Гармата Гауса

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Не варто плутати з рейкотроном.
Coilgun animation.gif

Гармата Гауса (англ. Gauss gun, Gauss cannon) — один з різновидів електромагнітного прискорювача мас. Названа ім'ям великого німецького вченого Карла Гауса, який досліджував фізичні принципи електромагнетизму, на яких і засновано цей пристрій.

Принцип дії[ред.ред. код]

Гармата Гауса складається з соленоїда, всередині якого перебуває ствол (як правило, з діелектрика). В один з кінців ствола вставляється снаряд (зроблений з феромагнетика). При пропусканні електричного струму в соленоїді виникає магнітне поле, яке прискорює снаряд, «втягуючи» його всередину соленоїда. На кінцях снаряда при цьому утворюються полюси, симетричні полюсам котушки, через що після проходу центру соленоїда снаряд притягується в зворотному напрямку, тобто гальмується.

Для найбільшого ефекту імпульс струму в соленоїді має бути короткочасним і потужним. Як правило, для отримання такого імпульсу застосовуються електричні конденсатори з високою робочою напругою.

Параметри обмотки, снаряда і конденсаторів мають бути узгоджені таким чином, щоб під час пострілу до моменту підльоту снаряда до середини обмотки струм в останній вже зменшувався до мінімального значення, тобто, заряд конденсаторів має бути вже повністю витраченим. У такому випадку ККД односходинкової гармати Гауса буде максимальним.

Розрахунки[ред.ред. код]

Енергія накопичувана в конденсаторі[ред.ред. код]


- напруга конденсатора (у Вольтах)
- ємність конденсатора (у Фарадах)

Енергія накопичувана при послідовному і паралельному з'єднанні конденсаторів рівна.

Кінетична енергія снаряда[ред.ред. код]


- маса снаряда (в кілограмах)
- його швидкість (у м/с)

Час розрядки конденсаторів[ред.ред. код]

Це час, за який конденсатор повністю розряджається. Він дорівнює чверті періоду:

- індуктивність (у Генрі)
- ємність (у Фарадах)

Час роботи котушки індуктивності[ред.ред. код]

Це час за який ЕРС котушки індуктивності зростає до максимального значення (повний розряд конденсатора) і повністю спадає до 0. Він дорівнює верхньому напівперіоду синусоїди.

- індуктивність (у Генрі)
- ємність (у Фарадах)

Переваги та недоліки[ред.ред. код]

Гармата Гауса має переваги, яких не мають інші види стрілецької зброї. Це відсутність гільз та необмеженість у виборі початкової швидкості й енергії боєприпасу, швидкострільність, можливість безшумного пострілу (якщо швидкість снаряда не перевищує швидкості звуку), зокрема, без заміни ствола й боєприпасів, відносно невелика віддача (дорівнює імпульсу снаряда, немає додаткового імпульсу від порохових газів або рухомих частин), теоретично — більша надійність та зносостійкість, а також можливість роботи в будь-яких умовах, зокрема, в умовах космічного простору.

Проте, попри уявну простоту гармати Гауса та її переваги, застосування її як зброї пов'язане з серйозними труднощами.

Перша складність — низький ККД установки. Лише 1-7% заряду конденсаторів перетворюються на кінетичну енергію снаряду. Частково цей недолік можна компенсувати застосуванням багатокрокової системи розгону снаряда, але в будь-якому випадку ККД рідко досягає навіть 27%[Джерело?]. Тому гармата Гауса за силою пострілу програє навіть пневматичній зброї.

Друга складність — великі витрати енергії (через низький ККД) та досить довгий час перезаряджання конденсаторів, що змушує разом із самою гарматою Гауса мати джерело живлення (як правило, потужну акумуляторну батарею). Можна значно збільшити ефективність, якщо використовувати надпровідні соленоїди, проте це потребує потужної системи охолодження, що значно зменшує мобільність гармати Гауса.

Третя складність (наслідок перших двох) — велика вага й габарити установки при її низькій ефективності.

Таким чином, на сьогодні гармата Гауса не має особливих перспектив як зброя, оскільки значно поступається іншим видам стрілецької зброї. Перспективи можливі лише в майбутньому, якщо будуть створені компактні і потужні джерела електричного струму та високотемпературні надпровідники (200—300К)[Джерело?].

Гармата Гауса в науковій фантастиці[ред.ред. код]

Гармата Гауса досить популярна в науковій фантастиці, де виступає як високоточна персональна зброя, а також як стаціонарна високоточна та (рідше) високошвидкісна зброя.

Окрім того, гармата Гауса фігурує в кількох комп'ютерних іграх. Кумедно те, що в основному зброю наділено спецефектами, яких не має бути[Джерело?]:

  • У Master of Orion та Master of Orion 2 космічні кораблі можна озброїти гарматами Гауса. Ушкодження, завдані таким снарядами у разі влучання, не зменшуються зі зменшенням відстані до цілі.
  • У Crimsonland є зброя Gauss Gun — гармата Гауса, що вражає ворога миттєво і по всій лінії пострілу. Також є Gauss Shotgun — зброя того ж принципу дії, яка стріляє кількома снарядами, кожен з яких має меншу потужність, ніж одиночний постріл Gauss Gun.
  • У Fallout 2 існує рушниця Гауса і пістолет Гауса, найточніша та найпотужніша серед «легкої» зброї (за класифікацією всесвіту Fallout), яка внаслідок своєї убивчості стріляє тільки одиночними пострілами. Також у Fallout Tactics є чотириствольний кулемет Гауса, зібраний за системою Гатлінга. Також гаус-гвинтівка з'явилась у Fallout 3 (якщо встановити доповнення Operation Anchorage), тільки там вона належить до енергетичної зброї. Властивості залишилася незмінними.
  • У Half-Life є експериментальна зброя, названа Тау-гарматою. У другій частині гри таку гармату встановлюють на піщаному багі Гордона Фрімена, також вона є в бета-версії гри і в модифікації SMod.
  • У всесвіті Battletech (цикл книг, ігри серій MechCommander та MechWarrior) гармату Гауса можна встановити на хутро[Джерело?]. Належить до балістичної зброї великої дальності і завдає таких же ушкоджень, як і PPC, але перезаряджається швидше.
  • В Ogame гармата Гауса є однією з можливих планетарних оборонних споруд, поступаючись за потужністю тільки плазмовій зброї.
  • У Savage: The Battle For Newerth є зброя Coil Rifle, що діє за принципом гармати Гауса.
  • У S.T.A.L.K.E.R.: Shadow of Chernobyl є снайперська гвинтівка «Гаус гармата» — зброя, що має дуже низьку швидкострільність, але максимальну потужність. За описом, вона використовує енергію аномальних утворень Зони: «Джерелом енергії є капсульований фрагмент артефакту „Спалах“».
  • У StarCraft піхотинці (Marine) озброєні автоматичною гвинтівкою Гауса C-14 «Impaler». Привиди (Ghost) також мають гвинтівки C-10, названі «Canister Rifles» («Картечні гвинтівки»).
  • У Supreme Commander багато військ UEF озброєні гарматою Гауса.
  • У X-COM: Terror From The Deep є ручна гармата Гауса, яка може стріляти під водою.
  • В ігровому всесвіті Warhammer 40,000 воїни Некронів озброєні гарматами Гауса. Хоча зброя й має назву «гармата Гауса», її властивості відрізняються, оскільки гармата Некронів створює електромагнітне випромінювання, яке руйнує молекулярні зв'язки цілі.
  • У Crysis головному герою дають гвинтівку Гауса, що являє собою снайперську зброю з максимальними ушкодженнями.
  • У Gun Metal гармата Гауса видається як остання зброя для костюма[Джерело?], має велику потужність, але низьку швидкострільність через перегрів.
  • У Command & Conquer 3 гармата Гауса встановлюється на танки «Мамонт», збільшує убивчу силу машин. Також вона є у базовому спорядженні піхоти під назвою «Штурмовики».
  • У Halo багато бойових кораблів оснащуються такими гарматами, а також її компактніша версія може бути встановлена на джип «Бородавочник».
  • У Liero Gauss gun — найпотужніша стрілецька зброя, проте з низькою швидкострільністю.

Посилання[ред.ред. код]