Un coilgun o el arma del gauss del es un tipo de arma del proyectil que utilice uno o más bobinas electromágneticas para acelerar un proyectil magnético a la alta velocidad. Está distintamente a parte de un cañón sobre railes .
Etimología
El arma conocido del gauss del es una referencia al Carl Friedrich Gauss, que formuló descripciones matemáticas del efecto electromágnetico usado por los aceleradores magnéticos. El Coilgun del término refiere a las bobinas del alambre que forman los electroimanes que se utilizan para acelerar el proyectil. Una cierta confusión es causada por el uso de términos separados. Sin embargo, no hay diferencia entre un coilgun y un arma del gauss.
Descripción
Muchos diseños rudimentarios baratos del uso de los aficionados a los hobbys a experimentar con los coilguns, por ejemplo usar los condensadores del fotoflash de una cámara disponible, o de un condensador de una televisión estándar del tubo Cathode-ray como la fuente de energía, y bobina baja de la inductancia para propulsar el proyectil adelante.
Construcción
Un coilgun, como el nombre implica, consiste en una bobina del alambre - un electroimán - con un proyectil ferromagnético colocado a la una de sus extremos. Un coilgun es con eficacia un solenoide : una bobina electromágnetica con la función de dibujar un objeto ferromagnético a través de su centro. Un grande actual se pulsa a través de la bobina de las formas del alambre y de un campo, tirando del proyectil al centro de la bobina. Cuando el proyectil acerca a este punto que se apaga el electroimán y el electroimán siguiente se puede encender, progresivamente acelerando las etapas sucesivas del proyectil abajo. En coilgun común diseña el " barrel" del arma se compone de una pista en la cual el proyectil monte, con las bobinas electromágneticas del conductor alrededor de la pista. La energía se suministra al electroimán de una cierta clase de dispositivo de almacenamiento rápido de la descarga, típicamente una batería o altos condensadores de gran capacidad del voltaje diseñados para la descarga rápida de la energía. Un rectificador se utiliza para proteger los condensadores sensibles de la polaridad (tales como electrolytics) contra el daño debido a la polaridad inversa de la corriente después de la descarga.
Un coilgun del superconductor llamado un apaga el arma podría ser creado sucesivamente apagando una línea de bobinas electromágneticas superconductor coaxial adyacente que forman un barril de arma, generando una onda del gradiente del campo magnético que viaja a cualquier velocidad deseada. Una bobina superconductora que viajaba se pudo hacer para montar esta onda como una tabla hawaiana. El dispositivo sería un conductor total o un motor síncrono linear con la energía de la propulsión almacenada directo en las bobinas de la impulsión.
Tipos principales de Coilgun
Hay dos tipos principales o disposiciones de un coilgun, solos etapa y gradual. Un coilgun de la sola etapa utiliza apenas un electroimán para propulsar un proyectil ferromagnético . Electroimanes múltiples de un de las aplicaciones graduales del coilgun en la sucesión para aumentar progresivamente la velocidad del proyectil. La figura animated (la derecha superior) es un ejemplo de un coilgun gradual, pues utiliza más de una bobina electromágnetica para aumentar la velocidad del proyectil.
Conmutación
Un obstáculo principal en diseño del coilgun está cambiando la energía a través de las bobinas. Hay varias opciones principales que el más simple (y probablemente el lo más menos posible eficaces) es el boquete de chispa, ésta lanza la energía almacenada a través de la bobina cuando el voltaje alcanza cierto umbral. Una mejor opción es utilizar los interruptores de estado sólido - éstas incluyen IGBTs (que se pueda cambiar de mediados de-pulso) y los SCR (que lanzan toda la energía almacenada antes de apagar).
Aplicaciones del potencial
Como los cañones sobre railes y los coilguns de los aceleradores del espolón se han propuesto para el uso en la entrega de las cargas útiles al espacio.
Un coilgun no tiene ninguna pieza móvil con excepción del proyectil, el único ruido producido está por el proyectil que se mueve y la velocidad máxima teórica del proyectil es extremadamente alta. Estas cualidades hacen atractivo como arma.
Limitaciones
A pesar de la investigación y desarrollo pesada de la comunidad aficionada y profesional, los grandes obstáculos tienen todavía ser superados.
Saturación del proyectil
Una de las limitaciones más grandes al arma de bobina es la tarifa en la cual el proyectil ferromagnético se convierte en el completamente saturado por el campo magnético y la tarifa en los cuales pierde su saturación magnética . Una vez que se convierte un objeto ferromagnético saturó totalmente la fuerza en la cual puede ser atraído para el aumentar. La tarifa en la cual el proyectil pierde su saturación es crítica; pues esta tarifa es constante, mayores distancias entre los electroimanes de la impulsión son necesarias compensar esta tarifa. Mientras que el proyectil aumenta de velocidad alcanza los electroimanes de la impulsión a tarifas progresivamente más rápidas. Sin la remuneración por tiempo de la desaturación, habrá cada vez menos efecto a la velocidad del proyectil, dando por resultado un rendimiento exponencial más bajo por etapa del electroimán de la impulsión como el proyectil viaja abajo de la línea. Una vez que es la fuerza ejercida al proyectil inferior o igual la cantidad de resistencia ejercida en el proyectil debido a la fricción del aire y a la fricción en el barril el proyectil ganará no más velocidad.
Resistencia
La resistencia de la bobina es una limitación importante porque al descargar granes cantidades de energía eléctrica en un conductor convierten al calor debido a la resistencia y por lo tanto se pierden con eficacia a la mayoría de la energía pues no está conduciendo el proyectil. Esto se podría superar con el uso de un material superconductor, no obstante éstos son actualmente imprácticos.
Energía en el campo magnético de la bobina
La energía en el campo magnético no se disipa, mucho de él vuelve al condensador cuando quitan al EMF y la corriente eléctrica es decreasing. Desafortunadamente hace esto en la dirección contraria (vía un mecanismo de “sonido”), que puede dañar seriamente los condensadores polarizados (tales como electrolytics).
En el circuito aparece como si el campo magnético mantenga la corriente la bobina que fluye después de que el condensador haya descargado, de modo que guarde el el descargar de y aumente un voltaje negativo. Esto es similar a un oscilador del LC.
El condensador que carga a un voltaje negativo puede ser prevenido colocando un diodo a través de los terminales del condensador.
Coilguns en la ciencia ficción
Coilguns es un dispositivo popular en la ciencia ficción, especialmente papel de la ciencia ficción que juega a y a los juegos video adonde van bajo nombres tales como el cañón del gauss, el rifle del gauss, o el cañón magnético del acelerador. Los ejemplos son numerosos. El aspecto más temprano del juego de actuación de papeles estaba en el libro 4, mercenario del viajero del, bajo la forma de arma vehicle-mounted del gauss de VRF (fuego muy rápido) y rifle más avanzado del gauss de las armas ligeras .Un ejemplo literario reciente es novela de s de Asher Neal ', el viaje del Sable Keech, en el cual una nave espacial extranjera despliega un coilgun en órbita alrededor de un planeta para intentar destruir una blanco dentro de un océano profundo en ese planeta. Otro ejemplo es trilogía del amanecer de la noche de s de Peter F. Hamilton la ', en la cual los rifles del gauss son pequeños coilguns portables de cerca de 30 kilogramos de masa que sean utilizados sobre todo por los infantes de marina aumentados y las tropas mercenarias especialmente adaptadas.
¡
en período de s de Valve Corporation el ', el arma del gauss es un arma popular para ganar velocidad y altitud masivas en muerte-fósforo, así como ser extremadamente de gran alcance y exacto en los modos solos y multijugadores.
En la serie del halo de juegos video por los estudios de Bungie, el cañón magnético del acelerador es utilizado por los seres humanos como un arma en combate buque-buque o destruir las naves. También, en el halo 2 el vehículo humano conocido como el Warthog tiene un cañón del gauss.
En el X-COM: El terror del profundo, el segundo juego de la serie de X-COM, la familia de las armas del gauss es uno de sus primeros temas de la investigación para mejorar el armamento initialy disponible, viniendo en todos los tamaños de las armas personales (pistola del gauss, rifle del gauss, cañón del gauss) a las armas (arma de los aviones del Cañón-Arte del gauss) y a las armas (defensa del fortalecimiento del gauss). Actúan como las armas llanas de potencia media, y la única clase de armas que se puedan construir sin los materiales extranjeros. La descripción del en-juego sin embargo los describe como antimateria de la leña, levantando duda sobre su naturaleza verdadera, como podría ser leído como las armas de la partícula de la antimateria o coilguns que entregaban la antimateria que contenía las cápsulas, dándoles vuelta de hecho en las balas explosivas de la antimateria.
En el wargame tablero popular, Warhammer 40.000, una raza extranjera alto-tecnológico-avanzada que representa a Undead, conocida como el Necrons, uso un sistema armamentístico que se refiere como " Gauss Weaponry", solamente no lleva ninguna semejanza a la tecnología real del gauss, descrita en el " del reglamento; Códice: Necrons" para actuar como " motores de inducción lineares asincrónicos. Cuando está encendida… cualquier cosa el arma se apunta en, por ejemplo un cuerpo humano, “será tirado” (en el nivel subatómico) hacia el gun."
En el OGame, el cañón del gauss es una defensa planetaria.
En el polvillo radiactivo del juego de la serie del polvillo radiactivo 2, el rifle del gauss y la pistola del gauss se utilizan en organizaciones militares como el enclave y la fraternidad del acero y allí es también un Minigun del gauss en las táctica del polvillo radiactivo.
En StarCraft Terran los infantes de marina son " armado normalmente con los rifles del gauss de C-14 Impaler que encienden el " del metal de 8m m; spikes" en el speeds" hipersónico;, según lo descrito en el homepage de StarCraft 2 .
En la VÍSPERA los coilguns en línea y los cañones sobre railes que se extienden a partir 75m m hasta 1000m m se utilizan como armamento buque-buque de la gama larga. Encienden diversas cáscaras numerosas pero todos tienen el mismo principio de base; una base de los átomos del metal dentro de una cáscara titanium.
En el Andromeda de la serie de la ciencia ficción, los armas del gauss son la forma primaria de sidearm personal y vienen en muchas formas y tamaños. --> El arma de bobina primero apareció en literatura como el " gun" eléctrico; en el nuevo 1897 de la ciencia ficción un viaje a Venus por el Juan Munro (publicado por Jarrold y los hijos, Londres). La novela describió detalladamente una manera de lanzar los vehículos en espacio exterior de la superficie de tierra. En la novela, Munro describe con gran detalle las bobinas múltiples encendidas en orden por los solenoides medidos el tiempo para alcanzar la aceleración sin la generación de las fuerzas de g que dañarían pasajeros. El arma podía ser anguloso en una ladera si estuvo deseado.
En la serie del halo de Bungie, la mayor parte de los starships capitales de la tierra se equipan de las plataformas del MAC (cañón magnético del acelerador) que encendieron cáscaras del uranio agotado con una base del tungsteno en sus blancos. Las novelas de la serie retratan exactamente lo que se anticipan los rasgos y las implicaciones de tal arma para ser.
Cálculos
Energía almacenada en condensador:
Energía cinética del proyectil:
Corriente máxima ( donde está resistencia R de bobina):
Tiempo de descarga:
Inductancia de la bobina:
= inductancia en el r µH
= radio malo de la bobina en el l inches
= longitud física de la bobina de bobina en el N inches
= número del d turns
= profundidad de la bobina en el
de las pulgadas (es decir, radio externo menos radio interno)
.
| Random links: | Generación robada | Condado del municipio de Grant, Clare, Michigan | Ana Leopoldovna | Billy Murray (agente) | Catjang |