История
Считается, что первыми выдвинули идею электромагнитной пушки французские инженеры Фашон и Виллепле еще в 1916 году. Основываясь на принципе индукции Карла Гаусса, они использовали в качестве ствола цепочку катушек-соленоидов, на которые последовательно подавался ток. Их действующая модель индукционной пушки разогнала снаряд массой 50 грамм до скорости 200 метров в секунду. По сравнению с пороховыми артиллерийскими установками результат, конечно, получился достаточно скромный, однако показавший принципиальную возможность создания оружия, в котором снаряд разгоняется без помощи пороховых газов. Впрочем, и у французов дальше модели «пушки Гаусса» дело не пошло, поскольку для того времени разработки казались слишком фантастическими.
Работа по модернизации электромагнитной пушки быстро продвигается в США, а также начинается в других странах. Пушка Гаусса в качестве оружия обладает преимуществами, которыми не обладают другие виды стрелкового оружия. Это отсутствие гильз и неограниченность в выборе начальной скорости и энергии боеприпаса, возможность бесшумного выстрела, относительно малая отдача, теоретически, большая надежность и износостойкость, а также возможность работы в любых условиях, в том числе космического пространства.
Практическое применение
Пушка используется в основном для любительских установок. В качестве демонстрации свойств ферромагнетиков. Также используется как детская игрушка или развивающей техническое творчество самодельной установки.
Принцип действия
Пушка Гаусса состоит из соленоида, внутри которого находится ствол (как правило, из диэлектрика). В один из концов ствола вставляется снаряд (сделанный из ферромагнетика). При протекании электрического тока в соленоиде возникает магнитное поле, которое разгоняет снаряд, «втягивая» его внутрь соленоида. На концах снаряда при этом образуются полюса, ориентированные согласно полюсам катушки, из-за чего после прохода центра соленоида снаряд притягивается в обратном направлении, то есть тормозится. В любительских схемах иногда в качестве снаряда используют постоянный магнит так как с возникающей при этом ЭДС индукции легче бороться. Такой же эффект возникает при использовании ферромагнетиков, но выражен он не так ярко благодаря тому что снаряд легко перемагничивается (коэрцитивная сила).
Для наибольшего эффекта импульс тока в соленоиде должен быть кратковременным и мощным. Как правило, для получения такого импульса используются электролитические конденсаторы с высоким рабочим напряжением.
Параметры ускоряющих катушек, снаряда и конденсаторов должны быть согласованы таким образом, чтобы при выстреле к моменту подлета снаряда к соленоиду индукция магнитного поля в соленоиде была максимальна, но при дальнейшем приближении снаряда резко падала. Стоит заметить, что возможны разные алгоритмы работы ускоряющих катушек.
Кинетическая энергия снаряда
— масса снаряда — его скорость
Энергия, запасаемая в конденсаторе
— напряжение конденсатора
— ёмкость конденсатора
Время разряда конденсаторов
Это время, за которое конденсатор полностью разряжается: — индуктивность — ёмкость
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.Т = 2π — индуктивность — ёмкость
Стоит заметить, что в представленном виде две последние формулы не могут применяться для расчетов пушки Гаусса, хотя бы по той причине, что по мере движения снаряда внутри катушки, её индуктивность все время изменяется.
Использование в качестве оружия
По сравнению с огнестрелом она практически бесшумная,
малая отдача, надежность.
Но она сильно проигрывает огнестрелу в мощности.Теоретчески можно разогнать снаряд в этой пушке до уровня скорости огнестрельного оружия,но для этого нужен большой источник энергии.Также пушка является практически однозарядной,так как ее перезарядка занимает много времени.
Вывод
По факту мы имеем маломощное,однозарядное,массивное, "оружие".Которая ни в какое сравнение не идет с огнестрелом.Более того,даже рогатка является более грозным оружием чем данное устройство.
Но своих врагов вы можете пугать габаритами этой свистоперделки.
Шутки шутками,а пока не найдут способ обеспечить энергией данную вещь,она так и останется игрушкой.