Istraživački rad Gaussovog oružja. Sertifikacioni rad. Projekt iz fizike “Gauss gun. Ugradnja dijelova u kućište za Gauss top

Tekst rada je objavljen bez slika i formula.
Puna verzija rada dostupna je na kartici "Radni fajlovi" u PDF formatu

1. Uvod.

Gauss elektromagnetni pištolj poznat je svim amaterima kompjuterske igrice i fikcija. Ime je dobio po njemačkom fizičaru Carlu Gausu, koji je proučavao principe elektromagnetizma. Ali da li je smrtonosno oružje iz fantazije zaista toliko daleko od stvarnosti?

To smo naučili iz školskog kursa fizike struja, prolazeći kroz provodnike, stvara magnetsko polje oko njih. Što je struja veća, to je jače magnetno polje. Od najvećeg praktičnog interesa je magnetno polje zavojnice sa strujom, drugim riječima, induktora (solenoida). Ako je zavojnica sa strujom okačena na tanke vodiče, ona će biti postavljena u istom položaju kao igla kompasa. To znači da induktor ima dva pola - sjeverni i južni.

Gaussov pištolj se sastoji od solenoida, unutar kojeg se nalazi dielektrična cijev. U jedan kraj cijevi umetnut je projektil od feromagnetnog materijala. Kada električna struja teče u solenoidu, nastaje magnetsko polje koje ubrzava projektil, "uvlačeći" ga u solenoid. U ovom slučaju se na krajevima projektila formiraju polovi, simetrični u odnosu na polove zavojnice, zbog čega se, nakon prolaska središta solenoida, projektil može privući u suprotnom smjeru i usporiti.

Za najveći učinak, strujni impuls u solenoidu mora biti kratkotrajan i snažan. U pravilu se za dobivanje takvog impulsa koriste električni kondenzatori. Parametri namotaja, projektila i kondenzatora moraju biti usklađeni na način da kada se ispali hitac, do trenutka kada se projektil približi solenoidu, indukcija magnetsko polje u solenoidu je bio maksimalan, ali je daljim približavanjem projektila naglo opao.

Gauss top kao oružje ima prednosti koje druge vrste malokalibarskog oružja nemaju. Ovo je odsustvo rukava, neograničen izbor početna brzina i energije municije, mogućnost tihog pucanja, uključujući i bez promjene cijevi i municije. Relativno mali trzaj (jednak impulsu izbačenog projektila, nema dodatnog impulsa od barutnih plinova ili pokretnih dijelova). Teoretski, veća pouzdanost i otpornost na habanje, kao i sposobnost rada u svim uvjetima, uključujući vanjski prostor. Također je moguće koristiti Gauss topove za lansiranje svjetlosnih satelita u orbitu.

Međutim, usprkos njegovoj prividnoj jednostavnosti, korištenje kao oružja prepuna je ozbiljnih poteškoća:

Niska efikasnost - oko 10%. Ovaj nedostatak se može djelomično nadoknaditi korištenjem višestepenog sistema ubrzanja projektila, ali u svakom slučaju efikasnost rijetko dostiže 30%. Stoga je Gauss top inferioran čak i po snazi ​​metka vazdušne puške. Druga poteškoća je velika i dovoljna potrošnja energije dugo vrijeme kumulativno punjenje kondenzatora, zbog čega je potrebno nositi izvor napajanja zajedno s Gaussovim pištoljem. Efikasnost se može značajno povećati upotrebom supravodljivih solenoida, ali to će zahtijevati snažan sistem hlađenja, koji će značajno smanjiti mobilnost Gauss pištolja.

Visoko vrijeme punjenja između hitaca, odnosno mala brzina paljbe. Strah od vlage, jer ako se smoči, šokiraće samog strijelca.

Ali glavni problem To su moćni izvori energije za oružje, koji su trenutno glomazni, što utječe na mobilnost

Dakle, danas Gauss top za topove niske ubojnosti (mitraljezi, mitraljezi itd.) nema mnogo obećanja kao oružje, jer je znatno inferiorniji od drugih vrsta malokalibarsko oružje. Izgledi se pojavljuju kada se koristi kao pomorsko oružje velikog kalibra. Na primjer, 2016. godine, američka mornarica će započeti testiranje željezničke puške na vodi. Reilgun, ili šinski top, je oružje u koje se projektil baca ne uz pomoć eksploziva, već uz pomoć vrlo snažnog strujnog impulsa. Projektil se nalazi između dvije paralelne elektrode - šine. Projektil dobiva ubrzanje zbog Lorentzove sile, koja se javlja kada se krug zatvori. Koristeći reilgun, možete ubrzati projektil do mnogo većih brzina nego korištenjem barutnog punjenja.

Međutim, princip elektromagnetskog ubrzanja masa može se uspješno koristiti u praksi, na primjer, prilikom izrade građevinskih alata - relevantno i moderno smjer primijenjene fizike. Elektromagnetski uređaji koji pretvaraju energiju polja u energiju kretanja tijela, iz raznih razloga, još uvijek nisu našli široku primjenu u praksi, pa ima smisla govoriti o novost naš rad.

1.1 Relevantnost projekta: ovaj projekat je interdisciplinaran i pokriva veliki broj materijala, nakon proučavanja kojeg se pojavila ideja da sami napravimo radni model Gaussovog pištolja.

1.2 Svrha rada: proučavanje strukture elektromagnetnog akceleratora mase (Gauss top), kao i principa njegovog rada i primjene. Sastavite radni model Gaussovog topa i odredite brzinu projektila i njegov impuls.

Glavni ciljevi:

1. Pregledajte uređaj prema crtežima i rasporedu.

2. Proučiti strukturu i princip rada akceleratora elektromagnetne mase.

3. Kreirajte radni model.

4. Odredite brzinu projektila i njegov impuls.

Praktični dio rada:

Izrada funkcionalnog modela masovnog akceleratora kod kuće.

1.3 Hipoteza: Da li je moguće napraviti najjednostavniji funkcionalni model Gauss pištolja kod kuće?

2. Ukratko o samom Gausu.

Carl Friedrich Gauss (1777-1855) je bio njemački matematičar, astronom, geometar i fizičar. Gaussov rad karakterizira organska veza između teorijske i primijenjene matematike i širina problema. Gaussovi radovi imali su veliki uticaj na razvoj algebre (dokaz osnovne teoreme algebre), teorije brojeva (kvadratni ostaci), diferencijalne geometrije (unutrašnja geometrija površina), matematičke fizike (Gaussov princip), teorije elektriciteta i magnetizma. , geodezija (razvoj metode najmanjih kvadrata) i mnoge grane astronomije.

Carl Gauss je rođen 30. aprila 1777. godine u Brunswicku, sadašnja Njemačka. Umro je 23. februara 1855. u Getingenu, Kraljevina Hanover, sadašnja Nemačka. Za života dobio je počasnu titulu „Princ matematičara“. On je bio jedini sin jadni roditelji. Školski učitelji su bili toliko impresionirani njegovim matematičkim i lingvističkim sposobnostima da su se obratili vojvodi od Brunswicka sa molbom za podršku, a vojvoda je dao novac za nastavak studija u školi i na Univerzitetu u Getingenu (1795-98). Gauss je doktorirao 1799. godine na Univerzitetu Helmstedt.

Otkrića u fizici

U godinama 1830-1840, Gauss je mnogo pažnje posvetio problemima fizike. Godine 1833, u bliskoj saradnji sa Wilhelmom Weberom, Gauss je izgradio prvi nemački elektromagnetni telegraf. Godine 1839. Gaussov rad " Opća teorija sile privlačenja i odbijanja koje djeluju u obrnutoj proporciji s kvadratom udaljenosti”, koja se navodi. glavne odredbe teorije potencijala i dokazuje poznati Gauss-Ostrogradsky teorem. Gaussov rad “Dioptrijska istraživanja” (1840) posvećen je teoriji konstrukcije slike u složenim optičkim sistemima.

3. Formule vezane za princip rada pištolja.

Kinetička energija projektila

gdje je: masa projektila, njegova brzina

Energija pohranjena u kondenzatoru

gdje je: napon kondenzatora, kapacitivnost kondenzatora

Vrijeme pražnjenja kondenzatora

Ovo je vrijeme tokom kojeg se kondenzator potpuno isprazni:

Vrijeme rada induktora

Ovo je vrijeme tokom kojeg emf induktora raste do svoje maksimalne vrijednosti (puno pražnjenje kondenzatora) i potpuno pada na 0.

gdje je: — induktivnost, — kapacitivnost

Jedan od glavnih elemenata Gaussovog pištolja je električni kondenzator. Kondenzatori su polarni i nepolarni - skoro svi veliki kondenzatori koji se koriste u magnetnim akceleratorima su elektrolitski i polarni. Odnosno, njegova ispravna veza je vrlo važna - primjenjujemo pozitivan naboj na "+" terminal, a negativan na "-". Aluminijsko tijelo elektrolitskog kondenzatora, inače, također je "-" terminal. Znajući kapacitet kondenzatora i njegov maksimalni napon, možete pronaći energiju koju ovaj kondenzator može akumulirati

4. Praktični dio

Naš kalem induktivnosti C ima 30 zavoja (3 sloja po 10 zavoja). Dva kondenzatora ukupnog kapaciteta 450 µF. Model je sastavljen prema sljedećoj shemi: vidi Dodatak 1.

Eksperimentalno smo pomoću balističkog klatna odredili brzinu leta projektila koji je izletio iz “bureta” našeg modela. Iskustvo se zasniva na zakonima održanja impulsa i energije.Pošto brzina metka dostiže značajnu vrijednost, potrebno je direktno mjerenje brzine, odnosno određivanje vremena potrebnog metku da pređe nama poznatu udaljenost. specijalna oprema. Brzinu metka smo mjerili indirektno, koristeći neelastičan udar - udar koji uzrokuje da se tijela u sudaru spoje i nastave da se kreću kao jedno. Leteći projektil doživljava neelastičan udar sa slobodnim tijelom veće mase. Nakon udarca, tijelo počinje da se kreće brzinom koja je onoliko puta manja od brzine metka koliko je masa metka manja od mase tijela.

Neelastični udar karakterizira činjenica da se potencijalna energija elastične deformacije ne javlja, već se kinetička energija tijela potpuno ili djelomično pretvara u unutrašnju energiju. Nakon udara, sudarajuća tijela se ili kreću istom brzinom ili miruju. U potpuno neelastičnom sudaru, zakon održanja količine gibanja je zadovoljen:

gdje je brzina tijela nakon interakcije.

Zakon održanja zamaha (količine kretanja) se primjenjuje ako tijela u interakciji čine izolovani mehanički sistem, odnosno sistem na koji ne djeluju vanjske sile, ili vanjske sile koje djeluju na svako od tijela međusobno balansiraju, ili projekcije vanjske sile u određenom smjeru jednake su nuli.

Prilikom neelastičnog udara kinetička energija se ne čuva, jer se dio kinetičke energije projektila pretvara u unutrašnju energiju sudarajućih tijela, ali je zakon održanja ukupne mehaničke energije zadovoljen i može se napisati:

gdje je povećanje unutrašnje energije tijela u interakciji.

4.1 Metodologija istraživanja.

Balističko klatno koje smo koristili je drveni blok sa slojem plastelina. Target M okačen na dvije dugačke, praktično nerastezljive niti. Na metu je postavljen laserski pokazivač čiji se snop, kada se klatno odbije (nakon udarca projektila), kreće po horizontalnoj skali (slika 1).

Na određenoj udaljenosti od klatna nalazi se Gaussov top. Nakon udara, projektil mase m zaglavi se u meti M. Sistem projektil-meta je izolovan u horizontalnom pravcu. Od dužine l niti su mnogo veće od linearnih dimenzija mete, onda se sistem projektil-meta može smatrati matematičkim klatnom. Nakon što projektil pogodi, centar mase sistema "projektil-meta" podiže se na visinu h.

Na osnovu zakona održanja impulsa u projekciji na x-osu (vidi sliku 1), imamo:

Gdje je brzina projektila, brzina projektila i klatna.

Zanemarujući trenje u ovjesu klatna i silu otpora zraka, na osnovu zakona održanja energije možemo napisati:

gdje je visina podizanja sistema nakon udara.

Vrijednost h može se odrediti mjerenjem odstupanja klatna od ravnotežnog položaja nakon što metak pogodi metu (slika 2):

gdje je a ugao odstupanja klatna od ravnotežnog položaja.

Za male uglove otklona:

gdje je horizontalni pomak klatna.

Zamjenjujući posljednju formulu za projekciju zakona održanja količine gibanja na osu, nalazimo:

4.2 Rezultati mjerenja.

Odredili smo masu m projektila vaganjem na mehaničkoj laboratorijskoj vagi:

m = 3 g = 0,003 kg.

Masa M mete sa slojem plastelina i laserskim pokazivačem data je u opisu laboratorijske postavke.

M = 297 g = 0,297 kg.

Duljine niti ovjesa moraju biti iste, a os rotacije mora biti strogo horizontalna.

U ovom dijelu mjerili smo dužinu niti pomoću ravnala.

l = 147 cm = 1,47 m.

Nakon što se ispali Gaussov top napunjen projektilom, vizualno se utvrđuje činjenica da metak pogađa centar klatna.

Da biste izvršili dalje proračune, označite na skali položaj n 0 svjetlosnog pokazivača u stanju ravnoteže mete i položaj n svjetlosnog pokazivača pri maksimalnom otklonu klatna i pronađite pomak S = (n - n 0) klatna.

Mjerenja su obavljena 5 puta. U ovom slučaju, ponovljeni hici izvedeni su samo na nepokretnu metu. Rezultati mjerenja su prikazani u nastavku:

S av = = 14 mm = 0,014 m,

a brzina ʋ 0 projektila izračunata je pomoću formule.

U 0 = =12,96 km/h

Određivanje mjernih grešaka. Određivanje se vrši pomoću formule: , gdje je l₀ prosječna vrijednost dužina, Δ l je prosječna vrijednost greške. Već smo odredili prosječnu vrijednost dužina u prethodnim fazama, tako da samo treba da odredimo prosječnu vrijednost greške. Odredit ćemo ga pomoću formule: Δ l = Sada možemo dodijeliti vrijednost dužine s greškom: Pronalaženje impulsa projektila. Impuls se određuje pomoću formule: , gdje je brzina projektila. Zamijenite vrijednosti:

5. Zaključak.

Svrha našeg rada bila je proučavanje strukture elektromagnetskog akceleratora mase (Gauss top), kao i principa njegovog rada i primjene, kao i izrada radnog modela Gauss topa i određivanje brzine projektila. . Rezultati koje smo predstavili pokazuju da smo izradili eksperimentalni radni model elektromagnetskog akceleratora mase (Gauss top). Istovremeno smo pojednostavili kola dostupna na Internetu i model je prilagođen za rad u standardnoj industrijskoj AC mreži. Naš rad nam omogućava da izvučemo sljedeće zaključke:

1. Sasvim je moguće sastaviti radni prototip akceleratora elektromagnetne mase kod kuće.

2. Upotreba elektromagnetnog ubrzanja mase ima velike perspektive u budućnosti.

3. Elektromagnetno oružje može postati dostojna zamjena za vatreno oružje velikog kalibra, a to će biti posebno moguće pri stvaranju kompaktnih izvora energije.

6. Izvori informacija:

Wikipedia http://ru.wikipedia.org

Novo elektromagnetno oružje 2010 http://vpk. name/news/40378_novoe_elektromagnitnoe_oruzhie_vyizyivaet_vseobshii_interes. html

13,395 Views

Prilično moćan model poznatog Gauss topa, koji možete napraviti vlastitim rukama od dostupnih materijala. Ovaj domaći Gauss pištolj je vrlo jednostavan za izradu, ima lagani dizajn, svi dijelovi koji se koriste mogu se naći kod svakog domaćeg hobista i radio amatera. Koristeći program za proračun zavojnice, možete dobiti maksimalnu snagu.

Dakle, da bismo napravili Gaussov top potrebno nam je:

1. Komad šperploče.
2. List plastike.
3. Plastična cijev za njušku ∅5 mm.
4. Bakarna žica za kalem ∅0,8 mm.
5. Elektrolitski kondenzatori velikog kapaciteta
6. Dugme Start
7. Tiristor 70TPS12
8. Baterije 4X1.5V
9. Žarulja sa žarnom niti i grlo za nju 40W
10. Dioda 1N4007

Sastavljanje kućišta za krug Gaussovog pištolja

Oblik tijela može biti bilo koji, nije potrebno pridržavati se predstavljene sheme. Da biste tijelu dali estetski izgled, možete ga obojiti bojom u spreju.

Ugradnja dijelova u kućište za Gauss top

Za početak pričvršćujemo kondenzatore, u ovom slučaju su pričvršćeni na plastične vezice, ali možete smisliti još jedno pričvršćivanje.

Zatim ugrađujemo utičnicu za žarulju sa vanjske strane kućišta. Ne zaboravite spojiti dvije žice na njega za napajanje.

Zatim stavljamo pretinac za baterije unutar kućišta i pričvršćujemo ga, na primjer, vijcima za drvo ili na drugi način.

Namotavanje zavojnice za Gaussov pištolj

Za izračunavanje Gausove zavojnice možete koristiti FEMM program; FEMM program možete preuzeti sa ove veze https://code.google.com/archive/p/femm-coilgun

Korištenje programa je vrlo jednostavno, potrebno je unijeti potrebne parametre u šablonu, učitati ih u program i na izlazu dobijamo sve karakteristike zavojnice i budućeg pištolja u cjelini, sve do brzine projektila.

Pa počnimo sa namatanjem! Prvo morate uzeti pripremljenu cijev i omotati papir na nju pomoću PVA ljepila tako da vanjski promjer cijevi bude 6 mm.

Zatim izbušimo rupe u sredini segmenata i postavimo ih na cijev. Pomoću vrućeg ljepila popravljamo ih. Udaljenost između zidova treba biti 25 mm.

Postavljamo zavojnicu na cijev i prelazimo na sljedeću fazu...

Šema Gaussovog topa. Skupština

Sastavljamo krug unutar kućišta pomoću zglobne montaže.

Zatim ugradimo dugme na tijelo, izbušimo dvije rupe i tamo provučemo žice za zavojnicu.

Da biste pojednostavili upotrebu, možete napraviti stalak za pištolj. U ovom slučaju, napravljen je od drvenog bloka. U ovoj verziji kočije ostavljene su praznine duž rubova cijevi, to je potrebno kako biste podesili zavojnicu, pomičući zavojnicu, možete postići najveću snagu.

Topovske granate su napravljene od metalnog eksera. Segmenti se izrađuju dužine 24 mm i prečnika 4 mm. Prazne ljuske treba naoštriti.

1

Ovaj članak je apstraktan prikaz glavnog djela. Puni tekst naučnog rada, prijave, ilustracije i drugo Dodatni materijali dostupno na web stranici II Međunarodnog konkursa za naučna istraživanja i kreativni radovi studenti “Počnite u nauci” na linku: https://www.school-science.ru/2017/11/26807.

Moj interes za rekonstrukciju Gauss pištolja uzrokovan je lakoćom montaže i dostupnosti materijala, lakoćom upotrebe s jedne strane i velikom potrošnjom energije s druge, što je odredilo glavni problem istraživanja. Opseg primjene elektromagnetnog akceleratora u svakodnevnom životu nije dovoljno proučen. Napravite model masovnog akceleratora, na osnovu analize eksperimentalnih podataka, saznajte gdje se Gaussov pištolj može koristiti, u kojim područjima ljudskog života.

Ove kontradikcije su aktuelizovale i odredile izbor teme istraživanja: „Gausov pištolj - oružje ili igračka?“

Zašto sam odabrao ovu temu? Zainteresovao sam se za dizajn pištolja i odlučio sam da napravim model takvog Gauss pištolja, tj. amaterska instalacija. Može se koristiti kao igračka. No, dok sam kreirao model, počeo sam razmišljati o tome gdje bi se još Gaussov pištolj mogao koristiti i kako dizajnirati više moćan pištolj, šta je potrebno za ovo?! Kako možete povećati putujuće elektromagnetno polje?

Svrha rada: Stvaranje i istraživanje razne opcije dizajna Gaussovog pištolja kada se promijene fizički parametri dijelova pištolja.

Ciljevi istraživanja:

1. Napravite radni model Gaussovog pištolja kako biste demonstrirali fenomen elektromagnetne indukcije u nastavi fizike.

2. Ispitati efikasnost Gaussovog pištolja na osnovu kapacitivnosti kondenzatora i induktivnosti solenoida.

3. Na osnovu rezultata istraživanja predložiti nova područja primjene oružja u oblasti održavanja života ljudi.

Predmet istraživanja je fenomen elektromagnetne indukcije.

Predmet proučavanja je model Gaussovog pištolja.

Metode istraživanja:

1. Analiza naučne literature.

2. Modeliranje materijala, dizajn.

3. Eksperimentalne metode istraživanja

4. Analiza, generalizacija, dedukcija, indukcija.

Praktični značaj: Ovaj uređaj se može koristiti za demonstraciju na nastavi fizike, što će doprinijeti boljem razumijevanju ovih fizičkih pojava od strane učenika.

Gauss gun (eng. Gaussgun, Coilgun, Gausscannon) je jedan od tipova akceleratora elektromagnetne mase.

Ime je dobio po njemačkom naučniku Carlu Gausu, koji je postavio temelje matematičke teorije elektromagnetizma. Treba imati na umu da se ova metoda ubrzanja mase koristi uglavnom u amaterskim instalacijama, jer nije dovoljno učinkovita za praktičnu primjenu. Njegov princip rada (stvaranje putujućeg magnetnog polja) sličan je uređaju poznatom kao linearni motor.

Princip rada Gaussovog pištolja

Gaussov pištolj se sastoji od solenoida, unutar kojeg se nalazi cijev (obično napravljena od dielektrika). Projektil (napravljen od feromagnetnog materijala) je umetnut u jedan kraj cijevi. Kada električna struja teče u solenoidu, nastaje magnetsko polje koje ubrzava projektil, "uvlačeći" ga u solenoid. U tom slučaju se na krajevima projektila formiraju polovi, orijentirani prema polovima zavojnice, zbog čega se, nakon što prođe centar solenoida, projektil privlači u suprotnom smjeru, odnosno usporava dolje. U amaterskim shemama, ponekad se koriste kao projektil permanentni magnet budući da je lakše suzbiti indukovanu emf koja nastaje u ovom slučaju. Isti efekat se javlja i kod upotrebe feromagneta, ali nije toliko izražen zbog činjenice da se projektil lako ponovo magnetizira (prisilna sila).

Za najveći učinak, strujni impuls u solenoidu mora biti kratkotrajan i snažan. U pravilu se za dobivanje takvog impulsa koriste elektrolitski kondenzatori s visokim radnim naponom.

Parametri zavojnica za ubrzanje, projektila i kondenzatora moraju biti usklađeni na način da pri ispaljivanju metka, u trenutku kada se projektil približi solenoidu, indukcija magnetskog polja u solenoidu bude maksimalna, ali uz daljnje približavanje projektila naglo pada. Vrijedi napomenuti da su mogući različiti algoritmi za rad zavojnica za ubrzanje.

Kreiranje i otklanjanje grešaka Gaussovog topa

Najjednostavnije strukture mogu se sastaviti od otpadnog materijala čak i uz školsko znanje fizike.

Počnimo sa sastavljanjem pištolja sa solenoidom (induktor bez jezgra). Cijev zavojnice je komad plastične slamke dužine 40 cm. Oko njega pažljivo namotamo bakrenu žicu, okrećemo se do okreta - domet pucanja našeg pištolja ovisit će o kvaliteti montaže. Ukupno trebate namotati 9 slojeva. U praksi sam ustanovio da je bolje dva sloja pobudnog namota namotati provodnikom u polivinilkloridnu izolaciju, koja u ovom slučaju ne bi trebala biti predebela (ne više od 1,5 mm u promjeru). Zatim možete sve rastaviti, ukloniti podloške i staviti kolut na flomaster, koji će služiti kao bure. Gotovi svitak se lako može testirati spajanjem na 9-voltnu bateriju: djeluje kao elektromagnet. Parametri namotaja, projektila i kondenzatora moraju biti usklađeni na takav način da bi se prilikom ispaljivanja, dok se projektil približi sredini namota, struja u potonjem već smanjila na minimalnu vrijednost, tj. punjenje kondenzatora bi već bilo potpuno potrošeno. U ovom slučaju, efikasnost jednostepenog Gaussovog pištolja bit će maksimalna. Zatim sastavljamo električni krug i pričvršćujemo njegove elemente na fiksno postolje. Topu možete dati oblik pištolja postavljanjem dijelova lanca u tijelo plastične dječje igračke. Ali sam stavio lanac u tijelo kartonske kutije.

U skladu sa opisanom tehnologijom kreirao sam dva aktuelni modeli. Proveo sam paralelni eksperiment, u skladu s tim mijenjajući sistem kondenzatora (u drugom modelu postoji nekoliko kondenzatora, u prvom - jedan), broj zavoja solenoida i različite vrste veza dijelova kola.

Istražujući pištolj, došao sam do zaključka da su materijali za montažu instalacije dostupni; U svijetu postoji mnogo literature koja pomaže razumjeti principe rada pištolja i različite načine njegovog sklapanja. Ali kod upotrebe topa nastaje problem njegove upotrebe da se u savremenom svijetu top može koristiti samo za vojne i svemirske interese, jer Veoma je teško izračunati ponašanje zavojnice kada se koriste modeli u drugim sektorima ljudske aktivnosti.

Saznao sam da je teoretski moguće koristiti Gauss topove za lansiranje svjetlosnih satelita u orbitu. Glavna primjena su amaterske instalacije, demonstracija svojstava feromagneta. Također se prilično aktivno koristi kao dječja igračka ili kao kućna instalacija koja razvija tehničku kreativnost (jednostavnost i relativna sigurnost).

Međutim, unatoč prividnoj jednostavnosti Gaussovog topa, njegovo korištenje kao oružje je ispunjeno ozbiljnim poteškoćama, od kojih je glavna velika potrošnja energije.

Prva i glavna poteškoća je niska efikasnost instalacije. Ulazi samo 1-7% napunjenosti kondenzatora kinetička energija projektil. Ovaj nedostatak se može djelomično nadoknaditi korištenjem višestepenog sistema ubrzanja projektila, ali u svakom slučaju efikasnost rijetko dostiže 27%. U osnovi, u amaterskim instalacijama, energija pohranjena u obliku magnetnog polja se ne koristi ni na koji način, već je razlog za korištenje snažnih prekidača za otvaranje zavojnice (Lenzovo pravilo).

Druga poteškoća je velika potrošnja energije (zbog niske efikasnosti).

Treća poteškoća (slijedi iz prve dvije) - teška težina i dimenzije instalacije sa svojom niskom efikasnošću.

Četvrta poteškoća je prilično dugo kumulativno vrijeme punjenja kondenzatora, zbog čega je potrebno nositi izvor napajanja (obično moćnu bateriju) zajedno s Gaussovim pištoljem, kao i njihovu visoku cijenu. Teoretski je moguće povećati efikasnost upotrebom supravodljivih solenoida, ali za to će biti potreban snažan sistem hlađenja, što donosi dodatne probleme i ozbiljno utiče na polje primjene instalacije. Ili koristite kondenzatore koji se mogu zamijeniti baterijama.

Peta poteškoća je u tome što se povećanjem brzine projektila značajno smanjuje vrijeme djelovanja magnetskog polja tokom prolaska solenoida projektilom, što dovodi do potrebe ne samo uključivanja svake sljedeće zavojnice. višestepeni sistem unapred, ali i da poveća snagu njegovog polja srazmerno smanjenju ovog vremena. Obično se ovaj nedostatak odmah zanemaruje, jer većina domaćih sistema ima ili mali broj zavojnica ili nedovoljnu brzinu metka.

U uslovima vodena sredina upotreba pištolja bez zaštitnog kućišta također je ozbiljno ograničena - dovoljna je daljinska indukcija struje da se otopina soli disocira na kućištu uz stvaranje agresivnog (otapajućeg) okruženja, što zahtijeva dodatnu magnetnu zaštitu.

Dakle, danas Gauss top nema perspektive kao oružje, jer je značajno inferiorniji u odnosu na druge vrste malokalibarskog oružja koje djeluju na drugačijim principima. Teoretski, izgledi su, naravno, mogući ako se stvore kompaktni i snažni izvori električne struje i visokotemperaturni supravodiči (200-300K). Međutim, instalacija slična Gaussovom pištolju može se koristiti u svemiru, jer se u uvjetima vakuuma i bestežinskog stanja mnogi nedostaci takvih instalacija izravnavaju. Konkretno, vojni programi SSSR-a i SAD-a razmatrali su mogućnost korištenja instalacija sličnih Gaussovom topu na satelitima u orbiti za uništavanje drugih svemirskih letjelica (sa projektilima s velikim brojem malih štetnih dijelova) ili objekata na površini zemlje.

Testovi Gaussovog pištolja dali su cifru od 27% efikasnosti. Odnosno, prema stručnjacima, gauss hitac je inferiorniji čak i od kineske pneumatike. Ponovno punjenje je sporo - brzina paljbe ne dolazi u obzir. A najveći problem je što ne postoje moćni, mobilni izvori energije. I dok se ti izvori ne pronađu, možemo zaboraviti na naoružanje Gauss puškama.

Bibliografska veza

Beketov K.S. GAUSS TOP – ORUŽJE ILI IGRAČKA? // Međunarodni školski naučni glasnik. – 2016. – br. 3. – str. 45-47;
URL: http://school-herald.ru/ru/article/view?id=74 (datum pristupa: 24.08.2019.).

Gauss pištolj. naučne - istraživanja učenici odeljenja 9 "A" Kuričin Oleg i Kozlov Konstantin.

Gauss pištolj je najčešći naziv za uređaj čiji se princip rada zasniva na upotrebi snažnog elektromagneta za ubrzanje objekata. Obično se elektromagnet sastoji od feromagnetne jezgre na koju je namotana žica (u daljem tekstu namotaj). Kada struja prolazi kroz namotaj, stvara se magnetsko polje.

Gaussov pištolj se sastoji od solenoida, unutar kojeg se nalazi cijev (obično napravljena od dielektrika). Projektil (napravljen od feromagnetnog materijala) je umetnut u jedan kraj cijevi. Kada električna struja teče u solenoidu, nastaje magnetsko polje koje ubrzava projektil, "uvlačeći" ga u solenoid. U tom slučaju projektil prima naboj na krajevima pola koji je simetričan naelektrisanju na polovima zavojnice, zbog čega se, nakon prolaska kroz centar solenoida, projektil privlači u suprotnom smjeru, odnosno usporeno je.

Ali ako se, u trenutku kada projektil prođe kroz sredinu solenoida, struja u njemu isključi, magnetsko polje će nestati, a projektil će izletjeti s drugog kraja cijevi. Kada se izvor napajanja isključi, u zavojnici se formira struja samoindukcije, koja ima suprotan smjer struje, te stoga mijenja polaritet zavojnice.

To znači da kada se izvor napajanja naglo isključi, projektil koji leti pored centra zavojnice će biti odbijen i dalje ubrzan. U suprotnom, ako projektil nije stigao do centra, usporit će se. Za najveći učinak, strujni impuls u solenoidu mora biti kratkotrajan i snažan.

U pravilu se za dobivanje takvog impulsa koriste električni kondenzatori visokog radnog napona. Parametri namotaja, projektila i kondenzatora moraju biti usklađeni na takav način da bi se prilikom ispaljivanja, dok se projektil približi sredini namota, struja u potonjem već smanjila na minimalnu vrijednost (tj. punjenje kondenzatora bi već bilo potpuno potrošeno). U ovom slučaju, efikasnost jednostepenog Gaussovog pištolja bit će maksimalna.

Jedinice sa samo jednim namotajem generalno nisu vrlo efikasne. Da bi se postigla zaista velika brzina leta projektila, potrebno je sastaviti sistem u kojem će se zavojnice uključivati ​​jedan po jedan, uvlačeći projektil u sebe, a automatski se gase kada dođe do sredine zavojnice. Na slici je prikazana verzija takve instalacije s nekoliko zavojnica.

Gauss top kao oružje ima prednosti koje druge vrste malokalibarskog oružja nemaju. To je nedostatak patrona i neograničen izbor početne brzine i energije municije, kao i brzine paljbe pištolja, mogućnost tihog pucanja (ako brzina projektila ne prelazi brzinu zvuka), uključujući bez promjene cijevi i municije, relativno mali trzaj (jednak impulsu izbačenog projektila, nema dodatnog impulsa od barutnih plinova ili pokretnih dijelova), teoretski, veću pouzdanost i otpornost na habanje, kao i sposobnost rada u bilo kakvih uslova, uključujući i svemir.

Naravno, vojska je zainteresovana za takav razvoj događaja. 2008. godine Amerikanci su sastavili pištolj EMRG. Evo malo o tome: 02. 2008. testiran je najmoćniji elektromagnetni pištolj na svijetu. Američka mornarica testirala je najmoćnije na svijetu elektromagnetni pištolj EMRG. Pištolj EMRG, kreiran za površinske brodove, smatra se perspektivnim oružjem druge polovine 21. stoljeća. Prije svega zato što ovaj uređaj, bez pomoći barutnog punjenja, daje projektilu brzinu od 9 hiljada km/h, što je nekoliko puta više od brzine zvuka. Projektil postiže takvu brzinu zbog svog leta kroz snažno elektromagnetno polje koje stvara pištolj. Razorna moć takvog projektila je također vrlo visoka. Tokom ispitivanja, zbog velike kinetičke energije, projektil je potpuno uništio stari betonski bunker. To znači da se u budućnosti eksplozivi mogu napustiti radi uništavanja takvih objekata. Također, projektil s elektromagnetskim ubrzanjem može preći veću udaljenost od konvencionalnih projektila - do 500 km. Pa, glavna prednost elektromagnetnog pištolja je da njegovi projektili nisu eksplozivni, što znači da su sigurniji. Osim toga, ne ostavlja za sobom patrone sa prahom ili hemijskim punjenjem.

Međutim, ne samo američka vojska sklapa Gauss topove. Nedavno je Alan Parek sastavio svoje vlastita instalacija. Trebalo mu je 40 sati i 100 eura da ga napravi. Pištolj je težak 5 kg, dizajniran je za 14 metaka i ima poluautomatski način pucanja. Evo fotografije ove instalacije.

Međutim, unatoč prividnoj jednostavnosti Gaussovog pištolja i njegovim prednostima, njegova upotreba kao oružja prepuna je ozbiljnih poteškoća. Prva poteškoća je niska efikasnost instalacije. Samo 1-7% napunjenosti kondenzatora pretvara se u kinetičku energiju projektila. Ovaj nedostatak se može djelomično nadoknaditi korištenjem višestepenog sistema za ubrzanje projektila, ali u svakom slučaju efikasnost rijetko dostiže čak 27%. Stoga je Gaussov pištolj inferiorniji u pogledu snage pucanja čak i od pneumatskog oružja. Druga poteškoća je velika potrošnja energije (zbog niske efikasnosti) i prilično dugo vrijeme punjenja kondenzatora, zbog čega je potrebno nositi izvor napajanja (obično moćnu bateriju) zajedno s Gaussovim pištoljem. Efikasnost se može značajno povećati upotrebom supravodljivih solenoida, ali to će zahtijevati snažan sistem hlađenja, koji će značajno smanjiti mobilnost Gauss pištolja. Treća poteškoća proizilazi iz prve dvije. Ovo je velika težina i dimenzije instalacije, uz nisku efikasnost.

Također smo sastavili sličnu instalaciju koristeći staklenu cijev dužine oko 1 m, induktor sa 100 zavoja i 3 kondenzatora, svaki kapaciteta 58 mikrona. F (sve je to pronađeno u učionici fizike).

Prikupili smo razne mogućnosti montaže i pokušali odrediti koji oblik projektila bi bio najpogodniji za gađanje. L projektila 1 cm 2 cm 3 cm 4 cm L sačme 1. 5 m 3. 14 m 3. 2 m m D projektila 1 cm 0.5 cm 1 mm L sačme 1. 87 m 2. 87 m 3. 21 m 2 , 5 m Tabela 2. Dužina projektila se mijenja (debljina je konstantna). 0,5 mm Tabela 3. Promjene debljine projektila (dužina L = 3 cm, najbolje iz prethodnog iskustva).

Naš drugi cilj je bio da saznamo koji broj zavoja u instalacijskom kalemu i koji kapacitet kondenzatora bi omogućio da projektil najbolje leti. 174 100000 C 58 116 μm kondenzat μm μm μ. F F ra F F L sačma 0,9 m 1,7 m 3,1 m 0,6 m N okreta 0,2 m 100 kom L sačma 3. 07 m 200 kom 300 kom 400 kom 2. 84 m 2. 7 m 2 m 2 .

Najbolje karakteristike projektila i ugradnje u prethodnim Primetićete da su najbolje karakteristike u tabelama označene crvenom bojom. su u “sredini”, između najveće i najviše U 40 do 80 do 160 do 220 do malih vrijednosti. conden Prilično je lako objasniti. satator Vrijeme potpunog pražnjenja kondenzatora je jednako jednoj četvrtini perioda. Shodno tome, s velikim kapacitetom, kondenzatoru će trebati puno vremena da se isprazni L 1 m 1. 7 m 3. 3 m 3. 21 m. Kao rezultat toga, dobit ćemo kratak domet projektila. la Također, instalacija s niskim naponom kondenzatora kao rezultat ima veliki kapacitet, što, kao što je gore spomenuto, utječe na domet leta projektila. .

Kao što se može vidjeti iz tabele, dužina cijevi ovdje ne igra posebnu ulogu. L projektila 1,7 cm 0,5 m 1 m L sačma 3,01 m 2,98 m 3,08 m Ipak, jedan od ciljeva našeg istraživanja je ostvaren - saznali smo koje će karakteristike zavojnice i projektila omogućiti da lete najdalje. Kao što je već spomenuto, radi se o kapacitetu kondenzatora od 174 mikrona. F, dužina cijevi 1 m i 100 zavoja u zavojnici. Uzeli smo napon kondenzatora na 220 V. Ekser koji se koristi kao projektil je oko 1 mm u prečniku i 3 cm u dužini.

Nakon svih istraživanja, shvatili smo sljedeće: Dokazana je mogućnost postojanja Gauss pištolja, što znači da je cilj istraživanja postignut.

Predstavljamo krug elektromagnetnog pištolja baziran na NE555 tajmeru i 4017B čipu.

Princip rada elektromagnetnog (Gauss) pištolja temelji se na brzom sekvencijalnom aktiviranju elektromagneta L1-L4, od kojih svaki stvara dodatnu silu koja ubrzava metalno punjenje. NE555 tajmer šalje impulse sa periodom od približno 10 ms na 4017 čip, frekvenciju impulsa signalizira LED D1.

Kada pritisnete dugme PB1, mikrokolo IC2 sa istim intervalom uzastopno otvara tranzistore TR1 do TR4, u čijem su kolektorskom kolu uključeni elektromagneti L1-L4.

Za izradu ovih elektromagneta potrebna nam je bakarna cijev dužine 25 cm i prečnika 3 mm. Svaka zavojnica sadrži 500 zavoja 0,315 mm emajlirane žice. Zavojnice moraju biti napravljene tako da se mogu slobodno kretati. Projektil je komad eksera dužine 3 cm i prečnika 2 mm.

Pištolj se može napajati iz baterije od 25 V ili iz AC mreže.

Promjenom položaja elektromagneta postižemo najbolji učinak; sa gornje slike se vidi da se interval između svake zavojnice povećava - to je zbog povećanja brzine projektila.

Ovo, naravno, nije pravi Gauss pištolj, već radni prototip, na osnovu kojeg je moguće, jačanjem sklopa, sastaviti snažniji Gaussov pištolj.

Ostale vrste elektromagnetnog oružja.

Pored akceleratora magnetske mase, postoje mnoge druge vrste oružja koje koriste elektromagnetnu energiju za rad. Pogledajmo najpoznatije i najčešće vrste.

Elektromagnetni akceleratori mase.

Osim „Gaussovih topova“, postoje još najmanje 2 vrste akceleratora mase - indukcijski akceleratori mase (Thompsonov kalem) i akceleratori mase na tračnicama, poznati i kao „šinski topovi“.

Rad indukcijskog akceleratora mase zasniva se na principu elektromagnetne indukcije. U ravnom namotu stvara se brzo rastuća električna struja koja uzrokuje naizmjenično magnetsko polje u prostoru oko njega. U namotaj je umetnuto feritno jezgro, na čiji se slobodni kraj stavlja prsten od provodljivog materijala. Pod utjecajem naizmjeničnog magnetskog toka koji prodire u prsten, u njemu nastaje električna struja, stvarajući magnetsko polje u suprotnom smjeru u odnosu na polje namota. Svojim poljem, prsten počinje da se odguruje od polja namotaja i ubrzava, leteći sa slobodnog kraja feritne šipke. Što je strujni impuls u namotaju kraći i jači, to snažniji prsten izlazi.

Ubrzivač mase tračnice funkcionira drugačije. U njemu se provodni projektil kreće između dvije šine - elektrode (gdje je i dobio ime - railgun), kroz koje se dovodi struja.

Strujni izvor je spojen na šine u njihovoj osnovi, tako da struja teče kao u potjeri za projektilom, a magnetsko polje stvoreno oko provodnika sa strujom potpuno je koncentrisano iza provodnog projektila. U ovom slučaju, projektil je provodnik koji nosi struju smješten u okomito magnetsko polje koje stvaraju šine. Prema svim zakonima fizike, projektil je podložan Lorentzovoj sili, usmjerenoj u smjeru suprotnom mjestu gdje su šine spojene i ubrzava projektil. Brojne stvari su povezane s proizvodnjom željezničke puške ozbiljni problemi- strujni puls trebao bi biti toliko snažan i oštar da projektil ne bi imao vremena da ispari (uostalom, kroz njega teče ogromna struja!), ali bi se pojavila sila ubrzanja koja bi ga ubrzala naprijed. Dakle, materijal projektila i šine mora imati najveću moguću provodljivost, projektil mora imati što manju masu, a izvor struje mora imati što veću snagu i manju induktivnost. Međutim, posebnost tračničkog akceleratora je u tome što je sposoban ubrzati ultra male mase do ekstremno velikih brzina. U praksi se šine izrađuju od bakra bez kisika presvučene srebrom, aluminijske šipke se koriste kao projektili, kao izvor napajanja se koristi baterija visokonaponskih kondenzatora, a prije ulaska u šine pokušavaju dati sam projektil najveću moguću početnu brzinu, koristeći pneumatsko ili vatreno oružje.

Uz akceleratore mase, elektromagnetno oružje uključuje izvore snažnog elektromagnetnog zračenja, kao što su laseri i magnetroni.

Svi znaju laser. Sastoji se od radnog fluida u kojem se, kada se ispali, stvara inverzna populacija kvantnih nivoa sa elektronima, rezonatora za povećanje raspona fotona unutar radnog fluida i generatora koji će stvoriti ovu vrlo inverznu populaciju. U principu, inverzija populacije može se stvoriti u bilo kojoj supstanci, a danas je lakše reći od čega se laseri NISU.

Laseri se mogu klasifikovati prema radnom fluidu: rubin, CO2, argon, helijum-neon, čvrsti (GaAs), alkohol, itd., po režimu rada: impulsni, kontinuirani, pseudo-kontinuirani, mogu se klasifikovati po broju kvantnih Korišteni nivoi: 3 nivoa, 4 nivoa, 5 nivoa. Laseri se dijele i prema frekvenciji generiranog zračenja - mikrovalno, infracrveno, zeleno, ultraljubičasto, rendgensko, itd. Efikasnost lasera obično ne prelazi 0,5%, ali sada se situacija promenila - poluprovodnički laseri (solid-state laseri na bazi GaAs) imaju efikasnost preko 30% i danas mogu imati izlaznu snagu do 100(!) W , tj. uporedivi sa snažnim "klasičnim" rubin ili CO2 laserima. Osim toga, postoje gasnodinamički laseri, koji su najmanje slični drugim vrstama lasera. Njihova razlika je u tome što su sposobni proizvoditi kontinuirani snop ogromne snage, što im omogućava da se koriste u vojne svrhe. U suštini, gasnodinamički laser je mlazni motor sa rezonatorom okomitim na protok gasa. Vrući plin koji izlazi iz mlaznice je u stanju inverzije populacije.

Ako mu dodate rezonator, višemegavatni tok fotona će poletjeti u svemir.

Mikrovalne pećnice - glavna funkcionalna jedinica je magnetron - snažan izvor mikrovalnog zračenja. Nedostatak mikrotalasnih pušaka je što su izuzetno opasni za upotrebu, čak i u poređenju sa laserima - mikrotalasno zračenje se jako odbija od prepreka i ako se puca u zatvorenom prostoru, bukvalno će sve unutra biti ozračeno! Osim toga, snažno mikrovalno zračenje je pogubno za svaku elektroniku, što se također mora uzeti u obzir.

I zašto, u stvari, upravo „Gausov pištolj“, a ne Thompson diskovni bacači, šinske puške ili zračno oružje?

Činjenica je da je od svih vrsta elektromagnetnog oružja upravo Gaussov pištolj najlakši za proizvodnju. Osim toga, ima prilično visoku efikasnost u odnosu na druge elektromagnetne pucače i može raditi na niskim naponima.

U sljedećoj najsloženijoj fazi su indukcijski akceleratori - Thompson diskovi (ili transformatori). Za njihov rad potrebni su nešto veći naponi nego za konvencionalni Gauss, zatim su, možda, po složenosti laseri i mikrovalovi, a na posljednjem mjestu je šinska puška koja zahtijeva skupe građevinske materijale, besprijekoran proračun i preciznost izrade, skup i moćan izvor energije (baterija visokonaponskih kondenzatora) i mnoge druge skupe stvari.

Osim toga, Gaussov pištolj, unatoč svojoj jednostavnosti, ima nevjerojatno veliki prostor za dizajnerska rješenja i inženjerska istraživanja - tako da je ovaj smjer prilično zanimljiv i obećavajući.

DIY pištolj za mikrovalnu pećnicu

Prije svega, upozoravam vas: ovo oružje je vrlo opasno; budite maksimalno oprezni tokom proizvodnje i rada!

Ukratko, upozorio sam te. Sada krenimo sa proizvodnjom.

Uzimamo bilo koju mikrovalnu pećnicu, po mogućnosti onu najniže snage i najjeftiniju.

Ako je pregorio, nije važno - sve dok magnetron radi. Evo njegovog pojednostavljenog dijagrama i unutrašnjeg pogleda.

1. Lampa za osvetljenje.
2. Otvori za ventilaciju.
3. Magnetron.
4. Antena.
5. Waveguide.
6. Kondenzator.
7. Transformator.
8. Kontrolna tabla.
9. Vozite.
10. Rotirajuća ladica.
11. Separator sa valjcima.
12. Zasun za vrata.

Zatim izvlačimo isti magnetron odatle. Magnetron je razvijen kao moćan generator elektromagnetnih oscilacija u mikrotalasnom opsegu za upotrebu u radarskim sistemima. Mikrovalne pećnice sadrže magnetrone sa mikrovalnom frekvencijom od 2450 MHz. Rad magnetrona koristi proces kretanja elektrona u prisustvu dva polja - magnetskog i električnog, okomitih jedno na drugo. Magnetron je cijev ili dioda s dvije elektrode koja sadrži vruću katodu koja emituje elektrone i hladnu anodu. Magnetron je postavljen u vanjsko magnetsko polje.

DIY Gauss pištolj

Magnetronska anoda ima složenu monolitnu strukturu sa sistemom rezonatora neophodnih za komplikaciju strukture električnog polja unutar magnetrona. Magnetno polje stvaraju zavojnice sa strujom (elektromagnetom), između čijih polova je postavljen magnetron. Kada ne bi postojalo magnetsko polje, tada bi se elektroni koji lete iz katode bez početne brzine kretali u električnom polju duž pravih linija okomitih na katodu, i svi bi završili na anodi. U prisustvu okomitog magnetnog polja, putanje elektrona se savijaju Lorentzovom silom.

Na našoj radio pijaci prodajemo polovne magnetrone po 15e.

Ovo je magnetron u poprečnom preseku i bez radijatora.

Sada morate saznati kako ga napajati. Dijagram pokazuje da je potrebna nit 3V 5A, a anoda 3kV 0,1A. Navedene vrijednosti snage odnose se na magnetrone iz slabih mikrovalova, a za moćne mogu biti nešto veće. Moderna snaga magnetrona mikrotalasne rerne je oko 700 W.

Za kompaktnost i mobilnost pištolja za mikrovalnu pećnicu, ove vrijednosti se mogu donekle smanjiti - sve dok dolazi do stvaranja. Magnetron ćemo napajati iz pretvarača s baterijom iz računarskog neprekidnog napajanja.

Nazivna vrijednost je 12 volti 7,5 ampera. Nekoliko minuta borbe bi trebalo biti dovoljno. Toplota magnetrona je 3V, dobijena pomoću LM150 stabilizatorskog čipa.

Preporučljivo je uključiti grijanje nekoliko sekundi prije uključivanja anodnog napona. I uzimamo kilovolte na anodu iz pretvarača (vidi dijagram ispod).

Napajanje filamenta i P210 se napaja uključivanjem glavnog prekidača nekoliko sekundi prije pucanja, a sam hitac se ispaljuje pomoću tipke koja napaja glavni oscilator na P217. Podaci o transformatoru preuzeti su iz istog članka, samo što namotamo sekundar Tr2 sa 2000 - 3000 zavoja PEL0.2. Iz nastalog namotaja, naizmjenična struja se dovodi do jednostavnog poluvalnog ispravljača.

Visokonaponski kondenzator i dioda mogu se uzeti iz mikrovalne pećnice, ili, ako nisu dostupni, zamijeniti diodom od 0,5 µF - 2 kV - KTs201E.

Da bismo usmjerili zračenje i odsjekli reverzne režnjeve (da se ne uhvati), magnetron postavljamo u rog. Da bismo to učinili, koristimo metalnu trubu od školskih zvona ili zvučnika na stadionu. U krajnjem slučaju, možete uzeti cilindričnu limenku boje.

Cijeli pištolj za mikrovalnu pećnicu smješten je u kućište napravljeno od debele cijevi promjera 150-200 mm.

Pa, pištolj je spreman. Može se koristiti za spaljivanje kompjutera i auto alarma, spaljivanje mozgova i televizora zli komšije, lov na stvorenja koja trče i lete. Nadam se da nikada nećete pokrenuti ovo mikrotalasno oružje - zbog sopstvene bezbednosti.

Sastavio: Patlakh V.V.
http://patlah.ru

PAŽNJA!

Gauss top (Gauss puška)

Drugi nazivi: Gauss pištolj, Gauss pištolj, Gauss puška, Gauss pištolj, ubrzavačka puška.

Gauss puška (ili njena veća varijanta, Gauss pištolj), kao i šinska puška, je elektromagnetno oružje.

Gauss pištolj

Trenutno nema vojnih industrijskih uzoraka, iako niz laboratorija (uglavnom amaterskih i univerzitetskih) nastavlja uporno raditi na stvaranju ovog oružja. Sistem je dobio ime po njemačkom naučniku Carlu Gausu (1777-1855). Ja lično ne mogu da razumem zašto se matematičar toliko uplašio (još uvek ne mogu, odnosno nemam relevantne informacije). Gauss je imao mnogo manje veze s teorijom elektromagnetizma nego, na primjer, Oersted, Ampere, Faraday ili Maxwell, ali je, ipak, pištolj dobio ime u njegovu čast. Ime se zadržalo, pa ćemo ga i mi koristiti.

Princip rada:
Gauss puška se sastoji od zavojnica (snažnih elektromagneta) postavljenih na cijevi od dielektrika. Kada se primeni struja, elektromagneti se uključuju jedan za drugim na kratak trenutak u pravcu od prijemnika do cevi. Naizmjenično privlače čelični metak (iglu, strelicu ili projektil, ako govorimo o topu) i time ga ubrzavaju do značajnih brzina.

Prednosti oružja:
1. Nedostatak kertridža. To vam omogućava da značajno povećate kapacitet magazina. Na primjer, spremnik koji drži 30 metaka može napuniti 100-150 metaka.
2. Visoka brzina paljbe. Teoretski, sistem vam omogućava da počnete ubrzavati sljedeći metak čak i prije nego što prethodni napusti cijev.
3. Tiho snimanje. Dizajn samog oružja omogućava vam da se riješite većine akustičnih komponenti metka (pogledajte recenzije), tako da pucanje iz Gauss puške izgleda kao niz jedva čujnih udaraca.
4. Bez demaskiranog blica. Ova nekretnina je posebno korisna noću.
5. Nizak trzaj. Iz tog razloga, prilikom pucanja, cijev oružja se praktički ne podiže, a time se povećava preciznost vatre.
6. Pouzdanost. Puška Gauss ne koristi patrone, pa stoga odmah nestaje pitanje nekvalitetnog streljiva. Ako se, pored ovoga, prisjetimo i nepostojanja mehanizma za okidanje, onda se sam pojam „nepaljenja“ može zaboraviti kao ružan san.
7. Povećana otpornost na habanje. Ovo svojstvo je zbog malog broja pokretnih dijelova, malog opterećenja na komponente i dijelove tijekom snimanja i odsustva produkata sagorijevanja baruta.
8. Mogućnost korištenja kao u vanjski prostor, te u atmosferama koje potiskuju sagorijevanje baruta.
9. Podesiva brzina metka. Ova funkcija omogućava, ako je potrebno, smanjenje brzine metka ispod zvuka. Kao rezultat toga, nestaju karakteristični pucketanje, a puška Gauss postaje potpuno tiha, pa je stoga pogodna za tajne specijalne operacije.

Nedostaci oružja:
Među nedostacima Gauss pušaka često se navode: niska efikasnost, velika potrošnja energije, velika težina i dimenzije, dugo vrijeme punjenja za kondenzatore itd. Želim reći da su svi ovi problemi samo zbog nivoa savremene tehnologije. razvoj. U budućnosti, stvaranjem kompaktnih i moćnih izvora energije, koristeći nove strukturne materijale i supravodnike, Gaussov top zaista može postati moćno i učinkovito oružje.

U književnosti, naravno, fantastičnoj književnosti, William Keith je naoružao legionare Gauss puškom u svojoj seriji “Peta legija stranaca”. (Jedna od mojih omiljenih knjiga!) Takođe je bila u službi militarista sa planete Klisand, na koju je sletio Jim di Gris u Harisonovom romanu “Osveta pacova od nerđajućeg čelika”. Kažu da se gausovka nalazi i u knjigama iz serije S.T.A.L.K.E.R., ali ja sam ih pročitao samo pet. Ja tamo nisam našao tako nešto, i neću govoriti u ime drugih.

Što se tiče mog ličnog rada, u svom novom romanu „Maroderi“ dao sam svom glavnom liku Sergeju Kornu karabin Metel-16 gauss proizvodnje iz Tule. Istina, posjedovao ga je tek na početku knjige. Na kraju krajeva, on je glavni lik, što znači da ima pravo na impresivniji pištolj.

Oleg Shovkunenko

Recenzije i komentari:

Aleksandar 29.12.13
Prema tački 3, hitac sa nadzvučnom brzinom metka će u svakom slučaju biti glasan. Iz ovog razloga za tiho oružje koriste se specijalne podzvučne patrone.
Prema točki 5, trzaj će biti svojstven svakom oružju koje gađa "materijalne objekte" i ovisi o omjeru masa metka i oružja, te impulsu sile koja ubrzava metak.
Prema stavu 8, nikakva atmosfera ne može uticati na sagorevanje baruta u zatvorenoj patroni. U svemiru će pucati i vatreno oružje.
Problem može biti samo u mehaničkoj stabilnosti dijelova oružja i svojstvima maziva na ultra niskim temperaturama. Ali ovaj problem se može riješiti, a davne 1972. godine izvršeno je probno gađanje u svemiru iz orbitalnog topa sa vojne orbitalne stanice OPS-2 (Salyut-3).

Oleg Shovkunenko
Aleksandre, dobro je da si to napisao.

Da budem iskren, napravio sam opis oružja na osnovu vlastitog razumijevanja teme. Ali možda sam u nečemu pogrešio. Hajde da to zajedno shvatimo tačku po tačku.

Tačka br. 3. "Tiho pucanje."
Koliko ja znam, zvuk pucnja iz bilo kojeg vatrenog oružja sastoji se od nekoliko komponenti:
1) Zvuk, ili još bolje, zvuk rada mehanizma oružja. To uključuje udar udarne igle na kapsulu, zveckanje zatvarača, itd.
2) Zvuk koji stvara zrak koji puni cijev prije pucanja. Pomeraju ga i metak i barutni gasovi koji prodiru kroz kanale puške.
3) Zvuk koji sami praškasti gasovi stvaraju prilikom naglog širenja i hlađenja.
4) Zvuk stvoren akustičnim udarnim talasom.
Prve tri tačke se uopće ne odnose na Gaussian.

Predviđam pitanje o zraku u buretu, ali u Gauss-vintage buretu uopće nije potrebno da bude čvrsta i cjevasta, što znači da problem nestaje sam od sebe. Tako da ostaje tačka broj 4, o čemu vi, Aleksandre, upravo govorite. Želim da kažem da je akustični udarni talas daleko od najglasnijeg dela kadra. Prigušivači savremeno oružje Praktično se uopšte ne bore protiv toga. Pa ipak, vatreno oružje sa prigušivačem se i dalje naziva tihim. Prema tome, Gausov se može nazvati i bešumnim. Usput, hvala vam puno što ste me podsjetili. Zaboravio sam spomenuti među prednostima Gaussovog pištolja mogućnost podešavanja brzine metka. Uostalom, moguće je postaviti podzvučni način rada (koji će oružje učiniti potpuno tihim i namijenjeno za tajne akcije u bliskoj borbi) i supersonični (ovo je za pravi rat).

Tačka br. 5. „Skoro potpuno odsustvo vrati se."
Naravno, plinski pištolj ima i trzaj. Gde bismo bili bez nje?! Zakon održanja impulsa još nije poništen. Samo princip rada Gauss puške učinit će je ne eksplozivnom, kao u vatrenom oružju, već ispruženom i glatkom, te stoga mnogo manje uočljivom za strijelca. Mada, da budem iskren, to su samo moje sumnje. Nikada prije nisam pucao iz ovog pištolja :))

Tačka br. 8. “Mogućnost korištenja kao u svemiru...”.
Pa, nisam ništa rekao o nemogućnosti upotrebe vatrenog oružja u svemiru. Samo će ga trebati prepraviti na takav način, toliko tehničkih problema će se morati riješiti da će biti lakše napraviti gausov top :)) Što se tiče planeta sa specifičnom atmosferom, upotreba vatrenog oružja na njima se zaista može ne samo teško, već i nesigurno. Ali ovo je već iz odjeljka fantazije, u stvari, što radi vaš ponizni sluga.

Vjačeslav 05.04.14
hvala za zanimljiva priča o oružju. Sve je vrlo dostupno i raspoređeno po policama. Također bih želio dijagram radi veće jasnoće.

Oleg Shovkunenko
Vjačeslave, ubacio sam šemu, kao što ste tražili).

zainteresovan 22.02.15
"Zašto Gaus puška?" - Wikipedia to kaže jer je on postavio temelje teorije elektromagnetizma.

Oleg Shovkunenko
Prvo, na osnovu ove logike, avio bombu je trebalo nazvati "Njutnova bomba", jer pada na zemlju, poštujući Zakon univerzalna gravitacija. Drugo, na istoj Wikipediji Gauss se uopće ne spominje u članku "Elektromagnetna interakcija". Dobro je da smo svi obrazovani ljudi i da zapamtimo da je Gauss izveo istoimenu teoremu. Istina, ova teorema je uključena u Maxwellove općenitije jednačine, tako da se čini da se Gauss ovdje vratio na pravi put s „postavljanjem temelja teorije elektromagnetizma“.

Evgeniy 05.11.15
Gaus puška je izmišljeno ime za oružje. Prvi put se pojavio u legendarnoj postapokaliptičnoj igrici Fallout 2.

Rimski 26.11.16
1) o tome kakve Gauss ima veze sa imenom) pročitajte na Wikipediji, ali ne elektromagnetizam, već Gaussova teorema; ova teorema je osnova elektromagnetizma i osnova je za Maxwellove jednačine.
2) urlik metka je uglavnom zbog naglog širenja barutnih gasova. jer metak je nadzvučan i 500m od cevi presečen, ali od njega nema tutnje! samo zvižduk iz vazduha koji preseca udarni talas od metka i to je sve!)
3) o tome što kažu da ima uzoraka malokalibarskog oružja i ćute jer kažu da je metak podzvučan - to je glupost! Kada se iznose bilo kakvi argumenti, morate razumjeti suštinu problema! hitac je nečujan ne zato što je metak podzvučan, već zato što barutni gasovi ne izlaze iz cevi! pročitajte o PSS pištolju u Wik-u.

Oleg Shovkunenko
Romane, jesi li ti kojim slučajem Gausov rođak? Previše revnosno branite njegovo pravo na ovo ime. Lično me briga, ako se ljudima sviđa, neka bude gausov pištolj. Što se tiče svega ostalog, pročitajte recenzije na članak, pitanje bešumnosti je tamo već detaljno razmotreno. Ne mogu ovome dodati ništa novo.

Dasha 03/12/17
Pišem naučnu fantastiku. Mišljenje: UBRZANJE je oružje budućnosti. Ne bih strancu pripisivao pravo prvenstva u ovom oružju. Rusko UBRZANJE ĆE SIGURNO UNAPREĐITI truli Zapad. Bolje da pokvarenom strancu ne damo PRAVO DA ORUŽJE NAZIVA SVOJIM POSRANIM IMENOM! Rusi imaju dosta svojih pametnih momaka! (nezasluženo zaboravljeno). Inače, mitraljez Gatling (puška) pojavio se KASNIJE od ruske SOROKE (rotirajući sistem cijevi). Gatling je jednostavno patentirao ideju ukradenu iz Rusije. (Za ovo ćemo ga od sada zvati Goat Gatl!). Dakle, Gauss također nema nikakve veze sa ubrzavanjem oružja!

Oleg Shovkunenko
Dasha, patriotizam je naravno dobar, ali samo zdrav i razuman. Ali sa pištoljem Gauss, kako kažu, voz je otišao. Termin se već udomaćio, kao i mnogi drugi. Nećemo menjati koncepte: internet, karburator, fudbal itd. Međutim, nije toliko važno čije ime nosi ovaj ili onaj izum, glavno je ko ga može dovesti do savršenstva ili, kao u slučaju Gaussove puške, barem do borbenog stanja. Nažalost, još nisam čuo za ozbiljan razvoj borbenih Gauss sistema, kako u Rusiji tako iu inostranstvu.

Božkov Aleksandar 26.09.17
Sve jasno. Ali da li je moguće dodati članke o drugim vrstama oružja?: O termitnom pištolju, elektrobacaču, BFG-9000, Gaussovom samostrelu, ektoplazmatskom mitraljezu.

Napišite komentar

DIY Gauss pištolj

Uprkos svojoj relativno skromnoj veličini, Gauss pištolj je najozbiljnije oružje koje smo ikada napravili. Od najranijih faza njegove proizvodnje i najmanja nepažnja u rukovanju uređajem ili njegovim pojedinim komponentama može dovesti do strujnog udara.

Gauss pištolj. Najjednostavnija shema

Budi pazljiv!

Glavni energetski element našeg pištolja je induktor

Rendgen Gauss pištolj

Položaj kontakata na krugu punjenja Kodak jednokratne kamere

Imati oružje koje se, čak i u kompjuterskim igricama, može naći samo u laboratoriji ludog naučnika ili blizu vremenskog portala u budućnost je cool. Gledajući kako ljudi ravnodušni prema tehnologiji nehotice usmjeravaju pogled na uređaj, a strastveni igrači žurno podižu čeljust s poda - za to vrijedi provesti dan sastavljajući Gaussov top.

Kao i obično, odlučili smo početi s najjednostavnijim dizajnom - indukcijskim pištoljem s jednom zavojnicom. Eksperimenti sa višestepenim ubrzanjem projektila prepušteni su iskusnim inženjerima elektronike koji su bili u stanju da izgrade složen sistem preklapanja koristeći moćne tiristore i fino podese trenutke sekvencijalnog aktiviranja zavojnica. Umjesto toga, fokusirali smo se na mogućnost stvaranja jela koristeći široko dostupne sastojke. Dakle, da biste napravili Gauss top, prije svega morate ići u kupovinu. U radionici morate kupiti nekoliko kondenzatora napona 350–400 V i ukupnog kapaciteta 1000–2000 mikrofarada, emajliranu bakrenu žicu promjera 0,8 mm, pretince za baterije za Kronu i dva 1,5-voltna C- tip baterije, prekidač i dugme. U fotografskoj robi, uzmimo pet jednokratnih fotoaparata Kodak, u auto-dijelovima - običan četveropinski relej od Žigulija, u "proizvodima" - paket slamki za koktel, a u "igračkama" - plastični pištolj, mitraljez, sačmaricu , sačmaricu ili bilo koju drugu pušku koju želite pretvoriti u oružje budućnosti.

Hajde da poludimo

Glavni energetski element našeg pištolja je induktor. S njegovom proizvodnjom vrijedi započeti sastavljanje oružja. Uzmite komad slame dužine 30 mm i dvije velike podloške (plastične ili kartonske), sastavite ih u bobinu pomoću vijka i matice. Počnite pažljivo namotavati emajliranu žicu na nju, okretati se po red (s velikim promjerom žice to je prilično jednostavno). Pazite da ne dozvolite oštre krivine žice ili oštetite izolaciju. Nakon što završite prvi sloj, napunite ga super ljepilom i počnite namatati sljedeći. Uradite to sa svakim slojem. Ukupno trebate namotati 12 slojeva. Zatim možete rastaviti kotur, ukloniti podloške i staviti kolut na dugačku slamku, koja će služiti kao bure. Jedan kraj slamke treba začepiti. Lako je provjeriti gotovu zavojnicu spajanjem na 9-voltnu bateriju: ako drži težinu spajalica, onda ste postigli uspjeh. Možete umetnuti slamku u zavojnicu i testirati je kao solenoid: ona bi trebala aktivno uvući komad spajalice u sebe, a kada je spojena pulsno, čak ga izbaciti iz cijevi za 20-30 cm.

Dissecting values

Baterija kondenzatora je idealna za generiranje snažnog električnog impulsa (po ovom mišljenju slažemo se s kreatorima najmoćnijih laboratorijskih šinskih topova). Kondenzatori su dobri ne samo zbog svog visokog energetskog kapaciteta, već i zbog svoje sposobnosti da oslobode svu energiju u vrlo kratkom vremenu, prije nego što projektil stigne do centra zavojnice. Međutim, kondenzatori se moraju nekako napuniti. Na sreću, punjač koji nam je potreban dostupan je u bilo kojoj kameri: kondenzator se tamo koristi za generiranje visokonaponskog impulsa za elektrodu za paljenje blica. Kamere za jednokratnu upotrebu najbolje nam rade jer su kondenzator i "punjač" jedine električne komponente koje imaju, što znači da je izvlačenje kruga za punjenje iz njih jednostavno.

Rastavljanje kamere za jednokratnu upotrebu je korak u kojem biste trebali početi biti oprezni. Prilikom otvaranja kućišta pokušajte ne dodirivati ​​elemente električnog kruga: kondenzator može dugo zadržati naboj. Nakon što ste dobili pristup kondenzatoru, prvo kratko spojite njegove terminale odvijačem s dielektričnom ručkom. Tek nakon toga možete dodirnuti ploču bez straha od strujnog udara. Uklonite nosače baterije iz kruga za punjenje, odlemite kondenzator, zalemite kratkospojnik na kontakte gumba za punjenje - više nam neće trebati. Na ovaj način pripremite najmanje pet ploča za punjenje. Obratite pažnju na lokaciju vodljivih tragova na ploči: možete se spojiti na iste elemente kola na različitim mjestima.

Određivanje prioriteta

Odabir kapaciteta kondenzatora je pitanje kompromisa između energije metka i vremena punjenja pištolja. Odlučili smo se na četiri paralelno spojena kondenzatora od 470 mikrofarada (400 V). Prije svakog pucnja čekamo oko minutu na signal sa LED dioda na krugovima za punjenje, koji pokazuje da je napon u kondenzatorima dostigao potrebnih 330 V. Proces punjenja može se ubrzati spajanjem nekoliko 3-voltnih odjeljaka za baterije u paralelno sa krugovima za punjenje. Međutim, vrijedi imati na umu da moćne “C” baterije imaju prekomjernu struju za slabe krugove kamere. Kako bi se spriječilo da tranzistori na pločama pregore, svaki sklop od 3 volta treba imati 3-5 paralelno povezanih krugova za punjenje. Na našem pištolju samo je jedan pretinac za baterije spojen na “punjače”. Svi ostali služe kao rezervni dućani.

Definiranje sigurnosnih zona

Nikome ne bismo savjetovali da pod prstom drži dugme koje prazni bateriju od 400-voltnih kondenzatora. Za kontrolu spuštanja, bolje je instalirati relej. Njegov upravljački krug je povezan s 9-voltnom baterijom preko okidača, a upravljački krug je spojen na krug između zavojnice i kondenzatora. Šematski dijagram će vam pomoći da pravilno sastavite pištolj. Prilikom sastavljanja visokonaponskog kruga koristite žicu s poprečnim presjekom od najmanje milimetra; sve tanke žice su prikladne za krugove punjenja i upravljanja.

Kada eksperimentišete sa krugom, zapamtite: kondenzatori mogu imati zaostalo naelektrisanje. Ispraznite kratkim spojem prije nego što ih dodirnete.

Hajde da sumiramo

Proces snimanja izgleda ovako: uključite prekidač za napajanje; sačekajte da LED diode zasjaju; spustite projektil u cijev tako da bude malo iza zavojnice; isključite napajanje tako da baterije prilikom pucanja ne uzimaju energiju iz sebe; nišanite i pritisnite dugme zatvarača. Rezultat uvelike ovisi o masi projektila. Kratkim ekserom sa odgrizenom glavom uspjeli smo da probijemo limenku energetskog pića, koja je eksplodirala i preplavila pola redakcije. Tada je pištolj, očišćen od ljepljive sode, zabio ekser u zid sa udaljenosti od pedeset metara. A naše oružje pogađa srca ljubitelja naučne fantastike i kompjuterskih igrica bez ikakvih čaura.

Sastavio: Patlakh V.V.
http://patlah.ru

© “Enciklopedija tehnologija i metoda” Patlakh V.V. 1993-2007

PAŽNJA!
Bilo kakvo ponovno objavljivanje, potpuno ili djelomično umnožavanje materijala ovog članka, kao i fotografija, crteža i dijagrama objavljenih u njemu, zabranjeno je bez prethodne pismene saglasnosti urednika enciklopedije.

Podsećam te! Da uredništvo nije odgovorno za bilo kakvo nezakonito i nezakonito korištenje materijala objavljenih u enciklopediji.