Портативная пушка Гаусса за 1к +12


В этом посте будет рассмотрена схема и сборка портативной Пушки Гаусса, которую можно собрать за минимальную сумму, а именно, ускоритель будет собран в сумму ~ 1000р. Схема проста на столько, что ее сможет собрать не разбирающийся. Корпус в свою очередь можно скачать в виде 3D модели.

image

Принцип работы Пушки Гаусса


Мы заряжаем высоковольтный конденсатор и разряжаем его на катушку. При протекании тока в катушке, образуется электромагнитное поле, которое втягивает ферромагнитный снаряд внутрь ствола. Заряд конденсатора расходуется пропорционально быстро и, в идеале, ток через катушку перестает течь в момент, когда снаряд находится в центре ствола. После чего, силы на снаряд перестают действовать и он продолжает движение по инерции, вылетает из ствола.

Схема портативной Пушки Гаусса


Схема, изображена в виде фотографий компонентов, которые соединены разноцветными проводами для наглядности.

image

Компоненты схемы, подобраны максимально дешевые, что бы уложится в 1000р. Некоторые компоненты можно купить в магазинах города, но все так же можно заказать на Aliexpress.

  1. Преобразователь — самый простой, с регулировкой напряжения до 390В.
  2. Конденсатор — самый дешевый высоковольтный конденсатор с достаточной емкостью. Слышал, что он закипает если его зарядить до полного напряжения в 450В. Но у нас преобразователь выдает максимум 390В.
  3. Провод — провод для намотки катушки обычно дорогой, лучше всего взять его из старых трансформаторов. В этом случае, гайд максимально доступный, по этому заказано 10м провода с aliexpress (в магазинах будет дорого, можно так же поискать на барахолке).
  4. Тиристор — лучше покупать в магазинах города, так как на aliexpress можно попасться на подтелку, если заказывать штучно.
  5. Кнопка — кнопка спуск, продается в местных магазинах и на aliexpress.
  6. Переключатель — продается в местных магазинах и на aliexpress.
  7. Контейнер для кроны — так же есть в местных магазинах.
  8. Соединительные провода
  9. Батарейки
  10. Резистор для тиристора.
  11. Трубка для ствола из немагнитного материала.

Принцип работы


Сначала, происходит зарядка конденсатора через преобразователь. Для этого, переключатель переводится в положение 1 и замыкает батарейки и преобразователь, а цепь батареек тиристора наоборот размыкается, что бы нельзя было выстрелить во время зарядки конденсатора. Таким образом, ток с батареек поступает на преобразователь, а тот, в свою очередь, заряжает конденсатор до 390 В.

После зарядки конденсатора, переключатель переводится в положение 2, размыкает батарейки от преобразователя и замыкает цепь батареек и тиристора. Остается только нажать кнопку спуск. При нажатии на кнопку спуск, происходит замыкание батареек с управляющий электродом тиристора через резистор (резистор нужен, так как для открытия тиристора требуется ~ 1.5В, 150 мА). После того как тиристор открыт — конденсатор разряжается на катушку через него, магнитное поле катушки, втягивает снаряд внутрь себя, происходит выстрел.

В принципе это все по части ускорителя. Что бы доится оптимальных результатов, катушки для Пушки Гаусса обычно рассчитывают в программе Femm.

image

В текстовом документе приложенному к скрипту, нужно указать параметры своего ускорителя. После чего запустить симуляцию.

image

После окончания симуляции, в папке с программой появится текстовый файл с результатами, зайдя в который, мы увидим КПД и приращение энергии пули. А так же промежуточные данные, такие как время, позиция снаряда, и ток во время этой позиции. Проанализировав результаты, можно пробовать следующую попытку, пока не добьемся оптимального результата.

Обычно результаты симуляции Femm расходятся с реальными, но без симуляции выйдет все еще хуже. После намотки катушки, возможно, просто понадобится немного подогнать параметры вручную, если хотите выжать максимум.

Для более подробного объяснения, имеется видео. Для наглядности, провода в видео используются тех же цветов, что и в схеме на картинке. Видео поделено на несколько частей поэтапной сборки, так, что сможет собрать даже новичок в электронике.


Корпус для Пушки Гаусса


После сборки ускоряющей части, можно сделать корпус. Корпус обычно каждый делает в меру своих возможностей. Как наиболее подходящий для большинства способ, была спроектирована 3D модель, которую можно распечатать на принтере.

image

Корпус спроектирован в виде двух половинок, для удобства печати на 3D принтере. В данном случае использовался PLA пластик.

image

Схему и Модель корпуса можно скачать с гугл диска по ссылкеDownload

Процесс изготовления корпуса и испытания изделия, можно посмотреть на видео ниже.




Комментарии (42):

  1. RalphMirebs
    /#23966429 / +15

    Хорошо бы представить результаты испытаний и в виде текста. Не всем удобно смотреть видео.

  2. AI_zek
    /#23966561

    Не получится ли присесть за изготовление такой пушки? Тащмайор всегда найдёт повод же…

    • shiru8bit
      /#23966619 / +5

      Согласно законам РФ, изделия с дульной энергией менее 3 джоулей оружием не считаются и поэтому не требуют регистрации. Т.к. данное изделие одноступенчатое и портативное, тут наверняка меньше 3 джоулей. У боевого оружия порядки энергии совсем другие, от 90 джоулей.

      • screwer
        /#23966649 / +3

        Охотничье ружье 12 калибра - 2000...3000 джоулей.

      • MAXH0
        /#23967105

        Как я понял - еще один каскад и можно превысить предел...

      • gagarinas
        /#23967109

        Странно как то, за репост можно пострадать, за ввоз из Алиехпресс какой небудь маленкой приблуды тоже, а тут в принципе можно и голову прострелить если увеличить...

      • 3epg
        /#23967929

        90 джоулей у газовых монтажных пистолетов по бетону типа Toua f-1, у Hilti gx-120 чуть больше сотни. Убить ими кого либо сложно. Максимум собак попугать, либо бантик им прибить, пока до стройобъекта идёшь.

        У боевого оружия от 2000 дж.

        • serginfo2009
          /#23968001 / +1

          У травматического оружия как раз 90 джоулей. Убить им не то, чтобы легко, но вполне себе возможно.

        • belav
          /#23972929

          Ага, сложно. Если дюбель в бетон выбивает. Или сейчас бетон мягче костей?

          • 3epg
            /#23972991

            Прицельная дальность - ноль. Где-то в завалах есть видео, где я пытался стекло разбить, стреляя в него из hilti bx-3. Разбилось оно только при выстреле вплотную.

            • Am0ralist
              /#23973005 / +1

              а с нулевого расстояния и шуруповёртом засверлить можно

              • 3epg
                /#23973027

                Дензел Вашингтон в одном из фильмов так и сделал. ))

                • Am0ralist
                  /#23973051 / +1

                  Не, я другое вспомнил

                  • axe_chita
                    /#23973735

                    А я подумал, что это про Шварца с перфоратором наперевес:)

                    Шварценеггер против Скалабура!

      • Jury_78
        /#23968087

        Энергия кондесатора C*U*U/2 = 76 Дж, это если КПД 100%

        • shiru8bit
          /#23968101

          У этих штук в одноступенчатом исполнении КПД порядка единиц процентов.

      • K0styan
        /#23968705 / +3

        Те самые 3 джоуля только к пневматике относятся. Для огнестрельного, например, нижней границы вообще нет, есть только верхняя для ОООП ("травматов") - закон "Об оружии", статья 3.

        А статья 1 говорит ещё более интересное. С одной стороны, если девайс предназначен для поражения целей, он - оружие. Но ни в один из пунктов классификации конкретно электромагнитный "поражатель цели" не вписывается, таких просто в определениях нет. И следовательно, гражданским оружием (даже без ограничений на оборот) он являться не может. Серая зона, всё на воле суда.

    • balamutang
      /#23967755

      врядли девайс на кронах выдаст больше 3х джоулей, даже если это будет единственный выстрел

  3. BiW
    /#23966567 / +18

    Хабр теперь филиал Youtube?

  4. vmir88
    /#23966613 / +13

    По привычке стал пробираться через простыню неграмотно написанного текста (хабр 2022, в конце концов, пора привыкнуть), а в конце ссылка на ютуб. Давайте её в начале тогда уж.

    • maggg
      /#23967609 / +15

      Моё любимое место из поста то, в котором «можно нарваться на подтелку». Я б нарвался.

  5. DanilinS
    /#23966701 / +13

    После того как тиристор открыт — конденсатор разряжается на катушку через него, магнитное поле катушки, втягивает снаряд внутрь себя, происходит выстрел.

    После этого магнитное поле катушки начинает заряжать конденсатор. Обратной полярностью. С последующим взрывом конденсатора. Если конечно конденсатор - полярной.

    Обычно катушку шунтируют мощным диодом для исключения подобной ситуации.

    • asdertytreds
      /#23967371

      тут же тиристор есть

      • iShrimp
        /#23967917

        Ну а тиристор закрывается как раз в тот момент, когда ток через него становится равным нулю. Т.е. когда импульс обратного напряжения достигает максимума.

        • Jury_78
          /#23968253

          Здесь будет что то похожее на колебательный процесс. Т.е. ток будет равен нулю при напряжении близким к нулю.

  6. kbtsiberkin
    /#23967131

    "За 1к рублей и 3Д-принтер". Отстаю от жизни, наверное, раз это теперь "наиболее подходящий для большинства способ".

    • Fox_exe
      /#23967309 / +2

      Ну, технически, печать можно и заказать у кого-то. На Авито куча предложений.

      Правда ценник, чую, махом выйдет за границы "1 т.р."

    • VolodjaT
      /#23968269

      А что, в стоимость изделия надо включать стоимость инструмента? Ну там паяльника, осцилографа, блока питания?

      • JustPeople
        /#23969591

        в случае когда стоимость инструмента на порядок выше стоимости расходников, определённо да.

        • LuggerMan
          /#23970669

          Кхм, а когда бывает по-другому-то?

          • Jury_78
            /#23970875

            На пляже... из песка руками (без лопатки) сделать замок. :)

        • VolodjaT
          /#23974179

          Статья же не для журнала космополитен, а в любителей конструировать и так скорее всего уже все это есть. 3д принтером никоого не удивиш сейчас.

  7. Inskin
    /#23967663 / +1

    А можно, чтоб видео не смотреть, привести краткое резюме в стиле "полученная пушка позволяет с десяти метров вогнать гвоздь-десятку на сантиметр в доску", или "эта штука может стрельнуть максимум швейной иголкой и с расстояния в метр воткнуть её в подушку для иголок на 1 см"?

    • AllexIn
      /#23967713

      Нет. Никто не будет такое резюме писать. Потому что окажется, что сам на себя донос написал.

      Что умеет конкретно этот девайс не знаю, но самоделки такого плана легко уходят в область уголовного кодекса, особенно если соленоидов больше одного делать.

  8. Certik
    /#23968115

    Простите, а почему на фото выглядит как будто корпус напечатан одним большим мостом? Если уж разрезали его пополам для удобства печати, то можно было оптимизировать модель для минимизации нависаний.

    Допускаю существование людей, которые настолько виртуозно настроили параметры печати, что могут мосты любой длины печатать без артефактов, но не надо считать что каждый, решивший повторить инструкцию, так умеет...

  9. SShtole
    /#23968479 / -2

    Мне кажется, если бы все схемы, рассчитанные на широкую публику, так оформлялись, их бы паяли гораздо чаще. Очень круто.

  10. Daddy_Cool
    /#23968965

    Интересно, делал ли кто-нибудь оценки, что можно получить в плане мощности и скорострельности из того, что продается в магазинах?

    • arheops
      /#23969505 / +1

      Ну так а как вы определите максимум?
      К примеру, можно купить свободно конденсаторы запасающие десятки-сотни джоулей в любом среднем магазине компонентов, вы их можете купить 100 штук(вполне свободно) и все выкинуть на пару катушек. Или тысячу штук. Свободно доступные провода в любом магазине — 10 квадратов минимум. Даже если их нет, можно использовать трубки для кондиционера медные, там 30+ квадратов.
      Как выключатель можно использовать автомат на 63А(по спецификации как выключатель — до 14тыс А, хотя бы раз).
      Скорострельность? Ну повторите схему 10 раз. А вообще рейлганы не отличаются скорострельностью.
      Но все равно по сравнению с обычными пороховыми охотничьими патронами в куске трубы или полироваными гвоздями в куске трубы с балончиком СО2 — это сильно сложно.

      • Daddy_Cool
        /#23972129

        Ну я про то, чтобы это всё было в формате обычного пистолета.

        • arheops
          /#23974635

          В формате «обычного пистолета» даже на один выстрел как тут не получится, ибо вот то что показано за этот формат — выходит

  11. pavelsc
    /#23969047

    Наконец-то пушка Гаусса ) Давненько таких постов не было