[Info]
Aktuelle Zeit: Do 22. Feb 2018, 05:52

Alle Zeiten sind UTC + 1 Stunde




Ein neues Thema erstellen Auf das Thema antworten  [ 1 Beitrag ] 
Autor Nachricht
 Betreff des Beitrags: Bau einer ETG / ETCG
BeitragVerfasst: Do 24. Mai 2012, 13:33 
Offline
Benutzeravatar

Registriert: Fr 18. Feb 2011, 13:13
Beiträge: 183

Spezialgebiet: Pulsed Power
Bau einer ETG:

Zu Beginn mal eine kurze Einleitung. ETG bedeutet Electro Thermal Gun. Daraus kann man ableiten dass elektrische und thermische Energie genutzt wird um das Projektil zu beschleunigen. Zur Verfügung stellen muss man allerdings nur die elektrische Energie. Diese wird dann beim Schussvorgang umgewandelt in thermische Energie, welche dann das Projektil beschleunigt. Je nach Schaltmethode geschieht dies mehr oder weniger Verlustbehaftet. Bedeutet also dass man beim Schalten der hohen Energie Verluste hat, welche größer [mechanischer Schalter] oder kleiner [Plasma Ignition] ausfallen können. Endziel der ganzen Energieumformungen ist es jedoch eine möglichst große Menge an thermischer Energie freizusetzten um dem Projektil eine sehr hohe kinetische Energie zu geben.

Alles beginnt mit dem Laden einer Kondensatorbank, welche die elektrische Energie bereitstellt. Diese sollte aus Pulskondensatoren bestehen. FotoFlash Kondensatoren sind auch gut geeignet. Allerdings sollten es im optimalfall keine „normalen“ Elkos sein, da diese nicht für Impulsentladungen ausgelegt sind, und meist noch eine sehr große Restladung haben. Diese Kondensatoren können dann mit verschiedenen Ladeschaltungen geladen werden. Einige Beispiele wären ZVS und Boost Converter.

Wenn die Kondensatorbank ihre Maximalladung erreicht hat, kann man die elektrische Energie per Zündmechanismus in thermische umwandeln. Im einfachsten Fall geschieht das per mechanischem Kurzschluss. Auf diese Möglichkeit werde ich nicht näher eingehen, da sie sehr verlustbehaftet ist und auch einen extremen Verschleiß hat. [Eine bessere Lösung wäre ein Thyristor].
Ich werde die Zündung per Plasma erklären. Welche ich als „Plasma Ignition“ bezeichne. Der Schaltplan ist sowohl simpel als auch genial und stammt von L0MY von ctc-labs. Ich glaub er ist im MFK auch angemeldet.

Schaltplan:
Bild

Kommen wir nun zur Schaltungsbeschreibung. Das Prinzip stammt von einem Teslatransformator. Hier wird auf der Primärseite des Hochspannungsübertragers per Funkenstrecke ein kurzer Energiepuls erzeugt, welcher auf der Sekundärseite des Übertragers ebenfalls zwischen den Kontakten einen Funken erzeugt, welcher dann die Kondensatoren über die Funkenstrecke im Lauf kurzschließt. Dies funktioniert, da Plasma ein ausgezeichneter Leiter ist. Die Kondensatoren müssen hierfür nur einige 100 Volt haben. Diese können dann dank des Hochspannungsübertragers jedoch über eine Entfernung von 3-7mm entladen werden. (Natürlich auch über längere Entfernungen) Dies ist dann die Umwandlung in thermische Energie, welche für den Antrieb des Projektils sorgt. Auf dieses Prinzip werde ich auch nicht näher eingehen. Da es sich hier um eine grobe Funktionsbeschreibung handelt. Grundstein für den Antrieb ist die Volumsausdehnung der Luft hervorgerufen durch den massiven Energieimpuls der Kondensatoren.

Bau eines Hochspannungsübertragers

Dies beschreibe ich deshalb genauer, da hier die meisten Probleme auftreren können. Dieses Bauteil ist mit Abstand das Herzstück einer "Plasma Ignition" ETG / ETCG.

Am besten nimmt man hierfür einen alten ZT-Kern. Begonnen wird mit einer Hälfte des Kerns, auf dem alles aufgebaut wird. Für die runde Seite des Kerns, sollte man sich ein Rohr suchen, welches aus einem Isolator besteht (Plastik, Wachspapier) oder einen Plastikschlauch der schön darauf passt. Nicht zu eng, es sollte aber auch nicht lose hinaufrutschen. Auf diese Isolierung kommt nun die Primärwicklung. Ich habe hierfür 3 Windungen des Standard 16A (1,5mm² ???) Vollkupfer-hausinstallationsdrahtes genommen. Schön verteilt auf die ganze Länge des runden Abschnitts des ZT-Kerns. Darüber kommt nun nochmals eine Isolierung, worauf man dann die Sekundärspule wickelt. Diese sollte einen großen Kabelquerschnitt haben, um den Stromimpuls nicht zu stark zu begrenzen. Dafür habe ich 3 Windungen genommen. Wenn die Konstruktion fertig ist einfach die andere Kernhälfte hinzufügen und fertig ist der Hochspannungsübertrager. Das ganze kann man nun mit Wachs vergießen, ist aber nicht zwingend erforderlich! Ich habe dies nicht gemacht, da die Bauform einen Überschlag an sich schon schwer möglich macht.

Dateianhang:
001_Vergleich.jpg

Dieses Bild zeigt die beiden Prototypen des Hochspannungsübertragers. Beide primitivst gebaut! Der linke ist Version 2.0. Bei dieser gibt es keine Koronaentladungen gegen Kern noch gegen Windungen. Dies war das Hauptproblem bei Version 1.0 welche man auf der rechten Seite erkennen kann. Die Topologie wurde auch geändert. Von Prim. aussen und Sek. innen zu Sek. aussen und Prim. innen. Dies führte zu einer Verbesserung des Outputs. (Version 2.0 ist befindet sich noch in der Optimierungsphase und soll nur als Anschauungsobjekt dienen.)

Dateianhang:
002_Vergleich.jpg

Hier kann man den Topologieunterschied schön erkennen, sowie auch den Unterschied in der Bauform der beiden Übertrager. (Die äussere Isolierung für die Sek. ist ein CUL Spulenkörper von Pollin wo der Draht bereits aufgebraucht war.) Die innere Isolierung kann man links des ZT-Kerns erkennen. Dies ist ein billiger durchsichtiger Schlauch (keinen Plan welches Material).

Nun nochmals zu einer genaueren Abstimmung der Funktion des Hochspannungsübertragers:
Auf der Primärseite habe ich 3x Wima FKP-1 0.22uF bei 1,6kV verwendet. Diese in Serienschaltung. Geladen werden sie von einem ZT der mit einem IRFP260 und Ne555 Treiberschaltung angesteuert wird. Auf der Sekundärseite des Übertragers sollte man einen Kondensator mit 1pF bei 4kV verwenden, da dadurch beim durchzünden ein besserer Plasmakanal erzeugt wird und so die Kondensatoren auf wenige 10 Volt entladen werden. Wenn man auf der Sekundärseite einen zu kleinen Funken erhält, ist es ratsam auf der Primärseite den Abstand der Funkenstrecke zu vergrößern! Allerdings immer auf die Spannung der Kondensatorbank achten da diese bei zu großer Ladespannung intern durchschlagen können!!!

Bau mit abgeänderter Steelrats Malicious Stungun Schaltung

Disclaimer: I do not own the above site, nor do i own the photo which is included in this article for "educational purposes" only. If anyone has concerns, or problems with the usage of his or her content, please contact me, so i can remove it! Thank you.

So also jetz mal zur Schaltung, im Prinzip ist das einfach die oben genannte Schaltung, bloß dass Cx den Kondesator darstellt, der für die Beschleunigung des Projektils verantwortlich ist. Dieser stellt also die Kondensatorbank dar, welche über den eingezeichneten "Funken" entladen wird. Anpassen muss man dabei nur noch den Ausgangshochspannungsübertrager. Dieser sollte an die Stromstärke angpasst werden, sonst wird der Stromimpuls der Kondensatoren stark begrenzt. Der rießige Vorteil dieser Schaltung ist die große Zündstrecke welche man durch diese "Steelrats" Bauweise erreicht.
Bemerkung: Diese Schaltung ist in der obig gennanten Bauweise ABSOLUT TÖDLICH!!!

Entschuldigt Leute, aber folgendes hindert mich daran dieses File hochzuladen:
Konnte Dateianhang nicht nach ./files/1459_9c0e30c3caec00542ae34c85f75e902e hochladen.
Vielleicht kümmert sich ein Admin mal um das Problem... Thx

Erweiterung: ETCG

ETCG bedeutet Electro Thermal Chemical Gun und ist eine Erweiterung der oben beschriebenen ETG. Hier wird wie der Name schon sagt mit chemischen Zusätzen versucht, die Wirkung der ETG zu steigern. Im primitivsten Fall kann Wasser verwendet werden. Wenn man allerdings etwas ausgereifteres Versuchen will, sollte man sich das Prinzip einer Mischung von physikalischer und chemischer Explosion zu Nutze machen. Welche folgende Reaktionsgleichung beschreibt: Bild © Wikipedia
Die Energiefreisetzung beträgt dabei 5MJ/kg und führt zu einer hohen Effizienzsteigerung.

Wichtige Kriterien:

1. Richtige Dimensionierung des Laufs. Dieser sollte auf alle Fälle der Belastung standhalten. (also keine Fineliner etc.) Besser mal eine Zeltstange in ein Cu-Rohr stecken o.Ä.
2. Angemessene Energieversorgung. Umso mehr J die Kondensatorbank hat, umso besser auch die Beschleunigung des Projektils. Allerdings hängt das auch mit dem Gewicht des Projektils und dessen Aerodynamik zusammen, wie weit es fliegt bzw. ob es überhaupt den Lauf verlässt.
3. Sehr wichtig ist auch die Konstruktion der Zündelektroden, welche bei falscher Materialwahl schon nach 1-2 Schussvorgängen komplett wegerodiert sind.
4. Bei einer ETCG ist auf eine restlose Verbrennung des Treibstoffs zu achten, da es sonst durch steckende Projektile zu Laufexplosionen durch Überdruck kommen kann, welche meist einen unschönen Ausgang haben.

Bei Fragen bzw. Änderungswünschen bitte PN


Du hast keine ausreichende Berechtigung, um die Dateianhänge dieses Beitrags anzusehen.

_________________
Watercooling - the best replacement for electric Radiators!

Mein YouTube Channel


Zuletzt als neu markiert von Chr1zz am Do 24. Mai 2012, 13:33.


Share on FacebookShare on Google+Share on Reddit
Nach oben
 Profil  
Mit Zitat antworten  
Beiträge der letzten Zeit anzeigen:  Sortiere nach  
Ein neues Thema erstellen Auf das Thema antworten  [ 1 Beitrag ] 

Alle Zeiten sind UTC + 1 Stunde


Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 1 Gast


Du darfst keine neuen Themen in diesem Forum erstellen.
Du darfst keine Antworten zu Themen in diesem Forum erstellen.
Du darfst deine Beiträge in diesem Forum nicht ändern.
Du darfst deine Beiträge in diesem Forum nicht löschen.
Du darfst keine Dateianhänge in diesem Forum erstellen.

Gehe zu:  



Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
Deutsche Übersetzung durch phpBB.de

moShBox © 2008, 2009, 2010 mosfetkiller-Community