Оружие будущего

Форум про оружие будущего
Текущее время: Пт апр 27, 2018 3:57 am

Часовой пояс: UTC + 3 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 43 ]  На страницу 1, 2, 3  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Чт июл 02, 2015 7:19 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 57
Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")



Этот койлган первоначально задумывался лишь как настольный стенд для исследований свойств многоступенчатого электромагнитного ускорителя. После того, как все эксперименты были проведены, я решил завершить работу, собрав все части стенда в переносную конструкцию и встроив в нее зарядное устройство (ЗУ). В итоге получился симпатичный койлган, который и предлагается Вашему вниманию.

Изображение

Внешний вид койлгана ЕМ-3. Больше фото здесь


Последний раз редактировалось Eugen Чт июл 02, 2015 7:30 pm, всего редактировалось 1 раз.

Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Чт июл 02, 2015 7:23 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 57
Особенностью EM-3 является использование снаряда в виде неоперенной стрелы с ферромагнитным наконечником (поэтому я его и назвал "Электрический лук"). Определение оптимальных параметров такого снаряда и способов его изготовления потребовало некоторого количества экспериментов, о чем рассказано здесь. Тем не менее, затраты себя оправдали - стабильный в полете снаряд в сочетании с высокой начальной скоростью многоступенчатого ускорителя обеспечили характеристики койлгана, уже сравнимые с некоторыми образцами луков и арбалетов.

Изображение

Стрелы для EM-3. Масса каждой стрелы - 5,15 г, из них на наконечник приходится 2,85 г.


Последний раз редактировалось Eugen Чт июл 02, 2015 7:56 pm, всего редактировалось 1 раз.

Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Чт июл 02, 2015 7:26 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 57
В остальном ничего нового по сравнению с имеющимися конструкциями я не применил. Это касается как выбранной принципиальной схемы (простая коммутация тиристорами с отдельной батареей конденсаторов на каждую ступень ускорения), так и использование оптических датчиков для детектирования движения снаряда.

Изображение

Из этой анимации виден принцип действия ЕМ-3: при движении в канале ствола непрозрачное "древко" стрелы поочередно перестает затенять фотодатчики, которые открывают силовые ключи соответствующих ступеней. Первая ступень, наоборот, активируется только если датчик затемнен (таким образом, выстрел происходит только в том случае, если койлган заряжен). На картинке ниже схематично изображена компоновка "электрического лука".

Изображение


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Чт июл 02, 2015 7:33 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 57
Прозрачная трубка, в которой движется задняя часть стрелы, изготовлена из детали от баллончика строительной пены. Трубочка, в которой ускоряется железный наконечник - это обычная соломинка от коктейля диаметром 6 мм. Диаметр трубок я подобрал таким образом, что они входят одна в другую с небольшим натягом - это позволило их соединить просто на счет силы трения, Вообще, при работе над ЕМ-3 пришлось перепробовать массу всяческих трубочек.
Ускоряющие катушки наматывались прямо на "коктейльный ствол", предварительно надетый на алюминиевый прут подходящего диаметра, в качестве разделителей служили квадратики из текстолита. Затем эта конструкция помещалась в стандартную алюминиевую трубу квадратного сечения, в одной из стенок которой были просверлены отверстия диаметром 10 мм. Через эти отверстия были выведены провода, припаянные в выводам катушек, и через них же затем все внутреннее пространство залито быстрозастывающим эпоксидным клеем. Предварительно вблизи первой катушки был уложен маленький постоянный магнитик, удерживающий наконечник стрелы в нужном положении перед выстрелом. Потом алюминиевый пруток был осторожно вынут, и получившаяся "ствольная коробка" закреплена на мощные уголки, привинченные к стальной полосе длиной 40 см.
Изображение

Изображение

Конструкция ствола ЕМ-3. Тонкая пластиковая трубка удерживается в коробке давлением застывшей эпоксидной смолы.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Чт июл 02, 2015 7:35 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 57
Затем на задний конец "коктельной" трубки надевалась вторая (из прозрачного пластика), вдоль которой через штатные отверстия в уголках пропускались и закреплялись гаечками отрезки резьбовой шпильки диаметром 4 мм - они в дальнейшем служили направляющими для платок оптических датчиков.

Получилась прочная конструкция, причем с минимум трудозатрат и исключительно из стандартных элементов. Благодаря штатным отверстиям в полоске я без труда закрепил ее на деревянный щит, который служил основанием при "настольной" стадии экспериментов, а затем - на цевье портативного ускорителя. Единственный ее минус - приличная масса.

На фото ниже показана все "ускоряющая часть" ЕМ-3 в сборе. Платки датчиков могут передвигаться вдоль шпилек и фиксироваться гаечками - таким простым образом может точно регулироваться момент срабатывания тиристора конкретной ступени. Кроме того, напротив заднего торца прозрачной трубки я просверлили дополнительное отверстие, нарезал в нем резьбу и вставил короткий винтик диаметром 6 мм. Заряженная в ствол стрела упирается в этот винтик своим задним концом, благодаря чему, вращая винтик, можно регулировать ее стартовую позицию - она очень сильно влияет на КПД ускорителя.

Изображение

Изображение


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Чт июл 02, 2015 7:37 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 57
Тиристоры - BTA-41-600. Это один из самых мощных тиристоров в пластиковом корпусе, имеющийся в продаже, у него есть даже некоторый запас по току относительно тех значений, которые имеют место при выстреле. В качестве накопительных емкостей использованы конденсаторы К50-17 номинальным напряжением 300 В и емкостью 800 мкФ (4 шт.) и 400 мкФ (10 шт.). Правда, по результатам замеров емкости оказались немного меньше (подробный отчет по энергоемкости и КПД каждой ступени приведен ниже). Приклад был использован стандартный от пневматической винтовки МР-512 (дерево, бук). С цевьем пришлось повозиться - сначала выпилил заготовку из осинового полока с помощью лобзика, затем обработал шлифмашинкой и покрыл морилкой и льняным маслом.

Изображение
Изображение
Изображение


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Чт июл 02, 2015 7:42 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 57
Крышка корпуса изготовлена из 1,5 мм листа алюминия - он был отшлифован и согнут в виде колпака нужной формы. Затем по периметру наклеена обечайка из резинового автомобильного уплотнителя, дополнительно пропитанного жидкой резиной черного цвета.

Изображение
Изображение
Изображение

Торцы корпуса изготовлены из окрашенной в черную эмаль двухслойной фанеры. В ней были выполнены отверстия под светодиоды индикации, тумблер включения-выключения и провод питания от ЗУ (в заднем торце) , и под ствол и шлейф для датчика близости (в переднем торце).

Изображение
Изображение
Изображение


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Чт июл 02, 2015 7:44 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 57
На следующем фото показан корпус в сборе. Как видно, он укреплен еще одной продольной металлической полосой, которая конструктивно делит внутреннее пространство на два "этажа" - на первом расположена ствольная коробка и аккумулятор, на втором - конденсаторы и зарядно-управляющий блок.

Изображение


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Чт июл 02, 2015 7:47 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 57
Сборку койлгана я завершил установкой на него стандартного коллиматорного прицела для арбалетов вот такого типа. Для его монтажа пришлось приобрести планку Вивера и закрепить ее на колпаке корпуса при помощи коротких винтиков М3 с потайными головками.

Собственно, о конструкции ЕМ-3 на этом все. В таблице ниже приведены параметры ускорителя с разбиением для каждой ступени. Все электрические характеристики измерены RLC-метром, скорость стрелы - хронографом ИБХ-716. Максимальный ток, достигаемый в каждой ступени, рассчитан по формулам, приведенным в этой статье. Как видно, емкость конденсаторов сокращается по мере ускорения снаряда, что удерживает пиковый ток в приемлемом диапазоне и позволяет использовать одинаковые тиристоры на каждой ступени. Кроме того, измеренная емкость конденсаторов (именно она использовалась при обсчете ускорителя в FEMM) оказалась существенно меньше, чем номинальная. В конце графы "КПД" приведено значение интегральной эффективности ускорителя (конечная энергия снаряда деленная на суммарную энергию конденсаторов всех ступеней). При этом учитывалось, что итоговое напряжение, до которого заряжались емкости, составило ~ 306 В.

Изображение


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Чт июл 02, 2015 7:50 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 57
Предварительный обсчет ускорителя выполнялся в FEMM при помощи моей модификации скрипта, выложенной на этой странице форума Арсенала. В итоге выяснилось, что все ступени лучше всего намотать проводом одинакового диаметра 0,6 мм. Длина каждой катушки - 20 мм, внутренний диаметр - 6 мм, наружный меняется от 20.5 мм у первой ступени до 13 мм у последней. В завершение приведу график сравнения расчетных и реальных характеристик ускорителя. Как видно, совпадение расчета с реальностью хорошее, особенно на 3-6 ступенях.

Изображение


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Чт июл 02, 2015 7:54 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 57
Ниже приведены несколько видео стрельб из ЕМ-3, в том числе в замедленной съемке. Всего на момент написания этой странички сделано около 40 выстрелов из готового ускорителя из более полутора сотен - на стадии отладки "стендового" варианта. Пока все работает как надо - электроника функционирует без сбоев, стрелы всегда приходят в мишень наконечником вперед.







Новые видео (например, планируемых в ближайшие выходные стрельб на открытом воздухе) буду выкладывать у себя на сайте и параллельно здесь.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Чт июл 02, 2015 11:18 pm 

Зарегистрирован: Пт авг 30, 2013 7:34 am
Сообщений: 1578
а чеснок электрический есть?

_________________
Houston, I have a bad feeling about this mission.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Пт июл 03, 2015 2:13 am 
Админ
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пн июл 23, 2007 12:02 pm
Сообщений: 10840
Откуда: Пермь
интересная идея!
имеется пара вопросов:
1. откуда взята прозрачная трубка для ствола? Насколько она прозрачная?
2. что за жидкая резина?
3. зачем совать совковые кондеры?
ну и насчет конструкции - у тебя полным-полно пустого места, я бы сделал всё в 2 раза меньше по объему


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Пт июл 03, 2015 6:57 am 

Зарегистрирован: Пт ноя 14, 2008 10:54 pm
Сообщений: 6745
Откуда: империя зла
Неплохо!

Только коллиматор лучше было взять на диалэкстриме, ибо у нас продавцы накручивают сильно...
Планку вывера можно было вообще на халяву у страйкболистов стрельнуть, обычно целая россыпь ненужных валяется :)

_________________
Уверен - стреляй. Не уверен - выстрели еще раз! (С) Я

Колупание STM32 - 2% (мигает светиком).


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Пт июл 03, 2015 7:13 am 

Зарегистрирован: Пт авг 30, 2013 7:34 am
Сообщений: 1578
Eugen писал(а):
Прозрачная трубка, в которой движется задняя часть стрелы, изготовлена из детали от баллончика строительной пены.

он жи написал что за трупка
а так я видео посмотрел что то долго заряжается
всего то 300 Дж

_________________
Houston, I have a bad feeling about this mission.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Пт июл 03, 2015 12:21 pm 

Зарегистрирован: Пн июн 23, 2008 11:33 am
Сообщений: 57
to Levellyn:

Цитата:
Насколько она прозрачная?


Прозрачная и в ИК, и в видимом диапазоне (судя по всему, обычный полиэтилен). Есть опасение, что будет мутнеть со временем, так это или нет - посмотрим по эксплуатации. Но фото эта трубочка - самая нижняя.

Изображение

Цитата:
что за жидкая резина?


Относительно новый материал, используется в основном для нанесения покрытий на автомобили. Хотя в Чип-Дипе рекламируют именно как изоляцию для электроники.


Цитата:
зачем совать совковые кондеры?


Это совковая же привычка стараться все сделать из того что под рукой, а на работе нашлась как раз коробка К 50-17 :). Кстати по энергоемкости ( на единицу объема и массы) они совсем ничего, хотя пролежали аж с 86-го года. Единственный минус - сильно текут. На холостом ходу из аккумулятора только на поддержание напряжения отбирается около 200 мА.

Цитата:
ну и насчет конструкции - у тебя полным-полно пустого места, я бы сделал всё в 2 раза меньше по объему

Ну по объему не знаю, когда слишком все тесно - то и собирать неудобно. А вот по массе точно можно было бы раза в полтора облегчить если не дерево а пластик использовать. Кстати еще точно не замерял, по ощущениям килограмм 5 вышло, не меньше.


to PYLEMET

Цитата:
а так я видео посмотрел что то долго заряжается
всего то 300 Дж


Это правда, у преобразователя запас по мощности имеется. А вот у аккумулятора - почти нет. В конце зарядки отбираемый ток где-то 5,3 А. По спецификации для аккума максимум - 6А.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Сб июл 04, 2015 6:01 pm 
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Вт янв 31, 2012 1:00 pm
Сообщений: 602
Откуда: Из армии. Краснопруводск.
Есть все в формате ворда? На сайт выложу


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Вс июл 05, 2015 4:09 pm 
Админ
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пн июл 23, 2007 12:02 pm
Сообщений: 10840
Откуда: Пермь
бомбер, лучше так выкладывать, чем из ворда - ворд еще тыщу форматирования создаст и увеличит объем в 3 раза


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Вс июл 05, 2015 5:20 pm 
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Вт янв 31, 2012 1:00 pm
Сообщений: 602
Откуда: Из армии. Краснопруводск.
так это как ?


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Койлган ЕМ-3 ("Электрический лук")
СообщениеДобавлено: Вс июл 05, 2015 6:22 pm 
Админ
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Пн июл 23, 2007 12:02 pm
Сообщений: 10840
Откуда: Пермь
копировать => вставить в редактор :)


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 43 ]  На страницу 1, 2, 3  След.

Часовой пояс: UTC + 3 часа


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
cron

 

Яндекс цитирования
Русская поддержка phpBB