Gauss gun - сказання про 3% ккд
І трохи постріляв:
І взяла мене тут смуток-печаль сильна про те, що не супер-крута гармата у мене, а так - пукалка, яких багато. Сів я і почав думати, як же мені ккд підвищити. Довго думав. Рік. Прочитав весь гаусс2к і підлогу евойний форуму. Придумав.
Виявляється, є програма, написана ученими заморськими, та нашими умільцями під гаус гарматку допіленная, і зветься вона не інакше як FEMM.
Скачав я з форуму .lua скрипт та програму заморську 4.2 версії і приготувався вдаритися в розрахунки наукові. Але не тут-то було, не захотіла програма заморська запускати скрипт український, бо скрипт під 4.0 версію зроблений був. І відкрив я інструкцію (у них мануалом вона зветься) на мові Буржуінські І кадив її повністю. Відкрилася мені істина велика про те, що в скрипт, окаянний, потрібно спочатку додати рядок хитру.
І засів я за розрахунки довгі, загула машина моя рахункова, і отримав опис я вчене:
І тут я сів реалізовувати це колдунство в реальність.
Взяв трубку від антени (одна з секцій D = 5mm) і зробив в ній пропив (болгаркою), бо трубка це замкнене виток в якому будуть наводитися струми окаянні, вихровими що кличе, і будуть цю саму трубку нагрівати, знижуючи ККД, який і так невисокий .
Ось що вийшло: проріз
Почав мотати котушку. Для цього вирізав з фольгованого склотекстоліти 2 квадрата (30х30 мм) та з отвором в центрі (D = 5 мм) і доріжки на ньому витравив хитрі, щоб до трубки припаяти (вона то хоч і блищить як залізяка, але насправді латунна).
З усім цим добром сіл мотати котушку:
Намотав. І по все тій же схемі зібрав цей хитрий девайс.
Ось як це виглядає:
Тиристор і микрик були зі старих запасів, а ось конденсатор я дістав з комп'ютерного БП (там їх два). З того ж БП згодом використовувалися ще діодний міст і дросель перероблений в підвищувальний трансформатор, бо від розетки заряджатися небезпечно, та й немає її в чистому полі, а тому потрібен перетворювач побудовою якого я і зайнявся. Для цього взяв раніше зібраний генератор на NE555:
І підключив його до дроселя:
у якого було 2 обмотки по 54 витка 0,8 проводом. Плекав я все це від АКБ на 6 вольт. І ось адже колдунство яке - замість 6 вольт на виході (обмотки то однакові), я отримав цілих 74 вольта. Викуривши ще пачку мінлива по трансформаторів я дізнався:
- Як відомо, струм у вторинній обмотці тим більше, чим швидше змінюється струм в первинній обмотці, тобто пропорційний похідною від напруги в первинній обмотці. Якщо похідна від синусоїди теж є синусоїдою з такою ж амплітудою (в трансформаторі величина напруги множиться на коефіцієнт трансформації N), то з прямокутними імпульсами інша справа. На передньому і задньому фронті трапецієподібного імпульсу швидкість зміни напруги дуже висока і похідна в цьому місці теж має велике значення, звідси і виникає висока напруга.
Трохи подумавши, я прийшов до висновку: раз вихідна напруга у мене 74 вольта, а треба 200 то - 200/74 = в 2,7 рази потрібно збільшити кількість витків. Разом 54 * 2,7 = 146 витків. Перемотав одну з обмоток більш тонким проводом (0,45). Кількість витків збільшив до 200 (про запас). Погрався з частотою перетворювача і отримав жадані 200 вольт (за фактом 215).
Ось як це виглядає:
Негарно, але це тимчасовий варіант потім буде перероблятися.
Зібравши все це добро, я трохи постріляв:
Пострілявши, вирішив виміряти, що за ТТХ у моїй гармати. Почав з вимірювання швидкості.
Посидівши ввечері з папером і ручкою, вивів формулу, яка дозволяє по траєкторії польоту обчислити швидкість:
За допомогою цього хитрою формули я отримав:
відстань до цілі, x = 2,14 м
відхилення по вертикалі, y (середнє арифметичне 10 пострілів) = 0,072 м
Разом:
Я спочатку не повірив, але згодом зібрані пробивні датчики, підключені до звукової карти, показали швидкість 17,31 м / с
Міряти масу гвоздика я полінувався (та й нема чим) тому взяв масу, яку нарахував мені Фемм (2,45 грама). Знайшов ККД.
Енергія запасається в конденсаторі = (680 * 10 ^ -6 * 200 ^ 2) / 2 = 13,6 Дж
Енергія кулі = (2,45 * 10 ^ -3 * 17,3 ^ 2) / 2 = 0,367 Дж
ККД = 0,367 / 13,6 * 100% = 2,7%
Ось в принципі і все що пов'язано з одноступінчастим прискорювачем. Ось як він виглядає:
