立命館守山高校 Sci-tech部 レールガン

スポンサーサイト

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。

レールガン 測定失敗…



タイトルに書いたとおり、速度の測定に失敗しました。
多分セッティングがずれてたっぽい。
ということで、一番重要なデータは手に入りませんでしたが、いくつかのデータは手に入りました。

まずはキャプチャ
00004[(000444)21-21-19]
アス比ミスってる気がしますが、なかなか格好いい。
CIMG0022[(012673)21-23-23]
EX-F1の一コマ
露出の設定を間違えたので真っ暗で何が何だか…


CIMG0183[17-11-23]
二段目レールの放電時の電圧変化です。
見えにくいですが、横の一コマが0.5ms 縦が全体で400Vです。
一瞬で150Vまで電圧が下がった後、約150Vで2msぐらい放電されてるみたいです。


発射後レール
発射後のレールです。
上が一段目、下が二段目で左が後方です。
一段目は後部以外ほとんど放電痕がありません。つまり一瞬で放電が終わっていることを意味します。
二段目には全体的に放電痕があります。一段目である程度加速された状態で二段目に突入するので、単位時間当たりの接触面積が減少し、放電が全体に渡って行われたと考えられます。

DSC00140.jpg
これがターゲットのビール缶。アルミです。
このぐらいなら余裕で貫通します。
次はスチール缶でも


レールガンどれだけ頑張っても一発撃つのに3時間以上かかるので学校のある平日だと下手すると2日に一発しか撃てないという悲惨な状況になったりします…



追記:動画貼り付けるの忘れてました…
スポンサーサイト

レールガン一段式 392m/s

また動画アップしました。
今度はちょっと凝ってます。


ということで、レールガン本実験の2回目です。
弾の精度をちょっとだけ上げた影響か分かりませんが、初速が392m/sになりました。
もうすぐ400m/sです。目指せマッハ2(680m/s)!
次か、次の次の実験からはいよいよ二段式レールガンにします。


今回は何と言っても、ハイスピードカメラEX-F1を初めて使用して撮影しました!
このカメラ、10万円程度で手に入るハイスピードカメラで、学校が2台購入したので早速使ってみました。
1200FPSまで撮れるのですが、高速にすると画質がどんどん荒くなるので、600FPSで撮りました。
以下キャプチャ。間隔は1/600秒

CIMG0014.jpg
測定装置です。20cm間隔で2本の細い導線を引いて、これの切れるタイミングの差で速度を測ります。
CIMG0016[(017117)22-54-29]
バルス!!
CIMG0016[(017119)22-54-41]
へあぁぁぁぁ目があぁぁ目がぁぁぁぁぁ
CIMG0016[(017120)22-54-42]
かなり白飛びしてますが、この火花感が良いですね。
CIMG0016[(017121)22-54-43]
個人的にはこのコマが一番好きです。やたら格好いい。
CIMG0016[(017122)22-54-44]
残り
CIMG0016[(017123)22-54-45]
終わり。

もうちょっとホワイトバランスを暖かい方にした方が良く撮れそう。
後、600FPSでも捉えきれないので、明日は1200FPSにしてみます。


プロジェクタイルのエネルギーは38.416J
コンデンサのエネルギーが8000Jなので、0.48%です。
前回よりも0.06%効率が上がりましたがドングリの背比べ


今回の被害者
DSC_1050.jpg
木板とタオル3枚を貫通しました。
明日はアルミ缶にでも。


また、今回はオシロスコープで電圧の変化と放電時間を測ってみました。
CIMG0177[(002928)22-52-26]
一台のEX-F1はオシロスコープの監視に使ってます。
Max上下で400V、左右の一目盛は(見えませんが)500usなので、放電時間はだいたい2msぐらいです。
ですが、下が放電しきらずに70Vぐらい残ってます。
インダクタの巻をもうちょっと減らしても良いかもしれない。
明日はレールガン側に繋げてみます。


今回使用した器具一覧
DSC_1057.jpg
ハンディカムHDR-SR1 15万円
オシロスコープ SS-7804 13万円
EX-F1 8万8000円 2台
合計45万6000円
値段は買った時期から推定した物ですが、いやーカメラはまぁ危なくないから良いにしても、13万のオシロスコープにレールガンの電源繋げるとかなかなかクレイジーです。自分で言うのも何ですが
でも誰も使わない機材なら自分が使うしかないじゃないですか。



さて、それにしても効率が低いです。
566m/s出てやっと効率1%です。ちょっと悲しくなります。
後、かなり面倒な構造上の欠陥を抱えているので、それも改良の余地に入れつつ、今回はこの辺でさようなら。
また明日。

レールガン音速越えました。



祝!音速越え!

音速越えました。
発射時の音がかなり大きかったです。
マッハ越えの影響でしょうか

以下キャプチャ
間隔は1/30です。
早く高速度カメラ使いたい。

DSC_1028avi_000009666.jpg
一コマ目

DSC_1028avi_000009708.jpg
二コマ目です。レールガン本体と繋いでた線から巨大な火花が…
毎回どこかしら火花を吹きますね…

DSC_1028avi_000009749.jpg
三コマ目。既に発射されて板に直撃してますね。
撃った瞬間が見事に映ってません。

DSC_1028avi_000009791.jpg
四コマ目

DSC_1028avi_000009833.jpg
五コマ目


※ここまで0.16秒。


速度は、20cmを0.00054秒だったので、370m/s

DSC_1031.jpg
今回の生け贄1 木板2.5mm
問題無く貫通しました。

DSC_1032.jpg
今回の生け贄2 タオル 綿 柔軟剤入り
一枚貫通して、2枚目に銃弾が引っかかってました。

DSC_1037.jpg
発射後分解時のレールの様子。黒いのは主に煤です。真鍮が溶けてます。

400.jpg
レールの一部をそのままスキャナにかけてスキャンしたものです。
クリックすると詳細が見れますが、左側の根本部分がかなりとろけてます。


エネルギー効率
コンデンサのエネルギーは8000Jです。
0.5gのプロジェクタイルが370m/sで発射されたわけですから、エネルギーは1/2CV^2で34.2J
たったの0.42%です…

とにかく、400Vの方が良い結果が出たので、実験は400Vで行うことにします。
二段式レールガンは来年になってから始める。


それにしても、JAXAのレールガンは13%とかいう数値を出してるわけです。
こんなに素晴らしいレールガンを作れるJAXAはきっと特別な存在なのだと感じました
今では私がおじいさん
孫にあげるのはもちろんヴェルタースオリジナル
なぜなら彼もまた特別な存在だからです

クリスマスにもかかわらずレールガンが音速に近づきました。

... .. .. ☆ ::::: ::::::::: ::::;:;:;:;::;:;;;;;;;;;;;;;;;;;
    |\ . . . .. :: ::;;:;:: ;;:;;;;;;;
    ノ气;)-、. . . :::::::: ::;:;:;:;;;;;;;
   /:/.ヽ:ヽ::i .. . .. :::: :::::::;:;:;:;;
 ̄ ̄`" ̄ `-.' ̄

恋人は開発中のレールガンとミク、どうもおなじみSci-tech部部長です。
まだ年賀状書いてません。
そういえば、今日我がSci-tech物理化学班に女子部員が誕生しました。
とても男らしい方です。


さて、またレールガン撃ちました。


見て頂ければ分かると思いますが、どう見ても今までのとは弾速が桁違いです。
学校がEX-F1(ハイスピードカメラ)買ったらしいので使いたかったのですが、顧問がメリークリスマス状態で帰ってしまったので借りれませんでした。

以下キャプチャ画像
間隔は1/30秒です。
DSC_0989avi_000014916.jpg

DSC_0989avi_000014958.jpg
↓ちゅどーん
DSC_0989avi_000014999.jpg
↓なんか後ろで弾けてますね。
DSC_0989avi_000015041.jpg
↓残心
DSC_0989avi_000015083.jpg


どう見ても今までの射撃とは速度が違います。
そして、動画にも見えるように、今回は速度の測定装置を取り付けました。
レールガンの前に置いてある2つのスタンドには、それぞれ細い導線が張られており、この2本の切れる時間差で速度を測ります。
導線の間の距離は200mmです。
DSC_0992.jpg
そしてこれが結果
0.00062秒
0.2/0.00062=322
つまり、速度は322m/sですね。
惜しい!後一歩で音速なのですが…

ついでに、弾道上に置いたスチール缶
DSC_1015.jpg
派手に凹んでますが貫通はしてません。
多分導線で弾の向きが歪んだからかなと思いますが、ABS樹脂がパーツクリーナーの厚いスチール缶を貫通するとかかなり恐ろしい状態です。今後貫通できたらと思うとワクワクします。


以下実験後の分解。
DSC_0996.jpg
蓋を外したところ。驚異的に煤だらけでした。

DSC_0999.jpg
レールの一部。煤だらけで分かりにくいですが、後部が派手に溶けてます。

DSC_1010.jpg
運良く見つかった発射後のプロジェクタイル。
派手に焦げてるので本当に今回撃った弾なのか区別が付かないところでしたが、後部にちっさい穴が開けてあったのでなんとか判別できました。
左が撃つ前、右のまっくろくろすけが撃った後です。
全面真っ黒な事からも、レールガンの気密が微妙でプラズマが弾より前に漏れていることが分かります。

前途多難ですが、次はこれを2段式にしてみたいと思います。
ただし、冬休み始まっていきなり顧問が5日まで休み。とかふざけたことを抜かしてるので進まない可能性高いですが…



そういえば、先日Amazonに注文したデジタルノギスが届きました。
これでもうちょっと精度の良い銃弾が作れる…!!

レールガン最終型?

結局真鍮製レールになりました。
DSC_0946.jpg
4mで3000円でした。
普通には手に入らないので、栄工業さんにお願いして取り寄せてもらいました。

で、組み立て
DSC_0970.jpg
上の板2枚を取り除いた状態です。
内側に真鍮棒を入れて、レールにします。
後部の25cmは消耗が激しいので、そこだけ切断して取り替え可能にしてあります。

今となっては、ひじょーに、微妙な設計です。
なぜレールを横から挟み込むようにしたのか、なぜ上下にしなかったのか…
今から考えても遅いですね。
しようと思えば出来ないことはないですが。

DSC_0971.jpg
組み立てるとこんな感じ

DSC_0948_0.jpg
これが新型プロジェクタイル。
0.72mm×0.76mmのABS樹脂製弾丸の後ろに、0.72mm×0.78mmのアルミのアーマチャをタミヤセメントでくっつけています。
レールの精度がちょっと微妙なのでその分少しレール幅より小さいですが、レールとアーマチャの隙間はプラズマが埋めるので無問題。
銃に詰めるときに後ろにちょっとだけスチールウールを詰めて、それをトリガーにプラズマを発生させようと考えてます。
ちなみに、この銃弾一発作るのに10分ほどかかります。
ついでに、レールガンを一回撃つと、次撃つまでに銃弾製作時間を除いても1時間ほどかかります。
コンデンサの充電にはだいたい3分ほどかかります。




そういえば、弾丸の製作のために個人的にデジタルノギス買いました。
Amazonで1545円でした。
安いですが、0.01mmまで測定できる奴です。
クリスマス頃に到着するはずです。
プロフィール

立命館守山高校 Sci-tech部

Author:立命館守山高校 Sci-tech部
立命館守山高校、Sci-tech(サイテック)部のブログです。
研究の途中結果や、日記、連絡事項などを載せていきます。

主な成績
ロボカップジュニアレスキューセカンダリ2010
世界大会5位

やってること
バイオディーゼル燃料を使ったバイオカートの制作
AR(拡張現実)の研究
クルーレスソーラーボート大会への出場
ロボカップジュニアへの出場
レールガン制作
など

リンク
過去ログ
最新記事
最新コメント
アクセスカウンタ
合計閲覧者数

現在の閲覧者数
カテゴリ
検索フォーム
アクセス解析
    ブロとも申請フォーム

    この人とブロともになる

    QRコード
    QR
    上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。