Rail gun

Pozdrav,

pokrenuo sam ovu temu iz razloga što se o Rail gun-u na hrvatskom ne može nači puno literature, a ja sam baš zapeo s projektom pa bih trebao nekoliko savjeta ako se tko raumije u tematiku.Za početak bitno je reči da sam zapeo s 2. verzijom ovog projekta koju radim kako bi unaprijedio več postoječi prvi dizajn koji ću ukratko opisati.

Osnovne specifikacije:

Metak-pravokutnik 10x8x15mm Al masa 3.2g

Radni napon-660V DC

Max. struja 4kA

Trajanje pulsa 1.5-2 ms

Max. mjerena izlazna brzina 290 m/s

Tlak na ubrizgivaču 9-18 bar, plin dušik

Dakle da ukratko objasnim o čemu se radi.

Rail gun je u svojoj osnovi vrsta linearnog samo-uzbudnog homopolarnog motora koji za ispaljivanje projektila koristi puls istosmjerne struje visokog napona. Metak se kod okidanja prvo ubrzava plinom pod tlakom kako bi dobio poečtnu brzinu koja sprječava elektrootporno zavarivanje metka za šine. U mom dizajnu korišten je "solid armature" dizajn kod kojeg metak nakon početnog ubrzanja ulazi među bakrene šine na koje su spojeni kondenzatori i sam zatvara strujni krug. U tom trenutku kondenzatori su prakitički kratko spojeni (naravno postoji određen otpor zbog ne idealnog kontakta metka sa šinama+ otpori kablova, samih šina i unutarnji otpor kondenzatora). Kada metak zatvori strujni krug oko šina se stvara snažno magnetno polje koje u interakciji s električnim poljem stvara Lorentzovu silu koja izbacuje projektil kroz cijev (Isprika za pomalo nestručno obašnjenje).Kučište topa izrađeno je od posebne industrijske plastike, a okidanje plina za početak ciklusa ispaljivanja se vrši solenoid ventilom. Eto to je ukratko kako funkcionira prva verzija ovog topa koji smo ja i kolega iz razreda izrađivali za smotru radova iz fizike ove godine.

A sad ono najvažnije, ako netko od vas ima iskustva ili volje pomoči mi s savjetima za izradu druge verzije ovog topa bio bih vrlo zahvalan. Naime zanima me isplati li se za početni stupanj umjesto posude s plinom koja je dosad korištena upotrijebiti "light gas gun" za početno ubrzavanje, nadalje zna li netko gdje se u Hrvatskoj mogu nabaviti pulse type kondenzatori napona oko 600-800V i kapaciteta 4000-6000 uF i zadnja stvar ima li tko zainteresiran za sudjelovanje u izradi nove verzije ovog topa( grad Zagreb). 

Slike prve verzije: (bit će još za koji dan+ video s testiranja)

 Sigurno pravi za masovno uništenje ljudi ... sigurno nije iz hobya

Ne postoji tiristor, hot rail dizajn je metak sam zatvara strujni krug, ono sto se vidi iznad sina je dioda koja stiti kondenzatore iako sam kasnije skuzio da nije potrebna. Sto se tice svrhe, radi se cisto o hobiju a i tesko je da se moze za nesto zlouporabiti jer je potrebno 10-15 minuta pripreme za okidanje između hitaca, a i sama preciznost topa je vrlo niska zbog toga sto je projektil potupno ne aerodinamican.

Pa koliko sm skuzio metak se upocetku ne nalazi direktno na šini  nego metak na šinu dođe kada ga komprimirani zrak ''gurne'' na šinu ... pa niej potrebno odvajanje

A bi li se to dalo nekako izvest bez tog plina ..tj tog medija za prvotno potiskivanje?

Zašto koristite dušik? Zar nebi bilo jednostavnije na običan zrak? I dajte molim vas držite mobitel vodoravno kod snimanja videa

Dušik koristimo jer stvara inertnu atmosferu unutar cijevi koja sprjecava oksidaciju bakrenih šina u trenutku kontakta metka sa šinama jer se u tom trenutku u cijevi zapali električni luk. Šine je moguče mjenjati ali je dosta mukotrpan posao jer treba rastaviti cijelo kučište i izbiti ih iz utora u kojima sjede. One se moraju mjenjati svakih 30-ak pucanja jer se bez obzira na dušik vrlo brzo oksidiraju i postanu dosta grube zbog trenja s metkom.

 Ovo malo zvuci glupo bez uvrede.... radi se o jako velikim strujama tako da je zbog savrsene nesavrsenosti priajnajanja materijala nemoguce izbijeci elektrini luk tj iskrenje ..tako  da je to bolje napraviti tako da se šine lakše promjene ... 

Inace doticni top može biti jako ubijito oruđje ...američka vojska koristi isto na svojim brodovima ..domet 200km pogađate problem? šine-prebrzo se troše s tim da je nihov projektil teži pa je veca sila na šine ...

Edit:

 četkice se najcesce rade od grafita ... ja se sijecam iz srednja na jednom kliznokolutnom asikronom trofaznom motoru su četkice spajale ukratko namot rotora i na njiamk se cak vidila mala iskrica ...(ne pricam o kolektoru nego punom kliznom prstenu)

Da... u idučoj verziji planiram nekaj napravit po pitanju tih šina, sviđa mi se prijedlog s oblogom od čelika moram malo to prostudirati da vidim kak bi se to ponašalo iako mi je primarna stvar pokušati napraviti sabot metak koji bi imao kučište od aluminija, a sredina bi mu bila šiljak od wolframa ili titana, početno ubrzanje s coil gunom mi se čini dosta kompliciranije nego light gas gun jer bi morao koristiti dodatni kondenzatorski članak za taj početni stupanj. Jedini problem s light gas gunom je što se za okidanje koristi patrona sačmarice ili snajperski metak što nemogu legalno nabaviti :/. 

Hmm, ni prvi ni zadnji put da sam blebnuo glupost, ali nije mi jasno u čemu je problem... grafitne četkice mogu izdržati tisuće sati rada na motorima, pa mi se čini razumno da bi ovdje izdržale 0.1 sekundu. Nema razloga izbjegavati ni električni luk - naprotiv ako bi i šine imale grafitni sloj, i napravi se između šina i metka sa svake strane po recimo 0.5 mm praznog prostora za električni luk, ekstremno bi se smanjilo trenje (metak se ne bi trebao probijati kroz šine koje ga stiskaju radi kontakta) pa bi metak imao više energije na izlasku. I bakrene dijelove nikad ne bi trebalo mjenjati.

A hoče li ta c02 ampula za plinski pištolj proizvesti dovoljan tlak, nigdje na internetu nemogu nači koliki je tlak u toj ampuli i koliki joj je volumen. S druge strane možda bi se mogao koristiti tzv. benzolift powder koji se koristi u pirotehnici za okidanje tzv artillery shello-ova. Što se tiče samog tijela light gas guna to mi nije problematično izvesti s tehničke strane. Ideja mi je imati cijevi na čijem se kraju nalazi okidač bio to barut ili što drugo koji kod detonacije šalje klip od HDPE plastike niz cilindar napunjen helijem koji se pritom tlači do momenta kad na kraju cijevi tlak ne naraste toliko da pukne aluminijski burst disc i proputi sav tlak prema projektilu u glavnoj cijevi. Prema nekim izračunima što smo ja i frend radili mogli bi samo od tog početnog stupnja dobiti brzinu oko 300-350 m/s.

https://www.youtube.com/watch?v=TWeJsaCiGQ0 

naravno jedino u americi :) 

Ja sumnjam da se ti grafitni kontakti mogu fiksirati na tako mali metak da to sve skupa izdrži tu akceleraciju jer metak ubrza do oko 190 m/s na 30 cm puta sto daje akceleraciju od 60 km/s^2... Dobio sam prijedlog čak da se na metak pričvrste pera od opružnog čelika koja bi radila bolji kontakt sa šinama nego što sad metak ima, jedino je kod toga mana što će otpor biti nešto viši