レールガン実射記録
ここではレールガン実射実験の記録を載せていきます(随時更新)
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現在のレールガン回路(2006/08/30) |
以下完成直後から現在までの記録です。下に行くほど新しくなります。
2006/2/11
入力エネルギーは
400V-40000μF 約3000Jです。 木、アルミ缶、スチール缶、コンクリートブロック、アルミ板等いろいろな物を標的にして撃ってみました。
以下結果を表にしてまとめてあります。
標的 | 画像 | 動画 | 結果 | アルミ缶 | | 有り | 両面を難なく貫通 | スチール缶 | | 有り | 大きく変形するも貫通はせず | コンクリートブロック | none | none | 表面に深さ約5mmのクレーター 数発で片面貫通 | アルミ板 | none | none | 大きく曲がる 貫通はせず | 木 | | 有り | 表面に約8mmめり込む |
弾が弾なので初速が測れないのですが、衝突物の状態からして運動エネルギーは30J程度と思われます。 変換効率、1%… コンクリートブロックを砕けるのにもかかわらず、スチール缶すら貫通しない理由は弾にあります。 衝突面積が広すぎ、エネルギーが分散してしまうためです。 先端を尖らせれば簡単に貫通しそうです。
約10発発射した後の銃口です。 若干煤が付いている程度です。 銃身が長いためか、一度プラズマ化したスチールウールは銃口を飛び出る前に凝結してしまうらしく、銃口からは白い煙が出るのみです。 レールの損傷は思ったほどでもなく、軽くペーパーをかけてやると綺麗になりました。
発射後の弾です。 激しく変形しており、一部融けた跡もありました。
〜考察〜
変換効率が予想より低かったのは、おそらく入力エネルギーの小ささが原因でしょう。 やはり3KJ程度では大した効率は望めないようです。 少なくとも30KJはほしいところですね。。 弾は取りあえず真鍮でもさほど問題はなさそうです。 次回は違う材質の弾や、小口径にした際の変換効率も調べてみたいです。
2006/2/14 5000V-800uFのコンデンサを3個ほど納入予定… 計30KJとなり、現在の10倍の入力です。 30KJにした場合、10KJでプラズマを発生させ、残り20KJでローレンツ力を起こすといった感じでしょうか。 間違いなく変換効率は現在より高くなるはずです。
おそらくこれだけの入力になれば、かなり大量の物質をプラズマ化させられると思うので、弾はPCでつくり、プラズマにローレンツ力を加えることが出来ると思います。 そうなればレールの損傷は皆無になるでしょう。
0.5g程度のPC弾で2000m/sを目指します。ここまでくると高性能爆薬ですら出すことの出来ない域ですね。06/09/31訂正
スチールウールの量を思い切り増やしてみたのですが… 一気に威力が上がりました。 予想以上に多くのプラズマを作れるようです。 先日とまったく同じ弾を使用しましたが、スチール缶を難なく両面貫通してしまいました。 しかも缶はバイスで固定もせずに置いておいたのにもかかわらず、スムーズに貫通していったので先日とは比べ物にならない弾速であったことがわかります。
動画 マズルブラストも確認できます。携帯のカメラで撮ったので画質、音質ともに悪いです… 実際はもっと大きなマズルブラスト、音が発生しました。
50回程の発射を重ねた後の内部レールです。 突入部分が最も激しく、銃口に近づくにつれ浅く損傷していました。 全体にペーパーをかけたところ、大分綺麗にはなりましたが…
2006/2/25
例の巨大コンデンサの前に、450V-8200uFの電解コンデンサを28個入手してしまいました(爆 ヤフオクで一個500円だったので速攻で入札&落札。。
総重量40Kgほどです。 これを2個直列に繋いだものを14個並列に繋ぎ、900V-57400uFとして使用します。 計算上充電エネルギーは20KJを超えますが、直列接続しているため内部抵抗でのエネルギー消失が大きく実際の放電エネルギーはこれより小さくなるでしょう。 本体のプラズマ生成部を増設したので、このコンデンサを使用すればかなりのプラズマを生成できると思います。 そして例のコンデンサで二次加速を行えば入力エネルギーは計50KJを超え、1%のエネルギー変換でも1gのプロジェクタイルを超音速まで加速でき、10%も変換できれば3500m/sまで加速できる計算になります。 ただそれ程の入力になるとレールが耐えられるか心配です。 側は鉄で固めているので問題ないと思いますが、中のレールは真鍮なので圧力で変形してしまうかもしれません。。 強度重視で炭素鋼あたりに変えた方がいいかもしれませんね。
増設部分 ジュラルミンの60mm四方の立方体で、強度は十分です。
2006/02/28
取りあえず整流回路作ってます。 今まで400V以上の電圧を扱っていなかったため、800V耐圧の市販のダイオードブリッジで容易に整流できましたが、これからは最大5kVの電圧を扱うので高耐圧のダイオードでブリッジを組みました。 使用したのは1N4007という一般的な1kV耐圧のダイオードです。 当然1つでは耐圧オーバーなので、余裕を持って10個直列にして10kV耐圧のダイオードとして使用しました。 ブリッジで使用するとダイオードの耐圧は二次側電圧の1.5倍必要となります。 よって最低でも8つは直列接続しないと爆発する危険があります。
KV単位の電圧は別の実験で扱ったことはありますが、そちらは数μAという微小な電流でした。 スタンガンを食らっても死なないのと同様、この程度の電流量なら感電しても大したことはありません。
…が、今回納入予定の5kV-800uFのコンデンサを3つ並列でパルス放電した場合、ピーク電流は数十万〜数百万Aとなります。 感電などしようものなら、痛いと思った頃にはすでにこの世に居ないでしょうw んなこと冗談ではないので、7kV耐圧の高圧手袋購入しておきました。
これなら取りあえず手で触れても感電することはないです。。
2006/03/15 例のコンデンサですが、一個210Kgもある物体が3つもあるため発送方法に手間取ってます(爆 搬入はもう少し先になりそうなので、今は小物をチョコチョコ作ってます。
まな板です!(爆
100円ショップのまな板はすばらしい材料ですw このサイズのベークの板を買うと結構しますが、これなら100円です。 厚みも結構あり、手ごろな大きさなのでよく利用します。
今回は絶縁の関係で3枚のまな板を重ね、内部にダイオード40本をひし形に配置してブリッジを組んであります。
マナイタブリッジとでも呼びましょうか(爆
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