Кратко о главном:
Рельсотрон (англ railgun — рельсовая пушка) — электромагнитный ускоритель масс, разгоняющий токопроводящий снаряд вдоль двух металлических направляющих с помощью силы Лоренца.
В наше время многие армии мира ведут разработку данного типа оружия, имеющее невообразимую мощность. Из-за своих технических характеристик эта технология находит себе применение даже в аэрокосмической отрасли.
Мною, в целях изучения технологии, было принято решение построить портативную установку с бюджетом 20000 рублей, разгоняющей металлическую болванку массой 5 грамм до скоростей 100-200 м/с.
Научная литература
После изучения вопросов его постройки, а также использования в разработке научных статей было принято решение применить Систему Подмагничивания Рельс - далее в тексте СПР. Данное решение позволило уменьшить эрозию (разрушение) рельс, а также увеличить КПД установки за счет введения в рабочую среду дополнительного магнитного поля, создающегося электродами, которые располагаются над и под рельсами.
История изготовления
Вдохновившись многими концептами этого оружия, я приступил к 3D моделированию, а после и к печати корпуса рельсотрона с применением домашнего 3D принтера "Creality Ender 3".
Чтобы не было недопонимая со стороны читателя, разделим все историю создания на этапы.
Этап 1: Изготовление самих рельс, а также корпуса модуля "Рельсотрон" с применением технологии СПР
Выбор алюминия обуславливается тем, что этот материал обеспечивает хорошую смазку при выстреле тем самым уменьшая трение снаряда об рельсы.
- В модуле рельсотрона были применены пружины для увеличения силы соприкосновения рельс со снарядом
- Выбор алюминия обуславливается тем,что этот материал обеспечивает хорошую смазку при выстреле тем самым уменьшая трение снаряда об рельсы.
- Система СПР представляет собой форму электродов в форме буквы "П". Электроды выполнены из 5 мм алюминиевого стержня и выступают средством генерации дополнительного электромагнитного поля. Важным аспектом является необходимость синхронизировать активацию системы, устанавливая время включения на несколько микросекунд раньше вхождения снаряда
Материалы:
- Рельсы - медь
- Материал корпуса - пластик Petg
- Электроды СПР - алюминий
- Пружины - алюминий
- Боеприпасы - алюминий
Этап 2: Печать корпуса
- В качестве материала цевья выступает Pla пластик слабовыраженного градиентного цвета (синий и фиолетовый).
- Корпус выполнен с возможностью глубокой модернизации, заключающейся в возможности установки дополнительных модулей.
- Большое количество крепежных точек и модульность корпуса открывает пространство для рекомбинации.
- Рисунок цевья выполнен на подобии конструкции мостов.
Этап 3: Введение автоматики для управления силовыми элементами
Основными задачами являлись:
- Введение индикации накопления заряда, реализующейся введением дополнительной подсветки цевья с эффектом заполнения
- Управление электромагнитным клапаном пневматической системы
- Управление системой высоковольтного преобразователя
- Индикация подсветки коллиматорного прицела
Для выполнения этих задач отлично подошёл микроконтроллер "Arduino Nano".Питание всей низковольтной системы(5V) осуществляется понижающим модулем типа DC - DC.
Этап 4: Изготовление батареи конденсаторов общей мощностью в 2850 джоулей и системы их заряда
Для сравнения мощность выстрела АК-74 - 1377 Джоулей, к сожалению, в электромагнитное поле переходит лишь малая часть этой энергии и КПД рельсотрона сводится примерно к 30 %.
Энергетической установкой СПР выступают 5 китайских электролитических конденсаторов, обеспечивающих напряжение в 450V и емкость свыше 11000 микрофарад.
В качестве энергетической установки модуля "Рельсотрон" используются 4 высококачественных электролитических конденсатора Epcos ,
с параллельным типом подключения, обеспечивающих напряжение в 500V и емкость 18550 микрофарад.
Мощность основной установки - 2318.75 джоулей
Мощность системы СПР - 1113.75 джоулей
Очень важно соблюдать технику безопасности - короткое замыкание такой энергии сопровождается оглушительным хлопком.
Этап 5: Пневматическая система предварительного разгона снаряда
Электромагнитный клапан с тактовой кнопкой в качестве "спускового крючка" обеспечивает быстрое открытие клапана и непревзойденную легкость нажатия, а также минимальное время отклика под стать вашей быстрой реакции.
В сборке с компрессором, встроенном в заднюю часть корпуса установки, давление в баке достигает порядка 10 атмосфер.
Время выхода на рабочее давление составляет около 30 секунд благодаря использованию высокотокового аккумулятора на 12 V.
Этап 6: Изготовление Custom коллиматора
После вырезания двух прямоугольников из оргстекла, их грани подвергаются тщательной полировке. Затем можно выбирать любой рисунок, который выцарапывается на стекле с применением распечатанных форм из пластика.
Из-за образования царапин на стекле мы увеличиваем трудность выхода света из стекла, вследствие чего свет в этих местах не выходит наружу, отражаясь внутри стекла.
Технологии,примененные в проекте:
- Обработка дерева, пластика, металлов
- Сварка и герметизация пневматики
- Программирование Arduino
- Использование ЧПУ
- 3D моделирование
Ну, и конечно стоимость всего этого добра:
- Корпус - 1500
- Компрессор - 800
- Пневматика - 1000
- СПР и конденсаторы - 2500
- Рельсы и конденсаторы - 2800
- Система накачки - 1000
- Аккумулятор - 1300
- Система управления - 500
- Дерево - просто под руку попалось - бесплатно
Итого: 11400 Рублей
КОНЕЦ.
Также, мы анонсируем:
- Промо видео с демонстрацией функционала и стрельбы на конец апреля 2020
- Разработку лазера на базе 3 газоразрядных ламп и активного лазерного элемента из рубина из СССР на июнь 2020