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シンプルなガウス砲。多段式ガウスガンの作り方

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有名なガウス大砲の非常に強力なモデルで、入手可能な材料から自分の手で作ることができます。これ手作りガウス銃は非常にシンプルに作られており、軽量設計、使用されているすべての部品は、すべての DIY 愛好家やアマチュア無線家に利用可能です。コイル計算プログラムを使用することで、最大のパワーを得ることができます。

したがって、ガウス銃を作成するには次のものが必要です。

合板の一枚。
シートプラスチック。
銃口用プラスチックチューブ∅5mm。
コイル用銅線Φ0.8mm。
大容量電解コンデンサ
スタートボタン
サイリスタ 70TPS12
電池 4X1.5V
白熱灯とそのソケット 40W
ダイオード 1N4007

ガウスガン回路用ハウジングの組み立て

体の形状は任意であり、提示されたスキームに従う必要はありません。ボディに美しい外観を与えるために、スプレーペイントで塗装することができます。

ガウスキャノンの筐体にパーツを取り付ける

まず、コンデンサを取り付けます。この場合、コンデンサはプラスチックのタイに取り付けられていましたが、別の固定方法を考え出すこともできます。

次に白熱灯用のソケットを取り付けます。外ハウジング。電源用に2本のワイヤーを接続することを忘れないでください。

次に、バッテリー収納部をケースの内側に配置し、木ネジなどで固定します。

ガウスガンのコイルを巻く

ガウスコイルを計算するには、FEMM プログラムを使用できます。このリンク https://code.google.com/archive/p/femm-coilgun から FEMM プログラムをダウンロードできます。

プログラムの使用は非常に簡単です。必要なパラメータをテンプレートに入力し、プログラムにロードするだけです。出力では、発射速度に至るまで、コイルと将来の銃全体のすべての特性が得られます。

それでは巻き始めましょう！まず、準備したチューブを取り出し、チューブの外径が6 mmになるようにPVA接着剤を使用して紙を巻きます。

次に、セグメントの中心に穴を開け、チューブ上に配置します。ホットグルーを使って固定していきます。壁間の距離は 25 mm である必要があります。

バレルにコイルを置き、次の段階に進みます...

ガウスキャノンの設計図。組み立て

ヒンジ取り付けを使用してケース内に回路を組み立てます。

次に、本体にボタンを取り付け、2つの穴を開け、そこにコイル用のワイヤーを通します。

使用を簡単にするために、銃用のスタンドを作成できます。この場合、それはから作られました木製ブロック。このバージョンのキャリッジでは、バレルの端に沿って隙間が残されています。これは、コイルを調整してコイルを移動させるために必要であり、最大のパワーを達成できます。

大砲の砲弾は金属の釘から作られています。セグメントは長さ 24 mm、直径 4 mm に作られています。シェルブランクを研ぐ必要があります。

情報は教育目的のみに提供されます。
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充電コンデンサ致命的危険な！

電磁砲（ガウスガン、英語。 コイルガン）彼女の中クラシックバージョン強磁性体の性質を利用して、より強い領域に引き込まれるデバイスです。磁場強磁性の「発射体」を加速します。

私のガウスガン:
上から見る:

側面図：

1 - リモートレリーズ接続用コネクタ
2 - 「バッテリー充電/作業」スイッチ
3 - コンピュータのサウンドカードに接続するためのコネクタ
4 - コンデンサ充電/ショットスイッチ
5 - ボタン緊急退院コンデンサ
6 - 「バッテリー充電」インジケーター
7 - 「作業」インジケーター
8 - 「コンデンサーの充電」インジケーター
9 - 「ショット」インジケーター

ガウス砲の動力部分の図:

1 - トランク
2 - 保護ダイオード
3 - コイル
4 - IR LED
5 - IRフォトトランジスタ

私の電磁砲の主な設計要素:
バッテリー -
リチウムイオン電池を2個使用しています 三洋電機 UR18650A直列接続された容量 2150 mAh のラップトップからの 18650 フォーマット:
...
これらの電池の最大放電電圧は 3.0 V です。

制御回路に電力を供給するための電圧コンバータ -
バッテリからの電圧は、34063 チップ上の昇圧コンバータに供給され、電圧が 14 V に増加します。次に、電圧がコンバータに供給されてコンデンサが充電され、7805 チップによって 5 V に安定化され、制御回路に電力を供給します。

コンデンサを充電するための電圧コンバータ -
7555タイマーに基づいた昇圧コンバータと MOSFET-トランジスタ ;
- これ N-チャネル MOSFET- ハウジング内のトランジスタ TO-247最大許容ドレイン・ソース間電圧 VDS= 500 ボルト、最大パルスドレイン電流 ID= 56 アンペアおよび標準的なオープン状態のドレイン-ソース間抵抗 RDS(オン)= 0.33オーム。

コンバータのチョークのインダクタンスは、その動作に影響を与えます。
インダクタンスが低すぎると、コンデンサの充電速度が遅くなります。
インダクタンスが高すぎるとコアが飽和する可能性があります。

パルスジェネレーターとして（ 発振回路) コンバーター用 ( 昇圧コンバータ) マイクロコントローラー (たとえば、一般的な Arduino）、パルス幅変調（PWM、 PWM) パルスのデューティサイクルを制御します。

コンデンサ（コイルキャップ（コンデンサー）） -
数百ボルトの電圧に対応する電解コンデンサ。
以前は、電圧 300 V で容量 800 μF のソビエト製外部フラッシュの K50-17 コンデンサを使用しました。

私の意見では、このコンデンサの欠点は、動作電圧が低いこと、漏れ電流が増加すること (充電時間が長くなる)、そして静電容量が増加する可能性があることです。
したがって、私は輸入された最新のコンデンサの使用に切り替えました。

三和電圧450V、容量220μFシリーズ用 HC. HC- これは標準シリーズのコンデンサです三和、他のシリーズもあります: 彼- より広い温度範囲で動作します。 H.J.- 寿命が延びる。

PEC電圧400V、容量150μFの場合。
また、オンラインストアで購入した3番目のコンデンサを、電圧400V、容量680μFでテストしました。 dx.com -

結局コンデンサを使うことにしました PEC 電圧400V、容量150μFの場合.

コンデンサの場合、その等価直列抵抗 ( ESR).

スイッチ -
電源スイッチ SA充電されたコンデンサをスイッチングするように設計されています Cリールあたり L:

サイリスタか IGBT-トランジスタ:

サイリスタ -
カソード制御付きパワーサイリスタТЧ125-9-364を使用しています
外観

寸法

- 高速ピン型サイリスタ: 「125」は最大許容実効電流 (125 A) を意味します。「9」はサイリスタのクラスを意味します。数百ボルト (900 V) の繰り返しパルス電圧。

サイリスタをスイッチとして使用するには、コンデンサバンクの静電容量を選択する必要があります。電流パルスが長く続くと、コイルの中心を通過した発射体の後退につながるためです。」 サックバック 効果".

IGBTトランジスタ -
鍵として使用する IGBT-トランジスタはコイル回路を閉じるだけでなく開くこともできます。これにより、発射体がコイルの中心を通過した後に電流 (およびコイルの磁場) を遮断できます。そうでないと、発射体はコイル内に引き戻され、速度が低下します。しかし、コイル回路を開く (コイル内の電流が急激に減少する) と、電磁誘導の法則に従ってコイルに高電圧パルスが発生します $u_L = (L ((di_L) \over (dt) ))$。鍵を守るために -IGBT-トランジスタの場合、追加の要素を使用する必要があります。

VDテレビ- ダイオード ( TVSダイオード)、キーが開いたときにコイルに電流の経路を作成し、コイル上の急激な電圧サージを減衰します。
Rdis- 放電抵抗 ( 放電抵抗器) - コイル内の電流を減衰させます (コイルの磁場のエネルギーを吸収します)
Crsリンギング抑制コンデンサ）、キー上の過電圧パルスの発生を防止します（抵抗を追加して形成することができます） RCスナバ)

私が使用した IGBT-トランジスタ IRG48BC40F人気シリーズから IRG4.

コイル -
コイルが巻かれているプラスチックフレーム銅線。コイルのオーム抵抗は 6.7 オームです。多層巻線の幅 (バルク) $b$ は 14 mm に等しく、1 つの層には約 30 回の巻きがあり、最大半径は約 12 mm、最小半径 $D$ は約 8 mm (平均半径 $ a$は約10mm、高さ$c$-約4mm）、ワイヤー直径-約0.25mm。
コイルに並列にダイオードが接続されています UF5408 (抑制ダイオード) (ピーク電流 150 A、ピーク逆電圧 1000 V)、コイル内の電流が遮断されたときの自己誘導電圧パルスを減衰させます。

たる -
ボールペンのボディから作られています。

発射体 -
テスト発射体のパラメータは、直径 4 mm (銃身の直径 ~ 6 mm)、長さ 2 cm (発射体の体積は 0.256 cm 3、質量 $m$ = 2 グラム) の釘です。鋼の密度を 7.8 g/cm 3 とすると)。発射体を円錐と円柱の組み合わせとして想像して質量を計算しました。

発射体の材質は次のとおりである必要があります。強磁性の.
また、発射体の材料にも同じ量が必要です高い磁気飽和閾値 - 飽和誘導値 $B_s$。の一つ最良の選択肢飽和誘導が 1.6 ～ 1.7 テスラの通常の軟磁性鉄 (たとえば、通常の非焼入れ鋼 St. 3 ～ St. 10) です。釘は、熱処理されていない低炭素鋼線 (鋼等級 St. 1 KP、St. 2 KP、St. 3 PS、St. 3 KP) から作られています。
鋼材の指定:
美術。 - 炭素鋼普通の品質。
0 - 10 - 炭素の割合が10倍に増加。炭素含有量が増加すると、飽和誘導 $B_s$ は減少します。

そして最も効果的なのは合金です」 パーメンジュール"しかし、それはあまりにもエキゾチックで高価です。この合金は 30 ～ 50% のコバルト、1.5 ～ 2% のバナジウム、残りは鉄で構成されています。パーメンジュールは、既知のすべての強磁性体の中で最も高い飽和誘導 $B_s$ を持ち、最大 2.43 テスラです。

発射体材料も同様の量を有することが望ましい。低い導電性。これは、導体ロッド内の交流磁場で発生する渦電流がエネルギー損失につながるためです。

そこで、爪切り発射体の代替品として、フェライトロッドをテストしました（ フェライトロッド)、マザーボードのインダクタから取得:

同様のコイルはコンピューターの電源にも使用されています。

フェライトコアコイルの外観：

ロッドの材質（おそらくニッケル亜鉛（ ニッケル亜鉛）（国内ブランドフェライトNN/VN類似フェライトパウダー）です。誘電渦電流の発生を排除します。しかし、フェライトの欠点は、飽和誘導 $B_s$ ～ 0.3 テスラが低いことです。
棒の長さは2cmでした。

ニッケル亜鉛フェライトの密度は $\rho$ = 4.0 ... 4.9 g/cm 3 です。

発射体の重力
ガウス砲の発射体に作用する力の計算は次のようになります。複雑なタスク。

電磁力の計算例はいくつかあります。

強磁性コアを備えたソレノイドコイルに対する強磁性体の吸引力 (コイルに対するリレーアーマチュアなど) は、式 $F = (((((w I))^2) \mu_0 によって決定されます。 S) \over (2 ((\delta)^ 2)))$、ここで $w$ はコイルの巻き数、$I$ はコイル巻線の電流、$S$ は断面積$\delta$はコイルコアの面積、$\delta$はコイルコアから吸着片までの距離です。この場合、磁気回路内の強磁性体の磁気抵抗は無視します。

強磁性体をコアレスコイルの磁場に引き込む力は $F = ((w I) \over 2) ((d\Phi) \over (dx))$ で与えられます。
この式において、 $((d\Phi) \over (dx))$ は、コイルの軸に沿って強磁性体を移動させたとき (座標を変更したとき) のコイル $\Phi$ の磁束の変化率です。 $x$)、この値を計算するのは非常に困難です。上の式は $F = (((I)^2) \over 2) ((dL) \over (dx))$ として書き直すことができます。ここで $((dL) \over (dx))$ はレートですコイルのインダクタンス $L$ を変更します。

ガウスガンの発砲手順
点火する前に、コンデンサを 400 V の電圧に充電する必要があります。これを行うには、スイッチ (2) をオンにし、スイッチ (4) を「CHARGE」位置に移動します。電圧を示すために、ソビエトのテープレコーダーのレベルインジケーターが分圧器を介してコンデンサーに接続されています。コイルを接続せずにコンデンサを緊急放電するには、2 W の電力を持つ 6.8 kΩ の抵抗を使用し、スイッチ (5) を使用してコンデンサに接続します。発射する前に、スイッチ (4) を「SHOT」位置に移動する必要があります。制御パルスの形成における接点バウンスの影響を回避するために、「ショット」ボタンはスイッチングリレーとマイクロ回路のアンチバウンス回路に接続されています。 74HC00N。この回路の出力からの信号は、調整可能な持続時間の単一パルスを生成するワンショットデバイスをトリガーします。このパルスはフォトカプラを介して到着します PC817パルストランスの一次巻線に接続され、制御回路を電源回路からガルバニック絶縁します。二次巻線で生成されたパルスはサイリスタを開き、コンデンサはサイリスタを通じてコイルに放電されます。

放電中にコイルを流れる電流は、強磁性発射体を引き込む磁場を生成し、発射体に特定の初速度を与えます。砲身を離れた後、発射体は慣性によって飛行し続けます。発射体がコイルの中心を通過した後、磁場により発射体の速度が低下するため、コイル内の電流パルスを延長すべきではないことを考慮する必要があります。延長しないと、初速度の低下につながります。発射体の。

のためにリモコンボタンがコネクタ (1) に接続されています。

発射体がバレルから離れる速度の決定
発射時の初速とエネルギーは大きく依存します発射体の初期位置からトランクの中。
最適な位置を設定するには、銃身から離れる発射体の速度を測定する必要があります。このために私は光学式速度計を使用しました - 2 光学センサー(IR LED VD1, VD2+ IRフォトトランジスタ VT1, VT2) は互いに $l$ = 1 cm の距離でトランクに配置されます。飛行中、発射体はフォトトランジスタを LED の放射線からカバーし、チップ上のコンパレータもカバーします。 LM358Nデジタル信号を生成します。

センサー2(コイルに最も近い)の光束が遮られると赤色(" 赤") LED、センサー 1 がブロックされている場合 - 緑色 (" 緑").

この信号は 10 分の 1 ボルトのレベルに変換されます (抵抗による分圧器)。 R1,R3そして R2,R4) は、2 つのプラグ (ガウスコネクタに接続されたプラグと、コンピュータサウンドカードのソケットに接続されたプラグ) が付いたケーブルを使用して、コンピュータサウンドカードのリニア (マイクではありません!) 入力の 2 つのチャネルに供給されます。
分圧器:

左- 左チャンネル; 右- 右チャンネル; グランド- "地球"

ガンに接続されているプラグ:

5 - 左チャンネル。 1 - 右チャンネル。 3 - 「地面」
コンピューターに接続されているプラグ:

1 - 左チャンネル。 2 - 右チャンネル。 3 - 「地面」

信号処理に使用すると便利です無料プログラム 大胆さ().
各サウンドカード入力チャンネルではコンデンサが回路の残りの部分と直列に接続されているため、サウンドカード入力は実際には R.C.-chain を使用すると、コンピューターによって記録された信号は滑らかな形式になります。

グラフ上の特徴的な点:
1 - 発射体の前部がセンサー 1 を通過して飛行する
2 - 発射体の前部がセンサー 2 を通過して飛行する
3 - 発射体後部がセンサー 1 を通過して飛行する
4 - 発射体後部がセンサー 2 を通過して飛行する
センサー間の距離が 1 cm であることを考慮して、点 3 と点 4 の間の時間差によって発射体の初速度を決定します。
指定された例では、デジタル化周波数 $f$ = 192000 Hz、サンプル数 $N$ = 160、発射体の速度 $v = ((lf) \over (N)) = ((1920) \over 160 )$ は 12 m/s でした。

銃身から離れる発射体の速度は、銃身の端からの発射体後部の変位 $\Delta$ によって指定される銃身内の初期位置によって決まります。

バッテリー容量 $C$ ごとに、最適な発射位置 ($\Delta$ 値) が異なります。

上記の発射体と 370 uF のバッテリー容量の場合、次の結果が得られました。

バッテリー容量が 150 µF の場合、結果は次のとおりです。

発射体の最大速度は $v$ = 21.1 m/s ($\Delta$ = 10 mm の場合) で、これは ~ のエネルギーに相当します。 0.5J -

フェライトロッドの発射体をテストしたところ、バレル内のより深い位置 ($\Delta$ 値がはるかに大きい) が必要であることが判明しました。

銃規制
ベラルーシ共和国では、銃口エネルギーを備えた製品（ マズルエネルギー) 3J以下 適切な許可なく購入され、登録されていません。
でロシア連邦マズルエネルギーを備えた製品 3J未満 武器とはみなされません。
英国では、銃口エネルギーを備えた製品は武器とみなされません。 1.3J以下。

コンデンサの放電電流の決定
コンデンサの最大放電電流を決定するには、放電中のコンデンサ両端の電圧のグラフを使用できます。これを行うには、$n$ = 100 倍に減じられたコンデンサの電圧が分圧器を介して供給されるコネクタに接続します。コンデンサの放電電流 $i = (n) \cdot (C \cdot ((du) \over (dt))) = (((m_u) \over (m_t)) C tg \alpha)$、ここで $\alpha$ - 特定の点におけるコンデンサ電圧曲線の接線の傾斜角。
以下は、コンデンサの放電電圧曲線の例です。

この例では、$C$ = 800 µF、$m_u$ = 1 V/div、$m_t$ = 6.4 ms/div、$\alpha$ = -69.4°、$tg\alpha = -2 .66 $ に相当します。放電開始時の電流 $i = (100) \cdot (800) \cdot (10^(-6)) \cdot (1 \over (6.4 \cdot (10^(-3) ))) \cdot (-2.66) = -33.3$ アンペア。

つづく

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この記事では、How-todo ワークショップの Konstantin が、ポータブルガウス砲の作り方を紹介します。

このプロジェクトはただ楽しむために行われたので、ガウッソ建設で記録を樹立するという目標はありませんでした。

実際、コンスタンチンはコイルを計算するのさえ怠け者になりました。

まずは理論をブラッシュアップしましょう。ガウス銃は実際にどのように機能するのでしょうか？

コンデンサを高電圧で充電し、コイルに放電します。銅線トランクにあります。

電流が流れると強力な電磁場が発生します。強磁性弾丸は銃身に引き込まれます。コンデンサの電荷は非常に早く消費され、理想的には、弾丸が真ん中に入った瞬間にコイルを流れる電流が止まります。

その後は慣性で飛行を続けます。

組み立てに進む前に、高電圧の作業には細心の注意を払う必要があることを警告しておく必要があります。

特にこのような大きなコンデンサを使用する場合、これは非常に危険です。

単段式銃を作ります。

まず第一に、そのシンプルさからです。内蔵されている電子機器はほぼ初歩的なものです。

生産中マルチステージシステム何らかの方法でコイルを切り替え、計算し、センサーを取り付ける必要があります。

第二に、多段装置は意図したピストルのフォームファクターに適合しません。

だって今でも建物内は満員ですから。同様の破壊用ピストルが基礎として採用されました。

ボディを3Dプリンターで出力していきます。これを行うには、モデルから始めます。

Fusion360 で実行します。繰り返したい場合は、すべてのファイルが説明に記載されます。

すべての詳細をできるだけコンパクトにまとめようとします。ちなみに、数は非常に少ないです。
18650 バッテリー 4 個、合計約 15V になります。
モデルの座席には、ジャンパーを取り付けるための凹みがあります。

厚いホイルから作ります。
バッテリー電圧を約 400 ボルトに上げてコンデンサを充電するモジュール。

コンデンサ自体、これは 1000 uF 450 V バンクです。

そして最後にもう一つ。実はコイル。

サイリスタ、開閉用の電池、スタートボタンなどのその他の小さなものは、天蓋の中に置いたり、壁に接着したりすることができます。

だから別れる席彼らには提供されていません。
バレルには非磁性チューブが必要です。

ボールペンのボディを使用します。これは、プリンターで印刷してから研磨するよりもはるかに簡単です。

直径0.8 mmのワニス銅線をコイルフレームに巻き付け、各層の間に絶縁体を置きます。各層をしっかりと固定する必要があります。

各層をできるだけきつめに巻き、順番に巻き、体にフィットするだけ多くの層を作ります。

ハンドルは木製になります。

モデルの準備が完了したので、プリンターを起動できます。

ほぼ全てのパーツが0.8mmノズルで作られており、バレルを固定するボタンのみ0.4mmノズルで作られています。

印刷には約7時間かかったので、ピンク色のプラスチックだけが残ったことがわかりました。
印刷後は、モデルをサポートから注意深くクリーニングしてください。プライマーと塗料を店で購入します。

使用アクリル絵の具それはうまくいきませんでしたが、彼女は地面にさえ普通に横になることを拒否しました。
PLA プラスチックの塗装には、準備なしで完全に接着する特別なスプレーと塗料があります。
しかし、そのような塗料は見つかりませんでした、もちろん不器用に判明しました。

窓の半分から外に絵を描かなければなりませんでした。

凹凸のある表面はそのようなスタイルであり、一般的にそのように計画されていたとしましょう。
印刷が進行中で塗料が乾燥している間に、ハンドルの作業をしてみましょう。
木適切な厚さ見つからなかったので、2枚の寄木細工を接着しました。

乾いたら糸鋸で大まかな形を整えていきます。

コードレスジグソーが4cmの木材を難なく切断することに少し驚かれるでしょう。

次にドレメルとアタッチメントを使って角を丸く仕上げます。

ワークの幅が狭いため、ハンドルの傾きが思うように傾きません。

人間工学でこれらの不便を解消しましょう。

サンドペーパーアタッチメントで凹凸をこすり、400番のグリットで手作業で仕上げていきます。

洗浄後はオイルを何層にも塗り重ねていきます。

事前に溝を開けた後、ハンドルをセルフタッピングネジに取り付けます。

仕上げ用サンドペーパーとニードルファイルを使用して、必要に応じてすべてが閉じ、保持し、密着するようにすべての部品を相互に調整します。

電子機器の分野に進むことができます。
まずはボタンを設置します。将来的にあまり支障がない程度に見積もっております。

次に電池室を組み立てていきます。
これを行うには、ホイルを細長く切り、バッテリーの接点の下に接着します。バッテリーを直列に接続します。

連絡が確実であることを常にチェックしています。
これが完了すると、ボタンを介して高電圧モジュールとコンデンサを接続できます。

充電してみることもできます。
電圧を約 410 V に設定します。接点が閉じるときに大きな音を立てずにコイルに電圧を放電するには、スイッチのように機能するサイリスタを使用する必要があります。

そして、それを閉じるには、制御電極にかかる 1.5 ボルトの小さな電圧で十分です。

残念ながら、ブーストモジュールには中間点があることが判明し、特別なトリックを使用しない限り、すでに取り付けられているバッテリーから制御電圧を取得することはできません。

したがって、単三電池を使用します。

そして、小さなタクトボタンがトリガーとして機能し、サイリスタに流れる大電流を切り替えます。

すべてはそこで終わるはずだったが、2 つのサイリスタはそのような酷使に耐えることができなかった。
そこで、より強力なサイリスタ 70TPS12 を選択する必要がありました。これは、パルスあたり 1200 ～ 1600V、1100A に耐えることができます。

とりあえずプロジェクトが一週間凍結されているので、課金インジケーターを作るために追加パーツも購入することにします。 1 つのダイオードのみを点灯する、シフトする、またはすべてのダイオードを 1 つずつ点灯する 2 つのモードで動作できます。

DIY ガウスガン

すでにガウス銃の記事や別の方法で登場し始めているので ガウスガン作られたもの 自分の手で, この記事では、ガウス銃の別のデザインとビデオ映像を公開します。

これ ガウスガンバッテリーで駆動 12ボルト。写真で見ることができます。

この記事は銃の組み立てについて詳しく説明しているので、説明書としても使用できます。

銃の特徴:

重量:2.5kg
発射速度：約9m/s
発射体の重量: 29 g
発射体の運動エネルギー: 約 1.17 J。
バッテリーからコンバーターを通したコンデンサーの充電時間: 2 秒
ネットワークからコンバータを介したコンデンサの充電時間: 約 30 秒
寸法: 200x70x170 mm

この電磁加速器は、磁性を有するあらゆる金属発射体を発射することができます。ガウス銃はコイルとコンデンサーで構成されています。漏れたとき電流コイルを通して電磁場が形成され、金属発射体が加速されます。目的は大きく異なります - 主にクラスメートを怖がらせることです。この記事では、そのようなガウス銃を自分で作る方法を説明します。

ガウスキャノンのブロック図

この点を明らかにしていただきたいと思います。構造図コンデンサは 450 ボルトですが、乗算器からは 500 ボルトが出力されます。これは、著者が少なくとも 500 ボルトに設定したものではありません。

そして、乗算回路自体は次のようになります。

スキームでは フィールドが使用されています IRFトランジスタ 3205 このトランジスタを使うと 充電速度 500 ボルトの電圧に対して 1000 uF のコンデンサは次のようになります。 約2秒に相当(4 アンペア/時間のバッテリーを使用)。 IRL3705トランジスタも使用できますが、充電速度は約10秒となります。コンバーターの動作のビデオは次のとおりです。

ビデオマルチプライヤには IRL3705 トランジスタが含まれているため、コンデンサの充電には長い時間がかかります。その後、IRL3705 を IRF 3205 に交換したところ、充電速度は 2 秒になりました。

抵抗器 R7規制された 出力電圧 50～900ボルト。 LED 1 は、コンデンサがいつ充電されたかを示します。必要な電圧。乗算トランスにノイズが多い場合は、コンデンサ C1 の静電容量を減らしてみてください。インダクタ L1 は必要ありません。コンデンサ C2 の静電容量は 1000 μF に減らすことができ、ダイオード D1 と D2 を同様の特性を持つ他のダイオードに置き換えることができます。重要！スイッチ S1 は、電源端子に電圧が印加された後にのみ閉じられます。そうしないと、端子に電圧が印加され、スイッチ S1 が閉じた場合、急激な電圧サージによりトランジスタが故障する可能性があります。

回路自体は単純に動作します。UC3845 マイクロ回路は方形パルスを生成し、これが強力な電界効果トランジスタのゲートに供給され、そこで振幅が増幅されてパルストランスの一次巻線に供給されます。さらに衝動が高まるパルストランス振幅が 500 ～ 600 ボルトまでは、ダイオード D2 によって整流され、整流された電圧がコンデンサを充電します。変圧器はから取られますコンピュータユニット栄養。図では、変圧器付近の点が示されています。これらの点は巻きの始まりを示します。トランスの巻き方は以下の通りです。

1 。不要なコンピューターの電源から取り出したトランス（最大のトランス）を沸騰したお湯で5〜10分間調理し、W型フェライトコアを慎重に分解してトランス全体を解きます。

2 。まず、二次巻線の半分を直径0.5〜0.7 mmのワイヤで巻きます。図に示されている位置で脚から巻く必要があります。
27ターン巻いたら、ワイヤーを噛まずに取り外し、27ターンを紙またはボール紙で絶縁し、ワイヤーがどの方向に巻かれたかを覚えておいてください。これは重要です。一次巻線が逆方向に巻かれている場合、電流が差し引かれるため、何も機能しません。

3 。次に一次巻線を巻いていきます。こちらも図の先頭から巻きます。一次巻線の最初の部分を巻いたのと同じ方向に巻きます。一次巻線は 6 本のワイヤを半田付けし、4 回巻いたものです。 6本のワイヤーすべてを互いに平行に巻き、2層に4回均等に配置します。層の間に絶縁紙の層を置きます。

4 。次に終わります二次巻線(さらに27ターン)。先ほどと同じ方向へ向かいます。これで変圧器の準備は完了です。あとは回路自体を組み立てるだけです。回路が正しく作成されていれば、回路は調整なしですぐに動作します。

コンバーター部品:

コンバーターに必要なものは、強力なソース 4 アンペア/時間のバッテリーとしてのエネルギー。どうやってより強力なバッテリー、コンデンサの充電が速くなります。

コンバータ自体は次のとおりです。

コンバーターのプリント基板 - 底面図:

このボードは非常に大きいので、少し作業した後、スプリントレイアウトで小さなボードを描画しました。

コンバーターを作成できない人のために、~220 ボルトのネットワークからのガウス銃のバージョンがあります。ネットワークからの乗算器の回路は次のとおりです。

電圧を600ボルト以上に保つダイオードを使用できます。コンデンサの静電容量は実験的に0.5〜3.3μFから選択されます。

回路が正しく作成されていれば、設定なしですぐに動作します。
私のコイルは8オームです。銅が巻かれていますワニスを塗ったワイヤー直径0.7mm。ワイヤーの全長は約90メートル。

これですべてが完了したので、あとは銃本体を組み立てるだけです。銃の総コストは約1000ルーブルです。コストは次のように計算されました。

バッテリー500摩擦。
ワイヤーは100ルーブルで見つけることができます。
あらゆる種類の小さなことや詳細は400ルーブルです。

私と同じ銃を作りたい人のために、ここに段階的な手順があります:

1) 200x70x5 mm の合板を切り出します。

2) ハンドル用の専用マウントを製作します。おもちゃからハンドルを作ることができますピストルですが、私はインスリン注射用ピストルのハンドルを持っています。ハンドルの内側に 2 ポジション (3 出力) のボタンが取り付けられています。

3) ハンドルを取り付けます。

4) コンバーターの合板に留め具を作ります。

5) コンバーターを合板に取り付けます。

6) 発射体がコンバーターを損傷しないように、コンバーターに保護シールドを作成します。

7) ブロック図のようにコイルを取り付け、すべてのワイヤをはんだ付けします。

8) 本体を繊維板で作ります

9) すべてのスイッチを所定の位置に取り付け、大きなタイでバッテリーを固定します。それだけです！銃の準備は完了です！この銃は次の発射体を発射します。

発射体の直径は10mm、長さは50mmです。重さは29グラム。

上げたボディガン:

そして最後にいくつかのビデオを

こちらはガウス銃をダンボール箱に撃ち込む様子の動画です。

厚さ0.8mmのタイルで撮影:

主電源から電力を供給される単純な単段電磁加速器 (ガウスガン) の組み立ての図と説明を提供します。単段加速器では、発射体のエネルギーは、その質量と直径、コンデンサのエネルギー、磁気回路の存在、発射体の材質など、多くのパラメータによって決まります。コンデンサーエネルギーは 40 J 未満、発射体エネルギーは 1 J 未満。

必要な部品:
コンデンサ 470uF 450V -3個
パワーサイリスタ 70TPS12 または 40TPS12 - 1 個
バラスト用抵抗器 6.2K - 8個
さらに、3 つの LED、2 つのボタン、1 つの電源スイッチ、ダイオード、任意の電圧計、および数メートルのワイヤもあります。

コイルについては別途。 0.6mmのワイヤーを巻いてあります。各層にはシアノアアクリル接着剤を含浸させる必要があります。合計7層の長さ40mm。直径7～8mmのプラスチックチューブに吊り下げますが、ボールペンのチューブが最適です。

発射物- 長さ 30 mm のバレルに沿って自由に動く釘。
スキーム：

コンデンサ C1 ～ C4 は、抵抗安定器と整流ダイオードを介して充電されます。充電の最初の瞬間ではコンデンサの抵抗がほぼゼロであるため、バラストが必要です。ネットワークに直接接続すると、導体の負荷は負荷と等しくなります。短絡接続部の焼損や、電源分配器の短絡保護機能 (存在する場合) の作動につながります。

スイッチ SA1 によりデバイスが準備完了になります。 SB1 ボタンは蓄電デバイスを充電します。その程度は電圧計の測定値によって制御されます。 LED HL1 はネットワークへの接続の存在を示し、HL2 はデバイスの準備完了を示し、HL3 はストレージデバイスの充電を示します。

SB2ボタンはパワーサイリスタVS1の制御端子に1.5Vバッテリーを接続することで発射します。アノードに対して制御電極に電圧が印加されると、サイリスタがコイルを介してコンデンサを開閉します。コイルに電流が流れると磁場が発生し、発射体を引き込みます。発射体がコイルの中央にあるとき、コンデンサに蓄えられたエネルギーは終了し、磁場は停止し、発射体は動き続けます。

アセンブリの特徴:
回路は簡単ですが部品が大きいので、個人的には基板ではなく配線で接続して組み立てます。コンデンサ、サイリスタ、コイルは直径 1 mm 以上の導体に接続する必要があり、パルス電流は 300 ～ 400 A に達する可能性があります。

組み立てた加速器を使って、技術創造コンテストでパフォーマンスを披露しました。 2回とも1位を取りました。

放射性元素のリスト

指定	タイプ	宗派	量	注記	私のメモ帳
VS1	サイリスタ	70TPS12	1	40TPS12	メモ帳へ
	整流ダイオード	HER307	1		メモ帳へ
HL1～HL3	発光ダイオード	AL307BM	3		メモ帳へ
C1-C4	電解コンデンサ	470μF 450V	4		メモ帳へ
	抵抗器	30キロオーム	3	0.5W	メモ帳へ
	抵抗器	6.2キロオーム	6	1W	メモ帳へ
コイル	インダクタ		1