовлече парче хартија во себе, а кога е поврзана со пулс, дури и да ја исфрли од бурето за 20-30 см.
Откако ќе се чувствувате удобно со едноставно коло со еден серпентина, можете да ја тестирате својата сила во изградбата на повеќестепен пиштол - на крајот на краиштата, вака треба да биде вистинскиот Гаус-топ. Тиристорите (моќни контролирани диоди) се идеални како прекинувачки елемент за нисконапонски кола (стотици волти), а контролираните празнини на искри се идеални за високонапонски кола (илјадници волти). Сигналот до контролните електроди на тиристорите или празнините на искри ќе биде испратен од самиот проектил, летајќи покрај фотоелементите инсталирани во цевката помеѓу намотките. Моментот кога секој калем ќе се исклучи целосно ќе зависи од кондензаторот што го снабдува. Бидете внимателни: прекумерното зголемување на капацитетот на кондензаторот за дадена импеданса на калем може да доведе до зголемување на времетраењето на пулсот. За возврат, ова може да доведе до фактот дека откако проектилот ќе го помине центарот на соленоидот, серпентина ќе остане вклучена и ќе го забави движењето на проектилот. Осцилоскоп ќе ви помогне детално да ги следите и оптимизирате моментите на вклучување и исклучување на секој калем, како и да ја измерите брзината на проектилот.
Дисекција на вредности
Батеријата од кондензатори е идеално прилагодена за генерирање моќен електричен пулс (според ова мислење, се согласуваме со креаторите на најмоќните лабораториски шински пиштоли). Кондензаторите се добри не само поради нивниот висок енергетски капацитет, туку и поради нивната способност да ја ослободат целата енергија за многу кратко време, пред проектилот да стигне до центарот на серпентина. Сепак, кондензаторите треба некако да се полнат. За среќа, полначот што ни треба е достапен во која било камера: таму се користи кондензатор за генерирање на високонапонски пулс за електродата за палење на блицот. Камерите за еднократна употреба најдобро функционираат за нас бидејќи кондензаторот и „полначот“ се единствените електрични компоненти што ги имаат, што значи дека вадењето на колото за полнење од нив е само парче торта.
Познатиот railgun од серијата Quake го зазема првото место во нашето рангирање со голема разлика. Долги години, маестралната употреба на „шината“ ги издвојува напредните играчи: оружјето бара филигранска прецизност за гаѓање, но ако погоди, проектилот со голема брзина буквално го раскинува непријателот на парчиња.
Расклопувањето на камерата за еднократна употреба е чекор каде што треба да почнете да бидете внимателни. Кога го отворате куќиштето, обидете се да не ги допирате елементите на електричното коло: кондензаторот може да го задржи полнењето долго време. Откако сте добиле пристап до кондензаторот, прво скратете ги неговите терминали со шрафцигер со диелектрична рачка. Само после ова можете да ја допрете таблата без страв дека ќе добиете струен удар. Отстранете ги држачите на батеријата од колото за полнење, одлемете го кондензаторот, залемете скокач на контактите на копчето за полнење - повеќе нема да ни треба. Подгответе најмалку пет табли за полнење на овој начин. Обрнете внимание на локацијата на проводните патеки на таблата: можете да се поврзете на истите елементи на колото на различни места.
Снајперскиот пиштол од зоната на исклучување ја добива втората награда за реализам: електромагнетниот акцелератор, направен врз основа на пушката LR-300, искри со бројни намотки, карактеристично брмчи при полнење на кондензатори и го убива непријателот на огромни растојанија. Изворот на енергија е артефактот Flash.
Поставување приоритети
Изборот на капацитетот на кондензаторот е прашање на компромис помеѓу енергијата на ударот и времето на полнење на пиштолот. Се населивме на четири кондензатори од 470 микрофаради (400 V) поврзани паралелно. Пред секоја снимка, чекаме околу една минута сигнал од LED диодите на колата за полнење, што покажува дека напонот во кондензаторите ги достигнал потребните 330 V. Процесот на полнење може да се забрза со поврзување на неколку прегради за батерии од 3 волти во паралелно со колата за полнење. Сепак, вреди да се има на ум дека моќните батерии „C“ имаат прекумерна струја за слаби кола на камерата. За да се спречи изгорување на транзисторите на таблите, секој склоп од 3 волти мора да има 3-5 кола за полнење паралелно поврзани. На нашиот пиштол, само една преграда за батерии е поврзана со „полначите“. Сите други служат како резервни продавници.
Локација на контактите на колото за полнење на камерата за еднократна употреба на Кодак. Обрнете внимание на локацијата на проводните патеки: секоја жица на колото може да се залемени на таблата на неколку погодни места.
Дефинирање на безбедносни зони
Не би советувале никого да држи копче под прстот што празне батерија од 400 волти кондензатори. За да го контролирате спуштањето, подобро е да инсталирате реле. Неговото контролно коло е поврзано со батерија од 9 волти преку копчето за затворање, а контролното коло е поврзано со колото помеѓу серпентина и кондензаторите. Шематски дијаграм ќе ви помогне правилно да го составите пиштолот. Кога склопувате високонапонско коло, користете жица со пресек од најмалку милиметар; сите тенки жици се погодни за колата за полнење и контрола. Кога експериментирате со колото, запомнете: кондензаторите може да имаат преостанат полнеж. Испуштајте со краток спој пред да ги допрете.
Во една од најпопуларните стратешки игри, пешаците на Глобалниот совет за безбедност (GDI) се опремени со моќни противтенковски шини. Дополнително, на тенковите GDI како надградба се инсталирани и шински пушки. Во однос на опасноста, таков тенк е отприлика ист како „Ѕвезден уништувач“ во „Војна на ѕвездите“.
Ајде да го сумираме
Процесот на снимање изгледа вака: вклучете го прекинувачот за напојување; почекајте LED диодите да светат силно; спуштете го проектилот во цевката така што ќе биде малку зад серпентина; исклучете го напојувањето така што при палење, батериите не земаат енергија од себе; земи цел и притиснете го копчето за бленда. Резултатот во голема мера зависи од масата на проектилот. Успеавме со краток клинец со изгризана глава да пукаме низ конзерва со енергетски пијалок, која експлодира и поплави половина од редакцијата. Тогаш пиштолот, исчистен од леплива сода, лансираше шајка во ѕидот од далечина од педесет метри. И нашето оружје ги погодува срцата на љубителите на научна фантастика и компјутерски игри без никакви школки.
Ogame е вселенска стратегија за повеќе играчи во која играчот ќе се чувствува како император на планетарни системи и ќе води меѓугалактички војни со истите живи противници. Ogame е преведен на 16 јазици, вклучувајќи го и рускиот. Топот Гаус е едно од најмоќните одбранбени оружја во играта.
Принцип на работа
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, проектилот добива столбови на краевите симетрично на столбовите на серпентина, поради што, откако ќе го помине центарот на соленоидот, проектилот се привлекува во спротивна насока, т.е. забавува. Но, ако во моментот кога проектилот минува низ средината на соленоидот, струјата во него е исклучена, магнетното поле ќе исчезне, а проектилот ќе излета од другиот крај на цевката. Но, кога изворот на енергија е исклучен, во серпентина се формира струја на самоиндукција, која има спротивна насока од струјата, и затоа го менува поларитетот на серпентина. Ова значи дека кога изворот на енергија е нагло исклучен, проектилот што лета покрај центарот на серпентина ќе биде одбиен и дополнително забрзан. Во спротивно, ако проектилот не стигнал до центарот, ќе се забави.За најголем ефект, тековниот пулс во соленоидот мора да биде краткорочен и моќен. Како по правило, електричните кондензатори се користат за да се добие таков импулс. Ако се користи поларен кондензатор (на пример, на електролит), тогаш колото мора да има диоди кои ќе го заштитат кондензаторот од самоиндукција струја и експлозија.
Параметрите на ликвидацијата, проектилот и кондензаторите мора да се координираат на таков начин што при испукување, додека проектилот ќе се приближи до средината на намотката, струјата во второто веќе би се намалила на минимална вредност, т.е. полнењето на кондензаторите веќе би било целосно потрошено. Во овој случај, ефикасноста на едностепениот пиштол Гаус ќе биде максимална.
Пресметки
Енергијата складирана во кондензатор
В - напон на кондензаторот (во волти)В - капацитет на кондензаторот (во Farads)
Енергијата складирана при поврзување на кондензатори во серија и паралелно е еднаква.
Кинетичка енергија на проектилот
м - маса на проектил (во килограми)
u - неговата брзина (во m/s)
Време на празнење на кондензаторот
Ова е време во кое кондензаторот е целосно испразнет. Тоа е еднакво на четвртина од периодот:
Л - индуктивност (во Хенри)
В - капацитет (во Фарад)
Време на работа на индукторот
Ова е времето во кое EMF на индукторот се зголемува до максималната вредност (целосно празнење на кондензаторот) и целосно паѓа на 0. Тоа е еднакво на горниот полуциклус на синусниот бран.
Л - индуктивност (во Хенри)
В - капацитет (во Фарад)
Предности и недостатоци
Гаусовиот топ како оружје има предности кои ги немаат другите видови мало оружје. Ова е отсуство на касети и неограничен избор на почетната брзина и енергија на муницијата, како и стапката на отпуштање на пиштолот, можноста за тивок истрел (ако брзината на проектилот не ја надминува брзината на звукот), вклучително и без промена на цевката и муницијата, релативно низок одврат (еднаков на импулсот на исфрлениот проектил, без дополнителен импулс од гасови во прав или подвижни делови), теоретски, поголема сигурност и отпорност на абење, како и способност за работа во какви било услови , вклучувајќи го и вселената.Сепак, и покрај очигледната едноставност на пиштолот Гаус и неговите предности, неговото користење како оружје е полн со сериозни тешкотии.
Првата 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 дури и 27%. Затоа, пиштолот Гаус е инфериорен во однос на шутната сила дури и во однос на пневматското оружје.
Втората тешкотија е високата потрошувачка на енергија (поради малата ефикасност) и прилично долгото време на полнење на кондензаторите, што го прави неопходно да се носи извор на енергија (обично моќна батерија) заедно со пиштолот Гаус. Ефикасноста може значително да се зголеми со користење на суперспроводливи соленоиди, но за тоа ќе биде потребен моќен систем за ладење, што значително ќе ја намали подвижноста на пиштолот Гаус.
Третата тешкотија (следи од првите две) е големата тежина и димензии на инсталацијата, со неговата мала ефикасност.
Така, денес топот Гаус нема многу изгледи како оружје, бидејќи е значително инфериорен во однос на другите видови мало оружје. Изгледите се можни само во иднина ако се создадат компактни, но моќни извори на електрична струја и суперпроводници со висока температура (200-300K).
Се вчитува...
