Gauss - своими руками

Часть 1

Наконец руки дошли до выкладывания материала на страничку. Материал совсем не новый, но народ хотел это видеть, пусть смотрят!

Для начала, то что касается моего первого ручного гаусса.

Перед окончательной сборкой я провёл ряд экспериментов (выстрелов) и результаты оказались удовлетворительными. Питался он от 4 конденсаторов (800мкФ х 300В) соединённых праралельно. Особо никаких расчётов не проводил, всё достигалось в ходе экспериментов. Катушка была намотана алюминиевым проводом от старого БП телика. В последствии я использовал 5 конденсаторов указанного номинала.

Для заметки: Конденсатор от фотовспышки классно входит (по размерам) в баночку от витаминов :)

Смотрите видео 1

Часть 2

Немного опосля (примерно через пол года) я обзавёлся денежкой и решил протестировать ряд катушек, кондёров и свичей(но не тех что в сетках компьютерных, а тех что с во.. т.е. силовых свичей).

Хорошие результаты опять таки показала алюминиевая намотка катушки! Я думаю по той причине как алюминий имеет большее сопротивление чем медь. По этой причине кондёр разряжается более плавно на катушку и этим достигается больший эффект. Конечно с алюминиевыми катушками хорошие результаты в многоступенчатых гауссах сложно добиться. Для многоступенчатого хорошо первую катушку алюминиевую, а остальные медные. По той причине, как для начального разгона нужна плавная динамика нарастания, а для последующих нужны короткие импульсы большой амплитуды! И чем больше номер катушки тем короче Т и больше амплитуда импульса.

В процессе испытаний погорела куча свичей

а так же выпита куча пива и прострелена куча банок (пустых) из под него

Зарядку конденсаторов я проводил тоже разными способами и на разное напряжение (от сети 220 В и от импульсника).

В процессе было установлено, что чем больше напряжение конденсаторов тем круче летит пулька. Вот с ёмкостью нужен разумный подход! Ёмкость подбиралась исходя из соображений (скорости разряда на катушку). Скорость разряда зависит от материала пульки, её размеров, формы, массы, количества витков в катушке, толщины обмотки, сопротивления проводов подводящих напряжение от кондёров, скорости нарастания лавины в свиче. Короче заморочка полная! Чтоб это всё точно рассчитать нужно знать много чего и попотеть изрядно. Допустим у нас есть определённые ёмкости и отрезать небольшой кусочек от банки не получится как не крути, по этой причине можно конечно врубать параллельно катушке сопротивление гасящее. Но зачем нам так тупо разбазаривать джоули энергии. Мы можем уменьшить активное сопротивление (или увеличит в зависимости от требуемого результата) катушки. Как? Заменить снаряд или взять катушку с другим сечением провода(или материала). Ок… перемотать катушку тоже не очень простой вариант, куда проще спилить кусок гвоздя другого размера! Так же нужно подобрать точку входа снаряда в катушку. Желательно чтоб снаряд на половину входил в катушку тогда больше магнитных сфокусировано в пуле КПД больше. Но опять всё зависит от взаимном соотношении длинны катушки к длине снаряда. Катушка должна превышать размер снаряда но не сильно. Можно в половину размера (если не сильно раздумывать). Короче всё достигалось экспериментально, так как не было возможности замерять скорость и массу пули следовательно не было возможности построить кривые зависимостей! Для многоступенчатых гауссов понадобится прибор для измерения скорости и массы снаряда (со скоростью проще, а массу… придётся покупать точные весы блин).

Ладно… хватит читать, лучше посмотрите что из этого вышло:

Смотрите видео 2

Смотрите видео 3

Смотрите видео 4

Смотрите видео 5

В всех 4х случаях я использовал ёмкость (3000 мкФ) состоящую из 3х конденсаторов по 1000 мкФ на 350 вольт заряженных до 300 с хвостиком вольт.

Часть 3

Накачка банок!

Наболевшая для меня тема! Я уже описывал ряд источников и в данный момент изучаю возможность создания тепловых насосов и сверхединичных трансформаторов. (звучит фантастически, но не безнадёжно)

Но реч пойдёт о вполне реальных устройствах и приспособленирях, которые я использовал для заряда конденсаторов.

Самая простая схема для заряда конденсаторов это диод и мощный резистор соеденённые последовательно с конденсаторами.

Как видно я использовал 2 мощных диода серии КД и мощный резистор 10 W на 220 Ом. Схема проста до безобразия(однополупериудный выпрямитель), проще не найти! Весь вокус заключается в мощности деталей :). Мои кондёры первую зарядку заряжаются порядка 20 секунд, а последующие по 5 секунд до 250 вольт. При наличии мощного тринистора можно стрелять практически очередями :) (что я и проделывал). Главное нужно правильно подобрать номинал резистора, так чтоб ток в цепи был меньше тока запора тринистора. Правильно подобранный номинал позволяет не выключать конденсаторы от зарядки в момент подачи сигнала на УЭ тринистора(в момент выстрела)

Тринистор не хилый!!! ток в 400 ампер и напряжение 1200 вольт. В импульсе до 1000 ампер. Во время стрельбы по 20 выстрелов с перерывом в 5 сек. он оставался комнатной температуры. Что нельзя сказать о катушке :) :) которая раскалилась до нельзя датронуться %)

Ой что то я сьехал с темы... Коротче, недостатком такой схемы является то, что кондёры нельзя зарядить больше 300 вольт и то что нужна розетка поблизости (на улице на деревьях розетки не ростут)

В качестве альтернативы можете использовать схему самого обычного мультивибратора с силовыми транзисторами - оконечниками. Последние подключены к повышающему трансформатору (параметры намоток зависят от частоты и требуемаго напряжения на входе и выходе). В качестве подобного трансформатора можно использовать самый обычный из блока питания на 220 -> 12 вольт, подключив генератор к 12 вольтовой обмотке, а диодный мост к обмотке на 220 вольт. Можно ещё использовать трансформаторы от старых радиоточек. Ну это если матать не хочется :) а вообще лучше намотать самому на ферите (ведь частота у нас будет приличной) вес будет поменьше и КПД побольше.

Это я проверял работоспособность! :) Что касается схемы, то всё просто, к одному плечу вибратора подключаете мощный полевой транзистор (я использовал BUZ 10A) на радиаторе и схема готова.

Можно конечно построить более хитрую схему преобразователя... вроде той что использовали буржуи которая работает за счёт обратного индукционного тока катушки. Такая схема действительно очень эффективна(ток потребления генератором зависит от индуктивности катушки и частоты генератора и не зависит от степени заряда конденсаторов). При постоянном токе потребления акумуляторы себя лучше чувствуют :) да и меняя частоту можно максимально эффективно использовать ресурс. Тем, кому не лень могут попробовать такую схему она работает отлично.

Самый простой способ!

Это… в дополнение к "Gauss - своими руками. Часть 3" хотел написать простой способ замены мощного резистора. В место 10 ватного резистора может послужить банка пол литра с водой и электродами в ней. Для лучшей проводимости в воду следует добавить немного серной кислоты или столовой соли. При изготовлении подобного приспособления следует быть внимательным к надёжности крепления электродов и диод ставить по возможности мощнее! Если в растворе электроды замкнуться и пробьётся диод, то это черевато перегревом конденсаторов и выходу их из строя (мини взрыв и фольга по комнате.. гы гы гы).

Приспособление требует предварительной настройки! Следует отрегулировать плотность электролита. Лучше поменьше плотность… медленнее заряд конденсаторов зато безопасно! Ах да... и не забудте посмотреть что написано на конденсаторах :) ... там должно быть как минимум 250В.

Часть 4

Короче мне надоело пулять не управляемыми гвоздями, решился сделать снаряды 8мм и ИК управление для них. Для начала я решил сделать опытный образец устройства на 2 катушки. Для этого пришлось выточить трубку и 4 диска. В трубке и дисках просверлить отверстия под фотодатчики.

А также выточил экспериментальные образцы снарядов диаметром 8мм. Выточил два снаряда, один стальной, другой ферритовый.

Надеваем диски на трубку и приклеиваем супер клеем (циакрин). Катушки должны быть одинаковой длинны, длина намотки должна быть равна длине снаряда (не больше и не короче)! Дальше я подобрал некоторые детали электронной части.

Нашел схему ИК датчиков управления и немного пришлось её переделать до удовлетворительного состояния (что бы ничего не грелось и потребляло минимально ток). Заменил некоторые резисторы. Схему привел в оригинале.

То, что получилось, после переделывания смотрите ниже. Для удобства и безопасности я решил питать схему управления отдельно от питания катушки.

Выключатель на схеме нужен обязательно! Он должен быть отключен всегда в момент включения схемы в сеть! В момент включения происходит скачек напряжения и на входе транзисторов появляется управляющий сигнал, который кратковременно открывает их и может вызвать их повреждение. После включения питания мы включаем выключатель. Так же этот выключатель понадобится для настройки фотодатчиков, что бы в этот момент не срабатывала катушка.

Можно настроить и без катушки.

Самое нудное это наматывание катушек. Я использовал медный провод 1.2 мм сечения (думаю, я немного погорячился, следовало использовать 0.8 – 1.0 мм).

Проводил испытания первой катушки. Результат 4.4 м/с (это не есть хороший результат). Нужно подумать об оптимизации катушки (менять сечение провода и количество витков).

Схема управления построена на операционном усилителе LM358N дата щит на которую можете посмотреть ТУТ (124 kb). Ключевые транзисторы BUZ21 или любые другие мощные полевые, дата щит на них ТУТ (90.3 kb). На катушку обязательно ставить диоды! Эти диоды помогут продлить жизнь вашим транзисторам. Я использовал BY255 (в параллельном соединении чем больше тем лучше). Дальше проведу испытание 2х ступеней и напишу что получилось, а так же оптимизирую катушки.

Часть 5

Сел как то поужинать вечером.. с паяльником в руках.

Надумал поверх катушки создать магнитопровод. Для этого нужно катушку покрыть хорошим слоем фторопластовой ленты с лаком, вырезать формочку из пластика от любой бутылки, приготовить магнитопроводящую смесь. Магнитопроводящая смесь это эпоксидка с металлическим порошком. Порошок добавлять наугад до получения кашевидной смеси. Смесь должна быть текучей и ею залить катушку в форме. Магнитопровод будет концентрировать магнитный поток втягивающий снаряд. Нужно не забывать о том, что индуктивность катушки возрастет и ток будет нарастать медленнее. Последнее можно компенсировать подняв напряжение на катушке или наматывать более толстым проводом. В общем ИМХО с магнитопроводом первые катушки работают значительно лучше.

Всё собрал и опробовал, но к сожалению не могу достаточно объективно оценить отличие от катушки без магнитопровода потому, что на тот момент не имел хронографа. Испытывал две катушки с IGBT транзисторами и напряжением в 40 вольт.

Потом поиграл с одной катушкой, тиристором, конденсаторами общей суммой на 3000 мкФ в 300-400 вольт.

Напряжение 300 вольт (одна ступень) разгоняло пульку массой в 10 грамм, диаметром 8мм, длинной 3 см, до скорости 20 м/с. Пульку изготавливал из того, что было. Взял обрезки стального квадрата, отпустил на газовой плите в течении 5 часов, а потом обточил на станке.

Пострелял немного по всяким коробкам, банкам, картошкам, бутылкам и т.п.

Особенно прикольно было стрелять в пенопласт! Передняя дырочка 8 мм, а на выходе вырывало куски.

Часть 6

Собрал полноценных две катушки с тиристорным управлением. Особо не вдавался в расчеты, не подгоняя параметры. Стрелял снарядами 8мм массой 10 г. различной формы. Максимальная скорость была у пули с закруглённым передком, а максимальная пробивная способность у пули с заострённым! Номинальная скорость 30 м/с максимальная 33 м/с. Использовал два банка конденсаторов. Первая катушка питалась от конденсаторов заряженных 300 вольт 2000 мкФ. Вторая катушка 600 вольт 1000 мкФ. Результаты меня не впечатлили (мягко сказать). Обнаружил серьёзный недостаток! Фотодатчики находятся перед катушкой и естественно разряд конденсаторов происходит горазда раньше чем нужно. Максимальная сила втягивания снаряда при максимальном его погружении в катушку, а в моём случае он даже частично не погружался в катушку. Следовательно если создавать задержку срабатывания управляющего сигнала, то можно значительно увеличить КПД и уменьшить емкость конденсаторов. Вообще было бы не плохо для начала посчитать оптимальную геометрию катушки.

Пробивает пару – тройку картонных коробок. Острой пулькой пробивает пивную банку на вылет не помяв её, тупой пулькой сминает и прорывает. Картошку, яблоко, апельсину и всё остальное тоже хорошо пробивает.

Автор: jab - http://www.gauss2k.narod.ru

Содержание

Составитель: Патлах В.В.
http://patlah.ru

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2007 гг.

ВНИМАНИЕ !
Запрещается любая републикация, полное или частичное воспроизведение материалов данной статьи, а также фотографий, чертежей и схем, размещенных в ней, без предварительного письменного согласования с редакцией энциклопедии.

Напоминаю! Что за любое противоправное и противозаконное использование материалов, опубликованных в энциклопедии, редакция ответственности не несет.