Оружие

Создание Гаусс-пушки

Обладать оружием, которое даже в компьютерных играх можно найти только в лаборатории сумасшедшего ученого или возле временного портала в будущее, – это круто. Наблюдать, как равнодушные к технике люди невольно фиксируют на устройстве взгляд, а заядлые геймеры спешно подбирают с пола челюсть, – ради этого стоит потратить денек на сборку пушки Гаусса.

Как водится, начать мы решили с простейшей конструкции – однокатушечной индукционной пушки. Эксперименты с многоступенчатым разгоном снаряда оставили опытным электронщикам, способным построить сложную систему коммутации на мощных тиристорах и точно настроить моменты последовательного включения катушек. Вместо этого мы сконцентрировались на возможности приготовления блюда из повсеместно доступных ингредиентов. Итак, чтобы построить пушку Гаусса, прежде всего придется пробежаться по магазинам. В радиомагазине нужно купить несколько конденсаторов с напряжением 350–400 В и общей емкостью 1000–2000 микрофарад, эмалированный медный провод диаметром 0,8 мм, батарейные отсеки для «Кроны» и двух 1,5-вольтовых батареек типа С, тумблер и кнопку. В фототоварах возьмем пять одноразовых фотоаппаратов Kodak, в автозапчастях – простейшее четырехконтактное реле от «Жигулей», в «продуктах» – пачку соломинок для коктейлей, а в «игрушках» – пластмассовый пистолет, автомат, дробовик, ружье или любую другую пушку, которую вы захотите превратить в оружие будущего.

Мотаем на ус

Главный силовой элемент нашей пушки – катушка индуктивности. С ее изготовления стоит начать сборку орудия. Возьмите отрезок соломинки длиной 30 мм и две большие шайбы (пластмассовые или картонные), соберите из них бобину с помощью винта и гайки. Начните наматывать на нее эмалированный провод аккуратно, виток к витку (при большом диаметре провода это довольно просто). Будьте внимательны, не допускайте резких перегибов провода, не повредите изоляцию. Закончив первый слой, залейте его суперклеем и начинайте наматывать следующий. Поступайте так с каждым слоем. Всего нужно намотать 12 слоев. Затем можно разобрать бобину, снять шайбы и надеть катушку на длинную соломинку, которая послужит стволом. Один конец соломинки следует заглушить. Готовую катушку легко проверить, подключив ее к 9-вольтовой батарейке: если она удержит на весу канцелярскую скрепку, значит, вы добились успеха. Можно вставить в катушку соломинку и испытать ее в роли соленоида: она должна активно втягивать в себя отрезок скрепки, а при импульсном подключении даже выбрасывать ее из ствола на 20–30 см.

Препарируем ценности

Для формирования мощного электрического импульса как нельзя лучше подходит батарея конденсаторов (в этом мнении мы солидарны с создателями самых мощных лабораторных рельсотронов). Конденсаторы хороши не только большой энергоемкостью, но и способностью отдать всю энергию в течение очень короткого времени, до того как снаряд достигнет центра катушки. Однако конденсаторы необходимо как-то заряжать. К счастью, нужное нам зарядное устройство есть в любом фотоаппарате: конденсатор используется там для формирования высоковольтного импульса для поджигающего электрода вспышки. Лучше всего нам подходят одноразовые фотоаппараты, потому что конденсатор и «зарядка» – это единственные электрические компоненты, которые в них есть, а значит, достать зарядный контур из них проще простого.

Разборка одноразового фотоаппарата – это этап, на котором стоит начать проявлять осторожность. Вскрывая корпус, старайтесь не касаться элементов электрической цепи: конденсатор может сохранять заряд в течение долгого времени. Получив доступ к конденсатору, первым делом замкните его выводы отверткой с ручкой из диэлектрика. Только после этого можно касаться платы, не опасаясь получить удар током. Удалите с зарядного контура скобы для батарейки, отпаяйте конденсатор, припаяйте перемычку к контактам кнопки зарядки – она нам больше не понадобится. Подготовьте таким образом минимум пять зарядных плат. Обратите внимание на расположение проводящих дорожек на плате: к одним и тем же элементам схемы можно подключиться в разных местах.

Расставляем приоритеты

Подбор емкости конденсаторов – это вопрос компромисса между энергией выстрела и временем зарядки орудия. Мы остановились на четырех конденсаторах по 470 микрофарад (400 В), соединенных параллельно. Перед каждым выстрелом мы в течение примерно минуты ждем сигнала светодиодов на зарядных контурах, сообщающих, что напряжение в конденсаторах достигло положенных 330 В. Ускорить процесс заряда можно, подключая к зарядным контурам по несколько 3-вольтовых батарейных отсеков параллельно. Однако стоит иметь в виду, что мощные батареи типа «С» обладают избыточной силой тока для слабеньких фотоаппаратных схем. Чтобы транзисторы на платах не сгорели, на каждую 3-вольтовую сборку должно приходиться 3–5 зарядных контуров, подключенных параллельно. На нашем орудии к «зарядкам» подключен только один батарейный отсек. Все остальные служат в качестве запасных магазинов.

Определяем зоны безопасности

Мы никому не посоветуем держать под пальцем кнопку, разряжающую батарею 400-вольтовых конденсаторов. Для управления спуском лучше установить реле. Его управляющий контур подключается к 9-вольтовой батарейке через кнопку спуска, а управляемый включается в цепь между катушкой и конденсаторами. Правильно собрать пушку поможет принципиальная схема. При сборке высоковольтного контура пользуйтесь проводом сечением не менее миллиметра, для зарядного и управляющего контуров подойдут любые тонкие провода. Проводя эксперименты со схемой, помните: конденсаторы могут иметь остаточный заряд. Прежде чем прикасаться к ним, разряжайте их коротким замыканием.

Подводим итог

Процесс стрельбы выглядит так: включаем тумблер питания; дожидаемся яркого свечения светодиодов; опускаем в ствол снаряд так, чтобы он оказался слегка позади катушки; выключаем питание, чтобы при выстреле батарейки не отбирали энергию на себя; прицеливаемся и нажимаем на кнопку спуска. Результат во многом зависит от массы снаряда. Нам с помощью короткого гвоздя с откусанной шляпкой удалось прострелить банку с энергетическим напитком, которая взорвалась и залила фонтаном полредакции. Затем очищенная от липкой газировки пушка запустила гвоздь в стену с расстояния в полсотни метров. А сердца поклонников фантастики и компьютерных игр наше орудие поражает без всяких снарядов.

Для ствола лучше использовать железную трубку или пластиковую.Этот план я сам проверил и хочу внести некоторые коррективы.Длина катушки примерно 3-5 см.

Если ты ни ***а не понял - чти дальше

Перед тем как прочитать способ сборки простейшего Гаусса прочти это

>>>Гаусс
[Q] Какой гаусс посоветуете собрать?
[A] Для начала лучше собрать одноступ из подручных материалов и зарядкой от сети.
[Q] Дайте схему гаусса и какие характеристики у него будут когда я его соберу?
[A]На принципиальной схеме указываются все электронные детали гаусса и их соединение, и только по принципиальной схеме невозможно определить будущие характеристики гаусса.
[Q] Дайте полное описание и схему одноступенчатого(многоступенчатого) гаусса.
[A] Полных схем и чертежей нет. Можно посмотреть раздел с проектами, там есть самые точные описания реальных гауссов.
[Q] Я хочу собрать мощный гаусс. Дайте схему.
[A] Особой мощности в гауссе ты не добьешься, хотя уже существуют образцы с выходной энергией больше 20Дж.
>>>Снаряд
[Q] А почему вместо цилиндрического снаряда не использовать шар? Ведь тогда решается проблема стабильности и снаряд не кувыркается. Да и такие снаряды очень доступны.
[A] При обычных, прямоугольных катушках, шар имеет меньшую силу втягивания чем цилиндр. Проверено участниками форума.
>>>Катушка(соленоид)
[Q] Проводом с какой изоляцией нужно мотать катушки?
[A]Для намотки катушки самым подходящим проводом является медная проволока с эмалированной изоляцией(эмальпровод). Другие провода с более толстой изоляцией ухудшают КПД или вообще не ускоряют снаряд.
[Q] Можно ли мотать катушку из алюминиевого провода?
[A] Да, но характеристики такой катушки будут хуже, чем при намотке медным проводом.
[Q] Сколько витков и слоев мотать для катушки гаусса? Какой ширины и длины нужна катушка? Какого диаметра нужен провод для намотки?
[A]Зависит от диаметра ствола, размера снаряда, параметров конденсатора и еще многих факторов, для этого используют специальные программы для расчета гаусса.
[Q] Нужна ли между слоями дополнительная изоляция?
[A]Для гаусса до 400 вольт достаточно изоляции самого намоточного провода.
[Q] Как узнать общую длину провода для катушки?
[A] Общую длину провода можно посчитать с помощью FEMM. И еще 1 метр для запаса.
[Q] Я достал медную проволоку? Как узнать точный диаметр этой проволоки?
[A] Нужно использовать микрометр. Еще можно плотно намотать 10 витков на ствол, замерять длину такой катушки и поделить длину на 10.
>>>Ствол
[Q] Какой ствол нужен для гаусса?
[A] Ствол должен быть прочный и не деформироваться после намотки катушки. Легкий в обработке, прочный, с тонкими стенками(чем тоньше, тем лучше). Не металлический ствол предпочтительней.
[Q] У меня есть трубка 3 мм диаметром. Можно ли собрать на такой трубке гаусс?
[A] Можно, но мощность будет очень маленькая и КПД тоже. Рекомендуется собирать гаусс с внутренним диаметром ствола 6-10мм.
[Q] Нужно ли делать пропил вдоль металлического ствола?
[A] В теории если ствол без пропила, то он забирает часть энергии катушки и соответственно падает КПД. На практике мало кто делал пропил.
[Q] Почему вы не применяете нарезной ствол для стабильности?
[A] На таких скоростях нарезной ствол не даст стабильности, да и трудоемко это и материал снаряда далеко не тот.
>>>Конденсатор
[Q] Каким способами можно зарядить конденсатор?
[A] Зарядить можно от розетки через диодный выпрямитель или повышающий преобразователь напряжения. Так же можно использовать повышающий преобразователь от фотоаппарата.
[Q] Для чего нужна лампочка при зарядке конденсатора от сети?
[A] В начале зарядки конденсатор потребляет большой ток, из-за этого может сгореть выпрямляющий диод или даже электропроводка, лампочка ограничивает ток зарядки до приемлемого.
[Q] Какой конденсатор нужен для гаусса?
[A] Всё зависит от катушки, для этого используют специальные программы для расчета гаусса. Среднестатистический конденсатор имеет рабочее напряжение 250-450 вольт и емкость 470-2200мкф.
[Q] Что важнее для конденсатора: емкость или рабочее напряжение?
[A] Главное для конденсатора - правильное сочетание емкости и рабочего напряжения.
[Q] Чем больше емкость конденсатора, тем лучше?
[A] Нет. Энергия снаряда зависит не только от емкости конденсатора.
[Q] Как посчитать запасаемую энергию конденсатора?
[A]Для этого существует формула E=C*(U*U)/2, где C - емкость в Фарадах, U - напряжение зарядки в Вольтах.
[Q] Что влияет на скорость зарядки конденсатора?
[A]На скорость зарядки влияет ток, чем он больше, тем быстрее заряжается конденсатор.
[Q] Возможно ли использовать в гауссе вместо конденсаторов генератора Маркса?
[A]Нет. В генераторе Маркса время разряда длится наносекунды, а для гаусса нужно больше времени.
[Q] Можно ли использовать в гауссе ионистор или батарею из нескольких ионисторов?
[A]Нет. Ионисторы имеют большое внутреннее сопротивление и токоотдача у них плохая. Существуют ионисторы с большой токоотдачей, но они дорогие и малодоступные.
>>>Ключ
[Q] Чем можно коммутировать катушку?
[A] Самый лучший способ - тиристор. Так же можно коммутировать IGBT или MOSFET транзисторами, но они довольно дорогие на нужную мощность. Так же можно использовать механические кнопки и тумблеры.
[Q] Какими способами можно определить положение снаряда в стволе?
[A] Для определения положения снаряда используют оптические датчики(оптопары), индуктивные датчики или контактные датчики. Чаще всего используют оптопары.
[Q] Какой тиристор нужен для гаусса?
[A] Зависит от напряжения зарядки конденсаторов и сопротивления катушки. Для гаусса до 400 вольт хватит тиристора 40TPS12.
[Q] Чем открыть тиристор?
[A] Достаточно свежей пальчиковой батарейки на 1.5 Вольт.
[Q] Чем загасить ЭДС самоиндукции катушки?
[A] Для гашения ЭДС самоиндукции используют последовательную связку диод-резистор. Если же в качестве ключа используется тиристор, то цепочку для гашения можно не использовать. В некоторых случаях при гашении ЭДС самоиндукции вы можете замедлить снаряд при вылете из катушки.
>>>Преобразователь
[Q] Какой преобразователь посоветуете собрать для новичка?
[A]Для начала советую собрать преобразователь на микросхеме UC3845 (Преобразователь Вальдемара), или push-pull на IR2153.
[Q] Почему выходная мощность двухтактного преобразователя, подключенного к лампе накаливания, оказывается больше мощности преобразователя, подключенного к конденсаторам.
[A]Лампа и конденсатор - два разных типа нагрузки. Если при использовании резистивной нагрузки, лампа всегда потребляет одинаковую мощность, то при емкостной нагрузке в начале зарядки конденсатора, преобразователь испытывает перегрузку на выходе(из-за низкого сопротивления конденсатора), из-за этого и падает мощность.
>>>Софт
[Q] С помощью какой программы можно посчитать катушки для гаусса.
[A]Для этого используется FEMM и скрипты к нему или скрипт для Excel.
[Q] От чего зависит расхождение результатов реального гаусса с компьютерной моделью в FEMM.
[A] Расхождение зависит от качества намотки катушки, внутреннего сопротивления и индуктивности конденсатора, сопротивления силовой проводки и ключа, мест спайки, от их температуры и еще многих факторов.
>>>Другое
[Q] Какие запчасти для гаусса можно достать из телевизора?
[A] В телевизоре можно найти высоковольтные конденсаторы и намоточный провод в трансформаторах и обмотке размагничивания ЭЛТ (обычно диаметром 0.6мм).
[Q] Какие запчасти для гаусса можно достать с блока питания компьютера?
[A] В блоке питания есть электролитические конденсаторы на 200 вольт, так же оттуда можно достать трансформатор и использовать его в повышающем преобразователе.

Ни***а не понял? Читаем дальше

<!--[if gte mso 9]> Normal 0 false false false MicrosoftInternetExplorer4 <!--[if gte mso 9]> <!-- /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:12.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman";} @page Section1 {size:595.3pt 841.9pt; margin:2.0cm 42.5pt 2.0cm 3.0cm; mso-header-margin:35.4pt; mso-footer-margin:35.4pt; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} --> <!--[if gte mso 10]> /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Обычная таблица"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:#0400; mso-fareast-language:#0400; mso-bidi-language:#0400;}

Где взять?

Конденсаторы:
Нужны большие конденсаторы, в них должно быть для начала не меньше 50Дж, как считать энергию конденсатора смотрим в ЧАВО.
Более-менее подходящие конденсаторы живут в блоках питания компьютеров, там есть 2 конденсатора по 200 вольт и от 330 до 680 мкф емкости каждый.
Конденсаторы еще есть в старых ЭЛТ мониторах, и во многих устройствах, которые работают от импульсного блока питания.
Можно достать конденсаторы из старых совковых телевизоров, но характеристики таких конденсаторов будут хуже, чем из БП.
А лучше всего пойти и купить новые конденсаторы в радиомагазине или не радиорынке.

Ключ(тиристор):
В катушке гаусс гана течёт ток в основном до 400А. Тиристоры ставят для управления двигателями на всяких станках,трамваях ,самолётах...
С заводов их соответственно пиздят, и они каким то образом попадают на рынок.
Есть тирики новенькие с лиловой керамикой ,а есть старые и здоровенные,в характеристиках они не различаются,но старые весят больше. На рынке стоят по 1р/А ,если больше шлите нах, если старые торгуйтесь. Для лучшего плана пойти в магазин и купить новые маленькие тиристоры 40TPS12, его вполне хватит для первой гаусс пушки(где то 80рублей) или 70TPS12 (150рублей)по размерам они напоминают большие транзисторы.

Ствол:
Ствол должен быть тонкий прочный. Материал может быть как и пластик, так и металл. Если ствол металлический, он не должен притягиваться к магниту. Обычно ствол из меди, латуни, алюминия. Самый легкодоступный ствол можно достать расковыряв телескопическую (раздвижную) антенну.

Соленоид:
Он рассчитывается и мотается под каждый гаусс ган отдельно.
Где ж найти провод для него?
Под совсем маленькие гауссы нужен провод где то 0.5мм, в соленоидных замках такой бывает иногда, ещё он есть в петле размагничивания,которая в телевизоре вокруг кинескопа в большом количестве.
Для нормальных ускорителей нужен провод 0.8-1мм, его в нужном количестве хрен достанешь,бывает в средненьких трансформаторах, но лучше не пожалеть денег и купить новый провод нужного диаметра в радиомагазине. У покупного изоляция будет надежней, чем у провода, скрученного со столетнего телевизора.
Провод должен быть обязательно медный. Алюминиевый ухудшает КПД в 1.5 раза.

Магнитопровод:
При низких скоростях до 30м/с толстый магнитопровод сильно увеличивает КПД
Если нет токарного станка ограничители можно вырезать ножницами из тонких пластин,а отверстия просверлить дрелью,собственно если ограничители будут квадратные,это не сильно повлияет.
верхнюю обшивку лучше всего изготовить из 2 половинок трубы подходящего диаметра
либо из эпоксидки смешанной с железными опилками.
Простейший магнитопровод без торцов можно сделать так: Взять железный стержень диаметром около 6мм, можно и поболее. Нарезать его на куски длиной, равной длине катушки. Потом этими кусочками обкладывается катушка (ес-но, их должно быть достаточное кол-во) и закрепляется изолентойниткой
также можно обмотать катушку пластинками из трансформатора.

Опять не дошло? Всё интересное впереди...

Как заряжать конденсатор?

Помните что просто от батарейки 400в конденсатор зарядить не получится!. Если вы молоды и не умеете собирать преобразователи(есественно чтобы заряжать конденсаторы), ты выход есть! А именно. В любом городе можно купить одноразовый фотоаппарат. Вы сперва сфоткайте всё, а потом пришло время делать ЭТО! Разбираем фотоаппарт! Там вы увидите примерно такую схему:

 контакты идущие к конденсатору "+-" контакты идущие к батарейкам, и перемычка(выключатель-включатель).

И дураку понятно, что если вам не нужен тот слабый конденсатор на схеме, ты мы его откусываем или выпаиваем из платы.

Далее надо провести от платы провод к "+ и -" к вашим другим конденсаторам(естественно соблюдая полярность(плюс к плюсу, минус к минусу))

И надо ещё сделать так, чтобы премычка всегда была включенной(я это сделал методом запихивания фольги под ту кнопку зарядки), и поставить тумблер(тоже выключатель) вот так он выглядет: http://www.chip-dip.ru/product0/835942421.aspx

Вобщем схема примерно такая(у меня)

И наконец-то способ сборки простейшего Гаусса для чайников от ВДС

Внимание! Возможно шибанёт! Необходимо работать в перчатках!

<!--[if gte vml 1]> <!--[if !vml]--><!--[endif]-->

Провода к конденсатору, я использовал те, что и использовал для изготовления катушки.
Характеристики катушки(соленоида): длина обмотки около 4см., хотя лучше бы 3см, при таком же колечестве проволоки. 15 слоёв, мотал очень аккуратно виток к витку, и после каждого слоя, я мазал кисточкой на него клей. А для чего? Можно конечно и без клея, но тогда плотность присоединения витков будет не большой, и он начнёт медленно разматываться. Но клей не обязательно, если вы не решили подключать его на прямую в розетку =). Смотрим следующее фото =>

Следующий этап. Как вы наверное заметили, в отличии от предыдущего фото, здесь один контакт конденсатора подключен к катушке, а второй пока нет. Но учтите, чтобы заряжать ваш конденсатор потребуется хоть немного ума. Потому, что заряжать его можно разными способами. Внимательно изучите группу, и вы найдёте альбом с этой темой.

ВОТ ЕЩЁ ЧТО: Проволока, так как она эмалированная, то следовательно она изолирована. Поэтому, после того как вы наматали катушку, и оставили два контакта (начало и конец), вам надо эти два контакта зачистить(сточить тонкий слой эмали). Как это сделать? Всё очень просто! Я стачиваю контакты довольно простым и быстрым способом. Есть спец. точильный камень для ножей, так вот, вы берёте и со всех сторон стачиваете этот слой (ну разумеется, сколько вам надо, для тог чтоб соединить провода катушки с проводами конденсатора).

Следующее фото =>

Далее засовываем металлический снаряд в ствол вашей пушки. Подбор снаряда является важной частью пушки гаусса. Я для своего гаусса использую всегда снаряд равный длине катушки. Чем шире снаряд тем это лучше. Лучше использовать гвозди с откусанными шляпками.
Следующее фото =>

РУКАМИ НЕ ЗАМЫКАТЬ! ТОЛЬКО ЧЕРЕЗ КНОПКУ!! ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ!

Это пожалуй последний этап. Это уже стрельба. Как видно на фотографии, я задел тем контактом второй контакт соленоида. Но! Я забыл сказать, что там где вы соедините второй контакт, будет вспышка, маленький взрыв, абсолютно не опасный для вас. Хотя если вы используете очень мощный конденсатор, то тогда провода либо припаяются, а либо испарятся вовсе, так что осторожнее с конденсатором, это не игрушка! В тот момент когда вы коснётесь вторым контактом конденсатора соленоида, параллельно со вспышкой вылетит снаряд. Если вы спросите меня почему не использую реле, терристор, или хотя бы кнопку, то я вам отвечу, что это для простоты. Зато я уверен, что вы всё поняли, а если всё-же нет, то попробуйте ещё раз внимательно прочитать весь этот альбом (он ведь не такой уж и большой).

Теперь дошло? Скажи спасибо ВДС!