Comments 193
Для удобства установки капаситоров...
Ох…
Общий итог такой: купите пневматику, это эффективней
И система коммутации, не менее шустрая.
Длительность импульса должна соответствовать времени прохождения снарядом 1/2 длины катушки. Иначе дальше поле становится тормозным. Поэтому да, лучше несколько последовательно включающихся катушек.
Если еще подумать — неплохо бы хотя бы оценить масштаб токов Фуко, которые наводятся в сердечнике и куда смотрит соответствующий магнитный момент. А то легко может оказаться, что вы следующую катушку врубили, а ваш снаряд перед влетанием в нее тормозиться, потому что в нем нужно еще магнитный момент развернуть.
Там тоже предлагались тиристоры, сигнал на электроды которых посылает сам снаряд, пролетая мимо фотоэлементов, стоящих попеременно с катушками вдоль ствола. И что-то там про то, что если плохо это собрать, катушки включаются не по фазе и снаряд может застрять, подробностей не помню.
В «Популярной механике» был гаусс на основе фотовспышки из одноразовых фотоаппаратов. Одноступенчатый, естественно.
А фотодиоды вдоль ствола — это просто классика, про которую пишут все, кто более не менее серьёзно дома строит.
Освоившись с простой однокатушечной схемой, можно испытать свои силы в постройке многоступенчатого орудия — ведь именно такой должна быть настоящая пушка Гаусса. В качестве коммутирующего элемента для низковольтных схем (сотни вольт) идеально подходят тиристоры (мощные управляемые диоды), для высоковольтных (тысячи вольт) — управляемые искровые разрядники. Сигнал на управляющие электроды тиристоров или разрядников будет посылать сам снаряд, пролетая мимо фотоэлементов, установленных в стволе между катушками. Момент выключения каждой катушки будет всецело зависеть от питающего ее конденсатора. Будьте внимательны: избыточное увеличение емкости конденсатора при заданном импедансе катушки может привести к увеличению длительности импульса. В свою очередь это может привести к тому, что после прохождения снарядом центра соленоида катушка останется включенной и замедлит движение снаряда. Детально отследить и оптимизировать моменты включения и выключения каждой катушки, а также измерить скорость движения снаряда поможет осциллограф.
Кстати, я немного не понимаю, зачем они предложили в качестве источника конденсаторов такое странное дерьмо, как одноразовые фотоаппараты. Я ни разу в жизни таких не видел, а вот Чип и Дип в 2008-м уже был.
А относительно подробно тема
Еще интересна тема рекуперации энергии из сработавшей катушки.
Может просто на тестовом этапе отследить скорость и уже использовать её для тайминга…
И вообще вопрос к спецам, а нельзя ли как то организовать сток электричества обратно в конденсаторы. Т.е. когда катушка выключается, идёт сток электричества в промежуточный конденсатор…
Плюс еще, а почему бы не использовать не стальные пули а из неодимовых магнитов.
Другое дело, что это всё один фиг не идёт ни в какое сравнение ни с пневматическим, ни, тем более, с огнестрельным оружием…
У матчевой пневматики энергия 7,5дж а у приличной 25 и выше…
Надо несколько катушек с последовательнм включением.
Думаю, можно сделать лайт барьеры в стволе и по мере продвижения пули, включать следующие катушки.
Возможно проще просчитать время включения на основе массы пули и скорректировать потом.
Я вот думаю что эффктивнее будет не вливать большую мощу в одну катушку а распределить ее на несколько маленьких обеспечивая плавный разгон.
А еще сильное магнитное поле будет вгонять пулю в насыщение и эффекта не будет.
Добавить к пушке весы :)
Возможно есть какая-то общая информация по военным пушкам Гаусса, которые испытывали в США. Там явно всё просчитано и выбраны более эффективные решения.
Мне кажется, что там добиться хотя бы эффекта воздушки проще.
Только конструкия все равно получится тяжелее нормальной винтовки 50го калибра с которой можно охотиться на крупного африканского зверя и легкую бронетехнику :)
А в классе ручного оружия опять же никаких разработок не велось уже по причине безнадежного проигрыша обычному классическому огнестрелу.
Энергии он жрал столько, что на момент выстрела приходилось всё питание с силовой установки подавать на рельсотрон, отключая всех других потребителей. (Это плохо, потому что обездвиживает корабль, например) Если не путаю, силовая установка там была атомная.
Денег угробили кошмарное количество, но беда пришла откуда не ждали — при получаемых чудовищных скоростях снаряда (ради чего, собственно, и старались — больше скорость, больше энергия, больше разрушения) точность попадания оказалась никакой. Классические пушки и ракеты оказались проще и дешевле, проект, вроде бы свернули.
Энергии он жрал столько, что на момент выстрела приходилось всё питание с силовой установки подавать на рельсотрон, отключая всех других потребителей.
Неправдоподобно. Силовая установка не выдаст такую мощность. Наверняка, для стрельбы использовался накопитель.
Но и при зарядке такого накопителя энергии довольно много энергии надо, прототипы уже до 20-30 МДж дульной энергии(кинетической энергии вылетающего снаряда) уже дошли, есть планы/проекты на 50-100 МДж дульной энергии. А для зарядки накопителя нужно в разы больше электроэнергии подавать из-за значительных потерь в момент выстрела.
Поэтому для более-менее приличного темпа стрельбы, особенно если орудий на корабле несколько стоять будет нужно хотя бы несколько МВт электрической мощности иметь как минимум. А лучше десяток другой МВт.
Поэтому под перспективные «электрические» виды вооружений (рельсотроны и лазеры) у американцев даже пара проектов судов с полностью электрическими силовыми установками имеется. В смысле главный двигатель (дизель или газовая турбина) крутит только электрический генератор, а все остальное включая главные ходовые двигатели полностью электрические. А при ведении стрельбы энергия с двигателей перебрасывается на зарядку накопителей для пушек.
Интересно кстати, а вместо дорогих тиристоров не проще ли использовать обычный металлический замыкатель? Как бонус, можно сделать курок и предохранитель как в обычном «аналоговом» пистолете :)
PS: Видео в тему:
не проще ли использовать обычный металлический замыкатель?
Только если вакуумное реле. В обычном быстро прогорят контакты.
Можно, но только 1 раз. Дальше через пол периода катушка зарядит полярный конденсатор обратной полярностью что эффективно сделает его негодным для применения. Необходимо будет использовать силовой диод для защиты конденсатора.
Всё просто, необходим делитель напряжения. Сделать его можно из двух резисторов, первый будет на 100 кОм, второй на 10 кОм, в средней точке между ними получим напряжение в 10 раз меньше того, которое нужно измерить.Не в 10, а в 11. Чтобы было в 10, резистор верхнего плеча должен быть 90 кОм
Вместо одного мощного, но короткого импульса, который вгоняет сердечник в насыщение и расходуется впустую, лучше сделать серию мелких, разрядив каждый конденсатор из сборки отдельно. и намотку сделать распределенной, чтобы поле всегда опережало пулю. И этот убойный тиристор не понадобится, и КПД в разы вырастет.
Ещё вспомнил, что разряд конденсатора на катушку, это не один импульс, а колебательный процесс. Из-за гистерезиса железа, чем выше частота, тем меньше КПД так как некоторое время сила действует в обратном направлении, пока железо не перемагнитится. Интересно это тоже прикинуть в расчетах, и логично в начале разгона выбирать более индуктивную катушку. Ещё интересно, были ли попытки сделать пушек по принципу асинхронного линейного двигателя, у них КПД очень приличный.
Но есть серьёзные косяки… Так, например, «первый будет на 100 кОм, второй на 10 кОм, в средней точке между ними получим напряжение в» 11 раз меньше, а не в 10. Там (R1+R2)/R2. Соответственно, вольтметр занижает напряжение. Как не сложно догадаться, такая ошибка может привести к превышению напряжения на конденсаторах: мы думаем, что там 397 В, а в реальности там более 436 В. Не говоря уж о вещах, которые влияют только на эффективность системы, но не на безопасность.
Замеры показали, что средняя длительность импульса порядка 6 мкс
Не верю!
397 В при 8950 мкФ дают нам 3,55 Кл заряда, а вместе с 6 мкс длительности разряда имеем 592+ кА среднего тока. Или по 59+ кА среднего тока на «банку».
Вот тут на странице 288 можно посмотреть характеристики этих (1000 мкФ, 400 В, серия HP от CapXon) конденсаторов. Типичный ESR (внутреннее сопротивление) указан 110 мОм. Т.е. при напряжении 400 В даже короткое замыкание конденсатора даст ток лишь 3,6 кА — на порядок меньше! Постоянная времени разряда этих конденсаторов при коротком замыкании будет 110 мкс, время разряда до 5% начального напряжения — 330 мкс. Я понимаю, что реальная ёмкость обычно ниже номинальной, а при больших токах она ещё уменьшается, но и разряд ведь у нас не коротким замыканием! Да даже если бы коротким, всё равно речь шла бы о паре сотен микросекунд минимум.
На кольцо наматываем один виток провода, и шунтируем его небольшим резистором, скажем в 10 Ом. А уже с него снимаем возникший в цепи сигнал.с помощью импровизированного «трансформатора тока». В кавычках — потому, что при коэффициенте трансформации 1:1 нагрузка 10 Ом явно велика, чтобы обеспечить режим именно трансформатора тока. Подозреваю, что намеренные 6 мкс — это время, за которое сердечник «измерительного трансформатора тока» влетает в насыщение и не имеют никакого отношения к длительности импульса.
Это больше к тому, что автор явно не пробовал анализировать, что же он делает и что получает: увидел, что 6 мкс — значит 6 мкс, и незачем дальше начать анализировать эту информацию.
Другое дело, что автор напутал с делителем напряжения из-за чего у него может быть превышение уже не процент-другой а все 10%…
А так да, 3В запаса, 6 мкс, и прочие нюансы указывают на махровое радиолюбительство. И всё бы ничего, но вот 400В с неплохой энергией, без двойной изоляции, на сайте, где основная публика программисты… ну а вдруг кто-то повторить вздумает?
Не нравится мне всё это.
учитывая разбросы ёмкостей, и всем давно понятно, что разбросы не в нашу сторону…ну не знаю, с новыми обычно в большую сторону на 10% и выше
По большей части мощный импульс просто рассеивается в воздухе, не выполняя никакого полезного действия. Вот поэтому КПД Пушек Гаусса редко превышают 2%.
Всё вот прямо сильно не так. Во первЫх, энергия рассеивается не в воздухе, а в обмотке пусковой катушки — уходит на омическое сопротивление. При этом уходит во многом потому, что нет системы рекуперации энергии магнитного поля. С системой рекуперации КПД можно очень прилично поднять.
Во вторых, КПД такой штуки радикально зависит от выходной скорости снаряда. И очень, прямо очень быстро растет с ростом выходной скорости. Несколько простейших формул (кинетическая энергия пули, и омические потери за время разгона) об этом более чем однозначно говорят. Ибо работа магнитного поля это сила умножить на перемещение, а перемещение тем больше чем больше скорость. Так что омические потери на единицу времени остаются условно постоянными (понятно что зависят от формы импульса но это уже детали), а КПД перекачки энергии магнитного поля в кинетическую энергию снаряда очень быстро растет по мере разгона снаряда, и при этом квадратично по скорости — растет сама энергия снаряда. Иначе говоря, если выходная скорость достаточно высока то львиная доля энергии будет закачана в снаряд с отличным КПД (ближе к концу разгона), и на этом фоне высокие в процентом отношении на начальном участке разгона омические потери будут крайне незначительны по абсолютной величине (относительно итоговой кинетической энергии снаряда). Так что для скорости в десятки м/c действительно КПД всегда будет гуано как ни изощряйся — а поскольку энтузиасты обычно асиливают именно такие энергии/скорости то и КПД «редко превышает 2%». Но если разгонять до нескольких сотен метров секунду (лучше конечно ближе к большим сотням а не малым) то цифры КПД в районе 70%-85% вполне получабельны. А с добавленной системой рекуперации энергии можно и выше выжать.
Так что грамотно спроектированная пушка гаусса, вкупе с грамотно спроектированными снарядами — более чем способна быть реальным оружием. Но это уже совсем не «наколенный» уровень мощности в части силовой электроники, и потребны соответственного размера накопители энергии.
Причем вот это «КПД перекачки энергии магнитного поля в кинетическую энергию снаряда очень быстро растет по мере разгона снаряда» — это общий момент и для пушки Гаусса и для рельсотрона. Поэтому в рельсотронах, насколько помню, пробовали в том числе предварительный разгон обычным пороховым снарядом, чтобы сразу выходить на «высокоэффективную» часть разгонной кривой.
Чем выше скорость снаряда, тем выше сопротивление атмосферы. При сильно высоких скоростях снаряд если не сгорит, то быстро потеряет скорость и далеко стрелять не получится. Обычный кумулятивный снаряд пробивает намноого больше чем стопка стальных пластин в видео. Так смысл морочиться?
Металлические болванки зело дешевые.
В результате уже имеющиеся прототипы мощных рельсотронов имеют дальность стрельбы по наземным/надводным целям свыше 100 километров — недостижимую для классических орудий. При стрельбе вверх можно в принципе вообще до целей в ближнем космосе достать, правда попасть очень сложно будет, т.к. снаряд пассивный и никаких систем наведения/коррекции не имеет.
А кумулятивный снаряд пробивает такую (и большую) стопку листов или каменных стенок только если их поставить вплотную одной пачкой. А вот как раз такое как на видео — нефига не пробивает, только первые 2 листа/стенки, после чего кумулятивная струя распадается на отдельные брызги и 3й лист уже пробить не способна.
Собственно так один из вариантов защиты от кумулятивных снарядов и делают — выносной тонкий экран с пустым промежутком до основной брони и струя от кумулятивного снаряда основную броню уже не пробивает.
Собственно так один из вариантов защиты от кумулятивных снарядов и делают — выносной тонкий экран с пустым промежутком до основной брони и струя от кумулятивного снаряда основную броню уже не пробивает.
Именно так. Можно на поделки товарищей террористов(и не только) и компании в районе всяких Сирий/Иранов/Ираков посмотреть — чего только на танки/шахид-повозки для взвода снаряда не навешивают, даже сетку от кроватей старых.
Однако выстрел обычного РПГ способен пробить полметра брони а мощные снаряды и метр.
На 100км болванка рельсотрона может и долетит. Но что там останется от скорости и точности?
Про скорость в видео есть — остается что-то около 600 м/с. Про точность они замолчали — ей там действительо не пахнет.
А про броню на танках — ему же надо защищаться от всех классов вооружения, от фугасов до кумулятивных до каскадных БЧ, вот и ставят всяческую защиту — активную, реактивную, проактивную и пассивную.
РПГ способен пробить полметра брони а мощные снаряды и метр.
Гомогенной брони.
взрывчаткой на броне, активной защитой
Они помогают только от кумы. От уранового "лома" пока что помогает только бутерброд многослойной пассивной брони, и то относительно.
А вот от обычного кумулятивного снаряда вполне хватает обычного тонкого выносного экрана или минимальной динамической защиты. Поэтому против современных танков обычные кумулятивные снаряды уже практически бесполезны — современные кумулятивные снаряды теперь приходится делать тандемными с 2мя раздельными боеголовками летящими друг за другом с небольшой задержкой:
— 1я обычно небольшая фугасная, которая разрушает тонкий внешний экран или динамическую броню
— 2й уже кумулятивный заряд, который прожигает основную толстую броню в «оголенном» взрывом первого снаряда месте.
По «убойной мощности» после пролета 100 км у такого снаряда выпущенного из рельcотрона остается все еще на уровне бронебойного снаряда выпущенного из танковой пушки вблизи.
Вот по точности действительно пока все плохо на подобных расстояниях, поэтому пока в качестве потенциальных целей рассматриваются в основном здания и относительно крупные корабли.
Поэтому кстати и такие имитаторы мишений на видео: «пакеты» из каменных стенок или не очень толстых стальных листов с большими промежутками между ними: имитация попадания в здания (и пробивания множества его каменных стен и перегородок) и в корабль состоящий в основном из множества относительно тонких стальных переборок с большими пустотами между ними.
Хотя если расстояние будет небольшое, позволяющее нормально прицелиться прямой наводкой то с нескольких километров такая пушка и любой современный танк и другую бронетехнику без проблем продырявит и тут уже никакие экраны, динамическая броня и прочие виды защиты уже не помогут. Просто это явно не основной сценарий для корабельной артиллерии.
При скоростях струи 20км/с наблюдается холодное течение металла, он почти не оказывает сопротивления. По этому дырки получаются как-бы оплавленные.
А так да решетка на полметра от брони убережет от обычного кумулятивного снаряда.
— 1я обычно небольшая фугасная, которая разрушает тонкий внешний экран или динамическую броню
Не-а. Мальенький кумулятивный заряд, который заставляет ДЗ преждевременно сработать.
На сто километров стреляли еще в первую мировую (Труба Кайзера Вильгельма) — Прицельная дальность 120 000 м. При помощи этого орудия в 1918 году немецкие войска обстреливали Париж.
Раз ты этого не знаешь, то грош цена твоей остальной писанине.
Там на 2:27 говорится что снаряд трассируется и управляется с земли. Я так понимаю, $25К/пуля это не только за болванку из вольфрама, но и за управление маневрированием и временем выброса кинетических частиц в реальном времени.
Такого эфекта нельзя добится ни класической врывчаткой, ни класической пушкой. Потому военные с ней и заморачиваются. Несмотря на все сложности, очень уж «вкусно» выглядит результат.
Еще бы знать БК этой болванки чтоб посчитать сколько она сохранит высокую скорость.
А если дистанция небольшая, то вся эта огромная пушка и электростанция к ней :) будут очень легкой мишенью для самых обычных вооружений.
Конечно, мушкет тяжелей, медленне, сложнее и неудобнее лука, при близких характеристиках «убойности». Но победил мушкет. Лук тоже в своё время победил, даже более убойную пращу. Ну а сейчас следующий этап. И не обязательно это рельса. Просто ружьё достигло своего теоретического предела, а рельса или гаус только начал показывать рабочии храктеристики.
А так да. Сколько уже фантасты мечтают о всяких там бластерах и лазерах а воз и ныне там. Круче огнестрела ничего не придумали.
Круче огнестрела ничего не придумали.
Это потому что круче порохов ничего не придумали. Порох (тем более — современные его виды) — самый компактный и удобный в бою способ хранения энергии.
Сей неприятный момент ограничивает очень многое в нашем мире.
Лучше химического топлива только ядерное. Но его использовать сложно.
в рюкзаке — да, пороху нет альтернативы пока.
а вот на корабле — совсем другой разговор, бортовой ядерный реактор таки поэффективнее пороха будет…
Дистанция полета противокорабельных ракет выше больше чем на порядок. Единстенное объяснение — это эксперемент потому что на корабле много места и электричества.
электростанция к ней
Нет там электростанции. Не надо путать импульсную мощность с потребляемой.
Вон, посмотрите, у автора гаусска питается от трёх "шоколадок", как страйкбольный привод (причём, не самый мощный).
А в боевой машине мог бы быть пиротехнический генератор электроэнергии, да хоть на обычных артиллерийских зарядах.
Ну так вон в Штатах как раз ВМФ для эсминцев со своими нехилыми электростанциями все это пилят.
Сейчас уже до 2000-2500 м/с в имеющихся образцах тяжелых рельсотронов дошли и работают над дальнейшим повышением.
Ну и разумеется масса снаряда не пару грамм как в 223 калибре, а около 10 кг.
>Такого эфекта нельзя добится ни класической врывчаткой, ни класической пушкой
Щито?
Ну во1х пушки со скоростью снаряда больше 1000 м/c — это еще первая мировая, колоссаль.
А во2х с такими быстролетящими болванками есть одна мааааленькая проблема — сражения на пистолетных дистанциях лицом к лицу давно вышли из моды, сейчас всё больше норовят закинуть за горизонт, и тут неимоверные скорости скорее помеха.
30 кг тротила эквивалента давно в ракеты авиационные пихают, а ты поинтересуйся сколько взрывчатки было в снарядах гк бисмарка например Si.gr.L/4.5 Bdz u Kz (mhb) 69 килограмм взрывчатки.
Просто удивляюсь, где вас таких умных производят...
Я вот слышал, что если болванка сделана из того же материала, что броня (и материал однороден), то при скорости столкновения больше скорости звука в этом материале, болванка войдёт в броню ровно на полторы свои длины, а излишек энергии перейдёт в тепло.
Забавно, если это правда, конечно. Источник я потерял, поэтому проверить не могу.
Собственно, поэтому все выскоскоростные кинетические снаряды иделают извольфрама или обедненного урана.
И для большей твёрдости — чтобы не полторы, а больший множитель длины был.
На гиперзвуковых скоростях, возможно, ещё атомная масса влияет: выстилка кумы обычно медная или урановая.
у железа и алюминия скорость звука выше, чем у меди, до 6 и 5,1 км/с против 4 с копейками
но у меди выше плотность
плюс ещё там есть интересные вещи с анизотропией в мелкозернистой среде металла, приведённые цифры — максимальные, на деле структура может в 2-3 раза их снижать
cyberleninka.ru/article/n/tehnologiya-izgotovleniya-anizotropnoy-oblitsovki-kumulyativnogo-zaryada/viewer
findpatent.ru/patent/248/2489671.html
Так что грамотно спроектированная пушка гаусса, вкупе с грамотно спроектированными снарядами — более чем способна быть реальным оружием. Но это уже совсем не «наколенный» уровень мощности в части силовой электроники, и потребны соответственного размера накопители энергии.Так а ее построил хоть кто-нибудь, «правильную»?
Чтоб не демаскировать позицию надо как Рембо, гранаты к лучным стрелам скотчем клеить и стрелять в ночи из-за сарая :)
это вообще не относится к тому чем её пуляют,
Если ЭМ-поле в стволе не убьёт ГСН.
Для меткой стрельбы из такой штуки нужно безумно высокое быстродействие. С точностью времени освобождения снаряда обычно большие проблемы.
Значит нужна прецизионная точность механизма высвобождения.
Вы смешали в одну кучу факторы с совсем разной значимостью.
Дело в том, что ошибка во времени освобождения снаряда очень сильно влияет на направление. На само же время освобождения — будут влиять точность механизма и снаряда.
Другое дело, что если после освобождения снаряда из пращи, он летит не в пространство, а в направляющий ствол. Тогда небольшие ошибки роли играть не будут.
«пушка гаусса, вкупе с грамотно спроектированными снарядами — более чем способна быть реальным оружием» только на дозвуковой скорости снаряда, т.е. при скоростях где-то 300 м/с. Тогда пушка Гаусса гипотетически может быть совершенно бесшумной, и ради этой полной бесшумности какие-нибудь спецподразделения могут мириться со всеми её недостатками.
Если же скорость сверхзвуковая, что сразу исключает бесшумность, то огнестрельное оружие абсолютно по всем параметрам обходит любой гаусс.
Почитайте например вот это. Или вот это (тут правда КПД всего 22%, но без рекуперации, и без особой оптимизации ибо снаряд берется какой есть; впрочем даже 22% это несоизмеримо с обычным восприятием коилганов как штук имеющих потолок в 1-2% КПД).
У рельсовой пушки так не устранить 90% потерь на дугу, что ещё в 1993-м году американцы получали 28% КПД: 9 МДж дульной энергии при 32 МДж энергии в конденсаторах.
У вас по ссылкам вовсе не пушки Гаусса, а дискомёты Томпсона. При схожести для стороннего взгляда дилетанта, они имеют радикально разные принципы работы, требуют радикально разных снарядов и, разумеется, имеют радикально разные возможности.
они имеют радикально разные принципы работы
Спасибо, радикально повеселили ). Видимо магнитные поля разной природы существуют? В англоязычной лит-ре, как и в википедии, просто говорят coilgun относительно и того и другого. И называют Гауссом в том числе систему с снарядами из меди/аллюминия.
Как говорится, Special for you, определение из Вики:
A coilgun, also known as a Gauss rifle is a type of projectile accelerator consisting of one or more coils used as electromagnets in the configuration of a linear motor that accelerate a ferromagnetic or conducting projectile to high velocity.
Было бы полезно ознакомиться с общепринятой терминологией прежде чем делать категоричные утверждения и рассуждать на тему дилетантизма…
Гаусс (в т.ч. его подразновидность в виде пушки Томпсона) и Рельсотрон — это всё одного поля ягоды, с очень близкими принципами и очень близким устройством электронно-силовой части (везде по принципу «накопи энергию в высоковольтных кондерах и вжарь в пусковой контур высокотоковым импульсом»). Всем трем «показан» предразгон, рекуперация, и максимизация выходной скорости снаряда. Снаряды да, везде разные, как скажем и момент включения пусковой катушки. На этом концептуальная разница заканчивается (а начинаются индивидуальные плюсы и минусы технической реализации).
Интересная ссылка, выжать 28% КПД для рельсы это они прям молодцы. Правда, ресурс самой рельсы всё равно будет дай бог если на десятки выстрелов, так что смысла в рельсе не много. Но техническое достижение налицо, спасибо, буду в курсе.
Спасибо, радикально повеселили ). Видимо магнитные поля разной природы существуют?
Вас послушать, так и огнестрельное оружие от гаусса фундаментально не отличается: тоже ведь электромагнитное взаимодействие за разгон отвечает.
Было бы полезно ознакомиться с общепринятой терминологией прежде чем делать категоричные утверждения и рассуждать на тему дилетантизма…
Вот вы бы и ознакомились… Только с русскоязычными источниками ибо мы в России, и термины нас интересуют русские.
«Помимо “гаусс ганов”, существует ещё как минимум 2 типа ускорителей масс – индукционные ускорители масс (катушка Томпсона) и рельсовые ускорители масс, так же известные как “рэйл ганы” (от англ. “Rail gun” – рельсовая пушка).»
Gauss2k
Пушка Гаусса, индукционная пушка Томпсона и рельсовая пушка имеют очень разное устройство электронно-силовой части.
Электроника пушки Гаусса должна дать импульс тока со строго определённой длительностью и без особых требований к фронтам импульса. Индукционная пушка Томпсона требует максимального короткого переднего фронта импульса и максимально пологого заднего, но при этом не обязана отключать ток после прохождения снарядом определённой точки. В результате им требуются разные магнитные обмотки (разное сечение провода и число витков), разные конденсаторы и разные коммутаторы.
Рекуперация показана только пушке Гаусса, в пушке Томпсона она как правило не имеет смысла, т.к. сделает задний фронт импульса более резким, что может затормозить снаряд (именно поэтому-то её и нет в пушках по вашим ссылкам, КПД от рекуперации в них только упадёт), а в рельсовой пушке рекуперация вообще невозможна.
Интересная ссылка, выжать 28% КПД для рельсы это они прям молодцы.
Молодцы для начала 90-х…
В 2000-х уже достигли более 30%, до 32,7% (17-й слайд).
Правда, ресурс самой рельсы всё равно будет дай бог если на десятки выстрелов
По ссылке выше можно почесть про планы показать ресурс в 100 выстрелов.
Согласно этой публикации в 2010-х такой ресурс реально продемонстрировали. Жаль, что КПД так и остался 32-33% (32-33 МДж на выходе при 100 МДж конденсаторах).
Насчет рельсотрона и рекуперации. Она там, разумеется, принципиально возможна. В рельсах запасена громадная энергия магнитного поля тока, и её вполне оттуда можно извлечь (токи там под мегаамперы, индуктивность рельс по меньшей мере в единицы мкГн, откуда получаем кол-во джоулей, запасенных в магнитно поле в момент отрыва снаряда, внезапно, одного порядка с энергией снаряда). Но параметры силовой электроники конечно требуются достаточно монструозные, с экономической точки зрения оптимальнее забить на эти потери — во всяком случае пока, сильно дешевле жечь лишнее электричество и почаще менять сами рельсы.
В пушке Томпсона рекуперация жизненно необходима. А пологость заднего фронта импульса требуется лишь ограниченное время — покуда снаряд не отошел от катушки на несколько её размеров (после чего, в силу того что поле магнитного диполя падает как куб дистанции, снаряду уже глубоко пофигу насколько быстро или медленно гасится импульс в пусковой катушке, ибо слишком слаба магнитная связь между контурами чтобы сколь-нибудь негативно сказаться на скорости снаряда). Соответственно, для более поздних катушек (в системе из большого их кол-ва) этот момент (когда можно вполне эффективно и очень осмысленно рекуперировать энергию из катушек) наступает уже очень быстро. Так что это действительно позволяет очень прилично поднимать итоговое КПД системы. И в теории и на практике — лично видел такую систему с рекуперацией с КПД около 35% (а без рекуперации КПД было ниже раза в полтора-два если верно помню).
А как выглядит система рекуперации энергии?
Интересно, можно ли магнитным полем закрутить снаряд без нарезного ствола? А то жалко терять энергию на трении ещё, ее и так тут мало.
Но решение проблемы придумано ещё тысячи лет назад — оперение. Клеите на задний торец снаряда «кисточку» — и он будет лететь остриём вперёд.
Закрутить снаряд можно и до выстрела в отдельном блоке, в том числе и вращающимся магнитным полем.
Кпд с шаром ещё хуже будет
Кстати, есть сайт с неплохой подборкой прототипов, до 2013 года.
Автору рекомендую защитить стрелка от случайного обратного выстрела.
ЕМНИП разговор о крышке колодца, который закрывал шахту при испытании ядерной бомбы. https://losthunderlads.com/2013/03/07/the-worlds-fastest-manhole-cover/ Нашлось по запросу nuclear lid cannon potato.
Неясно, что же оценивается в итоге, и что желательно, и требуется вообще.
Для этого вполне можно использовать эжектор от пневмата.
Только тут сразу возникает проблема синхронизации подачи импульса на катушку, при прохождении снарядом определенной точки ствола.
Без фотодатчика тут не обойтись, и без долгой настройки задержки, при том что стабильной входной скорости от начальных разгонных модулей не получить никогда, т.к. есть множество факторов на нее влияющих.
И если такая свистопляска пошла, то почему тогда не добавить к устройству мозги и не обучить простенькую нейросеть на управление катушкой, а еще лучше несколькими каскадами катушек.
Понятно, проект для энтузиастов не самый простой, и сам, признаюсь, не взялся бы за него по причине отсутствия времени. Но я знавал увлеченных людей, которые делали и не такие чудеса.
Перевивать жилы — не нужно, это лишнее, и только еще больше ухудшает заполнение.
Транс никак не работает во время импульса — он во время накачки кондеров используется.
По вашей логике нужно было ускоряющую катушку мотать многожильным, но тут автор видимо ступил — намотал толстенным сплошным…
Все классно!
Один вопрос — ПОЧЕМУ ГВОЗДИ???
Они-же в полете будут нестабильны!
Возьмите шарики стальные омедненные для пневматики (ВВ) 4.5мм
Их вес 0.3-0.4грамма
Дальше размером/формой катушки довести скорость до 100м/с (по энергии вроде сходится)
PROFIT!!!
Хай-тек оружие для плинкинга создано!
Сам когда-то остановился на одном конденсаторе, после получения мизерного КПД.
Омеднённые? Это ж можно для рельсы!
Гаусс требует длинных прутков для эффективной работы, т.к. снаряд должен работать магнитопроводом.
Кошмар
И все-таки, лет 20 назад все было куда менее пафосно (в 10раз — 1 конденсатор 1000мкФ)
Банальная "Чайка-2" с зарядкой от сети / 2 плоских батареек.
Кстати, от последних процесс происходил с характерным писком.
И делался "пистолет", по задумке ложившийся вместо вспышки.
Катушка — в 1 виток на клей "момент"
Но не сложилось из-за низкого КПД.
Тут говорили о высоких показателях с предразгоном (прямо десятки процентов)
Не так давно хотел для оного взять тот-же пистолет под патрон Флобера (заменить свинцовую дробину на стальную), и сделать конструкцию подобную описанной в статье.
Но болезнь вылечилась покупкой огнестрела ;-)
Кстати, если для конструкции в статье реализовать КПД хотя-бы треть, то можно достигнуть 1000 м/с!
Эксперименты показали:
Если поставить большое количество конденсаторов, то снаряд первый момент не вылетает, а колеблется в катушке, а потом вылетает в произвольном направлении
После выстрела реле надо было отверткой размыкать, т.к. оно сваривалось
Перед зарядкой надо было убедиться, что реле разомкнуто (см.предыдущий пункт)
Такой просто конструкцией удавалось воткнуть 1,5мм гвоздь на 2-3мм в деревянную дверь
Токи при разряде больших батарей конденсаторов довольно большие, и энергии, выделяемой на контактном сопротивлении (хоть оно и небольшое) становится достаточно для локального расплавления контакта. Реле нужно было брать мощнее.
Если бы переходной процесс был рассчитан так, что гвоздь проходил точку с наименьшим магнитным сопротивлением в момент начала смены направления тока в катушке, то энергия гвоздя на вылете была бы еще больше и направление вылета было бы предсказуемо.
P.S. Насколько понял конденсаторы были не полярные.
Контактную группу, например графитовую, менять периодически.
… пойду искать дистрибутив и предаваться ностальгии.
Пушка Гаусса