Викторина"Стрелковое оружие". Вопрос"Что за ствол? "

Answer 1

Fallout 3 "Снайперская винтовка Гаусс"
 
Пушка Гаусса состоит из соленоида, внутри которого находится ствол (как правило, из диэлектрика) . В один из концов ствола вставляется снаряд (сделанный из феромагнетика) . При протекании электрического тока в соленоиде возникает магнитное поле, которое разгоняет снаряд, «втягивая» его внутрь соленоида. На концах снаряда при этом образуются полюса, симметричные полюсам катушки, из-за чего после прохода центра соленоида снаряд притягивается в обратном направлении, то есть тормозится.
 
Для наибольшего эффекта импульс тока в соленоиде должен быть кратковременным и мощным. Как правило, для получения такого импульса используются электрические конденсаторы с высоким рабочим напряжением.
 
Параметры обмотки, снаряда и конденсаторов должны быть согласованы таким образом, чтобы при выстреле к моменту подлета снаряда к соленоиду индуктивность магнитного поля в соленоиде была максимальна, но при дальнейшем приближении снаряда резко падала.
[править] Кинетическая энергия снаряда
 
E = {mv^2 \over 2}
~m — масса снаряда (в килограммах)
~v — его скорость (в м/с)
 Время разряда конденсаторов
 
Это время за которое конденсатор полностью разряжается. Оно равно четверти периода:
~T = {\pi\sqrt{LC} \over 2}
~L — индуктивность (в Генри)
~C — ёмкость (в Фарадах)
 Время работы катушки индуктивности
 
Это время за которое ЭДС катушки индуктивности возрастает до максимального значения (полный разряд конденсатора) и полностью падает до 0. Оно равно верхнему полупериоду синусоиды.
~T = \pi\sqrt{LC}
~L — индуктивность (в Генри)
~C — ёмкость (в Фарадах)
 Преимущества и недостатки
 
Пушка Гаусса в качестве оружия обладает преимуществами, которыми не обладают другие виды стрелкового оружия. Это отсутствие гильз и неограниченность в выборе начальной скорости и энергии боеприпаса, возможность бесшумного выстрела (если скорость достаточно обтекаемого снаряда не превышает скорости звука) в том числе без смены ствола и боеприпаса, относительно малая отдача (равная импульсу вылетевшего снаряда, нет дополнительного импульса от пороховых газов или движущихся частей) , теоретически, большая надежность и износостойкость, а также возможность работы в любых условиях, в том числе космического пространства.
 
Однако, несмотря на кажущуюся простоту пушки Гаусса и её преимущества, использование её в качестве оружия сопряжено с серьёзными трудностями.
 
Первая трудность — низкий КПД установки. Лишь 1-7 % заряда конденсаторов переходят в кинетическую энергию снаряда. Отчасти этот недостаток можно компенсировать использованием многоступенчатой системы разгона снаряда, но в любом случае КПД редко достигает 27 %. Поэтому пушка Гаусса по силе выстрела проигрывает даже пневматическому оружию.
 
Вторая трудность — большой расход энергии (из-за низкого КПД) и достаточно длительное время накопительной перезарядки конденсаторов, что заставляет вместе с пушкой Гаусса носить и источник питания (как правило, мощную аккумуляторную батарею) . Можно значительно увеличить эффективность, если использовать сверхпроводящие соленоиды, однако это потребует мощной системы охлаждения, что значительно уменьшит мобильность пушки Гаусса.
 
Третья трудность (следует из первых двух) — большой вес и габариты установки при её низкой эффективности.
 
В условиях водной среды применение пушки без толстого защитного кожуха-диэлектрика также серьезно ограничено — дистанционной индукции тока достаточно, чтобы раствор солей диссоциировал на кожухе на сверхкороткое время с образованием агрессивных (растворяющих) сред.
 
Таким образом, на сегодняшний день пушка Гаусса не имет особых перспектив в качестве оружия так как значительно уступает другим видам стрелкового оружия. Перспективы возможны лишь в будущем, если будут созданы компактные и мощные источники электрического тока и высокотемпературные сверхпроводники (200—300К) .