Как работает пушка теслы

Обновлено: 02.07.2024

Издревле молнии казались людям чудовищной силой — они могли моментально убить живое существо, устроить пожар или просто оставить в грунте дыру со странными узорами. У древних греков молнии даже были орудиями самого верховного бога Зевса. Всё человечество дрожало перед этим феноменом.

Но времена меняются. В период научного рывка начала XX века люди обратили внимание на молнии как на инструмент, в том числе боевой. Здесь и берёт корни такое фантастическое оружие, как электрическая пушка, она же фульгуратор или молниемёт.

Проводниковый гарпун — хитрый способ доставки разряда к цели, суть которого состоит в его передаче через гарпун-электрод на шнуре из проводника. Его проблема состоит в том, что длина лески довольно ограничена, а, помимо аккумулятора, периодически нужно будет менять заряд газа, использующегося для выброса электродов. Однако в качестве нелетального оружия такой тип довольно эффективен.
- Хоть и с прикрученным фитильком, но как беспроводной вариант можно использовать электрошоковые патроны с электродом на передней части пули. Довольно ресурсозатратны из-за своей начинки, так что для регулярного применения нужно много денег. Плюс состоит в том, что можно использовать любым стволом подходящего калибра.
- Использовать в качестве второго проводника землю. Плюс — простота. Минусы — требуется надёжно заземлить пушку, низкая эффективность стрельбы по колёсным целям (резина — диэлектрик), принципиальная невозможность стрельбы по воздушным целям.
- Использовать два электролазера. Плюсы — можно учетверить мощность выстрела [1] и стрелять по любым целям (особенно ваншотить воздушные). Минусы — во избежание короткого замыкания между проходящими слишком близко плазменными каналами необходимо разнести излучатели на определённое расстояние (то есть устанавливать на крупногабаритную технику, корабли или бастионы), повреждение одного излучателя превращает другой в тыкву, требуется попадание в цель обоими каналами (компенсируется возможностью выбирать на цели точки с максимальным эффектом выстрела).
- Использовать высокочастотные генераторы знакопеременных импульсов. Плюсы — один канал, ток по которому будет течь туда-сюда за счёт внутренней ёмкости цели, и очень высокий уровень вторичных наводок в электронике цели (последствия — ниже по тексту). Минусы — сложность изготовления таких генераторов достаточной мощности и необходимость организации надёжной защиты своей электроники от наводок.
Энергия электрического разряда малой мощности может устроить живому существу нервно-мышечный паралич или повредить элемент какого-либо механизма, использующего электронику. Ну, и, конечно, подобное оружие можно использовать в качестве нелетального для полицейского, а то и гражданского применения, по аналогии с современными контактными шокерами. Хотя электрический ток и может нанести цели урон огнём (чаще всего происходит при контакте с частью тела, обладающей большим электрическим сопротивлением), основной механизм поражения — фибрилляция желудочков сердца. Однако люди, поражённые сильным электрическим током, знают, что поражённая часть тела сильно болит и в последствии может на некоторое время выйти из строя — от чего же это? Всё просто: мышцы реагируют на электрический ток, как на сигнал к сокращению, а если ток сильный, то мышцы раздавливают сами себя изнутри. Брутально.

Что же касается мощных разрядов, то они будут плавить броню вражеской техники, как дуговая электросварка (с последующим заклиниванием движущихся частей застывшими каплями металла), выжигать вторичными наводками всю электронику (бонусом — возгорание аккумуляторов), а также вызывать этими же наводками самоподрыв боекомплекта и детонацию паров топлива в баках. Что же касается живой силы противника — её будет просто рвать в клочья. [2]

С ума сойти, как много свободного времени у человека. Даже завидно.

а как сделать небольшую катушку?

Это даже не пушка гатлинга, это какой-то джекхаммер

Выглядит это просто уморительно,

Конец отвалился

Сравнение двух выстрелов бронебойными оперёнными подкалиберными снарядами APFSDS. Первый пошёл нормально, второй развалился. Благо, камера-трекер помогла установить причину

Маленькая тучка с настоящими молниями в домашних условиях своими руками

Используя катушку Теслы и проводник, газовые разряды преобразуются в плазму, создавая облако, которое производит электрические разряды.

155mm снаряд в полёте, запись с трэкера

Для проверки траектории полёта снаряда за рубежом активно используются камеры-трэкеры. Возможно, с тех пор у нас они тоже появились, но записей от наших военных я чего-то не видел.

Горение трубчатого пороха из заряда для немецкой пушки Pak38

Красиво, однако! Как бенгальский огонь! Другое дело, когда в гильзе и под компрессией.

Будни физика. Маленький криостат и большая пушка.

Сегодня будем доставать пушку из криостата. Тест пушки завершен уже месяц назад, и в криостате она просто хранилась, потому что мне было лень ее доставать (на самом деле просто не до нее было). Теперь же надо готовить дргие тесты и криостат надо освободить. Поэтому сегодня поработаем руками (и краном).

Первым делом осматриваемся. Маленький криостат (есть и большой, но про него не сегодня) стоит в "бункере" - сложенном из бетонных плит помещении, собранного прямо в середине цеха. В бункере есть еще интересные установки, но и про них тоже в другой раз.

Маленький криостат - это стальной термос примерно двухметровой высоты. Маленький он потому, что есть еще большой. Сверху в него загружаем то, что испытываем, и накрываем крышкой (точнее, к крышке прикреплена рама, а уже к раме наши поделки, например пушка). Потом все это дело откачиваем и охлаждаем. Сильно охлаждаем. Обычно до 1,8 К. Это -271,35 С. Но с градусами Цельсия работать нам неудобно, постоянно минусы, да и числа большие, проще в кельвинах. Но сейчас там все теплое и и внутри уже не вакуум, а 1050 мбар чистейшего гелия.

Над криостатом на цепях висит тяжелый толстый диск - радиационная защита. Собственно, весь бункер - это тоже радиационная защита. Только ради этого он и пострен. Еще тут видно много труб, проводов и шлангов - все очень нужное и полезное, без них никак.

Внизу слева виден вакуумный пост на колесах. Точнее, их там два, но второй не видно из-за первого. Вот с него и начнем. Хоть в криостате и атмосферное давление, но внутри нашей пушки сейчас вакуум. Не очень глубокий, но все же целых 6,5е-8 мбар (верхняя строчка на индикаторе). И вот тем блестящим металическим сильфоном вакуумный пост подключен к пушке и без устали качает уже пару месяцев.

А сегодня надо пушку заполнить, т.к. будем вскрывать и менять антенны (это мне предстоит делать через пару недель в чистой комнате). Просто отключить откачку или открыть кран - не вариант, вместе с газом внутрь попадет пыль. Даже если мы будем использовать очень чистый газ (а мы будем), он будет быстро двигаться внутри труб и увлекать с собой частицы пыли, которые есть на внутренних стенках (а они там есть, хоть всё и чистили в чистой комнате). Поэтому, единственный вариант - сделать так, чтобы он двигался медленно, т.е. открыть совсем немного. Точнее, для наших сечений ламинарный поток будет сохраняться при потоке газа меньше 2,5 г/мин (это для азота). Ну не вопрос, подключаем баллон с азотом (на первой фотке слева) к фильтру системы, выставляем на расходомере 0,4 грамма в минуту и поехали. Тут, конечно, легко сказать. На самом деле надо было еще прокачать линии подачи газа, вентили и т.д., но все это описывать никакого смысла нету. На фотографии уже 25 мбар в пушке.

А сколько напускать туда? Столько, чтобы при открытии пукши в нее пыли не насосало, а лучше, чтобы из нее немного дунуло. Ведь как известно, если не дунуть, то ничего не получится. В общем, немного выше атмосферного давления. Так что сначала меряем его: 1006 мбар. И напускаем 1025.

Отключаем шланги и кабели и лезем разбирать крышу бункера. Кроме того странного круглого блина над криостатом есть еще две бетонных плиты сложенные стопкой. Цепляем первую:

Стальной лист на подрамнике. А на нем на цепях тот самы блин снизу и висит. Тоже убираем (фоток нет, так как управлять краном и фоткать мне не очень удобно было). Вот теперь видно наш криостат.

Тут мы видим Диму, нашего нового студента. Дима фоткает пушку. А вот нам ее не особо хорошо видно: она в самом низу возле красных пластиковых деталей (сделанных на 3D принтере, мы ж не совсем отсталые), прямо к ней вакуумная линия подключена.

Вот тут получше видно:

Тут она стоит вертикально, "стреляет" вниз. Еще вокруг куча датчиков. Но про пушку (и датчики) в дургой раз. Пушка электронная, кстати, для инжектора ускорителя (да, интрига была, знаю).

Убираем вставку криостата вместе с пушкой на место хранения и смотрим на одинокий пустой криостат. Пока смотрим, мне на голову капает масло с крана.

На комменты отвечу в меру сил, так как мою работу в офисе за меня никто не делал, пока я развлекался.

Наверняка вы хотя бы раз краем уха слышали, что существует такая вещь, как ”катушка Теслы”. Кто-то просто не понимает, что это такое, другие думают, что это как-то связано с автомобилями Илона Маска, а третьи предполагают, что это что-то из книги о кройке и шитье. И лишь немногие по-настоящему знают, что это такое, и то, что это изобретение позапрошлого века может перевернуть весь мир энергетики, но до сих пор этого не сделало. Поговаривают, что именно это изобретение гениального Николы Теслы стало причиной ”падения Тунгусского метеорита”. Впрочем, я бы не спешил говорить о том, что катастрофа того времени была рукотворной. Сейчас катушка Теслы известна вам по красочным шоу, которые устраивают в кружках любителей физики. Помните? Там, где молнии бьют между клетками с людьми. Все это поверхностно, но что на самом деле представляет из себя катушка Теслы? Это гениальное изобретение или сплошная ”пыль в глаза”?

Катушка Теслы интереснее, чем может показаться на первый взгляд.

Что такое катушка Теслы

Сразу скажу, что в описании этого относительно простого прибора есть несколько довольно сложных для неподготовленного человека слов. Они относятся к электрике, и большинство даже если слышало их, то не сразу поймет, что они означают. Поэтому я дам два описания. Одно из них будет обычным, с небольшим уклоном в техническую сторону, в а второе, что называется, на пальцах.

10 доказательств того, что Никола Тесла был богом науки.

Итак, если говорить по науке, то катушка Теслы (или трансформатор Теслы) — это устройство, изобретенное Николой Теслой. Поэтому логично, что ему дали его имя. Более того, на него даже есть патент на имя великого физика. Он выдан 22 сентября 1896 года. В патенте изобретение называется ”Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала”. На самом деле из этой заявки все должно быть понятно. Это прибор, который является резонансным трансформатором, производящим высокое напряжение высокой частоты.

Гениальный изобретатель не просто придумал катушку своего имени, но и запатентовал ее.

В основе работы приборы лежат резонансные стоячие электромагнитные волны. Сейчас поймете, как это!

У прибора есть две проводниковые катушки — первичная и вторичная. В первичной обмотке как правило небольшое количество витков. Вместе с ней идут конденсатор и искровой промежуток. Эта часть прибора обязательно должна быть заземлена.

Вторичная обмотка — это прямая катушка провода. Когда частоты колебания колебательного контура первичной обмотки совпадают с собственными колебаниями стоячих волн вторичной обмотки возникает резонанс и стоячая электромагнитная волна. В итоге между концами катушки появляется высокое переменное напряжение.

Упрощенно катушка Теслы выглядит так.

На самом деле все довольно просто, если понимать принцип действия законов физики, на которых основана работа прибора, но вот, как и обещал, более простое объяснение.

Катушка Теслы простыми словами

Представьте себе маятник с тяжелым грузом. Если вводить его в движение, толкая в какой-то определенный момент в одной точке, то амплитуда будет расти по мере увеличения усилия. Но если найти точку, в которой движение будет входить в резонанс, то амплитуда будет расти многократно. В случае с маятником она ограничена параметрами подвеса, но если мы говорим о напряжении, то расти оно может чуть ли не бесконечно. В обычных условиях наблюдается рост напряжения в десятки и даже сотни раз, достигая миллионов вольт даже в далеко не самых мощных приборах.

На Марсе есть электричество, но откуда оно берется?

Пример простого объяснения знаком нам всем с детства. Помните, когда мы раскачивали кого-то на качелях? Так вот, мы же толкали качели в той точке, в которой они максимально быстро разгонялись вниз. Это и есть грубое, но в целом верное объяснение резонанса, который используется в катушке Теслы.

Резонанс может делать великие вещи. В том числе и с электричеством.

В качестве основных элементов сам Никола Тесла использовал конденсатор, который подключался к источнику питания. Именно он и питал первичную обмотку, от которой возникал резонанс во вторичной. Важно было только правильно подобрать частоту тока ”на входе” и материал для вторичной обмотки. Если они не будут соответствовать друг другу, то роста напряжения не будет вовсе или он будет крайне незначительным.

Для чего нужна катушка Теслы

К визуальным эффектам мы еще вернемся, так как они являются только иллюстрацией работы прибора, а изначально он создавался для того, чтобы передавать электрическую энергию на расстояние без проводов. Именно этим и занимался один из самых загадочных ученых в истории.

Из-за чего бьет молния и как она появляется

Это не является секретной информацией и встречается в различных документах того времени. Суть в том, что если установить в нескольких километрах друг от друга достаточно мощные катушки Теслы, они смогут передавать энергию и решать многие проблемы, а увеличение напряжения и частоты почти из ничего может позволить решить многие энергетические проблемы.

Потенциально катушка Теслы может передавать энергию на большие расстояния.

Учитывая некоторые свойства прибора, он может даже опровергать ряд доказательств того, что создание вечного двигателя невозможно. Я уже рассказывал, как и кто пытался его создать, но в некотором роде именно катушка Теслы при определенных условиях могла бы стать одним из его компонентов.

Почему никто не развивает катушку Теслы

Сказать, что кто-то всерьез занимается вопросом развития технологии, нельзя. Может быть она не так привлекательна в промышленном применении, а может быть она нужна только военным. Точного ответа на этот вопрос нет, но именно военные много работают в этом направлении.

Все просто! Если как следует ”раскочегарить” катушку Теслы, она может спалить всю электронику на очень большом расстоянии. Даже простейшие макеты, которые делаются в домашних условиях, могут вывести из строя домашние бытовые приборы, что уже говорит о действительно мощных установках.

Причин, по которым катушки Тесла развиваются недостаточно эффективно много — от недостаточно востребованности до секретности и опасности.

Реальное применение катушки Теслы находят только в шоу, которые основаны на электрических спецэффектах. Считается, что их использование безопасно для человека, но при этом оно позволяет создавать красочные фиолетовые молнии, которые можно видеть буквально перед собой. Это очень эффектно и заставляет многих детей увлечься наукой.

Где применяются катушки Теслы

Сами катушки или их действие применяется в некоторых сферах жизни. Кроме комнат, описанных выше, созданные молнии высокого напряжения могут применяться в красочных лампах, которые можно трогать рукой, и разряд будет стремиться к ней.

Интересные и малоизвестные факты о молниях

Созданные молнии могут показать, где есть повреждение вакуумной системы — они всегда стремятся к месту нарушения герметичности. Эффект находит место даже в косметологии. Дело в том, что параметры тока в катушке Теслы относительно безопасны для человека и лишь ходят по поверхности кожи, слега ”пробирая” ее изнутри. Приборы, основанные на таком эффекте, позволяют стимулировать и тонизировать кожу, решая некоторые проблемы с венами, морщинами и другими неприятными изменениями. Но пользоваться такими приборами должен профессионал, так как полностью безопасными назвать их нельзя.

Катушки Теслы применяются даже в косметологии.

Тесла и Тунгусский метеорит

Про Тунгусский метеорит сказано более чем много, и я сейчас не буду подробно пересказывать историю этого происшествия. Скажу только, что не все верят в метеорит, природное явление, крушение инопланетного корабля, столкновение с Землей миниатюрной черной дыры (есть и такая версия) или испытание какого-то оружия. Многие уверены, что катастрофа была связана именно с попыткой Николы Теслы передать энергию на большое расстояние.

Лично я к этой версии отношусь довольно скептически, но если ученый смог создать прибор, который мог сотворить такое, то только представьте, какой потенциал имели созданные им технологии, которые мы сейчас используем для развлечения.

Катушка Теслы несет в себе не только красоту, но и опасность.

Прямых доказательств или явных опровержений виновности Николы Теслы во взрыве в Сибири нет. Поэтому оставим версию конспирологами или простым людям для развития фантазии.

Как сделать катушку Теслы

На самом деле было несколько некорректно расписывать, как сделать такой прибор дома самостоятельно, так как он может быть очень опасен как для людей, так и для домашней техники. Достаточно просто знать, что это возможно и на YouTube полно роликов о том, как приобщиться к этому явлению.

Добавлю только, что для создания миниатюрной катушки достаточно обзавестись несколькими вещами, которые можно найти в гараже более-менее запасливого ”самоделкина”.

Сделанная в домашних условиях катушка Теслы может даже зажигать лампочки рядом с ней.

По сути вам понадобится только источник питания, небольшой конденсатор, маленькая катушка проводника для первичной обмотки, пара сотен метров тонкой медной эмалированной проволоки для вторичной обмотки, диэлектрическая труба для ее намотки и все.

Если вы решили сделать что-то подобное, то в каждом ролике более точно расскажут, что нужно для эксперимента. Но помните, что без специальной подготовки это может быть смертельно опасно.

Почти во всех фантастических произведениях и компьютерных играх, где действие происходит в будущем, фигурирует это чудо-оружие. Оно прицельно метает эффектные электрические разряды. Разумеется, множество энтузиастов попробовало воплотить идею в жизнь, с разной степенью успеха. Проект авторства Steve Ward максимально похож на фантастический прототип внешне, а также может создавать весьма длинные и мощные молнии. Генератор питается от литий-ионного аккумулятора на 5А*ч, который размещен в рюкзаке за спиной вместе с управляющей электроникой. Выходное напряжение равно 400В.

Читайте также: