Ako vyrobiť silné Gaussovo delo. Ako vyrobiť viacstupňovú gaussovu zbraň

19. novembra 2014

Redaktori Vedeckej diskusie najskôr blahoželajú všetkým strelcom a strelcom! Koniec koncov, dnes je 19. november - deň raketové sily a delostrelectva. Pred 72 rokmi, 19. novembra 1942, začala silná ofenzívna príprava protiofenzívy Červenej armády počas bitky o Stalingrad.

Preto sme dnes pre vás pripravili publikáciu venovanú delám, nie však obyčajným, ale Gaussovým delom!

Muž, aj keď sa stane dospelým, zostáva vo svojej duši chlapcom, menia sa iba jeho hračky. Počítačové hry sa stal skutočnou spásou pre úctyhodných strýkov, ktorí v detstve nedokončili „vojnu“ a teraz majú možnosť všetko dohnať.

Počítačové akčné filmy majú často futuristické zbrane, ktoré v nich nenájdete skutočný život- slávne Gaussovo delo, ktoré môže odhodiť nejaký bláznivý profesor, alebo ho možno náhodne nájsť v tajnej kronike.

Je možné získať Gaussovo delo v reálnom živote?

Ukazuje sa, že je to možné a nie je to také ťažké urobiť, ako by sa na prvý pohľad mohlo zdať. Poďme radšej zistiť, čo je to Gaussovo delo v klasickom zmysle. Gaussovo delo je zbraň, ktorá využíva metódu elektromagnetického zrýchľovania hmôt.

Konštrukcia tejto impozantnej zbrane je založená na solenoide - valcovom vinutí drôtov, kde je dĺžka drôtu mnohonásobne väčšia ako priemer vinutia. Keď je aplikovaný elektrický prúd, v dutine cievky (solenoidu) vznikne silné magnetické pole. Vtiahne strelu do solenoidu.

Ak v okamihu, keď sa strela dostane do stredu, odstráňte napätie, potom magnetické pole nezabráni pohybu telesa zotrvačnosťou a vyletí z cievky.

Zostavenie Gaussovej zbrane doma

Aby sme vytvorili gaussovské delo vlastnými rukami, potrebujeme najskôr induktor. Smaltovaný drôt opatrne naviňte na cievku, bez ostrých ohybov, aby ste nijakým spôsobom nepoškodili izoláciu.

Po navinutí naplňte prvú vrstvu lepidlom, počkajte, kým nezaschne, a pokračujte ďalšou vrstvou. Rovnakým spôsobom musíte navinúť 10-12 vrstiev. Hotovú cievku sme položili na budúci hlaveň zbrane. Na jeden z jeho okrajov by mala byť zasunutá zástrčka.

Na získanie silného elektrického impulzu je kondenzátorová banka dokonalá. Sú schopní krátkodobo uvoľniť uloženú energiu, kým sa guľka nedostane do stredu cievky.

Na nabíjanie kondenzátorov budete potrebovať nabíjačku. Vo fotografických prístrojoch existuje vhodné zariadenie, ktoré slúži na generovanie blesku. Samozrejme, nehovoríme o drahom modeli, ktorý budeme pitvať, ale jednorazové Kodaky áno.

Navyše v nich, okrem nabíjania a kondenzátora, nie sú žiadne ďalšie elektrické prvky. Pri rozoberaní fotoaparátu dávajte pozor, aby ste nezasiahli elektrický šok... Pokojne vyberte svorky batérie z nabíjacieho zariadenia, odspájkujte kondenzátor.

Preto musíte pripraviť približne 4-5 dosiek (viac sa dá urobiť, ak to túžba a možnosti dovoľujú). Otázka výberu kondenzátora vás núti rozhodnúť sa medzi silou výstrelu a časom potrebným na nabitie. Veľký kondenzátor vyžaduje dlhší čas, čím sa zníži rýchlosť streľby, takže bude potrebné nájsť kompromis.

LED prvky namontované na nabíjacích okruhoch indikujú svetlom, že bola dosiahnutá požadovaná úroveň nabitia. Samozrejme môžete pripojiť ďalšie nabíjacie obvody, ale nepreháňajte to, aby ste omylom nespálili tranzistory na doskách. Aby sa batéria vybila, je z bezpečnostných dôvodov najlepšie nainštalovať relé.

Riadiaci obvod je pripojený k batérii pomocou uvoľňovacieho tlačidla a riadený obvod je pripojený k obvodu medzi cievkou a kondenzátormi. Na výstrel je potrebné dodať systému elektrickú energiu a po svetelnom signáli nabiť zbraň. Vypnite napájanie, zamierte a vystreľte!

Ak vás proces uniesol a prijatý výkon nestačí, môžete začať vytvárať viacstupňové Gaussovo delo, pretože by to malo byť práve to.

Ahojte všetci. V tomto článku sa budeme zaoberať tým, ako vyrobiť prenosnú elektromagnetickú gaussovskú pištoľ zostavenú pomocou mikrokontroléra. O Gaussovom dele som sa, samozrejme, nadchol, ale niet pochýb, že ide o elektromagnetické delo. Toto zariadenie na mikrokontroléri bol vyvinutý s cieľom naučiť začiatočníkov programovať mikrokontroléry na príklade konštrukcie elektromagnetickej pištole vlastnými rukami. Pozrime sa na niektoré konštrukčné body tak v samotnej Gaussovej elektromagnetickej pištoli, ako aj v programe pre mikrokontrolér.

Od samého začiatku sa musíte rozhodnúť o priemere a dĺžke hlavne samotnej pištole a materiáli, z ktorého bude vyrobená. Spod ortuťového teplomera som použil plastové puzdro s priemerom 10 mm, pretože som ho nechal ležať nečinné. Môžete použiť akékoľvek dostupný materiál, ktorý má neferomagnetické vlastnosti. Je to sklo, plast medená rúrka atď. Dĺžka hlavne môže závisieť od počtu použitých elektromagnetických cievok. V mojom prípade sú použité štyri elektromagnetické cievky, dĺžka hlavne je dvadsať centimetrov.

Pokiaľ ide o priemer použitej trubice, v procese prevádzky elektromagnetická pištoľ ukázala, že je potrebné vziať do úvahy priemer hlavne vzhľadom na použitý projektil. Jednoducho povedané, priemer hlavne by nemal byť oveľa väčší ako priemer použitej strely. V ideálnom prípade by hlaveň elektromagnetickej pištole mala zapadnúť pod samotný projektil.

Materiálom na vytváranie škrupín bola os z tlačiarne s priemerom päť milimetrov. Od tohto materiálu a bolo vyrobených päť prírezov s dĺžkou 2,5 centimetra. Aj keď môžete použiť aj oceľové polotovary, povedzme z drôtu alebo elektródy - čokoľvek nájdete.

Je potrebné dbať na hmotnosť samotného projektilu. Hmotnosť by mala byť čo najmenšia. Moje škrupiny sú trochu ťažké.

Pred vytvorením tejto zbrane sa uskutočnili experimenty. Prázdna pasta z držadla sa použila ako hlaveň a ihla sa použila ako strela. Ihla ľahko prerazila kryt zásobníka inštalovaného v blízkosti elektromagnetickej pištole.

Pretože pôvodná Gaussova elektromagnetická pištoľ je postavená na princípe nabíjania kondenzátora vysokým napätím, rádovo tristo voltov, z bezpečnostných dôvodov by ho mali začínajúci rádioamatéri napájať nízkym napätím, rádovo dvadsať voltov. Nízke napätie vedie k tomu, že dosah strely nie je príliš dlhý. Ale opäť všetko závisí od počtu použitých elektromagnetických cievok. Čím viac sa použije elektromagnetických cievok, tým viac sa dosiahne zrýchlenie strely v elektromagnetickej pištoli. Dôležitý je aj priemer hlavne (čím menší je priemer hlavne, tým ďalej projektil letí) a kvalita vinutia samotných elektromagnetických cievok. Elektromagnetické cievky sú možno najzákladnejšie v zariadení elektromagnetickej pištole, na to, aby ste dosiahli maximálny let projektilu, na to musíte venovať vážnu pozornosť.

Uvediem parametre svojich elektromagnetických cievok, môžu byť pre vás odlišné. Cievka je navinutá drôtom s priemerom 0,2 mm. Dĺžka navíjania vrstvy elektromagnetická cievka je dlhý dva centimetre a obsahuje šesť takýchto radov. Neizoloval som každú novú vrstvu, ale začal som navíjať novú vrstvu na predchádzajúcu. Pretože solenoidové cievky sú napájané nízkym napätím, musíte pre cievku získať maximálny faktor Q. Preto všetky zákruty navíjame tesne k sebe, zákrutu k zákrute.

Pokiaľ ide o podávač, tu nie sú potrebné žiadne špeciálne vysvetlenia. Všetko bolo spájkované z odpadu textolitu potiahnutého fóliou, ktorý zostal z výroby dosky plošných spojov... Obrázky ukazujú všetko podrobne. Srdcom podávača je servopohon SG90 ovládaný mikrokontrolérom.

Napájacia tyč je vyrobená z oceľovej tyče s priemerom 1,5 mm, na konci tyče je utesnená matica m3 na spojenie so servopohonom. Na zvýšenie ramena je na servopohonu nainštalovaný medený drôt s priemerom 1,5 mm ohnutým na oboch koncoch.

Toto jednoduché zariadenie, zostavené zo šrotových materiálov, stačí na to, aby sa do projektilu elektromagnetickej pištole zaviedla strela. Podávacia tyč musí úplne opustiť nakladací zásobník. Prasknutý mosadzný stĺpik s vnútorným priemerom 3 mm a dĺžkou 7 mm slúžil ako vodítko pre napájaciu tyč. Bola škoda to vyhodiť, a tak to prišlo vhod, vlastne ako kúsky alobalu potiahnutého PCB.

Program pre mikrokontrolér atmega16 bol vytvorený v programe AtmelStudio a je to pre vás úplne otvorený zdrojový projekt. Uvažujme o niektorých nastaveniach v programe mikrokontroléra, ktoré bude potrebné vykonať. Aby bola elektromagnetická pištoľ najefektívnejšia, budete musieť nastaviť čas prevádzky každej elektromagnetickej cievky v programe. Nastavenia sa robia v poradí. Najprv zapájajte prvú cievku do obvodu, zvyšok nepripájajte. Nastavte v programe čas behu (v milisekundách).

PORTA | = (1<<1); // катушка 1
_ oneskorenie_ms (350); / / pracovný čas

Bliknete mikrokontrolérom a spustíte program na mikrokontroléri. Sila cievky by mala byť taká, aby vtiahla projektil a poskytla počiatočné zrýchlenie. Po dosiahnutí maximálneho odletu projektilu, úprave prevádzkového času cievky v programe mikrokontroléra, pripojte druhú cievku a tiež sa včas upravte, čím dosiahnete ešte väčší dosah letu strely. Preto prvá cievka zostáva zapnutá.

PORTA | = (1<<1); // катушка 1
_ oneskorenie_ms (350);
PORTA & = ~ (1<<1);
PORTA | = (1<<2); // катушка 2
_delay_ms (150);

Týmto spôsobom upravíte činnosť každej elektromagnetickej cievky a v poradí ich spojíte. So zvyšujúcim sa počtom elektromagnetických cievok v zariadení Gaussovej elektromagnetickej pištole by sa mala zvyšovať aj rýchlosť a podľa toho aj dosah strely.

Tomuto starostlivému postupu pri ladení každej cievky sa dá vyhnúť. Na to však bude potrebné modernizovať zariadenie samotnej elektromagnetickej pištole a nainštalovať medzi elektromagnetické cievky snímače na sledovanie pohybu strely z jednej cievky do druhej. Senzory v kombinácii s mikrokontrolérom nielen zjednodušia proces nastavenia, ale tiež zvýšia letový dosah strely. Nerobil som tieto zvončeky a píšťalky a nekomplikoval program mikrokontroléra. Cieľom bolo implementovať zaujímavý a nekomplikovaný projekt pomocou mikrokontroléra. Ako zaujímavé je to, samozrejme, na vás, aby ste to posúdili. Ak mám byť úprimný, bol som rád, ako dieťa, „mlátim“ z tohto zariadenia a dostal som myšlienku vážnejšieho zariadenia na mikrokontroléri. Ale to je už téma na ďalší článok.

Program a schéma -

Spokojný s výkonným modelom slávneho Gaussovho dela, ktoré je možné vyrobiť vlastnými rukami z improvizovaných prostriedkov. Toto domáce Gaussovo delo je vyrobené veľmi jednoducho, má ľahký dizajn, všetky použité diely nájdete v každom domácom milovníkovi a rádioamatérovi. S pomocou programu na výpočet cievky môžete získať maximálny výkon.

Na výrobu Gaussovho dela teda potrebujeme:

1. Kus preglejky.
2. Plastový plech.
3. Plastová trubica pre náhubok ∅5 mm.
4. Medený drôt pre cievku ∅ 0,8 mm.
5. Veľkokapacitné elektrolytické kondenzátory
6. Tlačidlo štart
7. Tyristor 70 TPS12
8. Batérie 4x1,5V
9. Žiarovka a zásuvka pre ňu 40W
10. Dióda 1N4007

Zostava tela pre schému Gaussovho dela

Tvar tela môže byť ľubovoľný, nie je potrebné dodržiavať predloženú schému. Aby telo získalo estetický vzhľad, môžete ho natrieť farbou v spreji.

Inštalácia dielov do tela pre Gaussovo delo

Na začiatok pripevníme kondenzátory, v tomto prípade boli upevnené na plastových kravatách, ale môžete myslieť na iný držiak.

Potom namontujeme držiak žiarovky na vonkajšiu stranu puzdra. Nezabudnite k nemu pripojiť dva vodiče pre napájanie.

Potom umiestnime priehradku na batériu do puzdra a zafixujeme ju napríklad skrutkami do dreva alebo iným spôsobom.

Navíjanie cievky pre Gaussovo delo

Na výpočet Gaussovej cievky môžete použiť program FEMM, program FEMM si môžete stiahnuť na tomto odkaze https://code.google.com/archive/p/femm-coilgun

Program je veľmi jednoduché použiť, v šablóne musíte zadať potrebné parametre, načítať ich do programu a na výstupe získame všetky vlastnosti cievky a budúcej pištole ako celku, až do rýchlosti projektil.

Začnime teda navíjať! Najprv musíte vziať pripravenú trubicu a omotať okolo nej papier pomocou lepidla PVA tak, aby vonkajší priemer trubice bol 6 mm.

Potom vyvŕtame otvory v strede segmentov a nasadíme ich na rúrku. Opravíme ich horúcim lepidlom. Vzdialenosť medzi stenami by mala byť 25 mm.

Cievku nasadíme na hlaveň a prejdeme k ďalšej fáze ...

Schéma Gaussovho dela. zhromaždenie

Obvod zostavujeme vo vnútri skrinky povrchovou montážou.

Potom nainštalujeme tlačidlo na telo, vyvŕtame dva otvory a prevlečieme tam vodiče pre cievku.

Na uľahčenie použitia môžete pre pištoľ vytvoriť stojan. V tomto prípade bol vyrobený z dreveného bloku. V tejto verzii vozíka zostali medzery pozdĺž okrajov hlavne, čo je potrebné na nastavenie cievky pohybom cievky, môžete dosiahnuť najväčší výkon.

Plášte dela sú vyrobené z kovového klinca. Rezy sú vyrobené s dĺžkou 24 mm a priemerom 4 mm. Polotovary škrupín je potrebné zaostriť.

Pozrime sa teda na všetko v poriadku. Zbraň je nabíjaná zo siete 220 voltov. Nabíjanie pozostáva z kondenzátora 1,5 μF 400 V. Diódy 1N4006. Výstupné napätie 350 V.

Ďalej prichádza prúd obmedzujúce zaťaženie - H1, v mojom prípade žiarovka, ale môžete použiť výkonný odpor 500 - 1 000 Ohm. Kláves S1 obmedzuje nabíjanie kondenzátorov. Kľúč S2 dodáva solenoidu silný výboj prúdu, takže S2 musí vydržať veľký prúd, v mojom prípade som použil tlačidlo z elektrického panelu.

Kondenzátory C1 a C2, každý 470 μF 400 V. Celkovo sa získa 940 μF 400 V. Kondenzátory musia byť zapojené tak, aby počas nabíjania boli na nich polarita a napätie. Napätie na nich môžete ovládať voltmetrom.

A teraz najťažšou vecou v našej konštrukcii kanónu Gauss je solenoid. Je navinutý na dielektrickej tyči. Vnútorný priemer hlavne je 5-6 mm. Drôt používal PEL 0,5. Hrúbka cievky 1,5 cm. Dĺžka 2 cm. Pri navíjaní solenoidu musíte každú vrstvu izolovať super lepidlom.

Zrýchlite s našou elektromagnetickou gaussovou pištoľou, orežeme klince alebo domáce guľky s hrúbkou 4-5 mm, dlhé so špirálou. Ľahšie náboje lietajú na väčšiu vzdialenosť. Ťažšie lietajú menej, ale majú viac energie. Moja gaussová pištoľ prechádza plechovkami od piva a vystrelí 10-12 metrov v závislosti od guľky.

A napriek tomu je pre urýchľovač lepšie vybrať hrubšie vodiče, aby v obvode bol menší odpor. Buďte veľmi opatrní! Pri vynáleze urýchľovača som bol niekoľkokrát zasiahnutý elektrickým prúdom, dodržiaval som pravidlá elektrickej bezpečnosti a dával pozor na spoľahlivosť izolácie. Veľa šťastia s vašou kreativitou.

Diskutujte o článku GAUSS PUSHKA

Mať zbraň, ktorú aj v počítačových hrách nájdete len v laboratóriu šialeného vedca alebo v blízkosti dočasného portálu do budúcnosti, je super. Sledovať, ako ľudia, ktorým je technológia ľahostajná, nevedomky upierajú zrak na zariadenie a zanietení hráči rýchlo zdvihnú čeľusť od podlahy - preto stojí za to stráviť deň montážou urob si sám Gaussove delá.

Ako obvykle sme sa rozhodli začať s najjednoduchším dizajnom - indukčná pištoľ s jednou cievkou... Experimenty s viacstupňovým zrýchlením projektilu boli ponechané skúseným elektronickým inžinierom, ktorí dokázali vybudovať komplexný spínací systém založený na výkonných tyristoroch a presne nastaviť momenty sekvenčného zapínania cievok. Namiesto toho sme sa sústredili na to, aby sme dokázali pripraviť jedlo zo surovín, ktoré sú všeobecne dostupné.

Ak teda chcete postaviť Gaussovo delo, musíte najskôr nakupovať. V obchode s rádiom pre domáce treba kupit niekolko kondenzátory s napätím 350-400 V a celkovú kapacitu 1 000-2 000 mikrofaradov, priemer smaltovaného medeného drôtu 0,8 mm, batéria priehradky pre « Korunky„A dve 1,5 V batérie typu C., prepínač a tlačidlo. Vo fotografickom tovare ich berieme päť jednorazový kamery Kodak, v automobilových dieloch - najjednoduchší štvorpólový relé z „Zhiguli“, v „výrobkoch“ - balenie slamky pre koktaily, a v „hračkách“ - plastová pištoľ, guľomet, brokovnica, brokovnica alebo akékoľvek iné delo, ktoré chcete premeniť na zbraň budúcnosti.

Pretrepeme to na fúzy ...

Hlavným energetickým prvkom nášho dela je induktor... S jeho výrobou stojí za to začať s montážou zbrane. Vezmite si kus slamy dlhý 30 mm a dve veľké podložky(plastové alebo kartónové), z nich pomocou cievky a matice zostavte cievku. Začnite úhľadne navíjať smaltovaný drôt, otáčajte sa a otáčajte (s veľkým priemerom drôtu je to celkom jednoduché). Dávajte pozor, aby ste z drôtu nerobili ostré ohyby, nepoškodzujte izoláciu. Po dokončení prvej vrstvy ju naplňte super lepidlo a začnite navíjať ďalší. Vykonajte to s každou vrstvou. Všetko, čo potrebujete na navíjanie 12 vrstiev... Potom môžete cievku rozobrať, vybrať podložky a navinúť cievku na dlhú slamku, ktorá bude slúžiť ako sud. Odtrhnite jeden koniec slamy. Hotovú cievku je možné ľahko skontrolovať pripojením k 9 voltová batéria: Ak pojme kancelársku sponku, ste úspešní. Do cievky môžete vložiť slamku a otestovať ju ako solenoid: mala by aktívne vtiahnuť kúsok kancelárskej sponky a pomocou impulzného pripojenia ju dokonca vyhodiť z valca na 20-30 cm.

Rozoberáme hodnoty

Na vytvorenie silného elektrického impulzu je to najvhodnejšie (v tomto názore sme solidárni s tvorcami najsilnejších laboratórnych guľometov). Kondenzátory sú dobré nielen pre vysoký obsah energie, ale aj pre schopnosť vzdať sa všetkej energie vo veľmi krátkom čase, kým sa strela nedostane do stredu cievky. Kondenzátory však treba nejako nabiť. Našťastie nabíjačka, ktorú potrebujeme, je v akejkoľvek kamere: kondenzátor sa tam používa na vytvorenie vysokonapäťového impulzu pre zapaľovaciu elektródu blesku. Nám sa najlepšie hodia jednorazové kamery, pretože kondenzátor a „nabíjanie“ sú jediné elektrické súčiastky, ktoré majú k dispozícii, čo znamená, že vytiahnuť z nich nabíjací obvod je také jednoduché ako lúštiť hrušky.

Demontáž jednorazovej kamery je fázou, kedy sa môžete začať vyvíjať opatrnosť... Pri otváraní puzdra vyskúšajte nedotýkajte sa prvkov elektrického obvodu: kondenzátor si môže dlho udržať svoj náboj. Po získaní prístupu ku kondenzátoru je prvá vec, ktorú musíte urobiť zatvorte jeho svorky skrutkovačom s dielektrickou rukoväťou ... Iba potom sa môžete dotknúť dosky bez strachu z úrazu elektrickým prúdom. Odstráňte držiaky batérie z nabíjacieho obvodu, odspájkujte kondenzátor, prepojku na kontakty tlačidla nabíjania - už to nebudeme potrebovať. Pripravte sa aspoň týmto spôsobom päť nabíjacie dosky. Dávajte pozor na umiestnenie vodivých dráh na doske: môžete sa pripojiť k rovnakým obvodovým prvkom na rôznych miestach.

Uprednostňujeme

Voľba kapacity kondenzátorov je vecou kompromisu medzi energiou výstrelu a dobou nabíjania pištole. Usadili sme sa na štyroch kondenzátoroch 470 mikrofaradov (400 V) zapojené paralelne. Pred každým výstrelom sme asi minútčakáme na signál diód LED na nabíjacích obvodoch s informáciou, že napätie v kondenzátoroch dosiahlo predpísanú hodnotu 330 palcov... Proces nabíjania môžete urýchliť zapojením niekoľkých 3-voltových priečinkov na batérie paralelne s nabíjacími obvodmi. Treba však mať na pamäti, že výkonné „C“ batérie majú prebytočný prúd pre slabé obvody kamier. Aby sa zabránilo vyhoreniu tranzistorov na doskách, pre každú 3-voltovú zostavu musí byť paralelne zapojených 3-5 nabíjacích obvodov. Na našej pištoli je k „nábojom“ pripojený iba jeden priestor pre batériu. Všetky ostatné slúžia ako náhradné obchody.

Definovanie bezpečnostných zón

Neodporúčame nikomu držať pod prstom tlačidlo, ktoré vybíja 400voltovú kondenzátorovú banku. Na ovládanie zostupu je lepšie nastaviť relé... Jeho ovládací obvod je pripojený k 9-voltovej batérii pomocou uvoľňovacieho tlačidla a riadený obvod je pripojený k obvodu medzi cievkou a kondenzátormi. Schematický diagram pomôže správne zostaviť zbraň. Pri montáži vysokonapäťového obvodu použite drôt s prierezom najmenej milimetra, pre nabíjacie a riadiace obvody sú vhodné akékoľvek tenké vodiče. Pri experimentovaní s obvodom nezabudnite: kondenzátory môžu mať zvyškový náboj. Vybíjajte ich skratovaním, než sa ich dotknete.

Zhrnutie

Proces snímania vyzerá takto:

• zapnite vypínač;
• čakáme na jasnú žiaru LED diód;
• znížime projektil do hlavne tak, aby bol mierne za cievkou;
• vypnite napájanie, aby si batérie pri streľbe neberú energiu k sebe; namierte a stlačte tlačidlo spúšte.

Výsledok do značnej miery závisí od hmotnosti strely.

Buďte opatrní, zbraň predstavuje skutočné nebezpečenstvo.