27 Kilojoule Railgun

Die stärkste Amateur-Railgun

Railgun ist ein elektrischer Massenbeschleuniger. Das Projektil befindet sich zwischen zwei Elektroden, die an eine Konstantstromquelle angeschlossen sind. Das Projektil schließt die Elektroden und erhält aufgrund der Lorentzkraft eine Beschleunigung. Railgun ist ein Impulsgerät. In der Praxis wird der Betrieb häufig durch Kondensatoren bereitgestellt, die sich sofort entladen.

Mit Hilfe einer Railgun kann einem Projektil eine sehr hohe Beschleunigung verliehen werden. Diese Beschleunigung kann viel höher sein als bei herkömmlichen Waffen, bei denen die Kugel durch die chemische Energie der Verbrennungsreaktion des Pulvers in Bewegung gesetzt wird. Railgun ist eine vielversprechende Waffe. In einigen Fällen wird die Geschwindigkeit des Projektils in Tausenden von Metern pro Sekunde gemessen, was enorme Zerstörung, hohe Schussreichweite und die Komplexität der Abwehr von Schäden verspricht. Derzeit sind in keinem Land der Welt Railguns im Einsatz. Jetzt gibt es nur noch Testmuster. Insbesondere die US-Marine arbeitet an einer Railgun für Marinewaffen .

Eine Railgun besteht aus zwei Schienen, einem Projektil und einer Stromquelle. Die allgemeine Einfachheit des Designs zieht Liebhaber an. Jemand Xtamared hat gesammeltIhre tragbare Probe. Die Energie des Schusses beträgt 1,8 Kilojoule Energie. (Dies ist eine Zahl der Ladungsenergie in Kondensatoren. Die Verluste sind enorm und es lohnt sich nicht, sie mit der Schießenergie der AK-74-Patrone mit einem Kaliber von 5,45 × 39 mm - etwa 1,3 kJ - zu vergleichen.) Eine Gruppe anderer Handwerker baute ihre Railgun zusammen, und ihre Leistung ist viel höher - In Kondensatoren sind bis zu 27 kJ Energie. Wie Tests gezeigt haben, ist ein Schuss von dieser Railgun bereits tödlich.

Die Gesamtmasse der Vorrichtung betrug ungefähr 113 kg. Auf dem Foto zum Kat ist nur die Waffe selbst dargestellt. Eine riesige Batterie mit 56 Kondensatoren und dicken Kabeln ist nicht dargestellt. Der Autor des Projekts nennt sich Ziggy Zee. Das Projekt wird auf hohem Niveau ausgeführt. Der Autor sagt , er habe drei Jahre bei der Rüstungsfirma gearbeitet.


Bereitstellung, Installation und erster Test mit einer Schießenergie von 20,5 kJ.


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Wenn Sie das Potenzial auf die Schienen anwenden, auf denen sich das stationäre Projektil befindet, schmilzt es einfach. Daher muss es zum Kontakt mit den Schienen verteilt werden. Der Handwerker Ziggy Zee verwendete dafür eine völlig traditionelle Lösung - eine Dose Kohlendioxid. Nach dem Drücken des Abzugs beschleunigt eine Aluminiumhülle auf 80 km / h, was keine sehr hohe Geschwindigkeit ist. Das Projektil kommt mit zwei parallelen Schienen aus Kupfer in Kontakt. Die Schienen drücken das Projektil fest zusammen und erzeugen so viel Reibung, dass eine Bewegung verhindert wird. Die Reibung ist so hoch, dass ein Blindschuss ohne Spannung dazu führt, dass das Projektil zwischen den Schienen stecken bleibt. Aufgrund des Stroms während der Bewegung schmilzt ein Teil des Aluminiums und bietet eine hervorragende Schmierung. Die Kraft von Lorentz beschleunigt das Projektil und es kommt mit hoher Geschwindigkeit aus der Waffe.







Bei der Herstellung von Railguns wird häufig der Waffe und ihrer elektrischen Komponente große Aufmerksamkeit gewidmet. Aber die Schale ist wichtig. Als Material des Projektils wurde Aluminium gewählt. Ziggy Zee stellt fest, dass es ein Missverständnis gibt: Viele glauben, dass Ferromagnete benötigt werden - Stahl. Eisen ist jedoch aufgrund seines hohen Schmelzpunktes und seiner schlechten Leitfähigkeit schlecht zum Schießen mit einer Railgun geeignet. Dies ist keine Gaußsche Kanone, Ferromagnetismus in der Railgun ist nicht so definierend. Die Schale besteht aus einem Kopf, aus dem zwei Beine herauskommen. Experimentell stellten Handwerker fest, dass die Beine große Mengen Aluminium verlieren. Dies ist durchaus zu erwarten. Während des Schießens werden die Beine mit hoher Kraft gegen die Schienen gedrückt - die Berechnungen zeigen eine Anzahl von mehr als 4000 N. Dies gewährleistet einen ausgezeichneten Kontakt mit den Schienen.





Die Schienen sind fest befestigt, so dass das Projektil wie Wasser aus dem zusammengedrückten Ende eines Gartenschlauchs herausgedrückt wird. Das Foto oben zeigt eine 22 Gramm schwere Schale. Nach dem siebten Test wurde eine leichte Version von 14 Gramm erstellt. Der Kopf des Projektils wurde geschnitten, um ein besseres Eindringen zu gewährleisten und die Wahrscheinlichkeit des Festfressens zu verringern. Die Waffe und die Granaten stellen ohne Kondensatoren keine Bedrohung dar. Sie sind die ganze Gefahr und 80% der Masse des Gerätes. Damit die Waffe funktioniert, wurde eine riesige Batterie mit 56 Kondensatoren benötigt. Neue kosten 850 US-Dollar, das heißt, jeder würde 50.000 US-Dollar kosten. Handwerker konnten 58 Stück (2 Ersatzteile im Fehlerfall) für nur 2600 US-Dollar erhalten. Aber es hat zwei Jahre gedauert.







Jeder der Kondensatoren ist für den Betrieb bei Spannungen bis zu 400 V ausgelegt und hat eine Kapazität von 6000 Mikrofarad. Impulskondensatoren. Zum Verbinden der Kondensatoren wurde eine 0,64 cm dicke Aluminiumstange verwendet. Die Stangen mussten einer großen Strömung standhalten. Mechanische Festigkeit ist erforderlich, damit jede Kondensatorbank mit einem Gewicht von etwa 22 kg ohne Beschädigung transportiert werden kann. Auch die Breite der Stäbe spielt eine Rolle: Ein konzentriertes Magnetfeld kann die schmalen Leiter brechen. Natürlich könnte Kupfer besser sein, aber die Autoren des Projekts fanden es zu teuer und zu schwer. Löcher in den Stangen machten eine Bohrmaschine, die Kondensatoren sind fixiert. Ein Fragment aus Acetalkunststoff trennt die Stäbe vom Kontakt.







Für die eigentliche Waffe wählte Ziggy Zee die Harolite G10. Als Anforderungen waren extrem hohe Festigkeit, Verarbeitbarkeit und Leitfähigkeit nahe Null erforderlich. Während des Startvorgangs werden Schienen mit Kilonewton Kraft getestet, die sie voneinander abstoßen. Harolit hat sich gut bewährt: Es ist für Drücke bis zu 344,7 MPa (50.000 psi, vergleichbar mit Stahl) ausgelegt und hat eine gute Wärmebeständigkeit (es brennt, schmilzt aber nicht). Das Foto zeigte einen sehr frühen Prototyp eines Projektils, das nicht verwendet wurde. Für Verbindungselemente wurde nichtmagnetischer Edelstahl der dreihundertsten Serie verwendet. Die pneumatische Beschleunigerkammer wurde aus stoßfestem ABS-Kunststoff zusammengebaut. Harolit wurde mit E6000-Kleber auf einen 4 × 4-Zoll-Holzblock geklebt.








Ein Fragment einer Paintballwaffe wird als Auslöser verwendet. Die Waffe wurde sprühlackiert. Das Magnetfeld sollte sich hinter dem Projektil befinden. Der Autor des Projekts schätzte, dass das Magnetfeld maximal ist, wenn das Projektil etwa 5 Zentimeter entlang der Schienen verläuft. Der Kontakt zwischen dem Projektil und den Schienen ist unerwünscht, bis das Projektil mindestens 2,54 cm (1 Zoll) passiert. Die notwendigen Teile wurden mit einem Bandschleifer bearbeitet. Für zukünftige optische Elemente wurden die Picatinny-Schiene und andere Karosserie-Kits an der Waffe befestigt. Ein Zweibein-Zweibein wurde auf die Railgun gesetzt. Stromkabel können gelötet werden, aber Ziggy Zee schlug vor, dass sie abfliegen würden. (Wie die Videos zeigen, fliegen sie beim Abfeuern wirklich ab.) Daher wurde eine Halterung erstellt, die schnell wiederhergestellt werden kann. Arbeitsergebnis


















Zum Aufnehmen müssen Kondensatoren aufgeladen werden. Im Feld wird hierfür eine Reihe von Neun-Volt-Batterien verwendet. Sie reichen für fünf Schüsse. Der Autor des Projekts hofft, in Zukunft eine 12-Volt-Autobatterie zum Laden über einen 120-V-Wechselrichter, einen Transformator zur Spannungserhöhung und einen Gleichrichter anpassen zu können. Die Spannung der Kondensatoren steigt beim Laden exponentiell an. Das heißt, wenn sich das volle Potential nähert, wird die Ladegeschwindigkeit immer geringer. Daher verwendete Ziggy Zee 450 Volt und manchmal 500 Volt, um 400-Volt-Kondensatoren zu laden. Hier ist es jedoch wichtig, den Ladevorgang rechtzeitig zu unterbrechen. Die Analyse dieser Aufnahmen zeigte einen geringen Verschleiß. Ziggy Zee schätzt die Ressource der Schienen auf 50 Schüsse. Kupferschienen werden kaum gelöscht, nur eine Schicht Aluminium wächst darauf. Es kann gelöscht werden.







Ziggy Zee wird das Projekt weiter verbessern. Der Autor plant, den Prozess des Eindringens eines Projektils in den Lauf zu ändern (jetzt dauert es zu lange), das Design der Granaten zu verbessern, eine Autobatterie zum Laden zu verwenden und zu versuchen, die Kondensatorbank in Reihe zu schalten, um 800 Volt auf Schienen zu erreichen. Letzteres erfordert eine Überprüfung der Sicherheitsanforderungen: Die Kabelisolierung ist für nur 600 V ausgelegt.

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Source: https://habr.com/ru/post/de386965/