Construcția unui accelerator electromagnetic puternic. 6
Montarea unui mic accelerator electromagnetic. 8
Programe utilizate în proiectarea UM. 10
Principalele caracteristici ale UM. 13
Referințe. 14
Un accelerator magnetic de masă (MU) sau o pistol electromagnetic este mai des numit arma Gauss. Acest nume a apărut în prima jumătate a secolului trecut, deoarece magnitudinea câmpului magnetic a fost apoi măsurată în gausses, după numele omului de știință și matematicianului Gauss. (10.000 gauss = 1 T). Acum, cel mai adesea, puteți găsi un gaussian în jocuri pe calculator sau în science fiction, dar, totuși, puteți găsi proiecte reale implementate. Poate că indicatorii lor sunt departe de a fi doritori, dar lucrează la îmbunătățiri, de exemplu, Statele Unite cheltuiesc anual miliarde de dolari pentru dezvoltarea armelor de distrugere în masă pentru apărarea antirachetă. Deja există probe care au fost considerate ficțiune și fantezie acum 20 de ani.
Există cel puțin 3 acceleratoare, cum ar fi: wt (. Din limba engleză „arma Rail“ - pistol de cale ferată) mase electromagnetice acceleratoare (Gauss pistol), inducție Acceleratoare de masă (Thomson bobina), greutate acceleratoare de cale ferată.
Fig.1 Schema de UM cu o singură etapă
în momentul abordării proiectilului la mijlocul bobinei, curentul în aceasta din urmă ar fi avut timp să fie redus la minimum, adică, condensatoarele taxa ar fi fost complet consumat, iar shell-ul va fi capabil să-și continue deplasarea prin inerție. În acest caz, eficiența unei singure etape (Figura 1) MU va fi maximă.
Există mai multe variante ale circuitelor MU în mai multe etape care asigură sincronizarea închiderii circuitului (bobină-condensator) la apropierea proiectilului de înfășurarea (figura 2).
Fig.2 Taxa colectată (în fotografie bordul colecției colectate)
Thompson's Reel
Fig.3 Bobina lui Thompson
Principiul inducției electromagnetice se bazează pe funcționarea unui accelerator de masă de inducție. Într-o înfășurare plană, se creează un curent electric în creștere rapidă, ceea ce determină un câmp magnetic alternativ în spațiul din jurul acestuia. Un miez de ferită este introdus în bobină și un inel de material conductiv este pus pe capătul său liber. Sub acțiunea unui flux magnetic alternativ care penetrează inelul, în el apare un curent electric, creând un câmp magnetic de directivitate opusă în raport cu câmpul de înfășurare. Inelul său începe să respingă câmpul de înfășurare și accelerează, zboară de pe capătul liber al tijei de ferită. Cu cât este mai scurt și mai puternic pulsul curent în bobină, cu atât mai puternic are inelul.
Fig.4 Arma de cale ferată
În caz contrar, funcționează acceleratorul de masă al șinei. În el, proiecția conducătoare se mișcă între două șine - electrozii (de la care își primește numele - pistolul), prin care curge curentul. Sursa de curent este conectat la șinele de la baza lor, astfel încât un curent care curge ca după proiectil și un câmp magnetic generat în jurul conductoarelor de curent purtătoare, concentrate complet pentru shell conductor. În acest caz, proiectilul este un conductor cu un curent plasat într-un câmp magnetic perpendicular creat de șine. Proiectilul este alimentat de forța Lorentz, îndreptată spre conexiunea feroviară opusă și proiectilul accelerat. Cu fabricație railgun asociată cu o serie de probleme serioase: ritmul actual ar trebui să fie puternic și ascuțite, proiectilul nu are timp să se evapore (pentru că trece prin un curent foarte mare), dar ar fi forța de accelerare, accelerează înainte. De aceea, materialul de manta și șina trebuie să aibă cât mai mare conductivitate posibil, cât mai scăzută posibil masă proiectil, iar capacitatea de alimentare cu energie cât mai mare posibil și la inductanță. Cu toate acestea, particularitatea acceleratorului feroviar este că este capabilă să accelereze masele ultra-mici la viteze foarte mari. În practică, șinele sunt realizate din cupru fără oxigen acoperite cu argint, sunt folosite ca bastoane proiectile din aluminiu, ca sursă de energie - o baterie de condensatoare de înaltă tensiune, precum și proiectilul înainte de a intra pe șine să încerce să facă cea mai mare viteza inițială posibilă cu ajutorul pistolului de aer sau de arme de foc.
Încercările de a crea arme electromagnetice au fost făcute de mai multe ori, iar în anii '80 ai secolului XX a fost construită o armă electrică în Franța. Acest model arunca un proiectil cu o greutate de 50 de grame la o viteză de 200 de metri pe secundă. De ce nu am putut construi o adevărată armă de luptă pe acest model, să zicem un pistol de 76 milimetri? Pentru a arunca un proiectil dintr-un pistol de 76 de milimetri, șase mii de secundă de energie erau cheltuite într-o cantitate imensă de energie pe kilogram, adică puterea de cai era necesară. Aceeași putere, desigur, este necesară pentru arderea de la orice tun de 76 mm, care aruncă aceeași cochilie la aceeași distanță. Dar mașina este o pierdere inevitabilă. În cel mai bun caz, acestea vor reprezenta cel puțin 50% din capacitatea sa. Prin urmare, puterea mașinii cu arma electrică ar trebui să fie de cel puțin putere. Această putere este o mare putere. Dar puțin din aceasta, pentru a comunica energia necesară mișcării proiectilului într-o perioadă nesemnificativă de timp, este nevoie de un curent de forță extraordinară. Pentru a aloca energii uriașe într-o perioadă scurtă de timp, este necesară introducerea unor echipamente speciale la centrala electrică. Echipamentul utilizat nu va rezista la "impactul" care va urma atunci când curentul este "scurtcircuitat" foarte mare. Dacă, totuși, se prelungește timpul de acțiune al curentului pe proiectil, atunci este necesar să se extindă cilindrul. Nu este necesar ca lovitura "ultima", de exemplu, o suta de secunda. Este posibil să se prelungească timpul de împușcare la o secundă, adică de 100 de ori. Dar, în același timp, ar fi necesar să se prelungească barilul. Se pare că, în acest caz, pentru a arunca același proiectil de 76 de mm pentru o duzină de kilometri, tunul armei ar trebui să aibă o lungime de aproximativ 200 de metri.
Fig.5 Poate că ar arăta ca un pistol electric de putere medie
Evident, astfel de structuri uriașe (fig.5) sunt costisitoare și nu profitabile. De ce este dezvoltarea încă în desfășurare? Faptul este că UM are multe avantaje:
Accelerarea proiectil se poate face fără probleme, ceea ce face posibil pentru a crea o anumită similitudine a trenului, a rețelelor de transport, poate că nu ar fi pe Pământ și în spațiu, și nu se va întâmpla în curând, dar perspectiva rămâne. Teoretic, puteți rula o coajă în sute și chiar mii de kilometri, prin lungirea butoiului (similarități pot fi găsite cu pârghia, ne pierdem în depărtare, dar câștiga în vigoare). Proiectilul poate fi accelerat la viteze enorme, mărind lungimea cilindrului și, eventual, numărul de înfășurări independente (numai că merită să se sincronizeze munca lor). Auzul total al zgomotului.
Arma Gauss are un mare potențial și capabilități. Desigur, există probleme, în cea mai mare parte, constând în tehnologii insuficient dezvoltate pentru obținerea de impulsuri mari de curent, realizarea superconductivității și crearea unor baterii portabile puternice. După cum știți, aceste tehnologii se dezvoltă foarte rapid, pregătindu-se astfel "baza" pentru implementarea ideii de UM.
A fost luată în considerare o variantă cu diode ușoare sau infraroșii (infraroșii) asociate cu fotodiode. De-a lungul tunuri baril, numărul de spire opuse reciproc în perechi sunt conectate IR - și foto-diode, trecerea proiectilului amuțește între acestea în infraroșu radiație, apoi trage dioda - bobina de comutatoare (un sistem similar poate fi utilizat pentru crearea unui senzor de viteză). Dar un astfel de sistem este destul de complicat și are o serie de probleme de instalare.
Selectarea în cascadă, comutare mod independent (de comutare bobine nu depinde de localizarea proiectilului), mai convenabil și practic, problema a apărut doar plasarea corectă a bobinelor de-a lungul cilindrului (Figura 7).
Fig.7 Cannon de arme
Cu toate acestea, în mod clar în afara bobinelor și rezistența cules de rezistență poate utiliza runde cu o diferență de masă suficient de mare (de la 5.2. La 45-48 grame). Desigur, atunci când folosiți diferite organisme, viteza de împușcare finală se va schimba și ea.
Programe utilizate în proiectarea UM
Figura 8. Modelul 3-D. Opțiunea 1 (4 bobine)
Figura 9. Modelul 3-D. Opțiunea 1 (4 bobine)
Fig.12 Graficul de variație a curentului și tensiunii în timp a celui mai simplu circuit oscilator (Fig.11)
Principalele caracteristici ale UM
Lungimea barilului - 100cm
Raza interioară a trunchiului este de 2,3 cm
Dimensiunile corpului principal sunt de 30x20x15cm
Numărul de bobine - 8
Gama de masă de proiectile - 2-45gr
Alimentare - 220V; 50Hz
Capacitatea fiecărui condensator este de 2200 μF
Tensiunea fiecărui condensator este de 12V
Caracteristicile bobinei (sub formă de cilindru gol) sunt r-2,7 cm, R-3,6 cm, L-3 cm. Grosimea firului de cupru - 0,05cm
Viteza proiectilului depinde direct de proprietățile sale fizice (masa, volumul, forma și proprietățile feromagnetice). Designul vă permite să experimentați diferite proiectile, să explorați diferite opțiuni.
Dezvoltarea și asamblarea unei micute UM multistage de tip Gauss-gan, au existat probleme, în special din cauza lipsei de informații cu privire la această problemă. A trebuit să depășească multe dificultăți fără a avea o idee exactă asupra rezultatului final. Dar în această zonă puteți găsi în mod independent noi soluții la unele probleme, ceea ce o face foarte interesantă, mai ales că ideile de creare a unor astfel de instalații sunt foarte promițătoare. Găsind toate noile soluții la probleme, colectând scheme mai puternice, puteți îmbunătăți infinit designul. Se dezvoltă, de asemenea, tehnologiile de creare a bateriilor portabile, ceea ce va permite extinderea posibilităților de implementare a proiectelor.
Unități moderne de diferite tipuri nu dau rezultatele dorite, dar pe teoria UM, cred, nu va renunța, ceea ce face instalarea mai puternice, cu mare eficiență, în plus, se crede că ar putea fi mai aproape de 95%.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: