2013年1月31日木曜日

修復

この前の実験で破壊された二つを修復してました。

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ガムテ最強説を信じてボンドで接着した後に上からガムテで補強。
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念には念を入れてL字金具でも固定。 そして衝撃吸収用にゴムを設置

インダクタは再びガムテで固定
CIMG2923.jpg
あとインダクタ部分で放電波形を記録できるのか、試験的に二次コイルを設置してみる。


今日は半日外で土木作業やって体がガタガタなのでここまで

2013年1月30日水曜日

ちょっとお知らせ

ブログにTwitterをプラグインしてみました。

質問等ある方いらっしゃいましたら、
これまで通り、記事からのコメントか
隣のツイッター欄からご連絡ください。

2013年1月29日火曜日

分析2

昨日に引き続き、分析です。

とりあえずフィルターから
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今回は吹っ飛んでしまったので効果は不明ですが、箱が壊れたときに飛んだ木くずが大分付着してい所を見ると、ファンの吸引力は良いようです。(今回は通常のフィルターを二枚重ねにしています。)
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SUZUKIさんが試されているように、ハンダの煙で試しに集塵実験をしたところ、意外と吸着してくれたので、今のままでしばらく使おうと思います。

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破壊された箱、それにしても、ボンドで強力に接着されていたのに、アルミ缶ごと吹っ飛ばしてしまうなんて、いったいどんな出力だったのか。ちなみに、この箱の滑り止めにしていたコンクリート板(2、3kgある)も押し倒されていました。

こちらプロジェクタイルの拡大写真
CIMG2902.jpg
いま上を向いている面が前に進む面です。銅線を切断した時についたと思われる二本のスジがついています。手前の黒い二本線は銅レールと接していた面であることを示しています。なんでこんな風に線が付いたのかも興味深いですね。 そしてアルミ缶に衝突したであろう上面には歪みが見受けられます。

CIMG2918.jpg
裂けたアルミ缶に正方形の部分が見受けられます。おそらくここに衝突したのでしょう。 と言うことは、プロジェクタイルが姿勢を変えることなく進んだということです。 立方体にしたのは正解でした。

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アルミ缶の中を見ると、奥に筋状の凹みがあります。高速度なままのプロジェクタイルの角が当たった可能性が高いです。これは前回のアルミ缶では見受けられなかったので、効率が上がっているのは間違いないでしょう。もう少し効率が上がったら水入りのアルミ缶が貫けそうな気がします。

最後に前回のと比較
CIMG2912.jpg
やっぱり裂け方がちょっと大きいですかね。

珍しく二日連続の更新でした。

2013年1月28日月曜日

実験日

予定通り、今日は実験をしてきました。

DCIM0019.jpg

結論から言いますと、いろいろ失敗です。

(いつものごとく動画はまとめてUPです)

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0.31gのアルミアーマチャを取り付けたプロジェクタイル

CIMG2856.jpg
初速計測の電源には電池を使用


ターゲットは今回も満水のアルミ缶です


で、どうなったかと言うと↓



















CIMG2884.jpg

あぼーん
ターゲットに被せていた箱が吹っ飛びました。

映像を見るに、
飛翔体の命中したアルミ缶が勢いよく飛ばされて衝突、
大破といった流れだと思います。
満水のアルミ缶吹っ飛ばしたうえに箱を破壊ってどんな出力よ?

そしてヒットしたアルミ缶
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上下の膨らみが大きく裂け方が前より大きく感じます。

ちなみに違うところでも被害が

CIMG2886.jpg

インダクタを固定していた結束バンドが破断しました。
やっぱりガムテが必須な模様。

残電荷
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レールを銅にしたり、
ケーブル等の抵抗を下げる等してもこれだけ余るということは、
やはりレールが短いという事でしょうかね。


で、肝心の波形観測なんですが、
bandicam 2013-01-27 14-56-47-201.1
bandicam 2013-01-27 14-56-50-481.2
bandicam 2013-01-27 14-56-53-755.3
こちら、青線が初速計測、赤がレールガンの波形記録です。

レールガンの放電波形はどう見ても計測失敗です。こんな平面になるはずがありません。(そもそも分圧で100kΩ×4も抵抗があるので、ほぼ抵抗のないレールガンにしか電流流れないから測れないと何故気づかなかったのか)

初速計測の方は3コマに掛けて動きが見れますが、
結構あいまいです。

1→2コマでいきなり3vから1.5vに下がり、3コマ目で0vにダウン
電圧が下がる瞬間が捉えられてません。
ギリギリ映らないところで下がったとするなら、2msとなりますが、
それで計算すると初速は100m/sで運動エネルギーはわずかに1.7J
1.7Jはどう考えても足りな過ぎです。これでアルミ缶は裂けないでしょう

やっぱりもう少し単位上げて図った方がよさそうです。
今回は200μs/divだったので1ms/divぐらいまで上げてみます

結局両方失敗してますね…。
まあ初めての試みだったので仕方ありません、
次では成功するようにセッティングします。



さて、気になるレールガン本体

中を見てみましょう。
CIMG2888.jpg
横から漏れたようで煤が付いてます。
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煤をふき取ったところ、放電痕は見受けられるものの損傷は軽度です。
ちょっと心配だったネジ端子は無傷でした。

変形もなく、イイ感じです。当分は使えるでしょう。

そして放電痕は約30cmに渡って見られたので、
おそらくその地点でアーマチャが溶けきったのでしょう

ひとつ気になるのは、
いくらこすっても取れない煤が50cmに渡って付着していた事。
これはプロジェクタイルを推進せずとも、
二つのレール間で放電し続けたことを意味しているのでしょうか?

とりあえず今日は疲れたので詳しいことはまた後日、
以上実験と分析の報告でした。

2013年1月26日土曜日

自作シーケンシャルシフト

今日はレールガンとは全く関係のない記事です。

最近こんな物を購入しました。
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PS3用ステアリングホイール(4890円)

ブログではまだ言ったことがありませんが、私は車好きでして、レース番組や自動車番組(トップギアとかSUPER GTとか)をよく見るワケです、そしてレースゲーム(GT5)も。

パドルシフト標準装備でレースでは扱いやすい使用ですが、
やっぱりシフトレバーがほしいなと思うわけですよ、車好きとしては。

無いなら作ればいい、と言うことで、

作ったのがコチラ





CIMG2852.jpg
シーケンシャルシフト(プロトタイプ)

まだ試作段階なので身なりが汚いことはお許しください、

ちなみにシーケンシャルシフトとは順番にギア変速を行う方法のこと
本当は自由にギア変速できるマニュアルシフトが作りたかったんですが、
私の技術ではあんなもの作れません、より構造が複雑になるので…

で、ハンドルとこのシーケンシャルシフトをつなげて試しにゲームをプレイしてみました。

まずシフト自体は見事動作してくれました。
しかし、試作品なのでやはり問題が浮上。

まずシフトレバー自体が大きくちょっと扱いづらい(ハンドルもレバーもテーブルの上に置いてプレイしていて、レバーの位置が結構高い)、 あとは物自体が軽いため、レバーを倒すごとに全体が傾いてしまう(ただテーブルの上に置いてるだけなので何かに固定できるといいんですけどね)
あと設計ミスでギアアップの方向に倒すとレバーが定位置に戻らない(致命的;) 応急処置で上にリターンスプリングを乗っけているのはそのため(でもバネが弱すぎて戻らない(笑))
あとちょっと変えたいなと思うのはギアチェンジの音ですかね(何) スイッチにマイクロスイッチを使っているので小さくカチッっという音しかしなくてちょっと物足りない、実車みたいにガチャッぐらいの音が出る方法をシーケンシャルシフト一号機を作るまでに考えておきましょう。

まあそれでもパドルシフトよりも格段に楽しいので
しばらくはプロトタイプを使うわけですが()

2013年1月24日木曜日

自立電源

現在、ガレージの電力供給が止まっているということを以前の記事で申しました。その解決策として選んだのがコチラ

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バッテリーとブーストチョッパー回路という至ってシンプルな組み合わせ、いずれ屋外でやることになるであろうマスドライバーの電力供給方法の選定も兼ねてます。 (部品の配置が下手ですねすいません)

とにかく動かせるように配線して早々と動作テスト、
最大電圧の確認も兼ねて3kv 177μFのオイルコンに充電しました。

結果、
数秒で400vに到達、そして十数秒で500vをオーバーし、その後ゆっくりと電圧が上昇していきました。 十分な電圧が確保できましたが、一つ問題が…
数十秒の動作でFETのヒートシンクがかなり熱くなっていました。今の状態で8.9kJのコンデンサバンクを充電した場合にFETが持つのか非常に不安です…。

この方法はもう少しに詰めることにします。

で、結局充電方法はもっとシンプルにバッテリーと120Wインバーターの組み合わせで行くことにしました。(ってか最初っからこっちにすればry)

さて、大分準備も整ってきましたので近々打つことにしましょう。
今のところ日曜日を予定中です。

2013年1月22日火曜日

対策

まだまだ準備は続きます。

でもその前に、一つちょっとした問題を紹介

CIMG2835.jpg

取り替えたバネが強すぎたようで、ボルトの支えが取れてしまいました。
またくっ付けても取れるのは目に見えてるのでバネをちょっと弱めの物に変更します。

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左が新しく使うバネ(実は一番最初のスイッチで使った奴)
前のバネよりは強いので、ちょうど中間的な弾力のバネになります。

さて準備準備

まずオシロにEMP対策を施します。
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0.1mmのアルミ板で包み、その上からパンチングアルミ材で覆っています(本当はアースとか付けるともっといいんですが)。これまでの実験でEMPによる破壊的な影響は出ていませんが、強力な電磁場で回路にノイズなどが乗ってしまうと正確に測定出来ない可能性があるのでそのための電磁シールドです。

換気ファンに使う防塵フィルターの購入
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……………………
ちょっと透けすぎじゃね?

思ったより目が粗いです。防塵と書いてあったので粉塵とか捉えられるかと思ってましたが、用途的に埃をシャットアウトするぐらいしかできなさそう…。 金属蒸気なんて簡単にスルーしそうな気がします。物は見かけによらないと言いますが、結構不安です。 もう少し何か対策を考えることにします。
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ファンに着けたところ


発射チャンバーの後部遮蔽板も作りました。
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(廃材の寄せ集めで作ったもの)今思うと、U字ブロックを被せても前後から音が逃げてあまり防音できてなかったのだと思います。ので、後ろもふさぐことにしました。 ただ後部はレールガンのケーブルが通る為、すくなからず隙間が出来てしまいます。

最後は初速計測につかう銅線
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(意外と0.2mmは出回っていないので見つけるのにちょっと苦労しました)
最初はホームセンターに売ってる0.35mmの導線を使う予定だったのですが、試しにつけてみると思ったより太く、プロジェクタイルの初速を低下させてしまう可能性があったのでもっと細いモノを使うことにしました。(ちなみにJAXAのワイヤーカットでも0.2mmのホルマル線を使ってました。)


今月中には実験したいですなぁ

2013年1月20日日曜日

卓上ボール盤

今回は電動工具をモデリングしてみました。


まさに誰得の極み


私も愛用している卓上ボール盤です。
(ボール盤とは、ドリルと同様に穴をあけるもので、より正確に穴をあけることが可能な工具です)

名称は「GTTB-13SP」

安い割にガタもなく使い勝手がいいので重宝してます。
工具の中では一番のパートナーです。

さて、CG的に、よく見ると、ちょっとおかしな部分があります。
設定の上手くいかなかった部分です

グリーンの部分は綺麗に仕上がったのですが、
各部金属の表現がまだ甘いです。

…CGデザイナーの道はまだ長い…

劇的?ビフォーアフター

実験を停止して来月で1年になります。

あまりに実験をしていないので、禁断症状が出てきて3月まで待てそうにありません。「何とかしてガレージを使いたい」そこで親に相談して何とかスペースを作ることにしました。


2013011917230000.jpg

これが現在の状況、移動する場所がないため、
パズルのように整理してスペースを確保するしかありません











気合で整理していくこと4時間…

















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なんと言う事でしょう(ビフォーアフターのBGM)


意外と早く片付き、実験スペースの確保に成功!

…ただ、工事の影響でガレージの中に電力が供給されていない為、
どうにかして100vを引っ張ってくる必要があります。

その対策を考えて、もう少し準備を整えてから実験再開としましょう。

2013年1月18日金曜日

発射チャンバー

今日も実験に使うちょっとした小道具を作っていました。

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レールガンの実験対象(アルミ缶とか)に被せる箱です。
レールガンの実験をより安全にする目的で作りました。U字ブロックと合わせて使うことで、レールガンを完全に覆うチャンバーの役割を果たします。主な目的は、発射時の煙の浄化とプロジェクタイルの跳弾防止、あと微々たる防音です。 発射後に発生する煙には蒸発した金属が含まれるのでファンに防塵フィルターを付けて煙を浄化させます。吸い込んでしまうとあまり健康によくないので。

いまは薄っぺらな1mmのアクリル板がついてますが、後々5mm程のアクリルに変更して防音効果を上げようと思ってます。

短いですが今日はここまで。

2013年1月15日火曜日

改修終了

雪がチラつく頃、ホームセンターに買い出しに行ってました
いざ買い物を終えて外に出てみると予想以上の積雪になっていて驚きました。
フロントガラスはすでに雪まみれ、ワイパー立てておいて正解でした。
母親のドライブする車で帰ったわけですが、スリップしないかひやひやしてました。
雪の日のドライブでいつも「免許取って車買う時は必ず四駆にしよう」とか思いながら外眺めてます←

さて本題、
ホームセンターで足りない部品を揃えてレールガンの改修を完了させました。

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CIMG2798.jpg

後がちょっといかつくなりました。
前にも書きましたが、後方二つのボルトを電極とすることで一つの端子に掛かる負荷を軽減させます。ただ、あまり前のボルトに電流が流れても困るので、8sqのケーブルを使うことで多少の電流制限をしてます。

レールガンの改修が終わったところで、

新しい家の建築で大工の方が出入りできるようにしないといけないので、外で雪掻きの手伝いをしてました。

あー疲れた…

2013年1月14日月曜日

シンプルだからこそ信頼性が高い

レールガンの実験準備として作ったものを二つほど紹介。

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CIMG2766.jpg.2

1から、説明します、これはプロジェクタイルの初速の計測に使う装置です、とはいっても4枚の板を組んだだけで、中は空洞で何もない非常にシンプルな作りをしています。
計測方法もかなりシンプル、前後にあいた無数の穴に注目してください。
この穴に電流の流れた銅線を通し、張り巡らせます。
あとは前後違う電圧を流し、オシロスコープで記録します。
後は、プロジェクタイルをつかって銅線をカットするだけ、
すると、カットするごとに変わる電圧をオシロが記録するので、
二点間を通過した時間から初速を計算します。

この方式をシンプルに、「ワイヤーカット法」と言います。
この測定方法は、非常にシンプルでありながら、非常に安定して計測ができます。

これはJAXAの研究の一つですが、
・レーザーフェンス法(レーザーと鏡を使って光の遮断をセンサーで読み取り、その時間差から求める。 エアガンの初速を求める時に使うような、光センサーと類似したタイプ)

・マグネットフライヤー法(飛翔体に磁石を埋め込み、二つのコイルを通過させたときの電磁誘導による起電の時間差から初速を求める方法)

・薄膜法(かなり狭い間隔で置いた二つの金属膜がプロジェクタイルの貫通で導通し、電気的に検知する方法)

・そして、ワイヤーカット法

この四つでJAXAは計測を試みたところ、レーザーフェンス法はプラズマや塵による妨害で失敗、マグネットフライヤーもプラズマ等の影響でコイルがノイズを広い(※これは75kJ以上のエネルギーでの実験でそれ以下のエネルギーは問題なし)うまく計測できなかったとのこと、 薄膜法は最もプラズマと電磁ノイズの影響をうけて失敗したそうです。

しかしワイヤーカット法だけは違い、36回の実験で失敗したのはたった2回、 その失敗した二回はワイヤーに当たらずに外れただけでノイズやプラズマの影響はまったく受けなかったという。

つまり、シンプルでありながら正確に計測できるこの方法は、
個人の実験にも非常に使えるワケです。


さて2つめ、
これは電界歪みスイッチです。難しそう?そんなことはありません、中には向かい合ったボルトの間に銅線が入っているだけの非常にシンプルな構造。 スイッチングは、片方のボルトと突き出た銅線の間で高電圧をかけるだけ、そうすると電界に歪みが生じもう一方のボルトへと導通させます。 むしろ高電圧をおこす回路のほうが手間がかかる?(とはいってもコッククロフトウォルトンやらイグニッションコイルやらを使えば簡単ですが)

ただ不安なのは、この方法は数kVオーバーの高電圧向けスイッチ、400vで導通するだろうか?
まあそこんところも、実験で確かめましょう。

2013年1月12日土曜日

Spec2.2.1

注文したレールが届きました。

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ので、

久々の顔出しです。

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約一年近くお蔵入りしていたレールガン二号機です。
アルミレールだけ取り外されています。もう使えないので

さっそく改修します。
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銅にも色々種類がありまして、今回採用したのは、無酸素銅(C1020)という純度の高い銅で、
電気、熱ともに伝導性に優れます。
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ポリカレールと慎重に合わせながらクランプ固定、
あとは既にポリカに開いた穴をガイドに穴あけしていきます。
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boring now....
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後部4箇所を除くすべての部分に穴あけした後で、
一度ばらして面取りや切削油の吹きとりをしました。
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後部の4箇所は6.5mmで下穴を開け、8mmでネジ切り
今回からネジ穴を二つ筒に増やし、電流の負荷を分割させて
ネジ山の損傷をさらに抑えます。

ネジ切りを終えて、組立て

CIMG2758.jpg

完成、…ではありません。

その理由はこちら
CIMG2749.jpg
もともと電力を供給していたボルトが損傷し使えなくなったためです。
再後端のボルトはやけに長いので、家に代用できるボルトがありませんでした。

早めに買ってきて取り付けたいところです。