Всем привет. В данной статье рассмотрим, как изготовить портативную электромагнитную пушку Гаусса, собранную с применением микроконтроллера. Ну, насчет пушки Гаусса я, конечно, погорячился, но то, что это – электромагнитная пушка, нет сомнения. Данное устройство на микроконтроллере было разработано для того, чтобы обучить начинающих программированию микроконтроллеров на примере конструирования электромагнитной пушки своими руками.Разберем некоторые конструктивные моменты как в самой электромагнитной пушке Гаусса, так и в программе для микроконтроллера.
С самого начала нужно определиться с диаметром и длиной ствола самой пушки и материалом, из которого она будет изготовлена. Я применил пластиковый футляр диаметром 10 мм из-под ртутного термометра, поскольку он у меня валялся без дела. Вы можете использовать любой доступный материал, обладающий не ферромагнитными свойствами. Это стекло, пластик, медная трубка и т. д. Длина ствола может зависеть от количества применяемых электромагнитных катушек. В моем случае используется четыре электромагнитных катушки, длина ствола составила двадцать сантиметров.
Что касается диаметра применяемой трубки, то в процессе работы электромагнитная пушка показала, что нужно учитывать диаметр ствола относительно применяемого снаряда. Проще говоря, диаметр ствола не должен намного превышать диаметр применяемого снаряда. В идеале, ствол электромагнитной пушки должен подходить под сам снаряд.
Материалом для создания снарядов послужила ось от принтера диаметром пять миллиметров. Из данного материала и были изготовлены пять болванок длиной 2,5 сантиметра. Хотя также можно применять стальные болванки, скажем, из проволоки или электрода – что найдется.
Нужно уделить внимание и весу самого снаряда. Вес по возможности должен быть небольшим. Мои снаряды слегка тяжеловаты получились.
Перед созданием данной пушки были проведены эксперименты. В качестве ствола использовалась пустая паста от ручки, в качестве снаряда – иголка. Иголка с легкостью пробивала обложку журнала, установленного неподалеку от электромагнитной пушки.
Поскольку оригинальная электромагнитная пушка Гаусса строится по принципу заряда конденсатора большим напряжением, порядка трехсот вольт, то в целях безопасности начинающим радиолюбителям следует запитывать её низким напряжением, порядка двадцати вольт. Низкое напряжение приводит к тому, что дальность полета снаряда не очень большая. Но опять же, всё зависит от количества применяемых электромагнитных катушек. Чем больше электромагнитных катушек применяется, тем больше получается ускорение снаряда в электромагнитной пушке. Также имеют значение диаметр ствола (чем меньше диаметр ствола, тем снаряд летит дальше) и качество намотки непосредственно самих электромагнитных катушек. Пожалуй, электромагнитные катушки – самое основное в устройстве электромагнитной пушки, на это нужно обратить серьёзное внимание, чтобы добиться максимального полета снаряда.
Я приведу параметры своих электромагнитных катушек, у вас они могут быть другими. Катушка наматывается проводом диаметром 0,2 мм. Длина намотки слоя электромагнитной катушки составляет два сантиметра и содержит шесть таких рядов. Каждый новый слой я не изолировал, а начинал намотку нового слоя на предыдущий. Из-за того, что электромагнитные катушки запитываются низким напряжением, вам нужно получить максимальную добротность катушки. Поэтому все витки наматываем плотно друг другу, виток к витку.
Что касается подающего устройства, то тут особые пояснения не нужны. Все паялось из отходов фольгированного текстолита, оставшегося от производства печатных плат. На рисунках все подробно отображено. Сердцем подающего устройства является сервопривод SG90, управляемый микроконтроллером.
Подающий шток изготовлен из стального прутка диаметром 1,5 мм, на конце штока запаяна гайка м3 для сцепления с сервоприводом. На качалке сервопривода для увеличения плеча установлена загнутая с двух концов медная проволока диаметром 1,5 мм.
Данного нехитрого устройства, собранного из подручных материалов, вполне хватает, чтобы подать снаряд в ствол электромагнитной пушки. Подающий шток должен полностью выходить из загрузочного магазина. В качестве направляющей для подающего штока послужила треснувшая латунная стойка с внутренним диаметром 3 мм и длиной 7 мм. Жалко было выбрасывать, вот и пригодилось, собственно, как и кусочки фольгированного текстолита.
Программа для микроконтроллера atmega16 создавалась в AtmelStudio, и является полностью открытым проектом для вас. Рассмотрим некоторые настройки в программе микроконтроллера, которые придется произвести. Для максимально эффективной работы электромагнитной пушки вам понадобится настроить в программе время работы каждой электромагнитной катушки. Настройка производится по порядку. Сначала подпаиваете в схему первую катушку, все остальные не подключаете. Задаете в программе время работы (в миллисекундах).
PORTA |=(1<<1); // катушка 1
_delay_ms(350); / / время работы
Прошиваете микроконтроллер, и запускаете программу на микроконтроллере. Усилия катушки должно хватать на то, чтобы втянуть снаряд и придать начальное ускорение. Добившись максимального вылета снаряда, подстраивая время работы катушки в программе микроконтроллера, подключаете вторую катушку и также настраиваете по времени, добиваясь еще большей дальности полета снаряда. Соответственно, первая катушка остается включенной.
PORTA |=(1<<1); // катушка 1
_delay_ms(350);
PORTA &=~(1<<1);
PORTA |=(1<<2); // катушка 2
_delay_ms(150);
Таким способом настраиваете работу каждой электромагнитной катушки, подключая их по порядку. По мере увеличения количества электромагнитных катушек в устройстве электромагнитной пушке Гаусса скорость и, соответственно, дальность снаряда должны также увеличиваться.
Данную кропотливую процедуру настройки каждой катушки можно избежать. Но для этого придется модернизировать устройство самой электромагнитной пушки, установив датчики между электромагнитными катушками для отслеживания перемещения снаряда от одной катушки к другой. Датчики в сочетании с микроконтроллером позволят не только упростить процесс настройки, но и увеличат дальность полета снаряда. Данные навороты я не стал делать и усложнять программу микроконтроллера. Целью было реализовать интересный и несложный проект с применением микроконтроллера. Насколько он интересен, судить, конечно, вам. Скажу честно, я радовался, как ребенок, «молотя» из данного устройства, и у меня созрела идея более серьезного устройства на микроконтроллере. Но это уже тема для другой статьи.
Программа и схема -
Только Россия имеет на вооружении электромагнитные боеприпасы September 29th, 2017
Предприятиями российского оборонно-промышленного комплекса создана мощная электромагнитная ракета "Алабуга", имеющая боевой блок с генератором электромагнитного поля высокой мощности. Сообщалось, что она способна одним ударом накрыть территорию 3,5 километров и вывести из строя всю электронику, превратив ее в "груду металлолома".
Михеев разъяснил, что "Алабуга" не является конкретным оружием: под этим шифром в 2011-2012 годах завершился целый комплекс научных исследований, в ходе которых были определены основные направления развития радиоэлектронного оружия будущего.
"Была проведена очень серьёзная теоретическая оценка и практическая работа на лабораторных макетах и специализированных полигонах, в ходе которой определена номенклатура радиоэлектронного оружия и степень его воздействия на технику", - рассказал Михеев.
Это воздействие может быть разным по интенсивности: "Начиная с обычного помехового влияния с временным выводом систем вооружения и военной техники противника из строя вплоть до её полного радиоэлектронного поражения, приводящего к энергетическому, деструктивному повреждению основных электронных элементов, плат, блоков и систем".
После окончания этой работы все данные о её результатах были закрыты, а сама тема СВЧ-оружия попала в разряд критических технологий с наивысшим грифом секретности, подчеркнул Михеев.
"Сегодня мы можем только сказать, что все эти наработки переведены в плоскость конкретных опытно-конструкторских работ по созданию электромагнитного оружия: снарядов, бомб, ракет, несущих на себе специальный взрывомагнитный генератор, в котором за счёт энергии взрыва создаётся так называемый СВЧ-электромагнитный импульс, выводящий из строя на определённом расстоянии всю технику противника", - отметил собеседник.
Подобные разработки ведут все ведущие мировые державы – в частности, США и Китай, заключил представитель КРЭТ.
Россия на сегодняшний день является единственной в мире страной, на вооружении которой стоят боеприпасы, оснащенные электромагнитными генераторами, заявил главный редактор журнала "Арсенал Отечества", член экспертного совета коллегии ВПК Виктор Мураховский.
Так он прокомментировал слова советника первого заместителя гендиректора концерна "Радиоэлектронные технологии" Владимира Михеева, заявившего, что в России создаются радиоэлектронные боеприпасы, способные вывести технику противника из строя за счет мощного СВЧ-импульса.
"Такие штатные боеприпасы у нас есть – например, такие генераторы есть в боевых частях зенитных ракет, также существуют выстрелы для ручных противотанковых гранатометов, оснащенные такими генераторами. По этому направлению мы находимся на передовых позициях в мире, аналогичных боеприпасов, насколько я знаю, пока на снабжении иностранных армий нет. В США и Китае такая техника сейчас находятся лишь на стадии испытаний", - цитирует В. Мураховского РИА Новости.
Эксперт отметил, что сегодня российская "оборонка" работает над увеличением эффективности таких боеприпасов, а также усилением электромагнитного импульса за счёт новых материалов и новых конструктивных схем. При этом Мураховский подчеркнул, что называть такое оружие "электромагнитными бомбами" не совсем корректно, поскольку на сегодняшний день на вооружении российской армии стоят только зенитные ракеты и гранатометные выстрелы, оснащенные такими генераторами.
Говоря о радиоэлектронном оружии будущего, разрабатываемом сегодня в России, собеседник привел в пример проект "СВЧ-пушки", находящийся сегодня на стадии научно-исследовательских работ.
"На стадии НИР есть новое изделие на гусеничном шасси, которое генерирует излучение, способное на большом расстоянии вывести из строя беспилотник. Это именно то, что в просторечии сейчас называют "СВЧ-пушкой", - рассказал Мураховский.
Впервые мир увидел реально действующий прототип электромагнитного оружия на выставке вооружений ЛИМА-2001 в Малайзии. Там был представлен экспортный вариант отечественного комплекса «Ранец-E». Он выполнен на шасси МАЗ-543, имеет массу около 5 тонн, обеспечивает гарантированное поражение электроники наземной цели, летательного аппарата или управляемого боеприпаса на дальностях до 14 километров и нарушения в её работе на расстоянии до 40 км. Несмотря на то, что первенец произвел настоящий фурор в мировых СМИ, спецалисты отметили ряд его недостатков. Во-первых, размер эффективно поражаемой цели не превышает 30 метров в диаметре, а во-вторых, оружие одноразовое - перезарядка занимает более 20 минут, за которые чудо-пушку уже раз 15 подстрелят с воздуха, а работать по целям она может только на открытой местности, без малейших визуальных преград. Наверное, именно по этим причинам американцы и отказались от создания подобного ЭМИ-оружия направленного действия, сконцентрировавшись на лазерных технологиях. Наши оружейники решили испытать судьбу и попытаться «довести до ума» технологию направленного ЭМИ-излучения.
По активному импульсному излучению получается подобие ядерного взрыва, только без радиоактивной компоненты. Полевые испытания показали высокую эффективность блока – не только радиоэлектронная, но и обычная электронная аппаратура проводной архитектуры, выходит из строя в радиусе 3,5 км. Т.е. не только выводит из штатной эксплуатации главные гарнитуры связи, ослепляя и оглушая противника, но и фактически оставляет целое подразделение без каких-либо локальных электронных систем управления, в том числе вооружением. Преимущества такого «нелетального» поражения очевидны – противнику останется только сдаться, а технику можно получить в качестве трофея. Проблема лишь в эффективных средствах доставки этого заряда – он обладает сравнительно большой массой и ракета должна быть достаточно большой, и, как следствие, весьма уязвимой для поражения средств ПВО/ПРО», - объяснил эксперт.
Интересны разработки НИИРП (ныне подразделение концерна ПВО «Алмаз-Антей») и Физико-технического института им. Иоффе. Исследуя воздействие мощного СВЧ-излучения с земли на воздушные объекты (цели), специалисты этих учреждений неожиданно получили локальные плазменные образования, которые получались на пересечении потоков излучения от нескольких источников. При контакте с этими образованиями воздушные цели претерпевали огромные динамические перегрузки и разрушались. Согласованная работа источников СВЧ-излучения, позволяла быстро менять точку фокусировки, то есть производить перенацеливание с огромной скоростью или сопровождать объекты практически любых аэродинамических характеристик. Опыты показали, что воздействие эффективно даже по боевым блокам МБР. По сути, это уже даже не СВЧ-оружие, а боевые плазмоиды. К сожалению, когда в 1993 году коллектив авторов представил проект системы ПВО/ПРО, основанной на этих принципах, на рассмотрение государства, Борис Ельцин сразу предложил совместную разработку американскому президенту. И хотя сотрудничество по проекту не состоялось, возможно, именно это подтолкнуло американцев к созданию на Аляске комплекса HAARP (High freguencu Active Auroral Research Program) - научно-исследовательский проект по изучению ионосферы и полярных сияний. Отметим, что тот мирный проект почему-то имеет финансирование агентства DARPA Пентагона.
Справка:
Элементная база РЭС весьма чувствительна к энергетическим перегрузкам, и поток электромагнитной энергии достаточно высокой плотности способен выжечь полупроводниковые переходы, полностью или частично нарушив их нормальное функционирование. Низкочастотное ЭМО создает электромагнитное импульсное излучение на частотах ниже 1 МГц, высокочастотное ЭМО воздействует излучением СВЧ-диапазона – как импульсным, так и непрерывным. Низкочастотное ЭМО воздействует на объект через наводки на проводную инфраструктуру, включая телефонные линии, кабели внешнего питания, подачи и съема информации. Высокочастотное ЭМО напрямую проникает в радиоэлектронную аппаратуру объекта через его антенную систему. Помимо воздействия на РЭС противника, высокочастотное ЭМО может также влиять на кожные покровы и внутренние органы человека. При этом в результате их нагрева в организме возможны хромосомные и генетические изменения, активация и дезактивация вирусов, трансформация иммунологических и поведенческих реакций.
Главным техническим средством получения мощных электромагнитных импульсов, составляющих основу низкочастотного ЭМО, является генератор с взрывным сжатием магнитного поля. Другим потенциальным типом источника низкочастотной магнитной энергии высокого уровня может быть магнитодинамический генератор, приводимый в действие с помощью ракетного топлива или взрывчатого вещества. При реализации высокочастотного ЭМО в качестве генератора мощного СВЧ-излучения могут использоваться такие электронные приборы, как широкополосные магнетроны и клистроны, работающие в миллиметровом диапазоне гиротроны, генераторы с виртуальным катодом (виркаторы), использующие сантиметровый диапазон, лазеры на свободных электронах и широкополосные плазменно-лучевые генераторы.
источники
Не пугайтесь, в рубрике «опыт» мы не станем предлагать вам выпиливать из дерева пистолет. Оружие мы соорудили просто так, для красоты, под впечатлением от элементарного и в то же время зрелищного физического фокуса. Чтобы провести собственный эксперимент, вам понадобится всего лишь пара линеек, мощный магнит и несколько металлических шариков.
Этот опыт - что-то вроде физической загадки. В принципе его работы нет ничего сложного и загадочного. Однако происходящее выглядит настолько неожиданным и эффектным, что вводит даже сообразительных зрителей в замешательство. Положите на стол две линейки так, чтобы между ними образовалась дорожка. Ширина дорожки должна быть такой, чтобы по ней мог прямо катиться металлический шарик. Положите на дорожку магнит и прицепите к нему с одной стороны несколько шариков.
С другой стороны плавно подкатите к магниту еще один шарик. Как только он докатится до магнита, крайний шарик с другой стороны будет буквально отстрелен от конструкции с совершенно неожиданной скоростью. Откуда взялась энергия для такого залпа? Мало кто способен сразу ответить на этот вопрос.
Разгадка более чем проста. Первый шарик в колонне очень сильно притягивается к магниту. Следующий - уже слабее. Крайний шарик практически не притягивается, и, чтобы отделить его, требуется минимум энергии.
Шарик, который мы подкатываем к магниту сзади, попадая в поле притяжения, интенсивно разгоняется. Невооруженному глазу это почти незаметно, так как максимальное ускорение развивается на малом расстоянии от магнита. Импульс удара передается крайнему шарику, который, как мы выяснили, практически ничто не удерживает на месте.
Обратите внимание на рамку, нависшую над каналом «ствола». С ее помощью мы попытались побороть трение: четыре мощных магнита подвешены над дорожкой на ниточках. Если захотите повторить наш опыт, учтите, что дерево не лучший вариант в плане трения качения. Оптимальный материал для изготовления дорожки - пластик, например короб для скрытой проводки. Металл по понятным причинам неуместен.
Количество магнитов и шариков - это обширное поле для экспериментов. С одной стороны, чем больше магнитов, тем больше их совместное притяжение, а значит, и импульс, передаваемый снаряду. Большее количество шариков удаляет снаряд от магнитов, тем самым уменьшая энергию, необходимую для отрыва снаряда от конструкции. Однако с увеличением количества элементов растет масса и инертность установки, увеличивается сила трения. Так что в итоге более легкая конструкция может разогнать снаряд лучше, чем более мощная.
Мощные неодимовые магниты любого размера и формы сейчас свободно продаются в интернет-магазинах. Объясняется это тем, что любители «сэкономить за чужой счет» пытаются с их помощью остановить счетчики воды в квартирах, не повредив пломбу и сам прибор. Шарики можно раздобыть в автомагазине в составе крупного подшипника или в товарах для охоты - их продают в качестве снарядов для рогатки.
Научно-технический прогресс стремительно развивается. К сожалению, его результаты проводят не только к улучшению нашей жизни, к новым удивительным открытиям или победам над опасными недугами, но и к появлению нового, более совершенного оружия.
На протяжении всего прошлого столетия человечество «ломало голову» над созданием новых, еще более эффективных средств уничтожения. Отравляющие газы, смертоносные бактерии и вирусы, межконтинентальные ракеты, термоядерное оружие . Не бывало еще такого периода в человеческой истории, чтобы ученые и военные сотрудничали так тесно и, к сожалению, эффективно.
Во многих странах мира активно проводятся разработки оружия на основе новых физических принципов. Генералы весьма внимательно наблюдают за последними достижениями науки и стараются поставить их себе на службу.
Одним из наиболее перспективных направлений оборонных исследований являются работы в области создания электромагнитного оружия. В желтой прессе оно обычно называется «электромагнитная бомба». Подобные исследования стоят весьма недешево, поэтому позволить их себе могут только богатые страны: США, Китай, Россия, Израиль.
Принцип действия электромагнитной бомбы заключается в создании мощного электромагнитного поля, что выводит из строя все устройства, работа которых связана с электричеством.
Это не единственный способ использования электромагнитных волн в современном военном деле: созданы передвижные генераторы электромагнитного излучения (ЭМИ), которые могут вывести из строя электронику противника на расстоянии до нескольких десятков километров. Работы в этой области активно проводятся в США, России, Израиле.
Существуют и еще более экзотические способы военного применения электромагнитного излучения, чем электромагнитная бомба. Большая часть современного оружия использует энергию пороховых газов для поражения противника. Однако все может измениться уже в ближайшие десятилетия. Для запуска снаряда также будут использованы электромагнитные токи.
Принцип действия такой «электрической пушки» довольно прост: снаряд, сделанный из проводящего материала, под воздействием поля выталкивается с большой скоростью на довольно большое расстояние. Эту схему планируют применять на практике уже в ближайшее время. Наиболее активно в этом направлении работают американцы, об успешных разработках оружия с таким принципом действия в России неизвестно.
Как вы представляете себе начало Третьей мировой войны? Ослепительные вспышки термоядерных зарядов? Стоны людей, умирающих от сибирской язвы? Удары гиперзвуковых летательных аппаратов из космоса?
Все может быть совсем по-другому.
Вспышка действительно будет, но не очень сильная и не испепеляющая, а похожая, скорее, на раскат грома. Самое «интересное» начнется потом.
Загорятся даже выключенные люминесцентные лампы и экраны телевизоров, в воздухе повиснет запах озона , а проводка и электрические приборы начнут тлеть и искриться. Гаджеты и бытовые приборы, в которых есть аккумуляторы, нагреются и выйдут из строя.
Перестанут работать практически все двигатели внутреннего сгорания. Отключится связь, не будут работать средства массовой информации, города погрузятся во тьму.
Люди не пострадают, в этом отношении электромагнитная бомба – очень гуманный вид оружия. Однако подумайте сами, во что превратится жизнь современного человека, если убрать из него устройства, принцип действия которых основан на электричестве.
Общество, против которого будет применено орудие подобного действия, окажется отброшенным на несколько веков назад.
Как это работает
Как можно создать столь мощное электромагнитное поле, которое способно оказывать подобное действие на электронику и электрические сети? Электронная бомба фантастическое оружие или подобный боеприпас можно создать на практике?
Электронная бомба уже была создана и уже два раза применялась. Речь идет о ядерном или термоядерном оружии. При подрыве подобного заряда одним из поражающих факторов является поток электромагнитного излучения.
В 1958 году американцы взорвали над Тихим океаном термоядерную бомбу, что привело к нарушению связи во всем регионе, ее не было даже в Австралии, а на Гавайских островах пропал свет.
Гамма-излучение, которое в избытке образуется при ядерном взрыве, вызывает сильнейший электронный импульс, что распространяется на сотни километров и выключает все электронные приборы. Сразу после изобретения ядерного оружия, военные занялись разработкой защиты собственной аппаратуры от подобного действия взрывов.
Работы, связанные с созданием сильного электромагнитного импульса, как и разработки средств защиты от него проводятся во многих странах (США, Россия, Израиль, Китай), но почти везде они засекречены.
Можно ли создать работающее устройство, на других менее разрушительных принципах действия, чем ядерный взрыв. Оказывается, что можно. Более того, подобными разработками активно занимались в СССР (продолжают и в России). Одним из первых, кто заинтересовался данным направлением, был знаменитый академик Сахаров.
Именно он первым предложил конструкцию конвенционного электромагнитного боеприпаса. По его задумке высокоэнергетическое магнитное поле можно получить путем сжатия магнитного поля соленоида обычным взрывчатым веществом . Подобное устройство можно было поместить в ракету, снаряд или бомбу и отправить на объект неприятеля.
Однако у подобных боеприпасов есть один недостаток: их малая мощность. Преимуществом подобных снарядов и бомб является их простота и низкая стоимость.
Можно ли защититься?
После первых испытаний ядерного оружия и определения электромагнитного излучения, как одного из его основных поражающих факторов, в СССР и США начали работать над защитой от ЭМИ.
К этому вопросу в СССР подходили очень серьезно. Советская армия готовилась воевать в условиях ядерной войны, поэтому вся боевая техника изготавливалась с учетом возможного воздействия на нее электромагнитных импульсов. Сказать, что защиты от него нет совсем – это явное преувеличение.
Вся военная электроника оборудовалась специальными экранами и надежно заземлялась. В ее состав включались специальные предохранительные устройства, разрабатывалась архитектура электроники максимально устойчивая к ЭМИ.
Конечно, если попасть в эпицентр применения электромагнитной бомбы большой мощности, то защита будет пробита, но на определенном расстоянии от эпицентра, вероятность поражения будет существенно ниже. Электромагнитные волны распространяются во все стороны (как волны на воде) поэтому их сила убывает пропорционально квадрату расстояния.
Кроме защиты, разрабатывались и средства радиоэлектронного поражения. С помощью ЭМИ планировали сбивать крылатые ракеты, есть информация об успешном применении этого метода.
В настоящее время разрабатывают передвижные комплексы, что могут испускать ЭМИ высокой плотности, нарушая работу вражеской электроники на земле и сбивая летательные аппараты.
Видео об электромагнитной бомбе
Если вам надоела реклама на этом сайте - скачайте наше мобильное приложение тут: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.news.android.military или ниже, кликнув на логотип Google Play. Там мы уменьшили кол-во рекламных блоков специально для нашей постоянной аудитории.
Также в приложении:
- еще больше новостей
- обновление 24 часа в сутки
- уведомления о главных событиях
Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
