Darkside(リンクエラー修正しました)

2007年01月の記事

<< 前のページ

2007年1月31日(水) 17:05

いきなりドジ

 コイルの製作に失敗した。

 成形されたコイルを冶具から外せなくなったのだ。前後のアルミパイプを諦めてとにかくコイル単体の性能だけでも計測しようとしたが、どうしても外せず冶具ごと廃棄するしかなくなってしまった。
 バカ過ぎる。当たり前の結果なのに・・・

 要するに、2ミリのステンレスボールが冶具とコイルを一体化させてしまい、コイルを引き抜けないのだ。エポキシで固まってしまっているし、M10ネジとガムテープはこれまたネジ山で粘着しているからどうにもならない。

 気を取り直して・・・気分転換に別パーツを作り始める。

 ステンレス製の小さなL字金具を削る。鍔の部分を削り取る。

 一体何を作ろうしているのか?表サイトの戦車コーナー漁れば分かります。
 全長18センチしかない小さな戦車だが、コイルガンを搭載すると相当に重くなる。走行系の負担も大きく、並の構造では荒っぽい走りには耐えられない。

 コイルガン発射時の衝撃もしっかり受け止めねばならない。頑強なステンレス製で置き換える必要がある。

written by higashino [コイルガン戦車1/35] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

この記事へのトラックバックPingURL

2007年1月30日(火) 21:38

作りながら考えよう

 とにかく作りながら考えよう。

 内径12ミリのアルミパイプから、チャンバー用と砲身用を切り出す。短いチャンバー用が難物で、バリ取り作業が恐ろしく危険。2度3度と指を刺してしまう(泣)
 作業に適した丸ヤスリが行方不明なのが悪い。この小さなパーツの端をナイフで削るのは余りに危険。

 散々苦労しつつも何とかパーツを用意。

 ストームタイガーの主砲を仮組みし、それと比較しつつ配置を調整。

 M10ネジには太さ12ミリになるまでガムテープを巻き、そこにチャンバーと砲身のアルミパイプを通しておく。その途中に18ミリのギャップがあるが、ここにコイルを巻き付ける。

 コイルを巻き付けた時にアルミパイプ部分まではみ出さないよう、更にガムテープを巻いてプロテクト。
 工作においては実際の作業よりも前段階の冶具作りが勝負である。じっくりと時間を掛けて冶具を作ることこそが肝要。

 コイルを巻く前に、2ミリのステンレスボールを2カ所に埋め込んでおく。後は、これまで通りにエポキシ固めでエナメル線を巻く。

 試作第一号は、太さ0.5ミリを8メートル使うことにした。

written by higashino [コイルガン戦車1/35] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

この記事へのトラックバックPingURL

2007年1月29日(月) 17:59

悩みはやはりチャンバー

 回生型回路はかなり実績を積んでおり、PIC制御は自在に出来る。作ろうと思えば多段式コイルガンに取り掛かることは容易である。しかし、ストームタイガーを仕上げた後の話となる。
 今回ストームタイガーの前段階に単段コイルピストルを作ってみたが、同様にSタンクの前段階に多段式大きめコイルハンドガンを作ることになるだろう。だが、あくまでSタンク搭載用と同スペックで試作するのであり、ひたすら威力を追求したコイルガンは多分作らない。なぜなら、自分は実用第一主義だからである。

 ラジコン戦車搭載用として考えると、コイルガンにはメリットがある。それを採用する必然性がある。しかし、ハイパワーコイルガンにはメリットも必然性も無い。相当なコストと手間が掛かる。そこまでして製作して・・・スリングライフルに勝てますか?
 自分は学術的興味ではなく実用品として製作する主義である。携帯可能なコイルガンはどこまで強力に出来るか?という興味で製作したりはしない。他の機構と比較してコイルガンに明白なメリットがあるなら製作する。だが、どう考えてもスリングライフルを作った方が、殆どあらゆる点でメリットがある。

 ゴム銃の場合秒速70メートルあたりが限界だが、コイルガンもまた高初速が苦手である。
 理論的に、弾速が上がれば効率が低下する。弾速を上げようとするとコンデンサーのジュールを急激に増やさねばならない。携帯用としてならある程度の初速で妥協せざるを得ず、そうなるとゴム銃で十分じゃないの?ってことになる。
 安い、軽い、当たる、電力不用・・・

何かアイデアが閃けば作るかもしれない。

 さて、これまで試したところでは、パチンコ玉が半分だけコイルに挿入された初期位置から発射するとパワーが出る感じである。
 上の側面断面図では緑がコイル、水色がパチンコ玉、そして青は前方に付加したパイプとなる。問題は、パチンコ玉をこの最適位置に保持するための具体的方法である。銃口側に転げ落ちることがなく、しかもコイルに手を加えない。そうなると最初に考えたように後方から磁石で保持するしかなさそうである。
 しかしその場合、永久磁石が性能に影響を及ぼす可能性と同時にコイルガンの強烈な磁力が永久磁石を劣化させる懸念がある。これは杞憂ではなく、磁石保持を試していてパチンコ玉を吸引できないほど磁力が弱ることがあったのだ。また、尻から磁石を当てるとその分だけ後方に空間を必要とする。それは、砲の仰角を大きくする妨げともなる。

 一方で、コイルピストルでも採用し一応使い物になっているエアガン的保持機構。この場合は、どうしてもコイルに手を加えねばならない。コイルに小さなステンレスボールを埋め込み、抑えピンを通す穴も確保せねばならない。いずれも、コイル製作時に用意してしまえば実現可能だが、どの程度性能に影響するかは作ってみなければ分からない。

 ただし、パチンコ玉の占有空間以上に余計な空間を必要としない。非常にコンパクトにまとめられるメリットは大きく、性能がよほど酷く落ちない限りはこっちで決まりだろう。
 具体的には、22ジュール投入で0.5ジュール以上のパワーが出せるのであれば、構わないと思う。

 直径2ミリ程度のステンレスボールをコイルに半分埋め込んで巻く作業は実際にはかなり面倒だと思われる。保持機構はパイプに作り込んで、そのパイプをコイルに埋めるようにすれば綺麗に仕上がるだろう。ただ、これこそ思い切り性能的影響が気になる。
 パイプがアクリルでは厚過ぎるし、アルミや真鍮は磁力線を殆ど素通しするので悪影響が少ないはずが悪影響ありそうだ。これまでも、アルミ製チャンバーはいまいちな結果となっている。

 結論として・・・とにかく作ってみよう!
 実物を撃ってみないことには分からない。

written by higashino [コイルガン戦車1/35] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

この記事へのトラックバックPingURL

2007年1月28日(日) 17:23

システム概要

 表サイトの方にコイルガン情報をある程度まとめてみた。工事中部分はあるし細部の書き直しも予定しているが、裏ブログの情報を掻き集めるよりは楽だと思う。ラジコン戦車コーナーの配下にある。
http://www.higashino.jp/rctank/coil/index.html

 さて、単体のコイルピストルではなくラジコン戦車と融合させるとなれば、システムは相当に複雑となる。コイルガン戦車というシステム全体の概略を図に示す(原案)。
 制御にPICを2つ使用する。大雑把には走行系と射撃系となるが、入出力ピンの本数を睨みながら機能を分割する。

 システムの信頼性を大きく左右するのが電源である。バッテリーが消耗して来た時の誤動作をいかに防止するか?
 最悪の場合、コンデンサー充電器が暴走しパーツが破損、回路に大電流が流れて炎上という可能性もある。ラジコン戦車は可燃性のプラスチックが主材料と来ている。エネループを使えば暴走の可能性は非常に小さいのだが、製作に大変なコストと苦労を要するコイルガン戦車が灰になるリスクは無視出来ない。
 バッテリー電圧を監視しても、その監視役がローバッテリーで異常動作しては元も子もない。PICは受信機やサーボと接続されており、機能を維持するには結構な電流を必要とする。そこで、電圧監視専用にLMC662を投入しようと考えた。LMC662だけであれば20ミリアンペアで十分動くので、例の超小型LED電源を改造した安定化電源で動作させる。
 PIC系をまとめて面倒見れるやや大容量のDC−DCコンバーターの場合、バッテリー電圧が少なくとも4.5V程度無ければ機能しない。無負荷ならともなく、消耗して来たバッテリーに負荷が加わればあっさり下限を割り込む。超小型LED電源なら2V以下に落ちても機能する。

 これでLMC662だけはとにかく確実に機能させ、バッテリー電圧を監視させる。
 MC34063が動作不良を起こすような極端な低電圧なら有無を言わさず電源入らないようにする。機械スイッチを入れるとLMC662だけは必ず通電され、その先はFETがONにならないと通電しないよう配線するのだ。
 そこまで酷くない単純なローバッテリーはPICが結果を受け取り、「ストライキ」する。

 ラジコンとしての受信機にはJRのR500を使用する。小型の5チャンネルである。前進後退・左右旋回・砲身上下・砲身左右・射撃に割り当てる。

1)走行系PIC

 走行用モーターをPWM制御し、通電しないタイミングを狙って間歇的にコンデンサー充電器を動作させる。

2)射撃系PIC

 実物の戦車でも、自動装填装置を動作させる場合は砲身を所定の角度に合わせる。
 模型ストームタイガーでも射撃直後に砲身を一定の位置に移動させ、電動式の弾倉からパチンコ玉を送り込む。その後で、砲身の向きを元に戻す。となると、受信器の砲身移動信号もサーボ直結は出来ず、PICを挟まねばならない。

written by higashino [コイルガン戦車1/35] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

この記事へのトラックバックPingURL

2007年1月27日(土) 19:18

屋外実射

弾痕@発泡スチロール板 DCから高電圧を作るためには、一度交流を作らねばならない。極性が反転しないパルス列でも構わない。そのためにチョッパー型が有効だが、高電圧系サイトでは555を使うのが主流のようである。とにかく高い電圧を作りたいというだけであれば、555はシンプルかつ安価で電源を製造出来ておいしい。
 しかし、コンデンサーの充電には向いていない。なぜなら、重要な以下の2つの機能を実現出来ないからだ。

1)所定の電圧に達したら充電を止める
2)消費電流を制限する

 派手な放電を起こしたいだけなら電圧は高ければ良く、決めた電圧で止める必要などない。だが、コンデンサーには所定の耐圧があるため、1)が必要となる。
 また、容量の大きなコンデンサーを充電するのは、回路がショートしているのとほぼ同じである。それでマトモに動作しなくては充電器として使えない。そこで、消費電流をモニターし制約せねばならない。使い捨てカメラなどの単純なコンデンサー充電器では、抵抗を入れることで電流を制限している。しかし、それではロスとなり充電性能が落ちる。

 充電器として電子レンジのMOTのように圧倒的出力を誇るものを使うのであれば、少々ロスがあっても力押しに出来る。しかし、限られたバッテリーの能力で少しでも大ジュールのコンデンサーを充電したいのであれば無駄は避けたい。

 今日の東京は気温15度。快晴で最高の散歩日和。

 近所の公園で実射。
 3メートル先の空き缶を狙うため、長さ5センチのアクリルパイプをガムテープでコイルの先に取り付けた。

(mpeg 411 KB)

(848*480 2113 KB)

 低速の弾丸は山なりに飛んでいく。キャノン砲という雰囲気ではない。普通のラジコン戦車の主砲には向かないだろう。魅力は山なりの弾道それ自体にある。
 試しに仰角掛けて発射。ゆっくりと2秒ほどかけて約15メートル先まで飛んでいくパチンコ玉は、異様な存在感がある。着弾まで2〜3メートルもある時点で、近くの地面に居た鳩が驚いて飛び立った。

 パチンコ玉は日光を全方位に反射するため、晴天屋外ではとんでもなく視認し易い。それが悠々と空中に弧を描く。迫撃砲やロケット砲としてなら雰囲気出しまくりである。
 主力戦車の高速戦車砲にはイメージが合わないが、ストームタイガーの大口径ロケット砲としてなら最高だろう。撃ってみて感じたが、マトを用意しなくてもいい。飛んでいくパチンコ玉そのものに魅力がある。山なり弾道で池ポチャも楽しい。気分は艦砲射撃。これらの雰囲気はエアガンではまず味わえない。

 しかし動画の通りで直進弾道ではない点が気に食わない向きもあろう。エアガンとコイルガン。両方揃うと楽しいだろう。実際の戦場においても、キャノン砲と迫撃砲はどちらにも存在価値がある。

 それにしてもコイルガンは新鮮。昼間の町中だと、まさに異様。異様なまでに発射音が無い。スリングショットでもゴムが震える音はある。それがコイルガンには何も無い。完全な静粛でいきなりパチンコ玉が飛び出す。これまで経験したことのない感覚だ。

written by higashino [コイルピストル] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

この記事へのトラックバックPingURL

<< 前のページ

Darkside(リンクエラー修正しました)

Generated by MySketch GE 1.4.1

Remodelling origin is MySketch 2.7.4