Розділ 5.1 Розрахунки в femm та практична частина

Я використав програму FEMM зі скриптом coilgun02. (Посилання в кінці реферату). Щоб FEMM вирахував всі данні, потрібно ввести дані в це вікно (Рис. 6,7).

Нажимаємо на кнопки «внести змінення» та «симуляція».

Далі FEMM вираховує все та виводить данні в текстовий документ.

Ось дані, що їх я отримав:

----------------------------------------------------------

Версія скрипта 122

Загальний час, мікросекунд = 5099

Інтервал розрахунку, мкс = 150

Ємність конденсатора, мкФ = 1000.0

Початкова напруга, В = 310.0

Загальний опір, Ом = 0.445

Зовнішній опір, Ом = 0.150

----- дріт ------------------------------------------------

Опір обмотки, Ом = 0.295

Кількість витків = 241

Діаметр дроту, мм = 1.00

Загальна довжина дроти, м = 13.3

----- соленоїд--------------------------------------------

Довжина котушки, мм = 35.0

Зовнішній діаметр котушки, мм = 30.0

Індуктивність котушки в старт. позиції, мкГн = 290.1

Товщина щічок зовнішнього муздрамтеатру, мм = 0.0

Товщина корпусу зовнішнього муздрамтеатру, мм = 0.0

Внутрішній діаметр котушки, мм = 5.0

----- КУЛЯ --------------------------------------------

Маса кулі без оперення, г = 4.34

Довжина кулі, мм = 35.0

Діаметр кулі, мм = 4.5

Глибина отвору в пулі, мм = 0.0

Діаметр отвору, мм = 0.00

Маса оперення, г = 0.00

Маса кулі разом з оперенням, г = 4.34

Стартова позиція кулі, мм = 5.0

----- ЕНЕРГІЯ ------------------------------------------

Енергія кулі початкова, Дж = 0.0

Енергія кулі кінцева, Дж = 0.6

Приріст енергії кулі, Дж = 0.6

Енергія конденсатора початкова, Дж = 48.1

Енергія конденсатора кінцева, Дж = 0.0

Витрата енергії конденсатора, Дж = 48.1

Середня сила, Н = 0.0

ККД,% = 1.23

------ ШВИДКІСТЬ ----------------------------------------

Початкова швидкість кулі, м / с = 0.2

Кінцева швидкість кулі, м / с = 16.5

Максимальна швидкість кулі, м / с = 16.6

Я ще провів два досліди з різною стартовою позицією снаряду. Найоптимальніше положення снаряду 7 мм в котушці.

Дослід та схема Гаус-гармати (Рис.4)

Складові гармати:

1. Ствол з діелектрику;

2. Конденсатори;

3. Соленоїд;

4. Кнопка.

Фото вильоту снаряду з гаусівки (Рис.5)

Все, що було мною обраховано у програмі, я перевірив на практиці. Я дійшов висновку, що найоптимальніше стартове положення снаряду – на 7 мм у котушці.

Висновок.

Я ознайомився з біографією Карла Гауса, отримав початкові знання з електромагнітної індукції та вивчив деякі відкриття Майкла Фарадея. Ще я ознайомився з досить цікавою історією виникнення Гаус-гармати. Ознайомився також і з відомими сферами застосування цього відкриття, а ще додумав, у яких сферах в подальшому можливо використання принципу Гаус-гармати.

Мною зроблено розрахунки до Гаус-гармати на комп’ютері та за цими розрахунками зроблено декілька діючих моделей цього пристрою

----- дріт ---------------------------------------------

Опір обмотки, Ом = 0.295

Кількість витків = 241

Діаметр дроту, мм = 1.00

Загальна довжина дроти, м = 13.3

----- соленоїд------------------------------------------

Довжина котушки, мм = 35.0

Зовнішній діаметр котушки, мм = 30.0

Індуктивність котушки в старт. позиції, мкГн = 290.1

Товщина щічок зовнішнього муздрамтеатру, мм = 0.0

Товщина корпусу зовнішнього муздрамтеатру, мм = 0.0

Внутрішній діаметр котушки, мм = 5.0

----- КУЛЯ --------------------------------------------

Маса кулі без оперення, г = 4.34

Довжина кулі, мм = 35.0

Діаметр кулі, мм = 4.5

Глибина отвору в пулі, мм = 0.0

Діаметр отвору, мм = 0.00

Маса оперення, г = 0.00

Маса кулі разом з оперенням, г = 4.34

Стартова позиція кулі, мм = 5.0

----- ЕНЕРГІЯ ------------------------------------------

Енергія кулі початкова, Дж = 0.0

Енергія кулі кінцева, Дж = 0.6

Приріст енергії кулі, Дж = 0.6

Енергія конденсатора початкова, Дж = 48.1

Енергія конденсатора кінцева, Дж = 0.0

Витрата енергії конденсатора, Дж = 48.1

Середня сила, Н = 0.0

ККД,% = 1.23

------ ШВИДКІСТЬ ----------------------------------------

Початкова швидкість кулі, м / с = 0.2

Кінцева швидкість кулі, м / с = 16.5

Максимальна швидкість кулі, м / с = 16.6)

Проведено два досліди з різною стартовою позицією снаряду. Найоптимальніше положення снаряду – 7 мм в котушці.

Я отримав дані про ККД приладу, відстань, на яку потрібно вставляти снаряд у соленоїд, та про швидкість польоту снаряду.

Отримані результати підтвердили практичні досліди.

Наступна моя задача – продовжити дослідження Гаус-гармати, визначити чинники, які впливають на ККД, спробувати зробити гармату за допомогою неадінових магнітів.

А ще я переконався, що Гаус-гармата – це не тільки зброя чи двигун майбутнього, але й цікава електронна іграшка.