Гауссган "BGG"

А что мы делаем?
Аватара пользователя
BSVi
Адепт
Сообщения: 3509
Откуда: Киев

Сообщение BSVi » 20 сен 2019, 11:12

Кроме теслы, каждый уважающий себя задрот должен соорудить еще и гауссган :) Вообще, я электроникой начал интересоваться еще в школе именно с гаусс-пушки из фаллаута. Тогда я пытался слепить ее из конденсатора и катушки. Все это было довольно примитивно, хотя и стреляло. Сейчас появилась куча технологий и способов сделать что-то более крутое, так-что, пришло время закрыть гештальт и сотворить гаусс.

mateusz-ambrozewicz-gauss02.jpg


Естественно, был изучен весь интернет на предмет лучших решений. В целом, моя конструкция будет сильно похожа на вот эту, конечно, и от себя что-то я добавлю.

Финальная цель, почти как у всех гауссостроителей - скорость пули от 100м/с при максимальном КПД.

Топология - матрица косых полумостов с датчиками тока и оптическими датчиками положения пули.

Лепить гаусс я буду из того, что есть под рукой. А есть 2 конденсатора 6800мкф/450в и один на 4700/450в. Пока не особо понятно, в какой последовательности это все подключать, я склоняюсь к последовательному подключению, получится 3400мкф/900в, но тут проблема с балансировкой конденсаторов, и с высоким напряжением в целом, так-что, напряжение - пока открытая тема.

Думаю, что это будет супер-долгострой, но, просто открыл тему, чтобы скидывать сюда разные наработки.

MdAD-Q
Сообщения: 54
Откуда: Черкассы

Сообщение MdAD-Q » 20 сен 2019, 20:01

О, крутяк! Где-то в 2016 я тоже собирал Гауссган. Плевалось оно гвоздями на пару-тройку метров. Правда, дальше макетки с атмежкой и тремя катухами на трубке дело не пошло, т.к срочно нужны были детали для другого проектика :mrgreen: До корпуса дело так и не дошло :lol:

Аватара пользователя
BSVi
Адепт
Сообщения: 3509
Откуда: Киев

Сообщение BSVi » 21 сен 2019, 12:08

Итак первым делом я взялся за симуляторы - нужно же посчиать по максимуму перед тем, как что-то делать. Первое, что было интересно - как зависит КПД от количества ступеней. Для этого был взят скриптик вот отсюда, и весьма сильно переделан под мою систему.

Из скрипта был получен график КПД, и выходной скорости от тока стадии и входной скорости.

После чего был запилен скриптик, которому ты скармливаешь энергию в конденсаторе, а он говорит, при каком сочетании токов в катушках, выходная скорость пули будет максимальной. Абсолютные цифры особого значения не имеют, а графики вот:

Итак, зависимость КПД от количества катушек:
eff.jpg


Он растет почти линейно, из чего, в целом, следует, что чем медленнее разгоняется пулька, тем более эффективной становится пушка. Правда, это для случая с одинаковыми катушками. Нелинейность - скорее всего, оптимизатор уткунлся в локальный минимум. Позже я сделал аналог монтекарло, но фоточки не сохранял.

Второй график - это зависимость оптимального тока в катушке от номера катушки.
current.jpg


Если сделать немного математики, то видно, что он растет так, чтобы обеспечивает постоянную прибавку энергии пули.

Из этого всего я могу сделать довольно простой вывод - нужно выбрать какую энергию на стадию, что довольно просто сделать, имея цель по энергии пули, и оптимизировать каждую стадию по передаваемой энергии. Чем больше энергии мы попробуем передать за одну стадию, тем ниже будет КПД.

Аватара пользователя
korshyn
Сообщения: 68

Сообщение korshyn » 21 сен 2019, 22:57

Ооо вот это темка подошла...
Ахахах, жиза по поводу балансировки конденсаторов - я делал для каждого отдельное питание, и через компаратор контролил зарядку...
Очень будет интересно ваше техноогические решения.

Аватара пользователя
BSVi
Адепт
Сообщения: 3509
Откуда: Киев

Сообщение BSVi » 22 сен 2019, 21:56

Итак, с физикой катушек более-менее понятно. Еще предстоит их расчитать, но уже понятно, к чему стремиться. Но чтобы считать конкретные размеры катушек, нужно определиться с пулей.

Вообще, сначала я очень хотел использовать в качестве пули шарик 8мм. Плюсы очевидны - их можно купить сколько угодно готовых и дешево. Из минусов - КПД получается намного ниже, чем с цилиндром, от 2 до 10 раз. Ну и эффект Магнуса никто не отменял. Так-же, катушки с ними очень чувствительны к таймингам, а так-как тайминги будут отчасти предсказываться, это все врядле будет хорошо работать.

В любом случе, когда система заработает для цилиндров, можно будет попробовать ее и с шариками, но делаться пушка будет под цилиндры.

Цилиндры летают очень плохо, поэтому были рассчитаны стабилизаторы.

f97d72.jpg


Если кому интересно, что тут считается, то основы есть тут. Было изготовлено несколько прототипов:

1568783435647.JPEG

1568819580728.JPEG


После тестирования, был выбран цилиндр длинной 20мм с трубочкой в качестве стабилизатора. Довольно просто изготавливается + хорошо летает. Вес такой пульки - 8г.

Аватара пользователя
iEugene0x7CA
Адепт
Сообщения: 1391
Откуда: Киев

Сообщение iEugene0x7CA » 25 сен 2019, 15:19

Да, мы же там освоили лазерный металл, и ещё на очереди CNC-гибка.
Так что штуковину можно сделать на уровне с вот этой пушкой. ;)


Аватара пользователя
BSVi
Адепт
Сообщения: 3509
Откуда: Киев

Сообщение BSVi » 27 сен 2019, 14:45

Итак, приключения продолжаются. Сейчас начал рисовать механику, попутно додумывая магнитную систему. Так-как у пульки будет трубочка, по которой бить нельзя, инжектор из соленоида (про который я даже не писал тут) отменяется. Пулька будет класться в ложамент и фиксироваться двумя небольшими магнитами, должно быть довольно удобно.

Дальше было приключение с размышлениями, как это все собирать, и как обеспечить хорошее магнитное сцепление пули в первой ступени. В итоге, придумал класть пулю прямо в магнитопровод. Сейчас это вот так выглядит:

1.jpg


Так-же, был написан скрипт, который считает максимальную индуктивность для катушек. Вот пример вывода:

Код: Выделить всё

max_inductance_uH =

 Columns 1 through 9:

   13001.35740    9090.39571    7337.25385    6279.75271    5549.35078    5003.52817    4573.94889    4223.18530    3928.77769

 Columns 10 through 16:

    3676.31529    3456.06496    3261.17987    3086.68136    2928.84811    2784.83287    2652.41289


Теперь нужно промерять индуктивность катушек с магнитопроводом и сравнить с максимальными. К сожалению, FEMM не умеет симулировать 3д магнитопроводы, как у меня тут. Придется осваивать какой-то другой инструмент. Но, можно сделать и проще - просимулировать для цельного магнитопровода, а для пластинчатого, индуктивность точно будет меньше.

Аватара пользователя
korshyn
Сообщения: 68

Сообщение korshyn » 27 сен 2019, 18:05

Зацени Comsol multiphysic, и вроде из отчественного Elcut

Аватара пользователя
Pigball
Сообщения: 110

Сообщение Pigball » 27 сен 2019, 20:36

При всем уважении к адептам форума - гауссган, не более чем ни кому не нужная игрушка, которая не стоит вложений. Для любителей пострелять всякой хренью, проще и круче переделать "расходомер" пневматического пистика или винтаря или втюхать туда баллоны посерьезней. Другое дело - замутить рельсотрон, с предварительной пневмоподачей и пр.

Аватара пользователя
BSVi
Адепт
Сообщения: 3509
Откуда: Киев

Сообщение BSVi » 27 сен 2019, 21:02

Так я и не говорил, что все серьезно :) Гаусс - игрушка, никто не тешит иллюзий. Просто, вот с детства хотел себе гаусс заиметь. А сейчас есть все для этого :)

Рельсотрон - слишком громоздко для хобби проекта. Есть еще томпсон и иже с ним, там можно что-то серьезнее, чем из гаусса выжать, но оно тоже будет огромным.

Модифицированная пневматика имеется.

Тем временем пробовал что-то в EMWorks сделать. Глючное говнище.

Аватара пользователя
BSVi
Адепт
Сообщения: 3509
Откуда: Киев

Сообщение BSVi » 28 сен 2019, 21:16

Однако, товарищи, это победа. Таки одолел я EMWorks, и теперь могу посчитать индуктивность самой долбанутой катушки в мире.

Картинка при 300 витках и 100А в проводе.
Untitled-4.jpg


Беда в том, что этого очень мало, а провода там и так очень много. Нужно что-то думать. От индуктивности напрямую зависит, сколько энергии стадия может передать в пулю. По принципу виртуальной работы, энергия пули, фактически, прямо пропорциональна изменению индуктивности.

Теперь осталось придумать, как индуктивность увеличить, хотя бы до 5mH для первой стадии, и на сколько влияет одна стадия на другую, не нужно ли ставить между ними спейсоров.

COMSOL я попробовал. Мне понравилось - оч мощный, особенно встроенный язык. Но разобраться в том, как это все работает за вменяемое время не представляется возможным, поэтому, смоделировал на чем попроще.

Аватара пользователя
BSVi
Адепт
Сообщения: 3509
Откуда: Киев

Сообщение BSVi » 02 окт 2019, 13:53

Итак, сейчас считаю несколько разных магнитных систем, и не могу понять, какая лучше. Счиатю такие параметры - индуктивность без пули, Изменение индуктивности при втыкании пули, и сила, действующая на пулю вне катушки.

Считал для просто катушки без ничего, для магнитопровода из 3мм стальных пластин, и для цельного стального стакана. Что самое интересное, они мало чем отличаются. Все считалось для тока 100А/300 витков. Итак:

field_plain.jpg

Индуктивность - 0.95мГн
Изменение - 0.2мГн
Сила - 89Н


1233.jpg

Индуктивность - 1.51мГн
Изменение - 0.2мГн
Сила - 100Н

332.jpg

Индуктивность - 1.31мГн
Изменение - 0.2мГн
Сила - 96Н

Еще было интересно, сильно ли влияет дополнительные секции на индуктивность. Оказалось. не сильно. Для магнитопровода из пластинок - разница около 100мкГн или 7%.

Скорее-всего, буду делать пластинчатый магнитопровод просто потому, что так футуристичнее выглядит и видно катушки :) Ну и есть еще одна идея - в начале пластинчатого магнитопровода положить шайбу, тоже попробую это отсимулирвоать.

Аватара пользователя
BSVi
Адепт
Сообщения: 3509
Откуда: Киев

Сообщение BSVi » 09 окт 2019, 09:45

Итак, чтобы темка не заглохла, вот наброски схемы. Самым сложным было - придумать как считывать датчики. Проблема в том, что пуля длиннее катушки, и может перекрывать несколько датчиков сразу, поэтому просто соединить их последовательно не выйдет. Вариант с дифференциатором и усилителями, как используют для хронометров тоже не подходит - рядом будет много помех. Было еще несколько вариантов, но я решил проще - сгруппировать датчики в 6 групп, так, чтобы пуля не могла перекрыть датчики в одной группе. На самом деле, не обязательно ставтиь датчики на каждую катушку, можно ресинхронизировать пулю реже. На сколько реже - я не знаю :)

Теперь нужно посчитать номиналы, расставить пины по местам, итп.

coilgun.pdf
(275.66 КБ) 12 скачиваний


В целом, вырисовывается дизайн конструкции. Примерно так:
design.jpg

Аватара пользователя
BSVi
Адепт
Сообщения: 3509
Откуда: Киев

Сообщение BSVi » 18 окт 2019, 09:41

Нарисовал плату, и, в процессе, понял, что нарисовал фигню во многих местах. Теперь нужно придумать, как сделать правильно, но, картинка осталась. В целом, силовая часть не поменяется. Нужно чуть переделать преобразователь и управление. Габариты 160*100мм

Untitled-1.jpg

Аватара пользователя
savol
Сообщения: 499
Откуда: г.Запорожье

Сообщение savol » 18 окт 2019, 09:50

Грамотная разводка!У меня даже не получается подписывать элементы-не хватка временного процесса!

Вернуться в «Наши проекты»



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 7 гостей