Coil-Gun

Teória

V kondenzátore sa nahromadí elektrická energia, ktorá sa cez elektrický spínač, tyristor, vybije cez cievku. V cievke s dutým stredom sa vytvorí na zlomok sekundy veľmi silné magnetické pole, ktoré vtiahne projektil z magneticky mäkkej ocele do stredu cievky. Skôr než sa projektil dostane do stredu, energia v kondenzátore sa vybije a magnetické pole zanikne. Kinetická energia núti letieť projektil ďalej vzduchom.

Anglicky „Multistage coilgun“ je elektro-magnetické puška ktorá k urýchleniu používa viacero cievok. Prvá cievka uvedie projektil do prvotného pohybu, ten keď sa dostane pred druhú cievku, senzor zopne druhý tyristor a ten rýchlosť projektilu znásobí. Efektivita využitej energie sa takto zvyšuje, nakoľko účinnosť Coilgun sa pohybuje od 0,3% do 3%. Na podobnom princípe urýchľovania, ale oveľa menších častíc, atómov a molekúl pracuje aj urýchľovač častíc. Rýchlosť takejto zbrane je teda teoreticky nekonečná.

Súčiastky nevyhnutné pre stavbu Coil-gun

Kondenzátor;
Spínač/tyristor;
Dutá valcovitá cievka ( menej ako 0R2 );
Vodič a projektil.

Kondenzátor

je elektronická súčiastka, ktorej prevažujúca vlastnosť je jej elektrická kapacita.
Používané typy kondenzátorov sú elektrolytické:
Medzi dve hliníkové fólie (elektródy) je vložený savý materiál (papier) napustený elektrolytom. Celok je zrolovaný a vložený do valcového hliníkového puzdra s dvomi vývodmi Ďalšie použitie:
filtrovanie jednosmerného napájacieho napätia oddelenie jednosmernej zložky u NF obvodov malé kapacity sa používajú na odstránenie vysokých frekvencii


Tyristor

je polovodičová súčiastka slúžiaca k spínaniu elektrického prúdu (najčastejšie výkonových obvodov), fungujúci ako riadený elektronický ventil. Skladá sa zo štyroch vrstiev polovodiča v usporiadaní PNPN, takže v súčiastke sú tri P-N prechody. Na krajnej vrstve sú pripojené silové, na jednu z prostredných riadiaca elektróda. Pokiaľ na silové elektródy privedieme prúd, tyristor nevodí, až kým neprivedieme malé napätie aj na riadiacu elektródu. Potom sa tyristor lavínovite zopne a zotrváva vo vodivom stave, až dovtedy pokiaľ ním tečie prúd. Od typu a výkonu tyristora priamo úmerne závisí účinnosť a sila Coilgun-u, nakoľko sa snažíme dosiahnuť čo najmenšie straty.

Výpočty

Energia nabitá v kondenzátore sa vypočíta vzorcom:
E=1/2(CU2) Vezmime si že máme kondenzátor s kapacitou C=1000µF [mikrofarad] s pracovným napätím U=200V. Energia plne nabitého kondenzátora sa rovná vtedy: (2002 x 0.001)/2 a to je 20J. Energia s ktorou zabijete aj psa. Kinetická energia projektilu sa počíta takto:
EK =1/2(mv2) Teda keď máme projektil o váhe m=100mg (malý klinec) a letí rýchlosťou v=632m/s (2275km/h!) je nositeľom kinetickej energie:
(0.0001 x 6322)/ 2 a to je 20J !
Z toho vyplýva že pri dosiahnutí vyššej účinnosti, aspoň 20-30% by sa aj z malého množstva energie dalo urýchliť oceľové projektily na nadzvukové rýchlosti.

Zapojenie

väčšinou sa pre zapojenie CG obvodu používa prídavný zdroj napätia (pre zopnutie tyristora), no myslím že toto zapojenie je dosť nemotorné. Preto som navrhol inú schému, kde tyristor sa spína časťou napätia z kondenzátora, poprípade zo zdroja (na obrázku zakreslený ako batéria el.článkov).

Dióda v závernom smere na cievke vyfiltruje indukované vysoké napätie a zabráni poškodeniu kondenzátorov/tyristora. Odporúčam pre aspoň 1KV.

Záver

Coilgun, Gaussgun, Gauss rifle či magnetická puška zatiaľ nenašla využitie v mierových akciách. Vývoj tejto zbrane je zameraný predovšetkým na deštruktívnu silu a preto tento projekt mal mať iba informatívny charakter, slúžiť len pre študijno-prezentačné účinky a stavba coilgun-u len na vlastné nebezpečie (riziko smrteľných úrazov prúdom, popálením, podpálením majetku skratom, alebo zastrelením). V §2 nášho zákona 190 je definícia zbrane nasledovná:
a, zbraňou je zariadenie, v ktorom sa strela uvádza do pohybu okamžitým uvoľnením nahromadenej energie;
A keďže vyrábať, obchodovať a prechovávať zbrane bez povolenia je na území SR ZAKÁZANÉ, v žiadnom prípade nenabádam k výrobe takejto zbrane výrobu takejto zbrane.

foto mojej cg:

Zdroje

http://webforum.sk/viewtopic.php?t=431
http://sk.wikipedia.org/wiki/Hlavná_stránka
http://en.wikipedia.org/wiki/Coil_gun
http://google.sk
http://www.coilgun.eclipse.co.uk/theory.htmlv



Copyright© Stanke 2008
Voľby |