Вот оно собственно и случилось. За скорость звука я уже вышел, но вопреки прикольным завываниям (кои я поудалял из каментов) всяких гидроцефалов, пророчивших мне посадку в зону за превышение скорости звука я все еще тут и могу рассказать как было дело. 
При помощи разработанного матана посчитал, что все же стоит вернуться к стволу с 8-мю витками обмотки подмагничивания, только калибр постараться сделать как можно ближе к 8-ми миллиметрам. В этом есть свои технологические трудности - сложно найти стальной кругляк с диаметром 7-8 мм для оправки, на которой лить ствол. Нашел оправку 8.2 мм. Ствол вышел калибром 9 мм. Пуля вточилась примерно на 2.4-2.5 грамма. На сей раз донышко было сделано комбинированное - сначала медноугольный материал, а затем дюраль и все в одном калибре. Собственно глядите фотки.
Задумка была в том, что дюраль немного выпарится с донышка и парами своими улучшит проводимость в зазорах между рельсами и медноульной частью донышка пули.
За мишень был взят сгоревший в электротермических экспериментах тиристор таблеточной конструкции (я догадывался, что ствол будет мощным), за тиристором - малость недобитый мультиметр и лист нержавеющей стали толщиной 1 мм. За всем этим - дверь с 50-мм вой доской.
Выстрел..... Собственно скоромно так (видео чуть позже залью) ... Вот результат, вызвал у меня суточный пивной запой.
С мишенью.... ровным счетом нифига. Где-то я поторопился к калибровкой ЛЦУ. Целился в тиристор, не попал, ни разу. Пуля прошла мимо прогнула край листа стали и ушла в дерево. Достать не могу, а жаль, ушла на глубину 26-27 мм. Лист стали пуля отогнула в стиле "уйди, жывотное, не мешай лететь"
Собственно расчеты... Опубликованные в предыдущей записи. Согласно им я должен был получить порядка 372 м/с. Точность ожидаемого и получаемого меня вполне устроила. Есть повод попытаться выйти на следующий рубеж в 500 м/с. Но тут уже однозначно прийдется добавить в конденсаторную батарею не менее 6-ти капов.
Да, да, да. Наконец-то могу поведать и о них. Куда же без них, не серьезно как-то. Привести все к цифрам давно собирался, но вот получив, так сказать, определенный багаж экспериментальных данных смог проверить правильность выведенных формул. Оговорюсь сразу, что при выведении формул я принимал некоторые упрощения, излишне тонко геометрию шин в обмотках подмагничивания и самих рельс я не учитывал. Основным желданием было получить прикидочные формулы, позволяющие с погрешностью 5-10 процентов вычислить "что будет если...." Итак, упрощения были приняты следующие
1. шины и рельсы - просто тонкие, круглые проводники с током.
2.батарея конденсаторов разряжается по экспененте, но за время T, равное постоянной цепи (емкость на омическое сопротивление всей системы), разряд предполагался линеным. За это время ток от значения Imax снижался до значения Imax/e, где e - 2.7182
3. Округлость рельс как-бы учитывалась при расчете длины проводника в магнитном поле
4. Сопротивление источника тока в виде конденсаторной батареи вычислялось исходя из того, что 20 капов соединены параллельно/последовательно и у каждого из них сопротивление 0.05 Ома. Я не претендую на 100% точность этого значения, но где-то я такое число вычитывал в доках, да и расчеты говорят в пользу его правильности.
5.При расчете основного параметра - магнитной индукции во внимание принималось и калибр ствола и расстояния каждого витка обмотки подмагничивания до центра канала ствола.
6. Массогабаритные параметры пули вычислялись на основе того, что тело (как показано на рисунке ниже) состоит из центрального скрепляющего болта диаметром 3/4/5/6 мм в зависимости от калибра пули, из медноугольного донышка и корпуса-изолятора. Носик пули заточен под конус 30 градусов от оси вращения пули. Длина цилиндрической части изолятора равна калибру. Т.е. как-бы получилась масштабируемая модель
Что же получилось. Ниже дан с криншот сварганенной в дельфях проги
В верхней части таблица с исходными данными. Для проверки я заложил исходные данные последнего 8-виткового ствола с калибром 9 мм. В исходных данных указываются параметры конденсаторной батареи, зазоры в обмотках подмагничивания и между обмоткой и рельсами, сопротивления - отдельно по участкам цепи - батарея-кабеля питания-скользящий контакт. Также указываются плотности материалов из которых выточены компоненты пули. В нижней таблице - результаты. В таблицу результатов можно выбрать что выводить при помощи всплывающего меню. Можно узнать магнитную индукцию, токи, дульные энергии, скорости пули, длины участков разгона, импульсы силы, узнать длину обмотки - сколько меди прийдется потратить, чтоб это спаять. Колонки таблицы формируются по возможным калибрам (в верхней строчке перечисляются калибры и вес пули для этого калибра). Строки формируются по числу витков в обмотке подмагничивания. Например, для 8-мивиткового 9-мм-вого ствола масса пули составит 2.5 грамма, а расчетная скорость - 372.65 м/с Рекомендую запомнить это число для чтения отчета о испытании, проведенном 3.05.2010
Что же собственно дала эта программа. В первую очерепдь - четкое понимание того, что можно получить на выходе из ускорителя с имеющимися у запасами энергии и параметрами системы. Видно, что стоит стремиться к понижению калибра, при котором масса пули будет снижаться, а начальная скорость, энергетика и КПД системы увеличиваться.
Вводя различные исходные данные, сопоставлял результаты расчетов с данными, полученными при испытаниях 5-виткового ствола калибром 13 мм и 8-ми витковых стволов калибром 10 мм, выполненных еще в старом корпусе и более тяжелыми пулями, с тяжелым фторопластом.
Любопытно, что 8 витков обмотки подмагничивания получаются как-бы оптимальными для параметров существующей конднесаторной батареи. Однако, они показывают, что при увеличении ее емкости и/или уменьшении внутреннего сопротивления оптимальное число витков может снизиться.
О мысли сделать пулю с самоприжимающимся к рельсам контактом пришлось забыть и вернуться к прежней конструкции с медноугольным донышком. Только в целях облегчения пули было решено заменить тяжелый фторопласт на легкий эбонит. Отказаться от латунного носика и на 1 мм снизить толщину медноугольного донышка. В итоге получилась пуля в 2 раза легче своей фторопластовой предшественницы.
Результат незамедлил сказаться. Пуля получилась весом не более 5 грамм и была разогнана до скорости 223 м/с.
И конечно же видео
Следующим шагом была попытка сделать новый боеприпас. Идея заключалась в том, чтобы хвост пули изготовить таким образом, чтобы он автоматически прижимался к рельсам под действием силы Ампера. Пуля точилась из дюраля и эбонита. Вес ее получился около 3 грамм. Хвост высверливался сверлом 6 мм и потом дисковой фрезой распиливался на 4 четвертинки.
Стрельба велась из 12.4 мм-вого ствола пулей, конструкция которой стала уже классикой жанра - фторопластовый корпус, медноугольное донышко. Только вместо винта М3 в качестве центрального стержня использовался дюраль. Носик - из латуни.
Осенью 2009 года стало ясно, что конструкцию RailGun необходимо кардинально перерабатывать. Кардинально перерабатывать, поскольку многовитковые стволы увеличивались в размерах и тяжелели обрастая материалом и при этом в ряде испытаний они физически не выдерживали сил, возникающих в обмотке подмагничивания в момент выстрела. Т.е. идея сменных стволов становилась все менее реализуемой, так как тягать с собой десяток килограммовых железяк - удовольствие крайне сомнительное. В итоге решился все же пожертвовать скорострельностью и сделать конструкцию RailGun, в которой требуется прочистка ствола после каждого выстрела, а его смена возможна путем откручивания 4 винтов. Очень напоминает историю развития порохового стрелкового оружия, когда первые мушкеты прочищались после кадого выстрела перед перезарядкой. В итоге получилась "переломка", показанная выше.
Ствол имеет 5 витков в обмотке подмагничивания и чтобы он не рвался от распирающих нагрузок в момент выстрела я его сварил из 4-х листов стали толщиной 6 мм. Он же является и магнитопроводом.
Инжектор.
Механизм запирания ствола претерпел серьезные изменения. Реализовал конструкцию которую давно хотел уже попробовать сделать. Основа механизма - поворачивающийся на 90 градусов вал в центре которого проходит газовая трубка от клапана. При повороте вала - затвора в положение "заперто" происходит защемление ножевых контактов ствола в разъеме и одновременно с этим происходит накат упорной плиты затвора на казенный срез ствола. А при отпирании механизм разблокирует разъем, отводит плиту затвора назад и разжимает два крюковых захвата, удерживающих ствол сверху и снизу. На фотках ниже показаны детали механизма в разобранном виде и подсобранный инжектор.
Накат плиты затвора осуществляется за счет резьбы М10x1.5. Он происходит на величину порядка 0.25 мм, что оказалось вполне достаточно для надежного запирания канала ствола.
Далее, на латунный корпус инжектора устанавливаются тектолитовые изоляторы и контакты разъемов. Сверху разъемы прикрываются двумя фигурными крышками, которые по совместительству поддерживают ствол.
Оси ствола сделаны так, что конструкция может переламываться при отводе ствола в крайнее переднее положение по отношению к инжектору. Поднятием рычага затвора вверх до упора ствол освобождается от захватов крюками сверху и снизу и от захвата контактов разъема. Он легко выдвигается вперед до упора перемещаясь на боковых осях по прорезям в боковых крышках. При этом контакты выходят из разъема и после этого ствол можно провернуть дулом вниз открывая доступ к каналу ствола для прочистки и перезарядки.
Лазерный целеуказатель также претерпел серьезные изменения. Ввиду того, что оптическая ось лазера ниразу не совпадает с геометрической осью корпуса его приходится выворачивать при настройке. Для свободы маневра сделал в дюралевой коробочке, разделенной на 2 половинки сферические углубления. Снабдив лазерный диод втулкой из фторопласта получил возможность поворачивать его в сфере корпуса, легко выводя его оптическую ось в нужном направлении.
Инжектор закрывается сверху фигруно фрезерованной дюралевой крышкой, под которой размещаются батарейка, питающая лазерный диод целеуказателя, датчик выжима спускового крючка, светодиод заряда конденсаторной батареи и датчик открытия ствола. Назначение последнего - блокировать работу конвертора, т.е. накачку высокого напряжения, когда ствол открыт.
Традиционно места паянного соединения кабелей и контактов разъемов взяты в фиксирующие короба с заливкой эпоксидной смолой. Короба крепятся к корпусу инжектора и препятствуют вылому разъемов под действием силы Ампера во время выстрела, стремящейся раздвинуть провода.
Остается добавить, что ствол проточен в калибр 12.4 мм. Имеет длину рельс 140 мм и общую длину 390 мм.
Тип инжектора для новой версии электропушки тоже решился изменить. Пневматика надоела. Проколотый баллончик долго не может храниться - неминуемо стравливается. Снижается энергия предразгона пули от выстрела к выстрелу. Да и сама начальная скорость маловата, а ведь известно, что КПД рельсового ускорителя растет с увеличением начальной скорости снаряда на входе в ускоритель. Альтернативы пневме - пружина, похер (в смысле порох) и электро-термо-химическая система. Пружина - все равно не выдаст больше, чем пневмат. Похер - уголовщина. Осталось только ETC, которое можно реализовать так, чтоб это не потянуло на статью
В общем, сделал за 2 вечера по-быстрому подготовил и провел эксперимент с ETC. Система состояла из ствола, тиристора T143-630, батареи конденсаторов, конвертора и аккумулятора.
Долгое отсутствие вестей было вызвано напряженной выработкой технологии изготовления стволов с несколькими витками подмагничивания.
Эксперименты с 8-витковыми обмотками подмагничивания не дали желаемых результатов по КПД и дульной энергии именно из-за того, что малое сечение шин (13 мм^2) давало большие резистивные потери на обмотке и снижало ток. Стволы работали беспроблемно, выдавали стабильно 212 м/с и соотвественно 112 J дульной энергии 5 граммовой пулей, но этого мало.
Перешел на технологию 5-витковых стволов с использованием медных шин сечением 30-34 мм^2. Это дало значительный прирост дульной энергии, достигались скорости до 316 м/с и 250 J дульной энергии, но при этом возникли неожиданно проблемы с целостностью стволов после выстрела. Они разрушались. Оказалось, что
Ряд испытаний стволов с 8-витковой обмоткой подмагничивания показал стабильные результаты на уровне 212 м/с. С одной стороны эта стабильность работы системы радовала, но с другой стороны низкий результат несколько огорчал и наводил на мысли о том, что что-то сделано не так и можно добиться лучшего. Решено было испробовать сразу 4 решения.
Несколько модифицировал исходную конструкцию пули. Прислушавшись к советам наблюдателей решил увеличить ширину токоведущего пояска в 2 раза, с 3.5 мм до 7. Но так как медноугольный материал тяжеловат решил колечко делать не сплошное, а частично полое. Это потребовалозамены обычной железной гайки у донышка на специально проточенную дюралевую. В итоге появились 2 новые конструкции. Вот их чертежи.
