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

image

Принцип работы Пушки Гаусса


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

Схема портативной Пушки Гаусса


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

image

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

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

Принцип работы


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

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

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

image

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

image

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

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

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


Корпус для Пушки Гаусса


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

image

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

image

Схему и Модель корпуса можно скачать с гугл диска по ссылкеDownload

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

Комментарии (42)


  1. RalphMirebs
    20.01.2022 15:24
    +15

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


  1. AI_zek
    20.01.2022 15:41

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


    1. shiru8bit
      20.01.2022 15:51
      +5

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


      1. screwer
        20.01.2022 15:54
        +3

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


      1. MAXH0
        20.01.2022 17:01

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


      1. gagarinas
        20.01.2022 17:01

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


      1. 3epg
        20.01.2022 19:18

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

        У боевого оружия от 2000 дж.


        1. serginfo2009
          20.01.2022 19:27
          +1

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


        1. belav
          21.01.2022 17:43

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


          1. 3epg
            21.01.2022 17:53

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


            1. Am0ralist
              21.01.2022 17:57
              +1

              а с нулевого расстояния и шуруповёртом засверлить можно


              1. 3epg
                21.01.2022 18:02

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


                1. Am0ralist
                  21.01.2022 18:10
                  +1

                  Не, я другое вспомнил


                  1. axe_chita
                    21.01.2022 20:46

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

                    Шварценеггер против Скалабура!


      1. Jury_78
        20.01.2022 19:47

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


        1. shiru8bit
          20.01.2022 19:48

          У этих штук в одноступенчатом исполнении КПД порядка единиц процентов.


          1. Jury_78
            20.01.2022 19:51
            -1

            Можно не боятся :)


      1. K0styan
        20.01.2022 22:29
        +3

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

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


    1. balamutang
      20.01.2022 18:38

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


  1. BiW
    20.01.2022 15:42
    +18

    Хабр теперь филиал Youtube?


  1. vmir88
    20.01.2022 15:51
    +13

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


    1. maggg
      20.01.2022 18:10
      +15

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


  1. DanilinS
    20.01.2022 16:01
    +13

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

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

    Обычно катушку шунтируют мощным диодом для исключения подобной ситуации.


    1. asdertytreds
      20.01.2022 17:41

      тут же тиристор есть


      1. iShrimp
        20.01.2022 19:14

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


        1. Jury_78
          20.01.2022 20:34

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


  1. kbtsiberkin
    20.01.2022 17:05

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


    1. Fox_exe
      20.01.2022 17:29
      +2

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

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


    1. VolodjaT
      20.01.2022 20:38

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


      1. JustPeople
        21.01.2022 07:07

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


        1. LuggerMan
          21.01.2022 12:11

          Кхм, а когда бывает по-другому-то?


          1. Jury_78
            21.01.2022 12:52

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


        1. VolodjaT
          21.01.2022 23:36

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


  1. Inskin
    20.01.2022 18:21
    +1

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


    1. AllexIn
      20.01.2022 18:32

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

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


  1. Certik
    20.01.2022 19:53

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

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


  1. SShtole
    20.01.2022 21:25
    -2

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


  1. Daddy_Cool
    20.01.2022 23:48

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


    1. arheops
      21.01.2022 05:41
      +1

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


      1. Daddy_Cool
        21.01.2022 15:45

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


        1. arheops
          22.01.2022 05:27

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


  1. pavelsc
    21.01.2022 00:18

    Наконец-то пушка Гаусса ) Давненько таких постов не было