Kako u potpunosti napraviti Gaussov top vlastitim rukama. Igra "Stalker", Gauss pištolj: gdje pronaći? Gauss pištolj. Najjednostavnija shema

.
U ovom članku, Konstantin, radionica How-todo, će vam pokazati kako da napravite prijenosni Gauss top.

Projekat je rađen samo iz zabave, tako da nije bio cilj postavljanje rekorda u Gausso konstrukciji.

Kondenzator punimo visokim naponom i praznimo ga u zavojnicu bakrene žice koja se nalazi na cijevi.

Kada struja teče kroz njega, stvara se snažno elektromagnetno polje. Feromagnetski metak je uvučen u cijev. Naboj kondenzatora se troši vrlo brzo i, idealno, struja kroz kalem prestane teći u trenutku kada se metak nađe u sredini.

Prije nego što pređemo na montažu, upozoravamo da s visokim naponom morate raditi vrlo pažljivo.

Pogotovo kada se koriste tako veliki kondenzatori, to može biti prilično opasno.

Prvo, zbog jednostavnosti. Elektronika u njemu je gotovo elementarna.

Kada proizvodite višestepeni sistem, morate nekako prebaciti zavojnice, izračunati ih i instalirati senzore.

Morao sam da slikam do pola kroz prozor.

Stoga uzimamo AA bateriju.

Već vjerovatno 50 godina svi govore da je doba baruta završilo i da se vatreno oružje više ne može razvijati. Unatoč činjenici da se apsolutno ne slažem s ovom izjavom i vjerujem da moderno vatreno oružje, odnosno patrone, još uvijek imaju prostora za rast i usavršavanje, ne mogu zanemariti pokušaje zamjene baruta i općenito uobičajenog principa rada oružja. Jasno je da je do sada mnogo toga što je izmišljeno jednostavno nemoguće, uglavnom zbog nedostatka kompaktnog izvora električna struja ili zbog složenosti proizvodnje i održavanja, ali u isto vrijeme leže na prašnjavoj polici i mnogi zanimljivi projekti čekaju svoje vrijeme.

Gauss pištolj

Želio bih početi s ovim konkretnim uzorkom iz razloga što je prilično jednostavan, a također i zato što imam svoje malo iskustvo u pokušaju stvaranja takvog oružja, i, moram reći, ne najuspješnije.

Lično, prvi put sam saznao za ovu vrstu oružja ne iz igre "Stalker", iako zahvaljujući njoj milioni znaju za ovo oružje, pa čak ni iz Fallout igre, već iz literature, odnosno iz časopisa UT. Gauss top predstavljen u časopisu bio je najprimitivniji i pozicioniran je kao dječja igračka. Dakle, samo "oružje" se sastojalo od plastične cijevi s namotanom zavojnicom bakrene žice, koji je igrao ulogu elektromagneta kada je na njega dovedena električna struja. U cijev je stavljena metalna kugla, koja je, kada se primijeni struja, nastojala privući elektromagnet. Da bi se spriječilo da lopta "visi" u elektromagnetu, napajanje je bilo kratkotrajno, iz elektrolitskog kondenzatora. Tako je loptica ubrzala do elektromagneta, a zatim, kada je elektromagnet isključen, poletjela je sama. Za sve to predložena je elektronska meta, ali da ne ulazimo u temu šta je to nekada bila zanimljiva, korisna i, što je najvažnije, popularna literatura.

Zapravo, gore opisani uređaj je najjednostavniji Gaussov top, ali je prirodno da takav uređaj očito ne može biti oružje, osim ako nema vrlo veliki i moćni pojedinačni elektromagnet. Da bi se postigle prihvatljive brzine projektila, potrebno je koristiti, da tako kažem, sistem postupnog ubrzanja, odnosno nekoliko elektromagneta mora se postaviti na cijev jedan za drugim. Glavni problem pri stvaranju takvog uređaja kod kuće je sinkronizacija rada elektromagneta, jer brzina bacanja projektila direktno ovisi o tome. Iako ravne ruke, lemilica i tavan ili vikendica sa starim televizorima, kasetofonima, gramofonima i bez poteškoća nisu zastrašujući. On ovog trenutka Bacivši pogled preko sajtova na kojima ljudi demonstriraju svoju kreativnost, primetio sam da skoro svi postavljaju zavojnice elektromagneta na samu cijev, grubo govoreći, jednostavno namotaju zavojnice oko nje. Sudeći po rezultatima testiranja takvih uzoraka, takvo oružje po efikasnosti nije daleko od sadašnje javno dostupne pneumatike, ali je sasvim prikladno za rekreativno gađanje.

Zapravo, ono što me najviše muči je zašto pokušavaju da kalemove postavljaju na cijev, bilo bi mnogo efikasnije koristiti elektromagnete sa jezgrima koje bi te iste jezgre usmjerile na cijev. Tako je moguće postaviti, recimo, 6 elektromagneta na područje koje je prethodno zauzimao jedan elektromagnet, shodno tome, to će dati veće povećanje brzine bacanja projektila. Nekoliko dijelova takvih elektromagneta duž cijele dužine cijevi moći će ubrzati mali komad čelika do pristojnih brzina, iako će instalacija imati veliku težinu čak i bez izvora struje. Iz nekog razloga, svi pokušavaju i izračunavaju vrijeme pražnjenja kondenzatora koji napaja zavojnicu kako bi međusobno koordinirali zavojnice tako da ubrzavaju projektil, a ne usporavaju. Slažem se, to je vrlo zanimljiva aktivnost za sjesti i razmotriti; općenito, fizika i matematika su divne nauke, ali zašto ne uskladiti zavojnice pomoću fotografija i LED dioda i jednostavnog kola, čini se da nema posebne nestašice i možete nabavite potrebne dijelove za razumnu naknadu, iako, naravno, možete računati i jeftinije. Pa, šta je sa izvorom struje? električna mreža, transformator, diodni most i nekoliko elektrolitski kondenzatori povezani paralelno. Ali čak i s takvim čudovištem teškim oko 20 kilograma bez autonomnog izvora električne struje, teško da će se postići impresivni rezultati, iako ovisi o tome koliko je neko upečatljiv. I ne, ne, nisam uradio ništa tako (spustio glavu, pomerio nogu u papuči po podu), samo sam napravio onu igračku od UT sa jednim namotajem.

Općenito, čak i kada se koristi kao neka vrsta stacionarnog oružja, recimo isti mitraljez za zaštitu objekta koji ne mijenja svoju lokaciju, takvo oružje će biti prilično skupo, a što je najvažnije teško i ne najefikasnije, osim ako naravno govorimo o razumnim dimenzijama a ne o monstrumu sa deblom od pet metara. S druge strane, vrlo visoka teoretska brzina paljbe i municije po cijeni od penija za pola tone izgledaju vrlo atraktivno.

Dakle, za Gaussov pištolj glavni je problem to što elektromagneti imaju veliku težinu i, kao i uvijek, potreban je izvor električne struje. Općenito, niko ne razvija oružje zasnovano na Gaussovom pištolju, postoji projekt lansiranja malih satelita, ali je prilično teoretski i nije razvijen dugo vremena. Interes za Gaussov pištolj održava se samo zahvaljujući bioskopu i kompjuterske igrice, a takođe i za entuzijaste koji vole da rade glavom i rukama, kojih u današnje vreme, nažalost, nema mnogo. Za oružje postoji praktičniji uređaj koji troši električnu struju, iako se o praktičnosti ovdje može raspravljati, ali za razliku od Gaussovog pištolja, postoje određeni pomaci.

RailGun ili po našem mišljenju Railgun

Ovo oružje nije ništa manje poznato od Gaussovog pištolja, za koji moramo reći hvala kompjuterskim igrama i kinu, međutim, ako su svi koji su zainteresirani za ovu vrstu oružja upoznati s principom rada Gaussovog pištolja, onda nije sve je jasno sa reilgun.Hajde da pokušamo da shvatimo kakva je ovo zver, kako radi i kakve su joj izglede?

Sve je počelo davne 1920. godine, ove godine je primljen patent za ovu vrstu oružja, a u početku niko nije planirao koristiti izum u miroljubive svrhe. Autor reilgun, ili poznatijeg reilgun, je Francuz - Andre Louis-Octave Fauchon Vieple. Unatoč činjenici da je dizajner uspio postići određeni uspjeh u porazu neprijateljskog osoblja, niko nije bio zainteresiran za njegov izum, dizajn je bio vrlo glomazan, a rezultat je bio tako-tako i prilično uporediv s vatrenim oružjem. Tako se skoro dvadeset godina odustalo od izuma, sve dok nije pronađena država koja je mogla sebi priuštiti da potroši ogromne količine novca na razvoj nauke, a posebno onog dela nauke koji je mogao da ubije. Govorimo o nacističkoj Njemačkoj. Tamo se Joachim Hansler zainteresovao za francuski izum. Pod vođstvom naučnika stvoreno je mnogo više efikasna instalacija, koji je imao dužinu od samo dva metra, ali je ubrzavao projektil do brzine veće od 1200 metara u sekundi, iako je sam projektil bio napravljen od legura aluminijuma i težak 10 grama. Međutim, to je bilo više nego dovoljno za pucanje i na neprijateljsko osoblje i na neoklopna vozila. Konkretno, konstruktor je svoj razvoj pozicionirao kao sredstvo za borbu protiv zračnih ciljeva. Više velika brzina let projektila, u poređenju sa vatrenim oružjem, učinio je rad konstruktora vrlo obećavajućim, jer je bilo mnogo lakše pucati na pokretne i stalno pokretne mete. Međutim, dizajn je zahtijevao poboljšanje i dizajner je uradio dosta posla na poboljšanju ovog uzorka, malo promijenivši početni princip njegovog rada.

U prvom uzorku sve je bilo manje-više jasno i nije bilo ničeg fantastičnog. Postojale su dvije šine koje su bile “cijev” oružja. Između njih je postavljen sam projektil koji je napravljen od materijala koji je propuštao električnu struju; kao rezultat toga, kada je struja dovedena na šine, pod utjecajem Lorentzove sile, projektil je jurio naprijed i u idealnim uslovima, što, naravno, nikada ne bi bilo postignuto, njegova brzina bi se mogla približiti brzini svjetlosti. Kako je postojalo mnogo faktora koji su spriječili da se projektil ubrza do te brzine, dizajner je odlučio da se nekih od njih riješi. Glavno postignuće je bilo to što je u najnovijim razvojima projektil koji više nije bačen zatvorio krug, to je učinio električni luk iza bačenog projektila; zapravo, ovo rješenje se i danas koristi, samo se poboljšava. Tako se dizajner uspio približiti brzini leta bačenog projektila jednakoj 3 kilometra u sekundi, to je bila 1944. godina prošlog stoljeća. Na sreću, dizajner nije imao dovoljno vremena da završi svoj posao i riješi probleme koje je oružje imalo, a bilo ih je poprilično. I to toliko da je ovaj razvoj gurnut Amerikancima i da se u Sovjetskom Savezu nije radilo u tom pravcu. Tek sedamdesetih godina počeli smo da razvijamo ovo oružje i trenutno, nažalost, zaostajemo, dobro, barem prema javno dostupnim podacima. U Sjedinjenim Državama su odavno dostigli brzinu od 7,5 kilometara u sekundi i neće stati. Trenutno se radi na razvoju šinske puške kao sredstva protivvazdušne odbrane, tako da je kao ručno vatreno oružje šinska puška još uvek fantazija ili veoma daleka budućnost.

Glavni problem sa šinskom puškom je da za postizanje maksimalne efikasnosti mora koristiti šine sa vrlo malim otporom. Trenutno su obložene srebrom, koje izgleda i nije tako skupo finansijski, međutim, uzimajući u obzir činjenicu da "cijev" oružja nije dugačka jedan ili dva metra, to je već značajan trošak. Osim toga, nakon nekoliko hitaca potrebno je promijeniti i restaurirati šine, što košta, a brzina paljbe takvog oružja ostaje vrlo niska. Osim toga, ne treba zaboraviti da se same tračnice pokušavaju odgurnuti jedna od druge pod utjecajem istih sila koje ubrzavaju projektil. Iz tog razloga, konstrukcija mora imati dovoljnu čvrstoću, ali istovremeno i same šine moraju biti u mogućnosti brzo zamijeniti. Ali to nije glavni problem. Snimak zahtijeva ogromnu količinu energije, pa s jednim akumulator automobila Ne možete se izvući iza leđa, ovdje su vam već potrebni snažniji izvori električne struje, što dovodi u pitanje mobilnost takvog sistema. Tako u SAD planiraju postavljanje sličnih instalacija na razarače, a već govore o automatizaciji snabdijevanja projektilima, hlađenju i drugim užicima civilizacije. Trenutno je deklarisani domet gađanja kopnenih ciljeva 180 kilometara, ali o vazdušnim ciljevima se i dalje šuti. Naši dizajneri još nisu odlučili gdje će primijeniti svoj razvoj. Međutim, iz isječaka informacija možemo zaključiti da se šinska puška za sada neće koristiti kao samostalno oružje, već kao sredstvo koje nadopunjuje već postojeće oružje dugog dometa, što vam omogućava da značajno dodate željenih par stotina metara u sekundi na brzinu bacanja projektila ima reilgun dobre perspektive, a cijena takvog razvoja bit će mnogo niža od nekih megatopova na našim vlastitim brodovima.

Jedino pitanje koje ostaje je da li treba da se smatramo zaostalim u ovom pitanju, jer obično ono što loše funkcioniše svi pokušavaju da unaprede mogući načini„Svi su se toga plašili“, ali ono što je zaista efikasno, ali još nije došlo vreme, zatvoreno je iza sedam brava. Pa, bar u to želim da verujem.

Elektromagnetska šinska puška, obično poznata kao Gauss pištolj, ne može se naći u prodavnici oružja. Ne ostavlja patrone i ne ometa, tiha je, ne treba se čistiti, običan ekser može poslužiti kao uložak za ovaj elektromagnetni šinski pištolj, a Gauss puška radi na principu naizmjeničnog magnetsko polje, ubrzavajući objekte do zapanjujućih brzina.

Budući da, za razliku od drugog oružja, možete pronaći i kupiti elektromagnetni pištolj Gauss nije dopušten, ovdje ćemo detaljno razgovarati o njegovom krugu, principu rada i kako napraviti ovu Gaussovu šinu pušku kod kuće vlastitim rukama.

Pažnja! Nakon što ste vlastitim rukama sastavili elektromagnetnu pušku ili pištolj, ne zaboravite prijaviti svoj šinski pištolj u policiji i dobiti dozvolu da ga nosite ili čuvate kod kuće za samoodbranu, jer kao i drugo oružje, Gauss pištolj predstavlja smrtnika. opasnost po vas i ljude oko vas, a nedozvoljeno posjedovanje istih kažnjivo je krivičnim zakonom!

Kako napraviti domaći Gauss pištolj

Da bismo detaljno analizirali princip rada domaće puške Gauss, pokušajmo prvo napraviti prototip elektromagnetskog šinskog pištolja od običnog ravnala (najbolje je logaritamsko, tako da uklanjanjem sredine iz njega dobijemo utor za lopte), 4 identične moćni magneti, nož, ljepljiva traka i 9 metalnih kuglica čiji prečnik ne prelazi visinu magneta. Sastavljanje prototipa puške (nazovimo je Gauss pištolj) jednostavno je kao i granatiranje krušaka, čak i kod kuće i vlastitim rukama.

Zalijepite magnete za ravnalo na jednakoj udaljenosti jedan od drugog u sredini žljeba, pazeći da vanjski magneti ne budu preblizu krajevima ravnala i napunite 2 kuglice na jednoj strani svakog magneta. Da biste šutirali, ubacite loptu u žlijeb na rubu ravnala na strani gdje nema kuglica u blizini magneta i otpustite. Magnetno polje će ga privući magnetu, lopta će preko nje prenijeti svoju energiju drugoj lopti, a zbog utjecaja te energije na nju i, osim toga, drugog magnetskog polja koje stvara sljedeći magnet u kolu, ona ubrzat će ga još brže, oko 2 puta.

OK, sada je sve gotovo! Prototip domaćeg Gauss pištolja napravljen je kod kuće vlastitim rukama i, prema principu rada pištolja, ne razlikuje se od originalne, Gaussove puške, sada ćemo vam reći kako sastaviti dijagram koji sami kod kuće.

Kako napraviti Gauss pištolj

Ne možete sastaviti Gauss pušku samo sa magnetima i ravnalom. Gdje pronaći početni materijali besplatno? Najvjerovatnije ćete morati barem potrošiti novac na nekoliko kondenzatora od 400-450 volti, čiji bi ukupni kapacitet bio u rasponu od 1000-2000 mF, bakrenu žicu s izolacijom promjera 1 mm, pretinac za Baterije tipa Krona i par baterija od jedan i pol volta, okidac za vasu domacu Gauss pusku kod kuce u vidu dugmeta i prekidaca, oko 5 jednokratnih kamera koje imaju blic, par slamkica od nekih McDuck, u kojem također možete jesti besplatno, običan relej iz automobila Zhiguli na 4 kontakta i neka vrsta kućišta za Gauss pištolj u obliku pištolja igračke, mitraljeza itd., od čega će ovisiti izgled Vaš domaći elektromagnetni Gauss pištolj, koji se može napraviti prema sljedećoj shemi:

Princip Gaussovog oružja također je izgrađen na elektromagnetnim svojstvima pištolja; dielektrična cijev zajedno sa željeznim punjenjem smještena je unutar induktivne zavojnice, a kada se električna energija dovodi u solenoid, rezultirajuće magnetsko polje daje projektilu značajno ubrzanje.

Ako još niste pogodili, potrebne su nam kamere za jednokratnu upotrebu radi uređaja za punjenje kondenzatora, jer ne želimo da pravimo Gauss pušku za jednokratnu upotrebu? Međutim, kada rastavljate jednokratnu kameru, budite izuzetno oprezni, nikada ne dodirujte dijelove električnog kola i zatvorite izlaz kondenzatora što je prije moguće pomoću odvijača s dielektričkom ručkom. Očistite punjač od kopči baterije, kondenzatora i zalemite most na njega na kontakte dugmeta za punjenje budućeg Gaussovog elektromagnetnog pištolja. Slijedite gornju metodu s preostalim kamerama za jednokratnu upotrebu.

Da bi ubrzanje šinskog pištolja bilo maksimalno, u trenutku kada projektil stigne do solenoida (induktivne zavojnice koja nema jezgro), magnetsko polje također mora biti maksimalno, naglo opadajući kada je projektil blizu solenoid, za to je potrebno uskladiti karakteristike kondenzatora, projektila i zavojnica buduće domaće Gaussove puške.

Da biste napravili solenoid za Gauss pištolj, sastavite 4 cm slame, dvije podloške velika veličina od plastike ili kartona, sastavljanje špulice pomoću matice i vijka. Namotajte bakrenu žicu, pažljivo vodeći računa da žica nigdje nije savijena i da izolacija nije slučajno oštećena; prije namotavanja sljedećeg sloja, a trebalo bi da ih bude ukupno deset, napunite prethodni superljepilom. Rastavite konstrukciju i umetnite dugu slamku u solenoid, koja će vlastitim rukama kod kuće postati cijev elektromagnetske Gauss puške. Funkcionalnost rezultirajućeg dijela možete provjeriti pomoću obične 9V baterije i spajalice.

Sastavljajući Gaussov pištolj prema krugu, prije ispaljivanja, pratite LED diode kako biste utvrdili trenutak kada se napon kondenzatora povećao na 330V koji nam je potreban, obično to traje do jedne minute, ali ako spojite nekoliko 3V baterija u paralelno s punjenjem kondenzatora tako da je svaki odjeljak od 3V povezan paralelno sa svim nabojima tako da ploče za punjenje ne izgore, tada se vrijeme punjenja za domaću Gauss pušku sastavljenu kod kuće može značajno smanjiti.

Kako biste osigurali sigurnost gotovog Gaussovog elektromagnetnog pištolja za šine napravljenog vlastitim rukama kod kuće kao mehanizam za okidanje koristite relej kako ne biste direktno kontaktirali dugme koje prazni kondenzatore. Visokonaponsko kolo se može sastaviti samo sa žicom prečnika najmanje 1 mm, a kondenzatori se moraju dodatno isprazniti, rasporediti kratki spoj, tako da se Gauss top može bezbedno čuvati kod kuće nakon ispaljivanja.

Za pucanje iz domaće Gauss puške, uključite napajanje, pričekajte signal sa LED dioda, napunite projektil tako da bude malo iza solenoida, isključite napajanje i pucajte. Elektromagnetno šinsko oružje napravljeno ovom metodom zadivljujuće je po svojoj snazi ​​i ni pod kojim okolnostima ne bi trebalo da bude usmereno na žive ljude.

Ako ne razumete ništa o ovome, onda bi bilo bolje da počnete sa učenjem

Informacije su date samo u obrazovne svrhe!
Administrator stranice nije odgovoran za moguće posljedice korištenje dostavljenih informacija.

NAPUNJENI KONDENZATORI SMRTNO OPASNO!

Elektromagnetni pištolj (Gauss pištolj, engleski. coilgun) u njoj klasična verzija je uređaj koji koristi svojstvo feromagnetnih materijala da budu uvučeni u područje jačeg magnetskog polja kako bi ubrzao feromagnetski "projektil".

Moj Gauss pištolj:
pogled odozgo:


pogled sa strane:


1 - konektor za povezivanje daljinskog otpuštanja
2 - prekidač “punjenje/rad baterije”.
3 - konektor za povezivanje sa zvučnom karticom računara
4 - prekidač punjenja/pucanja kondenzatora
5 - tipka za pražnjenje kondenzatora u nuždi
6 - Indikator "napunjenosti baterije".
7 - Indikator "Rad".
8 - Indikator "Napunjenost kondenzatora".
9 - Indikator "Shot".

Dijagram energetskog dijela Gaussovog pištolja:

1 - prtljažnik
2 - zaštitna dioda
3 - zavojnica
4 - IR LED diode
5 - IR fototranzistori

Glavni elementi dizajna mog elektromagnetnog pištolja:
baterija -
Ja koristim dva litijum jonska baterija SANYO UR18650A 18650 format sa laptopa kapaciteta 2150 mAh, povezan u seriju:
...
Maksimalni napon pražnjenja ovih baterija je 3,0 V.

pretvarač napona za napajanje upravljačkih kola -
Napon iz baterija se dovodi u konvertor napona za povećanje napona na čipu 34063, koji povećava napon na 14 V. Zatim se napon dovodi do pretvarača za punjenje kondenzatora, a stabilizira ga na 5 V od strane 7805 čipa za napaja kontrolni krug.

pretvarač napona za punjenje kondenzatora -
boost konvertor baziran na 7555 tajmeru i MOSFET-tranzistor ;
- Ovo N-kanal MOSFET- tranzistor u kućištu TO-247 sa maksimalnim dozvoljenim naponom drejn-izvor VDS= 500 volti, maksimalna impulsna struja odvoda I D= 56 ampera i tipičan otpor drena-izvora u otvorenom stanju RDS(uključeno)= 0,33 oma.

Induktivnost prigušnice pretvarača utiče na njegov rad:
preniska induktivnost određuje mala brzina punjenje kondenzatora;
previsoka induktivnost može dovesti do zasićenja jezgre.

Kao generator impulsa ( oscilatorno kolo) za pretvarač ( boost converter) možete koristiti mikrokontroler (na primjer, popularni Arduino), koji će omogućiti implementaciju modulacije širine impulsa (PWM, PWM) za kontrolu radnog ciklusa impulsa.

kondenzator (kapa zavojnice (acitor)) -
elektrolitički kondenzator za napon od nekoliko stotina volti.
Ranije sam koristio kondenzator K50-17 iz sovjetskog vanjskog blica kapaciteta 800 μF za napon od 300 V:

Nedostaci ovog kondenzatora su, po mom mišljenju, nizak radni napon, povećana struja curenja (dovodi do dužeg punjenja) i eventualno povećan kapacitet.
Stoga sam prešao na korištenje uvezenih modernih kondenzatora:

SAMWHA za napon 450 V sa kapacitetom od 220 μF serije HC. HC- ovo je standardna serija kondenzatora SAMWHA, postoje i druge serije: HE- rad u širem smislu temperaturni raspon, H.J.- sa produženim vijekom trajanja;

PEC za napon od 400 V sa kapacitetom od 150 μF.
Testirao sam i treći kondenzator za napon od 400 V kapaciteta 680 μF, kupljen u internet prodavnici dx.com -

Na kraju sam se odlučio na korištenje kondenzatora PEC za napon od 400 V sa kapacitetom od 150 μF.

Za kondenzator, njegov ekvivalentni serijski otpor ( ESR).

prekidač -
prekidač S.A. dizajniran za prebacivanje napunjenog kondenzatora C po kolutu L:

bilo tiristori ili IGBT- tranzistori:

tiristor -
Koristim energetski tiristor TČ125-9-364 sa katodnom kontrolom
izgled

dimenzije

- brzi pin tiristor: “125” znači maksimalno dozvoljeno efektivna struja(125 A); "9" označava klasu tiristora, tj. ponavljajući impulsni napon u stotinama volti (900 V).

Upotreba tiristora kao ključa zahtijeva odabir kapacitivnosti kondenzatorske banke, budući da će produženi strujni impuls dovesti do povlačenja projektila koji je prošao središte zavojnice natrag - " usisavanje efekat".

IGBT tranzistor -
koristiti kao ključ IGBT-tranzistor omogućava ne samo zatvaranje, već i otvaranje kruga zavojnice. Ovo omogućava da se struja (i magnetsko polje zavojnice) prekine nakon što projektil prođe kroz centar zavojnice, inače bi projektil bio povučen nazad u zavojnicu i samim tim usporio. Ali otvaranje kruga zavojnice (naglo smanjenje struje u zavojnici) dovodi do pojave impulsa visokog napona na zavojnicu u skladu sa zakonom elektromagnetne indukcije $u_L = (L ((di_L) \over (dt)) )$. Za zaštitu ključa -IGBT-tranzistor, moraju se koristiti dodatni elementi:

VD televizori- dioda ( TVS dioda), stvaranje puta za struju u zavojnici kada je ključ otvoren i prigušivanje oštrog napona na zavojnici
Rdis- otpornik za pražnjenje ( otpornik za pražnjenje) - osigurava slabljenje struje u zavojnici (apsorbira energiju magnetskog polja zavojnice)
C rskondenzator za suzbijanje zvona), sprečava pojavu prenaponskih impulsa na ključu (može se dopuniti otpornikom, formirajući RC-prigušivač)

koristio sam IGBT-tranzistor IRG48BC40F iz popularne serije IRG4.

zavojnica -
kalem je namotan plastični okvir bakrene žice. Omski otpor zavojnice je 6,7 oma. Širina višeslojnog namota (u rasutom stanju) $b$ je jednaka 14 mm, ima oko 30 zavoja u jednom sloju, maksimalni radijus je oko 12 mm, minimalni poluprečnik $D$ je oko 8 mm (prosečni radijus $ a$ je oko 10 mm, visina $c $ - oko 4 mm), prečnik žice - oko 0,25 mm.
Dioda je spojena paralelno sa zavojnicom UF5408 (potisnu diodu) (vršna struja 150 A, vršni reverzni napon 1000 V), prigušivanje impulsa napona samoindukcije kada je struja u zavojnici prekinuta.

bure -
Izrađen od tijela hemijske olovke.

projektil -
Parametri probnog projektila su komad eksera prečnika 4 mm (prečnik cevi ~ 6 mm) i dužine 2 cm (zapremina projektila je 0,256 cm 3 i masa $m$ = 2 grama, ako uzmemo da je gustina čelika 7,8 g/cm 3 ). Izračunao sam masu zamišljajući projektil kao kombinaciju konusa i cilindra.

Materijal projektila mora biti feromagnetski.
Takođe, materijala za projektil treba da ima isto toliko visoki prag magnetnog zasićenja - vrijednost indukcije zasićenja $B_s$. Jedan od najbolje opcije je obično meko magnetno gvožđe (npr. obični neokaljeni čelik St. 3 - St. 10) sa indukcijom zasićenja od 1,6 - 1,7 Tesla. Nokti su napravljeni od niskougljičnog materijala, termički neobrađeni čelična žica(klase čelika St. 1 KP, St. 2 KP, St. 3 PS, St. 3 KP).
Oznaka čelika:
Art.- ugljenični čelik običnog kvaliteta;
0 - 10 - procenat ugljenika povećan za 10 puta. Kako se sadržaj ugljika povećava, indukcija zasićenja $B_s$ opada.

A najefikasnija je legura" permendur", ali je previše egzotična i skupa. Ova legura se sastoji od 30-50% kobalta, 1,5-2% vanadijuma a ostalo je gvožđe. Permendur ima najveću indukciju zasićenja $B_s$ od svih poznatih feromagneta do 2,43 Tesla.

Također je poželjno da materijala projektila ima toliko niska provodljivost. To je zbog činjenice da vrtložne struje koje nastaju u naizmjeničnom magnetskom polju u provodnoj šipki dovode do gubitaka energije.

Stoga sam, kao alternativu projektilima za rezanje eksera, testirao feritnu šipku ( feritna šipka), preuzeto sa induktora sa matične ploče:

Slične zavojnice se takođe nalaze u računarskim napajanjima:

Izgled namotaja feritnog jezgra:

Materijal štapa (vjerovatno nikl-cink ( Ni-Zn) (analog domaćih marki ferita NN/VN) feritni prah) je dielektrik, što eliminiše pojavu vrtložnih struja. Ali nedostatak ferita je niska indukcija zasićenja $B_s$ ~ 0,3 Tesla.
Dužina štapa je bila 2 cm:

Gustina nikl-cink ferita je $\rho$ = 4,0 ... 4,9 g/cm 3 .

Gravitacija projektila
Proračun sile koja djeluje na projektil u Gaussovom pištolju je kompleks zadatak.

Može se dati nekoliko primjera izračunavanja elektromagnetnih sila.

Sila privlačenja komada feromagneta na solenoidnu zavojnicu s feromagnetnim jezgrom (na primjer, armatura releja na zavojnicu) određena je izrazom $F = (((((w I))^2) \mu_0 S) \preko (2 ((\delta)^ 2)))$, gdje je $w$ broj zavoja u zavojnici, $I$ je struja u namotu zavojnice, $S$ je poprečni presjek površina jezgre zavojnice, $\delta$ je udaljenost od jezgre zavojnice do privučenog komada. U ovom slučaju zanemarujemo magnetski otpor feromagneta u magnetskom kolu.

Sila koja uvlači feromagnet u magnetsko polje zavojnice bez jezgra je data sa $F = ((w I) \preko 2) ((d\Phi) \preko (dx))$.
U ovoj formuli, $((d\Phi) \over (dx))$ je brzina promjene magnetnog toka zavojnice $\Phi$ kada se pomiče komad feromagneta duž ose zavojnice (promjena koordinate $x$), ovu vrijednost je prilično teško izračunati. Gornja formula se može prepisati kao $F = (((I)^2) \preko 2) ((dL) \preko (dx))$, gdje je $((dL) \preko (dx))$ stopa promjene induktivnosti zavojnice $L$.

Postupak za ispaljivanje metka iz Gauss pištolja
Prije paljenja, kondenzator se mora napuniti na napon od 400 V. Da biste to učinili, uključite prekidač (2) i pomaknite prekidač (4) u položaj “PUNJENJE”. Za označavanje napona, indikator nivoa sa sovjetskog magnetofona je spojen na kondenzator kroz razdjelnik napona. Za hitno pražnjenje kondenzatora bez povezivanja zavojnice koristi se otpornik od 6,8 ​​kOhm snage 2 W, spojen pomoću prekidača (5) na kondenzator. Prije pucanja morate pomaknuti prekidač (4) u položaj “SHOT”. Da bi se izbjegao utjecaj odbijanja kontakta na formiranje kontrolnog impulsa, tipka "Shot" je spojena na sklop protiv odbijanja na prekidačkom releju i mikrokolu 74HC00N. Iz izlaza ovog kola, signal pokreće jednokratni uređaj, koji proizvodi jedan impuls podesivog trajanja. Ovaj impuls dolazi preko optokaplera PC817 on primarni namotaj impulsni transformator koji obezbeđuje galvansku izolaciju upravljačkog kola od strujnog kola. Impuls koji generiše sekundarnog namotaja, otvara tiristor i kondenzator se kroz njega prazni do zavojnice.

Struja koja teče kroz zavojnicu tokom pražnjenja stvara magnetno polje koje uvlači feromagnetni projektil i daje mu određenu početnu brzinu. Nakon što napusti cijev, projektil nastavlja da leti po inerciji. Treba uzeti u obzir da će nakon što projektil prođe kroz središte zavojnice, magnetsko polje usporiti projektil, tako da se strujni puls u zavojnici ne smije produžiti jer će to dovesti do smanjenja početne brzine. projektila.

Za daljinski upravljač dugme je spojeno na konektor (1):

Određivanje brzine kojom projektil napušta cijev
Kada se ispaljuje, njužna brzina i energija su veoma zavisne sa početnog položaja projektila u prtljažniku.
Za postavljanje optimalnog položaja potrebno je izmjeriti brzinu kojom projektil napušta cijev. Za to sam koristio optički mjerač brzine - dva optički senzor(IR LED diode VD1, VD2+ IR fototranzistori VT1, VT2) postavljeni su u deblo na udaljenosti od $l$ = 1 cm jedan od drugog. Prilikom leta projektil pokriva fototranzistore od zračenja LED dioda i komparatora na čipu LM358N generirati digitalni signal:

Prilikom preklapanja svjetlosni tok senzor 2 (najbliži zavojnici) svijetli crveno (" RED") LED, a kada je senzor 1 blokiran - zeleno (" ZELENI").

Ovaj signal se pretvara u nivo od desetinki volta (razdjelnici od otpornika R1,R3 I R2,R4) i dovodi se na dva kanala linearnog (ne mikrofonskog!) ulaza zvučna kartica računar pomoću kabla sa dva utikača - utikač spojen na Gaussov konektor i utikač utaknut u utičnicu zvučne kartice računara:
razdjelnik napona:


LIJEVO- lijevi kanal; PRAVO- desni kanal; GND- "Zemlja"

utikač spojen na pištolj:

5 - lijevi kanal; 1 - desni kanal; 3 - "zemlja"
utikač spojen na računar:

1 - lijevi kanal; 2 - desni kanal; 3 - "zemlja"

Pogodan je za obradu signala besplatni program Audacity().
Budući da je na svakom ulaznom kanalu zvučne kartice kondenzator povezan serijski sa ostatkom kola, ulaz zvučne kartice je zapravo R.C.-lanac, a signal snimljen kompjuterom ima izglađen oblik:


Karakteristične tačke na grafikonima:
1 - let prednjeg dijela projektila pored senzora 1
2 - let prednjeg dijela projektila pored senzora 2
3 - let zadnjeg dijela projektila pored senzora 1
4 - let zadnjeg dijela projektila pored senzora 2
Početnu brzinu projektila određujem vremenskom razlikom između tačaka 3 i 4, uzimajući u obzir da je razmak između senzora 1 cm.
U datom primjeru, sa frekvencijom digitalizacije $f$ = 192000 Hz za broj uzoraka $N$ = 160, brzina projektila $v = ((l f) \preko (N)) = ((1920) \preko 160 )$ iznosio je 12 m/s.

Brzina izlaska projektila iz cijevi ovisi o njegovom početnom položaju u cijevi, određenom pomakom stražnjeg dijela projektila od ruba cijevi $\Delta$:

Za svaki kapacitet baterije $C$, optimalna pozicija projektila ($\Delta$ vrijednost) je različita.

Za gore opisani projektil i kapacitet baterije od 370 uF, dobio sam sljedeće rezultate:

Sa kapacitetom baterije od 150 µF rezultati su bili sljedeći:

Maksimalna brzina projektila bila je $v$ = 21,1 m/s (na $\Delta$ = 10 mm), što odgovara energiji od ~ 0,5 J -

Prilikom testiranja projektila feritne šipke pokazalo se da je za to potrebno mnogo dublje mjesto u cijevi (mnogo veća vrijednost $\Delta$).

Zakoni o oružju
U Republici Bjelorusiji proizvodi sa energijom njuške ( njuška energija) ne više od 3 J kupljeni bez odgovarajuće dozvole i nisu registrovani.
IN Ruska Federacija proizvodi sa energijom njuške manje od 3 J ne smatraju oružjem.
U Velikoj Britaniji proizvodi sa energijom njuške ne smatraju se oružjem. ne više od 1,3 J.

Određivanje struje pražnjenja kondenzatora
Da biste odredili maksimalnu struju pražnjenja kondenzatora, možete koristiti grafikon napona na kondenzatoru tokom pražnjenja. Da biste to učinili, možete spojiti na konektor na koji se napon na kondenzatoru, smanjen za $n$ = 100 puta, dovodi preko razdjelnika. Struja pražnjenja kondenzatora $i = (n) \cdot (C \cdot ((du) \over (dt))) = (((m_u) \over (m_t)) C tg \alpha)$, gdje je $\alpha$ - ugao nagiba tangente na krivu napona kondenzatora u datoj tački.
Evo primjera takve krive napona pražnjenja na kondenzatoru:

U ovom primjeru $C$ = 800 µF, $m_u$ = 1 V/div, $m_t$ = 6,4 ms/div, $\alpha$ = -69,4°, $tg\alpha = -2 ,66 $, što odgovara na struju na početku pražnjenja $i = (100) \cdot (800) \cdot (10^(-6)) \cdot (1 \over (6.4 \cdot (10^(-3) ))) \cdot (-2,66) = -33,3$ ampera.

Nastavlja se

Zdravo. Danas ćemo napraviti Gauss top kod kuće koristeći dijelove koji se lako mogu naći u lokalnim trgovinama. Koristeći kondenzatore, prekidač i nekoliko drugih dijelova, napravit ćemo lanser koji može koristiti elektromagnetizam za lansiranje malih eksera do udaljenosti od oko 3 metra. Hajde da počnemo!

Korak 1: Pogledajte video

Prvo pogledajte video. Proučavat ćete projekat i vidjeti pištolj u akciji. Čitajte dalje da istražite više detaljna uputstva montaža uređaja Gauss Gun.

Korak 2: Prikupljanje potrebnih materijala

Za projekat će vam trebati:

1. 8 velikih kondenzatora. Koristio sam 3,300uF 40V. Ključna tačka Poanta je da što je niži napon, to je manja opasnost, pa potražite opcije u području od 30 - 50 volti. Što se kapaciteta tiče, što više to bolje.
2. Jedan visokostrujni prekidač
3. Jedan kalem od 20 zavoja (ja sam svoju uvrnuo od 18awg žice)
4. Bakarni lim i/ili debela bakarna žica

Korak 3: Zalijepite kondenzatore zajedno

Uzmite kondenzatore i zalijepite ih zajedno tako da pozitivni terminali budu bliže središtu ljepila. Prvo ih zalijepite u 4 grupe po 2 komada. Zatim zalijepite dvije grupe zajedno, što rezultira 2 grupe od 4 kondenzatora. Zatim stavite jednu grupu na drugu.

Korak 4: Sastavljanje grupe kondenzatora

Fotografija pokazuje kako bi konačni dizajn trebao izgledati.

Sada uzmite pozitivne terminale i povežite ih jedan s drugim, a zatim ih zalemite na bakrenu podlogu. Preklop može poslužiti kao debeo bakrene žice ili list.

Korak 5: Zalemite bakrene jastučiće

Koristite usmjerenu toplinu ako je potrebno (blago industrijska sušara), zagrijte bakrene trake i zalemite terminale kondenzatora na njih.

Fotografija prikazuje moju grupu kondenzatora nakon završetka ovog koraka.

Korak 6: Zalemite negativne terminale kondenzatora

Uzmite još jedan debeli provodnik, koristio sam izolirani bakreni vod velikog poprečnog presjeka, uklonivši ga na pravim mestima izolacija.

Savijte žicu tako da pokrije cijelu udaljenost naše grupe kondenzatora što je moguće efikasnije.

Zalemite ga na prava mjesta.

Korak 7: Pripremite projektil

Zatim morate pripremiti odgovarajući projektil za kolut. Namotao sam svoju kolut oko bobina. Koristio sam malu slamčicu kao njušku. Dakle, moj projektil mora stati u slamku. Uzeo sam nokat i isjekao ga na oko 3cm dužine, ostavljajući oštar dio.

Korak 8: Pronađite odgovarajući prekidač

Zatim sam trebao pronaći način da izbacim naboj iz kondenzatora na zavojnicu. Većina ljudi koristi ispravljače (SCR) za takve potrebe. Odlučio sam za jednostavniji pristup i pronašao prekidač koji je radio kada visoka čvrstoća struja

Postoje tri struje na prekidaču: 14,2A, 15A i 500A. Moji proračuni su pokazali maksimalnu silu od oko 40A na vrhuncu koji traje oko milisekunde, tako da je trebalo funkcionirati.

BILJEŠKA. Nemojte koristiti moj metod prebacivanja ako su vam kondenzatori veći. Isprobao sam svoju sreću i sve je dobro ispalo, ali ne želite da prekidač eksplodira jer ste proveli 300A kroz prekidač od 1A.

Korak 9: Namotavanje koluta

Skoro smo završili sa sastavljanjem elektromagnetnog pištolja. Vrijeme je za namotavanje koluta.

Probao sam tri različite kalemove i utvrdio da je oko 20 okreta izolovana žica 16 ili 18 awg standardi rade najbolje. Koristio sam staru bobinu, omotao žicu oko nje i provukao plastičnu slamku kroz nju, zapečativši jedan kraj slamke vrućim ljepilom.

Korak 10: Sastavljanje uređaja prema dijagramu

Sada kada ste pripremili sve delove, spojite ih. Ako imate bilo kakvih problema, pratite dijagram.

Korak 11: Zaštita od požara

Čestitamo! Svojim rukama smo napravili Grasse top. Koristite punjač da napunite svoje kondenzatore do skoro maksimalnog napona. Napunio sam svoj set od 40V na 38V.

Ubacite projektil u cijev i pritisnite dugme. Struja će teći do zavojnice i ona će pucati u ekser.

BUDI PAZLJIV! Čak i s obzirom na to da je riječ o projektu male struje i da vas neće ubiti, takva struja ipak može naštetiti vašem zdravlju. Druga fotografija pokazuje šta se dešava ako slučajno povežete plus i minus.