Mode och stil. Skönhet och hälsa. Hus. Han och du

Gauss spole. Elektromagnetisk pistol: framtidens vapen


Artikeln kommer att överväga ett exempel på att skapa en enkel Gauss-pistol. Kärnan i enheten är att den fungerar på ett elektromagnetiskt fält, det vill säga att laddningen skickas till flygning med elektricitet. Denna pistol är mycket lätt att montera om du har alla nödvändiga material, montering tar ungefär en timme. Naturligtvis är pistolens kraft inte stor, eftersom dess effektivitet bara är 1%, men det är tillräckligt för att sticka hål i kartong eller en ölburk. För att ackumulera laddning används lättillgängliga kondensatorer, och spänningskällan är ett vanligt uttag, det vill säga 220V AC. Kanonen kan skjuta stålkulor eller pilar som kan tillverkas av spikar.

Material och verktyg för montering:
- glödlampa (220V, 60 Watt) med sockel;
- trådar;
- kondensatorer (kan erhållas från en datorströmförsörjning);
- dioder;
- metall- och plaströr;
- lackerad koppartråd;
- lim (Titan kommer att göra);
- lödkolv med lod;
- eltejp.


Gauss pistol tillverkningsprocess:

Steg ett. Hur pistolen fungerar
För att förstå hur pistolen fungerar, föreslås det att studera diagrammet. Det är väldigt enkelt, det finns inga omvandlare, allt fungerar från ett 220V-nätverk. Kretsen består av kondensatorer som ackumulerar laddning, en diod (nödvändig för att utjämna växelströmmen), en spole (selva elektromagneten) och en glödlampa som begränsar kondensatorernas laddningsström.


Steg två. Vi gör en spole
Spolen kommer att fungera som en elektromagnet när spänning appliceras på den från kondensatorerna. För att göra en spole behöver du lackerad tråd, vars tjocklek är minst 0,7 mm. Tråden är lindad runt ett plast- eller metallrör, den kommer också att fungera som en tunna. Tråden måste lindas försiktigt, jämnt, varv för tur. När det första lagret är lindat måste det fixeras med lim. Sedan lindas ett nytt lager ovanpå. För att rikta in spolarna kan du använda träföremål eller bambu. Som ett resultat bör spolen ha den form som kan ses på bilden.




Steg tre. Att göra ett batteri av kondensatorer
Kondensatorbanken är strömkällan för pistolen. Ju fler kondensatorer det finns, desto mer laddning kan de samla på sig, vilket betyder att desto kraftfullare kommer pistolen att avfyra. Kondensatorer från en datorströmförsörjning är perfekta för dessa ändamål. deras märkspänning är 200V. När det gäller kapacitet kan den vara 470 µF eller 560 µF. Totalt använder författaren sex kondensatorer, de är anslutna med en lödkolv och ledningar parallellt.


Steg fyra. Det sista steget i monteringen
För att ladda sådana kondensatorer behöver du en konstant ström för att få den, du behöver dioder. Sådana dioder kan återigen finnas i en datorströmförsörjning. För att göra systemet tillförlitligt kan du installera 4 eller fler dioder parallellt. Diodens minus måste anslutas till kondensatorns plus, eller vice versa.


Bland annat ingår en glödlampa i kretsen, den utför uppgiften som ett motstånd och tillåter inte kondensatorerna att laddas till punkten för sammanbrott. Glödlampan kommer också att fungera som en laddningsindikator den kan användas för att avgöra när kondensatorerna är laddade och du kan avfyra ett skott.


När det gäller avtryckaren behöver du en strömbrytare för att avlossa skotten, eller helst en vippströmbrytare. Det är viktigt att strömbrytaren eller vippströmställaren tål höga belastningar.

En Gauss-pistol är en av typerna av elektromagnetisk massaccelerator. Uppkallad efter den tyske vetenskapsmannen Carl Gauss, som lade grunden till den matematiska teorin om elektromagnetism. Man bör komma ihåg att denna metod för massacceleration huvudsakligen används i amatörinstallationer, eftersom den inte är tillräckligt effektiv för praktisk implementering. Dess funktionsprincip (skapandet av ett rörligt magnetfält) liknar en enhet som kallas en linjärmotor.

Gauss-pistolen består av en solenoid, inuti vilken det finns en pipa (vanligtvis gjord av dielektrisk). En projektil (gjord av ett ferromagnetiskt material) sätts in i ena änden av pipan. När en elektrisk ström flyter i solenoiden uppstår ett magnetfält som accelererar projektilen och "drar" in den i solenoiden. I det här fallet bildas poler vid ändarna av projektilen, orienterade enligt spolens poler, på grund av vilket projektilen, efter att ha passerat solenoidens centrum, attraheras i motsatt riktning, det vill säga den saktas ned. ner. I amatörkretsar används ibland en permanent magnet som en projektil eftersom det är lättare att bekämpa den inducerade emk som uppstår. Samma effekt uppstår vid användning av ferromagneter, men den är inte så uttalad på grund av att projektilen lätt återmagnetiseras (tvingande kraft).

För största möjliga effekt måste strömpulsen i solenoiden vara kortvarig och kraftfull. Som regel används elektrolytiska kondensatorer med hög driftspänning för att erhålla en sådan puls.

Parametrarna för accelerationsspolarna, projektilen och kondensatorerna måste koordineras på ett sådant sätt att när ett skott avfyras, när projektilen närmar sig solenoiden, är magnetfältsinduktionen i solenoiden maximal, men med ytterligare närmande av projektilen det sjunker kraftigt. Det är värt att notera att olika algoritmer för drift av accelerationsspolar är möjliga.

Ansökan

Det är teoretiskt möjligt att använda Gauss-vapen för att skjuta upp ljussatelliter i omloppsbana. Huvudapplikationen är amatörinstallationer, demonstration av egenskaperna hos ferromagneter. Den används också ganska aktivt som en barnleksak eller en hemmagjord installation som utvecklar teknisk kreativitet (enkelhet och relativ säkerhet)

Gausskanonen som vapen har fördelar som andra typer av handeldvapen inte har. Detta är frånvaron av patroner och obegränsat val av initial hastighet och energi för ammunition, möjligheten till ett tyst skott (om hastigheten på en tillräckligt strömlinjeformad projektil inte överstiger ljudhastigheten), inklusive utan att ändra pipan och ammunitionen, relativt låg rekyl (lika med impulsen från den utskjutna projektilen, det finns ingen extra impuls från pulvergaserna eller rörliga delar), teoretiskt, stor tillförlitlighet och teoretiskt slitstyrka, såväl som förmågan att arbeta under alla förhållanden, inklusive i yttre rymden .

Men trots den uppenbara enkelheten hos Gauss-kanonen, är användningen av den som ett vapen full av allvarliga svårigheter, varav den främsta är hög energiförbrukning.

Den första och största svårigheten- låg effektivitet hos installationen. Endast 1-7% av kondensatorladdningen omvandlas till projektilens kinetiska energi. Denna nackdel kan delvis kompenseras genom att använda ett flerstegs projektilaccelerationssystem, men i vilket fall når verkningsgraden sällan 27 %. I grund och botten, i amatörinstallationer, används inte energin som lagras i form av ett magnetfält på något sätt, utan är anledningen till att man använder kraftfulla omkopplare (IGBT-moduler används ofta) för att öppna spolen (Lenz regel).

Andra svårighet- hög energiförbrukning (på grund av låg verkningsgrad).

Tredje svårigheten(följer av de två första) - stor vikt och dimensioner av installationen med sin låga effektivitet.

Fjärde svårigheten- en ganska lång tid för ackumulerande laddning av kondensatorer, vilket gör det nödvändigt att bära en strömkälla (vanligtvis ett kraftfullt batteri) tillsammans med Gauss-pistolen, såväl som deras höga kostnad. Det är teoretiskt möjligt att öka effektiviteten genom att använda supraledande solenoider, men detta kommer att kräva ett kraftfullt kylsystem, vilket medför ytterligare problem och allvarligt påverkar installationens tillämpningsområde. Eller använd batteriutbytbara kondensatorer.

Femte svårighet- med en ökning av projektilhastigheten reduceras verkanstiden för magnetfältet under solenoidens passage av projektilen avsevärt, vilket leder till behovet av att inte bara slå på varje efterföljande spole i ett flerstegssystem i förväg , men också för att öka kraften i sitt fält i proportion till minskningen av denna tid. Vanligtvis förbises denna nackdel omedelbart, eftersom de flesta hemmagjorda system har antingen ett litet antal spolar eller otillräcklig kulhastighet.

I en vattenmiljö är användningen av en pistol utan skyddshölje också allvarligt begränsad - fjärrströminduktion är tillräcklig för att saltlösningen ska dissociera på höljet med bildning av aggressiva (lösningsmedels)media, vilket kräver ytterligare magnetisk avskärmning.

Således har Gauss-kanonen idag inga utsikter som vapen, eftersom den är betydligt sämre än andra typer av handeldvapen som fungerar enligt olika principer. Teoretiskt sett är framtidsutsikter naturligtvis möjliga om kompakta och kraftfulla källor för elektrisk ström och högtemperatursupraledare (200-300K) skapas. En installation som liknar en Gauss-pistol kan dock användas i yttre rymden, eftersom många av nackdelarna med sådana installationer utjämnas under förhållanden med vakuum och viktlöshet. Särskilt de militära programmen i USSR och USA övervägde möjligheten att använda installationer som liknar en Gauss-pistol på satelliter som kretsar för att förstöra andra rymdfarkoster (med projektiler med ett stort antal små skadliga delar) eller föremål på jordens yta.

Funktionsprincip

Parametrarna för accelerationsspolarna, projektilen och kondensatorerna måste koordineras på ett sådant sätt att när ett skott avfyras, när projektilen närmar sig solenoiden, är magnetfältsinduktionen i solenoiden maximal, men med ytterligare närmande av projektilen det sjunker kraftigt. Det är värt att notera att olika algoritmer för drift av accelerationsspolar är möjliga.

Projektil kinetisk energi

Projektilmassa
- dess hastighet

Energi lagrad i en kondensator

Kondensatorspänning

- kondensatorkapacitet

Kondensatorurladdningstid

Detta är den tid under vilken kondensatorn är helt urladdad. Det är lika med en fjärdedel av perioden:

- induktans
- kapacitet

Induktordriftstid

Detta är den tid under vilken induktorns EMF ökar till det maximala värdet (full urladdning av kondensatorn) och helt sjunker till 0. Det är lika med sinusvågens övre halvcykel.

- induktans
- kapacitet

Ansökan

Det är teoretiskt möjligt att använda Gauss-vapen för att skjuta upp ljussatelliter i omloppsbana. Huvudapplikationen är amatörinstallationer, demonstration av egenskaperna hos ferromagneter. Den används också ganska aktivt som en barnleksak eller som en hemmagjord installation som utvecklar teknisk kreativitet (enkelhet och relativ säkerhet).

Fördelar och nackdelar

Gausskanonen som vapen har fördelar som andra typer av handeldvapen inte har. Detta är frånvaron av patroner och obegränsat val av initial hastighet och energi för ammunition, möjligheten till ett tyst skott (om hastigheten på en tillräckligt strömlinjeformad projektil inte överstiger ljudhastigheten), inklusive utan att ändra pipan och ammunitionen, relativt låg rekyl (lika med impulsen från den utskjutna projektilen, det finns ingen extra impuls från pulvergaserna eller rörliga delar), teoretiskt sett större tillförlitlighet och teoretiskt slitstyrka, såväl som förmågan att arbeta under alla förhållanden, inklusive i yttre rymden .

Trots den uppenbara enkelheten hos Gauss-kanonen är det dock behäftat med allvarliga svårigheter att använda den som ett vapen.

Den första och största svårigheten är installationens låga effektivitet. Endast 1-7% av kondensatorladdningen omvandlas till projektilens kinetiska energi. Denna nackdel kan delvis kompenseras genom att använda ett flerstegs projektilaccelerationssystem, men i vilket fall når verkningsgraden sällan 27 %. I grund och botten, i amatörinstallationer, används inte energin som lagras i form av ett magnetfält på något sätt, utan är anledningen till att man använder kraftfulla omkopplare (ofta med tillgängliga IGBT-moduler) för att öppna spolen (Lenz regel).

Den andra svårigheten är hög energiförbrukning (på grund av låg effektivitet).

Den tredje svårigheten (följer av de två första) är installationens stora vikt och dimensioner med dess låga effektivitet.

Den fjärde svårigheten är den ganska långa kumulativa laddningstiden för kondensatorerna, vilket gör det nödvändigt att bära en strömkälla (vanligtvis ett kraftfullt batteri) tillsammans med Gauss-pistolen, såväl som deras höga kostnad. Det är teoretiskt möjligt att öka effektiviteten genom att använda supraledande solenoider, men detta kommer att kräva ett kraftfullt kylsystem, vilket medför ytterligare problem och allvarligt påverkar installationens tillämpningsområde.

Den femte svårigheten är att med en ökning av projektilens hastighet reduceras verkanstiden för magnetfältet under solenoidens passage av projektilen avsevärt, vilket leder till behovet av att inte bara slå på varje efterföljande spole av flerstegssystemet i förväg, men också för att öka kraften i sitt fält i proportion till minskningen av denna tid. Vanligtvis förbises denna nackdel omedelbart, eftersom de flesta hemmagjorda system har antingen ett litet antal spolar eller otillräcklig kulhastighet.

I en vattenmiljö är användningen av en pistol utan skyddshölje också allvarligt begränsad - fjärrströminduktion är tillräcklig för att saltlösningen ska dissociera på höljet med bildning av aggressiva (lösningsmedels)media, vilket kräver ytterligare magnetisk avskärmning.

Således har Gauss-pistolen idag inga utsikter som vapen, eftersom den är betydligt sämre än andra typer av handeldvapen, och det är osannolikt att framtidsutsikter kommer att dyka upp i framtiden, eftersom den inte kan konkurrera med installationer som fungerar enligt andra principer. Teoretiskt sett är utsikter endast möjliga i framtiden om kompakta och kraftfulla källor för elektrisk ström och högtemperatursupraledare (200-300K) skapas. En installation som liknar en Gauss-pistol kan dock användas i yttre rymden, eftersom många av nackdelarna med sådana installationer utjämnas under förhållanden med vakuum och viktlöshet. Särskilt de militära programmen i USSR och USA övervägde möjligheten att använda installationer som liknar en Gauss-pistol på satelliter som kretsar för att förstöra andra rymdfarkoster (med projektiler med ett stort antal små skadliga delar) eller föremål på jordens yta.

I litteraturen

Ganska ofta i science fiction-litteratur nämns Gauss-pistolen. Det fungerar där som ett dödligt vapen med hög precision. Ett exempel på ett sådant litterärt verk är böckerna från serien "S.T.A.L.K.E.R." , där Gauss-pistolen var ett av de mest kraftfulla vapnen. Men den första inom science fiction som förverkligade Gauss-kanonen var Harry Garrison i sin bok "Stålråttans hämnd" (inte sant, långt före Garrison, A. Kazantsev, "The Burning Island", kan det ha funnits ännu tidigare nämner). Citat ur boken: ”Alla hade en Gauss med sig – ett mångsidigt och särskilt dödligt vapen. Dess kraftfulla batterier lagrade en imponerande mängd laddning. När avtryckaren trycktes, genererades ett starkt magnetfält i pipan, vilket accelererade projektilen till en hastighet jämförbar med den för alla andra vapen med raketdrivna patroner. Men Gaussian hade fördelen att den hade en högre eldhastighet, var absolut tyst och avfyrade alla projektiler, från förgiftade nålar till explosiva kulor.”

I dataspel

  • Crimsonland har en Gauss-kanon som tyst genomborrar fiender och orsakar stor skada.
  • I Warzone 2100, när den utvecklas till 70 %, ges tillgång till Gauss-kanonen.
  • I BattleTech, i serien MechWarrior och MechCommander.
  • I strategierna Command & Conquer 3: Tiberium Wars och Command & Conquer 3: Kane’s Wrath finns det en förbättring av "Gauss Cannon", vilket ökar skadorna för Predator- och Mammoth-tankarna, Titan-robotarna och Sentinel defensiva vapen. Dessutom är GDI Special Forces i spelet beväpnade med Rapid-Fire Gauss Rifles.
  • I spelet S.T.A.L.K.E.R. Gausskanonen har enorm kraft och är långsam att ladda om. Den drivs på batterier som använder energin från Flash-artefakten. I spelet "S.T.A.L.K.E.R Call of Pripyat", under "Järnskogen"-anomali finns det ett rum där det testades det också en enorm Gauss-kanon.
  • I StarCraft är infanterister beväpnade med C-14 Impaler Gauss-geväret. Spökena har också C-10 gevär, som kallas "Buckshot Rifles".
  • I Crysis är Gauss Rifle ett prickskyttvapen som ger maximal skada.
  • I Crysis 2 är Gauss-kanonen en modifiering av automatgeväret, tillsammans med en granatkastare under pipan. Har hög skada och långsam omladdning.
  • I Fallout 2 är Gauss-geväret det mest kraftfulla vapnet med lång skjuträckvidd, nästan lika bra som prickskyttegevär.
  • I Fallout 3 och Fallout New Vegas är Gauss Rifle ett energisprickskyttegevär utrustad med ett optiskt sikte och är mycket effektivt på medel- och långa avstånd. Ger mycket stor skada.
  • I "Fallout Tactics" finns en gausspistol, ett gaussgevär och en fyrpipigt gauss maskingevär.
  • I spelet X-COM: Terror From The Deep är Gauss-pistolen en av de första designerna för att förstöra utomjordingar under vattnet.
  • I spelen X³: Reunion / X³: Terran Conflict är Gauss Cannon ett kraftfullt vapen för jagare, med bra räckvidd men låg projektilhastighet. Den förbrukar praktiskt taget ingen energi, men kräver speciell ammunition.
  • B Ogame Gauss kanon är en kraftfull defensiv struktur.
  • I Red Faction: Guerrilla är Gauss Rifle ett högeffektsvapen, men har genomsnittlig destruktiv kraft jämfört med andra destruktiva vapen.
  • I MMOTPS-spelet S4 ​​League är Gauss-kanonen ett maskingevär vars noggrannhet gradvis minskar när den skjuts kontinuerligt.
  • I Warhammer 40 000-serien av spel används Gauss-kanoner aktivt av Necrons.

Varje science fiction-fan är bekant med elektromagnetiska vapen. Sådan teknik avbildas som en kombination av mekaniska, elektroniska och elektriska komponenter. Men hur ser ett sådant vapen ut i verkligheten, har det ens den minsta chans att existera?

Tekniska egenskaper

Gaussgeväret är intressant för forskare av flera anledningar samtidigt. Genomförandet av denna teknik kommer att undvika att värma vapnet. Följaktligen kommer dess snabba eldningsegenskaper att öka till tidigare okända gränser. Dessutom kommer implementeringen av tekniska idéer i verkligheten att tvinga övergivande av patroner, vilket avsevärt kommer att förenkla fotograferingen.

Som standard kan Gauss-geväret avfyra tunna, smala projektiler med den högsta penetrerande kraften. Accelerationen av patronen i detta fall är absolut oberoende av diametern.

För att vapnet ska fungera räcker det med uppladdning med elektrisk ström. När det gäller de kända kretsarna finns det praktiskt taget inga rörliga element i deras struktur.

Skytteprincip

För närvarande är vapnet fortfarande på utvecklingsstadiet. Enligt planen ska det skjutas med järnpatroner. Men till skillnad från skjutvapen drivs projektiler inte av trycket från pulvergaser, utan av påverkan av ett magnetfält.

Faktum är att Gauss-geväret fungerar enligt en ganska primitiv princip. Längs med pipan finns en rad elektromagnetiska spolar. Patronerna laddas mekaniskt från magasinet. En av spolarna drar upp laddningen. Så snart patronen når mitten av pipan, aktiveras nästa spole, på grund av vilken den accelereras.

Sekventiell placering av ett godtyckligt antal spolar längs pipan låter dig teoretiskt sett accelerera projektilen till ofattbara hastigheter.

Fördelar och nackdelar

Ett elektromagnetiskt gevär har i teorin fördelar som är ouppnåeliga för något annat känt vapen:

  • förmåga att välja projektilhastighet;
  • brist på ärmar;
  • utföra absolut tysta skott;
  • låg rekyl;
  • hög tillförlitlighet;
  • slitstyrka;
  • fungerar i luftlösa, särskilt yttre rymden.

Trots den ganska enkla funktionsprincipen och enkla designen har Gauss-geväret några nackdelar som skapar hinder för dess användning som vapen.

Huvudproblemet är den låga effektiviteten hos de elektromagnetiska spolarna. Särskilda tester visar att endast cirka 7 % av laddningen omvandlas till kinetisk energi, vilket inte räcker för att driva patronen.

Den andra svårigheten är den betydande förbrukningen och den långsiktiga ackumuleringen av energi av kondensatorer. Tillsammans med pistolen måste du bära en ganska tung och voluminös kraftkälla.

Baserat på det föregående kan vi dra slutsatsen att under moderna förhållanden finns det praktiskt taget inga utsikter att implementera idén som ett litet vapen. En positiv förändring i rätt riktning är endast möjlig om kraftfulla, autonoma och samtidigt kompakta källor för elektrisk ström utvecklas.

Prototyper

För närvarande finns det inte ett enda framgångsrikt exempel på att skapa högeffektiva elektromagnetiska vapen. Detta hindrar dock inte utvecklingen av prototyper. Det mest framgångsrika exemplet är uppfinningen av ingenjörsbyrån Delta V Engineering.

Utvecklarens femtonrunda anordning tillåter ganska snabb eld, skjuter 7 skott per sekund. Tyvärr räcker gevärets penetrationskraft bara för att träffa glas och burkar. Det elektromagnetiska vapnet väger cirka 4 kg och avfyrar 6,5 mm kulor.

Hittills har utvecklaren ännu inte lyckats uppnå framgång med att övervinna den största nackdelen med geväret - den extremt låga starthastigheten för projektiler. Här är denna siffra endast 43 m/sek. Om vi ​​drar paralleller är initialhastigheten för en patron som avfyras från ett luftgevär nästan 20 gånger högre.

Gauss uppfinning i dataspel

I science fiction-spel är den elektromagnetiska pistolen nästan det mest kraftfulla, snabbast skjutande och verkligt dödliga vapnet. Det är roligt, men de flesta specialeffekterna är okaraktäristiska för denna uppfinning.

Det mest slående exemplet är Gauss-pistolen och -geväret, som är tillgängliga för karaktärer i kultserien Fallout. Liksom den verkliga prototypen, fungerar det virtuella vapnet på basis av laddade elektromagnetiska partiklar.

I spelet S.T.A.L.K.E.R. Gauss-kanonen har en låg eldhastighet, vilket är nära egenskaperna hos verkliga prototyper. Samtidigt har vapnet den högsta kraften. Enligt beskrivningen fungerar pistolen baserat på energin från anomala fenomen.

Master of Orion-spelen tillåter också spelaren att utrusta rymdskepp med Gauss-kanoner. Här avfyrar vapnet elektromagnetiska projektiler, vars skadekraft inte beror på avståndet till målet.

Encyklopedisk YouTube

    1 / 3

    ✪ Laddade partikelacceleratorer

    ✪ Rotation av torsionspendel 1 (V.N. Samokhvalov)

    ✪ Oleg Sokolov om den egyptiska kampanjen: Slaget vid Aboukir, Kairo och Desaix-kampanjen

    Undertexter

Funktionsprincip

Parametrarna för accelerationsspolarna, projektilen och kondensatorerna måste koordineras på ett sådant sätt att när ett skott avfyras, när projektilen närmar sig solenoiden, är magnetfältsinduktionen i solenoiden maximal, men med ytterligare närmande av projektilen det sjunker kraftigt. Det är värt att notera att olika algoritmer för drift av accelerationsspolar är möjliga.

Projektil kinetisk energi E = m v 2 2 (\displaystyle E=(mv^(2) \över 2)) m (\displaystyle m)- projektilmassa v (\displaystyle v)- dess hastighet Energi lagrad i kondensatorn E = C U 2 2 (\displaystyle E=(CU^(2) \över 2)) U (\displaystyle U)- kondensatorspänning C (\displaystyle C)- kondensatorkapacitet Kondensatorurladdningstid

Detta är den tid under vilken kondensatorn är helt urladdad:

T = π L C 2 (\displaystyle T=(\pi (\sqrt (LC)) \över 2)) L (\displaystyle L)- induktans C (\displaystyle C)- kapacitans Drifttid för induktorn

Detta är den tid under vilken induktorns EMF ökar till det maximala värdet (full urladdning av kondensatorn) och helt sjunker till 0. Det är lika med sinusvågens övre halvcykel.

T = 2 π L C (\displaystyle T=2\pi (\sqrt (LC))) L (\displaystyle L)- induktans C (\displaystyle C)- kapacitet

Det är värt att notera att de två sista formlerna i sin presenterade form inte kan användas för att beräkna en Gauss-pistol, om inte annat av den anledningen att när projektilen rör sig inuti spolen ändras dess induktans hela tiden.

Ansökan

Det är teoretiskt möjligt att använda Gauss-vapen för att skjuta upp ljussatelliter i omloppsbana. Huvudapplikationen är amatörinstallationer, demonstration av egenskaperna hos ferromagneter. Den används också ganska aktivt som en barnleksak eller en hemmagjord installation som utvecklar teknisk kreativitet (enkelhet och relativ säkerhet)

Skapelse

De enklaste strukturerna kan monteras av skrotmaterial även med skolkunskaper i fysik

Det finns många webbplatser som beskriver i detalj hur man monterar en Gausskanon. Men det är värt att komma ihåg att skapandet av vapen i vissa länder kan vara straffbart enligt lag. Därför, innan du skapar en Gauss-pistol, är det värt att överväga hur du kommer att använda den.

Fördelar och nackdelar

Gauss-pistolen som vapen har fördelar som andra typer av handeldvapen inte har. Detta är frånvaron av patroner och obegränsat val av ammunitionens initiala hastighet och energi, möjligheten till ett tyst skott (om hastigheten på en tillräckligt strömlinjeformad projektil inte överstiger ljudhastigheten), inklusive utan att byta pipa och ammunition , relativt låg rekyl (lika med impulsen från den utskjutna projektilen, det finns ingen extra impuls från pulvergaserna eller rörliga delar), teoretiskt sett större tillförlitlighet och, i teorin, slitstyrka, såväl som förmågan att arbeta under alla förhållanden inklusive i yttre rymden.

Men trots den uppenbara enkelheten hos Gauss-kanonen, är användningen av den som ett vapen full av allvarliga svårigheter, varav den främsta är hög energiförbrukning.

Den första och största svårigheten är installationens låga effektivitet. Endast 1-7 % av kondensatorladdningen omvandlas till projektilens kinetiska energi. Denna nackdel kan delvis kompenseras genom att använda ett flerstegs projektilaccelerationssystem, men i vilket fall når verkningsgraden sällan 27 %. I grund och botten, i amatörinstallationer, används inte energin som lagras i form av ett magnetfält på något sätt, utan är anledningen till att man använder kraftfulla omkopplare (IGBT-moduler används ofta) för att öppna spolen (Lenz regel).

Den andra svårigheten är hög energiförbrukning (på grund av låg effektivitet).

Den tredje svårigheten (följer av de två första) är installationens stora vikt och dimensioner med dess låga effektivitet.

Den fjärde svårigheten är den ganska långa ackumulerade laddningstiden för kondensatorerna, vilket gör det nödvändigt att bära ett (vanligtvis kraftfullt uppladdningsbart batteri) tillsammans med Gauss-pistolen, såväl som deras höga kostnad. Det är teoretiskt möjligt att öka effektiviteten genom att använda supraledande solenoider, men detta kommer att kräva ett kraftfullt kylsystem, vilket medför ytterligare problem och allvarligt påverkar installationens tillämpningsområde. Eller använd batteriutbytbara kondensatorer.

Den femte svårigheten är att med en ökning av projektilens hastighet reduceras verkanstiden för magnetfältet under solenoidens passage av projektilen avsevärt, vilket leder till behovet av att inte bara slå på varje efterföljande spole av flerstegssystemet i förväg, men också för att öka kraften i sitt fält i proportion till minskningen av denna tid. Vanligtvis förbises denna nackdel omedelbart, eftersom de flesta hemmagjorda system har antingen ett litet antal spolar eller otillräcklig kulhastighet.

I en vattenmiljö är användningen av en pistol utan skyddshölje också allvarligt begränsad - fjärrströminduktion är tillräcklig för att saltlösningen ska dissociera på höljet med bildning av aggressiva (lösningsmedels)media, vilket kräver ytterligare magnetisk avskärmning.

Således har Gauss-kanonen idag inga utsikter som vapen, eftersom den är betydligt sämre än andra typer av handeldvapen som fungerar enligt olika principer. Teoretiskt sett är framtidsutsikter naturligtvis möjliga om kompakta och kraftfulla källor för elektrisk ström och högtemperatursupraledare (200-300K) skapas. En installation som liknar en Gauss-pistol kan dock användas i yttre rymden, eftersom många av nackdelarna med sådana installationer utjämnas under förhållanden med vakuum och viktlöshet. Särskilt de militära programmen i USSR och USA övervägde möjligheten att använda installationer som liknar en Gauss-pistol på satelliter som kretsar för att förstöra andra rymdfarkoster (med projektiler med ett stort antal små skadliga delar) eller föremål på jordens yta.

Gillade du artikeln? Dela med dina vänner!
Var den här artikeln till hjälp?
Ja
Inga
Tack för din feedback!
Något gick fel och din röst räknades inte.
Tack. Ditt meddelande har skickats
Hittade du ett fel i texten?
Välj det, klicka Ctrl + Enter och vi fixar allt!