No.005 レールガン2号機 原理・製作編


今回の実験の注意点(必ず読んでください)

今回の実験には400V以上の高電圧を使います。

もし、実際に実験をする場合は感電に注意してください。下手すると死亡することがあります
死亡に至らなくても怪我をすることがあります。細心の注意を払って製作・実験を行ってください。
それと、参考にしようとした時点で「このサイトについて」の実験に関する部分を読んだ物とします。

なお、この記事を参考に実験をしてどのような結果になろうと、管理人 よしひさ はいかなる場合であっても責任を負いません。
この記事を参考に製作・実験をする場合は自己責任でお願いします

人に撃ったり、兵器に流用したりしようと考えている人は、今すぐお帰りください。

「そもそも銃刀法違反なんじゃね?」という方もいると思うので、一応説明しておきます。
銃砲刀剣類所持等取締法第二条で、銃とは「金属性弾丸を発射する機能を有する装薬銃砲及び空気銃」と定義されています。
今回のレールガンは針金を電気で発射させるため問題はありません。そもそも、断面が細長い長方形に対応する実弾は存在せず、無理やり装填したとしても発射時の圧力に耐え切れず本体が崩壊します。 また、感電の危険性があるため手に持って発射することができず、充電・再装填にも時間がかかりすぎるため実用性はありません。
ただし、使い方によっては「軽犯罪法」「武器等製造法」 に接触する可能性もあります。
どのような使い方がだめなのか自分で考えてもわからない方も今すぐお帰りください。


原理・1号機との違い

大まかな原理は1号機の原理のページをご覧ください。

前回はプロジェクタイルの後ろに設置したスチールウールをプラズマにした後、プラズマにかかる力でプロジェクタイルを押し出していましたが、今回はプロジェクタイルそのものに電気を流して加速することにします。
プラズマにしたほうが膨張する圧力も利用できるので一般的なようですが、今回はローレンツ力だけで加速させます。
プロジェクタイルには針金を使用します。(理由は「安い」「手軽」だからです。)
本体に使う素材はプラズマ圧に耐える必要がなくなったので、前回のアクリルから安価な塩ビに変更しました。


製作
材料
材料 値段 使用用途・備考
塩ビ板(3×200×300mm) 656円 レールガン本体(絶縁部)
アルミ平棒(3×15×1000mm) 537円 レールガン本体(レール)・スイッチ用
PEW 2mm 795円 オーグメントコイル用
ネジ・ナット(M6×25mm 8本) 232円 レールガン本体(レールと絶縁部を固定するため)
ネジ・ナット(M5×20mm) 108円 配線接続用
圧着端子 300円 配線接続用
コンデンサ
(450V5600μF×2 450V8200μF×1)
1500円 Poncotsu氏より格安で譲り受けました。
昇圧回路 800円ぐらい だいぶ前に作ってあったもの。チョッパ式
導線 0円 いらなくなった家電から取り出したもの



製作

まずは材料を切り出します。

前回の実験で、レール長は長くても無駄であることがわかっているので、今回は前回よりも短い200mmです。
弾の断面は3mm×10mmの細長い長方形にします。

次に、穴をあけボルトで締めます。ほぼ完成形になりました。

そして最後にコイルを巻いて完成です!

このコイルが今回のレールガンの最大の特徴です。
プラズマ圧を全く利用しない場合、同じ構造であれば効率は低くなります。
磁界中を流れる電流にかかる力は、磁界の強さ・電流の大きさ・磁界中の導線の長さに比例します。
電流の大きさは入力するエネルギーを大きくすれば大きくなりそうですが、コンデンサに限りがあるのでこれ以上どうすることもできません。
磁界の強さに関しては、磁石やコイルを用いれば強くすることは可能です。

ということで、今回はコイルを使って磁界を強くして、ローレンツ力だけでも効率よく加速できるようにします。

昇圧回路にはチョッパを使います。かなり前にあったのを改良しました。
充電にかなり時間がかかリますが、遅いからと言ってデメリットはないのでこれを使います。

コンデンサは貰い物で、1.8kJの物を使います。

発射スイッチは大電流が流れるため、市販の一般的なスイッチだとすぐに壊れてしまうので自作します。
レールに使ったアルミ平棒を短めに2本切り、それらを接点とするようにしました。
抵抗が大きそうですが、かなり大きな電力にも耐えられるはずです。


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