Moin Leute, Ich habe vor, mir eine Railgun im Kaliber 4,5mm zu bauen, weil ich ohnehin eine Dose 4,5mm Stahl-BBs hier stehen habe, die eigentlich für ein inzwischen abgebrochenes Coilgun-Projekt gedacht waren. Das Prinzip der Railgun glaube ich verstanden zu haben, allerdings würde ich gern mal wissen, ob man dafür unbedingt Hochspannung braucht, wo es doch heutzutage diese Supercaps gibt, die mehrere 100 Farad haben und aufgrund des geringen Innenwiderstands massive Ströme treiben können. Wenn ich dabei nicht, wie ich befürchte, irgendeinen Denkfehler drin habe, sollte der Aufbau, den ich angehängt habe, so funktionieren. Das Bild zeigt eine "Hot Rail" Konfiguration, bei der die Kondensatoren permanent an die Rails angeschlossen sind. Das Projektil muss hierbei mit einer Grundgeschwindigkeit zwischen die Rails "gestoßen" werden, damit es nicht einfach dazwischen festgeschweißt wird. Die Spannung werde ich, sollte das tatsächlich so funktionieren und mein befürchteter Denkfehler ausbleiben, so übernehmen, da ich plane diese Kondensatorbank mit einem 11,1V LiPo zu laden, der bis zu 70 A aushält und treiben kann. Falls bei den erwarteten Ladeströmen möglich, will ich den Ladewiderstand "abschaltbar" machen, damit ab einer gewissen Spannung der Ladestrom nur noch durch die Kondensatorbank selbst begrenzt wird. Den Sinn einer Low-Voltage Railgun sehe ich darin, dass man keinen wie auch immer gearteten Trafo braucht, der zwar eine höhere Ausgangsspannung, dafür aber einen geringeren Ausgangsstrom liefert. Außerdem wäre eine Niederspannungs-Railgun möglicherweise in der Lage, mehrere Schüsse hintereinander abzugeben, da der hohe Strom beim Verschießen des Projektils nur für den Bruchteil einer Sekunde fließen würde. Und ich habe bereits ein Video gesehen, in dem ein dicker Ultracap sekundenlang kurzgeschlossen wurde und anschließend noch einen großen Teil seiner Kapazität übrig hatte.
Angehängte Dateien:
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Beispiel_Railgun.png
3,2 KB
REALDualDesertEagle .. schrieb: > Und ich habe bereits ein Video gesehen, in dem ein dicker > Ultracap sekundenlang kurzgeschlossen wurde und anschließend noch einen > großen Teil seiner Kapazität übrig hatte. Also war er nicht in der Lage, seine gespeicherte Energie in kurzer Zeit abzugeben. Du willst aber bei der Coilgun möglichst viel der Gespeicherten Energie in die Beschleunigung des Projektiels stecken. PS.: Schau mal bei Rapp Instruments ist ne schöne Seite, nicht nur für Coilguns http://www.rapp-instruments.de/index4.htm
Seine ganze gespeicherte Energie nicht, aber der Stromfluss reicht aus, um die Leiterbahnen einer Platine zu verdampfen. Ich verlinke das Video einfach mal: https://www.youtube.com/watch?v=EoWMF3VkI6U Darum stelle ich diese Frage ja überhaupt erst.
Die Spannung bei dieser Technik ist hoch damit du das Magnetfeld der Spule SCHNELL aufbauen kannst! Deine Geschichte mit den kurzgeschlossene SuperCap - die werden wohl einen hohen Innenwiderstand haben, das verhindert das schnelle entladen. Du kannst dir mal berechnen wie schnell du die Spulen "aufgeladen" bekommst wenn du nur 12V verwendest. Anselm
Gemaess der angegebenen Webseite werden fuer eine einfachkonfiguration von 1g innerhalb 1m auf 1km/s zu bringen 34kA benoetigt. Das waere dann ein paar Groessenordnungen von einem Akkupack entfernt. Also waere die Anordnung herunterzuskalieren. zB auf 10mg Masse, und 10m/s Geschwindigkeit.
Anselm 6. schrieb: > Die Spannung bei dieser Technik ist hoch damit du das Magnetfeld der > Spule SCHNELL aufbauen kannst! > Deine Geschichte mit den kurzgeschlossene SuperCap - die werden wohl > einen hohen Innenwiderstand haben, das verhindert das schnelle entladen. > > Du kannst dir mal berechnen wie schnell du die Spulen "aufgeladen" > bekommst wenn du nur 12V verwendest. > > Anselm Erstens gibt's in 'ner Railgun keine Spule, sondern nur zwei Schienen, was du meinst ist 'ne Coilgun. Zweitens möchte ich mal meinen dass 0,7 MILLIohm eher ein sehr GERINGER Innenwiderstand ist, zumal im Datenblatt (das der ja auch im Video zeigt) steht dass so 'n Ding 600A treiben kann. Die Frage ist also, reichen diese 600A aus, um ein Projektil mit einem Gewicht von 0,33g auf z.B. 70m/s (der übliche Wert bei 0,5 Joule Airsoftwaffen, von einem 0,2g schweren Projektil ausgehend) zu bringen?
REALDualDesertEagle .. schrieb: > Die Frage ist also, reichen diese 600A aus, um ein Projektil mit einem > Gewicht von 0,33g auf z.B. 70m/s (der übliche Wert bei 0,5 Joule > Airsoftwaffen, von einem 0,2g schweren Projektil ausgehend) zu bringen? https://de.wikipedia.org/wiki/Lorentzkraft Ignorieren wir mal Dreckeffekte und nehmen an, daß die Beschleunigung gleichmäßig wirkt, brauchen wir für 70m/s auf 1 m Länge eine Beschleunigung a = v² / 2s = 2450 m/s² Die für eine Zeit von t = 2s / v = 29 msec wirken muß. Bei einem Geschoss von 0,33g Masse entspricht das einer Kraft von F = m a = 0,81 N. Klingt, als könnte man mit einem handelsüblichen Weckgummi mehr erreichen, aber egal, machen wir mal weiter. Für die Lorentzkraft im Magnetfeld gilt FL = I l B wobei wir hier das Problem haben, daß l die "Länge" des Leiterstücks ist, hier unser Durchmesser des Diabolo. Das ist jetzt nicht sehr viel... Für das Magnetfeld zwischen zwei gegensätzlich vom Strom durchflossenen Leitern, den Rails, gilt B = I µ0 / 2r Wobei hier r der halbe Abstand der Leiter ist. Genaugenommen gilt das nur für das Magnetfeld in der Mitte zwischen den Leitern. Was uns zu der witzigen Erkenntnis führt, daß l eh rausfliegt. Bei kleinerem Durchmesser wird das Magnetfeld größer und damit hebt sich das auf. FL = I² µ0 Für eine Kraft von 0.81 N brauchen wir bei einem µ0 von 4 Pi E-7 N/A² einen Strom I = sqrt FL / µ0 = 800 A Das sieht doch gar nicht so schlecht aus. Allerdings wirkt auf die beiden Rails während des Stromflusses eine Kraft von FB = µ0 s I² / 2 Pi l mit s = Länge der Rails = 1m und l = Abstand der Rails = 0,003m FB = 42 N Naja, geht ja noch. Das größte Problem dürfte die zuverlässige Kontaktierung des Diabolo zu den Rails sein. Ich denke hier liegt auch der Grund für die üblicherweise verwendete hohe Spannung, man muß halt die Übergangswiderstände überwinden. Und natürlich ist es günstiger, am Anfang im Kondensator 80V zu haben und am Ende 40V, dafür aber noch den halben Strom, als mit 40V zu starten, am Ende 0V zu haben und keinen Stromfluß mehr. Bedenke: Die Beschleunigung ist proportional zum Quadrat des Stroms.
Zur Kapazität des Kondensators: Nehmen wir an, wir könnten den Strom auf 800 A durch - hier magische Schaltung einsetzen - konstanthalten und würden dabei den Kondensator in 29 msec um 40V entladen, bräuchten wir eine Kapazität von C = 0.58 F Dabei würden wir eine Energie von 460 J umsetzen. Was jetzt irgendwie ganz schön viel ist im Vergleich zur Energie des Diabolo. Aber irgendwo muß ja auch das Magnetfeld herkommen. Der Weckgummi ist wahrscheinlich doch effizienter... Wieviel Widerstand der Diabolo haben darf, damit er nicht durch die Verlustleistung schon vor Verlassen der Rails verdampft, darf jetzt jemand anders ausrechnen.
Schau dir mal das an: http://hackaday.com/2015/11/09/the-most-powerful-diy-railgun/ Zeit und Kosten fressen dich also auf... ist es der Spaß wert? Na dann mal los...
Übrigens mögen es die wenigsten Kondensatoren, schlagartig auf einen quasi-Kurzschluss zu arbeiten. Die leben nicht sehr lange. Deswegen auch: Basti M. schrieb: > Zeit und Kosten fressen dich also auf...
Ok, es scheint hier doch noch 'ne ganze Menge Missverständnisse zu geben, die sollte ich wohl am besten mal ausräumen. Zuerst mal für die Leute, die denken ich wollte eine Coilgun bauen: Nein, es geht um eine Railgun, das Geschoss wird also nicht durch das Magnetfeld einer Spule beschleunigt, sondern die Antriebskraft wird von zwei durch das Geschoss kurzgeschlossene Rails verursacht, welche jeweils an einen Pol der Kondensatorbank angeschlossen wird. Zweitens: Ich habe nicht vor, Geschwindigkeiten weit jenseits der 100 m/s zu erreichen, das ganze soll schon noch was zum rumspielen sein. Drittens: Als Munition dienen nicht Diabolos, sondern 4,5mm Stahlrundkugeln mit einer Masse von 0,33g. Viertens: Da ich eine "Hot Rail" Konfiguration verwenden will, bei der die Rails permanent mit der Kondensatorbank verbunden sind, muss ich das Geschoss (Wahrscheinlich mithilfe eines Double-Action Mechanismus oder eines starken Solenoids, der ihm einen Tritt verpasst) mit einer Anfangsgeschwindigkeit zwischen die Rails "schießen". Es ist also auch keine Beschleunigung aus dem Stillstand nötig, was soweit ich weiß schon mal einiges an benötigter Energie vorab liefert, die dann nicht mehr durch die Kondensatoren aufgebracht werden muss. Fünftens: Der eigentliche Grund, warum ich das so machen will, sofern es denn geht, ist dass das Ding tragbar und unter den Abmessungen und dem Gewicht eines Barret M107 bleiben soll. Sprich unter 1,4m Länge und unter 14 Kilo Gewicht, und ich glaube dass ich die Latte beim Gewicht sogar noch recht hoch angesetzt habe. Da sich aber schon die Nichtmachbarkeit meiner Idee abzeichnet, könnte ich jetzt eine Spannungswandler-Schaltung brauchen, die wenigstens noch einen ordentlichen Ladestrom am Ausgang liefert, damit es nicht ewig dauert, die eventuell nötige Hochspannungs-KB zu laden.
REALDualDesertEagle .. schrieb: > das Geschoss wird also nicht durch das > Magnetfeld einer Spule beschleunigt, sondern die Antriebskraft wird von > zwei durch das Geschoss kurzgeschlossene Rails verursacht, welche > jeweils an einen Pol der Kondensatorbank angeschlossen wird Ach? Und was meinst Du, was das für eine ominöse Antriebskraft ist? Natürlich ist das eine Spule, mit einer Wicklung halt. Das Magnetfeld wird durch die beiden Rails aufgebaut, der Vortrieb erfolgt durch die Lorentzkraft der durch das Geschoss laufenden elektrischen Ladungsträger. Und jetzt fällt uns gleich etwas auf: Da das Magnetfeld nicht wie bei der Coilgun direkt auf den Körper wirkt, sondern auf die Ladungsträger, geht das am besten mit elektrisch gut leitfähigen und NICHT ferromagnetischen Geschossen. Das: REALDualDesertEagle .. schrieb: > Als Munition dienen ... 4,5mm > Stahlrundkugeln ist folglich eine ganz blöde Idee.
Gut, dann cancel ich das Projekt eben und schmeiße knapp 3000 Stahlkugeln in den Müll!
REALDualDesertEagle .. schrieb: > Gut, dann cancel ich das Projekt eben und schmeiße knapp 3000 > Stahlkugeln in den Müll! Du würdest mehr erreichen, wenn Du drohst, jede Stunde eine Kugel in den Müll zu schmeissen...
Wenn du dich mal 20 Minuten mit den zahlreichen Projekten die es schon gibt auseinandergesetzt hättest, bevor du nachfragst, könntest du deine Kugeln schon auf dem Schrottplatz entsorgt haben.
Ich würde aus den Kugeln mithilfe der Kondensatoren eine schöne Skulptur "zusammen schweißen" ;)
Für die Railgun sind kugelförmige Projektile unpraktisch. Warum planst du nicht um auf Coilgun? Das geht auch mit niedrigen Spannungen. Die Berechnung der Energie kennst du ja. Bei weniger Spannung brauchst Du halt mehr “C“. Die Spulen dann etwas niederohmig gestalten. Leider ist die Steuerelektronik etwas komplexer. Aber das geht. Gruß Thomas
Thomas B. schrieb: > Bei weniger Spannung brauchst Du halt mehr “C“. Achtung: Das Magnetfeld muss nicht nur schnell da und stark sein, sondern auch rechtzeitig wieder weg! Bei wenig Spannung helfen aber auch mehrere Stufen in Folge.
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