Материал: фотки, схемы, теория чтоб сделать плазменную пушку своими руками.

Рельсотрон состоит из двух параллельных электродов, называемых рельсами, подключённых к источнику мощного постоянного тока. Разгоняемая электропроводная масса располагается между рельсами, замыкая электрическую цепь, и приобретает ускорение вследствие силы Ампера, действующей на замкнутый проводник с током в его собственном магнитном поле. Сила Лоренца действует и на рельсы, приводя их к взаимному отталкиванию.

В физике рельсотрона модуль вектора силы может быть вычислен через закон Био — Савара — Лапласа и формулу силы Лоренца. Для вычисления потребуются:

• ${\displaystyle \mu _{0}}$ — магнитная постоянная,
• ${\displaystyle d}$ — диаметр рельсов (подразумевается круглое сечение),
• ${\displaystyle r}$ — расстояние между осями рельсов,
• ${\displaystyle I}$ — сила протекающего в системе тока.

Из закона Био — Савара — Лапласа следует, что магнитное поле на определённой дистанции (${\displaystyle s}$) от бесконечного провода с током вычисляется как:

${\displaystyle \mathbf {B} (s)={\frac {\mu _{0}I}{2\pi s}}}$

Следовательно, в пространстве между двумя бесконечными проводами, расположенными на расстоянии ${\displaystyle r}$ друг от друга, модуль магнитного поля может быть выражен формулой:

${\displaystyle B(s)={\frac {\mu _{0}I}{2\pi }}\left({\frac {1}{s}}+{\frac {1}{r-s}}\right)}$

Для того, чтобы уточнить среднее значение для магнитного поля на арматуре рельсотрона, предположим, что диаметр рельса ${\displaystyle d}$ намного меньше расстояния ${\displaystyle r}$ и, считая, что рельсы могут считаться парой полубесконечных проводников, мы можем вычислить следующий интеграл:

${\displaystyle B_{\text{avg}}={\frac {1}{r}}\int _{d}^{r-d}B(s){\text{d}}s={\frac {\mu _{0}I}{2\pi r}}\int _{d}^{r-d}\left({\frac {1}{s}}+{\frac {1}{r-s}}\right){\text{d}}s={\frac {\mu _{0}I}{\pi r}}\ln {\frac {r-d}{d}}\approx {\frac {\mu _{0}I}{\pi r}}\ln {\frac {r}{d}}}$

По закону Лоренца, магнитная сила на проводе с током равна ${\displaystyle IdB}$; предполагая ширину снаряда-проводника ${\displaystyle r}$, мы получим:

${\displaystyle F=IrB_{\text{avg}}={\frac {\mu _{0}I^{2}}{\pi }}\ln {\frac {r}{d}}}$

Формула основывается на допущении, что расстояние ${\displaystyle l}$ между точкой, в которой измеряется сила ${\displaystyle F}$, и началом рельсов больше, чем расстояние между рельсами (${\displaystyle r}$) в 3-4 раза (${\displaystyle l>3r}$). Также были сделаны некоторые другие допущения; чтобы описать силу более точно, требуется учитывать геометрию рельсов и снаряда.

Конструкция

С изготовлением рельсотрона связан ряд серьёзных проблем: импульс тока должен быть настолько мощным и резким, чтобы снаряд не успел испариться и разлететься, но возникла бы ускоряющая сила, разгоняющая его вперёд. На снаряд или плазменный поршень действует сила Лоренца,[ поэтому сила тока важна для достижения необходимой индукции магнитного поля, и важен ток, протекающий через снаряд перпендикулярно силовым линиям индукции магнитного поля. При протекании тока через снаряд материал снаряда (часто используется ионизированный газ сзади лёгкого полимерного снаряда) и рельсы должны обладать:

как можно более высокой проводимостью,

снаряд — как можно меньшей массой,

источник тока — как можно большей мощностью и меньшей индуктивностью.

Однако особенность рельсового ускорителя в том, что он способен разгонять сверхмалые массы до сверхбольших скоростей (скорость снаряда в огнестрельном оружии ограничивается кинетикой проходящей в оружии химической реакции). На практике рельсы изготавливают из бескислородной меди, покрытой серебром, в качестве снарядов используют алюминиевые брусочки или проволоку, может использоваться полимер в сочетании с проводящей средой, в качестве источника питания — батарею высоковольтных электрических конденсаторов, которая заряжается от ударных униполярных генераторов, компульсаторов, и прочих источников электрического питания с высоким рабочим напряжением, а самому снаряду перед вхождением на рельсы стараются придать как можно большую начальную скорость, используя для этого пневматические или огнестрельные пушки.

В тех рельсотронах, где снарядом является проводящая среда, после подачи напряжения на рельсы снаряд разогревается и сгорает, превращаясь в токопроводную плазму, которая далее также разгоняется. Таким образом, рельсотрон может стрелять плазмой, однако вследствие её неустойчивости она быстро дезинтегрируется. При этом необходимо учитывать, что движение плазмы, точнее, движение разряда (катодные, анодные пятна), под действием силы Лоренца возможно только в воздушной или иной газовой среде не ниже определённого давления, так как в противном случае, например, в вакууме, плазменная перемычка рельсов движется в направлении, обратном силе — так называемое обратное движение дуги.

При использовании в рельсотронных пушках непроводящих снарядов снаряд помещается между рельсами, сзади снаряда тем или иным способом между рельсами зажигается дуговой разряд, и тело начинает ускоряться вдоль рельсов. Механизм ускорения в этом случае отличается от вышеизложенного: сила Лоренца прижимает разряд к задней части тела, которая, интенсивно испаряясь, образует реактивную струю, под действием которой и происходит основное ускорение тела.

Вариант пушки плазменный, крошечный

Однотактник сделан на одном полевом транзисторе IRF3205, один из самых мощных в относительно маленьком корпусе. Резистор подобрал опытным путем на 820 Ом 2 Вт. Питается от блокинга строчный трансформатор твс110 пц15, имеющий во вторичной обмотке 1080 витков, первичная обмотка мотается толстым проводом стандартно 5+5 с отводом от середины. Выпрямительный диод выбран из серии HER с напряжением 1000 вольт и током 2 ампера, он совсем не греется при длительной работе, а следовательно, нет потерь. Далее заряжается батарея электролитических конденсаторов, с напряжением 800 вольт общим и общей емкостью 300 мкФ. Можно поставить так же резистор на 1 МОм 1 Вт для разрядки батареи, но не важно это. Так как мощность большая, в качестве ключа ставится известный по схемам гауссов тиристор - КУ202М. Он терпит напряжение в 400 вольт, но на моем опыте, сработал хорошо и при 650. А больше нет смысла заряжать.

Трубка пушки сделана из пробирки для сдачи крови, со срезанным днищем. Разрядник делается из медных контактов (не проводов, а  именно цельных кусочков меди. Через сантиметр впереди - катушка магнитная из 45-50 витков проволоки 0,4-0,5. Намотана двум слоями.Выключатель на тиристоре и от батареи уже на любой вкус, так как мощность там не гигантская.

Между контактами помещается комочек из максимально тонкой проволоки без лака, пропитанный силикатом натрия (он же клей канцелярский). Лучше провести маленькую струйку в сторону выстрела. Силикат натрия нужен для испарения во время срабатывания.

Список радиоэлементов

https://fr.slideserve.com/calista-schneider/6919165

 Плазма

  Частично или полностью ионизированный газ с одинаковой плотностью положительных и отрицательных зарядов.

  1) термическая ионизация
 2) фото-ионизация
 3) ионизация заряженными частицами

  Плазма характеризуется степенью ионизации
 1)слабо
 2) сильно ионизированная
 3) полностью

  Изотермическая --- называется плазма, для которой температура всех компонентов равны.
 Неизотермическая --- температуры компонентов различны (1-электронная , 2-ионная температура, 3- темпер. нейтальных атомов)

  Взаимодействие частиц плазмы между собой характеризуется Кулоновскими силами притяжения и отталкивания, убывающими с расстоянием гораздо медленнее, чем силы взаимодействия нейтральных частиц. Поэтому в плазме одновременно взаимодействуют друг с другом большое число частиц.

  Электрические и магнитные поля вызывают появления объёмных зарядов и токов, что обусловливает ряд специфических свойств.