Магнитный ускоритель масс

Если вы не имеете ни малейшего представления о магнитных ускорителях масс и новичок в этой области, то коротко принцип действия магнитного ускорителя масс или “гаусс гана” (от англ. Gauss gun — пушка Гаусса — По имени ученого и математика Гаусса, в честь имени которого названы единицы измерения магнитного поля. 10000Гс = 1Тл) можно описать так. В цилиндрической обмотке (соленоиде) при протекании через нее электрического тока возникает магнитное поле. Это магнитное поле начинает втягивать внутрь соленоида железный снаряд, который от этого начинает разгоняться. Если в тот момент, когда снаряд окажется в середине обмотки ток в последней отключить, то втягивающее магнитное поле исчезнет и снаряд, набравший скорость, свободно вылетит через другой конец обмотки. Чем сильнее магнитное поле и чем быстрее оно отключается – тем сильнее вылетает снаряд.

На практике конструкция простейшего гаусс-гана представляет собой намотанную в несколько слоев на диэлектрическую трубку медную проволоку и конденсатор большой емкости. Внутрь трубки перед самым началом обмотки устанавливается железный снаряд (часто гвоздь со спиленной шляпкой) и предварительно заряженный конденсатор при помощи электрического ключа замыкается на обмотку.

Параметры обмотки, снаряда и конденсаторов должны быть согласованы таким образом, чтобы при выстреле к моменту подлета снаряда к середине обмотки ток в последней уже успевал бы уменьшится до минимального значения, т.е. заряд конденсаторов был бы уже полностью израсходован. В таком случае КПД одноступенчатого МУ будет максимальным.

Перед тем, как браться за самостоятельное изготовление чего-либо, советую прочитать технику безопасности. С теми, кто считает, что техника безопасности “для лохов”, встретимся на кладбище, другим же советую коротко ознакомится с основными моментами ТБ, знание которых поможет вам быстрее изготовить задуманную электромагнитную пушку, не теряя времени на отлежки в больнице.

Ниже приведена схема конструкции одноступенчатого магнитного ускорителя масс. Для получения более подробной информации о элементах конструкции и их назначении щелкните на них.

А тут FAQ по электромагнитному оружию

Другие типы электромагнитного оружия.

Помимо магнитных ускорителей масс, существует множество других типов оружия, использующих для своего функционирования электромагнитную энергию. Рассмотрим наиболее известные и распространенные их типы.

Электромагнитные ускорители масс.

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).

В основу функционирования индукционного ускорителя масс положен принцип электромагнитной индукции. В плоской обмотке создается быстро нарастающий электрический ток, который вызывает в пространстве вокруг переменное магнитное поле. В обмотку вставлен ферритовый сердечник, на свободный конец которого надето кольцо из проводящего материала. Под действием переменного магнитного потока, пронизывающего кольцо в нём возникает электрический ток, создающий магнитное поле противоположной направленности относительно поля обмотки. Своим полем кольцо начинает отталкиваться от поля обмотки и ускоряется, слетая со свободного конца ферритового стержня. Чем короче и сильнее импульс тока в обмотке, тем мощнее вылетает кольцо.

Иначе функционирует рельсовый ускоритель масс. В нем проводящий снаряд движется между двух рельс — электродов (откуда и получил свое название — рельсотрон), по которым подается ток. Источник тока подключается к рельсам у их основания, поэтому ток течет как бы в догонку снаряду и магнитное поле, создаваемое вокруг проводников с током, полностью сосредоточенно за проводящим снарядом. В данном случае снаряд является проводником с током, помещённым в перпендикулярное магнитное поле, созданное рельсами. На снаряд по всем законам физики действует сила Лоренца, направленная в сторону противоположную месту подключения рельс и ускоряющая снаряд. С изготовлением рельсотрона связан ряд серьезных проблем — импульс тока должен быть настолько мощным и резким, чтобы снаряд не успел бы испарится (ведь через него протекает огромный ток!), но возникла бы ускоряющая сила, разгоняющая его вперед. Поэтому материал снаряда и рельс должен обладать как можно более высокой проводимостью, снаряд как можно меньшей массой, а источник тока как можно большей мощностью и меньшей индуктивность. Однако особенность рельсового ускорителя в том, что он способен разгонять сверхмалые массы до сверх больших скоростей. На практике рельсы изготавливают из безкислородной меди покрытой серебром, в качестве снарядов используют алюминиевые брусочки, в качестве источника питания — батарею высоковольтных конденсаторов, а самому снаряду перед вхождением на рельсы стараются придать как можно большую начальную скорость, используя для этого пневматические или огнестрельные пушки.

Помимо ускорителей масс к электромагнитному оружия относятся источники мощного электромагнитного излучения, такие как лазеры и магнетроны.

Лазер известен всем. Состоит из рабочего тела, в котором при выстреле создается инверсная населенность квантовых уровней электронами, резонатора для увеличения пробега фотонов внутри рабочего тела и генератора, который эту самую инверсную населённость будет создавать. В принципе, инверсную населённость можно создать в любом веществе и в наше время проще сказать, из чего НЕ делают лазеры. Лазеры могут классифицироваться по рабочему телу: рубиновые, СО2, аргоновые, гелий-неоновые, твердотельные (GaAs), спиртовые, и т.д., по режиму работы: импульсные, непрерывные, псевдонепрерывные, могут классифицироваться по количеству используемых квантовых уровней: 3х уровневый, 4х уровневый, 5и уровневые. Так же лазеры классифицируют по частоте генерируемого излучения — микроволновые, инфракрасные, зеленые, ультрафиолетовые, рентгеновские, и т.д. КПД лазера обычно не превышает 0,5%, однако сейчас ситуация изменилась – полупроводниковые лазеры (твердотельные лазеры на основе GaAs) имеют КПД свыше 30% и в наши дни могут обладать мощностью выходного излучения аж до 100(!) Вт, т.е. сравнимую с мощными "классическими" рубиновыми или СО2 лазерами. Кроме того, существуют газодинамические лазеры, менее всего похожие на другие типы лазеров. Их отличие в том, что они способны производить непрерывный луч огромной мощности, что позволяет использовать их для военных целей. В сущности, газодинамический лазер представляет собой реактивный двигатель, перпендикулярно газовому потоку в котором стоит резонатор. Раскаленный газ, выходящий из сопла, находится в состоянии инверсной населённости. Стоит добавить к нему резонатор – и многомеговаттный поток фотонов полетит в пространство.

Микроволновые пушки — основным функциональным узлом является магнетрон — мощный источник микроволнового излучения. Недостатком микроволновых пушок является их чрезмерная даже по сравнению с лазерами опасность применения — микроволновое излучение хорошо отражается от препятствий и в случае стрельбы в закрытом помещении облучению подвергнется буквально все внутри! Кроме того, мощное микроволновое излучение смертельно для любой электроники, что так же надо учитывать.

Читайте также:  Арендовать участок земли у администрации

А почему, собственно, именно "гаусс ган", а не дискометы Томпсона, рельсотроны или лучевое оружие?

Дело в том, что из всех типов электромагнитного оружия он наиболее прост в изготовлении именно гаусс ган. Кроме того, он имеет довольно высокий по сравнению с другими электромагнитными стрелялками КПД и может работать на низких напряжениях.

На следующей по сложности ступени стоят индукционные ускорители – дискометы (или трансформаторы) Томпсона. Для их работы требуются несколько более высокие напряжения, нежели для обычной гауссовки, затем, пожалуй, по сложности стоят лазеры и микроволновки, и на самом последнем месте стоит рельсотрон, для которого требуются дорогие конструкционные материалы, безупречный расчет и точность изготовления, дорогой и мощный источник энергии (батарея высоковольтных конденсаторов) и ещё много всего дорогого.

Кроме того, гаусс ган, несмотря на свою простоту, обладает неимоверно большим простором для конструкторских решений и инженерных изысканий — так что это направление довольно интересное и перспективное.

В настоящее время существует множество видов электромагнитных ускорителей масс. Наиболее известные – «Рельсотрон» и «Пушка Гаусса».

Пушка Гаусса в качестве оружия обладает преимуществами, которыми не обладают другие виды стрелкового оружия. Это отсутствие гильз и неограниченность в выборе начальной скорости и энергии боеприпаса, возможность бесшумного выстрела (если скорость достаточно обтекаемого снаряда не превышает скорости звука) в том числе без смены ствола и боеприпаса, относительно малая отдача (равная импульсу вылетевшего снаряда, нет дополнительного импульса от пороховых газов или движущихся частей), теоретически, больша́я надежность и износостойкость, а также возможность работы в любых условиях, в том числе космического пространства.

Скачать:

Вложение Размер
презентация по теме "Электромагнитные ускорители. Пушка Гаусса" 2.09 МБ
"Электромагнитные ускорители. Пушка Гаусса" 927.67 КБ
Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Электромагнитные ускорители масс. Пушка Гаусса Выполнил ученик 10 «М» класса МБОУ Лицей №185 Гаврилкин Тимофей Руководитель: Тимченко Ирина Александровна учитель физики МБОУ Лицей № 185

Цель работы: Научиться использовать электромагнитные силы; экспериментально показать их существование, собрав простейший ускоритель масс — пушку Гаусса.

Задачи: 1) Рассмотреть устройство по чертежам и макетам; 2) Изучить строение и принцип действия электромагнитного ускорителя масс; 3) Создать действующую модель

Актуальность работы Принцип электромагнитного ускорения масс можно использовать на практике в различных областях

Пример электромагнитного ускорителя масс

Карл Фридрих Гаусс (30.04.1777 – 23.02.1855)

Принцип работы пушки

Пример многоступенчатой пушки

Схема пушки Гаусса

Внешний вид модели

Эксперимент Ц ель : рассчитать приблизительную скорость вылета пуль разного типа. Оборудование : пушка Гаусса; 2 пули массами 1г и 3г, изготовленные из иглы и гвоздя; 2 тела – губка массой 3г и скотч массой 60г; линейка ; цифровая видеокамера

Ход работы: Установить тело на расстоянии 3-5 см от конца ствола; Совместить отметку 0 на линейке с гранью тела; Выстрелить снарядом в тело; Зафиксировать выстрел и движение видеокамерой; Измерить расстояние, пройденное телом; Проделать опыт с каждым снарядом и телом; При помощи компьютера и видеокамеры определить время движения; Занести результаты в таблицу.

Таблица измерений и результатов выстрел масса пули кг масса тела кг время с расстояние м скорость общая м/с скорость пули м/с 1 0,001 губка 0,003 0,01 0,006 1,2 4,8 2 0,001 скотч 0,06 0,03 0,002 0,13 8,13 3 0,003 губка 0,003 0,04 0,22 11 22 4 0,003 скотч 0,06 0,07 0,04 1,14 24

КПД установки КПД= ( А п / А з )*100 % КПД пушки составляет 5%

Спасибо за внимание!

Предварительный просмотр:

мэрии города Новосибирска

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение города Новосибирска «Лицей №185»

Электромагнитные ускорители масс. Пушка Гаусса.

ученик 10 М класса

Гаврилкин Тимофей Сергеевич

Тимченко Ирина Александровна,

высшей квалификационной категории

2.1. Теоретическая часть. Электромагнитный ускоритель масс.

2.2. Практическая часть. Создание функционирующей модели ускорителя масс в домашних условиях.

В настоящее время существует множество видов электромагнитных ускорителей масс. Наиболее известные – «Рельсотрон» и «Пушка Гаусса».

Пушка Гаусса в качестве оружия обладает преимуществами, которыми не обладают другие виды стрелкового оружия. Это отсутствие гильз и неограниченность в выборе начальной скорости и энергии боеприпаса, возможность бесшумного выстрела (если скорость достаточно обтекаемого снаряда не превышает скорости звука) в том числе без смены ствола и боеприпаса, относительно малая отдача (равная импульсу вылетевшего снаряда, нет дополнительного импульса от пороховых газов или движущихся частей), теоретически, больша́я надежность и износостойкость, а также возможность работы в любых условиях, в том числе космического пространства.

Однако, несмотря на кажущуюся простоту пушки Гаусса и её преимущества, использование её в качестве оружия сопряжено с серьёзными трудностями.

Первая трудность — низкий КПД установки. Лишь 1-7 % заряда конденсаторов переходят в кинетическую энергию снаряда. Отчасти этот недостаток можно компенсировать использованием многоступенчатой системы разгона снаряда, но в любом случае КПД редко достигает 27%.

Вторая трудность — большой расход энергии (из-за низкого КПД) и достаточно длительное время накопительной перезарядки конденсаторов, что заставляет вместе с пушкой Гаусса носить и источник питания (как правило, мощную аккумуляторную батарею). Можно значительно увеличить эффективность, если использовать сверхпроводящие соленоиды, однако это потребует мощной системы охлаждения, что значительно уменьшит мобильность пушки Гаусса.

Для своей работы я выбрал пушку Гаусса, потому что простая схема сборки установки и доступность её элементов.

Цель моей работы: научиться использовать электромагнитные силы; экспериментально показать их существование, собрав простейший ускоритель масс — пушку Гаусса.

Задачи, которые я поставил перед собой:

1. Рассмотреть устройство пушки Гаусса по чертежам и макетам.

2. Изучить устройство и принцип действия электромагнитного ускорителя масс.

3. Создать действующую модель.

Актуальность работы заключается в том, что принцип электромагнитного ускорения масс можно использовать на практике, например, при создании строительных инструментов. Электромагнитное ускорение является перспективным направлением в развитии науки.

Сейчас такие ускорители существуют в основном как новейшие виды вооружения (хотя практически не применяются) и как установки, используемые учеными для практического испытания различных материалов, таких как прочные сплавы для изготовления космических аппаратов, элементов танковой брони и атомной энергетики.

Читайте также:  Возврат ндфл с процентов по ипотеке 2018

Пушка названа по имени немецкого ученого Карла Гаусса, заложившего основы математической теории электромагнетизма. Его именем названа система единиц – Гауссова система единиц. Однако сам Гаусс имеет малое отношение непосредственно к ускорителю.

Идеи подобных ускорителей масс были представлены Ю.В.Кондратюком для выведения с поверхности Земли различных космических контейнеров и аппаратов. В основном такие ускорители рассматривались как «Оружие будущего» или «Сверхмощные виды транспорта». Однако работающих прототипов еще не существует, либо их разработки держатся в особом секрете.

Строение пушки Гаусса.

1. Основные элементы:

  • Мощный и достаточно энергоемкий накопитель электрического потенциала, способный в кратчайшее время его разрядить (конденсатор).
  • Катушка (цилиндрическая обмотка), служащая непосредственно ускорителем.

2. Принцип действия.

В цилиндрической обмотке (соленоиде) при протекании через неё электрического тока возникает магнитное поле. Это магнитное поле начинает втягивать внутрь соленоида снаряд из ферромагнетика, который от этого начинает разгоняться. Если в момент, когда снаряд окажется в середине обмотки, ток в этой обмотке отключить, то втягивающее магнитное поле исчезнет и снаряд, набравший скорость, свободно вылетит через другой конец обмотки.

Чем сильнее магнитное поле и чем быстрее оно отключается – тем быстрее вылетает снаряд. Но одноступенчатые системы (т.е. состоящие из одной катушки) обладают достаточно низким КПД. Это объясняется рядом факторов:

  • Инерционность самого соленоида, самоиндукция которого вначале препятствует втягиванию снаряда, а затем после выключения тока, тормозит его движение.
  • Инерционностью снаряда, обладающего значительной массой.
  • Силой трения, которая вначале, при разгоне снаряда весьма велика.

Для достижения ощутимых результатов требуется делать обмотки соленоидов с чрезвычайно большой удельной мощностью, что весьма нежелательно, ибо приводит в лучшем случае к перегреву, а в худшем к их перегоранию.

Разработка и создание многоступенчатых систем поможет решить все эти проблемы. Благодаря постепенному, а не импульсному ускорению снаряда удельную мощность обмоток можно снизить и, следовательно, уменьшить их нагрев и продлить срок службы.

В многоступенчатых системах достигается более высокий КПД, что связано с постепенным снижением трения и с более высоким коэффициентом передачи энергии на последующих ступенях. Это означает, что чем больше начальная скорость снаряда, тем большее количество энергии он может взять от соленоида. Иными словами, если в первой ступени снаряду передается 1 – 3 % энергии магнитного поля, то в последней практически вся энергия поля переходит в кинетическую энергию ускоряемого снаряда.

КПД простейших многоступенчатых систем больше, чем одноступенчатых и может достигать 50 %. Но и это не предел! Многоступенчатые системы позволяют добиться более полного использования энергии импульсных источников тока, что даёт возможность в перспективе увеличить КПД системы до 90% и более.

Актуальность исследования: С середины 20 века электромагнитные ускорители масс рассматриваются людьми, как полезные приборы для различного рода применения. Актуальный вопрос: где можно применять ЭУМ с наибольшей полезностью.

Объект и предмет исследования: Объектом исследования является электромагнитный ускоритель масс — установка для ускорения объектов с помощью электромагнитных сил. Предметом исследования является возможность широкого использования данных установок.

Степень разработанности проблемы: Считается, что первыми выдвинули идею электромагнитной пушки французские инженеры. Работа по модернизации электромагнитной пушки быстро продвигается в США, а также начинается в других странах. Электромагнитные ускорители — перспективное устройство, которое, несомненно, будет применяться в будущем в промышленности, науки, быту и военном деле. В настоящее время существует множество видов электромагнитных ускорителей масс. Пушка Гаусса в качестве оружия обладает преимуществами, которыми не обладают другие виды стрелкового оружия.

Цель исследования: Создание работоспособной модели ускорителя масс.

Дать определение электромагнитным ускорителям масс;

Объяснить принцип действия и строение каждого из них;

Изучить их применение на практике;

Собрать работоспособную модель ускорителя масс для наглядной демонстрации её способностей;

Выяснить преимущества и недостатки каждого из видов ЭУМ;

Гипотеза исследования: Электромагнитные явления были исследованы давно, и на их основе было изобретено очень много вещей, которыми люди пользуются, и будут пользоваться в течение всей жизни. Но также есть такие изобретения, которые не так широко используются, но стоят внимания. Среди них электромагнитные ускорители масс.

Изучение информации по данной теме по следующим источникам:

Интернет-сайты с информацией об ЭМУ

СМИ (рубрики с телевидения об ЭМУ)

Проведение практической работы по сборке работоспособной модели ЭМУ

Научная новизна: Преимущества электромагнитной пушки Гаусса по сравнению с другими видами оружия — возможность гибко варьировать начальную скорость и энергию снаряда, а также бесшумность выстрела. Ускоритель может работать в любых условиях, в том числе и космосе. Электромагнитный ускоритель может иметь высокую скорострельность, так как система позволяет досылать снаряд сразу после первого. Однако, идея может получить вторую жизнь в случае изобретения новых компактных и сверхмощных источников тока.

Практическая значимость: Теоретически возможно применение пушек Гаусса для запуска лёгких спутников на орбиту, так как при стационарном использовании есть возможность иметь большой источник энергии. Основное применение — любительские установки, демонстрация свойств ферромагнетиков. Также достаточно активно используется в качестве детской игрушки или развивающей техническое творчество самодельной установки (простота и относительная безопасность). Практическая значимость самой работы состоит в возможности ее использования как демонстрационного материала на уроках и внеклассных мероприятиях по физике.

Структура работы: Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованных источников и литературы.

Глава 1. Электромагнитные ускорители масс: определение, виды, их происхождения, строения и принципы действия.

Электромагнитный ускоритель масс (ЭМУ) — общее название установки для ускорения объектов с помощью электромагнитных сил.

ЭМУ принято подразделять на три вида:

Рельсотрон – электромагнитный ускоритель масс, разгоняющий токопроводящий снаряд вдоль двух металлических направляющих с помощью силы Ампера.

Термин «рельсотрон» был предложен в конце 1950-х годов советским академиком Львом Арцимовичем для замены существовавшего громоздкого названия «электродинамический ускоритель массы». Причиной разработки подобных устройств, являющихся перспективным оружием, стало то, что, по оценкам экспертов, использование порохов для стрельб достигло своего предела — скорость выпущенного с их помощью заряда ограничена 2,5 км/сек.

В 1970-х годах рельсотрон был спроектирован и построен Джоном П. Барбером из Канады и его научным руководителем Ричардом А. Маршаллом из Новой Зеландии в Исследовательской школе физических наук Австралийского национального университета.(см.приложение№1)

Рельсотрон состоит из двух параллельных электродов, называемых рельсами, подключённых к источнику мощного постоянного тока. Разгоняемая электропроводная масса располагается между рельсами, замыкая электрическую цепь, и приобретает ускорение вследствие силы Ампера, действующей на замкнутый проводник с током в его собственном магнитном поле. Сила Ампера действует и на рельсы, приводя их к взаимному отталкиванию.

Читайте также:  Заявление на перерасчет земельного налога

Катушка Томпсона – индукционный ускоритель масс.

В основу функционирования индукционного ускорителя масс положен принцип электромагнитной индукции. В плоской обмотке создается быстро нарастающий электрический ток, который вызывает в пространстве вокруг переменное магнитное поле. В обмотку вставлен ферритовый сердечник, на свободный конец которого надето кольцо из проводящего материала. Под действием переменного магнитного потока, пронизывающего кольцо в нём возникает электрический ток, создающий магнитное поле противоположной направленности относительно поля обмотки. Своим полем кольцо начинает отталкиваться от поля обмотки и ускоряется, слетая со свободного конца ферритового стержня. Чем короче и сильнее импульс тока в обмотке, тем мощнее вылетает кольцо.

Пушка Гаусса — одна из разновидностей электромагнитного ускорителя масс. Названа по имени немецкого учёного Карла Гаусса , заложившего основы математической теории электромагнетизма . По своему принципу работы (создание бегущего магнитного поля) сходна с устройством, известным как линейный двигатель .

Пушка Гаусса состоит из соленоида, внутри которого находится ствол (как правило, из диэлектрика). В один из концов ствола вставляется снаряд, сделанный из ферромагнетика. При протекании электрического тока в соленоиде возникает электромагнитное поле, которое разгоняет снаряд, «втягивая» его внутрь соленоида. На концах снаряда при этом образуются полюса, ориентированные согласно полюсам катушки, из-за чего после прохода центра соленоида снаряд притягивается в обратном направлении, то есть тормозится. В любительских схемах иногда в качестве снаряда используют постоянный магнит, так как с возникающей при этом ЭДС индукции легче бороться. Такой же эффект возникает при использовании ферромагнетиков, но выражен он не так ярко благодаря тому, что снаряд легко перемагничивается (коэрцитивная сила).

Для наибольшего эффекта импульс тока в соленоиде должен быть кратковременным и мощным. Как правило, для получения такого импульса используются электролитически конденсаторыбольшой ёмкости и с высоким рабочим напряжением.

Параметры ускоряющих катушек, снаряда и конденсаторов должны быть согласованы таким образом, чтобы при выстреле к моменту подлета снаряда к соленоиду индукция магнитного поля в соленоиде была максимальна, но при дальнейшем приближении снаряда резко падала.

Глава 2. Применение ЭМУ

Подобные ускорители давно используют в промышленности и транспортной сфере. В более узком понимании это устройство известно как соленоид и линейный двигатель. Такие двигатели широко применяются в высокоскоростных поездах. Примером служит поезд на магнитной подушке Maglev. Еще более распространенная сфера применения линейных двигателей – высокоточные манипуляторы в станках, современных автоматических дверях и других схожих устройствах. В целом – везде, где есть необходимость преобразования электроэнергии в прямолинейное движение определенных объектов. В 2005 году ВМС США запустили программу по разработке рельсовых орудий под названием Velocitas Eradico, которые должных использоваться в будущем, как мощное оружие, применяемое на море.

По данным первого зампреда комитета Совета Федерации по обороне и безопасности Франца Клинцевича , работа по созданию электромагнитной пушки (рельсотрона) активно ведётся и в России. Предполагается его использование в Воздушно-космических силах, а также в космонавтике для вывода на орбиту полезных грузов.

Способность разгонять снаряд малых масс, вследствие чего пуля приобретает огромную разрушительную силу (особенно у рельсотрона);

Простое строение и простота в использовании (у пушки Гаусса и катушки Томпсона);

Сравнительная безопасность использования (у пушки Гаусса и катушки Томпсона);

Бесшумность выстрела (у пушки Гаусса);

Очень высокое потребление электроэнергии (у рельсотрона);

Очень маленький КПД (особенно у рельсотрона). Дульная энергия снаряда равна 10 МДж, при том, что сама установка питается энергией в 100МДж, из чего следует, что КПД рельсотрона составляет примерно 10%;

Большие по габаритам размеры установки (у рельсотрона);

Большая опасность электрического тока (в рельсотроне используется сила тока, которая примерно в 10 раз больше, чем у молнии);

Глава 4. Практическая часть

Практическая часть заключается в сборке работоспособной модели пушки Гаусса. (см.приложение№2)

Составить и начертить принципиальную схему будущей пушки;

Нарисовать рисунок с примерным расположением компонентов цепи;

Сделать чертежи модели ;

Проверить модель на работоспособность ;

Вывести некоторые характеристики нашей пушки;

Принципиальная схема пушки Гаусса:

1 – сетевая вилка; 2 – лампа накаливания; 3 – диод; 4 – конденсатор; 5 – катушка индуктивности; 6 – кнопка; 7 – гальванический элемент; 8 – тиристор;

Индуктивность катушки в стартовой позиции = 1178 микроГенри
Ёмкость конденсатора = 470 микроФарад
Начальное напряжение = 450 Вольт
Сопротивление обмотки = 1.12, Ом
Масса пули = 1.65 г
Общее время выстрела = 4150 микросекунд
Энергия пули начальная,= 8.27 Дж
Энергия пули конечная,= 0.38 Дж
Энергия конденсатора начальная,= 47.58 Дж
Энергия конденсатора конечная= 0 Дж
Расход энергии конденсатора = 47.5875 Дж
КПД, % = 0.8071467503121468
Начальная скорость пули = 0.1, м/с
Конечная скорость пули = 21.5 м/с
Максимальная скорость пули, (в катушке) = 22.4 м/с
Средняя сила выстрела = 8.44 Н

Проведя эту исследовательскую работу, я подробно изучил электромагнитные ускорители масс, выяснил, где они применяются, выявил их преимущества и недостатки. Также я собрал работоспособную модель пушки Гаусса. Исходя из её характеристик, могу сказать, что при хороших лабораторных условиях, имея все необходимые ресурсы, можно собрать пушку с увеличенным КПД, которой можно заменить огнестрельное оружие у военных. Главным его преимуществом является бесшумность выстрела, а его недостатками сравнительно большой размер и масса, за счёт мощного источника энергии. На сегодняшний день пушка Гаусса не имеет особых перспектив в качестве оружия, так как значительно уступает другим видам стрелкового оружия. Перспективы возможны лишь в будущем, если будут созданы компактные и мощные источники электрического тока и высокотемпературные сверхпроводники (200—300К).

Также такой прибор можно применить для запуска искусственных спутников на орбиты Земли.

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаргун В.М. Физика 11, «Просвещение», М., 2010Г., 339 С

Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма, «Стереотип», М., 1991 г., 288 с.

Ресурсы удаленного доступа

Легендарная Гаусс-пушка своими руками http://www.sciencedebate2008.com/handmade-gauss-cannon/

Лунариум: Электромагнитный ускоритель масс http://planetarium-moscow.ru/about/news/detail.php? >

Магнитный ускоритель масс http://www.gauss2k.narod.ru/theory.htm

Пушка Гаусса https://ru.wikipedia.org/wiki/

Электромагнитная пушка: оружие будущего https://www.techcult.ru/technics/1831-elektromagnitnaya-pushka

Внешний вид экспериментальной пушки на принципе рельсотрона (США)

Момент выстрела из экспериментальной пушки — рельсотрона

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *