خانه / زگیل/ کار تحقیقاتی تفنگ گاوس. کار صدور گواهینامه پروژه فیزیک "تفنگ گاوس. نصب قطعات در محفظه توپ گاوس

کار تحقیقاتی تفنگ گاوس کار صدور گواهینامه پروژه فیزیک "تفنگ گاوس. نصب قطعات در محفظه توپ گاوس

متن اثر بدون تصویر و فرمول درج شده است.
نسخه کامل اثر در برگه «فایل‌های کاری» با فرمت PDF موجود است

1. معرفی.

تفنگ الکترومغناطیسی گاوس برای همه آماتورها شناخته شده است بازی های کامپیوتریو داستان. این نام به افتخار فیزیکدان آلمانی کارل گاوس، که اصول الکترومغناطیس را مطالعه کرد، گرفته شد. اما آیا سلاح های فانتزی مرگبار واقعا تا این حد از واقعیت دور هستند؟

از درس فیزیک مدرسه این را یاد گرفتیم برقبا عبور از هادی ها میدان مغناطیسی در اطراف آنها ایجاد می کند. هرچه جریان بیشتر باشد، میدان مغناطیسی قوی تر است. بیشترین علاقه عملی، میدان مغناطیسی یک سیم پیچ حامل جریان، به عبارت دیگر، یک سلف (سلونوئید) است. اگر یک سیم پیچ با جریان بر روی هادی های نازک معلق باشد، در همان موقعیت سوزن قطب نما نصب می شود. این بدان معنی است که سلف دارای دو قطب است - شمال و جنوب.

تفنگ گاوس از یک شیر برقی تشکیل شده است که داخل آن یک لوله دی الکتریک وجود دارد. یک پرتابه ساخته شده از یک ماده فرومغناطیسی به یک انتهای لوله وارد می شود. هنگامی که جریان الکتریکی در شیر برقی جریان می یابد، میدان مغناطیسی ایجاد می شود که پرتابه را شتاب می دهد و آن را به سمت شیر برقی "کشش" می کند. در این حالت، قطب هایی در انتهای پرتابه به صورت متقارن با قطب های سیم پیچ تشکیل می شود که به دلیل آن، پس از عبور از مرکز شیر برقی، می توان گلوله را در جهت مخالف جذب کرد و سرعت آن را کاهش داد.

برای بیشترین اثر، پالس جریان در شیر برقی باید کوتاه مدت و قدرتمند باشد. به عنوان یک قاعده، از خازن های الکتریکی برای به دست آوردن چنین پالس استفاده می شود. پارامترهای سیم پیچ، پرتابه و خازن ها باید به گونه ای هماهنگ شوند که هنگام شلیک گلوله، زمانی که پرتابه به شیر برقی نزدیک می شود، القاء شود. میدان مغناطیسیدر شیر برقی حداکثر بود، اما با نزدیک شدن بیشتر پرتابه به شدت افت کرد.

توپ گاوس به عنوان یک سلاح دارای مزایایی است که انواع دیگر سلاح های کوچک فاقد آن هستند. این عدم وجود آستین، انتخاب نامحدود است سرعت اولیهو انرژی مهمات، امکان شلیک بی صدا، از جمله بدون تغییر لوله و مهمات. پس زدگی نسبتاً کم (برابر ضربه پرتابه پرتاب شده، هیچ ضربه اضافی از گازهای پودر یا قطعات متحرک وجود ندارد). از نظر تئوری، قابلیت اطمینان بیشتر و مقاومت در برابر سایش، و همچنین توانایی کار در هر شرایطی، از جمله فضای بیرونی. همچنین می توان از تفنگ های گاوس برای پرتاب ماهواره های سبک به مدار استفاده کرد.

با این حال، علیرغم سادگی ظاهری آن، استفاده از آن به عنوان یک سلاح مملو از مشکلات جدی است:

راندمان پایین - حدود 10٪. این عیب را می توان تا حدی با استفاده از سیستم شتاب پرتابه چند مرحله ای جبران کرد، اما در هر صورت، راندمان به ندرت به 30 درصد می رسد. بنابراین، توپ گاوس از نظر قدرت شلیک حتی در سطح پایین تری قرار دارد تفنگ های بادی. مشکل دوم مصرف انرژی بالا و کافی است مدت زمان طولانیشارژ مجدد انباشته خازن ها، که باعث می شود یک منبع تغذیه همراه با تفنگ گاوس حمل شود. راندمان را می توان با استفاده از شیر برقی های ابررسانا به میزان قابل توجهی افزایش داد، اما این به یک سیستم خنک کننده قدرتمند نیاز دارد که به طور قابل توجهی تحرک تفنگ گاوس را کاهش می دهد.

زمان بارگذاری مجدد بالا بین شلیک ها، یعنی سرعت شلیک پایین. ترس از رطوبت، چون اگر خیس شود خود تیرانداز را شوکه می کند.

ولی مشکل اصلیاینها منابع تغذیه اسلحه قدرتمندی هستند که در حال حاضر حجیم هستند که بر تحرک تأثیر می گذارد

بنابراین، امروزه توپ گاوس برای اسلحه های با قابلیت کشندگی کم (مسلسل، مسلسل و غیره) به عنوان سلاح وعده چندانی ندارد، زیرا به طور قابل توجهی از انواع دیگر پایین تر است. اسلحه های کوچک. زمانی که از آن به عنوان یک سلاح دریایی با کالیبر بزرگ استفاده می شود، چشم اندازهایی به نظر می رسد. به عنوان مثال، در سال 2016، نیروی دریایی ایالات متحده آزمایش یک تفنگ ریلی روی آب را آغاز خواهد کرد. تفنگ ریلی یا تفنگ ریلی سلاحی است که در آن گلوله نه با کمک مواد منفجره بلکه با کمک یک پالس جریان بسیار قوی پرتاب می شود. پرتابه بین دو الکترود موازی - ریل قرار دارد. پرتابه در اثر نیروی لورنتس شتاب می گیرد که در زمان بسته شدن مدار اتفاق می افتد. با استفاده از تفنگ ریلی، می توانید یک پرتابه را به سرعت های بسیار بالاتری نسبت به استفاده از شارژ پودر شتاب دهید.

با این حال، اصل شتاب الکترومغناطیسی جرم ها را می توان با موفقیت در عمل استفاده کرد، به عنوان مثال، هنگام ایجاد ابزارهای ساختمانی - مرتبط و مدرنجهت فیزیک کاربردی دستگاه های الکترومغناطیسی که انرژی میدان را به انرژی حرکت بدن تبدیل می کنند، به دلایل مختلف، هنوز در عمل کاربرد گسترده ای پیدا نکرده اند، بنابراین منطقی است که در مورد آن صحبت کنیم. تازگیکار ما.

1.1 ارتباط پروژه: این پروژه بین رشته ای است و پوشش می دهد تعداد زیادی ازمواد، پس از مطالعه که ایده ایجاد یک مدل کار از تفنگ گاوس خودمان به وجود آمد.

1.2 هدف کار: مطالعه ساختار یک شتاب دهنده جرم الکترومغناطیسی (تفنگ گاوس) و همچنین اصول عملکرد و کاربرد آن. یک مدل کاری از توپ گاوس را جمع آوری کنید و سرعت پرتابه و تکانه آن را تعیین کنید.

اهداف اصلی:

1. دستگاه را با توجه به نقشه ها و طرح ها بررسی کنید.

2. ساختار و اصل عملکرد یک شتاب دهنده جرم الکترومغناطیسی را مطالعه کنید.

3. یک مدل کار ایجاد کنید.

4. سرعت پرتابه و تکانه آن را تعیین کنید.

بخش عملی کار:

ایجاد یک مدل عملکردی یک شتاب دهنده جرم در خانه.

1.3 فرضیه: آیا می توان ساده ترین مدل عملکردی تفنگ گاوس را در خانه ایجاد کرد؟

2. مختصری در مورد خود گاوس.

کارل فردریش گاوس (1777-1855) ریاضیدان، ستاره شناس، نقشه بردار و فیزیکدان آلمانی بود. کار گاوس با یک ارتباط ارگانیک بین ریاضیات نظری و کاربردی و وسعت مسائل مشخص می شود. آثار گاوس تأثیر زیادی در توسعه جبر (اثبات قضیه اساسی جبر)، نظریه اعداد (باقیمانده های درجه دوم)، هندسه دیفرانسیل (هندسه داخلی سطوح)، فیزیک ریاضی (اصل گاوس)، نظریه الکتریسیته و مغناطیس داشته است. ، ژئودزی (توسعه روش حداقل مربعات) و بسیاری از شاخه های نجوم.

کارل گاوس در 30 آوریل 1777 در برانسویک، آلمان کنونی به دنیا آمد. در 23 فوریه 1855 در گوتینگن، پادشاهی هانوفر، آلمان کنونی درگذشت. در طول زندگی خود عنوان افتخاری "شاهزاده ریاضیدانان" به او اعطا شد. او بود تنها پسروالدین فقیر معلمان مدرسه چنان تحت تأثیر توانایی های ریاضی و زبانی او قرار گرفتند که با درخواست حمایت به دوک برانزویک روی آوردند و دوک برای ادامه تحصیل در مدرسه و دانشگاه گوتینگن (در 1795-1798) پول داد. گاوس دکترای خود را در سال 1799 از دانشگاه هلمشتد دریافت کرد.

اکتشافات در فیزیک

در سال های 1830-1840، گاوس توجه زیادی به مسائل فیزیک داشت. در سال 1833، گاوس با همکاری نزدیک با ویلهلم وبر، اولین تلگراف الکترومغناطیسی آلمان را ساخت. در سال 1839 اثر گاوس " نظریه عمومینیروهای جاذبه و دافعه که به نسبت معکوس با مجذور فاصله عمل می کنند، که مشخص می شود. مفاد اصلی نظریه پتانسیل و اثبات قضیه معروف گاوس-استروگرادسکی است. کار "تحقیقات دیوپتریک" (1840) توسط گاوس به تئوری ساخت تصویر در سیستم های نوری پیچیده اختصاص دارد.

3. فرمول های مربوط به اصل عملکرد تفنگ.

انرژی جنبشی پرتابه

جایی که: جرم پرتابه، سرعت آن است

انرژی ذخیره شده در خازن

جایی که: ولتاژ خازن است، ظرفیت خازن است

زمان تخلیه خازن

این زمانی است که در طی آن خازن کاملاً تخلیه می شود:

زمان کار سلف

این زمانی است که در طی آن emf سلف به حداکثر مقدار خود (تخلیه کامل خازن) افزایش می یابد و به طور کامل به 0 کاهش می یابد.

که در آن: - اندوکتانس، - ظرفیت

یکی از عناصر اصلی تفنگ گاوس یک خازن الکتریکی است. خازن ها قطبی و غیر قطبی هستند - تقریباً تمام خازن های بزرگ مورد استفاده در شتاب دهنده های مغناطیسی الکترولیتی و قطبی هستند. یعنی اتصال صحیح آن بسیار مهم است - ما یک بار مثبت به ترمینال "+" و یک بار منفی به "-" اعمال می کنیم. به هر حال، بدنه آلومینیومی خازن الکترولیتی نیز ترمینال "-" است. با دانستن ظرفیت خازن و حداکثر ولتاژ آن، می توانید انرژی ای را که این خازن می تواند جمع آوری کند، پیدا کنید.

4. بخش عملی

سیم پیچ القایی C ما دارای 30 دور (3 لایه 10 دور) است. دو خازن با ظرفیت کل 450 میکروفن مدل طبق طرح زیر مونتاژ شد: پیوست 1 را ببینید.

ما سرعت پرواز پرتابه‌ای را که از لوله مدل ما خارج می‌شود، به‌طور تجربی با استفاده از یک آونگ بالستیک تعیین کردیم. این تجربه مبتنی بر قوانین پایستگی حرکت و انرژی است، از آنجایی که سرعت گلوله به مقدار قابل توجهی می رسد، اندازه گیری مستقیم سرعت، یعنی تعیین مدت زمان لازم برای طی کردن یک گلوله در مسافتی که برای ما شناخته شده است، نیاز دارد. تجهیزات خاص. ما سرعت گلوله را به طور غیرمستقیم با استفاده از ضربه غیر ارتجاعی اندازه گیری کردیم - ضربه ای که باعث می شود اجسام در حال برخورد به هم نزدیک شوند و به حرکت خود ادامه دهند. یک پرتابه پرنده با یک جسم آزاد با جرم بیشتر برخورد غیر کشسانی را تجربه می کند. پس از ضربه، بدن با سرعتی شروع به حرکت می کند که به همان اندازه که جرم گلوله کمتر از جرم بدن است، کمتر از سرعت گلوله است.

یک ضربه غیرکشسان با این واقعیت مشخص می شود که انرژی پتانسیل تغییر شکل الاستیک ایجاد نمی شود، انرژی جنبشی اجسام به طور کامل یا جزئی به انرژی داخلی تبدیل می شود. پس از برخورد، اجسام در حال برخورد یا با همان سرعت حرکت می کنند یا در حال استراحت هستند. در یک برخورد کاملا غیر کشسان، قانون بقای تکانه برآورده می شود:

سرعت اجسام پس از برهم کنش کجاست.

قانون بقای تکانه (میزان حرکت) در صورتی اعمال می‌شود که اجسام متقابل یک سیستم مکانیکی مجزا را تشکیل دهند، یعنی سیستمی که تحت تأثیر نیروهای خارجی قرار نگیرد، یا نیروهای خارجی که بر هر یک از اجسام وارد می‌شوند، یکدیگر را متعادل کنند، یا برآمدگی‌ها نیروهای خارجی در یک جهت معین برابر با صفر هستند.

در هنگام برخورد غیر کشسان، انرژی جنبشی حفظ نمی شود، زیرا بخشی از انرژی جنبشی پرتابه به انرژی داخلی اجسام برخورد کننده تبدیل می شود، اما قانون بقای انرژی مکانیکی کل رعایت می شود و می توان نوشت:

افزایش انرژی درونی اجسام متقابل کجاست.

4.1 روش تحقیق.

آونگ بالستیک که ما استفاده کردیم یک بلوک چوبی با لایه ای از پلاستیک است. هدف مروی دو نخ بلند و عملا غیر قابل امتداد آویزان است. یک نشانگر لیزری روی هدف نصب شده است که پرتو آن در هنگام انحراف آونگ (پس از اصابت پرتابه)، در امتداد مقیاس افقی حرکت می کند (شکل 1).

در فاصله ای از آونگ یک تفنگ گاوس وجود دارد. پس از برخورد، پرتابه ای به جرم m در هدف گیر می کند م. سیستم پرتابه-هدف در جهت افقی ایزوله شده است. از آنجایی که طول لرزوه ها بسیار بزرگتر از ابعاد خطی هدف هستند، پس سیستم پرتابه-هدف را می توان به عنوان یک آونگ ریاضی در نظر گرفت. پس از اصابت پرتابه، مرکز جرم سیستم "پرتابه-هدف" به ارتفاع بالا می رود ساعت.

بر اساس قانون بقای تکانه در طرح ریزی بر روی محور x (نگاه کنید به شکل 1)، ما داریم:

جایی که سرعت پرتابه است، سرعت پرتابه و آونگ است.

با بی توجهی به اصطکاک در تعلیق آونگ و نیروی مقاومت هوا، بر اساس قانون بقای انرژی، می توان نوشت:

ارتفاع بالابر سیستم پس از ضربه کجاست.

مقدار h را می توان از اندازه گیری های انحراف آونگ از موقعیت تعادل پس از برخورد گلوله به هدف تعیین کرد (شکل 2):

که در آن a زاویه انحراف آونگ از وضعیت تعادل است.

برای زوایای انحراف کوچک:

جابجایی افقی آونگ کجاست.

با جایگزینی آخرین فرمول برای طرح قانون بقای تکانه بر روی محور، در می یابیم:

4.2 نتایج اندازه گیری.

جرم m پرتابه را با وزن کردن بر روی ترازوهای آزمایشگاهی مکانیکی تعیین کردیم:

m = 3 گرم = 0.003 کیلوگرم.

جرم M هدف با یک لایه پلاستیکین و یک نشانگر لیزری در توضیح تنظیمات آزمایشگاهی آورده شده است.

M = 297 گرم = 0.297 کیلوگرم.

طول رشته های تعلیق باید یکسان باشد و محور چرخش باید کاملاً افقی باشد.

در این قسمت با استفاده از خط کش طول نخ ها را اندازه گرفتیم.

l = 147 سانتی متر = 1.47 متر.

پس از شلیک توپ گاوس پر از پرتابه، این واقعیت که گلوله به مرکز آونگ اصابت می کند به صورت بصری مشخص می شود.

برای انجام محاسبات بیشتر، موقعیت n 0 نشانگر نور را در حالت تعادل هدف و موقعیت n نشانگر نور در حداکثر انحراف آونگ را روی ترازو علامت بزنید و جابجایی S = (n - n) را پیدا کنید. 0) آونگ.

اندازه گیری ها 5 بار انجام شد. در این مورد، شلیک های مکرر فقط به یک هدف ثابت انجام شد. نتایج اندازه گیری در زیر نشان داده شده است:

S av = = 14 میلی متر = 0.014 متر،

و سرعت ʋ 0 پرتابه با استفاده از فرمول محاسبه شد.

U 0 = = 12.96 کیلومتر در ساعت

تعیین خطاهای اندازه گیریتعیین با استفاده از فرمول انجام می شود: ، که در آن l0 مقدار متوسط طول ها است، Δl مقدار خطای متوسط است. ما قبلاً مقدار میانگین طول ها را در مراحل قبل تعیین کرده ایم، بنابراین فقط باید مقدار میانگین خطا را تعیین کنیم. ما آن را با استفاده از فرمول تعیین می کنیم: Δ l = اکنون می توانیم مقدار طول را با یک خطا اختصاص دهیم: پیدا کردن تکانه پرتابه.ضربه با استفاده از فرمول تعیین می شود: سرعت پرتابه کجاست. مقادیر را جایگزین کنید:

5. نتیجه گیری.

هدف از کار ما بررسی ساختار یک شتاب دهنده جرم الکترومغناطیسی (تفنگ گاوس) و همچنین اصول عملکرد و کاربرد آن و همچنین تولید مدل کاری تفنگ گاوس و تعیین سرعت پرتابه بود. . نتایجی که ارائه کرده‌ایم نشان می‌دهد که ما یک مدل آزمایشی از یک شتاب‌دهنده جرم الکترومغناطیسی (تفنگ گاوس) تولید کرده‌ایم. در همان زمان، مدارهای موجود در اینترنت را ساده کردیم و مدل برای کار در یک شبکه استاندارد AC صنعتی سازگار شد. کار ما به ما اجازه می دهد تا نتایج زیر را بگیریم:

1. مونتاژ نمونه اولیه یک شتاب دهنده جرم الکترومغناطیسی در خانه کاملاً امکان پذیر است.

2. استفاده از شتاب جرم الکترومغناطیسی دارد چشم اندازهای عالیدر آینده.

3. سلاح های الکترومغناطیسی می توانند جایگزین مناسبی برای سلاح های گرم کالیبر بزرگ شوند این امر به ویژه در هنگام ایجاد منابع انرژی فشرده امکان پذیر خواهد بود.

6. منابع اطلاعاتی:

ویکی پدیا http://ru.wikipedia.org

سلاح های الکترومغناطیسی جدید 2010 http://vpk. name/news/40378_novoe_elektromagnitnoe_oruzhie_vyizyivaet_vseobshii_interes. html

13,395 بازدید

یک مدل کاملاً قدرتمند از توپ معروف گاوس که می توانید با دستان خود از مواد موجود آن را بسازید. ساخت این تفنگ گاوس خانگی بسیار ساده است، طراحی سبک وزن دارد، تمام قطعات مورد استفاده را می توان در هر سرگرمی خانگی و آماتور رادیویی یافت. با استفاده از برنامه محاسبه سیم پیچ، می توانید حداکثر توان را دریافت کنید.

بنابراین، برای ساخت یک توپ گاوس به موارد زیر نیاز داریم:

یک تکه تخته سه لا.
ورق پلاستیک.
لوله پلاستیکی برای پوزه ∅5 میلی متر.
سیم مسی برای سیم پیچ ∅0.8 میلی متر.
خازن های الکترولیتی با ظرفیت بالا
دکمه شروع
تریستور 70TPS12
باتری 4X1.5V
لامپ رشته ای و سوکت برای آن 40 وات
دیود 1N4007

مونتاژ محفظه برای مدار تفنگ گاوس

شکل بدن می تواند هر باشد، لازم نیست به طرح ارائه شده پایبند باشید. برای اینکه ظاهر زیبایی به بدن بدهید، می توانید آن را با اسپری رنگ آمیزی کنید.

نصب قطعات در محفظه توپ گاوس

برای شروع، ما خازن ها را وصل می کنیم، در این مورد آنها به بست های پلاستیکی وصل شده اند، اما می توانید یک بست دیگری نیز داشته باشید.

سپس سوکت لامپ رشته ای را در قسمت بیرونی محفظه نصب می کنیم. فراموش نکنید که دو سیم را برای برق به آن وصل کنید.

سپس محفظه باتری را داخل کیس قرار می دهیم و مثلاً با پیچ های چوبی یا به روشی دیگر آن را ثابت می کنیم.

سیم پیچی برای تفنگ گاوس

برای محاسبه سیم پیچ گاوسی می توانید از برنامه FEMM استفاده کنید؛ برنامه FEMM را می توانید از این لینک دانلود کنید https://code.google.com/archive/p/femm-coilgun

استفاده از برنامه بسیار آسان است، شما باید پارامترهای لازم را در قالب وارد کنید، آنها را در برنامه بارگذاری کنید و در خروجی تمام مشخصات سیم پیچ و اسلحه آینده را به طور کلی، دقیقاً تا سرعت پرتابه دریافت می کنیم.

پس بیایید پیچیدن را شروع کنیم! ابتدا باید لوله آماده شده را بردارید و با استفاده از چسب PVA روی آن کاغذ بپیچید تا قطر بیرونی لوله 6 میلی متر باشد.

سپس در مرکز قطعات سوراخ می کنیم و آنها را روی لوله قرار می دهیم. با استفاده از چسب حرارتی آنها را ثابت می کنیم. فاصله بین دیوارها باید 25 میلی متر باشد.

کلاف را روی بشکه قرار می دهیم و به مرحله بعد می رویم...

طرح توپ گاوس. مونتاژ

ما مدار را در داخل کیس با استفاده از نصب لولایی مونتاژ می کنیم.

سپس دکمه را روی بدنه نصب می کنیم، دو سوراخ دریل می کنیم و سیم های سیم پیچ را در آنجا می کشیم.

برای استفاده ساده تر، می توانید پایه ای برای تفنگ درست کنید. در این مورد از بلوک چوبی ساخته شده بود. در این نسخه از کالسکه، شکاف هایی در امتداد لبه های بشکه باقی مانده است، این برای تنظیم سیم پیچ ضروری است، با حرکت سیم پیچ، می توانید به بیشترین قدرت دست پیدا کنید.

گلوله های توپ از یک میخ فلزی ساخته شده اند. قطعات به طول 24 میلی متر و قطر 4 میلی متر ساخته شده اند. جاهای خالی پوسته باید تیز شوند.

این مقاله ارائه انتزاعی از اثر اصلی است. متن کامل کار علمی، برنامه های کاربردی، تصاویر و موارد دیگر مواد اضافیموجود در وب سایت دومین مسابقه بین المللی تحقیقات علمی و کارهای خلاقانهدانش آموزان "شروع در علم" در لینک: https://www.school-science.ru/2017/11/26807.

علاقه من به بازسازی تفنگ گاوس ناشی از سهولت مونتاژ و در دسترس بودن مواد، سهولت استفاده از یک سو و مصرف بالای انرژی از سوی دیگر است که مشکل اصلی تحقیق را مشخص کرد. دامنه کاربردهای شتاب دهنده الکترومغناطیسی در زندگی روزمره به اندازه کافی مورد مطالعه قرار نگرفته است. بر اساس تجزیه و تحلیل داده های تجربی، مدلی از یک شتاب دهنده انبوه ایجاد کنید، دریابید که کجا می توان از تفنگ گاوس، در چه زمینه هایی از زندگی انسان استفاده کرد.

این تضادها انتخاب موضوع تحقیق را بالفعل کرد و تعیین کرد: "تفنگ گاوس - یک سلاح یا یک اسباب بازی؟"

چرا این موضوع را انتخاب کردم؟ من به طراحی تفنگ علاقه مند شدم و تصمیم گرفتم یک مدل از چنین تفنگ گاوس ایجاد کنم، i.e. نصب آماتور می توان از آن به عنوان اسباب بازی استفاده کرد. اما در حین ایجاد این مدل، شروع کردم به فکر کردن به این که تفنگ گاوس را کجا می‌توان استفاده کرد و چگونه می‌توان آن را طراحی کرد. تفنگ قدرتمند، برای این چه چیزی لازم است؟! چگونه می توانید میدان الکترومغناطیسی سفر را افزایش دهید؟

هدف کار: ایجاد و کشف گزینه های مختلفطراحی تفنگ گاوس زمانی که پارامترهای فیزیکی قطعات تفنگ تغییر می کند.

اهداف پژوهش:

1. یک مدل کاری از تفنگ گاوس برای نشان دادن پدیده القای الکترومغناطیسی در درس فیزیک ایجاد کنید.

2. کارایی تفنگ گاوس را از روی ظرفیت خازن و اندوکتانس سلونوئید بررسی کنید.

3. بر اساس نتایج تحقیقات، زمینه های جدیدی از کاربرد تفنگ را در زمینه حمایت از زندگی انسان پیشنهاد کنید.

موضوع تحقیق پدیده القای الکترومغناطیسی است.

هدف مطالعه مدل تفنگ گاوسی است.

روش های پژوهش:

1. تحلیل ادبیات علمی.

2. مدل سازی مواد، طراحی.

3. روش تحقیق تجربی

4. تحلیل، تعمیم، استنتاج، استقراء.

اهمیت عملی: از این دستگاه می توان برای نمایش در درس فیزیک استفاده کرد که به درک بهتر دانش آموزان از این پدیده های فیزیکی کمک می کند.

تفنگ گاوس (eng. Gaussgun, Coilgun, Gausscannon) یکی از انواع شتاب دهنده جرم الکترومغناطیسی است.

به نام دانشمند آلمانی کارل گاوس، که پایه های نظریه ریاضی الکترومغناطیس را پایه گذاری کرد، نامگذاری شده است. باید در نظر داشت که این روش شتاب انبوه عمدتاً در تأسیسات آماتور استفاده می شود، زیرا برای اجرای عملی به اندازه کافی مؤثر نیست. اصل عملکرد آن (ایجاد میدان مغناطیسی در حال حرکت) شبیه دستگاهی است که به عنوان موتور خطی شناخته می شود.

اصل عملیات تفنگ گاوس

تفنگ گاوس از یک شیر برقی تشکیل شده است که داخل آن یک لوله (معمولاً از دی الکتریک) وجود دارد. یک پرتابه (ساخته شده از مواد فرومغناطیسی) در یک انتهای لوله فرو می رود. هنگامی که جریان الکتریکی در شیر برقی جریان می یابد، میدان مغناطیسی ایجاد می شود که پرتابه را شتاب می دهد و آن را به سمت شیر برقی "کشش" می کند. در این حالت، قطب هایی در انتهای پرتابه تشکیل می شود که مطابق با قطب های سیم پیچ قرار گرفته اند، به همین دلیل، پس از عبور از مرکز شیر برقی، پرتابه در جهت مخالف جذب می شود، یعنی کند می شود. پایین. در طرح های آماتور، آنها گاهی اوقات به عنوان یک پرتابه استفاده می شود آهنربای دائمیزیرا مبارزه با emf القایی که در این مورد ایجاد می شود آسان تر است. همین اثر هنگام استفاده از فرومغناطیس رخ می دهد، اما به دلیل این واقعیت که پرتابه به راحتی دوباره مغناطیس می شود (نیروی اجباری) چندان مشخص نیست.

برای بیشترین اثر، پالس جریان در شیر برقی باید کوتاه مدت و قدرتمند باشد. به عنوان یک قاعده، خازن های الکترولیتی با ولتاژ عملیاتی بالا برای به دست آوردن چنین پالس استفاده می شود.

پارامترهای سیم‌پیچ‌های شتاب‌دهنده، پرتابه و خازن‌ها باید به‌گونه‌ای هماهنگ شوند که هنگام شلیک گلوله، تا زمانی که پرتابه به شیر برقی نزدیک می‌شود، القای میدان مغناطیسی در شیر برقی به حداکثر برسد، اما با نزدیک شدن بیشتر به پرتابه. به شدت افت می کند شایان ذکر است که الگوریتم های مختلفی برای عملکرد سیم پیچ های شتاب دهنده امکان پذیر است.

ایجاد و رفع اشکال توپ گاوس

ساده ترین سازه ها را می توان از مواد ضایعاتی حتی با دانش فیزیک مدرسه جمع کرد.

بیایید شروع به مونتاژ تفنگ با یک سلونوئید (سلف بدون هسته) کنیم. لوله کلاف یک تکه نی پلاستیکی به طول 40 سانتی متر است. یک سیم مسی را با احتیاط دور آن می پیچیم، بچرخانیم - محدوده شلیک تفنگ ما به کیفیت مجموعه بستگی دارد. در کل باید 9 لایه را باد کنید. در عمل متوجه شده ام که بهتر است دو لایه از سیم پیچ تحریک را با یک هادی در عایق پلی وینیل کلرید بپیچید که در این حالت نباید خیلی ضخیم باشد (قطر بیش از 1.5 میلی متر). سپس می توانید همه چیز را جدا کنید، واشرها را بردارید و حلقه را روی میله قلم نمدی قرار دهید که به عنوان بشکه عمل می کند. سیم پیچ تمام شده را می توان به راحتی با اتصال آن به یک باتری 9 ولتی آزمایش کرد: به عنوان یک آهنربای الکتریکی عمل می کند. پارامترهای سیم پیچ، پرتابه و خازن ها باید به گونه ای هماهنگ شوند که هنگام شلیک، زمانی که پرتابه به وسط سیم پیچ نزدیک می شود، جریان در دومی قبلاً به حداقل مقدار کاهش یافته باشد، یعنی شارژ خازن ها قبلاً کاملاً مصرف شده بود. در این صورت راندمان تفنگ گاوس تک مرحله ای حداکثر خواهد بود. بعد، مدار الکتریکی را جمع می کنیم و عناصر آن را روی یک پایه ثابت ثابت می کنیم. می توانید با قرار دادن قطعات زنجیر در بدنه یک اسباب بازی بچه گانه پلاستیکی به توپ شکل یک تپانچه بدهید. اما زنجیر را در بدنه یک جعبه مقوایی قرار دادم.

مطابق با فناوری توصیف شده، من دو مورد را ایجاد کردم مدل های فعلی. من یک آزمایش موازی انجام دادم و بر این اساس سیستم خازن ها را تغییر دادم (در مدل دوم چندین خازن وجود دارد، در اولین - یکی)، تعداد چرخش های برقی و انواع مختلف اتصالات بخش های مدار.

هنگام تحقیق در مورد اسلحه، به این نتیجه رسیدم که مواد لازم برای مونتاژ نصب موجود است. ادبیات زیادی در جهان وجود دارد که به درک اصول عملکرد تفنگ و روش های مختلف مونتاژ آن کمک می کند. اما هنگام استفاده از توپ، مشکل استفاده از آن به وجود می آید که در دنیای مدرن از یک توپ فقط می توان برای منافع نظامی و فضایی استفاده کرد، زیرا محاسبه رفتار سیم پیچ هنگام استفاده از مدل ها در سایر بخش های فعالیت انسانی بسیار دشوار است.

من متوجه شدم که از نظر تئوری می توان از تفنگ های گاوس برای پرتاب ماهواره های سبک به مدار استفاده کرد. کاربرد اصلی نصب آماتور، نمایش خواص فرومغناطیس است. همچنین به طور فعال به عنوان یک اسباب بازی کودکان یا به عنوان یک نصب خانگی که خلاقیت فنی (سادگی و ایمنی نسبی) را توسعه می دهد، استفاده می شود.

با این حال، با وجود سادگی ظاهری توپ گاوس، استفاده از آن به عنوان یک سلاح با مشکلات جدی همراه است که اصلی ترین آنها مصرف انرژی بالا است.

اولین و اصلی ترین مشکل، راندمان پایین نصب است. فقط 1-7 درصد از شارژ خازن وارد می شود انرژی جنبشیپرتابه این نقطه ضعف را می توان با استفاده از سیستم شتاب پرتابه چند مرحله ای تا حدی جبران کرد، اما در هر صورت، راندمان به ندرت به 27 درصد می رسد. اصولاً در تاسيسات آماتوري انرژي ذخيره شده به صورت ميدان مغناطيسي به هيچ وجه استفاده نمي شود، بلكه دليل استفاده از كليدهاي قدرتمند براي باز كردن سيم پيچ است (قانون لنز).

مشکل دوم مصرف انرژی بالا (به دلیل راندمان پایین) است.

دشواری سوم (از دو مورد اول پیروی می کند) - وزن سنگینو ابعاد نصب با راندمان پایین آن.

مشکل چهارم زمان شارژ مجدد تجمعی نسبتاً طولانی خازن ها است که حمل منبع تغذیه (معمولاً یک باتری قدرتمند) به همراه تفنگ گاوس و همچنین هزینه بالای آنها را ضروری می کند. از نظر تئوری افزایش کارایی با استفاده از شیر برقی ابررسانا امکان پذیر است، اما این امر به یک سیستم خنک کننده قدرتمند نیاز دارد که مشکلات اضافی را به همراه دارد و به طور جدی بر حوزه کاربرد نصب تأثیر می گذارد. یا از خازن های قابل تعویض با باتری استفاده کنید.

مشکل پنجم این است که با افزایش سرعت پرتابه، زمان عمل میدان مغناطیسی در طول عبور شیر برقی توسط پرتابه به میزان قابل توجهی کاهش می یابد، که منجر به نیاز نه تنها به روشن کردن هر سیم پیچ بعدی می شود. سیستم چند مرحله ای را از قبل، بلکه برای افزایش قدرت میدان خود به نسبت کاهش این زمان. معمولاً این اشکال بلافاصله نادیده گرفته می شود، زیرا اکثر سیستم های خانگی یا تعداد کمی کویل یا سرعت گلوله ناکافی دارند.

در شرایط محیط آبیاستفاده از اسلحه بدون پوشش محافظ نیز به طور جدی محدود شده است - القای جریان از راه دور برای جدا شدن محلول نمک روی بدنه با تشکیل محیط های تهاجمی (حلال) کافی است که به محافظ مغناطیسی اضافی نیاز دارد.

بنابراین، امروزه توپ گاوس هیچ چشم اندازی به عنوان یک سلاح ندارد، زیرا به طور قابل توجهی از سایر انواع سلاح های کوچک که بر اساس اصول مختلف عمل می کنند، پایین تر است. از نظر تئوری، البته اگر منابع فشرده و قدرتمندی از جریان الکتریکی و ابررساناهای با دمای بالا (200-300K) ایجاد شود، امکان‌پذیر است. با این حال، نصبی شبیه به تفنگ گاوس را می توان در فضای بیرونی استفاده کرد، زیرا در شرایط خلاء و بی وزنی بسیاری از معایب چنین تاسیساتی از بین می رود. به طور خاص، برنامه‌های نظامی اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده آمریکا امکان استفاده از تأسیسات مشابه تفنگ گاوس را در ماهواره‌های مدارگرد برای نابودی فضاپیماهای دیگر (با پرتابه‌هایی با تعداد زیادی قطعات آسیب‌دنده کوچک) یا اشیاء روی سطح زمین در نظر گرفتند.

آزمایش های تفنگ گاوس رقم 27 درصد راندمان را نشان داد. یعنی به گفته کارشناسان، شات گاوس حتی نسبت به پنوماتیک چینی پایین تر است. بارگیری مجدد آهسته است - سرعت آتش قابل بحث نیست. و بزرگترین مشکل این است که هیچ منبع انرژی قدرتمند و متحرکی وجود ندارد. و تا زمانی که این منابع پیدا نشوند، می توانیم تسلیحات با اسلحه های گاوس را فراموش کنیم.

پیوند کتابشناختی

بکتوف K.S. توپ گاوس - سلاح یا اسباب بازی؟ // بولتن علمی مدرسه بین المللی. – 1395. – شماره 3. – ص 45-47;
URL: http://school-herald.ru/ru/article/view?id=74 (تاریخ دسترسی: 2019/08/24).

تفنگ گاوس. علمی - پژوهشدانش آموزان کلاس 9 "A" کوریچین اولگ و کوزلوف کنستانتین.

تفنگ گاوس رایج ترین نام برای دستگاهی است که اصل کار آن بر اساس استفاده از یک آهنربای الکتریکی قدرتمند برای شتاب دادن به اجسام است. به طور معمول، یک الکترومغناطیس از یک هسته فرومغناطیسی تشکیل شده است که یک سیم بر روی آن پیچیده شده است (از این پس سیم پیچ نامیده می شود). هنگامی که جریان از سیم پیچ عبور می کند، یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود.

اما اگر در لحظه عبور پرتابه از وسط شیر برقی، جریان موجود در آن قطع شود، میدان مغناطیسی ناپدید می شود و پرتابه از انتهای دیگر لوله به بیرون پرواز می کند. هنگامی که منبع تغذیه خاموش می شود، یک جریان خود القایی در سیم پیچ ایجاد می شود که جهت مخالف جریان دارد و در نتیجه قطبیت سیم پیچ را تغییر می دهد.

این بدان معنی است که هنگامی که منبع برق به طور ناگهانی خاموش می شود، پرتابه ای که از مرکز سیم پیچ عبور می کند دفع می شود و شتاب بیشتری می گیرد. در غیر این صورت، اگر پرتابه به مرکز نرسیده باشد، سرعت آن کاهش می یابد. برای بیشترین اثر، پالس جریان در شیر برقی باید کوتاه مدت و قدرتمند باشد.

به عنوان یک قاعده، خازن های الکتریکی با ولتاژ عملیاتی بالا برای به دست آوردن چنین پالس استفاده می شود. پارامترهای سیم پیچ، پرتابه و خازن ها باید به گونه ای هماهنگ شوند که هنگام شلیک، زمانی که پرتابه به وسط سیم پیچ نزدیک می شود، جریان در دومی قبلاً به مقدار حداقل کاهش یافته باشد (یعنی شارژ خازن ها قبلاً کاملاً مصرف شده بود). در این صورت راندمان تفنگ گاوس تک مرحله ای حداکثر خواهد بود.

واحدهایی که فقط یک سیم پیچ دارند معمولا کارایی زیادی ندارند. برای دستیابی به سرعت بسیار بالا در پرواز پرتابه، لازم است سیستمی مونتاژ شود که در آن سیم پیچ ها یکی یکی روشن شوند و پرتابه را به درون خود بکشند و زمانی که به وسط سیم پیچ رسید به طور خودکار خاموش شوند. شکل یک نسخه از چنین نصبی را با چندین سیم پیچ نشان می دهد.

توپ گاوس به عنوان یک سلاح دارای مزایایی است که انواع دیگر سلاح های کوچک فاقد آن هستند. این عدم وجود فشنگ و انتخاب نامحدود سرعت و انرژی اولیه مهمات و همچنین سرعت شلیک اسلحه، امکان شلیک بی صدا (اگر سرعت پرتابه از سرعت صوت تجاوز نکند) است. از جمله بدون تغییر لوله و مهمات، پس زدگی نسبتاً کم (برابر ضربه پرتابه پرتاب شده، هیچ ضربه اضافی از گازهای پودر یا قطعات متحرک وجود ندارد)، از نظر تئوری، قابلیت اطمینان بیشتر و مقاومت در برابر سایش، و همچنین توانایی کار در هر شرایطی از جمله فضای بیرونی

طبیعتاً ارتش به چنین تحولاتی علاقه مند است. در سال 2008، آمریکایی ها اسلحه EMRG را مونتاژ کردند. در اینجا کمی در مورد آن است: 02. 2008 قوی ترین تفنگ الکترومغناطیسی جهان آزمایش شد. نیروی دریایی آمریکا قدرتمندترین هواپیمای جهان را آزمایش کرد تفنگ الکترومغناطیسی EMRG. اسلحه EMRG که برای کشتی های سطحی ساخته شده است، یک سلاح امیدوار کننده در نیمه دوم قرن بیست و یکم محسوب می شود. اولاً به این دلیل که این دستگاه بدون کمک بار پودری، سرعت 9 هزار کیلومتر بر ساعت را به پرتابه می دهد که چندین برابر سرعت صوت است. پرتابه به دلیل پرواز از طریق میدان الکترومغناطیسی قدرتمند ایجاد شده توسط تفنگ چنین سرعتی به دست می آورد. قدرت تخریب چنین پرتابه ای نیز بسیار بالاست. در طی آزمایشات به دلیل انرژی جنبشی بالا، پرتابه سنگر بتنی قدیمی را به طور کامل تخریب کرد. این بدان معناست که در آینده می توان مواد منفجره را رها کرد تا چنین اشیایی را نابود کرد. همچنین، یک پرتابه با شتاب الکترومغناطیسی قادر است مسافت بیشتری را نسبت به پرتابه های معمولی - تا 500 کیلومتر - طی کند. خوب، مزیت اصلی یک تفنگ الکترومغناطیسی این است که پرتابه های آن انفجاری نیستند، یعنی ایمن تر هستند. علاوه بر این، کارتریج هایی با پودر یا شارژ شیمیایی از خود به جای نمی گذارد.

با این حال، نه تنها ارتش آمریکا اسلحه های گاوس را مونتاژ می کند. چندی پیش آلن پارک خود را مونتاژ کرد نصب خود. ساخت آن 40 ساعت و 100 یورو طول کشید. وزن این اسلحه 5 کیلوگرم است و برای 14 شلیک طراحی شده و دارای حالت شلیک نیمه اتوماتیک است. در اینجا یک عکس از این نصب است.

با این حال، با وجود سادگی ظاهری تفنگ گاوس و مزایای آن، استفاده از آن به عنوان یک سلاح با مشکلات جدی همراه است. اولین مشکل راندمان پایین نصب است. تنها 1-7 درصد از شارژ خازن به انرژی جنبشی پرتابه تبدیل می شود. این نقطه ضعف را می توان با استفاده از سیستم شتاب پرتابه چند مرحله ای تا حدی جبران کرد، اما در هر صورت، راندمان به ندرت حتی به 27 درصد می رسد. بنابراین، تفنگ گاوس از نظر نیروی شلیک حتی نسبت به سلاح های بادی پایین تر است. مشکل دوم مصرف انرژی بالا (به دلیل راندمان کم) و زمان شارژ مجدد نسبتا طولانی خازن ها است که حمل منبع تغذیه (معمولاً یک باتری قدرتمند) به همراه تفنگ گاوس را ضروری می کند. راندمان را می توان با استفاده از شیر برقی های ابررسانا به میزان قابل توجهی افزایش داد، اما این به یک سیستم خنک کننده قدرتمند نیاز دارد که به طور قابل توجهی تحرک تفنگ گاوس را کاهش می دهد. سختی سوم از دو مورد اول ناشی می شود. این یک وزن و ابعاد بزرگ نصب است، با راندمان پایین آن.

ما همچنین نصب مشابهی را با استفاده از یک لوله شیشه ای به طول حدود 1 متر، یک سلف با 100 چرخش و 3 خازن، هر کدام با ظرفیت 58 میکرون مونتاژ کردیم. F (همه اینها در کلاس فیزیک پیدا شد).

ما گزینه های مختلف نصب را جمع آوری کردیم و سعی کردیم مشخص کنیم که کدام شکل پرتابه برای تیراندازی مناسب تر است. L پرتابه 1 سانتی متر 2 سانتی متر 3 سانتی متر 4 سانتی متر L گلوله 1. 5 متر 3. 14 متر 3. 2 متر متر D پرتابه 1 سانتی متر 0.5 سانتی متر 1 میلی متر L تیر 1. 87 متر 2. 87 متر 3. 21 متر 2، 5 متر جدول 2. طول پرتابه تغییر می کند (ضخامت ثابت است). 0.5 میلی متر جدول 3. ضخامت پرتابه تغییر می کند (طول L = 3 سانتی متر، بهترین تجربه قبلی).

هدف دوم ما این بود که بفهمیم چه تعداد چرخش در سیم پیچ نصب و چه ظرفیت خازنی به پرتابه اجازه می دهد بهترین پرواز را داشته باشد. 174 100000 C 58 116 میکرومتر میعانات میکرومتر میکرومتر میکرومتر. F F ra F F L shot 0.9 m 1.7 m 3.1 m 0.6 m N turns 0.2 m 100 pcs L shot 3. 07 m 200 pcs 300 pcs 400 pcs 2. 84 m 2. 7 m 2. 56 m

بهترین ویژگی های پرتابه و نصب در موارد قبلی مشاهده خواهید کرد که بهترین ویژگی ها در جداول با رنگ قرمز مشخص شده است. در "وسط"، بین بزرگترین و بیشترین U 40 تا 80 تا 160 تا 220 به مقادیر کوچک هستند. conden توضیح آن بسیار آسان است. satator زمان تخلیه کامل خازن برابر با یک چهارم دوره است. در نتیجه، با داشتن ظرفیت زیاد، خازن L 1 m 1. 7 m 3. 3 m 3. 21 m زمان زیادی طول می کشد تا تخلیه شود. در نتیجه، برد کوتاهی از پرتابه بدست خواهیم آورد. la همچنین، یک تاسیسات با ولتاژ خازن پایین در نتیجه دارای ظرفیت زیادی است که همانطور که در بالا ذکر شد، بر برد پرواز پرتابه تأثیر می گذارد. .

همانطور که از جدول مشخص است، طول بشکه در اینجا نقش خاصی ندارد. L پرتابه 1.7 سانتی متر 0.5 متر 1 متر لیتر شلیک 3.01 متر 2.98 متر 3.08 متر با این حال ، یکی از اهداف تحقیق ما محقق شد - ما متوجه شدیم که چه ویژگی های سیم پیچ و پرتابه به دومی اجازه می دهد تا پرواز کند. دورترین . همانطور که قبلا ذکر شد، این ظرفیت خازن 174 میکرون است. F، طول بشکه 1 متر و 100 دور در کلاف. ولتاژ خازن ها را 220 ولت در نظر گرفتیم. میخ مورد استفاده به عنوان پرتابه حدود 1 میلی متر قطر و 3 سانتی متر طول دارد.

بعد از کلی تحقیقات متوجه شدیم: احتمال وجود تفنگ گاوس ثابت شده است، یعنی هدف تحقیق محقق شده است.

ما مدار تفنگ الکترومغناطیسی را بر اساس تایمر NE555 و تراشه 4017B ارائه می کنیم.

اصل عملکرد یک تفنگ الکترومغناطیسی (گاوس) بر اساس تحریک سریع متوالی آهنرباهای الکترومغناطیسی L1-L4 است که هر یک نیروی اضافی ایجاد می کند که بار فلز را تسریع می کند. تایمر NE555 پالس هایی با دوره زمانی تقریبی 10 میلی ثانیه به تراشه 4017 ارسال می کند، فرکانس پالس توسط LED D1 سیگنال می شود.

هنگامی که دکمه PB1 را فشار می دهید، IC2 ریزمدار با همان فاصله به طور متوالی ترانزیستورهای TR1 تا TR4 را باز می کند، که در مدار جمع کننده آن، آهنرباهای الکتریکی L1-L4 گنجانده شده است.

برای ساخت این الکترومغناطیس ها به یک لوله مسی به طول 25 سانتی متر و قطر 3 میلی متر نیاز داریم. هر کویل حاوی 500 دور سیم 0.315 میلی متری با روکش مینا است. کویل ها باید به گونه ای ساخته شوند که بتوانند آزادانه حرکت کنند. پرتابه یک تکه میخ به طول 3 سانتی متر و قطر 2 میلی متر است.

این تفنگ می تواند از یک باتری 25 ولتی یا از برق AC تغذیه شود.

با تغییر موقعیت الکترومغناطیس ها به بهترین اثر می رسیم؛ از شکل بالا می توان دید که فاصله بین هر سیم پیچ افزایش می یابد - این به دلیل افزایش سرعت پرتابه است.

البته این یک اسلحه واقعی گاوس نیست، بلکه یک نمونه اولیه کار است که بر اساس آن می توان با تقویت مدار، یک تفنگ گاوس قدرتمندتر را مونتاژ کرد.

انواع دیگر سلاح های الکترومغناطیسی.

علاوه بر شتاب‌دهنده‌های جرم مغناطیسی، انواع مختلفی از سلاح‌ها وجود دارند که از انرژی الکترومغناطیسی برای عملیات استفاده می‌کنند. بیایید به معروف ترین و رایج ترین انواع آن نگاه کنیم.

شتاب دهنده های جرم الکترومغناطیسی.

علاوه بر "تفنگ گاوس"، حداقل 2 نوع دیگر از شتاب دهنده های جرمی وجود دارد - شتاب دهنده های جرمی القایی (کویل تامپسون) و شتاب دهنده های جرم ریلی، که به عنوان "تفنگ ریلی" نیز شناخته می شوند.

عملکرد یک شتاب دهنده جرم القایی بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی است. یک جریان الکتریکی به سرعت در حال افزایش در یک سیم پیچ صاف ایجاد می شود که باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی متناوب در فضای اطراف آن می شود. یک هسته فریت در سیم پیچ وارد می شود که در انتهای آزاد آن حلقه ای از مواد رسانا قرار داده شده است. تحت تأثیر یک شار مغناطیسی متناوب که به حلقه نفوذ می کند، یک جریان الکتریکی در آن ایجاد می شود و یک میدان مغناطیسی در جهت مخالف نسبت به میدان سیم پیچ ایجاد می کند. با میدان خود، حلقه شروع به دور شدن از میدان سیم پیچ می کند و شتاب می گیرد و از انتهای آزاد میله فریت خارج می شود. هرچه پالس جریان در سیم پیچ کوتاه تر و قوی تر باشد، حلقه قوی تر به بیرون پرواز می کند.

عملکرد شتاب دهنده جرم ریلی متفاوت است. در آن، یک پرتابه رسانا بین دو ریل - الکترود (جایی که نام خود را گرفت - تفنگ راه آهن) حرکت می کند، که از طریق آن جریان تامین می شود.

منبع جریان به ریل ها در پایه آنها متصل است، بنابراین جریان به گونه ای جریان می یابد که گویی در تعقیب پرتابه است و میدان مغناطیسی ایجاد شده در اطراف هادی های حامل جریان کاملاً در پشت پرتابه رسانا متمرکز می شود. در این حالت، پرتابه یک هادی حامل جریان است که در میدان مغناطیسی عمودی ایجاد شده توسط ریل ها قرار می گیرد. طبق تمام قوانین فیزیک، پرتابه تحت نیروی لورنتس است که در جهت مخالف محل اتصال ریل ها هدایت می شود و پرتابه را شتاب می دهد. تعدادی از چیزها با ساخت تفنگ ریلی مرتبط است مشکلات جدی- پالس جریان باید آنقدر قوی و تیز باشد که پرتابه زمان تبخیر نداشته باشد (در نهایت جریان عظیمی از آن عبور می کند!) ، اما یک نیروی شتاب دهنده ایجاد می شود و آن را به جلو شتاب می دهد. بنابراین، مواد پرتابه و ریل باید دارای بالاترین رسانایی ممکن، پرتابه باید تا حد امکان جرم کمتری داشته باشد و منبع جریان باید تا حد امکان قدرت و اندوکتانس کمتری داشته باشد. با این حال، ویژگی شتاب دهنده ریلی این است که می تواند جرم های بسیار کم را تا سرعت های بسیار بالا شتاب دهد. در عمل، ریل ها از مس بدون اکسیژن با روکش نقره ساخته می شوند، از میله های آلومینیومی به عنوان پرتابه استفاده می شود، از باتری خازن های ولتاژ بالا به عنوان منبع تغذیه استفاده می شود و قبل از ورود به ریل سعی می کنند به خود پرتابه کمک کنند. بالاترین سرعت اولیه ممکن، با استفاده از تفنگ های پنوماتیک یا آتش.

علاوه بر شتاب‌دهنده‌های انبوه، سلاح‌های الکترومغناطیسی شامل منابع پرتوهای الکترومغناطیسی قدرتمندی مانند لیزر و مگنترون می‌شوند.

لیزر را همه می شناسند. این شامل یک سیال کاری است که در آن هنگام شلیک، یک جمعیت معکوس از سطوح کوانتومی با الکترون ها ایجاد می شود، یک تشدید کننده برای افزایش دامنه فوتون ها در داخل سیال کار، و یک ژنراتور که این جمعیت بسیار معکوس را ایجاد می کند. در اصل، وارونگی جمعیت در هر ماده ای ایجاد می شود، و امروزه راحت تر می توان گفت که لیزرها از چه چیزی ساخته نشده اند.

لیزرها را می توان بر اساس سیال کار طبقه بندی کرد: یاقوت، CO2، آرگون، هلیوم-نئون، حالت جامد (GaAs)، الکل و غیره، بر اساس حالت عملکرد: پالسی، پیوسته، شبه پیوسته، می توان بر اساس تعداد کوانتومی طبقه بندی کرد. سطوح مورد استفاده: 3 سطح، 4 سطح، 5 سطح. لیزرها نیز بر اساس فرکانس تابش تولید شده - مایکروویو، مادون قرمز، سبز، فرابنفش، اشعه ایکس و غیره طبقه بندی می شوند. راندمان لیزر معمولاً از 0.5٪ تجاوز نمی کند، اما اکنون وضعیت تغییر کرده است - لیزرهای نیمه هادی (لیزرهای حالت جامد مبتنی بر GaAs) بازدهی بیش از 30٪ دارند و امروزه می توانند تا 100 (!) وات قدرت خروجی داشته باشند. ، یعنی قابل مقایسه با لیزرهای قدرتمند یاقوت "کلاسیک" یا CO2. علاوه بر این، لیزرهای دینامیکی گاز نیز وجود دارند که کمترین شباهت را به انواع دیگر لیزرها دارند. تفاوت آنها در این است که آنها قادر به تولید یک پرتو مداوم از قدرت عظیم هستند که به آنها امکان استفاده برای اهداف نظامی را می دهد. در اصل لیزر دینامیک گاز یک موتور جت با تشدید کننده عمود بر جریان گاز است. گاز داغ خروجی از نازل در حالت وارونگی جمعیت است.

اگر یک تشدید کننده به آن اضافه کنید، یک جریان چند مگاواتی از فوتون ها به فضا پرواز می کند.

تفنگ های مایکروویو - واحد عملکردی اصلی مگنترون است - منبع قدرتمندی از تشعشعات مایکروویو. نقطه ضعف تفنگ‌های مایکروویو این است که استفاده از آنها حتی در مقایسه با لیزر بسیار خطرناک است - تشعشعات مایکروویو به شدت از موانع منعکس می‌شود و اگر در داخل خانه شلیک شود، به معنای واقعی کلمه همه چیز داخل آن تابش می‌کند! علاوه بر این، تشعشعات مایکروویو قدرتمند برای هر الکترونیک کشنده است، که باید در نظر گرفته شود.

و در واقع چرا دقیقاً "تفنگ گاوس" و نه پرتابگر دیسک تامپسون، تفنگ ریلی یا سلاح پرتو؟

واقعیت این است که در بین انواع سلاح های الکترومغناطیسی، این تفنگ گاوس است که ساده ترین ساخت آن است. علاوه بر این، راندمان نسبتاً بالایی در مقایسه با سایر شوترهای الکترومغناطیسی دارد و می تواند در ولتاژهای پایین کار کند.

در پیچیده ترین مرحله بعدی شتاب دهنده های القایی - پرتاب کننده های دیسک تامپسون (یا ترانسفورماتور) قرار دارند. عملکرد آنها به ولتاژ کمی بالاتر از گاوسی معمولی نیاز دارد، سپس، شاید از نظر پیچیدگی، لیزرها و مایکروویوها قرار گیرند و در آخرین مکان، تفنگ ریلی قرار دارد که به مصالح ساختمانی گران قیمت، محاسبه بی عیب و نقص و دقت ساخت، گران قیمت و انرژی منبع قدرتمند (باتری از خازن های ولتاژ بالا) و بسیاری چیزهای گران قیمت دیگر.

علاوه بر این، اسلحه گاوس، علیرغم سادگی، دارای فضای فوق العاده زیادی برای راه حل های طراحی و تحقیقات مهندسی است - بنابراین این جهت بسیار جالب و امیدوارکننده است.

تفنگ مایکروویو DIY

قبل از هر چیز به شما هشدار می دهم: این سلاح بسیار خطرناک است؛ در هنگام ساخت و کار از حداکثر احتیاط استفاده کنید!

خلاصه بهت هشدار دادم حالا بیایید تولید را شروع کنیم.

ما هر اجاق مایکروویو را می گیریم، ترجیحاً کم مصرف ترین و ارزان ترین.

اگر سوخته باشد، مهم نیست - تا زمانی که مگنترون کار می کند. در اینجا نمودار ساده و نمای داخلی آن است.

1. چراغ روشنایی.
2. سوراخ های تهویه.
3. مگنترون.
4. آنتن.
5. موجبر.
6. خازن.
7. ترانسفورماتور.
8. کنترل پنل.
9. رانندگی کنید.
10. سینی چرخان.
11. جداکننده با غلطک.
12. چفت در.

بعد، همین مگنترون را از آنجا استخراج می کنیم. مگنترون به عنوان یک مولد قدرتمند نوسانات الکترومغناطیسی در محدوده امواج مایکروویو برای استفاده در سیستم های راداری توسعه داده شد. اجاق های مایکروویو حاوی مگنترون با فرکانس مایکروویو 2450 مگاهرتز هستند. عملکرد یک مگنترون از فرآیند حرکت الکترون در حضور دو میدان - مغناطیسی و الکتریکی، عمود بر یکدیگر استفاده می کند. مگنترون یک لوله یا دیود دو الکترودی است که حاوی یک کاتد گرم است که الکترون و یک آند سرد ساطع می کند. مگنترون در یک میدان مغناطیسی خارجی قرار می گیرد.

اسلحه گاوس DIY

آند مگنترون یک ساختار یکپارچه پیچیده با یک سیستم تشدید کننده لازم برای پیچیده کردن ساختار میدان الکتریکی داخل مگنترون دارد. میدان مغناطیسی توسط سیم پیچ هایی با جریان (الکترومغناطیس) ایجاد می شود که بین قطب های آن یک مگنترون قرار می گیرد. اگر میدان مغناطیسی وجود نداشت، الکترون‌هایی که از کاتد به بیرون پرواز می‌کنند، تقریباً بدون سرعت اولیه در میدان الکتریکی در امتداد خطوط مستقیم عمود بر کاتد حرکت می‌کنند و همه به آند ختم می‌شوند. در حضور میدان مغناطیسی عمود بر مدارهای الکترون توسط نیروی لورنتس خم می شود.

در بازار رادیویی ما مگنترون های دست دوم را به قیمت 15e می فروشیم.

این یک مگنترون در مقطع و بدون رادیاتور است.

اکنون باید نحوه برق رسانی آن را بیابید. نمودار نشان می دهد که فیلامنت مورد نیاز 3V 5A و آند 3kV 0.1A است. مقادیر توان نشان داده شده برای مگنترون های مایکروویو ضعیف اعمال می شود و برای موارد قدرتمند ممکن است کمی بالاتر باشد. قدرت مگنترون مدرن اجاق های مایکروویوحدود 700 وات است.

برای فشردگی و تحرک تفنگ مایکروویو، این مقادیر را می توان تا حدودی کاهش داد - تا زمانی که تولید اتفاق بیفتد. ما مگنترون را از مبدل با باتری از منبع تغذیه بدون وقفه کامپیوتر تغذیه می کنیم.

مقدار نامی 12 ولت 7.5 آمپر است. چند دقیقه نبرد باید کافی باشد. گرمای مگنترون 3 ولت است که با استفاده از تراشه تثبیت کننده LM150 به دست می آید.

توصیه می شود چند ثانیه قبل از روشن کردن ولتاژ آند، گرما را روشن کنید. و ما کیلو ولت را از مبدل به آند می بریم (نمودار زیر را ببینید).

برق فیلامنت و P210 با روشن کردن کلید ضامن اصلی چند ثانیه قبل از شلیک تامین می شود و خود شلیک با دکمه ای که برق اسیلاتور اصلی P217 را تامین می کند، شلیک می شود. داده های ترانسفورماتور از همین مقاله گرفته شده است، فقط ما ثانویه Tr2 را با 2000 - 3000 دور PEL0.2 می پیچیم. از سیم پیچ حاصل، جریان متناوب به یک یکسوساز نیمه موج ساده وارد می شود.

یک خازن و دیود ولتاژ بالا را می توان از مایکروویو گرفت، یا، اگر در دسترس نیست، با دیود 0.5 μF - 2 کیلو ولت - KTs201E جایگزین کرد.

برای هدایت تابش و قطع لوب های معکوس (به طوری که گیر نکند)، مگنترون را در شیپور قرار می دهیم. برای این کار از بوق فلزی زنگ مدرسه یا بلندگوهای استادیوم استفاده می کنیم. به عنوان آخرین راه حل، می توانید یک قوطی رنگ لیتری استوانه ای استفاده کنید.

کل تفنگ مایکروویو در یک محفظه ساخته شده از یک لوله ضخیم با قطر 150-200 میلی متر قرار می گیرد.

خوب، تفنگ آماده است. می توان از آن برای سوختن رایانه های داخلی و دزدگیر اتومبیل، سوختن مغز و تلویزیون استفاده کرد همسایگان بد، شکار موجودات دونده و پرواز. امیدوارم هرگز این سلاح مایکروویو را پرتاب نکنید - برای امنیت خودتان.

گردآوری شده توسط: Patlakh V.V.
http://patlah.ru

توجه!

توپ گاوس (تفنگ گاوس)

نام های دیگر: تفنگ گاوس، تفنگ گاوس، تفنگ گاوس، تفنگ گاوس، تفنگ شتاب دهنده.

تفنگ گاوس (یا نوع بزرگتر آن، تفنگ گاوس)، مانند تفنگ ریلی، یک سلاح الکترومغناطیسی است.

تفنگ گاوس

در حال حاضر هیچ نمونه صنعتی نظامی وجود ندارد، اگرچه تعدادی از آزمایشگاه ها (عمدتا آماتور و دانشگاه) به طور مداوم بر روی ساخت این سلاح ها کار می کنند. این سیستم به افتخار دانشمند آلمانی کارل گاوس (1777-1855) نامگذاری شده است. من شخصاً نمی توانم بفهمم که چرا ریاضیدان اینقدر ترسیده بود (هنوز نمی توانم، یا بهتر است بگویم، اطلاعات مربوطه را ندارم). گاوس در مقایسه با اورستد، آمپر، فارادی یا ماکسول بسیار کمتر با نظریه الکترومغناطیس ارتباط داشت، اما با این وجود، اسلحه به افتخار او نامگذاری شد. نام گیر کرده است و بنابراین ما نیز از آن استفاده خواهیم کرد.

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد:
تفنگ گاوس متشکل از سیم پیچ ها (مغناطیس های الکترومغناطیس قدرتمند) است که بر روی لوله ای ساخته شده از دی الکتریک نصب شده اند. هنگامی که جریان اعمال می شود، آهنرباهای الکتریکی یکی پس از دیگری برای لحظه ای کوتاه در جهت گیرنده به بشکه روشن می شوند. آنها به نوبت یک گلوله فولادی را جذب می کنند (سوزن، دارت یا پرتابه، اگر در مورد توپ صحبت کنیم) و در نتیجه آن را به سرعت های قابل توجهی شتاب می دهند.

مزایای سلاح:
1. نداشتن کارتریج. این به شما امکان می دهد تا ظرفیت مجله را به میزان قابل توجهی افزایش دهید. به عنوان مثال، یک خشاب که 30 گلوله دارد می تواند 100-150 گلوله را بارگیری کند.
2. سرعت آتش بالا. از نظر تئوری، این سیستم به شما امکان می دهد حتی قبل از اینکه گلوله قبلی از لوله خارج شود، شتاب دادن به گلوله بعدی را شروع کنید.
3. تیراندازی بی صدا. طراحی خود سلاح به شما امکان می دهد تا از شر اکثر اجزای صوتی شلیک خلاص شوید (به بررسی ها مراجعه کنید)، بنابراین تیراندازی از تفنگ گاوس مانند یک سری ضربات به سختی قابل شنیدن به نظر می رسد.
4. بدون فلاش unmasking. این خاصیت به ویژه در شب مفید است.
5. پس زدن کم. به همین دلیل هنگام شلیک، لوله سلاح عملاً بلند نمی شود و در نتیجه دقت شلیک افزایش می یابد.
6. قابلیت اطمینان. تفنگ گاوس از فشنگ استفاده نمی کند و بنابراین مسئله مهمات با کیفیت پایین بلافاصله ناپدید می شود. اگر علاوه بر این، عدم وجود مکانیزم شلیک را به خاطر بیاوریم، می توان مفهوم "اشتعال نادرست" را مانند یک رویای بد فراموش کرد.
7. افزایش مقاومت در برابر سایش. این خاصیت به دلیل کم بودن قطعات متحرک، بار کم بر قطعات و قطعات در هنگام تیراندازی و عدم وجود محصولات احتراق باروت می باشد.
8. امکان استفاده به عنوان در فضای بیرونیو در جوهایی که احتراق باروت را سرکوب می کند.
9. سرعت گلوله قابل تنظیم. این عملکرد اجازه می دهد تا در صورت لزوم، سرعت گلوله زیر صدا را کاهش دهید. در نتیجه، پاپ های مشخصه ناپدید می شوند و تفنگ گاوس کاملاً بی صدا می شود و بنابراین برای عملیات ویژه مخفی مناسب است.

معایب سلاح:
از معایب تفنگ های گاوس اغلب به موارد زیر اشاره می شود: راندمان پایین، مصرف انرژی بالا، وزن و ابعاد زیاد، زمان شارژ طولانی برای خازن ها و .... می خواهم بگویم همه این مشکلات فقط به دلیل سطح تکنولوژی روز است. توسعه. تفنگ گاوس در آینده با ایجاد منابع فشرده و قدرتمند قدرت، با استفاده از مواد ساختاری و ابررساناهای جدید، واقعاً می تواند به سلاحی قدرتمند و مؤثر تبدیل شود.

البته در ادبیات، ادبیات خارق‌العاده، ویلیام کیث در سری «پنجمین لژیون خارجی» لژیونرها را با تفنگ گاوس مسلح کرد. (یکی از کتاب های مورد علاقه من!) این کتاب همچنین در خدمت نظامیان سیاره کلیساند بود، که جیم دی گریس در رمان هریسون "انتقام موش از جنس استنلس استیل" به آنها رسید. آنها می گویند که Gausovka در کتاب های سری S.T.A.L.K.E.R نیز یافت می شود، اما من فقط پنج مورد از آنها را خوانده ام. من چنین چیزی را در آنجا پیدا نکردم و به جای دیگران صحبت نمی کنم.

در مورد کار شخصی ام، در رمان جدیدم "غارتگران" یک گاوس کارابین متل-16 ساخت تولا را به شخصیت اصلیم سرگئی کورن دادم. درست است، او فقط در ابتدای کتاب صاحب آن بود. پس از همه، او شخصیت اصلی است، به این معنی که او حق دارد یک تفنگ تاثیرگذارتر داشته باشد.

اولگ شووکوننکو

نظرات و نظرات:

اسکندر 29/12/13
طبق نکته 3 شلیک با سرعت گلوله مافوق صوت در هر صورت بلند خواهد بود. به همین دلیل برای سلاح های بی صدااز کارتریج های زیر صوت ویژه استفاده می شود.
بر اساس بند 5، پس زدن در هر سلاحی که به «اشیاء مادی» شلیک می‌کند، ذاتی خواهد بود و به نسبت جرم گلوله و سلاح و نیروی نیروی شتاب‌دهنده گلوله بستگی دارد.
طبق بند 8 هیچ جوی نمی تواند بر احتراق باروت در یک کارتریج مهر و موم شده تأثیر بگذارد. در فضای بیرونی، سلاح گرم نیز شلیک می کند.
مشکل فقط می تواند در پایداری مکانیکی قطعات سلاح و خواص روان کننده در دماهای بسیار پایین باشد. اما این مسئله قابل حل است و در سال 1972 شلیک آزمایشی در فضای خارج از یک توپ مداری از ایستگاه مداری نظامی OPS-2 (Salyut-3) انجام شد.

اولگ شووکوننکو
اسکندر، خوب است که آن را نوشتی.

صادقانه بگویم، من بر اساس درک خودم از موضوع، توضیحاتی در مورد سلاح انجام دادم. اما شاید من در مورد چیزی اشتباه کردم. بیایید نقطه به نقطه آن را با هم بفهمیم.

نقطه شماره 3. "تیراندازی بی صدا."
تا آنجا که من می دانم، صدای شلیک از هر سلاح گرم شامل چندین جزء است:
1) صدا، یا بهتر است بگوییم، صداهای عملکرد مکانیسم سلاح. این شامل ضربه پین شلیک به کپسول، به صدا در آمدن پیچ و غیره است.
2) صدای ایجاد شده توسط هوای پر شدن بشکه قبل از شلیک. هم توسط گلوله و هم گازهای پودری که از کانال های تفنگ تراوش می کنند جابجا می شود.
3) صدایی که خود گازهای پودری در هنگام انبساط و سرد شدن ناگهانی ایجاد می کنند.
4) صدای ایجاد شده توسط یک موج شوک صوتی.
سه امتیاز اول اصلاً در مورد گاوسی صدق نمی کند.

من یک سوال در مورد هوا در بشکه پیش بینی می کنم، اما در یک بشکه قدیمی گاوس اصلاً لازم نیست که جامد و لوله ای باشد، به این معنی که مشکل خود به خود از بین می رود. بنابراین نقطه شماره 4 باقی می ماند که دقیقاً همان چیزی است که شما اسکندر در مورد آن صحبت می کنید. می خواهم بگویم که موج شوک آکوستیک با بلندترین قسمت شات فاصله دارد. صدا خفه کن سلاح های مدرنآنها عملاً اصلاً با آن مبارزه نمی کنند. و با این حال، سلاح گرم با صدا خفه کن هنوز هم بی صدا نامیده می شود. در نتیجه، گاوسی را می توان بی صدا نیز نامید. در ضمن خیلی ممنون که بهم یادآوری کردی فراموش کردم از مزایای تفنگ گاوس به قابلیت تنظیم سرعت گلوله اشاره کنم. از این گذشته، امکان تنظیم حالت مافوق صوت (که باعث می شود سلاح کاملاً بی صدا باشد و برای اقدامات مخفیانه در نبردهای نزدیک در نظر گرفته شود) و مافوق صوت (این برای جنگ واقعی است) وجود دارد.

نقطه شماره 5. "تقریبا غیبت کاملبرگشت."
البته تفنگ گازی لگد هم دارد. ما بدون او کجا بودیم؟! قانون بقای حرکت هنوز لغو نشده است. فقط اصل عمل یک تفنگ گاوس باعث می شود که مانند یک اسلحه گرم، منفجر نشود، بلکه کشیده و صاف باشد، و بنابراین برای تیرانداز بسیار کمتر قابل توجه است. اگر چه، صادقانه بگویم، اینها فقط شبهات من است. تا حالا اینجوری تفنگ شلیک نکرده بودم :))

نقطه شماره 8. “امکان استفاده مانند فضای بیرونی...”.
خب، من اصلاً در مورد عدم امکان استفاده از سلاح گرم در فضای بیرونی چیزی نگفتم. فقط باید به گونه ای بازسازی شود، بنابراین بسیاری از مشکلات فنی باید حل شوند که ایجاد یک تفنگ گاوس آسان تر خواهد بود :)) در مورد سیاراتی با جو خاص، استفاده از سلاح گرم در آنها واقعاً می تواند باشد. نه تنها دشوار، بلکه ناامن است. اما این قبلاً از قسمت فانتزی است، در واقع همان کاری است که بنده حقیر شما انجام می دهد.

ویاچسلاو 04/05/14
با تشکر از داستان جالبدر مورد سلاح همه چیز بسیار در دسترس است و در قفسه ها گذاشته شده است. من همچنین یک نمودار برای وضوح بیشتر می خواهم.

اولگ شووکوننکو
ویاچسلاو، همانطور که شما پرسیدید، شماتیک را درج کردم).

علاقه مند 02.22.15
"چرا تفنگ گاوس؟" - ویکی پدیا می گوید که چون او پایه های نظریه الکترومغناطیس را بنا نهاد.

اولگ شووکوننکو
اولاً بر اساس این منطق، بمب هوایی را باید "بمب نیوتن" نامید، زیرا با رعایت قانون به زمین می افتد. جاذبه جهانی. ثانیاً در همان ویکی پدیا در مقاله «برهم کنش الکترومغناطیسی» اصلاً گاوس ذکر نشده است. خوب است که همه ما افراد تحصیل کرده ای هستیم و به یاد داشته باشیم که گاوس قضیه ای به همین نام را استخراج کرده است. درست است، این قضیه در معادلات کلی‌تر ماکسول گنجانده شده است، بنابراین به نظر می‌رسد گاوس در اینجا با «پایه‌گذاری نظریه الکترومغناطیس» به مسیر خود بازگشته است.

Evgeniy 05.11.15
تفنگ گاوس نامی ساخته شده برای این سلاح است. اولین بار در بازی افسانه ای پسا آخرالزمانی Fallout 2 ظاهر شد.

روم 26/11/16
1) در مورد اینکه گاوس چه ارتباطی با نام دارد) در ویکی پدیا بخوانید، اما نه الکترومغناطیس، بلکه قضیه گاوس؛ این قضیه اساس الکترومغناطیس است و مبنای معادلات ماکسول است.
2) غرش یک شلیک عمدتاً به دلیل انبساط شدید گازهای پودری است. چون گلوله مافوق صوت است و 500 متر از لوله بریده شده است اما صدای غرشی از آن نمی آید! فقط یک سوت از هوا که توسط موج ضربه ای گلوله قطع می شود و بس!)
3) در مورد این که می گویند نمونه های اسلحه کوچک وجود دارد و سکوت می کنند زیرا می گویند گلوله مادون صوت است - این مزخرف است! وقتی هر استدلالی ارائه می شود، باید اصل موضوع را درک کنید! شلیک ساکت است نه به دلیل مافوق صوت بودن گلوله، بلکه به دلیل عدم خروج گازهای پودری از لوله! در مورد تپانچه PSS در Wik بخوانید.

اولگ شووکوننکو
رومن، آیا به طور تصادفی از بستگان گاوس هستید؟ شما بیش از حد با غیرت از حق او در این نام دفاع می کنید. من شخصاً کاری ندارم، اگر مردم آن را دوست دارند، بگذارید یک تفنگ گاوس باشد. همانطور که برای هر چیز دیگری، بررسی های مقاله را بخوانید، موضوع بی صدا قبلاً در آنجا به تفصیل مورد بحث قرار گرفته است. من نمی توانم چیز جدیدی به این اضافه کنم.

داشا 03/12/17
من علمی تخیلی می نویسم. نظر: شتاب سلاح آینده است. من حق تقدم در این سلاح را به یک خارجی نسبت نمی دهم. شتاب روسیه مطمئناً غرب پوسیده را پیش خواهد برد. بهتر است به یک خارجی فاسد این حق را ندهیم که اسلحه را به نام گنده اش صدا کند! روس ها افراد باهوش زیادی دارند! (به طور غیر شایسته فراموش شده است). به هر حال ، مسلسل (تفنگ) Gatling دیرتر از SOROKA روسی (سیستم لوله چرخان) ظاهر شد. گاتلینگ به سادگی یک ایده دزدیده شده از روسیه را ثبت کرد. (از این به بعد او را گات گاتل می نامیم!). بنابراین گاوس هم کاری به سلاح های شتاب دهنده ندارد!

اولگ شووکوننکو
داشا، میهن پرستی البته خوب است، اما فقط سالم و معقول است. اما به قول خودشان با تفنگ گاوس قطار رفت. این اصطلاح قبلاً مانند بسیاری دیگر مطرح شده است. ما مفاهیم را تغییر نخواهیم داد: اینترنت، کاربراتور، فوتبال و غیره. با این حال، نام این یا آن اختراع چندان مهم نیست، نکته اصلی این است که چه کسی می تواند آن را به کمال برساند یا، مانند مورد تفنگ گاوس، حداقل به حالت جنگی. متأسفانه، من هنوز در مورد توسعه جدی سیستم های گاوس رزمی، چه در روسیه و چه در خارج از کشور نشنیده ام.

بوژکوف الکساندر 09.26.17
همه چیز روشن است. اما آیا می توان مقالاتی در مورد انواع دیگر سلاح ها اضافه کرد؟: در مورد تفنگ ترمیت، الکترو پرتاب کننده، BFG-9000، کمان پولادی گاوس، مسلسل اکتوپلاسمی.

یک نظر بنویسید

تپانچه گاوس DIY

تپانچه گاوس علیرغم اندازه نسبتا متوسطش جدی ترین سلاحی است که تا به حال ساخته ایم. از همان مراحل اولیه ساخت، کوچکترین بی احتیاطی در کار با دستگاه یا تک تک اجزای آن می تواند منجر به برق گرفتگی شود.

تفنگ گاوس. ساده ترین طرح

مراقب باش!

عنصر قدرت اصلی تفنگ ما سلف است

تفنگ گاوس اشعه ایکس

محل اتصالات روی مدار شارژ دوربین یکبار مصرف کداک

داشتن سلاحی که حتی در بازی‌های رایانه‌ای، فقط در آزمایشگاه دانشمندان دیوانه یا در نزدیکی یک پورتال زمانی برای آینده یافت می‌شود، جالب است. تماشای اینکه چگونه افراد بی تفاوت نسبت به فناوری به طور غیرارادی نگاه خود را به دستگاه خیره می کنند و گیمرهای مشتاق با عجله فک خود را از روی زمین بلند می کنند - برای این کار ارزش آن را دارد که یک روز را برای مونتاژ یک توپ گاوس صرف کنید.

طبق معمول، تصمیم گرفتیم با ساده ترین طراحی - یک تفنگ القایی تک سیم پیچ شروع کنیم. آزمایش‌هایی با شتاب چند مرحله‌ای یک پرتابه به مهندسان الکترونیک باتجربه واگذار شد که توانستند یک سیستم سوئیچینگ پیچیده با استفاده از تریستورهای قدرتمند بسازند و لحظات فعال‌سازی متوالی سیم‌پیچ‌ها را تنظیم کنند. در عوض، ما بر توانایی ایجاد یک ظرف با استفاده از مواد اولیه در دسترس تمرکز کردیم. بنابراین، برای ساختن یک توپ گاوس، اول از همه باید به خرید بروید. در فروشگاه رادیو باید چندین خازن با ولتاژ 350-400 ولت و ظرفیت کل 1000-2000 میکروفاراد، سیم مسی لعاب دار با قطر 0.8 میلی متر، محفظه باتری برای کرونا و دو 1.5 ولت C- خریداری کنید. نوع باتری، یک سوئیچ ضامن و یک دکمه. در کالاهای عکاسی، پنج دوربین یکبار مصرف کداک، در قطعات خودرو - یک رله چهار پین ساده از یک ژیگولی، در "محصولات" - یک بسته نی کوکتل، و در "اسباب بازی" - یک تپانچه پلاستیکی، مسلسل، تفنگ ساچمه ای. ، تفنگ ساچمه ای یا هر تفنگ دیگری که می خواهید آن را به سلاح آینده تبدیل کنید.

بیا دیوانه شویم

عنصر قدرت اصلی تفنگ ما سلف است. با ساخت آن ارزش شروع مونتاژ سلاح را دارد. یک تکه نی به طول 30 میلی متر و دو واشر بزرگ (پلاستیک یا مقوا) بردارید، آنها را با استفاده از پیچ و مهره در یک ماسوره مونتاژ کنید. سیم لعابی را با دقت روی آن بپیچید، به نوبه خود بچرخانید (با قطر سیم بزرگ این کار بسیار ساده است). مراقب باشید که اجازه ندهید که سیم خمیده شود یا به عایق آسیب نرساند. پس از اتمام لایه اول، آن را با چسب پر کنید و لایه بعدی را شروع کنید. این کار را با هر لایه انجام دهید. در کل باید 12 لایه را باد کنید. سپس می توانید قرقره را جدا کنید، واشرها را بردارید و قرقره را روی یک نی بلند قرار دهید که به عنوان بشکه عمل می کند. یک سر نی باید وصل شود. بررسی سیم پیچ تمام شده با اتصال آن به یک باتری 9 ولتی آسان است: اگر وزن را حفظ کند. گیره کاغذ، پس به موفقیت رسیده اید. می توانید یک نی را داخل سیم پیچ قرار دهید و آن را به عنوان یک شیر برقی آزمایش کنید: باید به طور فعال یک گیره کاغذ را به داخل خود بکشد و هنگامی که به صورت پالسی متصل می شود، حتی آن را به اندازه 20 تا 30 سانتی متر از بشکه بیرون بیاندازد.

تجزیه مقادیر

یک باتری خازن برای تولید یک پالس الکتریکی قدرتمند ایده آل است (از این نظر، ما با سازندگان قوی ترین تفنگ های ریلی آزمایشگاهی موافقیم). خازن ها نه تنها به دلیل ظرفیت بالای انرژی خود، بلکه به دلیل توانایی آنها برای آزاد کردن تمام انرژی در مدت زمان بسیار کوتاه، قبل از رسیدن پرتابه به مرکز سیم پیچ، خوب هستند. با این حال، خازن ها باید به نحوی شارژ شوند. خوشبختانه، شارژر مورد نیاز ما در هر دوربینی موجود است: یک خازن در آنجا برای تولید یک پالس ولتاژ بالا برای الکترود احتراق فلاش استفاده می‌شود. دوربین های یکبار مصرف برای ما بهترین کار را دارند زیرا خازن و "شارژر" تنها اجزای الکتریکی آنها هستند، به این معنی که خارج کردن مدار شارژ از آنها یک تکه کیک است.

جدا کردن دوربین یکبار مصرف مرحله ای است که باید مراقب باشید. هنگام باز کردن کیس، سعی کنید عناصر مدار الکتریکی را لمس نکنید: خازن می تواند شارژ را برای مدت طولانی حفظ کند. پس از دسترسی به خازن، ابتدا پایانه های آن را با یک پیچ گوشتی با دسته دی الکتریک متصل کنید. فقط پس از این می توانید بدون ترس از برق گرفتگی تخته را لمس کنید. براکت های باتری را از مدار شارژ خارج کنید، خازن را از لحیم خارج کنید، یک جامپر را به مخاطبین دکمه شارژ لحیم کنید - دیگر به آن نیاز نخواهیم داشت. حداقل پنج تخته شارژ را به این ترتیب آماده کنید. به محل مسیرهای رسانا روی برد توجه کنید: می توانید به همان عناصر مدار در مکان های مختلف متصل شوید.

تعیین اولویت ها

انتخاب ظرفیت خازن یک موضوع مصالحه بین انرژی شلیک و زمان شارژ تفنگ است. ما روی چهار خازن 470 میکروفاراد (400 ولت) که به صورت موازی وصل شده اند مستقر شدیم. قبل از هر شات، حدود یک دقیقه منتظر سیگنال های LED در مدارهای شارژ هستیم که نشان می دهد ولتاژ خازن ها به 330 ولت مورد نیاز رسیده است. با اتصال چند محفظه باتری 3 ولتی می توان فرآیند شارژ را تسریع کرد. به موازات مدارهای شارژ با این حال، شایان ذکر است که باتری های قدرتمند "C" دارای جریان بیش از حد برای مدارهای دوربین ضعیف هستند. برای جلوگیری از سوختن ترانزیستورهای روی بردها، هر مجموعه 3 ولتی باید دارای 3 تا 5 مدار شارژ به صورت موازی باشد. در اسلحه ما، تنها یک محفظه باتری به "شارژرها" متصل است. بقیه به عنوان فروشگاه یدکی خدمت می کنند.

تعریف مناطق ایمنی

ما به کسی توصیه نمی کنیم که دکمه ای را زیر انگشت خود نگه دارد که باتری خازن های 400 ولتی را تخلیه می کند. برای کنترل فرود بهتر است رله نصب شود. مدار کنترل آن از طریق دکمه شاتر به یک باتری 9 ولتی متصل می شود و مدار کنترل به مدار بین سیم پیچ و خازن ها متصل می شود. یک نمودار شماتیک به شما در مونتاژ صحیح تفنگ کمک می کند. هنگام مونتاژ یک مدار ولتاژ بالا، از سیمی با سطح مقطع حداقل یک میلی متر استفاده کنید؛ هر سیم نازکی برای مدارهای شارژ و کنترل مناسب است.

هنگام آزمایش با مدار، به یاد داشته باشید: خازن ها ممکن است دارای بار باقی مانده باشند. قبل از دست زدن به آنها با اتصال کوتاه تخلیه کنید.

بیایید آن را جمع بندی کنیم

فرآیند عکسبرداری به این صورت است: کلید برق را روشن کنید. صبر کنید تا LED ها به خوبی بدرخشند. پرتابه را در بشکه پایین بیاورید تا کمی پشت سیم پیچ قرار گیرد. برق را خاموش کنید تا هنگام شلیک، باتری ها از خود انرژی نگیرند. هدف بگیرید و دکمه شاتر را فشار دهید. نتیجه تا حد زیادی به جرم پرتابه بستگی دارد. با استفاده از یک میخ کوتاه با سر گاز گرفته شده، موفق شدیم از طریق یک قوطی نوشیدنی انرژی زا شلیک کنیم که منفجر شد و نیمی از دفتر تحریریه را زیر آب گرفت. سپس تفنگ که از نوشابه چسبنده پاک شده بود، از فاصله پنجاه متری میخ را به دیوار پرتاب کرد. و سلاح ما بدون هیچ پوسته ای به قلب طرفداران علمی تخیلی و بازی های رایانه ای ضربه می زند.