Схема пушки гаусса. Легендарная гаусс-пушка своими руками. Водяные и паровые

Ноя 19, 2014

Во-первых, редакция Science Debate поздравляет всех артиллеристов и ракетчиков! Ведь сегодня 19 ноября — День ракетных войск и артиллерии. 72 года назад, 19 ноября 1942 года с мощнейшей артиллерийской подготовки началось контрнаступление Красной Армии в ходе Сталинградской Битвы.

Именно поэтому мы сегодня приготовили для вас публикацию, посвященную пушкам, но не обычным, а пушкам Гаусса!

Мужчина, даже став взрослым, в душе остается мальчишкой, вот только игрушки у него меняются. Компьютерные игры стали настоящим спасением для солидных дядей, которые в детстве не доиграли в «войнушку» и теперь имеют возможность наверстать упущенное.

У компьютерных боевиков часто встречается футуристическое оружие, которое не встретишь в реальной жизни – знаменитая пушка Гаусса, которую может подбросить какой-нибудь чокнутый профессор или ее случайно можно отыскать в секретной хронике.

А возможно ли обзавестись Гаусс-пушкой в реале?

Оказывается можно, и сделать это не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Давайте, скорее, выясним, что такое пушка Гаусса в классическом понимании. Пушка Гаусса – это оружие, в котором используется метод электромагнитного ускорения масс.

В основе конструкции этого грозного оружия лежит соленоид – цилиндрическая обмотка из проводов, где длина провода во много раз больше диаметра обмотки. Когда будет подан электрический ток, в полости катушки (соленоида) возникнет сильное магнитное поле. Оно втянет снаряд внутрь соленоида.

Если в момент, когда снаряд дойдет до центра, убрать напряжение, то магнитное поле не помешает двигаться телу по инерции, и оно вылетит из катушки.

Собираем Гаусс-пушку в домашних условиях

Для того чтобы создать пушку Гаусса своими руками, нам для начала, понадобится катушка индуктивности. На бобину аккуратно намотайте эмалированный провод, без резких перегибов, чтобы ни в коем случае не повредить изоляцию.

Первый слой, после наматывания, залейте суперклеем, подождите, пока он высохнет, и приступайте к следующему слою. Таким же образом нужно намотать 10-12 слоев. Готовую катушку надеваем на будущий ствол оружия. На один из его краев следует надеть заглушку.

Для того чтобы получить сильный электрический импульс, отлично подойдет батарея конденсаторов. Они способны отдавать накопленную энергию в течение короткого времени, пока пуля дойдет до середины катушки.

Для зарядки конденсаторов понадобится зарядное устройство. Подходящее устройство есть в фотографических аппаратах, оно служит для возникновения вспышки. Конечно, речь не идет о дорогой модели, которую мы будем препарировать, но одноразовые «Кодаки» сгодятся.

К тому же в них, кроме зарядки и конденсатора, прочих электроэлементов нет. Разбирая фотоаппарат, будьте осторожны, чтобы вас не ударило электрическим током. С устройства для зарядки смело удаляйте скобы для батареек, отпаяйте конденсатор.

Таким образом, нужно подготовить приблизительно 4-5 плат (можно больше, если желание и возможности позволяют). Вопрос выбора конденсатора заставляет сделать выбор между мощностью выстрела и временем, которое понадобится для зарядки. Большая емкость конденсатора требует и большего отрезка времени, снижая скорострельность, так что придется искать компромисс.

Светодиодные элементы, установленные на зарядные контуры, сигнализируют светом о том, что необходимый уровень зарядки достигнут. Конечно, можно подключить дополнительные зарядные контуры, но не переусердствуйте, чтобы не спалить ненароком транзисторы на платах. Для того чтобы разрядить батарею, в целях безопасности лучше всего установить реле.

Управляющий контур подключаем к батарейке через кнопку спуска, а управляемый – в цепь, между катушкой и конденсаторами. Для того чтобы совершить выстрел, необходимо подать питание на систему, и, после светового сигнала, зарядить оружие. Питание отключаем, прицеливаемся и стреляем!

Если процесс вас увлек, а полученной мощности маловато, то вы можете приступить к созданию многоступенчатой пушки Гаусса, ведь она должна быть именно такой.

Обладать оружием, которое даже в компьютерных играх можно найти только в лаборатории сумасшедшего ученого или возле временного портала в будущее – это круто. Наблюдать, как равнодушные к технике люди невольно фиксируют на устройстве взгляд, а заядлые геймеры спешно подбирают с пола челюсть – ради этого стоит потратить денек на сборку пушки Гаусса своими руками .

Как водится, начать мы решили с простейшей конструкции – однокатушечной индукционной пушки . Эксперименты с многоступенчатым разгоном снаряда оставили опытным электронщикам, способным построить сложную систему коммутации на мощных тиристорах и точно настроить моменты последовательного включения катушек. Вместо этого мы сконцентрировались на возможности приготовления блюда из повсеместно доступных ингредиентов.

Итак, чтобы построить пушку Гаусса, прежде всего прийдётся пробежаться по магазинам. В радиомагазине для самоделки нужно купить несколько конденсаторов с напряжением 350–400 В и общей емкостью 1000–2000 микрофарад , эмалированный медный провод диаметром 0,8 мм , батарейные отсеки для «Кроны » и двух 1,5-вольтовых батареек типа С , тумблер и кнопку. В фототоварах возьмём пять одноразовых фотоаппаратов Kodak , в автозапчастях – простейшее четырёхконтактное реле от «Жигулей», в «продуктах» – пачку соломинок для коктейлей , а в «игрушках» – пластмассовый пистолет, автомат, дробовик, ружьё или любую другую пушку, которую вы захотите превратить в оружие будущего.

Мотаем на ус…

Главный силовой элемент нашей пушки – катушка индуктивности . С её изготовления стоит начать сборку орудия. Возьмите отрезок соломинки длиной 30 мм и две большие шайбы (пластмассовые или картонные), соберите из них бобину с помощью винта и гайки. Начните наматывать на нее эмалированный провод аккуратно, виток к витку (при большом диаметре провода это довольно просто). Будьте внимательны, не допускайте резких перегибов провода, не повредите изоляцию. Закончив первый слой, залейте его суперклеем и начинайте наматывать следующий. Поступайте так с каждым слоем. Всего нужно намотать 12 слоев . Затем можно разобрать бобину, снять шайбы и надеть катушку на длинную соломинку, которая послужит стволом. Один конец соломинки следует заглушить. Готовую катушку легко проверить, подключив её к 9-вольтовой батарейке : если она удержит на весу канцелярскую скрепку, значит, вы добились успеха. Можно вставить в катушку соломинку и испытать её в роли соленоида: она должна активно втягивать в себя отрезок скрепки, а при импульсном подключении даже выбрасывать её из ствола на 20–30 см .

Препарируем ценности

Для формирования мощного электрического импульса, как нельзя лучше подходит (в этом мнении мы солидарны с создателями самых мощных лабораторных рельсотронов). Конденсаторы хороши не только большой энергоемкостью, но и способностью отдать всю энергию в течение очень короткого времени, до того, как снаряд достигнет центра катушки. Однако конденсаторы необходимо как-то заряжать. К счастью, нужное нам зарядное устройство есть в любом фотоаппарате: конденсатор используется там для формирования высоковольтного импульса для поджигающего электрода вспышки. Лучше всего нам подойдут одноразовые фотоаппараты, потому что конденсатор и «зарядка» – это единственные электрические компоненты, которые в них есть, а значит, достать зарядный контур из них проще простого.

Разборка одноразового фотоаппарата – это этап, на котором стоит начать проявлять осторожность . Вскрывая корпус, старайтесь не касаться элементов электрической цепи: конденсатор может сохранять заряд в течение долгого времени. Получив доступ к конденсатору, первым делом замкните его выводы отверткой с ручкой из диэлектрика . Только после этого можно касаться платы, не опасаясь получить удар током. Удалите с зарядного контура скобы для батарейки, отпаяйте конденсатор, перемычку к контактам кнопки зарядки – она нам больше не понадобится. Подготовьте таким образом минимум пять зарядных плат. Обратите внимание на расположение проводящих дорожек на плате: к одним и тем же элементам схемы можно подключиться в разных местах.

Расставляем приоритеты

Подбор ёмкости конденсаторов – это вопрос компромисса между энергией выстрела и временем зарядки орудия. Мы остановились на четырех конденсаторах по 470 микрофарад (400 В) , соединенных параллельно. Перед каждым выстрелом мы в течение, примерно, минуты ждем сигнала светодиодов на зарядных контурах, сообщающих, что напряжение в конденсаторах достигло положенных 330 В . Ускорить процесс заряда можно, подключая к зарядным контурам по несколько 3-вольтовых батарейных отсеков параллельно. Однако стоит иметь в виду, что мощные батареи типа «С» обладают избыточной силой тока для слабеньких фотоаппаратных схем. Чтобы транзисторы на платах не сгорели, на каждую 3-вольтовую сборку должно приходиться 3–5 зарядных контуров, подключенных параллельно. На нашем орудии к «зарядкам» подключен только один батарейный отсек. Все остальные служат в качестве запасных магазинов.

Определяем зоны безопасности

Мы никому не посоветуем держать под пальцем кнопку, разряжающую батарею 400-вольтовых конденсаторов. Для управления спуском лучше установить реле . Его управляющий контур подключается к 9-вольтовой батарейке через кнопку спуска, а управляемый включается в цепь между катушкой и конденсаторами. Правильно собрать пушку поможет принципиальная схема. При сборке высоковольтного контура пользуйтесь проводом сечением не менее миллиметра , для зарядного и управляющего контуров подойдут любые тонкие провода. Проводя эксперименты со схемой, помните: конденсаторы могут иметь остаточный заряд. Прежде чем прикасаться к ним, разряжайте их коротким замыканием.

Artem

Подводим итог

Процесс стрельбы выглядит так:

включаем тумблер питания;
дожидаемся яркого свечения светодиодов;
опускаем в ствол снаряд так, чтобы он оказался слегка позади катушки;
выключаем питание, чтобы при выстреле батарейки не отбирали энергию на себя; прицеливаемся и нажимаем на кнопку спуска.

Результат во многом зависит от массы снаряда.

Соблюдайте осторожность, орудие представляет реальную опасность.

Проект был начат в 2011 году.Это был проект подразумевающий полностью автономную автоматическую систему для развлекательных целей, с энергией снаряда порядка 6-7Дж, что сравнимо с пневматикой. Планировалось 3 автоматических ступеней с запуском от оптических датчиков, плюс мощный инжектор-ударник засылающий снаряд из магазина в ствол.

Компоновка планировалась такой:

Тоесть класический Булл-пап, что позволило вынести тяжелые аккумуляторы в приклад и тем самым сместить центр тяжести ближе к ручке.

Схема выглядит так:

Блок управления в последствии был разделен на блок управления силовым блоком и блок общего управления. Блок конденсаторов и блок коммутации были обьеденены в один. Так-же были разработаны резервные системы. Из них были собраны блок управления силовым блоком, силовой блок, преобразователь, распределитель напряжений, часть блока индикации.

Представляет собой 3 компаратора с оптическими датчиками.

Каждый датчик имеет свой компаратор. Это сделано для повышения надежности, так при выходе из строя одной микросхемы откажет только одна ступень, а не 2. При перекрытии снарядом луча датчика сопротивление фототранзистора меняется и срабатывает компаратор. При классической тиристорной коммутации управляющие выводы тиристоров можно подключать напрямую к выходам компараторов.

Датчики необходимо устанавливать так:

А устройство выглядит так:

Силовой блок имеет следующую простую схему:

Конденсаторы C1-C4 имеют напряжение 450В и емкость 560мкФ. Диоды VD1-VD5 применены типа HER307/ В качестве коммутации применены силовые тиристоры VT1-VT4 типа 70TPS12.

Собранный блок подключенный к блоку управления на фото ниже:

Преобразователь был применен низковольтный, подробнее о нем можно узнать

Блок распределения напряжений реализован банальным конденсаторным фильтром с силовым выключателем питания и индикатором, оповещающим процесс заряда аккумуляторов. Блок имеет 2 выхода- первый силовой, второй на все остальное. Так-же он имеет выводы для подключения зарядного устройства.

На фото блок распределения крайний справа сверху:

В нижнем левом углу резервный преобразователь, он был собран по самой простой схеме на NE555 и IRL3705 и имеет мощность около 40Вт. Предполагалось использовать его с отдельным небольшим аккумулятором, включая резервную систему при отказе основной или разряде основного аккумулятора.

Используя резервный преобразователь были произведены предварительные проверки катушек и проверялась возможность использования свинцовых аккумуляторов. На видео одноступенчатая модель стреляет в сосновую доску. Пуля со специальным наконечником повышенной пробивной способности входит в дерево на 5мм.

В пределах проекта так-же разрабатывалась универсальная ступень, как главный блок для следующих проектов.

Эта схема представляет собой блок для электромагнитного ускорителя, на основе которого можно собрать многоступенчатый ускоритель с числом ступеней до 20. Ступень имеет классическую тиристорную коммутацию и оптический датчик. Энергия накачиваемая в конденсаторы- 100Дж. Кпд около 2х процентов.

Использован 70Вт преобразователь с задающим генератором на микросхеме NE555 и силовым полевым транзистором IRL3705. Между транзистором и выходом микросхемы предусмотрен повторитель на комплементарной паре транзисторов, необходимый для снижения нагрузки на микросхему. Компаратор оптического датчика собран на микросхеме LM358, он управляет тиристором, подключая конденсаторы к обмотке при прохождении снарядом датчика. Параллельно трансформатору и ускоряющей катушки применены хорошие снабберные цепи.

Методы повышения КПД

Так-же рассматривались методы повышения КПД, такие как магнитопровод, охлаждение катушек и рекуперация энергии. О последней расскажу подробнее.

ГауссГан имеет очень малый КПД, люди работающие в этой области давно разыскивают способы повышения КПД. Одним из таких способов является рекуперация. Суть ее состоит в том чтобы вернуть не используемую энергию в катушке обратно в конденсаторы. Таким образом энергия индуцируемого обратного импульса не уходит в никуда и не цепляет снаряд остаточным магнитным полем, а закачивается обратно в конденсаторы. Этим способом можно вернуть до 30 процентов энергии, что в свою очередь повысит КПД на 3-4 процента и уменьшит время перезарядки, увеличив скорострельность в автоматических системах. И так- схема на примере трехступенчатого ускорителя.

Для гальванической развязки в цепи управления тиристоров использованы трансформаторы T1-T3. Рассмотрим работу одной ступени. Подаем напряжение заряда конденсаторов, через VD1 конденсатор С1 заряжается до номинального напряжения, пушка готова к выстрелу. При подаче импульса на вход IN1, он трансформируется трансформатором Т1, и попадает на управляющие выводы VT1 и VT2. VT1 и VT2 открываются и соединяют катушку L1 с конденсатором C1. На графике ниже изображены процессы во время выстрела.

Больше всего нас интересует часть начиная с 0.40мсек, когда напряжение становится отрицательным. Именно это напряжение при помощи рекуперации можно поймать и вернуть в конденсаторы. Когда напряжение становится отрицательным, оно проходя через VD4 и VD7 закачивается в накопитель следующей ступени. Этот процесс так-же срезает часть магнитного импульса, что позволяет избавится от тормозящего остаточного эффекта. Остальные ступени работают подобно первой.

Статус проекта

Проект и мои разработки в этом направлении в общем были приостановлены. Вероятно в скором будущем я продолжу свои работы в этой области, но ничего не обещаю.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Мой блокнот
	Блок управления силовой частью
	Операционный усилитель	LM358	3	В блокнот
	Линейный регулятор		1	В блокнот
	Фототранзистор	SFH309	3	В блокнот
	Светодиод	SFH409	3	В блокнот
	Конденсатор	100 мкФ	2	В блокнот
	Резистор	470 Ом	3	В блокнот
	Резистор	2.2 кОм	3	В блокнот
	Резистор	3.5 кОм	3	В блокнот
	Резистор	10 кОм	3	В блокнот
	Силовой блок
VT1-VT4	Тиристор	70TPS12	4	В блокнот
VD1-VD5	Выпрямительный диод	HER307	5	В блокнот
C1-C4	Конденсатор	560 мкФ 450 В	4	В блокнот
L1-L4	Катушка индуктивности		4	В блокнот

		LM555	1	В блокнот
	Линейный регулятор	L78S15CV	1	В блокнот
	Компаратор	LM393	2	В блокнот
	Биполярный транзистор	MPSA42	1	В блокнот
	Биполярный транзистор	MPSA92	1	В блокнот
	MOSFET-транзистор	IRL2505	1	В блокнот
	Стабилитрон	BZX55C5V1	1	В блокнот
	Выпрямительный диод	HER207	2	В блокнот
	Выпрямительный диод	HER307	3	В блокнот
	Диод Шоттки	1N5817	1	В блокнот
	Светодиод		2	В блокнот
		470 мкФ	2	В блокнот
	Электролитический конденсатор	2200 мкФ	1	В блокнот
	Электролитический конденсатор	220 мкФ	2	В блокнот
	Конденсатор	10 мкФ 450 В	2	В блокнот
	Конденсатор	1 мкФ 630 В	1	В блокнот
	Конденсатор	10 нФ	2	В блокнот
	Конденсатор	100 нФ	1	В блокнот
	Резистор	10 МОм	1	В блокнот
	Резистор	300 кОм	1	В блокнот
	Резистор	15 кОм	1	В блокнот
	Резистор	6.8 кОм	1	В блокнот
	Резистор	2.4 кОм	1	В блокнот
	Резистор	1 кОм	3	В блокнот
	Резистор	100 Ом	1	В блокнот
	Резистор	30 Ом	2	В блокнот
	Резистор	20 Ом	1	В блокнот
	Резистор	5 Ом	2	В блокнот
T1	Трансформатор		1	В блокнот
	Блок распределения напряжений
VD1, VD2	Диод		2	В блокнот
	Светодиод		1	В блокнот
C1-C4	Конденсатор		4	В блокнот
R1	Резистор	10 Ом	1	В блокнот
R2	Резистор	1 кОм	1	В блокнот
	Выключатель		1	В блокнот
	Батарея		1	В блокнот

	Программируемый таймер и осциллятор	LM555	1	В блокнот
	Операционный усилитель	LM358	1	В блокнот
	Линейный регулятор	LM7812	1	В блокнот
	Биполярный транзистор	BC547	1	В блокнот
	Биполярный транзистор	BC307	1	В блокнот
	MOSFET-транзистор	AUIRL3705N	1	В блокнот
	Фототранзистор	SFH309	1	В блокнот
	Тиристор	25 А	1	В блокнот
	Выпрямительный диод	HER207	3	В блокнот
	Диод	20 А	1	В блокнот
	Диод	50 А	1	В блокнот
	Светодиод	SFH409	1

Для обогрева помещений всех размеров придуманы самые разные приборы, но ни один из них не сравнится по эффективности с тепловой пушкой. Примечательным является то, что такое устройство несложно собрать самостоятельно, имея в наличии набор готовых деталей и узлов. Как это сделать своими руками и какой разновидности отдать предпочтение - вот предмет нашего разговора.

Назначение и принцип действия тепловой пушки

Сегодня в быту часто применяют особую разновидность отопительных приборов - тепловентиляторы. Относительно небольшой прибор за счёт принудительной подачи воздуха, обдувающего нагревательные спирали, может обогреть помещение за считаные минуты. Тепловая пушка является как бы старшим братом тепловентилятора. Вот чём она от него отличается:

как нагреватель, так и вентилятор являются более мощными;
в качестве источника тепла используются не только электричество, но и различные виды топлива.

Тепловая пушка является незаменимой, если нужно обогреть помещение с большой площадью и высокими потолками: ангар, склад, торговый или выставочный павильон, оранжерею. Традиционной системой отопления с радиаторами подобные объекты не оборудуют, так как при таких объёмах это бессмысленно: радиаторов или конвекторов пришлось бы устанавливать не один десяток. Тепловая же пушка при достаточной мощности даже в одиночестве легко решит проблему обогрева обширного пространства.

Помимо чисто отопительной функции, тепловые пушки помогают решать различные технические задачи, например:

в быту: подогрев полимерного натяжного потолка и помещения, в котором производится его монтаж (даёт возможность сильно растягивать полотнище);
в пищевом производстве: сушка фруктов;
в строительстве: подсушивание свежеуложенной штукатурки и стяжки.

Виды тепловых пушек

Электрические

Функцию теплогенератора в таком приборе выполняет спираль из нихрома или иного сплава с высоким электросопротивлением либо трубчатый электронагреватель (ТЭН). В ТЭНе главную роль играет такая же спираль, но она помещена в медную или латунную трубку, заполненную песком.

Электрическая тепловая пушка характеризуется отсутствием повышенного шума и вредных выбросов

Таким образом, ТЭН нагревается меньше, чем спираль в чистом виде, но разница в температуре компенсируется увеличенной площадью поверхности. То есть ТЭН по производительности спирали не уступает, но зато на нём не горит пыль и, следовательно, пользователи не будут ощущать неприятного запаха.

Электрическая теплопушка обладает следующими достоинствами:

простая конструкция, минимум деталей;
небольшой вес;
минимальный уровень шума (шумит только вентилятор);
отсутствие каких-либо выбросов;
безопасность, обусловленная отсутствием открытого пламени.

Все эти свойства делают электрические тепловые пушки самыми удобными. Но при этом нужно учитывать и такие их особенности:

Электрический обогрев даже несмотря на КПД, приближенный к 100%, является на сегодняшний день наиболее дорогим.
Допустимая мощность прибора зависит от того, на какую нагрузку рассчитана питающая сеть. Зачастую имеются существенные ограничения, к примеру, бытовая электросеть позволяет подключать приборы мощностью не более 7 кВт.
При повышенной влажности электропушка становится опасной.

Горелочные

Обогреватели этого типа снабжены горелкой, посредством которой сжигается тот или иной вид топлива. Важное преимущество горелочных теплопушек в сравнении с электрическими - практически неограниченная мощность, которая ни от чего не зависит. Не менее важный недостаток - выделение дыма. Установки выпускаются в двух исполнениях:

По виду используемого топлива горелочные тепловые пушки делятся на несколько разновидностей.

Газовые

Недостатки следующие:

для автономной работы нужно заправить баллон сжиженным газом, для чего требуется специальное оборудование;
газовое топливо является взрывоопасным, при этом его утечка визуально не обнаруживается.

На случай самопроизвольного затухания горелки газовая пушка оснащается электромагнитным клапаном, который в такой ситуации по сигналу термодатчика автоматически перекрывает подачу газа.

Дизельные

Помимо корпуса, нагревателя и вентилятора дизельная теплопушка обязательно оснащается баком, насосом для подачи топлива и фильтром для его очистки. Насос под большим давлением (он так и называется - топливный насос высокого давления или ТНВД) подаёт топливо на форсунку, установленную в камере сгорания. На выходе оно распыляется до состояния тумана. Чтобы сделать топливо более жидким, на подходе к форсунке устанавливается камера предварительного подогрева.

Дизельная тепловая пушка непрямого нагрева, оборудованная нержавеющей дымоотводящей трубой

Топливного насоса может и не быть: в некоторых теплопушках применён эжекторный принцип подачи топлива. Оно за счёт перепада давления втягивается в быстродвижущийся воздушный поток, в результате чего в камеру поступает топливно-воздушная смесь.

Газовым аналогам дизельные установки проигрывают в следующем:

используют более дорогое топливо;
громче шумят;
в мороз работают плохо (топливо становится вязким);
издают неприятный запах даже в исполнении с непрямым нагревом;
стоят дороже (себестоимость возрастает из-за сложных в изготовлении ТНВД и форсунки);
из-за более сложной конструкции менее надёжны, при этом ремонт обходится дороже;
нуждаются в топливном баке и периодически требуют перезаправки.

Положительными качествами являются взрывобезопасность и возможность залить топливо в бак без применения спецоборудования.

Ни в коем случае нельзя заправлять дизельную пушку бензином или каким-либо иным легковоспламеняемым видом топлива!

Многотопливные

Эти пушки похожи на дизельные, только они ещё могут работать и на отработанном масле. При использовании такого топлива эксплуатация установки обходится даже дешевле газовой.

В качестве топлива для многотопливных пушек используют керосин, отработки масел - моторного, гидравлического и пр

Твердотопливные

Громоздкий и наименее практичный вариант, так как топливо всё время приходится подкладывать вручную. Но зато такая установка наиболее доступна для самостоятельного изготовления: из покупных узлов требуется только вентилятор.

Схема устройства тепловой пушки, работающей на твердом топливе

Водяные и паровые

В таких моделях воздух обдувает радиатор, в который подаётся горячая вода или пар. Пушки такого типа - отличный вариант для объектов с централизованной системой отопления (на предприятиях оно бывает паровым) или горячим водопроводом. Не нужны ни электронагреватели, ни горелки. Достаточно подключить обогреватель к любой из перечисленных систем - и можно использовать энергию горячей воды или теплоносителя.

Водяные теплопушки подвешиваются на стене или потолке, не занимая полезную площадь обогреваемого помещения

Инфракрасные

Как известно, тела отдают тепловую энергию не только за счёт контакта с окружающей средой, но и путём излучения инфракрасных (ИК) электромагнитных волн. Чем выше температура тела, тем более интенсивным является ИК-излучение. На этом явлении построена работа ИК тепловых пушек: в нагревателе у них имеется металлический элемент, нагреваемый до очень высокой температуры (красное свечение).

Позади него устанавливается отражатель, так что всё излучение направляется в одну сторону. Вентилятор отсутствует, так как в нём нет необходимости: тепло передаётся без участия воздуха непосредственно объекту, находящемуся в поле действия прибора.

Инфракрасная тепловая пушка отличается от других видов отсутствием вентилятора, что и обеспечивает бесшумность ее работы

Об ИК пушках можно сказать следующее:

Они очень эффективны на открытых площадках и в хорошо проветриваемых помещениях, то есть на таких объектах, где нагретый обычной теплопушкой воздух быстро улетучился бы.
За счёт отсутствия вентилятора издают меньше шума.
Людям греться в их лучах более комфортно, так как они не создают воздушного потока.

ИК пушка неспособна создать ровный микроклимат в большом помещении, так как она не обеспечивает принудительного перемешивания воздуха.
Обогрев такой пушкой не всегда является комфортным, так как на близком расстоянии от неё может быть жарко, а поодаль - прохладно. Кроме того, греет она только с одной стороны, а если в поле действия попадает голова пользователя, возможны неприятные ощущения.

ИК пушки могут быть как электрическими, так и горелочными.

Многие из современных тепловых пушек, кроме твердотопливных, способны автоматически поддерживать заданную пользователем температуру в помещении путём своевременного включения и отключения. В горелочных пушках автоматический розжиг осуществляет пьезоэлемент, генерирующий искру.

Какие пушки можно изготовить своими руками

Самостоятельно можно собрать, такие виды пушек:

электрическую;
дизельную;
газовую;
твердотопливную (рассчитана на дровяное топливо).

Из каких элементов состоит

Итак, в общем случае данный прибор состоит из:

цилиндрического корпуса (он и придаёт устройству сходство с пушкой) с решётками на входе и выходе;
нагревательного элемента;
вентилятора, обдувающего нагревательный элемент;
фильтров для очистки воздуха на всасе.

Данный набор может быть дополнен либо, наоборот, сокращён - в зависимости от того, что используется в качестве источника тепла. Вариантов существует несколько и каждый из них стоит рассмотреть подробно.

Схема устройства тепловой пушки, работающей на дизельном топливе

Расчёт

Прежде всего, нужно определить, какой мощностью должна обладать самодельная тепловая пушка. Очевидно, что этот параметр будет зависеть от объёма помещения, а также от того, насколько быстро произведённое тепло рассеивается во внешнюю среду. Принято использовать следующую эмпирическую формулу: Q = V х T х K, где Q - мощность теплопушки, ккал/ч; V - объём помещения, м 3 ; Т - разность температур внутри и снаружи помещения, 0 С; К - безразмерный коэффициент, учитывающий интенсивность рассеивания тепловой энергии в окружающую среду, иначе говоря, теплопотери здания. Принимается равным:

для неутеплённых каркасных строений с деревянной или металлической обшивкой: К = 3–4;
для слабоутеплённых лёгких зданий с однослойными кирпичными стенами, обычными нетеплосберегающими окнами и неутеплённой крышей: К = 2–2,9;
для капитальных зданий с двухслойными кирпичными стенами, окнами обычных размеров и среднеутеплённой крышей: К = 1–1,9;
для зданий, хорошо утеплённых современными высокоэффективными теплоизоляторами (включая крышу и пол) и оснащённых современными энергосберегающими окнами со стеклопакетами: К = 0,6–0,9.

Чтобы перевести мощность Q в более привычные киловатты, её величину в ккал/ч нужно разделить на 860.

Таким образом, для обогрева неутепленного обшитого гофрированными стальными листами склада (принимаем К = 4) площадью 10х15 м с высотой потолка 5 м при температуре на улице -5 0 С (внутри необходимо поддерживать температуру +18 0 С) потребуются теплопушки общей мощностью:

Q = (10 х 15 х 5) х (18 – (-5)) х 4 = 750 х 23 х 4 = 69 000 ккал/ч = 69 000 / 860 = 80,2 кВт.

Инструменты и материалы

Для изготовления тепловой пушки понадобятся:

стальные равнополочные уголки 40х4 мм или 50х4 мм;
труба диаметром около 250 см либо лист оцинкованной стали толщиной 0,7–1 мм;
канальный вентилятор с диаметром крыльчатки, соответствующим диаметру трубы (можно взять вентилятор с двигателем от старого пылесоса);
медный двухжильный провод с вилкой;
металлический бак, обложенный теплоизоляционным материалом (для дизельной теплопушки).

В зависимости от вида самодельного обогревателя дополнительно потребуются:

для электрической модели: ТЭНы (лучше извлечь спиралевидный нагреватель из старой электропечи), керамический изолятор, клеммы, предохранители;
для газовой: газовая горелка с пьезорозжигом и электромагнитным клапаном;
для дизельной: форсунка, ТНВД, топливный фильтр, медная трубка;
для дровяной: листовая сталь, уголки.

Также необходимо подготовить инструменты:

аппарат для электросварки;
паяльник;
дрель с набором свёрл по металлу;
ножовка по металлу;
гаечные ключи;
плоскогубцы;
заклёпочная машинка.

Изготовление тепловой пушки своими руками

Процесс создания самодельной теплопушки всегда начинается с изготовления из уголков рамы, к которой будут крепиться корпус и прочие составляющие. Дальнейшие действия зависят от виду установки.

Сначала составляется схема электрической цепи установки. Если мастер соответствующими знаниями не владеет, он может воспользоваться уже готовыми разработками.

Так выглядит чертеж принципиальной электрической схемы тепловой пушки

Ошибки, допущенные при сборке электрического обогревателя, могут привести к повреждению электросети или поражению током. При выполнении работ соблюдайте правила техники безопасности.

Изготавливается электрическая теплопушка так:

Видео: электрическая пушка своими руками для обогрева гаража

Теплопушка на дизельном топливе и на солярке

Процесс изготовления состоит из следующих этапов:

Обращаем внимание читателя на то, что эта теплопушка работает по схеме с прямым нагревом, поэтому её нельзя использовать в жилых и других помещениях с пребыванием людей или животных.

Для контроля правильности сборки желательно пригласить мастера из какой-нибудь автомастерской.

В самодельной модели отсутствуют датчик контроля пламени и система защиты от перегрева, поэтому во время работы её нельзя оставлять без присмотра.

Видео: тепловая пушка многотопливная

Газовая теплопушка

Эту установку изготавливают так:

В качестве корпуса используют метровый отрезок трубы диаметром 180 мм. За неимением готовой трубы её изготавливают из листа оцинковки, скрепляя его края заклёпками.
На концах корпуса сбоку нужно вырезать по отверстию - диаметром 80 мм (здесь будет подсоединяться патрубок для отвода нагретого воздуха) и 10 мм (сюда будет устанавливаться горелка).
Из метрового отрезка трубы диаметром 80 мм изготавливают камеру сгорания. Её нужно вварить в корпус точно по центру, для чего необходимо использовать несколько пластин.
Далее из стального листа вырезается диск, который будет использоваться в качестве заглушки. Его диаметр должен соответствовать диаметру корпуса теплопушки (180 мм). В центре диска вырезается отверстие диаметром 80 мм - для камеры сгорания. Таким образом, заглушка, приваренная к корпусу с одной стороны, перекроет зазор между ним и камерой сгорания. Приваривать заглушку нужно со стороны подачи нагретого воздуха.
К проделанному в корпусе отверстию диаметром 80 мм приваривается патрубок подачи нагретого воздуха.
В 10-миллиметровое отверстие устанавливается горелка с пьезоэлементом. Далее к ней при помощи хомута подсоединяют шланг для подачи газа.
Изготовление теплопушки завершается установкой вентилятора и подключением его и пьезоподжигателя к электропитанию через выключатель.

Видео: самодельная газовая тепловая пушка

Проще всего такой обогреватель изготавливать из старого газового баллона. Если его в наличии нет, в качестве основной заготовки можно использовать и толстостенную трубу диаметром 300–400 мм - тогда крышку и днище нужно будет приварить самостоятельно (у баллона эти элементы уже имеются).

Один из вариантов дровяной тепловой пушки показан на чертеже:

Чертеж общего вида теплвой пушки с указанием ее основных размеров

Как видно, корпус теплопушки разделён на топку и воздушную камеру с входным и выходным отверстиями. Имеющаяся между ними перегородка и импровизированный пластинчатый радиатор выступают в роли нагревательного элемента для пропускаемого через камеру воздуха. Расположение пластин радиатора показано на разрезах.

Разрезы - фронатльный и горизонтальный, на которых показано внутреннее устройство пушки

Закрепив на выходном патрубке воздушной камеры гофрированный шланг, пользователь сможет подавать горячий воздух в любую точку помещения.

Установку изготавливают следующим образом:

Слишком мощный вентилятор для этой теплопушки не требуется. Достаточно установить модель для вытяжки санузла производительностью около 50 м 3 /ч. Можно применить вентилятор от печки автомобиля. Если же помещение совсем небольшое, подойдёт и кулер из компьютерного блока питания.

Видео: твердотопливная самодельная пушка

Особенности эксплуатации и ухода

Владельцу теплопушки следует придерживаться таких правил:

Нельзя пользоваться обогревателем при наличии в воздухе паров бензина или растворителя. Для электропушки недопустимой является и повышенная влажность.
Патрубок для отведения выхлопа должен располагаться не ближе 1,5 м ко всякого рода легковоспламеняемым веществам.
Между отключением и последующим включением теплопушки следует выдерживать паузу хотя бы в 2 мин.
Если установка оснащена воздушными фильтрами, их нужно менять или промывать с мылом, по возможности, через каждые 500 часов работы.
Топливные фильтры дизельных и многотопливных тепловых пушек следует прочищать через каждые 2–3 мес. Эксплуатации.
Вентилятор нужно очищать в начале или конце каждого сезона.
По завершении сезона нужно очистить от нагара камеру сгорания, используя для этого пылесос или щётку.
Перевозка дизельных и многотопливных пушек допускается только с пустым топливным баком. Если при опорожнении в сливаемом топливе обнаруживается осадок, бак следует промыть керосином (залить пару литров и взболтать). Без промывки при следующем запуске с большой вероятностью будет забит топливный фильтр.
Не рекомендуется заправлять пушку топливом, оставшимся с прошлого сезона. Правильнее утилизировать такие остатки, а установку заправлять свежим топливом.
Во время хранения теплопушку следует накрыть полиэтиленовой плёнкой или плотной тканью, чтобы она не покрывалась пылью.
Если газовую теплопушку предполагается запитать от сети газоснабжения, то подключение к трубе нужно осуществлять посредством специальной стальной подводки. Чтобы давление газа в месте подключения оставалось постоянным, угол подсоединения должен составлять не менее 10 градусов в сторону выпуска.
Включение пушки в электросеть осуществляют после подключения к трубе.
Установка на газовую пушку баллона с жидким газом и его подключение разрешается выполнять только на открытом воздухе. При этом все места соединений нужно смазать мыльным раствором, чтобы убедиться в отсутствии утечки (при наличии таковой раствор будет пузыриться).
При запуске теплопушки на термостате нужно выставить максимальную температуру. Желаемая температура задаётся после прогрева камеры сгорания и запуска главного вентилятора.
Работа теплопушки обязательно должна завершаться циклом охлаждения: горелка затухает (электронагреватель отключается), но вентилятор ещё продолжает какое-то время работать. В обогревателях заводского изготовления этот режим запускается автоматически при установке выключателя в положение «отключить». Если же просто вынуть вилку из розетки, фаза охлаждения не будет пройдена и установка может выйти из строя в результате перегрева.
Самодельной теплопушке пользователь должен обеспечить охлаждение в ручном режиме: погасить горелку, а вентилятор отключить только после того, как установка достаточно остынет.
Топливные пушки можно заправлять только в остывшем состоянии.
Чтобы исключить утечку топлива, теплопушку следует располагать на ровной устойчивой поверхности.
Вблизи теплопушки и прочего оборудования допускается хранить только суточный запас топлива (не ближе 0,5 м). Основной запас должен храниться в отдельном помещении.
Нельзя завешивать или загораживать работающую теплопушку, особенно отверстия для забора и подачи воздуха. Также нельзя класть на работающую установку вещи для просушивания.

Эффективность тепловых пушек доказана на практике: если нужно прогреть большое помещение или просушить что-либо - более подходящей установки не найти. При этом конструкция её довольно проста, что позволяет смастерить простенькую модель своими руками. Главное - помнить, что такие обогреватели по определению являются очень мощными, поэтому при их использовании, особенно самодельных вариантов, следует быть предельно внимательным.

15,253 Просмотры

Довольна мощная модель знаменитой Гаусс пушки, которую можно сделать своими руками из подручных средств. Данная самодельная Гаусс пушки изготавливается очень просто, имеет лёгкую конструкцию, всё используемые детали найдутся у каждого любителя самоделок и радиолюбителя. С помощью программы расчёта катушки, можно получить максимальную мощность.

Итак, для изготовления Пушка Гаусса нам потребуется:

Кусок фанеры.
Листовой пластик.
Пластиковая трубка для дула ∅5 мм.
Медный провод для катушки ∅0,8 мм.
Электролитические конденсаторы большой ёмкости
Пусковая кнопка
Тиристор 70TPS12
Батарейки 4X1.5V
Лампа накала и патрон для неё 40W
Диод 1N4007

Сборка корпуса для схемы Гаусс пушки

Форма корпуса может быть любой, не обязательно придерживаться представленной схеме. Что бы придать корпусу эстетический вид, можно его покрасить краской из баллончика.

Установка деталей в корпус для Пушки Гаусса

Для начала крепим конденсаторы, в данном случае они были закреплены на пластиковые стяжки, но можно придумать и другое крепление.

Затем устанавливаем патрон для лампы накала на внешней стороне корпуса. Не забываем подсоединить к нему два провода для питания.

Затем внутри корпуса размещаем батарейный отсек и фиксируем его, к примеру саморезами по дереву или другим способом.

Намотка катушки для Пушки Гаусса

Для расчета катушки Гаусса можно использовать программу FEMM, скачать программу FEMM можно по этой ссылке https://code.google.com/archive/p/femm-coilgun

Пользоваться программой очень легко, в шаблоне нужно ввести необходимые параметры, загрузить их в программу и на выходе получаем все характеристики катушки и будущей пушки в целом, вплоть до скорости снаряда.

Итак приступим к намотке! Для начала нужно взять приготовленную трубку и намотать на неё бумагу, используя клей ПВА так, что бы внешний диаметр трубки был равен 6 мм.

Затем просверливаем отверстия по центру отрезков и насаживаем из на трубку. С помощью горячего клея фиксируем их. Расстояние между стенками должно быть 25 мм.

Насаживаем катушку на ствол и приступаем к следующему этапу…

Схема Гаусс Пушки. Сборка

Собираем схему внутри корпуса навесным монтажом.

Затем устанавливаем кнопку на корпус, сверлим два отверстия и продеваем туда провода для катушки.

Для упрощения использования, можно сделать для пушки подставку. В данном случае она была изготовлена из деревянного бруска. В данном варианте лафета были оставлены зазоры по краям ствола, это нужно для того что бы регулировать катушку, перемещая катушку, можно добиться наибольшей мощности.

Снаряды для пушки изготавливаются из металлического гвоздя. Отрезки делаются длиной 24 мм и диаметром 4 мм. Заготовки снарядов нужно заточить.