Электромагнитная пушка Гаусса: оружие будущего
21 августа 2014, Александр Агеев,
31
Современные артиллерийские пушки представляют собой сплав новейших технологий, ювелирной точности поражения и возросшей мощности боеприпасов. И все же, несмотря на колоссальный прогресс, пушки XXI века стреляют также, как и их прабабушки — используя энергию пороховых газов.
Поколебать монополию пороха смогло электричество. Идея создания электромагнитной пушки зародилась практически одновременно в России и Франции в разгар Первой мировой войны. В ее основу легли труды немецкого исследователя Йоганна Карла Фридриха Гаусса, который разработал теорию электромагнетизма, воплотившуюся в необычное устройство — электромагнитную пушку.
Опережая время
Идея создания электромагнитной пушки намного опередила свое время. Тогда в начале минувшего века все ограничилось опытными образцами, показавшими к тому же очень скромные результаты.
Гаусс-пушка
Разработанная немецким ученым пушка Гаусса представляет собой разновидность электромагнитного ускорителя масс. Пушка состоит из соленоида (катушки) с расположенным внутри него стволом из диэлектрического материала. Она заряжается снарядом из ферромагнетика. Чтобы заставить снаряд двигаться, на катушку подается электрический ток, создающий магнитное поле, благодаря которому снаряд втягивается в соленоид. Скорость снаряда тем быстрее, чем мощнее и короче генерированный импульс.
Принцип действия Гаусс-пушки
Преимущества электромагнитной пушки Гаусса по сравнению с другими видами оружия — возможность гибко варьировать начальную скорость и энергию снаряда, а также бесшумность выстрела.
Есть и недостаток — низкий КПД, составляющий не более 27 % и связанные с этим крупные затраты энергии. Поэтому в наше время пушка Гаусса имеет перспективы скорее в качестве любительской установки. Однако, идея может получить вторую жизнь в случае изобретения новых компактных и сверхмощных источников тока.Рельсовая электромагнитная пушка
Рельсотрон – еще один вид электромагнитной пушки. В состав рельсотрона входят источник питания, коммутационная аппаратура и два электропроводящих рельса от 1 до 5 метров, которые одновременно являются электродами, расположенными друг от друга на расстоянии 1 см. В нем энергия электромагнитного поля взаимодействует с энергией плазмы, которая образуется в результате сгорания специальной вставки в момент подачи высокого напряжения.
Принцип действия рельсотрона
Порох на большее не способен
Конечно, рано говорить о том, что время традиционных боеприпасов безвозвратно ушло в прошлое. Однако по оценкам экспертов они достигли своего предела. Скорость выпущенного с их помощью заряда ограничена 2,5 км/сек. Для войн будущего этого явно недостаточно.
Рельсовые пушки – больше не фантазия
В США полным ходом идут лабораторные испытания 475-мм рельсотрона, разработанного компаниями General Atomics и BAE Systems. Первые залпы чудо-оружия показали обнадеживающие результаты. 23-кг снаряд вылетал из ствола со скоростью, превышающей 2200 м/сек, что позволит в дальнейшем поражать цели на расстоянии до 160 км. Невероятная кинетическая энергия поражающих элементов электромагнитных орудий делает ненужными метательные заряды, а значит повышается живучесть расчетов. После доводки опытного образца рельсотрон установят на скоростной корабль JHSV Millinocket. Примерно через 5-8 лет US NAVY начнут планомерно оснащаться рельсовыми пушками.
Наш ответ
В нашей стране об электромагнитных пушках вспомнили в 50-е годы, когда началась безумная гонка по созданию очередного сверхоружия. До сих пор эти работы строго засекречены. Советским проектом руководил выдающийся физик академик Л. А. Арцимович, многие годы занимавшийся проблемами плазмы. Именно он заменил громоздкое название «электродинамический ускоритель массы» на всем известное сегодня — «рельсотрон».
Залп из рельсотрона
В России и сейчас ведутся подобные разработки. Свое видение рельсотрона недавно продемонстрировал коллектив одного из филиалов Объединенного института высоких температур РАН. Для разгона заряда был разработан электромагнитный ускоритель. Пулю весом в несколько грамм здесь удалось разогнать до скорости около 6,3 км/сек.
Понравился пост? Есть что сказать? Присоединяйтесь:
Поделиться
Вконтакте
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Добавить комментарий
Добавить комментарий
Пушка Гаусса / Хабр
Хомяки приветствуют обитателей третьей от солнца планеты.
Сегодняшний пост пойдет о создании электромагнитной Пушки Гаусса. В процессе разберем как настроить систему и произведём некоторые расчеты по эффективности. Так как это пушка, выглядеть она должна соответственно. Нарисуем будущий эскиз, а затем попробуем воплотить его в жизнь, собрав корпус из подручного мебельного материала. Снаряды сделаем бронебойные, из гвоздей. Для сравнения проверим на пробиваемость пневматический пистолет и узнаем, какая пуля таит в себе наибольший потенциал.
Классическая Пушка Гаусса состоит из пяти основных блоков. Пойдём по порядку: источник питания, в нашем случае аккумулятор запитывает преобразователь, который в свою очередь заряжает высоковольтную сборку из электролитических конденсаторов. Дальнейшая задача, разрядить весь накопленный заряд в катушку через мощный ключ. В результате, созданное магнитное поле, передаст железной пуле определенное ускорение.
Скорострельность такого устройства зависит от мощности преобразователя. Чем он будет мощней, тем быстрей сможет заряжать сборку конденсаторов.
Сердцем преобразователя служит трансформатор с Ш-образным ферритовым сердечником. Мотать катушку будем медным 0,35 миллиметровым проводом. Вначале мотаем вторичную обмотку двойным проводом, это нужно для увеличения выходного тока. Количество витков примерно 60. Каждый намотанный слой изолируем полиэстеровой изолентой.
Первичную обмотку мотаем тем же 0,35 миллиметровым проводом только в 6 жил. Чтобы они не распутывались, закручиваем их в скрутку. Так мы увеличили площадь сечения провода. В общем, на шпильку катушки вместилось ровно 9 витков. Это означает, что соотношение витков первичной и вторичной обмоток получилось примерно 1:6.
Важная деталь, чтобы трансформатор сохранял свои характеристики, его нужно пропитать эпоксидом, после этого он не будет издавать свистов и писков во время работы.
Однотактный трансформатор готов, управлять им будет такой же однотактный инвертор на микросхеме uc3845. Дальнейшая работа заключается в разводке платы под все комплектующие схемы. Своя плата всегда технологичней, по крайней мере хочется в это верить.
Если все сделано правильно, то такая схема будет потреблять около 3.7 А при напряжении питания 12 V. Перемножив первое на второе, получим 44 Вт потребляемой мощности. Сигнал при этом будет в виде меандра с заполнением 50 процентов, именно так работает драйвер uc3845. При правильной настройке радиатор на транзисторе будет практически холодным. Единственное что будет греться это резистор снаббера по выходу схемы.
Также в схеме есть ограничение заряда по напряжению, что защищает конденсатор от перезаряда, который может привести к взрыву или деградации ёмкости. Выставляется этот порог с помощью подстроечного резистора обратной связи схемы. Значение может варьироваться от 200 и до 500 вольт. Нам так много не нужно, потому выставим значение 397 вольт, 3 вольта дадим запаса.
Теперь переходим непосредственно к конденсаторам. Как и говорил, ёмкость тут немного выше, 1000 uF. В нашей пушке будет задействовано 10 таких банок, включены они будут параллельно для увеличения общей емкости. Для удобства установки конденсаторов была сделана небольшая плата с достаточно толстыми дорожками. В конечном результате сборка вышла компактной и увесистой. Измерения показали общую емкость банок в 8950 uF, что нормально, учитывая разбросы ёмкостей, и всем давно понятно, что разбросы не в нашу сторону…
При попытке разрядить заряженные ёмкости через лампочку, вместо того чтобы дотронуться проводом к массивному контакту, рука промахнулась и дотронулась к дорожке. Это моментально привело к громкому взрыву, который спровоцировал перестрелку между бандами соседних районов. Дорожка за считанные секунды куда-то испарилась.
Решением было нарастить толщину дорожек с помощью двойного медного провода с сечением в 3 квадрата каждый. Его будет трудно паять, в связи с большой теплоемкостью. Но если у вас в хозяйстве есть газовая горелка, то это будет нипочем.
Настало время проверить насколько быстро инвертор способен зарядить подобную сборку. Таймер запущен. Ждем срабатывания ограничителя по заряду и останавливаем таймер. Время от начала процесса и до конца заняло 36 секунд. Пулемёт конечно из такой пушки не получить, но чем богаты, тому и рады. Едем дальше.
Теперь всю накопленную энергию нужно разрядить в катушку. Катушка должна быть из толстого провода, в этом примере использована медь диаметром 1.7 мм. Форма, количество витков и слоев были взяты с потолка. Перед испытанием были намотаны несколько образцов, чтобы проверить эффективность полей, влияющих на металлический образец находящийся внутри. Каждый образец придавал железной пуле разное ускорение. Лучше всего показала себя катушка №1, намотанная в 200 витков и имеющая 5 слоев.
Сила в ней что надо, но при разряде, каждый виток с появлением магнитного поля пытается оттолкнуться от своего соседа, что при выстреле давало незначительную деформацию с хорошим хлопком. Избавиться от такого эффекта можно с помощью эпоксидной смолы, она пропитает слои и скрепит их намертво.
Мы забыли упомянуть одну важную деталь. А именно элемент, который коммутирует всю накопленную энергию в конденсаторах на катушку. В качестве ключа для таких целей используют мощные тиристоры. Они бывают разных конструкций, всё зависит от их характеристик и направления использования.
В дальнейших экспериментах приходилось палить тиристор за тиристором, дабы понять какой из них окажется самым крепким. Т143-800 оказался самым мощным, а цифра 800 означает максимально допустимый ток.
Подобные современные тиристоры стоят целые состояния, потому ищем советские. Единственная проблема такого корпуса в том, что у него нет контактов крепления, кроме управляющего электрода конечно. Такие экземпляры крепятся специальными прижимными механизмами, у которых большая площадь соприкосновения, чтоб увеличить пропускную способность больших токов. Нужно сделать что-то похожее из подручных средств.
Для этого был найден стальной лист из нержавейки толщиной в 3 мм. Резать его было одно удовольствие. Чтобы пропилить 25 см этой породы, понадобилось около часа и 3 ножовочных полотна. В итоге получился такой бутерброд.
Очень важно изолировать крепежные шурупы, которые будут соединять пластины, надев термоусадку со стороны шляпки. В общем, нужно полностью исключить контакт с железом с одной стороны, иначе будет короткое замыкание анода и катода на тиристоре.
Схема готова к работе, но прежде чем произвести выстрел, нужно знать какое напряжение накопилось на конденсаторах.Для этих целей вполне можно использовать копеечный вольт-амперметр, но у него есть один недостаток. Предел измеряемого напряжения у него ограничивается планкой в сто вольт. Но у нас планка в 4 раза выше, что делать?!
Всё просто, необходим делитель напряжения. Сделать его можно из двух резисторов, первый будет на 100 кОм, второй на 10 кОм, в средней точке между ними получим напряжение в 10 раз меньше того, которое нужно измерить. Обычно резистор с меньшим сопротивлением делают переменным, это дает возможность более точной настройки. Теперь вольтметр способен показывать значение постоянного напряжения до 1000 V. Когда на индикаторе показывает 20.0 V, это означает 200 V, а по желанию можно вообще отключить точку разделяющую цифры, чтобы не запутаться.
Итак, для того чтоб стрелять, любому оружию нужны патроны. С Пушкой Гаусса всё проще, тут необходимы только пули. Материал обязательно должен быть из магнитного материала, латунь и прочие цветные металлы не подойдут. В ближайшем строймаге были закуплены железные гвозди, размер сотка, диаметр 4 мм.
Поначалу снаряды будут длиной 30 мм. Края металлической болванки тоже нужно обработать, они должны быть максимально гладкими, чтобы как по маслу скользить в канале ствола.
Любопытно, какая же сила воздействует на этот кусок металла?! Для начала посмотрим на форму сигнала импульса тока в катушке. Для этих целей лучше всего подходит цифровой осциллограф, так как он способен записать сигнал в момент его появления. Производим выстрел и сигнал тока записан.
Заранее хочу отметить, что такую операцию желательно производить с развязкой по цепи, иначе можно спалить дорогостоящий прибор. Развязать цепь можно обычным ферритовым кольцом, надетым на силовую линию. На кольцо наматываем один виток провода, и шунтируем его небольшим резистором, скажем в 10 Ом. А уже с него снимаем возникший в цепи сигнал.
Замеры показали, что средняя длительность импульса порядка 6 мкс. Для примера в одной секунде миллион микросекунд. Это означает, что конденсаторы способны отдать всю свою накопленную энергию за очень короткое время.
На данном этапе всю эту кучу железа трудно назвать Пушкой Гаусса. Для правильного восприятия и устрашения, на листе бумаги были сделаны первые эскизы будущего корпуса, который состоял из кусков ДСП.
Дальше переносим туда размеры и начинаем работу по дереву…
Самый грязный процесс позади, переходим к следующему этапу. В качестве источника питания будем использовать высокотоковые аккумуляторы формата 18650. Фирма LG, маркировка LGDBHG 21865. Ёмкость у такого 3 А*ч. Максимальный ток, который способен выдавать элемент 20 А. Лучшие аккумуляторы на сегодняшний день по цене — качеству.
Итак, что у нас вышло. Сбоку находится кнопка предохранитель, заряжающая конденсаторы, для работы её нужно постоянно держать. Для удобства можно использовать прищепку. После заряда убираем зажималку с кнопки и производим выстрел.
Так как Gauss Gun электромагнитная пушка, хорошо бы это подчеркнуть, значком с магнитом и уникальным знаком, который предупреждает о том, что рядом падают коровы.
Проведя пару примитивных расчётов, нам удалось выяснить начальную скорость пули, её энергию запасенную в конденсаторах и КПД устройства в целом. Как мы это узнали, всё просто, с помощью классического баллистического маятника, который пользовался своей популярностью еще много веков назад.
Для начала расчетов нужно узнать массу пули, в нашем случае это 2.6 грамма, массу маятника 391. 9 грамма, длину подвеса, которая в нашем случае ровно 70 см. Так же нужно знать расстояние отклонения маятника при попадании в него пули. С обратной стороны разместим линейку и небольшой кусок пенопласта, который отодвинется на нужное нам расстояние. По этим цифрам и будем вести расчёт.
Посмотрим, что у нас получилось по результатам голосования. Сравнение двух пушек проводились в одинаковых условиях и с соблюдением всех мер безопасности.
Это оружие, а не игрушка, помни это!
Результаты расчетов получились следующими: пуля Гаусса имела начальную скорость 42 м/С, в то время как пневмат выдал скорость в 3.5 раза больше, 152 м/С. То же самое касалось энергии пули, для своей массы и скорости, пуля от пневматического пистолета имеет энергию в 3.2 джоуля, в то время как Гаусс показал это значение на единицу меньше.
Ещё рассчитали общий заряд конденсаторов, и энергию, которую они способны накопить.
Дальше мы ударились в религию, и решили посмотреть, что нам покажет программа, которая специально создана для расчетов Пушки Гаусса. Вводим туда все необходимые параметры, включая толщину провода катушки, ёмкость конденсаторов и прочие заранее известные параметры. Итак, с пулей длиной 45 мм максимальный КПД, который удалось выжать из программы 0.46 процента.
Теперь проверим это на практике. Отрезаем кусок от гвоздя длиной 45 мм и взвешиваем, масса пули 4.14 грамма, все остальные параметры нам уже известны. Производим выстрел. Результаты измерения программы и баллистического маятника оказались близки друг к другу, 0.46 % против 0.44 %. Что это означает, а то что, 99.5 процентов энергии накопленной в конденсаторах, всего на 0.44 процента переходит в пулю через энергию магнитного поля, которое возникает в катушке. По большей части мощный импульс просто рассеивается в воздухе, не выполняя никакого полезного действия. Вот поэтому КПД Пушек Гаусса редко превышают 2%.
Важный момент при настройке! Когда намотан трансформатор, важно подключить его правильной полярностью, грубо говоря, если вы запустили схему, ток потребления бешеный, а лампочка еле горит, значит нужно поменять местами один из концов обмоток.
Архив с полезностями
Полное видео проекта на YouTube
Наш Instagram
Электромагнитная пушка | это… Что такое Электромагнитная пушка?
Рельсовая пушка (англ. Railgun) — форма оружия, основанная на превращении электрической энергии в кинетическую энергию снаряда. Другие названия: рельсовый ускоритель масс, рельсотрон, рейлган (Railgun).
Содержание
|
Принцип действия
Принцип действия
Рельсовая пушка использует электромагнитную силу, называемую силой Ампера, чтобы разогнать электропроводный снаряд, который изначально является частью цепи. Иногда используется подвижная арматура, соединяющая рельсы. Ток I, идущий через рельсы, возбуждает магнитное поле B между ними, перпендикулярно току, проходящему через снаряд и смежный рельс. В результате происходит взаимное отталкивание рельсов и ускорение снаряда под действием силы
Преимущества и недостатки
С изготовлением рельсотрона связан ряд серьёзных проблем: импульс тока должен быть настолько мощным и резким, чтобы снаряд не успел бы испариться и разлететься, 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 индуктивностью. Однако особенность рельсового ускорителя в том, что он способен разгонять сверхмалые массы до сверхбольших скоростей. На практике рельсы изготавливают из бескислородной меди, покрытой серебром, в качестве снарядов используют алюминиевые брусочки или проволоку, в качестве источника питания — батарею высоковольтных электрических конденсаторов, генераторы Маркса, ударные униполярные генераторы, компульсаторы, а самому снаряду перед вхождением на рельсы стараются придать как можно большую начальную скорость, используя для этого пневматические или огнестрельные пушки.
В тех рельсотронах, где снарядом является проволока, после подачи напряжения на рельсы проволока разогревается и сгорает, превращаясь в токопроводную плазму, которая далее также разгоняется. Таким образом рельсотрон может стрелять плазмой, однако вследствие её неустойчивости она быстро дезинтегрируется.Существующие образцы
Испытания рельсотрона в Naval Surface Warfare Center, ВМС США, январь 2008 года
Первая крупномасштабная рельсовая пушка была спроектирована и построена в 1970-х годах Джоном П. Барбером из Канады и его научным руководителем Ричардом А. Маршаллом из Новой Зеландии в Исследовательской Школе Физических Наук Австралийского Национального Университета. В качестве источника энергии в конструкции был использован униполярный генератор — «Марк Олифант», с 500 МДж запасённой энергии.
В феврале 2008 года ВМС США продемонстрировали рельсотрон с энергией 10 МДж, снаряд которого развил дульную скорость 2520 м/с (9000 км/час).
На очереди уже 32-мегаджоулевая установка, разрабатываемая британской BAE Systems по контракту с ВМС США. Работы, на которые выделено $36 млн, намечено завершить в 2011 году. Если заказчик останется доволен, следующий этап будет финансироваться гораздo щедрее — $276 млн. Предполагается, что к 2020 году он приведет к созданию электромагнитных орудий с дульной энергией в 64 МДж, что примерно в семь раз выше, чем у нынешних опытных образцов. Эти орудия должны поступить на вооружение строящихся в США эсминцев серии DDG1000 Zumwalt, чья модульная конструкция и электрическая трансмиссия рассчитывалась с прицелом на перспективные ЭМ-пушки.
Научная фантастика
Рельсовую пушку часто можно встретить в компьютерных играх. Она является самым знаменитым оружием в играх серии Quake начиная с Quake 2, также встречается в играх Command & Conquer 3: Tiberium Wars (в оригинальной англ. версии), Red Faction и «Санитары подземелий». В играх «рельса» представляет собой оружие, стреляющее металлическими болванками, вылетающими из него с невероятной скоростью. Кинетическая энергия болванок в результате также велика, поэтому рельсовая пушка является относительно мощным оружием. Во врагах это игровое оружие либо проделывает аккуратное отверстие, либо (для слабых боевых единиц) разрывает их на куски при попадании.
Рельсовая пушка (Rail Gun) также встречается в последних аддонах адаптированной к игре в интернете игры MechWarrior4: Mercenaries и является наиболее разрушительным оружием, обладающим огромным весом, мощью и дальностью. Устанавливается лишь на немногие мехи.
В игре Metal Gear Solid прототип танка Metal Gear Rex, вокруг которого крутится сюжет, использует рейлган для запуска ядерных снарядов.
Но самое, наверное, большое распространение раилганы получили в MMORPG EVE Online. Расы Gallente и Caldari активно используют этот вид вооружения, называемый тут гибридами (Hybrid) на своих космических кораблях. Гибриды являются едва ли не самым мощным видом вооружения. Делятся гибриды на, собственно, Railguns (раилганы) — дальнобойная артиллерия (бьёт вплоть до 200км) и Blasters (они же бластеры) — орудия предназначенные для очень ближнего боя (оптимальная дальность стрельбы до 10км в зависимости от класса пушек). Огромный выбор патронов позволяет регулировать как дальность стрельбы, так и количество повреждений наносимое цели (чем дальность стрельбы меньше, тем выше повреждения).
Примечания
- ↑ U.S. Navy Demonstrates World’s Most Powerful EMRG at 10 Megajoules.
Ссылки
- Русский проект рельсовой пушки YouTube.
- Одесский проект по созданию ручной рельсовой пушки.
- Видео ролик записи выстрелов рельсотрона с энергией 20кДж.
- Запись испытаний рельсовой пушки Office of Naval Research and Naval Surface Warfare Center
- Форум Гаусс-клуба
Пушка Гаусса своими руками
Несмотря на относительно скромные размеры, пистолет Гаусса – это самое серьезное оружие, которое мы когда-либо строили. Начиная с самых ранних этапов его изготовления, малейшая неосторожность в обращении с устройством или отдельными его компонентами может привести к поражению электрическим током. Будьте внимательны!
Сергей Апресов
Обладать оружием, которое даже в компьютерных играх можно найти только в лаборатории сумасшедшего ученого или возле временного портала в будущее, — это круто. Наблюдать, как равнодушные к технике люди невольно фиксируют на устройстве взгляд, а заядлые геймеры спешно подбирают с пола челюсть, — ради этого стоит потратить денек на сборку пушки Гаусса.
Как водится, начать мы решили с простейшей конструкции — однокатушечной индукционной пушки. Эксперименты с многоступенчатым разгоном снаряда оставили опытным электронщикам, способным построить сложную систему коммутации на мощных тиристорах и точно настроить моменты последовательного включения катушек. Вместо этого мы сконцентрировались на возможности приготовления блюда из повсеместно доступных ингредиентов. Итак, чтобы построить пушку Гаусса, прежде всего придется пробежаться по магазинам. В радиомагазине нужно купить несколько конденсаторов с напряжением 350−400 В и общей емкостью 1000−2000 микрофарад, эмалированный медный провод диаметром 0,8 мм, батарейные отсеки для «Кроны» и двух 1,5-вольтовых батареек типа С, тумблер и кнопку. В фототоварах возьмем пять одноразовых фотоаппаратов Kodak, в автозапчастях — простейшее четырехконтактное реле от «Жигулей», в «продуктах» — пачку соломинок для коктейлей, а в «игрушках» — пластмассовый пистолет, автомат, дробовик, ружье или любую другую пушку, которую вы захотите превратить в оружие будущего.
Мотаем на ус
Главный силовой элемент нашей пушки — катушка индуктивности. С ее изготовления стоит начать сборку орудия. Возьмите отрезок соломинки длиной 30 мм и две большие шайбы (пластмассовые или картонные), соберите из них бобину с помощью винта и гайки. Начните наматывать на нее эмалированный провод аккуратно, виток к витку (при большом диаметре провода это довольно просто). Будьте внимательны, не допускайте резких перегибов провода, не повредите изоляцию. Закончив первый слой, залейте его суперклеем и начинайте наматывать следующий. Поступайте так с каждым слоем. Всего нужно намотать 12 слоев. Затем можно разобрать бобину, снять шайбы и надеть катушку на длинную соломинку, которая послужит стволом. Один конец соломинки следует заглушить. Готовую катушку легко проверить, подключив ее к 9-вольтовой батарейке: если она удержит на весу канцелярскую скрепку, значит, вы добились успеха. Можно вставить в катушку соломинку и испытать ее в роли соленоида: она должна активно втягивать в себя отрезок скрепки, а при импульсном подключении даже выбрасывать ее из ствола на 20−30 см.
Препарируем ценности
Для формирования мощного электрического импульса как нельзя лучше подходит батарея конденсаторов (в этом мнении мы солидарны с создателями самых мощных лабораторных рельсотронов). Конденсаторы хороши не только большой энергоемкостью, но и способностью отдать всю энергию в течение очень короткого времени, до того как снаряд достигнет центра катушки. Однако конденсаторы необходимо как-то заряжать. К счастью, нужное нам зарядное устройство есть в любом фотоаппарате: конденсатор используется там для формирования высоковольтного импульса для поджигающего электрода вспышки. Лучше всего нам подходят одноразовые фотоаппараты, потому что конденсатор и «зарядка» — это единственные электрические компоненты, которые в них есть, а значит, достать зарядный контур из них проще простого.
Разборка одноразового фотоаппарата — это этап, на котором стоит начать проявлять осторожность. Вскрывая корпус, старайтесь не касаться элементов электрической цепи: конденсатор может сохранять заряд в течение долгого времени. Получив доступ к конденсатору, первым делом замкните его выводы отверткой с ручкой из диэлектрика. Только после этого можно касаться платы, не опасаясь получить удар током. Удалите с зарядного контура скобы для батарейки, отпаяйте конденсатор, припаяйте перемычку к контактам кнопки зарядки — она нам больше не понадобится. Подготовьте таким образом минимум пять зарядных плат. Обратите внимание на расположение проводящих дорожек на плате: к одним и тем же элементам схемы можно подключиться в разных местах.
Расставляем приоритеты
Подбор емкости конденсаторов — это вопрос компромисса между энергией выстрела и временем зарядки орудия. Мы остановились на четырех конденсаторах по 470 микрофарад (400 В), соединенных параллельно. Перед каждым выстрелом мы в течение примерно минуты ждем сигнала светодиодов на зарядных контурах, сообщающих, что напряжение в конденсаторах достигло положенных 330 В. Ускорить процесс заряда можно, подключая к зарядным контурам по несколько 3-вольтовых батарейных отсеков параллельно. Однако стоит иметь в виду, что мощные батареи типа «С» обладают избыточной силой тока для слабеньких фотоаппаратных схем. Чтобы транзисторы на платах не сгорели, на каждую 3-вольтовую сборку должно приходиться 3−5 зарядных контуров, подключенных параллельно. На нашем орудии к «зарядкам» подключен только один батарейный отсек. Все остальные служат в качестве запасных магазинов.
Определяем зоны безопасности
Мы никому не посоветуем держать под пальцем кнопку, разряжающую батарею 400-вольтовых конденсаторов. Для управления спуском лучше установить реле. Его управляющий контур подключается к 9-вольтовой батарейке через кнопку спуска, а управляемый включается в цепь между катушкой и конденсаторами. Правильно собрать пушку поможет принципиальная схема. При сборке высоковольтного контура пользуйтесь проводом сечением не менее миллиметра, для зарядного и управляющего контуров подойдут любые тонкие провода. Проводя эксперименты со схемой, помните: конденсаторы могут иметь остаточный заряд. Прежде чем прикасаться к ним, разряжайте их коротким замыканием.
Подводим итог
Процесс стрельбы выглядит так: включаем тумблер питания; дожидаемся яркого свечения светодиодов; опускаем в ствол снаряд так, чтобы он оказался слегка позади катушки; выключаем питание, чтобы при выстреле батарейки не отбирали энергию на себя; прицеливаемся и нажимаем на кнопку спуска. Результат во многом зависит от массы снаряда. Нам с помощью короткого гвоздя с откусанной шляпкой удалось прострелить банку с энергетическим напитком, которая взорвалась и залила фонтаном полредакции. Затем очищенная от липкой газировки пушка запустила гвоздь в стену с расстояния в полсотни метров. А сердца поклонников фантастики и компьютерных игр наше орудие поражает без всяких снарядов.
Пушка Гаусса, или Электромагнитный ускоритель масс (ЭМУМ)
Похожие презентации:
Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов
Газовая хроматография
Геофизические исследования скважин
Искусственные алмазы
Трансформаторы тока и напряжения
Транзисторы
Воздушные и кабельные линии электропередач
Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса
Магнитные аномалии
Нанотехнологии
1.
Пушка Гаусса или Электромагнитный ускоритель масс (ЭМУМ)Проект выполнен учащимися ГБОУ СОШ №717Полякова Марина (9г)
Литвиненко Руслан (9г)
Руководитель проекта учитель физики ГБОУ СОШ №717
Дмитриева Ольга Александровна
3. Карл Фридрих Гаусс
4. Игра «Ogame» В данной игре изобретение (пушка Гаусса)является оборонительным сооружением.
5. Цель работы:
изучить устройство электромагнитного ускорителямасс (пушки Гаусса), а также принципы его
действия и применение. Собрать действующую
модель Пушки Гаусса.
6. Основные задачи:
Рассмотреть устройство по чертежам и макетам.Изучить устройство и принцип действия
электромагнитного ускорителя масс.
Создать действующую модель.
Применение данной модели.
7. Практическая часть работы:
Создание функционирующей модели ускорителямасс в условиях школы. Компьютерная
презентация проекта в формате Power Point.
8. Гипотеза:
возможно ли создание простейшейфункционирующей модели Пушки Гаусса в
условиях школы?
9.
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОЕКТА:данный проект является междисциплинарным иохватывает большое количество материала.
10. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
11. ПРЕИМУЩЕСТВА
Бесшумность выстрела (разумеется, если скоростьснаряда не превышает скорость звука)
Отсутствие отдачи,
Возможность стрельбы в в бескислородной
атмосфере и без неё вообще.
Больша́я надежность и износостойкость, а также
возможность работы в любых условиях, в том
числе в космическом пространстве.
12. НЕОБХОДИМЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА
Энергия запасаемая в конденсатореКинетическая энергия снаряда
Время разряда конденсаторов
Это время за которое конденсатор полностью разряжается. Оно равно
четверти периода.
Время работы катушки индуктивности
Это время за которое ЭДС катушки индуктивности возрастает до
максимального значения (полный разряд конденсатора) и полностью
падает до 0. Оно равно верхнему полупериоду синусоиды.
13. ПРИНЦИП СОЗДАННОЙ МОДЕЛИ
1. Данная модель питается от сетевого тока 220в 50гц.2. Силовые конденсаторы заряжаются от постоянного тока,
поэтому в начале цепи стоит диодный выпрямитель.
3. Конденсаторы начинают заряжаться. Паяльник в начале цепи
является токоограничивающей нагрузкой, предотвращая слишком
быструю зарядку конденсаторов.
4. Конденсаторы рассчитаны на 400в, но с их зарядом
увеличивается внутреннее сопротивление, которое не дает
зарядить конденсатор больше 300-302 вольт (на это уходит
примерно минута).
5. Когда красный выключатель переводится в положение 1,
потенциал с батарейки переходит на сток тиристора, открывая
затвор. Силовая цепь замыкается, и кратковременный импульс
тока в 300в, и 100-150А, проходит через катушку.
6. Магнитное поле втягивает снаряд, а затем отпускает двигаться
по инерции. Перевести красный выключатель в позицию 0 после
выстрела необходимо для того, что бы закрыть затвор тиристора и
разомкнуть силовую цепь.
14.
СХЕМА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ:поставить все выключатели в позицию 0воткнуть вилку в розетку
соединить крокодилы с батарейкой
соединить крокодилы с вилкой паяльника
поставить зеленый выключатель в позицию 1
поместить в ствол снаряд.
подождать 40сек-1 мин.
поставить зеленый выключатель в позицию 0
произвести выстрел, поставив красный
выключатель в позицию 1
10. поставить красный выключатель в позицию 0
11. можно начинать снова.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
15. ПРИМЕНЕНИЕ ДАННОГО УСТРОЙСТВА
В космосе и мирных целяхКосмическая пушка — метод запуска объекта в
космическогн пространство с помощью
огнестрельного оружия типа огромной пушки или
электромагнитной пушки. Относится к
безракетным методам вывода объектов на орбиту.
16. ПРИМЕНЕНИЕ ДАННОГО УСТРОЙСТВА
В военных целяхПушка Гаусса в качестве оружия обладает
преимуществами, которыми не обладают другие
виды стрелкового оружия.
17. НЕДОСТАТКИ ДАННОГО УСТРОЙСТВА
Первая трудность — низкий КПД установки. Лишь 10 % зарядаконденсаторов 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 небольшого
КПД).
Третья трудность (следует из первых двух) — большой вес и
габариты.
Четвёртая трудность — достаточно длительное время
накопительной перезарядки конденсаторов, что заставляет вместе
с пушкой Гаусса носить и источник питания (как правило, мощную
аккумуляторную батарею), а также высокая их стоимость. Можно
значительно увеличить эффективность, если использовать
сверхпроводящие соленоиды, однако это потребует мощной
системы охлаждения, что значительно уменьшит мобильность
пушки Гаусса.
18. НАШЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ
В результате работы над проектом, мы пришли квыводу, что данное устройство необходимо
использовать на других планетах (например, Марс)
и спутниках (например, Луна) при построении или
установке различных сооружений или станций,
установка необходимого исследовательского
оборудования в условиях отсутствия атмосферы и в
полном вакууме (например, сваи им забивать, или
мощные гвозди). Т.к. на данных космических
объектах достаточно низкая температура, то
решается вопрос с охлаждением.
19. ВЫВОДЫ:
Помимо “гаусс ганов”, существует ещё какминимум 2 типа электромагнитных
ускорителей масс –
1. индукционные ускорители масс (катушка
Томпсона или дискомет Томпсона, как её
иногда называют) и
2. рельсовые ускорители масс, так же известные
как “рэйл ганы” (от англ. “Rail gun” – рельсовая
пушка).
20. ВЫВОДЫ:
Пушка Гаусса обладает неоспоримым преимуществомперед ними обоими:
во-первых, она наиболее проста в изготовлении,
во-вторых, она имеет довольно высокий по сравнению
с другими электромагнитными ускорителями КПД и,
в-третьих, может работать на относительно низких
напряжениях. Кроме того, пушка Гаусса, несмотря на
свою простоту, обладает неимоверно большим
простором для конструкторских решений и
инженерных изысканий — так что это направление
довольно интересное и перспективное.
21. ВЫВОДЫ:
Установка подобная пушке Гауссаактуальна для использования в космическом
пространстве, так как в условиях вакуума и
невесомости многие недостатки подобных
установок нивелируются.
22. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
English Русский Правила
Электромагнитная пушка рельсотрон, или рэйлган,
Наиболее «продвинутый» образец американского рельсотрона, испытанный в июне 2020 годаНачиная приблизительно со второй половины XIX столетия, в СМИ периодически появляется информация о различных видах «чудо-оружия», способного мгновенно сделать устаревшими все остальные средства ведения войны. Можно вспомнить о «передаче энергии взрыва посредством радиоволн», о «лучах смерти Гринделла Мэтьюса», а если говорить о более поздних временах, то нельзя не упомянуть про «красную ртуть» и «гафниевую бомбу». На поверку все эти сенсации оказались полной чепухой. В последние годы много пишут и говорят про «рэйлган» или рельсотрон. Порой этому «оружию будущего» приписывают удивительные свойства, в то время как скептики утверждают, что и на сей раз никакой практической отдачи военные не получат.
Содержание
История разработки электромагнитной пушки рельсотрон
Еще до начала Первой мировой войны стало заметно, что традиционная артиллерия подходит всё ближе к пределу своего развития. Орудия еще можно было делать более мощными и дальнобойными, но это давалось слишком большой ценой. Своего рода символами этого концептуального тупика стали неимоверно дорогие и при этом практически бесполезные немецкие пушки «Колоссаль» и «Дора».
Немецкая пушка «Дора». По выражению Гудериана – «настоящее произведение искусства, однако, бесполезное»Всё дело в том, что возможности пороха, как метательного средства, лимитированы скоростью расширения газов при его взрыве. Поэтому для того, чтобы осуществить «артиллерийскую революцию», необходимо применить что-то иное, причем речь не идет о более сильной взрывчатке, а о другой форме энергии, например, об электричестве.
Первым проектом такого рода была магнитная пушка Гаусса, представлявшая собой обыкновенный соленоид, который при включении тока стремительно втягивал в себя магнитный сердечник, исполнявший одновременно роль выключателя. Как только этот «снаряд» начинал своё движение, цепь размыкалась. В результате, набравший скорость сердечник, вылетал с противоположной стороны соленоида.
Одна из старых публикаций, посвященных пушке Гаусса. В отличие от рельсотрона, это «чудо-оружие» должно было стать еще и бесшумнымИнтересно, что первоначально индукционная «пушка Гаусса» рассматривалась не как оружие, а как способ выведения спутников на околоземную орбиту. Авторы подобных проектов считали, что если создать последовательную цепь из соленоидов, то снаряд можно разогнать до любой скорости.
Рельсотрон стал альтернативным, и, как поначалу казалось, более простым проектом «электродинамического ускорителя масс». Название «оружие будущего» было придумано в Советском Союзе в конце 50-х годов, автором термина стал академик Лев Арцимович. Есть несколько разных версий относительно того, кто, когда и где собрал первый опытный образец, однако, это не так уж важно, поскольку теоретическая база, на основе которой создавалась «рельсовая пушка», не являлась секретной, так что соорудить нечто подобное в лабораторных условиях могли бы многие страны.
Первые упоминания о «рэйлгане» появились в западной прессе в 70-е годы. Предполагалось, что такие установки будут изготавливаться для вооружения военных космических «шаттлов». Затем рельсотрон рассматривали как часть проекта, известного под названием СОИ («стратегическая оборонная инициатива»). Электромагнитная пушка должна была уничтожать советские баллистические ракеты на заатмосферных участках их траектории. Как известно, до практической реализации СОИ дело не дошло.
Новую и несколько неожиданную популярность «рэйлган» получил после появления в 90-е годы компьютерных игр «от первого лица». На этот раз он превратился в мощное ручное оружие, способное уничтожить самого сильного противника одним точным выстрелом. Всё это, разумеется, не имело никакой связи с реальностью, как и «гаусс-ружья» в руках главного героя голливудского фильма «Стиратель».
Кадр из фильма «Стиратель». В руках у главного героя – сразу два электромагнитных ружьяРазработка первых настоящих боевых рельсотронов началась в США в середине «нулевых годов». Создателем нового оружия является компания General Atomics. Американские военные планировали использовать электромагнитные пушки для оснащения своих кораблей. В первую очередь речь шла о перспективных эсминцах Zumwalt. После первых пресс-релизов последовал ряд «показательных выступлений», однако, морская версия американского рельсотрона не появилась до сих пор.
В самом начале 2020 года в целом ряде изданий появились статьи с фотографиями китайского десантного корабля, в носовой части которого можно было увидеть загадочную установку, идентифицированную как «рельсовое оружие». Некоторые эксперты считают, что Китаю удалось опередить США и создать боеспособный образец «рэйлгана», пригодного к размещению на морских судах. Так ли это на самом деле, неизвестно, но ясно, что в ближайшие годы разнообразный информационный шум вокруг этого «чудо-оружия» едва ли утихнет.
Китайский десантный корабль. Носовая башенная установка, предположительно, представляет собой рельсотронОсобенности конструкции
«Рэйлган» не отличается значительной сложностью устройства. Он представляет собой две параллельные металлические направляющие (те самые «рельсы»), между которыми размещается токопроводная перемычка, «подпирающая» снаряд. Вся эта конструкция может быть прикрыта сверху защитным кожухом, придающим всей установке внешний вид традиционного крупнокалиберного орудия.
Разумеется, вся эта простота – кажущаяся. Огромное значение имеет, в частности, молекулярная структура всех использованных материалов, а также геометрические размеры и точное расположение каждого из элементов. Кроме того, самая «ответственная» часть рельсотрона и вовсе скрыта от глаз. Это источник энергии, который должен обладать весьма впечатляющими характеристиками, и при этом оставаться довольно компактным.
Принципиальная схема конструкции рельсотронаЗначительный интерес вызывают и рельсотронные снаряды. Первоначально предполагалось, что это будут просто вольфрамовые болванки, однако, компания BAE Systems утверждает, что ей удалось оснастить их приборами, позволяющими корректировать траекторию полета.
Принцип работы рельсотрона
«Рэйлган» действует следующим образом:
- Направляющие подключаются к источнику постоянного электрического тока;
- Перемычка, расположенная между рельсами, замыкает цепь;
- В появившемся магнитном поле возникает сила Ампера, придающая перемычке и расположенному впереди нее снаряду ускорение;
- Между рельсами возникает дуговой разряд, обладающий электротермическим действием и формирующий высокотемпературную плазму. Она оказывает на снаряд огромное давление, придавая ему дополнительное ускорение.
При этом необходимо, чтобы и направляющие и перемычка имели высокую электропроводность, в противном случае установка очень быстро перегреется и расплавится. По этой причине рельсы делают из бескислородной меди, покрытой слоем серебра. Но это не только дорого, но и непрактично, поскольку эти металлы быстро изнашиваются. В итоге «ствол» приходится менять уже через 3-4 выстрела.
Испытание электромагнитной пушки
Первые выстрелы из «рэйлгана» были сделаны в лабораторных условиях. В частности, еще в 80-е годы в СССР проводились опыты, в ходе которых небольшие пластиковые снаряды весом в несколько грамм удавалось разгонять до скорости в 8-10 километров в секунду. При этом полученной кинетической энергии хватило для того, чтобы буквально испарить мишень, представлявшую собой стальной лист. Подробностей об этих тестах известно крайне мало.
Стальная шайба, пробитая снарядом российского экспериментального рельсотронаАмериканский военный рельсотрон испытывался уже многократно. Впервые это произошло, видимо, в 2008 году. Согласно заявлению представителей ВМФ США, снаряд весом в 2 килограмма обладал дульной энергией в 10 МДж, вылетая из ствола со скоростью в 2,5 километра в секунду.
В 2010 году была проведена демонстрация усовершенствованного рельсового орудия. Вес снаряда увеличили до 3,2 кг, а дульная энергия при этом выросла до 32-33 МДж.
Испытания этого оружия проводились и в других странах, включая даже Турцию. В ходе одного из последних тестов, состоявшегося в июне 2020 года, американский рельсотрон смог разогнать снаряд до 7,4 километра в секунду, после чего в СМИ заговорили о возможном применении суперпушки при освоении Луны.
Перспектива рельсотрона
Несмотря на весьма впечатляющие результаты, полученные при испытаниях различных образцов «рэйлгана», практическая ценность этого оружия по-прежнему вызывает сомнения.
Конечно, рельсотрон обладает целым рядом весомых преимуществ:
- Теоретически неограниченная скорость снаряда. Уже сегодня она такова, что от выстрела из электромагнитной пушки не сможет увернуться даже самолет, находящийся в зоне прямой видимости;
- Огромная дальность выстрела, недоступная для обычной артиллерии. В частности, в США утверждают, что их морской рельсотрон сможет уничтожать цели, находящиеся на расстояниях до 400 километров;
- Дешевизна снарядов. Болванки из вольфрама обходятся совсем недорого, а их разрушительный эффект, обусловленный огромным запасом кинетической энергии, не требует применения взрывчатки;
- Возможность применения пушки для выведения на орбиту космических аппаратов.
Таким образом, рельсотрон вроде бы сулит заманчивые перспективы, однако, на пути к успеху есть много препятствий.
Батарея конденсаторов, потребовавшаяся для того, чтобы сделать всего один выстрел из советского рельсотрона «снарядом», вес которого составлял три граммаГлавное и самое труднопреодолимое из них – это проблемы энергообеспечения. Расчеты показывают, что для придания трёхкилограммовому снаряду энергии в 32 МДж мощность необходимого электромагнитного импульса составит 1,6 гигаватта – в полтора с лишним раза больше, чем у типичного ядерного реактора. Разумеется, постоянное подключение пушки к столь могучему источнику не требуется, но нужно каким-то образом накопить этот запас, а затем сразу, мгновенно, «выстрелить» им.
В лабораторных условиях рельсотроны оснащались целым набором конденсаторов. Этот же принцип, по всей видимости, был использован и на военных образцах. Правда, там применялись какие-то иные по своей конструкции емкостные приборы, а также импульсные генераторы. Это позволило ограничиться электростанцией «умеренной» мощности в 32-35 мегаватт.
Есть и другие недостатки, которые в значительной мере снижают практическую ценность «рэйлгана»:
- Перегрузки в момент выстрела достигают 25 000 – 30 000 G, что не даёт возможности «начинить» снаряд какой-либо взрывчаткой, тем более детонаторами;
- При ведении огня на большие расстояния точность существенно снижается;
- Пока не удается обеспечить высокий темп стрельбы, что ограничивает возможности рельсотрона как орудия ПВО и ПРО;
- Направляющие изготовлены из дорогих материалов, при этом не выдерживают большого количества выстрелов;
- Эффективность поражения крупных целей небольшими болванками вызывает сомнения.
Что самое неприятное, каждый из недостатков рельсотрона представляет собой настоящую ловушку: при попытке решения проблемы трудности начинают нарастать буквально в геометрической прогрессии. Например, попытка увеличить вес болванок неизбежно вызовет необходимость в многократно более мощной энергетической установке.
Оборудование снарядов модулем самонаведения (американцы утверждают, что им это удалось, что крайне сомнительно) неизбежно приводит к резкому росту стоимости выстрела. В итоге возникает вопрос, а не проще ли использовать обычную управляемую ракету?
Ко всему прочему, для поражения площадных целей рельсотрон совершенно не подходит. Даже если бы его снаряды и удалось начинить взрывчаткой, они всё равно слишком малы для этого вида стрельбы.
Весьма примечательным фактом стало сворачивание программы Zumwalt. Этот «корабль будущего» пока так и не получил никакого «рэйлгана», а по своей «обычной» боевой эффективности он заметно уступает созданным десятки лет назад эсминцам проекта «Арли Бёрк», не говоря уже о крейсерах «Тикондерога». Построено всего три «Замволта» — продолжения этой серии не будет. Правда, пока что неудача проекта по созданию рельсотрона официально не признана. Более того, аналогичные работы ведутся и в других странах. Что из всего этого выйдет – покажет будущее.
Американский эсминец Zumwalt, для вооружения которого разрабатывался рельсотрон«Рэйлган» станет намного более реалистичным проектом после создания новых по своему принципу, очень мощных и при этом компактных источников или ёмкостей электроэнергии.
Физика рельсотрона
Ретт Аллен
Наука
Рельсотрон использует электромагнетизм для стрельбы снарядами. Вот как.
Эту демонстрацию можно безопасно попробовать дома, если у вас есть настоящий магнитный компас.
Обычная пушка имеет какой-то снаряд в трубе. Затем снаряд запускается за счет расширения взрывающегося пороха. А рельсотрон? Это оружие может стрелять снарядами с огромной скоростью, даже не используя расширяющийся газ. Но как это работает?
Давайте рассмотрим некоторые основные принципы работы рельсотрона.
Электрические токи создают магнитные поля
Вот простой эксперимент. У вас, вероятно, есть материалы, чтобы вы могли попробовать это дома. Что ж, у вас может не быть магнитного компаса, но вы все равно должны его приобрести (ваш телефон не будет работать во время зомби-апокалипсиса). Затем возьмите провод (вероятно, подойдет любой токопроводящий провод) и поместите провод так, чтобы он был ориентирован вдоль линии север-юг по компасу. Вот так:
Когда вы подключите этот провод к батарее, вы увидите, что стрелка магнитного компаса под проводом немного сдвинется. Насколько сильно она движется, зависит от того, сколько электрического тока проходит по проводу (и насколько близко игла находится к проводу). Не держите провод на батарее слишком долго, он нагреется.
Эта простая демонстрация компаса показывает что-то очень важное. Электрические токи создают магнитные поля. Эти магнитные поля взаимодействуют с компасом и заставляют его двигаться.
Характер этого магнитного поля также важен. Если бы вы посмотрели на направление магнитного поля в разных местах вокруг провода, это выглядело бы так:
Снимок экрана из программы VPython, показывающий расчет магнитного поля.
Самые популярные
Я решил, что проще вычислить магнитное поле и отобразить векторы с помощью VPython, чем просто нарисовать эскиз.
Магнитные поля воздействуют на электрические токи
Если что-то создаёт магнитное поле, то то же самое будет испытывать силу при помещении во внешнее поле. Вот еще одна быстрая демонстрация.
Провод с током находится рядом с магнитом. Когда ток проходит через провод, на провод действует магнитная сила, которая заставляет его качаться. А направление силы? Эта сила перпендикулярна как направлению тока, так и направлению магнитного поля. В этом примере (из видео) ток направлен влево, а магнитное поле направлено вверх. Есть только два направления, перпендикулярные обоим этим векторам. Одно направление — в направлении качания провода.
Рейлган
Объединив эти две идеи, вы можете сделать рельсотрон. Устройство простое по конструкции. У вас есть два параллельных рельса (таким образом называемых рельсотроном) и подвижный снаряд, который также похож на проволоку. Электрический ток проходит по одному проводу, через снаряд, а затем обратно по другому рельсу. Между двумя параллельными рельсами оба магнитных поля из-за рельсов направлены в одном направлении и создают более сильное магнитное поле. Затем это магнитное поле давит на снаряд с протекающим через него током, чтобы вытолкнуть его из рельсотрона. Бум. Снаряд.
Возможно, эта диаграмма поможет понять, что происходит.
Снимок экрана программы VPython, показывающий силу воздействия на провод.
Самые популярные
Голубые стрелки представляют магнитные поля двух рельсов. Красные стрелки — это электрический ток, а серая стрелка — это вектор силы, действующей на подвижный провод, пересекающий два рельса. Это твой рельсотрон.
Могли бы вы построить рельсотрон?
Идея рельсотрона не так уж сложна. Кажется, я мог бы построить такую, которая не стреляла бы очень быстро, но, по крайней мере, она могла бы продемонстрировать идею. Может быть, моя подвижная проволока просто немного двигается, а не стреляет, как пушка, — меня бы это устроило.
Вот демонстрационный рельсотрон, с которого я начал.
Изображение: Rhett Allain
Две более толстые направляющие удерживаются в параллельном положении с помощью нескольких деталей Lego и подключаются к источнику питания. Через рельсы проходит тонкая проволока, которая действует как «снаряд». На самом деле я начал с металлического шарика на рельсах. Я полагал, что мяч будет катиться лучше и выглядеть круче.
Я ошибся. Это не сработало. Я даже включил питание, чтобы по рельсам протекал ток силой 10 ампер. Ничего не произошло.
Хорошо. Сколько тока мне нужно, чтобы заставить эту штуку работать? А может лучше вопрос: какая сила будет на проводе при токе 10 ампер?
Вот идеальное место для чистых расчетов. Идея состоит в том, чтобы сделать некоторые основные предположения, чтобы получить приблизительную оценку значения силы, действующей на провод. Это не обязательно должна быть идеальная оценка, просто в пределах порядка величины было бы хорошо.
Вот мои предположения:
- Магнитное поле между двумя рельсами имеет постоянное значение. Конечно, это неправильно, но мне все равно.
- Магнитное поле в центре двух рельсов можно рассчитать по формуле для магнитного поля длинного провода. Опять же, это неправильно. Формула «длинный провод» предполагает, что вы находитесь в середине длинного провода. В этом случае электрический ток в рельсе за перекрестным проводом отсутствует.
Самые популярные
Теперь о расчете. Магнитное поле из-за длинного прямого провода будет:
μ -4 ~0 на 4π просто константа. r — расстояние от центра провода. Если я использую расстояние 2 см и ток 10 ампер, я получаю магнитное поле 2 x 10 -4 тесла. провод (снаряд), я могу использовать следующее для расчета силы на проводе с током:
Поскольку магнитное поле и ток перпендикулярны, легко вычислить величину силы. Я получаю значение 4 x 10 -5 ньютонов.
Это не очень большая сила. А если увеличить ток? На самом деле, поскольку и сила, и магнитное поле пропорциональны току, удвоение тока увеличило бы силу в 4 раза. Хорошо, предположим, что в моем рельсе было 100 ампер. Это увеличило бы силу всего до 4 x 10 -3 Н. Этого еще недостаточно. Кроме того, мой блок питания никак не может разогнаться до 100 ампер.
Как насчет 1000 ампер? Да, это может сделать это. На самом деле, единственный способ получить такой высокий ток — это использовать какой-то тип конденсаторной батареи, которая может очень быстро разряжаться. Но ждать! Если у меня в рельсах 1000 ампер, не будут ли рельсы давить друг на друга? Да.
Как я уже сказал, я не собираюсь делать демонстрационную версию рельсотрона.
Собери свой собственный рельсотрон.
Да, вы действительно можете построить рельсотрон, но это опасно. На этом сайте есть инструкция как это сделать. Обратите внимание, что в первом рельсотроне, который они построили, используются магниты. Это простая демонстрация, но на самом деле это не рельсотрон. Рельсотрон не использует постоянные магниты.
Возможно, я также должен указать, что есть разница между рейлганом и койлганом. В койлгане используется ряд электромагнитных катушек для ускорения ферромагнитного снаряда. Для рельсотрона снаряд ускоряется из-за тока, проходящего через снаряд. Это означает, что он должен быть только электрическим проводником, а не ферромагнитным материалом.
Ретт Аллен — адъюнкт-профессор физики Университета Юго-Восточной Луизианы. Он любит преподавать и говорить о физике. Иногда он разбирает вещи и не может собрать их обратно.
Темыоценкамагнетизм
Еще из WIREDПроект электромагнитной катушки | Журнал Nuts & Volts
» Перейти к дополнительным материалам
Большинство обычного огнестрельного оружия работает под действием расширяющихся газов, выталкивающих снаряд из ствола на высокой скорости. Движущей силой этих систем является детонация пороха, которая вызывает взрыв позади снаряда, расположенного в трубе (стволе), закрытой с одного конца (казенник). Системы, работающие на порохе, очень громкие и оставляют следы в стволе и затворе, что делает их склонными к неисправности и требует значительных усилий по очистке для дальнейшего использования. Благодаря новым исследованиям и инновациям в высокотехнологичных системах электронного оружия порох может вскоре уйти в прошлое.
См. Видео
Осторожно | |
РИСУНОК 1. Пистолет с электромагнитной катушкой ЭМ-15. |
Катушки новые? Концепция электромагнитных пушек существует уже давно. На обложке журнала «Современная механика» за июнь 1932 года была представлена электрическая пушка, построенная английским конструктором по имени доктор Капица. В статье сообщалось, что стрельба снарядами осуществлялась за счет короткого замыкания мощных динамо-машин на периоды в 1/100 секунды. Этот подход очень похож на современные импульсные генераторы переменного тока с компенсацией (компульсаторы), которые используются для питания рельсовых пушек, разрабатываемых Техасским университетом в Остине для программы создания электрических пушек армии США. Для получения дополнительной информации об исследованиях, проводимых в Техасском университете, посетите их веб-сайт по адресу www.utexas.edu/research/cem/ . |
Катушка из прошлого Интересный рассказ был напечатан в газете 19 ноября.36 выпуск Popular Science об электрическом пулемете. Пистолет был построен Вирджилом Ригсби из Сан-Августина, штат Техас, а также ранее был показан в выпуске журнала Modern Mechanix за 1934 год. Утверждалось, что пушка может стрелять со скоростью 150 выстрелов в минуту, используя серию электромагнитов, расположенных вдоль ствола. |
Уступи место пистолетам с электромагнитной катушкой! Эти устройства заменяют порох электромагнитным (ЭМ) двигателем с почти эквивалентными результатами по скорости и кинетической энергии. Что может быть лучше, чем познакомиться с этой футуристической технологией, чем построить собственную электромагнитную пушку!
Целью этого проекта является разработка и изготовление переносной автономной пушки с электромагнитной катушкой. Ружье с катушкой — это тип винтовки, в которой используется катушка электромагнитного ускорителя или серия катушек для ускорения металлического снаряда. Стратегическая оборонная инициатива 1980-х годов, которую часто называют «Звездными войнами», была одним из первых оборонных проектов, в котором воплотилась мечта о разработке футуристических электронных систем вооружения. Для этой программы была разработана полнофункциональная рельсовая пушка, хотя она никогда не запускалась в космос.
Основы катушек
Катушки используют сильное магнитное поле для ускорения ферромагнитных снарядов. Снаряды, используемые в катушках и рельсовых пушках, часто называют арматурой. Сильный электрический ток переключается с быстроразрядного накопителя (обычно конденсаторной батареи) на катушку провода, намотанную на ствол, для создания сильного магнитного поля, необходимого для быстрого ускорения металлического снаряда.
Снаряд расположен на одном конце катушки и притягивается к ее центру за счет магнитной индукции. При отключении тока снаряд движется вперед по стволу, вылетает из орудия и движется к намеченной цели. Сила, приложенная к якорю, пропорциональна изменению индуктивности катушки по отношению к изменению положения якоря и току, протекающему через катушку.
Сила, приложенная к якорю, всегда будет перемещать его в направлении, увеличивающем индуктивность катушки. Эти системы работают очень тихо, когда снаряды летят со скоростью ниже скорости звука, они чисты и не требуют особого обслуживания. Более совершенные конструкции винтовых пушек включают в себя несколько катушек ускорителя, переключающихся последовательно по мере движения снаряда по стволу.
Конструкция с несколькими катушками предназначена для максимизации скорости снаряда. Основной проблемой электромагнитного оружия на данный момент является огромное количество энергии, теряемой при преобразовании электрической энергии в кинетическую.
Обзор проекта
В этой статье будет описана общая конструкция пистолета с электромагнитной катушкой, показанного на рис. 1 . Катушка EM-15 представляет собой ручную винтовку с питанием от батареи (12 В постоянного тока), которая способна запускать металлический снаряд 30-го калибра с регулируемой скоростью. Это отличный проект для изучения ряда концепций аналоговой электроники.
Электронная схема состоит из преобразователя повышающего напряжения, каскада умножителя напряжения Кокрофта-Уолтона, конденсаторной батареи накопления энергии, компаратора напряжения для установки зарядного напряжения на конденсаторной батарее, секции переключения тиристоров и ускорителя катушка. Другими компонентами пистолета являются ствол, механизм заряжания затвора, аккумулятор, панель управления, дисплей, снаряд, пистолетная рукоятка со спусковым крючком и алюминиевый приклад, содержащий все компоненты.
Конструкция, конструкция и работа трансформатора, используемого в этом проекте, объясняются шаг за шагом, поскольку это ключевой компонент, который часто упускается из виду в статьях и книгах, посвященных высокому напряжению. Когда пистолет будет готов, он будет откалиброван и выстрелит. Обязательно посмотрите видео в действии на [url=http://www.thinkbotics.com/military.htm]http://www.thinkbotics. com/military.htm[/url]
Circuit Theory
РИСУНОК 2. Схема спирального пистолета EM-15. |
Принципиальная схема спирального пистолета EM-15 показана на рис. 2 . Секция инвертора схемы вырабатывает высокую частоту и высокое напряжение, используя конфигурацию генератора, состоящую из трансформатора T1, который включается и выключается транзистором Q1. Когда питание подается на цепь переключателем S1, резистор R2 инициирует включение транзистора Q1 и пропускание тока 12 вольт постоянного тока через первичную обмотку (10 витков) трансформатора. Ток, проходящий через первичную обмотку, индуцирует магнитное поле в железном сердечнике, вызывая появление тока во вторичной (500 витков) и обмотке обратной связи (восемь витков). Напряжение обратной связи удерживает транзистор Q1 во включенном состоянии, когда ток протекает через резистор R1 и конденсатор C2. Резистор R1 и конденсатор С2 контролируют базовый ток и рабочую частоту генератора.
Когда сердечник трансформатора насыщается, индуцированное базовое напряжение падает до нуля и транзистор закрывается. Затем магнитное поле в ферритовом сердечнике разрушается и создает 600 В переменного тока во вторичных обмотках трансформатора. В этот момент транзистор снова включается, и цикл повторяется.
Выход переменного тока высокого напряжения со вторичной обмотки трансформатора удваивается и выпрямляется до 1200 В постоянного тока с помощью умножителя напряжения Кокрофта-Уолтона, состоящего из диодов D1, D2 и конденсаторов C3, C4. Выходное напряжение постоянного тока от умножителя напряжения заряжает батарею конденсаторов через ускорительную катушку L1 до напряжения, которое определяется микросхемой IC1, операционным усилителем 741, сконфигурированным как компаратор.
Умножитель напряжения Кокрофта-Уолтона — интересное устройство, названное в честь Дугласа Кокрофта и Эрнеста Уолтона. В 1932 году ученые использовали эту каскадную конструкцию умножителя напряжения для питания ускорителя частиц и провели первый в истории искусственный ядерный распад. Эти двое в конечном итоге получили Нобелевскую премию по физике 1951 года за «Трансмутацию атомных ядер с помощью искусственно ускоренных атомных частиц». На самом деле устройство умножения напряжения было открыто раньше, в 1919, швейцарским физиком Генрихом Грейнахером. Каскад удвоения иногда также называют множителем Грейнахера.
Блок хранения конденсаторов состоит из 10 конденсаторов емкостью 1500 мкФ, 200 В, сконфигурированных для достижения 600 мкФ, 1000 В (C8–C17). Эти конденсаторы доступны в большинстве компаний, поставляющих электронику. Когда конденсаторная батарея заряжена до 800 В постоянного тока, количество энергии, которое будет передано катушке ускорителя, составит 192 Дж. При зарядке конденсаторной батареи до 1000 В постоянного тока количество энергии составляет 300 Дж. Батарею конденсаторов следует заряжать до 1000 вольт только в том случае, если вы установили SCR, который может с этим справиться.
Операционный усилитель 741 (IC1) сконфигурирован как компаратор напряжения и используется для установки величины напряжения заряда батареи конденсаторов. Опорное напряжение для компаратора берется напрямую от источника постоянного тока 12 вольт через резистор R10. Заряд напряжения, накапливающийся на батарее конденсаторов, падает до значения примерно 1:20 через делитель напряжения, состоящий из резисторов R3, R4 и потенциометра 100K R11, и затем подключается к компаратору. Потенциометр используется для установки точного уровня напряжения на конденсаторной батарее при калибровке и использовании винтовки. Обратите внимание, что батарея конденсаторов заряжается через катушку ускорителя.
Когда желаемое напряжение достигнуто, выход компаратора становится высоким и включает транзистор Q2 и светоизлучающий диод D6 индикатора пожара. Когда Q2 включен, основание Q1 притягивается к земле, что останавливает колебания трансформатора, отключая процесс зарядки. Если пушка не стреляет сразу после полной зарядки, уровень напряжения на батарее конденсаторов начнет медленно снижаться из-за утечки, и компаратор снова включит цепь зарядки, чтобы поддерживать уровень напряжения батареи конденсаторов на максимальном уровне. Вы заметите, что светодиоды заряда и зажигания постепенно включаются и выключаются, указывая на то, что компаратор и схема зарядки поддерживают заданное напряжение.
После того, как конденсаторная батарея заряжена до установленного уровня, железный снаряд вставляется в затворное устройство и частично позиционируется в катушке с помощью болта. Затвор заряжающего устройства имеет на конце небольшой магнит, сила которого достаточна, чтобы удерживать снаряд на месте, если орудие наклонено вперед, но недостаточно, чтобы мешать его работе. Когда пожарный выключатель S3 замкнут, на затвор тиристора подается напряжение, которое включает его и сбрасывает заряд через батарею конденсаторов в катушку ускорителя L1. Катушка ускорителя создает электромагнитный импульс, запускающий снаряд по стволу. Диод Д9необходимо для предотвращения реверсирования напряжения.
Конструкция трансформатора
Основой этого проекта является миниатюрный высокочастотный трансформатор, намотанный на катушке размерами 20 мм x 17 мм x 15 мм с ферритовым сердечником, как показано на рис. 3 . Первичная обмотка состоит из 10 витков ламинированного магнитопровода № 26 AWG (American Wire Gauge) с индуктивностью 0,008 мкГн, обмотка обратной связи состоит из восьми витков провода № 26 AWG с индуктивностью 0,006 мкГн, а вторичная обмотка 500 витков провода #34 AWG с индуктивностью 20,6 мкГн. Все измерения индуктивности проводились с установленными железными сердечниками.
РИСУНОК 3. Катушка трансформатора и ферритовый сердечник. | РИСУНОК 4. Детали трансформатора можно извлечь из энергосберегающей компактной люминесцентной лампы. |
Если вы не можете найти катушку и сердечник аналогичных размеров в местном магазине электроники, приобретите разряженную или неиспользованную энергосберегающую компактную люминесцентную лампу, как показано на рисунке 9. 0140 Рисунок 4 . Вскройте лампу по шву, стараясь не сломать стеклянную трубку, и снимите плату. Найдите трансформатор с ферритовым сердечником и отпаяйте его от печатной платы. Отсоедините основные части, размотав всю ленту, которая может скреплять их.
Используйте нож или пилу с тонким лезвием, чтобы срезать клей в точках, где половинки сердечника соприкасаются, если электрические сердечники склеены вместе. Вероятно, с каждой стороны сердечников и посередине будет прокладка с воздушным зазором, чтобы ферромагнитный материал каждого сердечника не соприкасался. Не беспокойтесь об уничтожении пробелов, потому что позже мы добавим свои собственные. Удалите всю проволоку и ленту с бобины.
РИСУНОК 5. Схема конструкции трансформатора. |
Ничего страшного, если на вашей шпульке нет клеммных колодок, поскольку вместо них можно использовать соединительные провода. Теперь у вас должна быть шпулька и электронные сердечники, подобные показанным на рис. 5-A .
Начните с нумерации шпульных стержней от 1 до 8 в позициях, показанных на Рисунок 3 . Припаяйте один конец куска ламинированного магнитного провода #26 к стержню номер 2, а затем намотайте первичную катушку из 10 витков по часовой стрелке вокруг верхней половины бобины, как показано на рисунке 9.0140 Рисунок 5-B . Припаяйте другой конец провода первичной обмотки к контакту № 3. Используя другой кусок магнитного провода № 26, припаяйте один конец провода к контакту № 1, а затем намотайте катушку обратной связи из восьми витков на бобину по часовой стрелке под первичной обмоткой. как показано на Рисунок 5-C .
Припаяйте другой конец обмотки обратной связи к контакту № 4. Затем накройте первичную обмотку и обмотку обратной связи слоем изоленты, как показано на рис. 5-D . С другой стороны бобины припаяйте конец куска магнитной проволоки #34 AWG к столбу номер 5, а затем намотайте вторичную катушку из 500 витков ровными слоями.
При ручной намотке катушки вы, вероятно, не сможете получить идеальные слои, но это не будет проблемой; просто сделайте их максимально аккуратными. Припаяйте другой конец вторичной обмотки к штырю номер 8, как показано на рис. 5-E . Оберните вторичную обмотку слоем трансформаторной ленты, а затем покройте места пайки силиконовой резиной или аналогичным изоляционным материалом, как показано на рис. 5-F . (Я использую продукт под названием Plasti Dip, который доступен в большинстве хозяйственных магазинов.)
Последним этапом сборки трансформатора является добавление электронных сердечников к катушке. Чтобы две половины сердечников не соприкасались, когда они находятся на месте, необходимо построить три прокладки с воздушным зазором. Отрежьте три куска изоленты размером немного больше, чем конец каждой из трех ножек одного из сердечников, а затем приклейте их. Поместите сердечники на катушку и закрепите их трансформаторной лентой, как показано на Рисунок 5-G . Трансформатор готов.
Сборка схемы и панели управления
РИСУНОК 6. Схема панели управления. |
Схема построена на куске перфокарты размером 5-1/2 дюйма на 2-7/8 дюйма с использованием метода соединения точка-точка в соответствии со схемой. Все детали, необходимые для схемы, перечислены в списке деталей.
Панель управления изготовлена из алюминия толщиной 1/16 дюйма и может быть установлена непосредственно на печатной плате. Предлагаемый шаблон для резки и сверления металла показан на 9.0140 Рисунок 6 . Установите потенциометр, индикаторные светодиоды и переключатели на панель управления, а затем закрепите их на печатной плате. Используйте двухпозиционные клеммные колодки на плате, где подключаются батарея конденсаторов, аккумуляторная батарея, пожарный выключатель и катушка ускорителя. Готовая печатная плата с присоединенной панелью управления показана на рис. 7 .
РИСУНОК 7. Готовая печатная плата и панель управления. |
Блок конденсаторов
Соберите блок конденсаторов, используя 10 конденсаторов емкостью 1500 мкФ, 200 В, подключенных в соответствии со схемой в рис. 8 . Эта конфигурация конденсаторов дает общую емкость 600 мкФ при 1000 В постоянного тока. Припаяйте 12-дюймовый кусок высоковольтного провода к положительной стороне конденсаторной батареи и шестидюймовый кусок высоковольтного провода к отрицательной стороне конденсаторной батареи, как показано на Рисунок 9 . Длина этих проводов может быть разной, в зависимости от того, какой тип запаса вы решили построить. Для безопасности покройте все выводы конденсатора и паяные соединения силиконовым каучуком RTV или Plasti Dip. Готовая батарея конденсаторов показана на рис. 9.0140 Рисунок 9 .
РИСУНОК 8. Схема подключения блока накопления энергии конденсаторов. | РИСУНОК 9. Готовая батарея конденсаторов. |
Катушка ускорителя, ствол и затвор Механизм заряжания
Ствол состоит из 14-дюймовой стироловой трубки с внутренним диаметром 7/16 дюйма. Вы можете использовать любой вид легкого пластика или нейлона, который можно приобрести в большинстве магазинов для хобби. Намотайте 300 витков магнитной проволоки № 20 AWG в шесть слоев по 50 витков в каждом. Начните наматывать катушку в одном дюйме от конца трубки. Обмотайте каждый слой из 50 витков изолентой, чтобы закрепить на месте, а затем намотайте следующий слой сверху. Используйте два пластиковых или картонных диска, приклеенных к каждому концу ствола с обеих сторон катушки, чтобы добавить поддержку.
РИСУНОК 10. Катушка ускорителя, ствол и затворный механизм заряжания. |
РИСУНОК 11. Направляющая для резки пистолетной рукоятки. |
РИСУНОК 12. Готовая пистолетная рукоятка с установленным переключателем огня. |
Изготовьте загрузочное устройство с казенной частью для перемещения снаряда в положение, при котором он частично находится в катушке. Вам нужно будет поэкспериментировать с начальным положением снаряда, чтобы добиться максимальной скорости. Затвор механизма заряжания, который я собрал, содержит небольшой магнит, который удерживает снаряд на месте, когда пушка наклонена, но не обладает достаточной магнитной силой, чтобы мешать импульсу, создаваемому катушкой ускорителя. Готовая катушка ускорителя, ствол и механизм заряжания с казенной части показаны на рис. 9.0140 Рисунок 10 .
Пистолетная рукоятка и пусковой переключатель
Используемый пусковой переключатель представляет собой микропереключатель, но можно использовать любой мгновенный контактный переключатель. Пистолетная рукоятка может быть сконфигурирована как угодно, при условии, что вы можете установить переключатель огня. Общий шаблон конструкции пистолетной рукоятки показан на рис. 11 и может быть изготовлен из пластика или алюминия.
Вырежьте два одинаковых куска пластика или алюминия и добавьте опорные части из квадратной алюминиевой трубы размером один дюйм. Припаяйте отрезок двухжильного провода к общим и нормально разомкнутым контактам микропереключателя. Если вы используете выключатель с мгновенным контактом, убедитесь, что он нормально разомкнут.
Другой вариант — отрезать пистолетную рукоятку и спусковой крючок от одной из множества недорогих игрушек, доступных на рынке, и заменить переключатель. Готовая рукоятка с пожарным выключателем показана на рис. 12 .
Изготовление приклада и боковых панелей
РИСУНОК 13. Алюминиевые крышки и боковые панели. | РИСУНОК 14. Батарея конденсаторов, боковые панели и триггерный узел. |
Ложа для EM-15 была изготовлена из алюминиевого уголка 1/2 дюйма и плоской ложи толщиной 1/16 дюйма, но вы можете использовать любой доступный вам материал. Для придания формы деталям использовался металлический гибочный станок, а все отверстия были сделаны с помощью сверлильного станка. Боковые панели и крышки показаны на рис. 13 . Батарея конденсаторов, боковые панели и триггерный узел показаны на рис. 14 . Приближенный вид регулируемого затвора, установленного на остальной части орудия, показан на рис. 9.0140 Рисунок 15 .
РИСУНОК 15. Регулируемый затвор идеально подходит для экспериментов с различными типами и начальными положениями снарядов. |
Сборка и калибровка ружья
Я предлагаю настроить все электронные компоненты на вашем рабочем месте, чтобы откалибровать ружье, прежде чем собирать все детали в приклад. Подсоедините 12-вольтовый аккумулятор, пожарный выключатель, катушку акселератора и батарею конденсаторов к печатной плате. Будьте очень осторожны, чтобы не прикасаться к печатной плате или каким-либо соединениям во время тестирования устройства. Если вам нужно перемонтировать или отрегулировать, отсоедините аккумуляторную батарею и обязательно замкните батарею конденсаторов.
РИСУНОК 16. Панель управления и печатная плата, вид сбоку. |
Настройте мультиметр на измерение постоянного тока, а затем подключите провода к клеммам батареи конденсаторов. Поместите новый комплект батарей в держатель батарей и поверните потенциометр напряжения R11 до конца против часовой стрелки, а затем включите главный выключатель питания. Должны загореться светодиоды «питание» и «зарядка». Вы увидите, как напряжение возрастет примерно до 350 вольт постоянного тока, после чего загорится светодиод «огонь», и процесс зарядки прекратится.
Отметьте 350V на панели управления в этом месте карандашом или маркером. Медленно поворачивайте потенциометр по часовой стрелке, пока напряжение не станет равным 400 В пост. тока, и сделайте там еще одну отметку на панели. Продолжайте эту процедуру с шагом 50 вольт, пока не достигнете 800 вольт постоянного тока, по мере продвижения отмечая каждое положение потенциометра на лицевой стороне панели карандашом или маркером. Не заряжайте батарею конденсаторов напряжением более 800 вольт, если только вы не установили SCR, который может с этим справиться. Панель управления и печатную плату можно увидеть в Рисунок 16 .
Подходящие снаряды
РИСУНОК 17. Снаряды спиральной пушки ЭМ-15. |
Снаряд диаметром 1/2 дюйма можно вырезать из куска холоднокатаной стали диаметром 0,30, а затем напилить его на одном конце для придания более аэродинамической формы. Я обнаружил, что железные наконечники для арбалета/стрельбы из лука (доступные в Wal-Mart) являются идеальными снарядами для этого типа винтовки. Три разных снаряда, которые я успешно использовал, показаны на Рисунок 17 .
Если вы решите изготовить свои собственные снаряды, поэкспериментируйте с различными размерами и весом, пока не найдете тот, который будет работать хорошо.
Стрельба и измерение скорости
Установите надлежащий упор, когда вы готовы выстрелить из пистолета, и всегда надевайте защитные очки при работе с устройством. Скорости, указанные в таблице 1 , были измерены с помощью коммерческого хронографа. Снаряд, использовавшийся для измерений, представлял собой восьмиграммовый наконечник арбалета, подобный тем, что показаны на рисунке 9.0140 Рисунок 17 . Катушка EM-15 остается значительно ниже допустимых пределов скорости в Канаде и США, но из-за веса снаряда ее все же следует считать опасной. Необходимо регулярно соблюдать меры предосторожности при обращении с огнестрельным оружием.
Напряжение | Вес снаряда | Скорость (фут/сек) | Скорость (метры/сек) |
400 | 8 грамм | 57 | 17,37 |
500 | 8 грамм | 64 | 19,51 |
600 | 8 грамм | 70 | 21,34 |
700 | 8 грамм | 81 | 24,69 |
800 | 8 грамм | 91 | 27,74 |
900 | 8 грамм | 101 | 30,78 |
1000 | 8 грамм | 129 | 39,32 |
ТАБЛИЦА 1. Измерения скорости ЭМ-15. |
Заключение
Пистолет EM-15 можно использовать в качестве отправной точки для более сложных экспериментов. Улучшения могут быть внесены в схему зарядки, батарею конденсаторов, катушку ускорителя и конструкцию ствола для достижения более высоких скоростей. Попробуйте разработать систему с несколькими катушками, батареями конденсаторов и переключающим устройством. Можно использовать конденсаторную батарею, рассчитанную на более высокую емкость и более высокое напряжение, но обязательно замените тринистор на тот, который выдержит повышенное напряжение и силу тока.
Конструкция с использованием микроконтроллера для координации переключения, зарядки, контроля напряжения и отображения значительно упростит реализацию конструкции с несколькими катушками. Гладкоствольный ствол вызывает проблемы с точностью, поскольку снаряд не вращается для стабилизации во время движения. Попробуйте придумать какой-нибудь нарезной ствол или, возможно, добавить стабилизаторы к снаряду.
Помните, что безопасность всегда стоит на первом месте при создании и экспериментировании с высоким напряжением и баллистикой. Для получения дополнительной информации о проекте, обновлениях и фильмах о пистолете в действии посетите веб-страницу EM-15 Coil gun по адресу 9.0140 www.thinkbotics.com/military.htm NV
Ресурсы для катушек | |
Мировой арсенал койлганов www.coilgun.ru | Другая катушка Gunsite www.anothercoilgunsite.com |
Пистолет Гаусса www.gausspistol.com/index.html | Системы спиральных пистолетов www.coilgun.eclipse.co.uk/ |
Веб-сайт EM-15 Coil Gun www. thinkbotics.com/military.htm |
EM-15 ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕКТРОННЫХ ЧАСТЕЙ
I | ОПИСАНИЕ | КОЛ-ВО |
РЕЗИСТОРЫ (Все резисторы 1/4 Вт, допуск 5%) | ||
Р1 | 470 Ом | 1 |
Р2 | 4.7К | 1 |
Р3, Р4, Р10 | 1М | 3 |
Р5, Р8, Р9 | 1.2К | 3 |
Р6, Р7, Р12 | 360 Ом | 3 |
Р11 | Линейный потенциометр 100K | 1 |
Р13, Р14 | 39К | 2 |
КОНДЕНСАТОРЫ | ||
С1 | 10 мкФ 25 В электролитический | 1 |
С2 | 0,068 мкФ | 1 |
С3, С4 | 1000 мкФ 1,5 кВ | 2 |
С5 | 0,68 мкФ 50 В | 1 |
С6 | 47 мкФ 100 В | 1 |
С7 | 0,1 мкФ 50 В | 1 |
С8-С17 | 1500 мкФ электролитический при 200 В | 10 |
ПОЛУПРОВОДНИКИ | ||
Q1, Q2 | 2N3055 Транзистор NPN с радиатором | 2 |
Q3 | NTE 5536 SCR 800 В | 1 |
IC1 | 741 операционный усилитель | 1 |
Д1, Д2, Д8, Д9 | ИН5408 | 2 |
Д3 | Желтый светодиод | 1 |
D4 | Красный светодиод | 1 |
Д6 | Зеленый светодиод | 1 |
Д5, Д7 | Стабилитрон 14 В | 2 |
РАЗНОЕ | ||
Т1 | Трансформатор — подробности см. в тексте | 1 |
SW1 | Однополюсный на один ход | 1 |
SW2 | Нормально замкнутая кнопка | 2 |
SW3 | Микропереключатель или кнопка нормально разомкнуты | 1 |
L1 | Катушка ускорителя – 300 витков магнитной проволоки № 20 AWG | 1 |
Высоковольтный провод | Провод высокого напряжения | 18 дюймов |
Бочка | Диаметр 7/16 дюйма, длина 14 дюймов | 1 |
Аккумулятор | 12 В (1,5 В АА x 8) | 1 |
Клеммная колодка | Два положения | 4 |
Учебный рельсовый пистолет | sciphile.org
необходимое оборудование: алюминиевый стержень, алюминиевый стержень (2), керамический блок-магнит (много), 9-вольтовая батарея, провод, шайбы (нейлон)
дополнительное оборудование: рубильник, плата (для монтажа) , плакатная лента
предметы: инженерия, физика
ключевые слова: рельсовая пушка, электропоезд, униполярный, мотор
вложение(я):
youtube.com/embed/q5N19Udd8LI?wmode=opaque&controls=&rel=0″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»»>Продемонстрирована электрическая рельсовая пушка.
Две наши конструкции основаны на принципе «рельсовой пушки», в которой токопроводящий стержень или ось надеваются на пару токопроводящих рельсов и перемещаются по рельсам под действием магнитной силы.
конструкция 1 — материалы
Первый и самый простой вариант рельсотрона показан на видео выше. Для этого устройства мы использовали:
- 30-дюймовую плату для монтажа
- два алюминиевых стержня 1/8″ на 3/4″ на 36″ для направляющих
- 1/4″ D на 3″ алюминиевый стержень нейлоновые шайбы
- 19 керамических блочных магнитов размером 2 на 1 дюйм (15 для направляющих и еще 4 для фиксации направляющих)
- двусторонняя лента для постеров и клейкая лента для фиксации магнитов
- батарея 9 В
- соединительные провода (предпочтительнее зажимы типа «крокодил»)
- рубильник (дополнительно)
На видео показана базовая конструкция. Я предполагаю, что это говорит само за себя.
кредит
Рис. 1 : Схема рельсового пистолета с блочными магнитами.
кредит
Рис. 2 : Схема рельсовой пушки с линиями магнитного поля от тока в рельсах.
конструкция 1 — эксплуатация
На рис. 1 показана схема устройства рельсовой пушки. Электрический ток проходит по одному рельсу, через металлический стержень и обратно по второму рельсу. Под стержнем находится набор блочных магнитов, обращенных северными полюсами вверх, которые создают магнитное поле, указанное синими стрелками. Когда ток течет через стержень, он создает магнитное поле, которое, в свою очередь, взаимодействует с магнитным полем блочных магнитов и создает силы между стержнем и магнитами так же, как два магнита толкают или тянут друг друга. . Сила, которую стержень с током испытывает в магнитном поле, называется силой Лоренца, которая перпендикулярна как магнитному полю, так и току. (Подробнее о силе Лоренца см. в «Обзоре простых электродвигателей».) Для любого токопроводящего стержня или провода проще всего просто помнить, что сила всегда направлена сбоку (перпендикулярно) проводнику.
Чтобы вычислить точное направление силы Лоренца, мы используем мнемоническое правило правой руки. Расположите вытянутые пальцы правой руки в направлении тока и сориентируйте ладонь в направлении магнитного поля. (Помните, что обычный положительный ток определяется как противоположный потоку электронов, и помните, что магнитное поле направлено в сторону от северного полюса магнита.) Ваш вытянутый большой палец правой руки теперь указывает в направлении силы Лоренца. На рисунке 1 магнитное поле направлено вверх, (положительный) ток течет горизонтально через стержень слева направо, а сила на стержне направлена вперед (зеленая стрелка). Стержень будет ускоряться в этом направлении. Достаточно длинная гусеница разгоняет удилище до очень высоких скоростей, возможно, поэтому его и называют рельсовой пушкой.
В принципе рельсотрон может работать и без керамических магнитов. Магнитное поле Земли присутствует всегда и, как правило, имеет составляющую поля, перпендикулярную поверхности Земли.1 В Антарктиде поле будет выглядеть так же, как поле на рисунке 1. раз слабее, чем поле вблизи сильного керамического магнита. Чтобы получить такое же движение, используя поле Земли, нам нужно было бы пропустить через систему ток в десятки тысяч ампер, и металл, вероятно, расплавился бы.
Однако Земля не является единственным источником магнитного поля в этом эксперименте. Сами рельсы создают магнитное поле из-за протекающего по ним тока. Согласно закону Ампера, который описывает связь между током и создаваемым магнитным полем, силовые линии магнитного поля образуют круги вокруг рельсов, как показано на рисунке 2. На этом рисунке силовые линии направлены вниз на внешней стороне рельсов, и на внутренней стороне рельсов. Стержень внутри видит направленное вверх магнитное поле, как на рисунке 1, и сила на стержне снова направлена вперед (зеленая стрелка). К сожалению, для небольшого эксперимента с батарейным питанием магнитное поле всего в несколько раз сильнее, чем магнитное поле Земли, слишком слабое, чтобы принести большую пользу. Однако по мере увеличения тока увеличивается как магнитное поле от стержня, так и магнитное поле от рельсов, так что сила толчка возрастает пропорционально квадрату силы тока. Чтобы добиться того же движения, которое мы видели с керамическими магнитами, нам потребуются сотни ампер тока (а не десятки тысяч ампер). Этот ток все еще может быть слишком большим для тонкого провода без расплавления его изоляции, но он может подойти для более крупных установок. Для еще больших токов некоторые рельсовые пушки заменяют проводящий стержень ионизированной плазмой, которая также проводит электричество. Одной из первых таких «плазменных пушек» была пушка Маршалла2, разработанная в Лос-Аламосских лабораториях в 1919 г.60, который мог разогнать водородную плазму до 150 км/с.
конструкция 2 — материалы
Саймон Квеллен Филд сделал чрезвычайно умную вариацию нашего простого рельсотрона, используя магнитные колеса. Его инструкции можно найти по адресу http://sci-toys.com/scitoys/scitoys/electro/railgun/railgun.html. Вам потребуются:
- жесткий картон
- алюминиевая фольга
- батарейка 9 В
- шнуры типа «крокодил»
- вешалка для одежды
- 2 неодимовых дисковых магнита
Магниты должны быть довольно маленькими, диаметром от 3 до 8 мм и толщиной от 1 до 5 мм, чтобы они надежно держались на вешалке и их нельзя было легко сбить. ВНИМАНИЕ: Неодимовые магниты очень сильные, и их следует держать вдали от электронных чипов и кредитных карт. Они очень хрупкие и разобьются при падении.
кредит
Рис. 3: Схема рельсовой пушки с магнитными колесами.
кредит
Рис. 4: Силы Лоренца на колесе в конструкции 2.
конструкция 2 — работа
Схема конструкции Филда представлена на рис. край к центру, через проводящую ось, через другой магнит от центра к краю и обратно через другой рельс к аккумулятору (красный путь). Между узлом магнитного колеса и магнитным полем, создаваемым током в рельсах, действуют силы, толкающие колеса вдоль рельсов.
Примечание для гиков:
В этом случае силы между магнитными колесами и рельсами немного меньше, чем в нашем первом проекте. На рис. 3 показаны северные полюса колесных магнитов, обращенные внутрь. Линии магнитного поля в вертикальной плоскости нарисованы для справки. Конечно, есть также линии магнитного поля вокруг колес, просто они не показаны.
Теперь давайте более подробно рассмотрим взаимодействие между одним колесом и рельсом, на котором оно стоит. Мы замечаем, что в точках вдоль рельса силовые линии магнитного поля направлены наружу рельса. Следовательно, правило правой руки для силы Лоренца указывает, что сила, действующая на рельс, направлена вниз (это утверждение верно для любого рельса). Этот факт говорит нам о том, что рельс и колесо отталкивают друг друга; колесо толкает рельс вниз, а рельс толкает колесо вверх. Основываясь на этом анализе, можно было бы ожидать, что колесо отскочит от рельса, и действительно, магнитная сила немного поднимается вверх, но гравитация все еще удерживает его вниз. Сложность заключается в том, чтобы понять, почему колесо катится вперед. На рис. 4 показано, как это работает. Рельс отталкивает вверх все части колеса, но не одинаково. Задний конец колеса, который находится ближе к току в рельсе, испытывает большее усилие. Передний конец колеса, который находится дальше от течения, ощущает более слабое усилие. Сила на задней части колеса пытается повернуть колесо против часовой стрелки, в то время как сила на передней части колеса пытается сопротивляться, поворачивая колесо по часовой стрелке, но сила на задней части колеса побеждает, и колесо катится вперед.
вопросы для размышления
- Что произойдет в конструкции 1, если мы перевернем магниты или поменяем местами выводы на батарее?
Естественно, если мы перевернем магниты, мы изменим направление силовых линий магнитного поля. Если мы поменяем местами выводы на батарее, мы изменим направление тока. В любом случае мы изменяем направление силы на стержне. Стержень будет двигаться в противоположном направлении.
- В конструкции 2, что произойдет, если магнитные полюса не обращены внутрь; если один северный полюс обращен внутрь, а другой северный полюс наружу?
В этом случае одно колесо будет двигаться вперед, а другое – назад, в результате чего ось поворачивается на месте. Для хорошего развлечения сделайте зазор между рельсами из фольги очень маленьким и посмотрите, сможете ли вы заставить колеса вращаться вперед и назад, когда они перемещаются с одного рельса на другой.
- Что мы делаем, чтобы увеличить скорость этих поездов?
Есть только несколько вариантов увеличения скорости. Чтобы поезд разгонялся быстрее, нам нужен либо больший ток, либо более высокая напряженность поля. Более высокое напряжение (с использованием большего количества или разных батарей) — это один из способов пропустить через систему больший ток и увеличить ускорение. Вот почему мы выбрали 9вольтовые батареи для начала, а не 1,5-вольтовые D-элементы. Выбор источника питания с таким же напряжением, но меньшим внутренним сопротивлением (как автомобильный аккумулятор на видео) — еще один способ увеличения тока. В качестве альтернативы, тот же ток и напряженность поля могут дать более высокую конечную скорость, если мы позволим ему двигаться дальше. Чем длиннее дорожка, тем выше конечная скорость, вплоть до определенного значения.3
заметки для преподавателей
Младшие школьники могут поэкспериментировать с этой демонстрацией, чтобы увидеть, что происходит, когда они ориентируют магниты в разных направлениях или перепутывают выводы батареи.
Более опытных учащихся можно поощрять к предсказанию направления силы на основе применения правила правой руки. В этом начинании полезно, если они имеют некоторый предыдущий опыт работы с магнитными полями и знают, как использовать компас, чтобы определить, какой конец магнита является северным полюсом. См. урок о железе и магнитах для идей в этом направлении.
Для хорошего времяпрепровождения попробуйте использовать рельсовую пушку в качестве стартовой площадки, чтобы сбросить ось с края стола. Пусть учащиеся поэкспериментируют, чтобы увидеть, какой угол запуска соответствует наибольшей дальности. Если учащиеся уже знают о движении снаряда, попросите их рассчитать «дульную скорость» на основе дальности полета снаряда. Затем измените угол запуска и попросите их предсказать новую дальность полета снаряда. В качестве альтернативы положите цель на пол, чтобы посмотреть, смогут ли они отрегулировать угол запуска, чтобы поразить ее.
дополнительные ресурсы
На How Stuff Works есть интересная статья, в которой рассказывается об истории и применении рельсовых пушек, но имейте в виду, что уравнение силы немного запутано.
- 1. В Национальной океанографической и атмосферной ассоциации размещен калькулятор магнитного поля, показывающий угол наклона поля Земли в любой заданной точке земного шара: http://www.ngdc.noaa.gov/geomag-web/? идентификатор = igrfwmmFormId # igrfwmm
- 2. Маршалл, Дж. «Производительность гидромагнитной плазменной пушки» Физика жидкостей 3 (1960): 134-135.
- 3. Примечание для гиков: по мере того, как ось движется быстрее, наведенное падение напряжения («противо-ЭДС») увеличивается, а ток падает. В конечном счете, тока, подаваемого на двигатель, достаточно, чтобы уравновесить силу трения. В этот момент ось перестает ускоряться и достигает постоянной максимальной скорости.
Как сделать простой пистолет с электромагнитной катушкой
Пистолет с катушкой , как думают многие (включая меня), это не просто забавная игрушка с трубкой и несколькими катушками вокруг нее, которая может стрелять снарядами на определенное расстояние. Ученые из Sandia National Laboratories считают, что койлган может быть спроектирован для ускорения частиц с большей скоростью, достаточно высокой, чтобы избежать земного притяжения. Да, вы не ослышались! Катушка может быть использована для запуска спутников в будущем. Возможно, есть люди, которые пробовали это, а также сейчас работают над этим. Помимо применения в космосе, военные также, кажется, заинтересованы в другой форме Coil Gun, называемой 9. 0140 Рельсовая пушка или Железнодорожная пушка , которая могла стрелять снарядами.
Все это натолкнуло меня на мысль собрать собственную версию Coil Gun . Кроме того, очень приятно играть и смотреть, как металлические снаряды вылетают из катушки одним нажатием кнопки. Прежде чем мы начнем, я хотел бы пояснить, что этот проект предназначен исключительно для образовательных целей, поэтому, если вы хотите построить этот пистолет для побега от хулигана в старшей школе, вам, вероятно, следует обратиться к психологу. В проекте также задействованы летающие металлические детали и высокое напряжение, поэтому будьте осторожны при работе. Как говорится, приступим.
Необходимые материалы
- Медная проволока (эмалированная)
- ИК-датчик (для измерения скорости)
- IRFZ44N МОП-транзистор
- BC557 PNP-транзистор
- Резистор 10 кОм и 1 кОм
- 7805 Регулятор
- 0,1 мкФ
- Кнопка
- Макет
- Источник питания (RPS)
- Батарея 9 В
Как работает винтовой пистолет?
Основной принцип катушки заключается в том, что проводник с током индуцирует вокруг себя магнитное поле, что было сформулировано Фарадеем. Для увеличения силы этого магнитного поля проводник с током намотан в виде катушки. Сейчас , когда на эту катушку подается питание, она создает вокруг себя магнитное поле, достаточно сильное, чтобы притягивать в себя металлические (или другие ферромагнитные) куски, также известные как снаряды.
Такое устройство будет притягивать снаряд только с одного конца, а когда он достигнет другого конца, он снова будет притягиваться внутрь катушки, и таким образом снаряд останется внутри самой катушки после нескольких колебаний. Это связано с тем, что во время процесса снаряд намагничивается и действует как магнит, поэтому, пока присутствует магнитное поле, снаряд (магнит) будет стремиться оставаться только внутри катушки. Но катушка должна запускать снаряд из нее, поэтому мы должны использовать датчик, чтобы проверить, достиг ли снаряд другого конца катушки, и когда катушка должна быть выключена, таким образом снаряд будет лететь с той же скоростью и вырваться из катушки.
Это может показаться простым, но сложность может быть увеличена за счет использования более одной катушки. Используя несколько катушек, можно увеличить скорость снаряда, когда он проходит через катушку. Еще одна сложная задача — обеспечить достаточный ток для катушки. Катушка может потреблять от 5 до 10 А при 24 В в зависимости от количества витков и толщины катушки. Таким образом, чтобы получить такой большой ток, большинство людей используют большой конденсатор, чтобы справиться с ним. Но в нашем уроке, чтобы все было просто мы создадим одноступенчатую спиральную пушку и приведем ее в действие с помощью блока RPS.
Электрическая схема
Полная электрическая схема для этого одноступенчатого пистолета с катушкой показана на рисунке ниже.
Как видите, схема довольно проста. Основным компонентом схемы является сама катушка; мы увидим, как мы построим его в следующем заголовке. Катушка питается от напряжения питания 24 В от нашего RPS 9.0141, подача управляется (переключается) через N-Channel MSFET IRF544Z . Вывод затвора транзистора подтягивается через резистор 10 кОм (R1), а диод D1 используется для шунтирования обратного тока, когда катушка разряжается.
МОП-транзистор является N-канальным и, следовательно, остается выключенным до тех пор, пока пороговое напряжение затвора, в данном случае 5 В, не будет подано на вывод затвора. Это делается с помощью кнопки через транзистор PNP (BC557) , когда кнопка нажата, 5 В подается на вывод затвора MOSFET, и катушка включается. Это притянет снаряд и протолкнет его через другой конец. Как только снаряд достигает другого конца, ИК-датчик обнаружит это и отправит сигнал 5 В на базовый вывод PNP-транзистора через токоограничивающий резистор 1K. Это откроет транзистор, и, следовательно, 5V на MOSFET будет отключен, а катушка также будет отключена. Следовательно, снаряд вырвется из катушки и будет запущен. Напряжение 5 В для питания ИК-датчика и запуска транзистора и полевого МОП-транзистора регулируется микросхемой регулятора напряжения 7805 от батареи 9 В.
Намотка катушки
Как было сказано ранее, самым важным компонентом в этой схеме является катушка. Перед тем, как вы начнете наматывать катушку, вы должны решить , какой будет размер вашего снаряда , в моем случае я использую биты отвертки в качестве снарядов. Но вы можете выбрать все, что имеет ферромагнитные свойства. После выбора снаряда мы должны выбрать структуру, подобную трубе с отверстием, которой достаточно, чтобы снаряд прошел через нее без особого трения. Я пробовал использовать пустую ручку-заправку , и это отлично сработало для меня. Вы можете выбрать один в зависимости от размера вашего снаряда. Тогда длина цилиндрического основания может быть до 5см. Наконец, также купите эмалированную медную проволоку средней толщины, моя имеет толщину 0,8 мм.
Собрав все необходимые материалы, включите свой любимый плейлист и начните наматывать катушку на цилиндрическую основу. Убедитесь, что обмотки не перекрывают друг друга и не ослабевают. После оклейки первого слоя обмотки можно использовать изоляционную ленту (изоленту), чтобы закрепить его на месте, а затем начать аналогично наматывать поверх него второй слой. Обратите внимание, что вы всегда должны наматывать катушку только в одном направлении, если вы начали слева направо после достижения конца первого слоя, начните снова слева для намотки второго слоя. Вы можете повторять этот шаг, пока не достигнете 5-7 слоев. Я сделал около 6 слоев, в каждом слое примерно 60 витков. Мое расположение катушек выглядит примерно так, как показано на рисунке ниже. Я использовал два напечатанных на 3D-принтере диска (белого цвета) только для того, чтобы закрепить катушку на месте, они не являются обязательными.
Работа с катушками всегда сложна, и для правильной работы необходимо правильно намотать их, как в Tesla Coil Project, многие люди не получат правильный выход из-за неправильной намотки катушки.
Работа мини-пистолета с катушкой
После сборки катушки вы можете приступить к ее подключению к остальной части схемы пистолета с катушкой . Имейте в виду, что катушка может потреблять до 5 А, и, следовательно, часть катушки нельзя собрать на макетной плате, поскольку макетные платы обычно рассчитаны только на 500 мА. Таким образом, вы можете либо построить полную схему на перфорированной плате, припаяв компоненты, либо использовать грубый способ пайки линий высокой мощности напрямую через макетную плату, как я сделал, как показано на рисунке ниже.
Как вы можете видеть, катушка питается от зажимов регулируемого источника питания (зажимы типа «крокодил») через MOSFET, контакты которого непосредственно припаяны к проводам. На вывод затвора MOSFET требуется только 5 В, поэтому он переносится на макетную плату, где строится оставшаяся схема, включая регулятор напряжения, транзистор и переключатель. Макетная плата питается от 9-вольтовой батареи , хотя батарейный зажим.
Для испытаний катушки пушки проект просто поместите металлическую деталь внутрь катушки и нажмите кнопку на макетной плате. Это должно запустить снаряд вне катушки. Также следите за тем, чтобы не нажимать кнопку постоянно, так как это снова подаст питание на катушку после запуска снаряда и может навсегда повредить катушку. Полную работу над проектом можно посмотреть в видео .
Надеюсь, вы создали проект и он заработал. Если у вас есть какие-либо вопросы, вы можете оставить их в разделе комментариев ниже или опубликовать их на наших форумах для других технических вопросов.
Магнитное оружие — TV Tropes
http://tvtropes.org/pmwiki/pmwiki.php/main/ Magneticweapons
СледующийПерейти к
Вы действительно НЕ хотите быть на принимающей стороне этого.
«Это, новобранцы, 20-килограммовая железная пуля. Почувствуйте вес! Каждые пять секунд основное орудие дредноута Эверест класса ускоряется на один-три процента от скорости света. с силой 38-килотонной бомбы. Это в три раза больше, чем мощность разрушителя городов, сброшенного на Хиросиму на Земле. Это означает: сэр Исаак Ньютон — самый смертоносный сукин сын в космосе!
— Безымянный артиллерийский сержант, Mass Effect 2
Назовите это рельсотроном, магнитным ускорителем, массовым приводом, MAC, пушкой Гаусса, чем угодно, но все они относятся к одной категории: оружие, которое использует давление магнитных полей вместо взрывной химической реакции для приведения в движение снаряда. Это довольно распространенное оружие в научной фантастике. В реальной жизни они только начинают использоваться в военных целях (по состоянию на 2015 год), но уже давно существуют как экспериментальные устройства и игрушки. Другая Вики уточняет.
Обратите внимание, что существует 2 основных типа магнитного оружия:
- Рейлган — снаряд соединяет четное количество токопроводящих рельсов с протеканием по ним сильного электрического тока и через снаряд, который ускоряется вдоль рельсов за счет силы Лоренца; по сути линейный электродвигатель. Не путать с рельсовой артиллерией.
- Coilgun — использует серию электромагнитов (катушек), которые включаются и выключаются для ускорения снаряда. Это устройство — то, что имел в виду «массовый драйвер» первоначально .
Преимущество рельсотронов состоит в том, что они являются относительно простыми устройствами, но при этом способны развивать очень впечатляющую дульную скорость, ограниченную только количеством доступного электрического тока и надежностью пушки. примечание И, возможно, релятивистская физика в условиях, когда приближение к скорости света является реальной проблемой. Их основным ограничением после количества доступной мощности является прямой контакт между рельсами и снарядом, движущимся с большой скоростью под током; нагрузка на рельсы огромна, что приводит к чрезмерному износу. Теплота, накапливающаяся от трения и несовершенного электрического контакта, оставляет следы паров и плазмы за снарядом. Более ранние конструкции рельсотрона (скорее доказательство концепции, чем что-либо практическое) часто требовали полной замены рельсов после каждого выстрела. Кроме того, вся цепь от конденсатора вперед находится под полным током и, следовательно, под давлением.
Катушки, с другой стороны, требуют гораздо меньшего напряжения на их компоненты, и поэтому не так быстро изнашиваются. Вместо этого они ограничены тем, что нуждаются в гораздо более сложных системах управления для своевременной активации и деактивации катушек, , примечание . Классический пример — алюминиевое кольцо, спрыгивающее с катушки, когда она включена. Но устойчивое ускорение требует многократного выполнения этого действия как можно ближе к снаряду, а скорость, с которой катушки могут включаться и выключаться, ограничена собственной индуктивностью катушек примечание электромагнитная «инерция», определяющая, насколько быстро энергия может попасть в поле или выйти из него (с экзотическими предложениями, такими как сверхпроводящие катушки, которые гасятся лазером, чтобы отключить их) и магнитная точка насыщения снаряда. Однако они лучше подходят для запуска более массивных снарядов на низких скоростях. Первоначальная идея «двигателя массы» заключалась в том, чтобы сбрасывать тонны руды с поверхности Луны для орбитального или суборбитального сбора.
См. также Кинетическое оружие лучше. Сравните Манипуляцию магнетизмом, когда человек сами контролируют магнетизм, чтобы навредить вам. Когда это основное оружие на корабле и оно направлено вперед, это фиксированное оружие, обращенное вперед. Это никоим образом не связано с тропами Sticks to the Back или Magnet Hands.
Если вы искали аниме с названием «рейлган», см. Определенный научный рельсотрон .
Примеры:
открыть/закрыть все папки
Аниме и манга
- Время от времени они появляются в различных 9Серия 0118 Гандам . В более старых сериях (Universal Century) рельсотроны рассматривались как уникальные прототипы или диковинки. Они были более распространены в более новой серии (Cosmic Era), но были в значительной степени «дополнительным» оружием, добавляемым, если у отряда оставалось дополнительное место. В новейшей серии (Anno Domini) это самое передовое обычное оружие, доступное до того, как Applied Phlebotinum сделал энергетическое оружие обычным явлением, и даже тогда подавляющее большинство военных мехов (старых производителей) все еще используют их.
- Кроме того, в пусковом механизме Humongous Mecha в Gundam SEED использовалось следующее: меха получил первоначальный прирост скорости с помощью салазок авианосца, а затем двигался вперед с помощью магнитных рельсов, отходящих от корабля. Драйверы очень большой массы также были стандартным методом запуска космических кораблей с Земли на орбиту. Тот факт, что лишь горстка этих двигателей массы уцелела во время войны, делает их ключевым стратегическим ресурсом: два крупных сражения ведутся, чтобы обезопасить двигатели массы, чтобы отправить большое количество войск в космос.
- Манга Gundam Wing , побочная манга G-Unit / Last Outpost представляет версию этого энергетического оружия; Ускоряющая винтовка Gundam Geminass имеет спиральный ускоритель частиц, выстилающий ствол, который может турбонаддувать его мощность для «режима гипервзрыва».
- Кроме того, есть полуофициальный вариант After War Gundam X Gundam Virsago с «лучевыми рельсовыми пушками» на бедрах, которые функционируют таким же образом. примечание На самом деле оружие было взято из V2 Assault Gundam.
- Мобильный костюм Gundam: Iron-Blooded Orphans имеет несколько версий этого вида оружия, в первую очередь на Gundam Flauros. Особо следует отметить Dainsleifs, специальные бронебойные патроны, способные прорезать даже самую толстую нано-ламинатную броню, как горячий нож сквозь масло.
- Операторы звездолета :
- Рейлган используется в качестве турели против Аматерасу , с бортовым заводом по производству боеприпасов для создания большего количества боеприпасов (он находится рядом с астероидом). Кроме того, поскольку в аниме отсутствует произвольная максимальная дальность, было показано, что он стреляет с экстремальных расстояний.
- Также подойдет основное орудие самой Аматэрасу, поскольку оно представляет собой своего рода ускоритель частиц. По сути, это койлган, ускоряющий очень маленькие снаряды (размером с молекулы). В одном из последних сражений серии основное орудие используется как своего рода массивный дробовик, разгоняющий очень большое количество снарядов, предположительно камней.
- Мисака Микото из Определенный Магический Индекс — мастер манипулирования электричеством, известная своей фирменной атакой «рейлган» (обычно она использует монеты в качестве боеприпасов, но может запускать большие куски металла). В конце концов, у нее появился собственный спин-офф, метко названный «9».0118 Определенный научный рельсотрон . Несмотря на отсутствие реальных рельсов, которые она могла бы использовать, это теоретически осуществимо, потому что она не просто излучает электричества, она контролирует электричества. Преобразовывая электричество в виртуальные рельсы в окружающем воздухе, она может генерировать необходимое магнитное поле без каких-либо физических проводников.
- Арифурета: от обычного до сильнейшего в мире : Хадзиме использует довольно много из них, в обоих своих двойных пистолетах с маркировкой «Доннер», которые, хотя и выглядят как обычные шестизарядные револьверы, на самом деле являются миниатюрными рельсотронами, использующими пули, которые упакуйте майор удар. А позже он создает антиматериальную винтовку, которая, хотя и содержит только один винтовочный патрон, действует как мощный артиллерийский снаряд с магнитным приводом , и если жертва, в которую она стреляет, не является прочной, они превратиться в пыль.
- В Crest of the Stars у Госрота было четыре очень больших «электромагнитных пушки», которые запускали ракеты.
- Звёздный корабль Infinite Ryvius оснащён двумя съемными рельсотронами, называемыми «Пушками-баржами». Они могут использоваться самим кораблем в качестве наступательного оружия или подбираться и использоваться обитающим на корабле Гигантским меха, Жизненно важным Стражем, в качестве двойных винтовок.
- Огнестрельное оружие в Code Geass развивалось иначе, чем в нашей истории. Начиная с их самых ранних итераций, ◊ на самом деле, они кажутся чем-то вроде небольшого койлгана; порох в том виде, в каком мы его знаем, либо появился позже, либо не появился вовсе. примечание У них, конечно, есть фейерверки, так что потенциал есть, но он так и не реализован. Этот гигантский серебряный пистолет, который носят все и их собаки? Посмотрите внимательно; у него вращающийся цилиндр посередине, а остальная часть — это просто подшипники внутри. Если бы в нашем мире существовали неохлаждаемые сверхпроводники естественной добычи, мы, вероятно, отказались бы от пороха вскоре после того, как разобрались с магнетизмом. Как ни странно, учитывая небольшую дальность действия их пушек и пистолетов, которые не проникают через полость тела насквозь, они могут быть значительно слабее, чем химическое огнестрельное оружие.
- Black Cat : метко названный Рейлган, который на самом деле представляет собой шестизарядный пистолет Train Heartnet Hades с электрическим приводом.
- Платформы Spider Gun, защищающие Олимп в Appleseed , имеют массивный рельсотрон в качестве основного оружия. В фильме 2004 года мы видим, как он заряжает выстрел в финале, но останавливается до того, как выстрелит. Другой рельсотрон появляется в Appleseed Alpha , когда прототип SGP стреляет из него и уничтожает небоскреб в Нью-Йорке, который находится в нескольких милях отсюда.
- 86 имеет Morpho, который в основном берет Schwerer Gustav и заменяет его 800-мм пушку на 800-мм рельсотрон. Способность стрелять 1-тонным снарядом со скоростью 8 км/с представляет собой огромную стратегическую угрозу для многих стран, участвующих в войне роботов против Легиона, учитывая, что дальность действия пушки составляет 400 км, а сбить снаряды невозможно.
Fan Works
- Военные Грингафта используют электромагнитное оружие, полученное через STC в Age of Strife .
- Пепел прошлого : Пикачу использует импровизированный рельсотрон, чтобы победить Регистил Брэндона — не ударив его, а запустив его.
Ясень : Это считается прозвоном?
Брэндон : …почти наверняка, да. - Дитя бури : в сиквеле Гарри использует несколько уроков Манипулирования магнетизмом (с помощью функциональной магии) от Магнето, чтобы стать похожим на Мисаку Микото записка Хотя тот факт, что это отсылка, не является чем-то необычным, факт это производное от аниме/манги. Как правило, автору не нравятся любые аниме/манги, написанные не Хаяо Миядзаки, и из всех тех, на которые он мог бы ссылаться, это было принято считать маловероятным выбором, демонстрирующим его способность к а) латеральному мышлению, б) массовости. разрушения (хотя последнее никогда не вызывало сомнений).
- Кербалы оснащают свой прототип сверхсветового звездолета рельсотроном, установленным на хребте, в эпизоде «Следующий рубеж» , что вызвало определенное количество споров во вселенной, учитывая, что это якобы миссия мирного исследования. Экипаж корабля в конечном итоге очень рад, что он у них есть.
- Рейлган — излюбленное оружие главного героя фанфика «Молодое правосудие», With This Ring .
Пленка
- Экспериментальный рельсотрон, установленный на линкоре, используется в Transformers: Revenge of The Fallen , и ему удается буквально разорвать Девастатора на части.
- Переносные рельсотроны (или «рел-ганы», как их называет Арни) из Eraser , которые привлекли внимание общественности и повлияли на игры того времени. Их настоящее название «Винтовки ЕМ-1».
- Персонаж Арнольда также упоминает, что у ВМФ уже есть корабельные версии этих крупнокалиберных кораблей, вероятно, похожие на тот, что уничтожил Девастатора в приведенном выше примере.
- Метеорная пушка, использовавшаяся для уничтожения промежуточной базы истребителей в Последний истребитель — один из самых недооцененных, забытых, но чертовски крутых рельсотронов в истории научно-фантастического кино.
- Главный герой Elysium ближе к концу берет ChemRail, массивную полностью автоматическую винтовку, название которой подразумевает, что это гибридная химико-магнитная пушка, которая, вероятно, стреляет пулей с взрывчатым веществом, а затем продолжает ускорять ее магнитным полем. проходит через ствол. Эта штука ужасно мощная, способная пробить толстые стены арсенала, превратить парня с другой стороны в Нелепого Гибса, а затем у нее все еще остается достаточно кинетической энергии, чтобы пробить стену за укушенным парнем. Как ни странно, у него нет отдачи, о которой стоит упомянуть, хотя такое мощное оружие должно быть практически неуправляемым даже в руках человека, вваренного в экзоскелет с электроприводом.
- Firebase . Поскольку обычное оружие бесполезно против Речного Бога, главный герой снабжен электромагнитной катушкой Schizo Tech, стреляющей снарядами со скоростью 1/20 скорости света.
Литература
- Ark Royal : Броненосец — единственный корабль людей, вооруженный массовыми двигателями. Кроме того, это единственный корабль в своем роде, поскольку он представляет собой реликвию 70-летней давности, которая находится в эксплуатации по политическим причинам. Кроме того, это единственное оружие, способное уничтожать более совершенные корабли пришельцев. Выстрелы не очень быстрые, так как точечная защита пришельцев обычно способна перехватить большинство из них, требуя Ark , чтобы стрелять снарядами, как снарядами для дробовика (к счастью, даже одно удачное попадание может вывести из строя инопланетный корабль). Поскольку современные человеческие корабли совершенно неспособны противостоять инопланетянам, космические флоты людей работают над созданием кораблей старого образца с массовыми двигателями.
- Ясень : Автоматизированное орбитальное магнитное оружие используется земными войсками в качестве первой линии защиты базы от их бывшей колонии. Они пригодятся, когда последние запускают тысячи ядерных ракет. Кроме того, есть большие варианты, стреляющие магнитным оружием первого типа.
- Большая U также использует рельсотрон, используемый для победы над гигантскими мутировавшими крысами в канализации.
- Супертанки Bolo время от времени используют магнитное оружие как часть своего вторичного вооружения.
- Дейл Браун: «Железные человечки» могут использовать противотанковый рельсотрон. С другой стороны, они используют их не только на танках. Железные человечки использовали эти рельсотроны на всем, от танков до бомбардировщиков и крылатых ракет . Единственное, на чем они не использовали их, так это на мишенях размером с человека, и это в основном потому, что костюм Железного Дровосека способен запретить продажу чего-либо меньшего, чем противотанковое оружие или танковый снаряд. И поставляется с «функцией автоматического жучка» для борьбы с наглой пехотой.
- Книга Длинного Солнца : Игольники — это маленькие пушки, стреляющие отравленными иглами с помощью магнитного двигателя. Это скорострельное оружие, но оно слабое и зависит от отравленных боеприпасов. Настоящая огневая мощь исходит от стандартных баллистических штурмовых винтовок и пулеметов, в которых используются пули с обедненным ураном.
- Deathless Divide : Ремесленник Гидеон Карр строит железнодорожную пушку (в 1860-х годах!!!) для города Никодимус, чтобы справиться с приближающейся ордой «шаблонов». Это почти Круто, но Непрактично, потому что, хотя он может уничтожить множество шаркашек за один выстрел, из рельсовой пушки можно стрелять не чаще одного раза в час — иначе она перегреется.
- Зона смерти : Винтовки, используемые военными и некоторыми группами наемников, стреляют иглами с магнитным ускорением, которые могут легко пронзать плоть. В полностью автоматическом режиме оружие способно разрушать тяжелые бетонные блоки. Однако стальная броня обычно слишком прочна, и иглы просто отскакивают от нее.
- Доктор и Малыш : Билли Кид обкрадывает гостиничный номер Томаса Эдисона и крадет громоотвод, который создает электрический дефлекторный щит. Чтобы справиться с этим, Эдисон дает Доку Холлидею длинное ружье с магнитным приводом, которое стреляет десятью отрицательно заряженными серебряными дробинками в секунду из барабанной обоймы на сто. Док превращает Билли Кида в швейцарский сыр.
- Дум : В финале корабль Фреда попадает под обстрел рейлгана при падении на Скинуокера. Это пугает Флая, потому что рельсотроны в его время были экспериментальными, способными уничтожить свою цель, но подвергнуться катастрофическому расплавлению. Если у Новичков есть функциональные противокорабельные рельсотроны, то они уже превзошли человеческие технологии.
- В The Expanse преобладающим корабельным оружием средней дальности является рельсотрон. Он бесполезен на дальних дистанциях, потому что корабли могут просто уйти с пути выстрела, но он также не может быть сбит пушками точечной защиты, что является большим преимуществом перед торпедами. Persepolis Rising воспринимает магнитное оружие буквально, с Магнетар — корабли класса, оснащенные оружием, которое стреляет направленным магнитным лучом такой мощности, что он спагеттит все на своем пути.
- Призраки Гаунта : Нихтгане, низкотехнологичные партизаны, используют большие луки, питаемые двойными магнитными генераторами. Они смехотворно эффективны по сравнению с лазганами, отчасти потому, что стрелы покрыты невероятно смертельным ядом.
- Hammer’s Slammers : В то время как Slammers предпочитают силовые пушки, некоторые другие компании наемников используют рельсотроны или койлганы, которые лучше пробивают броню, но не увеличиваются в размерах и стоят так же дорого, поскольку им нужны алмазные стволы.
- История Галактики : Все обычно используемое кинетическое оружие относится к этому типу. Ручное оружие стреляет крошечными стальными шариками с магнитным ускорением. Тем не менее, они не очень хороши против брони. Во многих романах именно в это время главный герой обычно находит многовековую старую штурмовую винтовку, стреляющую химическими пулями. В то время как оправдано, что те, что найдены на заброшенных корпусах в космосе, все еще будут работать (нет кислорода, чтобы ржаветь оружие или пули), нет никакого оправдания тому, что найденные на планетах все еще работают даже через 1000 лет, за исключением крайнего случая защиты от Рагнарёка (это может быть оправдано тем, что многие из них были найдены на колониальных кораблях или рядом с ними, отправленных в неизвестность в ранний период космической колонизации). Кинетическое оружие космического базирования обычно не зависит только от кинетической энергии и взрывается при ударе. То же самое для основанных на Humongous Mecha.
- Хонор Харрингтон : Импульсные генераторы похожи на койлганы, но они используют гравитацию вместо электромагнетизма для запуска взрывных дротиков с керамическим покрытием.
- Луна — суровая хозяйка : Жители Луны использовали свою электромагнитную катапульту (обычно используемую для отправки зерна на Землю) в качестве оружия, чтобы сбрасывать покрытые сталью камни на терранские цели.
- Revelation Space : Демаршисты имеют космический эквивалент мушкета: огромные рельсотроны, которые на высокой скорости выпускают огромные куски металлического водорода, используя термоядерные бомбы в качестве фазы разгона. Оружие одноразового выстрела, так как они взрывают себя до огня, но правда, нужен ли после этого еще один выстрел? Ну да. Conjoiners до сих пор пинают свои задницы. У них идентичное оружие, что не является однозарядным, как , и требует меньше времени для стрельбы.
- Малый Средний : В Малый Средний: Хорошо сделано , «Молниеносная дорога» в Гноме была построена как трасса на магнитной подвеске в древности (она не работает отчасти потому, что заканчивается на холме, а отчасти потому, что человек, строивший ее забыл реализовать способ остановки) и случайно работает так всякий раз, когда заряжается. Используется для атаки дракона.
- Snow Crash имеет Reason, рельсотрон Гатлинга, установленный на руке.
- Star Carrier использует как маленькую, так и большую версии. В одной из сцен в «Центр гравитации » снайпер морской пехоты Конфедерации использует рельсотрон, и это оружие является основным элементом космического боя. В более позднем романе крейсер USNA даже стреляет из космического дробовика, который делает два довольно эффективных выстрела, прежде чем вражеская ракета Макросс уничтожает его.
- Звездный мир : La Résistance разрабатывает койлганы в качестве своего секретного оружия и использует их для уничтожения земного флота. До этого все космические бои велись ракетами. Боеприпасы для больших орудий, которые проходили через хребты кораблей, были обычными старыми пушечными ядрами, а боеприпасами для меньших версий с башнями были разрывные пули. Главный герой даже играет решающую роль в устранении ошибок с магнитной системой синхронизации благодаря своим навыкам компьютерного инженера.
- Voidskipper : Они популярны для боя на поверхности, используя в качестве стандартных снарядов управляемые взрывающиеся бронебойные боеприпасы. Не так популярен для космических боев из-за того, что корабли явно быстрее пуль.
Прямая трансляция
- В Stargate SG-1 и Stargate Atlantis рельсотроны используются на первом космическом корабле Земли, Prometheus и позже, на 0 Daedelusзвездолёты -класса. Они также устанавливаются на наземных базах в качестве противоистребительного оружия. В конце концов, после того, как Асгард совершил массовое самоубийство и передал все свои технологии Соединенным Штатам, плазменно-лучевое оружие Асгарда стало основным вооружением класса Daedelus , что, возможно, опровергло этот образ, хотя эти корабли также сохраняют свои рельсотроны и ядерные арсеналы. Они остаются эффективными в качестве противоистребительных платформ. И, учитывая способность Призраков сбивать ядерное оружие еще до того, как они приблизится, рельсотроны иногда используются с большим успехом против их кораблей-ульев, но только тогда, когда их снаряды вызывают вторичные взрывы внутри улья. В противном случае огромная массивность кораблей-ульев не позволяла орудиям нанести какой-либо значительный урон.
- Масс-драйверы классифицируются как «Оружие массового уничтожения» в Вавилон 5 , и мы видим, что они используются для обстрела родного мира нарнов астероидами.
- Существуют также менее мощные рельсотроны, используемые в качестве корабельного оружия на двух классах военных кораблей Земного Альянса (старые корветы Olympus класса и более поздние и мощные эсминцы Warlock класса ), с расширенной вселенной, добавляющей число военных кораблей Земного Альянса, использующих рельсотроны (наиболее заметными из которых являются Artemis фрегат класса , чрезвычайно тесный из-за бункеров для боеприпасов и реакторов для питания шести рельсотронов , но разрушительный в бою) и весь флот Ориени, использующий рельсотроны меньшего и большего масштаба на всех их боевых кораблях.
- В несколько менее милитаристском контексте у Жанны Аркадийской был эпизод, в котором Люк и Грейс вместе работали над демонстрацией принципов работы рельсотрона для школьной научной ярмарки. Результаты были… интересными.
- В Firefly появляются рельсотроны и другое футуристическое оружие, но их использование ограничено по сравнению со старыми добрыми револьверами и дробовиками.
- Большинство снарядов в Andromeda стреляют магнитным полем. В большинстве случаев они, как правило, самонаводящиеся и взрывающиеся (по сути, ракеты размером с пулю). Ракеты корабельного базирования запускаются с помощью магнита, а затем задействуют собственный двигатель вне корабля. Те немногие снаряды, которые мы видели, не относятся к этому типу, из более старого, устаревшего оружия (например, из тысячелетней давности 9).0118 Беллерофонт ).
- Рейлганы — крупное корабельное оружие средней дальности в The Expanse . Крупные корабли, такие как марсианский флагман MCRN Donnager , имеют рельсотроны, установленные на башнях, что дает им большую огневую мощь, чем меньшие фрегаты, такие как Rocinante , которым приходится обходиться пушками Гатлинга и торпедами.
- Корабли-невидимки Protogen Amun-Ra класса уникальны тем, что они представляют собой фрегаты, вооруженные неподвижными рельсотронами, обращенными вперед, что позволяет им сражаться значительно выше своего веса, к большому удивлению 9Капитан 0118 Доннаджер .
- В 4 сезоне Rocinante также был модернизирован рельсотроном, установленным на хребте, и к тому моменту эта технология, по-видимому, стала более распространенной.
- В Revolution в подземном объекте, Башне, все еще есть работающее электричество, потому что наноботы, вызвавшие отключение электричества, (полу)контролируются оттуда. Это место было построено правительством и имеет все виды супертехники, в том числе ручные рельсовые пушки. Эти пушки выглядят как многозарядные гранатометы и заставляют людей взрываться от одной силы удара. Злодей 1-го сезона, Монро, уничтожает всю свою команду.
- Пример нерельсовой пушки появляется в Затерянные в космосе (2018) . Будущие люди разработали проектор ЭМП и его варианты. Это оружие может генерировать магнитное поле, достаточно мощное, чтобы сокрушить даже бронированный панцирь инопланетного робота, но только при максимальной мощности. ЭМП Морин размером с комнату при 83% максимальной мощности может только замедлить вражеских роботов.
- Бэтвумен (2019) . В « Вниз вниз вниз » кто-то взламывает оружейный сейф Брюса Уэйна и крадет рельсотрон, который Брюс разработал в качестве плана действий на случай непредвиденных обстоятельств на случай, если кто-то украдет его костюм летучей мыши с нановолокном за миллион долларов. Учитывая, что вор украл только , это оружие , ясно, что кому-то не терпится сразиться с Бэтменом, которого жители Готэма ошибочно считают вернувшимся. Люк Фокс демонстрирует это, стреляя по костюму из Desert Eagle калибра .50, и пуля просто отскакивает; снаряд рельсотрона проходит прямо через него. В «Скажи мне правду» версия койлгана — это МакГаффин, созданный Hamilton Dynamics для той же цели — проникнуть в костюм Бэткостюма.
- Ковбой Бибоп (2021) . В «Binary Two-Step» Фэй Валентайн радостно тратит свои деньги на рельсотрон Blitzer, но все остальные считают такое оружие мошенничеством, которое бесполезно для работы охотников за головами. Конечно, он оказывается именно тем, что нужно, когда им нужно пробить лист пуленепробиваемого стекла, но в конце эпизода Фэй дарит его лесбиянке Гаечный ключ, которой он понравился.
Ролевая игра
- В эпизоде «Угли в сумерках» во время раскопок на Авернусе были обнаружены чертежи нескольких орудий Импалера, варианта рельсотрона Темных веков. Хотя позже было найдено лучшее оружие, в то время это была бесценная находка, которая, наконец, дала Имперской Гвардии заметный шанс обойти силовую броню Астартес.
Настольные игры
- Разломы : Обычное в этом сеттинге слово «рейлган» является, по сути, сокращением от «пулемет с мегаповреждением»… вплоть до того, что ни один из них никогда не изображался с настоящими рельсами или даже катушки в этом отношении (хотя можно утверждать, что почти всегда круглые стволы могут иметь тонкие катушки, встроенные в их длину) … и часто имеют отверстия для выброса … и безумно скорострельны.
- Фирменное оружие игры — Бум-пушка, массивный однозарядный рейлган, которым владеет Силовая броня Блестящего мальчика. Он настолько мощный, что Glitter Boy должен прикрепиться к земле, прежде чем стрелять.
- Разломы также содержит деревянные патроны для рельсотрона, которые можно использовать против вампиров. Прокрутите это в своей голове. Они пытаются оправдать это с помощью железных сердечников, зарытых в патроны, но хотя это может сработать для винтовых пушек, рельсовый патрон должен быть токопроводящим от края до края и плотно прилегать к направляющим. Однако это может сработать (при условии, что древесина не горит) при условии, что сердцевина имеет такую форму, что касается рельсов, например, если она имеет крестообразное сечение.
- Фазовый мир и другие космические миры Мегавселенной с технологией искусственной гравитации имеют гравитационные снаряды в качестве альтернативы рельсотронам. Согласно физике, магнетизм, конечно, сильнее гравитации, но гравитационные пушки могут использовать в качестве снаряда любой материал.
- Техно-волшебники строят рельсотроны, которые используют магию телекинеза, чтобы метать бесшумные невидимые снаряды чистой силы.
- Путешественник :
- Traveler Classic имел винтовку Гаусса и пушку Гаусса VRF (артиллерийскую). Приключение в дополнении 6 76 Покровителей привод массы использовался в качестве оружия, очень похожего на литературный пример Луна — суровая госпожа .
- MegaTraveller представил пистолет Гаусса.
- Вархаммер 40,000 :
- Империя Тау хорошо использует рельсотроны, будь то в виде «рельсовых винтовок», которые носят некоторые пехотинцы, или в качестве основных орудий для своих тяжелых танков и боевых скафандров.
- В большинстве изданий есть некоторое разделение игрового процесса и сюжета в отношении их эффективности. В романах и предыстории рельсотроны Тау настолько мощны, что одним выстрелом можно убить танк, пройдя сквозь него с такой силой, что его экипаж высосет из выходного отверстия. В игре они мощные, но не поразительно. Эта тенденция нарушена в 9Кодекс Tau th Edition, который делает их рельсотроны значительно прочнее.
- На этот раз в 40K физика, стоящая за ними, действительно работает и точно изображена на моделях… хотя можно только догадываться, будут ли их импульсные винтовки, койлганы, стреляющие крошечными шариками плазмы с помощью магнитного ускорения, работать с научной точки зрения.
- Тираниды используют их биологические вариации для некоторых видов оружия. Например, Venom Cannon стреляет осколками токсичных кристаллов, покрытых проводящей слизью на металлической основе и запускаемых мощным биоэлектрическим толчком. Точно так же биоплазма, извергаемая некоторыми крупными тиранидскими организмами, использует свой пищевод как живую плазменную пушку, с биоэлектрическим полем, удерживающим плазму по мере ее образования, не расплавляя существо, выплёвывающее её.
- Эльдарское сюрикен/осколочное оружие – почти такой же троп. Что исключает их, так это то, что оружие, такое как катапульта сюрикен, использует искусственную гравитацию вместо мощных магнитов для приведения в движение своих снарядов.
- Согласно Battlefleet Gothic , Империум также использует рельсотроны на некоторых звездолетах («макропушки» — это общий термин для любого оружия звездолетов, кроме копий, торпед или нова-пушек. Сюда входят гигантские обычные пушки, лазерные батареи и рельсотроны, среди прочего).
- Оригинальный кодекс некронов описывает их гаусс-оружие как создающее магнитные поля, которые разрывают их цели на части и втягивают их в пушку, по одному молекулярному слою за раз. Вскоре после этого от этого отказались в пользу того, что они являются более стандартными лучами-дезинтеграторами, которые превращают вас в пыль, хотя они сохранили прозвище «гаусс». В любом случае, их главное преимущество заключается в том, что они могут наносить последовательный урон даже целям, которые в обычных условиях не побеспокоились бы от стандартной пехотной винтовки. Вместо этого по-французски они называются оружием «деления».
- Империя Тау хорошо использует рельсотроны, будь то в виде «рельсовых винтовок», которые носят некоторые пехотинцы, или в качестве основных орудий для своих тяжелых танков и боевых скафандров.
- BattleTech оснащен койлганами (называемыми винтовками Гаусса) размером как с боевыми машинами (включая БэтлМехи), так и с людьми. Первая версия размером с меха, представленная в игре, до сих пор пользуется всеобщим уважением за то, что является одним из немногих видов оружия в игре, которое может снести меху голову (убив пилота) одним выстрелом со значительного расстояния. Более поздние версии включают гиперштурмовую винтовку Гаусса, которая в основном представляет собой магнитный дробовик, который необъяснимо имеет большую дальность действия, чем стандартная винтовка Гаусса, противопехотная винтовка Гаусса (выстреливает небольшой очередью снарядов для убийства пехоты, но все же способна угрожать более тяжелым подразделениям, изначально разработана для боевых доспехов), легкая винтовка Гаусса (более легкая версия стандартной винтовки Гаусса, которая стреляет немного дальше, но наносит меньший урон), магшот (уменьшенный размер для использования с боевой броней), винтовка Гаусса с серебряной пулей (тоже магнитное ружье, хотя и менее сложное, чем HAG), тяжелая винтовка Гаусса (больше, тяжелее и настолько мощная, что ее нужно устанавливать сбоку на туловище, так как отдача будет оторвать руку меха ), и улучшенная версия этого. Позже «Слово Блейка» представило массовые драйверы для военных кораблей, которые в основном представляют собой винтовку Гаусса, стреляющую металлическими пулями весом от 30 до 90 тонн, установленными на позвоночнике корабля.
- В ролевой игре TSR о Баке Роджерсе, 25-й век, в качестве метательного оружия для пехоты используются реактивные гироскопы, но есть ускорительные пушки и мушкетоны (ускоряющая пушка, специально разработанная для стрельбы измельченным мусором в качестве боеприпасов в виде веера). спрей) для автомобильного оружия. Планеты и лунные базы получают двигатели огромной массы, способные взорвать целые города.
- Gamma World имеет пулемёты, которые являются койлганами. В 3-м издании это также электризует пулю, когда она покидает ствол. Это придает пулемёту ошеломляющий эффект, и они бывают 3-х размеров — от крошечного .17 до гигантского .75, при этом .38 является наиболее распространенным размером. Интересно, что пулемёты не превосходят стандартные штурмовые винтовки, гатлинговские пушки или пулемёты в поражении цели. В дополнении Gamma Knights есть разрушительное шрапнелерное оружие, разработанное для транспортных средств или более крупных костюмов силовой брони и имеющее тот же эффект, что и мушкетон из Buck Rogers игра, упомянутая выше.
- GURPS ставит рельсотроны выше койлганов с точки зрения урона, но в остальном они одинаковы. Отличительной чертой обоих является их бронепробиваемость и высокая скорострельность. У них также есть переменная мощность, вы можете перезарядить их, чтобы пробить толстую броню, или недозарядить их, чтобы сэкономить энергию.
- Все обычные кинетические пушки из набора «Фаза затмения» доступны в версиях рельсотрона. Они наносят больше урона, имеют лучшую способность пробивать броню, большую дальность, но более ограничены в типах боеприпасов, которые они могут использовать (поскольку им нужны металлические снаряды, а ЭМ поджаривает электронику в умных снарядах) и нуждаются в мощности, а также в физических снарядах. .
- Звезды без номера : стандартное ручное метательное оружие TL4 включает магазинную винтовку, магазинный пистолет и метатель шипов, который в основном представляет собой рельсовый дробовик ; единственное нелазерное ручное оружие TL4, которое не полагается на это, — это пустотный карабин, гирореактивное оружие. Полноразмерные рельсотроны доступны в качестве артиллерийского оружия, для которого требуются штативы или крепления для транспортных средств, а когда вы доберетесь до крейсера, вы сможете подобрать массив магнитных шипов.
- Менее известная (по сравнению с BattleTech) настольная игра FASA Renegade Legion изобиловал гауссовскими и рельсотронами, настолько распространенными (и, честно говоря, более полезными), чем различное энергетическое оружие.
- Древние и современные марсианские радиевые винтовки из серии Rocket Age — рельсовые пушки с радиационным питанием. Современные версии склонны к перегреву и утечке радиации, а также применимы только в качестве артиллерийских орудий.
- Car Wars были доступны в качестве опций. Первоначально пушка Гаусса наносила такой же урон лазеру или автопушке, но была менее точной… и требовала как энергии, так и боеприпасов. (Энергия, кстати, также была источником топлива для вашего автомобиля.) Портативные версии появились позже. В игре также есть магнитная пушка для танков, наносящая… неплохой урон.
- В Planet Mercenary гауссовые и рельсотроны обычно известны как оружие с импульсной электромагнитной решеткой (PEA). Многие виды оружия, такие как Strohl G/G 29, любимые многими персонажами Schlock Mercenary , могут переключаться между P.E.A. и безгильзовые пули с химическим порохом («пенопласт»).
- Интересно, что SLA Industries имеет винтовку Гаусса, но она очень неэффективна по сравнению со стандартным баллистическим оружием в World of Progress. Силам правопорядка, Shiver Units, выдается винтовка Гаусса, потому что это нелетальное оружие, которое стреляет шарикоподшипниками вместо обычных пуль. Когда Дрожь попросила больше смертоносного оружия, Мистер Истребитель сказал им нет, и им нужно просто выдать дополнительные лекарства.
Видеоигры
- В полной конверсии DOOM Ashes: Afterglow опциональное обновление для винтовки Junker добавляет заряжаемую магнитную катушку, которая увеличивает скорость — и, следовательно, урон — снаряда, уже выпущенного обычным способом.
- В Barotrauma подводные лодки будущего не используют торпеды. Вместо этого они используют койлганы и рельсотроны в качестве основного арсенала. И им понадобится вся огневая мощь, которую они обеспечивают, как на Луне Европы, им придется иметь дело с враждебной дикой природой и все еще активными оборонительными турелями инопланетян.
- Во Вселенной X есть Массовые Драйверы, которые в основном представляют собой гигантские миниганы. Они стреляют своими боеприпасами (металлическими шариками) с такой огромной скоростью, что они проходят прямо через щиты и ударяются о корпус корабля. Игроки быстро учатся всем сердцем ненавидеть оснащенные ими пиратские корабли. X3: Terran Conflict представляет пушку Гаусса, крупное оружие телади, которое наносит огромные повреждения корпусу и вместо того, чтобы полагаться на генераторы корабля, использует ящики с боеприпасами. Xtended Terran Conflict Игровой мод добавляет метеоритную пушку, эксклюзивный массовый двигатель Split, который стреляет очищенными фрагментами астероидов по кораблям.
- Halo имеет свои MAC (магнитные ускорительные пушки), которые являются основным вооружением кораблей ККОН и орбитальных оборонительных платформ. Те, что на кораблях, довольно долго заряжаются (их можно выстрелить быстрее, при недозарядке, при дороговизне мощности), до нескольких минут, по цитате из Halo: The Fall of Reach 9.0119, но при полной зарядке они поражают с силой тактического ядерного оружия и способны уничтожить огромные экранированные боевые корабли противника обычно всего за одно-три попадания. Скорее более приземленные версии включают пушку M68 Gauss, установленную на некоторых стационарных оборонительных сооружениях, и варианты джипа Warthog.
- Во вспомогательном романе Halo: Contact Harvest говорится о происхождении MAC как метода утилизации отходов. Он использовался для запуска мусора в родительскую звезду с поверхности планеты, а это означало, что он должен был достичь скорости, значительно превышающей скорость убегания, с учетом атмосферного сопротивления. Его использовали в качестве оружия, когда Ковенант напал на Жатву. Раньше боевые корабли людей в основном использовали только ракеты (как обычные, так и ядерные), потому что их единственными противниками были другие люди. Все они, как правило, были стеклянными пушками, без дефлекторных щитов, и даже одна удачно расположенная осколочно-фугасная ракета «Арчер» могла уничтожить военный корабль людей. Когда Ковенант появился на сцене с экранированными кораблями, способными сбросить буквально сотни фугасных ракет каждый (с точечной защитой, способной сбить больше), начали развертываться гигантские орудия MAC, занимающие значительную площадь корабля, потому что они были единственное оружие, способное надежно уничтожить крупные корабли Ковенанта.
- Приведенные мощности MAC и койлганов указывают на то, что некоторые детали физики были пропущены. Например: орбитальные станции Super MAC могут стрелять 3000-тонными снарядами со скоростью 120 км/с. Поэтому их релятивистская кинетическая энергия эквивалентна взрыву мощностью 51 гигатонну . Для сравнения, это примерно в 1000 раз больше, чем Царь-бомба, самая большая ядерная бомба, когда-либо взорванная. По крайней мере, это объясняет, почему всего один выстрел из упомянутого супер-MAC может начисто пробить крупный корабль Ковенанта с полностью включенными щитами и сделать то же самое с кораблем или двумя позади него, когда даже установлены обычные орудия MAC. кораблям обычно нужно ослабить защиту врага одним или двумя ударами, прежде чем надеяться пробить броню. Более поздние источники пояснили, что Super MAC, для которых была дана эта цифра, были аномально мощными, и что большинство из них имеют более низкую скорость снарядов … хотя это вызывает один вопрос, почему они пошли на такое излишество, учитывая обычные установленные на корабле MAC (какая тарелка выстрелов в килотонном диапазоне) более чем способны уничтожить практически любой военный корабль Ковенанта несколькими выстрелами.
- Надлежащие рельсотроны пехотного масштаба доступны начиная с Halo 4 . Они заряжаются за секунду, но могут убить подавляющее большинство врагов одним ударом. Однако их специальная противопехотная роль означает, что стандартные рельсотроны не наносят такого большого урона транспортным средствам, как вы ожидаете; они убьют с одного раза Спартанца, Сангхейли или Прометейца, но Банши или Бородавочник отмахнутся от удара с довольно небольшим уроном. Однако вариант «Arclight» в Halo 5: Guardians имеет бронебойно-фугасные снаряды, предназначенные для нанесения дополнительного урона технике.
- Меньший MAC, Onager, может использоваться игроком на последнем уровне Halo: Reach . Он стреляет 15-сантиметровой вольфрамовой пулей на гиперскорости с мощностью 1,1 гигаджоуля (около четверти тонны тротилового эквивалента), а его катушки заряжаются достаточно быстро, чтобы производить один такой выстрел каждые три секунды (22 ГДж/минуту). При длине 32,6 метра он в 5,6 раза меньше стандартного фрегата MAC по длине и примерно в двести раз меньше по объему. Однако при использовании в наземных боевых действиях его мощь совершенно подавляющая; Игровой персонаж использует его, чтобы разбить несколько Фантомов одним выстрелом, прежде чем нанести один меткий выстрел в орудие волнового движения линейного крейсера, вызвав ответный огонь, который уничтожит весь корабль.
- Стойка M99 — это снайперская винтовка с койлганом, способная превращать цели в облако смехотворных гибов. Первоначально представленный в Расширенной вселенной, он впервые появляется в игре в Halo Wars 2 .
- В различных путеводителях отмечается, что все турели точечной защиты на кораблях и станциях ККОН являются койлганами.
- Фракция Эдема из Аванпоста 2 использует рельсотрон в качестве одного из видов оружия.
- MegaTraveller 2 (на основе Traveler Настольный РПГ) имел оружие Гаусса.
- Глобальная оборонная инициатива впервые применила рельсотроны на поле боя в Command & Conquer: Tiberian Sun на своем Mammoth MkII. К C&C 3 все их основные танки были оборудованы или могли быть модернизированы для стрельбы рельсотронами, в то время как их Зональные Десантники вооружены версиями размером с пехоту. У снайперов есть версия малого калибра для дальнего боя, в то время как у коммандос есть версия скорострельного карабина, эти модифицированные варианты эффективны только против пехоты (хотя все еще достаточно мощны, чтобы эффективно пробить броню киборгов).
- С другой стороны, эти пехотные рельсотроны (особенно варианты коммандос) упоминаются как ужасно дорогие в производстве и обслуживании, поэтому они выдаются только силам коммандос.
- В Command & Conquer: Red Alert Series : во 2-й игре фракция Юрия использовала оружие, основанное на манипулировании магнетизмом, такое как Магнетрон, танк, способный выдергивать крупный корабль из воды и сбрасывать его. В 3-й игре Советы были основным пользователем магнитного оружия, от их сверхдержавы «Магнитный спутник» до магнитного гарпуна танка «Апокалипсис», который затягивал вражеские машины в свои измельчители. Наконец, у советского танка-молота был «Луч пиявки», который представлял собой луч магнитной энергии, который медленно отрывал металл от вражеской машины и выдергивал, а затем использовал основное оружие уничтоженной машины.
- В Act of War технологически развитая оперативная группа фракций Talon и Консорциум установили 105-мм рельсотроны на свои основные боевые танки, а также на базовые защитные башни. В дополнении эсминец DDX Task Force Talon также нес рельсотроны. Это случай Потрясающий, но непрактичный , рельсотроны несколько маломощны … они на самом деле наносят меньше урона, чем обычная 120-мм пушка армии США на танке Abrams и ракеты на защитной башне ADAT.
- Киберпанк 2077 Оружие «Технологического» класса — это рельсотроны, которые можно заряжать, удерживая спусковой крючок, чтобы пробить укрытие. Некоторыми конкретными примерами являются Nekomata, снайперская винтовка, которая стреляет вольфрамовыми стержнями, и Satara, обычное двуствольное ружье, в котором используются магнитные ускорители для большей начальной скорости.
- Рыцарь-джедай: Темные силы II включает в себя оружие под названием Рельсовый детонатор. Его фактические функции неясны: во вспомогательных СМИ говорится, что это винтовка, но фактическое использование в игре определенно предполагает, что это просто ракетная установка. Вероятно, это ракетная установка, в которой используется пусковой механизм катушки для запуска ракеты на достаточно безопасном расстоянии, чтобы двигатель сработал. Например, при посещении местной планеты Болото Пузырьков в «Тайнах ситхов» все оружие, кроме светового меча, выходит из строя. , а рельсовый детонатор просто подбрасывает в воздух неразорвавшиеся ракеты, которые затем падают в воду.
- Помимо ракет, основным непосредственным оружием Калдари в EVE Online являются рельсотроны.
- Галлентские игроки тоже часто их используют, хотя бы потому, что их собственные бластеры частиц ужасны.
- В серии Fallout есть несколько винтовок Гаусса (катушка) и даже пистолет Гаусса. Они, как правило, находятся на высшем уровне в том, что касается оружия.
- Fallout Tactics имеет миниган Gauss.
- Винтовка Гаусса возвращается через Fallout 3 , где это был Меч Бесконечности -1, ограниченный только его ошибками, связанными с VATS, и возможностью одиночного выстрела. В Нью-Вегасе это по-прежнему мощная пушка, но патроны расходуются гораздо быстрее. У него также есть уникальная модификация под названием YCS-186, которая имеет более длинный ствол и более высокий урон, но чаще нуждается в ремонте. В обеих играх его побеждают только Tesla Cannon, Alien Blaster и Gatling Laser как лучшее энергетическое оружие (у каждого из которых есть свои проблемы), и оно способно сбить Когтя Смерти (если не убить его).
- Винтовка Гаусса снова возвращается в Fallout 4 , больше похожая на футуристический арбалет, чем на предыдущие версии. Он также был переоборудован для Fallout 4 , с механикой заряда (где вы можете удерживать спусковой крючок для дополнительного удара) и магазином на 7 патронов, однако теперь в нем используется дорогой 2-мм электромагнитный патрон. Винтовку Гаусса (как и многие другие виды оружия в игре) можно превратить в хороший вариант для уничтожения мощных целей.
- В Resident Evil 3: Nemesis Джилл должна использовать гигантский экспериментальный стационарный рельсотрон, чтобы убить финального босса. Его называют «портативным», а не «ручным» по той причине, что он размером с небольшой грузовик. Джилл даже не может прицелиться, ей приходится заманивать Немезиду на линию огня.
- Metal Gear REX из серии Metal Gear использует рельсотроны для стрельбы ядерной боеголовкой. Это имеет то преимущество, что подрывает большинство договоров о ядерном разоружении и не обнаруживается радаром из-за того, что для приведения в движение боеголовки не используется топливо. примечание Идея о том, что боеголовка-невидимка выстреливается из рельсовой пушки, смехотворна. Современные рельсовые пушки имеют дальность только около 400 миль — плюс-минус — а это означает, что для того, чтобы REX попал в любую точку земного шара, как рекламируется в повествовании Metal Gear, ему нужно было бы ускорить снаряд во много тысяч раз сверх предела скорости. чего рельсовые пушки могут достичь сегодня. Даже без учета дальности, если предположить, что вы можете попасть в любую точку земного шара, сильное трение, вызванное ускорением снаряда, оставит плазменные следы вокруг ядерной боеголовки, которые, если кто-то еще не понял, оставят огромную тепловую сигнатуру. чтобы радар засек. С другой стороны, такой невероятно быстрый снаряд было бы невозможно перехватить. Что касается самого REX, то первоначальный выброс энергии от боеголовки, выходящей из рельсовой пушки, не будет сильно заметен, поскольку снаряд, ускоряющийся в воздухе, со временем накапливает больше тепловой энергии, чем то, что было первоначально произведено при запуске, но Идея, что никто не обнаружит сам снаряд, абсурдна. Кроме того, безумное количество энергии, затрачиваемой на зарядку рельсовой пушки, чтобы бросить боеголовку в цель, означало бы, что REX не будет очень хорош в скорострельном ядерном нападении, он не сможет ответить на ядерный удар, если он уже произвел выстрел. его раунд к тому времени, когда это было обнаружено.
- Metal Gear Solid 2 заставляет Форчун, лидера террористов, использовать огромный ручной рельсотрон, который она украла у Lockheed-Martin.
- Рейлган возвращается в Metal Gear Solid 4 , первоначально как оружие Crying Wolf, но позже приобретенное Снейком. Полностью заряженный выстрел из него убьет Гекко одним ударом.
- Metal Gear Solid: Peace Walker имеет рельсотрон в качестве основного оружия ИИ-оружия Хризалис, из которого его можно извлечь для использования на Metal Gear ZEKE. Также появляется портативная версия, но, поскольку для зарядки мощности для стрельбы требуется отдельный игрок, это оружие предназначено только для многопользовательской игры.
- Metal Gear Solid 2 заставляет Форчун, лидера террористов, использовать огромный ручной рельсотрон, который она украла у Lockheed-Martin.
- Рейлган стал де-факто Снайперской винтовкой в серии Quake , начиная со второй игры.
- Master of Orion 2 имеет довольно эффективные рельсовые пушки (называемые массовыми драйверами) и винтовые пушки (называемые пушками Гаусса).
- Из оригинальной игры есть автопушка Гаусса. Каждый снаряд не наносит большого урона, но стреляет 4 раза за ход, и, в отличие от пушек Гаусса в сиквеле, они вдвое снижают эффективность щитов, что делает их жизнеспособными дольше, чем их энергетические современники. 4X, познакомьтесь с More Dakka.
- Во второй игре автострельба (3 выстрела) Mass Driver — лучшее оружие точечной защиты в начале и середине игры — охватывающий Fusion Beam поражает 4 ракеты (или истребители), но из-за плохого рассеивания дальности действительно хорош только для выстрел в последний момент по приближающейся угрозе. И наоборот, нерассеивающий Привод массы лучше против дальних ракет — тех, которые поражают в следующем ходу или направляются к другим кораблям, поэтому вы можете получить 6 выстрелов из каждого орудия вместо 4.
- Пушки Гаусса также доступны в третьей игре.
- Вслед за серией Master of Orion , они стали стандартной частью трех типов оружия, часто встречающихся в похожих играх: приводы масс, лазеры и ракеты. Обычно массовые драйверы лучше пробивают щиты, но их блокирует броня. У них также может быть более короткий радиус действия, но они не страдают от снижения урона с расстоянием. Это можно увидеть в Stellaris , Galactic Civilizations , Master of Orion 4 перезагрузка и многие другие.
- Crysis также включает снайперские винтовки Gauss ближе к концу игры.
- В дополнение к улучшенной винтовке Гаусса, как Crysis 2 , так и Crysis 3 имеют подствольную пушку Гаусса, которую можно установить на штурмовые винтовки.
- X-COM
- XCOM Terror From The Deep имеет вооружение Гаусса, которое, согласно внутриигровому описанию, представляет собой рельсотрон, соединенный с ускорителем частиц. В частности, это вариация плазменного оружия из первой игры. Поскольку плазма не так хорошо работает под водой (а количество энергии требует элериума-115, который становится инертным в соленой воде), они перепрофилировали магнитные ускорители, используемые для ускорения плазмы, вместо этого для ускорения пули.
- XCOM: Enemy Unknown , особенно его дополнение Enemy Within , имеет странное отклонение в прогрессии оружия. Все классы солдат XCOM вооружены лазерным оружием в качестве вооружения второго уровня… кроме солдат МЭК, которые вместо этого получают чертовски огромный рельсотрон. Никогда не объясняется (и даже не упоминается), почему они просто не получают гигантскую лучевую пушку, как их мягкие товарищи, и как только плазменное оружие становится доступным, МЭК начинают использовать его вместе со всеми остальными. Эквивалент дробовика уровня 3 также является одним из них, запуская части перепрофилированного материала корпуса инопланетян с использованием магнитного поля, которое очень похоже на то, которое использует инопланетное плазменное оружие. Предположительно, это считалось менее глупо звучащим, чем «плазменный дробовик», что имеет еще меньше смысла, чем его лазерный эквивалент.
- В XCOM 2 силы АДВЕНТА используют их, и они также служат вторым уровнем оружия, доступным для XCOM обратите внимание интересно, в то время как XCOM в конечном итоге переключается на технологию плазменного луча для повышения огневой мощи, элитные муки АДВЕНТА остаются с магнитным оборудованием который постепенно становится сильнее. Исследовательский проект у них даже прямо называется «Магнитное оружие». Игровой мод Long War 2 также включает винтовое оружие как эквивалент стандартному магнитному оружию, но с небольшим штрафом прицеливания, более высоким диапазоном урона и врожденной способностью разрушать одну единицу брони.
- В XCOM: Chimera Squad это ваше начальное оружие, которое увеличивает общий урон вместо замены плазмы. Это в основном для того, чтобы оправдать, почему вы можете использовать несмертельные боеприпасы в S.W.A.T. ситуации постоянно. примечание Плазменное оружие, совместимое с «резиновыми» снарядами, является редким предметом и должно быть конфисковано во время рейдов на черном рынке.
- UFO: Alien Invasion имеет рельсотрон с одноразовыми направляющими, которые входят в каждый магазин под названием Bolters, а в разрабатываемой версии 2.3 есть койлганы.
- Духовный преемник оригинального X-COM, Xenonauts , имеет оружие MAG в качестве последнего уровня как для стрелкового оружия, так и для более тяжелого оружия. Это оружие предназначено для стрельбы пулями из инопланетного сплава с гораздо большей скоростью, чем это было бы возможно с обычным огнестрельным оружием, обеспечивая как повышенный урон, так и противодействие прогрессу термостойкости в доспехах пришельцев. Пехотное оружие основано на койлгане, стволы которого перепрофилированы из предыдущего уровня плазменного оружия. Они бывают винтовки, карабина (на самом деле дробовика), высокоточной винтовки и пистолета. Оружие, обслуживаемое экипажем, для сравнения, прямо упоминается как рельсотроны MAG, устанавливаемые отдельно на бронетехнику или в более крупные батареи по восемь штук для противовоздушной обороны.
- Liero (версия 1.33) оснащен пушкой Гаусса, которая стреляет так быстро, что при выстреле оставляет в почве глубокую борозду, и гравитация почти не действует на нее.
- Сократите время перезарядки до нуля, и вы получите автопушку Gauss , идеально подходящую для пережевывания ландшафта и полета по карте в качестве импровизированного реактивного ранца.
- Warhammer 40,000 FPS Fire Warrior был первым появлением железнодорожной винтовки Империи Тау. У них уже был рельсотрон как самая мощная дальнобойная противотанковая пушка в игре; это было введение переносной версии. Рельсовая винтовка была достаточно культовой, чтобы правила и статистика были включены в саму настольную игру.
- Боевой ас :
- Оружие Стоунхенджа в наборе Ace Combat 04: Shattered Skies представляет собой набор из восьми рельсотронов, предназначенных для запуска снарядов в космос для уничтожения приближающихся астероидов. Один из них поражен обломками указанного астероида и выведен из строя, как видно из миссии, где вы должны его уничтожить. Позже он использовался как зенитное оружие с эффективной дальностью действия, охватывающей практически весь континент, на котором он был построен. Fridge Logic срабатывает, когда вы понимаете, что кривизна Земли должна сделать это невозможным.
- На самом деле Стоунхендж — это только частично рельсотрон. Оружие использует заряд взрывчатого вещества, чтобы разогнать пулю, затем система рельсов вступает во владение и разгоняет ее до максимальной скорости. Причина этой уникальной системы заключается в том, что запуск снарядов с использованием только рельсов вызывает слишком много тепла, чтобы с ним можно было справиться.
- Люстра, оружие аналогичного дизайна можно увидеть в Ace Combat 6: Fires of Liberation . Как и Стоунхендж, он был построен, чтобы сбивать обломки астероидов; однако Эстовакия, страна, которая построила его, не завершила его вовремя, когда «большой» ударил по планете, и страна понесла значительный ущерб от удара, в отличие от всех других стран с аналогичными операционными системами. Последствия его провала приводят к общеконтинентальной войне между Эммерией и Эстовакией, которая находится в центре внимания самой игры. Портативный рельсотрон также существует в виде электромагнитной пусковой установки, эксклюзивной для CFA-44 Nosferatu, которая с тех пор снова появилась в Ace Combat: Assault Horizon и Ace Combat Infinity вместе с CFA-44.
- Ace Combat: Joint Assault также имеет вражеский рельсотрон, используемый в основном как обязательный механизм ограничения высоты. В конце концов, ты уничтожишь его.
- В Ace Combat 7 Электромагнитная пусковая установка снова появляется как специальное оружие для пары самолетов. Михай также использует один на своем самолете во время своего последнего боя с Триггером.
- Миссии DLC игры вращаются вокруг Alicorn , гигантской подводной лодки невероятной мощности, которая несет целый ряд EML в турелях ПВО, которые стреляют залпами, а также огромное направленное вперед рельсотронное артиллерийское орудие, которое может запускать ядерные боеголовки по тысячам целей. километров.
- Согласно канону морские пехотинцы используют винтовки Гаусса в StarCraft . Тем не менее, это не останавливает дульные вспышки и звуковой эффект «budda budda» при их стрельбе. В сиквеле Жнецы используют два пистолета Гаусса, а Джим Рейнор выбирает смехотворно огромный рельсотрон с двойным лазерным прицелом (потому что одного недостаточно круто).
- Винтовка Гаусса канонически представляет собой гибридное оружие, сочетающее в себе как капсюль и порох, так и систему койлгана. Это подтверждается игровыми роликами, в которых показано оружие, использующее патроны с капсюлями. Есть также резкий скулящий звук, который подчеркивает сообщение, что также указывает на то, что это, вероятно, не обычное огнестрельное оружие.
- Обновление бункера только для кампании в StarCraft II: Wings of Liberty по существу устанавливает Второй механизм типа койлгана , который ускоряет проходящие через него снаряды, увеличивая эффективную дальность. Это даже увеличивает дальность действия огнеметов Firebat. Это даже не оправдано фоном; в то время как квадроцикл, оснащенный огнеметом, имеет модернизацию, которая добавляет термит к его атакам, силовая броня, оснащенная огнеметом, явно использует сжатый газ в качестве топлива.
- Еще одна особенность кампании, в которой используется этот троп, — это отряд под названием Diamondback. Они вооружены двумя рельсотронами и могут стрелять во время движения. Эти юниты разблокированы для использования на уровне «Великое ограбление поезда», так как вам понадобятся их бронебойные рельсотроны и уникальная способность «Перемещайся и стреляй», чтобы преследовать и грабить грузовой поезд Доминиона.
- Магнитное оружие встречается в серии Escape Velocity . Оружие Mass Driver в первой игре предлагается использовать как рельсотрон или койлган, а в Nova рельсотроны являются одним из основных видов оружия аврорианцев. 200-мм рельсотрон особенно хорош, у него лучшая дальность стрельбы среди всех основных орудий и большой урон.
- Метательное оружие в наборе Mass Effect , по сути, представляет собой небольшие рельсотроны, которые используют титульный эффект для облегчения снарядов, которые они выпускают. Это позволяет самому снаряду разгоняться до большей скорости, значительно увеличивая наносимый урон, а также уменьшая отдачу (поскольку порох не выбрасывается). Основные орудия всех боевых кораблей работают по одному и тому же принципу. На более крупные корабли можно установить более длинные рельсы, что обеспечивает большее ускорение и урон. Главное орудие каждого корабля — это хребтовая пушка, работающая на 90% его длины, с дополнительным вооружением, включая бортовые башни рельсотрона, занимающие 40% ширины (например, дредноут Kilimanjaro класса имеет 156 таких башен — каждая сторона корабля имеет три палубы по двадцать шесть башен на каждой ). Третичное вооружение включает лазеры точечной защиты и торпедные аппараты. Из-за эффективности точечного вооружения ракеты в значительной степени устарели в космической войне (по крайней мере, против современных военных кораблей), оставив рельсотроны доминирующими.
- В забавном эпизоде «Показывая их работу» авторы вставили этот лакомый кусочек, чтобы показать, какие реальные последствия использования рельсотронов космической эры с технологией снижения массы будут иметь в военной подготовке.
- Об этом снова упоминается позже, когда Шепарду рассказывают о массивном кратере на планете, который, как оказалось, образовался от мошеннического выстрела из массивного экспериментального рельсотрона, расположенного в совершенно другой солнечной системе.
- Смысл запуска снаряда с кинетической энергией 150 ТДж каждые пять секунд заключается в том, что даже при идеальной эффективности системы запуска корабль должен генерировать не менее 30 тераватт мощности (30 ТВт * 5 секунд = 150 ТДж). Чтобы представить это в перспективе, типичная атомная электростанция может генерировать около 1-2 гига ватт. примечание Это, однако, обходится во вселенной с помощью титульного эффекта массы. Масса снарядов уменьшается, чтобы сделать ускорение до сверхвысокой скорости относительно недорогим с точки зрения энергии, после чего поле сбрасывается, в результате чего снаряд возвращается к своей нормальной массе для удара. Согласно внутриигровому кодексу, тепловыделение, а не генерация энергии, является основным ограничивающим фактором оружия во вселенной игры.
- И обратите внимание, что Эверест -класса, описанный в приведенной выше цитате, имеет почти сорокалетний дизайн (он все еще использовался во время Войны Первого контакта). Согласно кодексу, современные военные корабли стреляют залпами и главными орудиями каждые две секунд, что больше похоже на 75 тераватт для 888-метрового дредноута. А 888 метров — это маленьких для дредноута, по размерам он находится между 700-метровыми тяжелыми крейсерами (которые просто объемно уменьшены дредноутами) и более распространенными 1000-метровыми дредноутами.
- В Mass Effect 3 на Тучанке есть батарея из трех койлганов земли-космоса, каждая из которых имеет длину около 100 м и предположительно питается от наземных генераторов. В описаниях нескольких планет (например, Корлус) упоминается, что оружие класса «земля-космос» дешево и распространено во вселенной, но имеет очевидные недостатки, заключающиеся в том, что оно является статическими целями, что позволяет любому, у кого есть боевой корабль уровня крейсера или выше, просто стрелять. эти позиции с расстояния в миллионы километров, легко уклоняясь от встречного огня. примечание В кодексе указано, что с функциональной точки зрения дальность действия оружия космического корабля ограничена только способностью противника уклоняться. Когда это не является фактором, вы получаете такие штуки, как кварианцы, отстреливающие цели с дальней стороны звезды системы, легко за десятки миллионов километров. Как напомнил нам сержант-артиллерист, любой выстрел, произведенный в космосе, будет продолжаться вечно, а расчет механической точности для фактически неподвижных целей (планетарную орбиту очень легко учесть) — детская забава для общества, способного строить космические корабли в космосе. первое место.
- А позже в дредноуте гетов есть массивная винтовая пушка, которая настолько массивна, что каждый выстрел посылает мощный импульс электромагнитной энергии через коридоры технического обслуживания рядом с ней. А затем вы используете бочку как ярлык, чтобы добраться до другого конца корабля.
- Даже Жнецы используют их: те пушки Wave Motion, которыми они любят стрелять? Не лазеры. Не пучки частиц. Это потоки расплавленного металла, движущиеся с относительной скоростью. В механизме воспламенения используется магнетизм, хотя расплавленный металл не обладает магнитными свойствами. Однако, учитывая явный технологический прогресс Жнецов, не исключено, что металл может перегреться за крошечную долю секунды после того, как он уже запущен.
- Оружие с волновым движением, установленное на Жнецах, также сталкивается с другой проблемой, когда вы понимаете, что, какими бы массивными они ни были, у Жнецов нет бесконечного запаса расплавленного металла внутри, чтобы стрелять по целям. Кодекс отмахивается от этого, отмечая, что у Жнецов нет явной потребности в дозаправке или пополнении запасов, и указывает, что это физически невозможно.
- В забавном эпизоде «Показывая их работу» авторы вставили этот лакомый кусочек, чтобы показать, какие реальные последствия использования рельсотронов космической эры с технологией снижения массы будут иметь в военной подготовке.
- Рельсотроны могут быть установлены на линкоры серии Naval Ops , однако они имеют низкую скорострельность и узкие углы стрельбы.
- В Wild ARMs 2 самая мощная атака ARM Брэда — рельсотрон. Из-за своих разрушительных способностей он может удерживать только один или два заряда одновременно.
- Стальной батальон имеет два варианта рельсотрона. У них ограниченный боезапас (8 или 10 выстрелов), версия без фиксированной установки очень тяжелая и будет ограничивать возможности снаряжения оружия в дополнение к тому, что она ограничена несколькими ВТ, она потребляет много заряда батареи при стрельбе, и есть задержка перед выстрелом … но он уничтожит любой ВТ всего с 1 или 2 выстрелов, имеет очень большую дальность, и снаряд летит слишком быстро, чтобы соскользнуть с пути после выстрела. Хитрость в том, чтобы уклониться от него, состоит в том, чтобы сделать шаг прямо перед тем, как он выстрелит, чтобы FSS перекомпенсировал и промахнулся, но это не принесет жертве никакой пользы, если он является целью ДВУХ рельсотронов, один из которых выстрелил через полсекунды после другого. Излишне говорить, что это одно из самых страшных и часто используемых видов оружия в игровом арсенале.
- Поскольку это адаптация BattleTech , серии MechWarrior и MechCommander имеют винтовки Гаусса в качестве стандартного оружия для мехов; большая дальность и огневая мощь без риска перегрева, но дорого с ограниченным боезапасом и тенденцией к взрыву при повреждении. В играх также обычно представлены два других основных варианта: легкая винтовка Гаусса, которая может проткнуть врага по карте, но наносит меньший урон, и тяжелая винтовка Гаусса «молот бога», которая может надежно пробить дыру в большинстве мехов при тщательном прицеливании. но имеет сравнительно небольшую дальность и ужасную эффективность боеприпасов.
- В одном из сценариев пакета расширения MechCommander 1 Макгаффин битвы представляет собой тайник рельсотронов эпохи Звездной Лиги, которые затмевают огневую мощь, дальность и точность винтовок Гаусса (но несут в два раза меньше боеприпасов). К счастью, Дымчатым Ягуарам пока удалось раскопать и установить только один из них. К сожалению, ас, пилотирующий специально модифицированный «Стервятник», несущий его, достаточно хорош, чтобы уничтожить большую часть ваших сил, прежде чем вы войдете в зону прицеливания.
- Behemoth II и Marauder II в MechWarrior 4: Mercenaries Фанатское дополнение mektek может установить спинной рельсотрон, который является BFG даже по меркам мехов.
- Mechwarrior Living Legends добавляет гиперштурмовую винтовку Гаусса и улучшенную тяжелую винтовку Гаусса. HAG, доступный в размерах залпа 20, 30 или 40 пуль, представляет собой сверхвысокоскоростной скорострельный пулемет Гаусса, который имеет экстремальный взрывной урон, но посредственный устойчивый урон из-за того, что конденсатор должен перезаряжаться между залпами. Улучшенный тяжелый гаусс наносит немного меньше урона, чем стандартный тяжелый гаусс, и имеет еще худшую экономию боеприпасов, но не имеет снижения урона на расстоянии и более высокой общей максимальной дальности.
- В BattleTech , пошаговой стратегической игре, основанной на настольной версии, винтовки Гаусса служат чрезвычайно редким мечом Бесконечности -1, потому что в эпоху до вторжения кланов, действие игры происходит, оружие Гаусса любого вида это Утерянные технологии, которые никто не может создать самостоятельно. Вы получаете только одно орудие за всю кампанию, установленное на столь же уникальном мехе SLDF Highlander Королевского класса, и если оно будет уничтожено в бою (что произойдет рано или поздно), заменить его будет невозможно. С другой стороны, он сохраняет всю свою мощь, дальность, точность и способность рубить головы из настольной игры, поэтому с соответствующим опытным пилотом у руля у вашего горца есть 18% шанс убить одним ударом любой мех со всего поля боя. с метким Precision Shot в кабину.
- В наборе «Меч звезд» все баллистическое оружие относится к этому типу, от самых простых скорострельных пушек Гаусса с относительно малой дальностью стрельбы и слабых до массивных осадных двигателей против планет (которые стреляют большими металлические астероиды). Существуют также рельсовые пушки (часто называемые импакторами), которые представляют собой неподвижные орудия, направленные вперед и стреляющие большими металлическими снарядами с невероятной скоростью. В отличие от Siege Drivers, они очень эффективны в бою. Их воздействие также приводит к большой передаче импульса.
- Phase Rifle в Conduit 2 на самом деле рельсотрон.
- Плазменная атака Лоренца Горгульи в Disgaea 4 заставляет его генерировать электрический ток между руками для использования в качестве импровизированного рельсотрона и использует монеты в качестве основного боеприпаса, мало чем отличаясь от некоторых других персонажей. Он запускает сундук с сокровищами в конце для дополнительной взрывчатки.
- В каждой игре Red Faction , начиная с первой, был Rail Driver, рельсотрон, который может пробивать стены и препятствия, имеет прицел, который может видеть сквозь указанные препятствия, а в первой и второй играх был один удар. убийство. В третьей игре представлены винтовка Гаусса, которая может нанести побочный урон, и пушка Гаусса, модернизированная версия, доступная только на определенных транспортных средствах EDF и в DLC.
- Forces of Corruption расширение для Star Wars: Empire at War представляет фрегаты класса Vengeance для Консорциума Zann, основанные на новом имперском проекте, который Империя так и не смогла построить (планы были на первая Звезда Смерти, когда она была уничтожена). Их основное оружие — четыре пушки массового привода, которые полностью игнорируют дефлекторные щиты, что делает их бесценными в боях со звездными разрушителями (некоторые из этих фрегатов могут быстро вывести из строя генератор щита СД, оставив его уязвимым для остального флота Консорциума, особенно если СД попадает в засаду с использованием 9Маскировочное устройство 0118 Vengeance . Недостатком является отсутствие у фрегата собственных дефлекторных щитов и низкая скорость корабля.
- В Sins of a Solar Empire TEC использует двойные гаусс-пушки на своих орбитальных оборонительных платформах, фирменное оружие линкора «Кол» — гаусс-рейлган, а супероружие «Новалит-пушка» — гигантский рейлган, стреляющий гигантскими ядерными зарядами по планетам на близком расстоянии. скорость света.
- На самом деле она может стрелять со сверхсветовой скоростью, поскольку вы можете стрелять из пушки Новалит по планете в другой звездной системе. Если бы он двигался со скоростью, близкой к световой, ему все равно потребовались бы годы, чтобы достичь своей цели, а это значит, что у ядерной бомбы есть собственный фазовый двигатель, который не использует гиперпространственные дорожки.
- Farsight XR-20 из набора Perfect Dark , который по сути является снайперской винтовкой One Hit Kill. Это может отслеживать и стрелять по врагам сквозь стены. Он не особенно быстро отслеживается, а его низкая скорострельность делает его неудобным на близком расстоянии, но он по-прежнему считается переломным моментом в многопользовательской игре.
- В редком примере восточной ролевой игры одним из самых сильных орудий, которое вы можете экипировать в Shin Megami Tensei I , является рельсотрон.
- Приводы массы разного размера являются самым основным оружием в Homeworld Серия , начиная от метко названного горохострела (слабого даже для оружия размером с истребитель) до гигантского и мощного оружия, установленного на кораблях размером с крейсер.
- Vega Strike имеет это оружие как наиболее эффективное (соотношение урона и энергии) — как и кинетика, оно также не ослабевает с увеличением дальности и частично обходит дефлекторные щиты. Micro Driver (легкая пушка, 10,5 кг, 4 км/с), Mini Driver (средняя пушка, 26,8 кг, 3,5 км/с) и Grand Gauss (378 кг, 20 км/с). Первые два и металлические шары для них очень дешевы и широко распространены в человеческом пространстве (и являются предпочтительным оружием для луддитов), четыре из последних используются в качестве оружия, установленного на позвоночнике, на линкоре Aera. Есть также много «кинетики с боеголовками», то есть пушки, бросающие снаряды, усиленные различными неприятными вещами, вплоть до клеток антиматерии (Жнец).
- Новый Конгломерат в PlanetSide опирается на магнитную штурмовую винтовку, винтовку Гаусса, которая стреляет мощными пулями со странным звуком выстрела, хотя на самом деле она стреляет медленнее пуль, чем более традиционное пулевое оружие. У Конгломерата также есть гигантская рельсовая пушка для BFR, которая почти сканирует попадание и наносит огромный урон.
- На самом деле, все оружие Терранской Республики тоже основано на Гауссе, просто об этом не так явно сказано. Единственная фракция, которая не использует его, — это Вану (которые используют плазменное оружие, но ТАКЖЕ используют двигатель на магнитной основе).
- В сиквеле, Planetside 2 , Новый Конгломерат использует магнитное оружие для всего оружия своей фракции (за исключением некоторых ракетных пусковых установок). Терранская Республика, с другой стороны, полностью покончила со всем магнитным оружием, которое они когда-то использовали, и вместо этого решила использовать только обычное огнестрельное оружие с высокой скорострельностью для своего фракционного оружия.
- В игре Modern War от Gree башня с рельсотроном используется в качестве основной защиты высшего уровня. Кроме того, несколько юнитов верхнего уровня, по-видимому, вооружены рельсотронами, о чем свидетельствует их название.
- В серии Super Robot Wars Compact 2 и Super Robot Wars: Original Generation Alteisen имеет два гигантских электромагнита на плечах, которые извергают сотни крошечных шарикоподшипников, движущихся со скоростью, близкой к скорости света.
- В играх Original Generation также есть роботы серии Lion, которые используют рельсотроны в качестве основного оружия, от винтовок до артиллерии.
- И, конечно же, печально известный ЛИНЕЙНЫЙ РЕЙЛГАН! для La Gias то же, что лучевая винтовка для Gundam . Около восьмидесяти процентов всех масоуки имеют одного или двух таких младенцев, встроенных или носимых вручную.
- Одно из орудий, используемых в Командир звена , является массовым приводом. У него худшая дальность стрельбы и второй по урону среди всех орудий, установленных на истребителях.
- В серии Stalker есть винтовка Гаусса, которая выглядит почти так же, как винтовка Гаусса из Fallout 2, но с синтетической мебелью. Обычно это оружие эндшпиля, которое намного превосходит все остальное оружие по характеристикам, но уравновешивает его редкостью боеприпасов и иногда полуприличным рабочим состоянием. В Зов Припяти , однако, пистолет по сути является Мечом Бесконечности +1 благодаря механику на первой карте, который может продать вам неограниченное количество менее качественных боеприпасов (хотя он, конечно, все еще мощный, хотя ему не хватает мощность, которую имеют обычные аккумуляторные блоки) по цене 2000 рублей за каждый самодельный аккумуляторный блок. Это доступно после того, как вы покажете ему винтовку Гаусса после засады в Припятской больнице и выполните его небольшой побочный квест, касающийся информации об уникальном оружии «Изделие 62».
- Descent II имеет пушку Гаусса, улучшенную версию пушки Вулкан из предыдущей игры, использующую те же боеприпасы, что и Вулкан (пули, а не энергию вашего корабля). Мало того, что пули сканировали попадание, они также были взрывоопасными , наносящими урон по площади ближайшим роботам. Вдобавок ко всему, он фактически потреблял боеприпасы медленнее, чем Вулкан, что делало Пушку Гаусса бесспорным прорывом в игре.
- Grand Theft Auto V содержит рельсотрон в качестве бонуса к старому сохранению. Игроки расширенной версии, которые вернутся из предыдущей версии, смогут купить ее в Ammu-Nation за колоссальные 250 000 долларов. Хотя у него есть несколько недостатков, таких как малый боезапас, он по сути функционирует как ракетная установка без времени в пути, мгновенно создавая взрыв всякий раз, когда игрок нажимает кнопку огня. Стоит ли удивляться, что это одно из сильнейших орудий во всей одиночной игре?
- Thunder Force IV / Lightning Force (так в оригинале) имеет «рельсовую пушку» в качестве улучшенного Back Shot. Тем не менее, это не настоящий рейлган, а скорее базовое оружие Лучевого Спама.
- В DOOM (2016) единственным оружием, которого нет в предыдущей части, является пушка Гаусса, которая достаточно мощна, чтобы убить большинство меньших врагов одним выстрелом. (Хотя в игре она упоминается как пушка Гаусса, по внешнему виду она похожа на рельсовую пушку.) Для нее доступны модификации оружия: Precision Bolt (позволяет стрелять заряженными снайперскими выстрелами) и Siege Mode (позволяет заряжать луч который может прорваться сквозь врагов ценой потери вашей скорости).
- Звездная база Орион имеет турели Гаусса, которые представляют собой оружие ближнего действия, которое рассылает снаряды, которые полностью обходят броню и направляются прямо к структурным повреждениям. С другой стороны, они практически бесполезны против щитов.
- Корабли в Nexus: The Jupiter Incident используют магнитные снаряды для повреждения корпуса, поскольку энергетические снаряды воздействуют только на щиты, а большинство медленных лазеров ужасны при повреждении корпуса (их целью является повреждение подсистемы). Более поздние, более мощные метательные установки также могут наносить урон щиту, но специальные энергетические снаряды лучше. Единственное оружие, которое лучше наносит урон корпусу, — это осадный лазер, но он требует, чтобы ваша цель оставалась неподвижной, и требуется, чтобы четыре корабля вкладывали всю свою мощь в оружие в течение длительных периодов времени (оставаясь неподвижными и беззащитными).
- В первой игре Star Trek: Elite Force ваша команда садится на заброшенный корабль, построенный вокруг гигантского магнитного ускорителя, который запускает огромные кинетические снаряды с невероятной скоростью. Вам нужно активировать его, чтобы поразить вражеский корабль, направляющийся к Вояджеру .
- Метро 2033 содержит вольт-драйвер, пушку, работающую на электромагнитном ускорении. Это одно из самых мощных орудий в игре, а альтернативный огонь работает как смертоносный электрошокер… пока вы держите его заряженным. Молчать тоже нельзя. Он возвращается через Metro: Last Light с немного другой конфигурацией и новым названием: Hellbreath. Он также доступен в Metro Exodus , хотя там он рассматривается как электромагнитная модификация Tihar с воздушным приводом.
- Дети Мертвой Земли Имеет оба основных типа магнитного оружия в качестве устанавливаемого вооружения для ваших кораблей. Рельсотроны имеют лучшую дальность, урон и точность, чем обычные автопушки (и безумно скорострельны), в то время как койлганы имеют меньшую скорострельность, но и большую останавливающую силу, чем автопушки и рельсотроны, и могут быть оснащены различными типов боеприпасов, включая ядерные боеголовки.
- Killzone Shadowfall имеет три: M-6 Punt, магнитный револьвер; Ls-44 Spoor, гибрид пистолета-пулемета и снайперской винтовки, который может менять режимы одним нажатием кнопки; И ПНВ-06 «Напряжение» — переносная трехзарядная автоматическая пушка.
- Titanfall имеет Плазменный Рейлган, мощную пушку, используемую одноименными Титанами в качестве массивной снайперской винтовки.
- Brigador имеет два рельсотрона: 25-мм Zeus , мощную пушку, установленную в «основных» слотах для оружия, и 12-мм Galinha — медленно стреляющая автопушка, устанавливаемая в «вспомогательные» слоты для оружия. Оба оружия могут стрелять сквозь стены и врагов и вызывать небольшую ударную волну в месте приземления башмака, что приводит к умеренному урону по площади. Тем не менее, ударная волна, создаваемая Galinha, не так уж эффективна, требуя от игрока наносить прямые удары, чтобы быстро убить, тогда как Зевс убьет большинство врагов одним ударом, даже с помощью ударной волны. (информация верна на момент обновления Up Armored Edition)
- Пушки Гаусса — вторая по мощности планетарная защита в немецкой MMO Ogame , уступая только плазменным турелям. Во внутриигровом текстовом описании описывается, как при выстреле они создают невероятно мощную ударную волну, которую можно услышать за мили, и как экипажи, находящиеся рядом с ними, должны принимать специальные меры защиты из-за производимых ими оглушающих ударов.
- Рейлган был добавлен в общедоступное бета-обновление для Crossout . Его очень дорого покупать и монтировать, но он способен уничтожить большинство транспортных средств с одного выстрела.
- Различные типы магнитного оружия составляют одно из трех семейств оружия звездолетов в Stellaris . Самые большие модели — это стационарные пушки с волновым движением, обращенные вперед, способные с одного выстрела поразить пиратские крейсера с расстояния в несколько AU. Они превосходны в снятии щитов, но проигрывают на несколько тиков против тяжелобронированных целей, поэтому они лучше всего работают в паре с энергетическим оружием, плавящим броню.
- Battlezone (1998) представляет собой пушку MAG, которая заряжается в несколько этапов, от пулеметной очереди до одного большого снаряда. В сиквеле это относится к оружию ISDF, где боевой вариант, установленный на большинстве Hover Tank, заряжается от дробовика ближнего действия разного уровня до смертоносного Flechette Storm при полной зарядке, в то время как штурмовой вариант, если он установлен на таких платформах, как 9Штурмовой танк 0118 Bulldog , поведение аналогично первой игре.
- В Bombshell Альтернативный огонь для Ion Maiden — это рельсотрон, который работает, вставляя дротик в камеру сверхпроводящего магнитного ускорителя оружия, которая должна стрелять ионными болтами.
- В Dungeons of Dredmor, лучшим доступным арбалетом является Clockwork Rail Launcher, в основном арбалет с магнитным ускорением (несмотря на название, он использует гауссовые катушки, а не рельсотрон), который бьет так сильно, что может отбросить врагов.
- В EVERSPACE ваш корабль может быть оборудован койлганом. Снаряды выглядят как зеленые болты и издают металлический звук при выстреле.
- В темной фэнтезийной ролевой игре Wolcen Объединенная Республика Человечества использует рельсовые пушки Magitek, а если ваш персонаж использует пистолет или лук, он может использовать навык Рельсозерцатель смерти .
- Игра Bit Monster’s IOS Стрелок Z имеет специальное оружие 2-го уровня, RG1Magnem, которое представляет собой заряжаемую рельсовую пушку, которая отлично подходит для уничтожения зомби-титанов и танков, пока вы не получите оружие 3-го уровня.
- Оружие New Jericho из Phoenix Point представляет собой гаусс-оружие, которое стреляет железными пулями с такой скоростью, что они выглядят как синие лазеры (в отличие от пушек Synedrion, которые действительно используют лазеры). Если присмотреться, на дулах установлено соленоидов Технический термин для обозначения электромагнитной катушки, идущей по всей длине. У них немного больше мощности за выстрел, но они стреляют меньшими очередями (их штурмовая винтовка стреляет 4 раза по 40 урона за пулю), чем базовая AR (6 раз по 30 урона за пулю).
Веб-комиксы
- Перегрин, космический пират-киборг из Voices , имеет рельсотрон , установленный на руке . Позже он использует мини-механизм, который даже на 90 118 больше, чем 90 119, хотя он хорош только для одного выстрела.
- Schlock Mercenary имеет пистолеты «gauss-gunfoam», которые действуют как койлганы в одном из двух режимов. У него также есть рельсотроны как довольно распространенное вооружение на военных кораблях, хотя они могут использовать соус, а не магнетизм.
- В Girl Genius , когда Гильгамеш Вульфенбах угрожает армии боевых кланов, солдаты на борту отчаянно пытаются убить его, прежде чем он сможет атаковать. В том числе один из командиров приказал своей команде «выстрелить из винтовки», которая, предположительно, является основным тяжелым оружием лязга. Мы никогда не видим результата, потому что этот конкретный лязг превратился в металлолом в считанные секунды.
- В явно преднамеренной подрывной деятельности в другой сцене показана «рельсовая пушка», то есть устройство, которое стреляет по длине недавно выкованных раскаленных рельсов поезда, хотя они его используют. против магнитного оружия графа Волькерсторфера, оснащенного Гигантским мехом.
- Белая доска : пейнтбольный рейлган Роджера.
- Твердотельный накопитель : койлганы довольно часто используются в арках будущего. Одна арка вращалась вокруг восстановления старого рельсотрона под названием «Длинный Том», который теоретически мог запустить автобус на орбиту. (Если бы они могли заставить его работать.)
- В Genocide Man основным оружием главных героев является рейлган размером с пистолет, стреляющий дротиками с зарином-м, который менее чем за две секунды уложит любого на землю, полностью парализует и задушит до смерти. Сами дротики не так опасны, если цель невосприимчива к нейротоксину, хотя они, по крайней мере, достаточно сильны, чтобы сбивать вооруженные дроны. И пистолет Джейкоба настроен неправильно, поэтому при выстреле он производит дуги молнии. Выходной мощности электричества также достаточно, чтобы в упор он мог действовать как довольно эффективный электрошокер, что оказывается ключевым в борьбе с Джоуи.
- Grrl Power : Дилетант (гениальный инопланетный суккуб) изобрела оружие, для которого она не знает английского слова, и пытается назвать его «магнитной рогаткой». Сидни понимает, что это рельсотрон, когда танк, в который она выстрелила, взрывается.
Western Animation
- В эпизоде Лига Справедливости Вандал Сэвидж использует орбитальную рельсовую пушку, чтобы сбивать астероиды по Земле, давая ему «высшую высоту» в его последней попытке захватить мир. Он был прикреплен к МКС под видом вклада Казниа.
Реальная жизнь
- ВМС США испытали рельсотрон мощностью 10 МДж.
- В декабре 2010 года они побили собственный рекорд, выстрелив 32 МДж. Цель состоит в том, чтобы к 2020 году оснастить корабль рельсовой пушкой мощностью 64 МДж.
- В конце февраля 2012 года военно-морской флот выпустил прототип рельсотрона BAE systems. В отличие от предыдущих моделей, этот рельсотрон является первой моделью, которая выглядит как что-то, что можно установить на корабль.
- В январе 2015 года готовое оружие было наконец представлено публике, и вскоре последуют ходовые испытания.
- На более практическом, а не непосредственно оружейном уровне, передовая технология авианосцев, которая вскоре выйдет из употребления, включает в себя замену паровых авиационных пусковых катапульт на то, что по сути является низкоскоростным койлганом. паровые и водяные трубопроводы, идущие от техники к кабине экипажа, электромагнитные катапульты дешевле, менее требовательны к обслуживанию, более компактны, имеют более плавный разгон (что означает меньшую ударную нагрузку на запускаемый самолет) и имеют более широкий диапазон самолетов веса, которые они могут эффективно запускать.
- По состоянию на апрель 2021 года в США открыто продается как минимум одна модель ручного койлгана. ArcFlash GR-1 обеспечивает начальную скорость, эквивалентную .22 Short, и по закону считается пневматическим оружием. По мере совершенствования технологии конденсаторов мы увидим, как возможности улучшаются с уровня пневматического оружия до уровня пистолетов и, в конечном итоге, настоящих винтовок и выше.
Рейлганы
Стандартный научно-фантастический рельсотрон.
Альтернативное название(я): Катушка, Рейлган, Магнитное оружиеЧетыре вещи, которые нужно знать о рельсотронах: что такое рельсотрон?
Рельсовые пушки — это устройства, использующие электрическую энергию вместо химической энергии для запуска снарядов на расстояние более 100 миль с гиперзвуковой скоростью.
В настоящее время ВМС США оценивают первые практические рельсовые орудия, чтобы дополнить более обычные морские артиллерийские орудия.
В отличие от современных артиллерийских снарядов, снаряды рельсотрона — это просто снаряды.
Они не содержат взрывчатых веществ, а кинетическая энергия снаряда, движущегося в семь или около того раз быстрее скорости звука, может прорвать сталь или бетон, уничтожая все на своем пути.
Содержание
Как работают рельсовые пушки?
Как включить рельсотрон?
Военные рельсотроны
Запуск груза в космос
Как работают рельсовые пушки?
Рельсовые пушки основаны на реакции между магнитными полями и электрическим током.
Упрощенная иллюстрация работы рельсовой пушки. Источник изображения: gcaptain
На рисунке выше наши «рельсы» представляют собой два оголенных медных провода, подключенных к источнику постоянного тока, а наш «снаряд» — это медный провод, показанный оранжевым цветом, просто лежащий поверх рельсов.
Это замыкает электрическую цепь, и через снаряд протекает электрический ток I.
Электричество, протекающее по рельсам, создает магнитное поле B, как показано синим цветом. Генерируемое чистое магнитное поле перпендикулярно плоскости страницы.
Конструкция рельсотрона
Согласно закону Лоренца, ток, проходящий через снаряд, взаимодействует с магнитным полем в рельсах, создавая силу F.
Иллюстрация в правом нижнем углу рисунка иллюстрирует то, что называется правилом правой руки.
На нем показано, как будет проявляться сила — при протекании тока по рельсу и магнитном поле, перпендикулярном плоскости рельса, снаряд выталкивается наружу вдоль рельсов в направлении от источника тока.
Если все это выглядит знакомо, то должно быть, потому что эти принципы аналогичны тому, как работают некоторые электродвигатели.
Как питать рельсотрон?
Не позволяйте упрощенному объяснению в предыдущем разделе ввести вас в заблуждение — практичный рельсотрон — чрезвычайно сложное устройство, для работы которого требуется огромная электрическая мощность.
Мощность рельсовой пушки
Хорошая цифра для начала — 25 мегаджоулей. Поскольку джоуль эквивалентен одному ватту за одну секунду, это означает, что для того, чтобы рельсотрон выстрелил снарядом, ему требуется мощность, эквивалентная 25 мегаваттам за одну секунду.
Теперь подумайте, какая это мощность.
Предположим, что типичные электростанции, работающие на угле, нефти или природном газе, которые обеспечивают большую часть электроэнергии, используемой сегодня во всем мире, производят около 500 мегаватт.
25 мегаватт/500 мегаватт — это 1/20.
Это означает, что для выброса одного снаряда нашему рельсотрону требуется 1/20 мощности типичной силовой установки в секунду или вся мощность силовой установки в течение 1/20 секунды.
И именно поэтому многие новые военные корабли США оснащены огромными возможностями по выработке электроэнергии.
И, конечно же, снаряд не останется в рельсотроне ни на 1/20 секунды.
Неизбежная неэффективность будет означать, что это очень низкая оценка. В любом случае, это МНОГО ВЛАСТИ. И именно поэтому многие новые военные корабли США оснащены огромными возможностями по выработке электроэнергии.
Основные детали рельсотрона. Источник изображения: Seminarsonly
И, конечно же, снаряд не останется в рельсотроне даже на 1/20 секунды.
Рельсотронная физика
Подсчитано, что ускорение, которое рельсотрон должен передать снаряду, будет примерно в 30 000 раз больше силы тяжести.
Итак, вот некоторые «обратные стороны конверта» расчетов и примерное время, которое потребуется снаряду, чтобы пройти через рельсотрон:
S = ½ at²
Примем длину рельса в 5 метров
5 метров = ½ (30 000) x 9,8 м/с x t²
10 метров = 3 х 104 х 9,8 х т²
10 метров = 29,4 х 104 х т²
10 х 100 = 2,94 х 105 х т²
3,4 х 10-5 = t²
Т = 0,0058 секунды
Было подсчитано, что для практического военного рельсотрона эти 25 мегаджоулей должны накапливаться примерно за 10 секунд, и теперь мы подсчитали, что этот заряд должен быть рассеян в рельсотроне в течение примерно пятитысячных секунды.
Суперконденсаторы могут быть как раз средством, с помощью которого это можно сделать.
Батарея суперконденсаторов может быть заряжена до уровня 25 мегаджоулей за несколько секунд.
Затем они могут подавать огромный ток, необходимый для рельсотрона, измеряемый миллионами ампер, в течение бесконечно малых периодов времени, необходимых для запуска снаряда.
Военные рельсотроны
Одним из самых больших преимуществ военных рельсотронов является низкая стоимость снарядов. У них нет внутреннего топлива, так как они приводятся в движение электричеством.
Они также не нуждаются в заряде взрывчатого вещества, потому что кинетическая энергия снаряда, летящего со скоростью, в семь раз превышающей скорость звука, наносит урон.
Еще одним преимуществом является безопасность. Эти снаряды не содержат взрывчатого вещества или взрывчатого вещества. Тем самым устраняется основной риск.
Разрабатываемые сегодня устройства ускоряют свои снаряды с силой, в 30 000 раз превышающей силу гравитации.
Снаряды обязательно должны быть точно сконструированы, но они будут стоить ничтожную долю вражеских ракет, для уничтожения которых они будут использоваться.
Кроме того, они имеют дальность более 100 миль, поэтому со временем могут заменить классические «пороховые» ускоренные артиллерийские снаряды.