Итак, один человек своими многочисленными вопросами заставил меня написать эту статью. Пример буду подавать по программе Gauss Gun Simulator, переведённой мною.

 Выбираем размеры ствола и снаряда

 Значит, нам нужно, для начала выбрать размеры снаряда. Здесь нужно учитывать, что при повышении диаметра снаряда КПД пушки повышается. Соотношение в снаряде диаметра к длине может колебаться от 1:2 до 1:4 - это на мой взгляд, самый оптимальный вариант соотношения. Для примера, возьмем снаряд диаметром 8мм. Откроем программу, выставим не измененные параметры конденсатора и катушки, т.е. у нас конденсатор будет объемом 1000мкФ и напряжением 400В, катушку пока оставим по стандарту. Ствол у нас будет с внутренним диаметром 8мм и внешним 10мм.

Мы видим, что при соотношении в снаряде 1:4 КПД пушки составляет 3.6%.

Теперь попробуем изменить это соотношение до 1:2...

Мы видим, что при таком соотношении КПД стал больше на 0.4% а энергия снаряда примерно на 0.3Дж.

Думаю, для каждой катушки соотношение нужно подбирать по своему и те примеры, которые я приводил, не стоит употреблять как идеальное соотношение для любой пушки.

 Выбираем размеры катушки

 Тут нам стоит потрудится. Например, мы возьмем снаряд с соотношением 1:2 при котором КПД при стандартной катушкой выше. Диаметр снаряда 8мм и длинна 16мм. Диаметры ствола остались, как и были. Главное, при моделировании катушки, достичь лучшего соотношения между силой тока, которая проходит через катушку и её индуктивностью. Сейчас мы возьмем проволоку AWG 20. Если посмотреть табличку, которая находится внизу окна, то мы увидим что AWG 20, переводя на диаметр в мм, получается 0.8мм. Это самое оптимальное сечение для 400В. Если посмотреть на скриншот повыше, то мы увидим КПД у нас 4%. Теперь попробуем уменьшить длину катушки до 24мм при не измененном количестве слоев.

Как видите, КПД у нас упал больше чем на 1%. Все дело в том, что при длинной катушке снаряд поддается разгону большее время, чем при короткой катушке. Но тут тоже нельзя злоупотреблять длинной ствола и делать катушки длинной в пол-метра.

Вот яркий пример того, что я писал выше. Мы увеличили длину катушки до 48мм это, по отношению к снаряду, получается 1:3. Можно еще попробовать по-изменять длину катушки, просто если я буду искать максимальный КПД, это будет долго. Я пытаюсь объяснить поверхностно. Так, длину катушки оставим 48мм, теперь попробуем изменить количество слоев в катушке. Тут тоже нужно руководствоваться соотношением силы тока в катушке к её индуктивности.

Максимального КПД я достиг при 22 слоях в катушке.

 Конденсатор

Конденсатор - самая важная часть пушки Гаусса. Он способен выдать высокие токи за малый промежуток времени.

Рассчитаем конденсатор. Поскольку мы брали проволоку 20 AWG, мы останемся на том-же напряжении конденсатора т.е. 400В. Попробуем поменять объем конденсатора.

Тут очень важна строка в третьей колонке с названием "Использовано энергии" нужно чтобы эта энергия расходовалась как можно больше к 100% поскольку если энергия останется и мы будем использовать тиристор для коммутации, то при прохождении середины катушки, снаряд оставшийся энергией начнет затягивать обратно, что скажется на скорости и КПД не в лучшую сторону. При 1000мкФ энергии использовано всего лишь 32% и это плохо. Процент использования энергии напрямую зависит от индуктивности катушки. Попробуем уменьшить индуктивность катушки.

Вот такой парадокс, КПД уменьшается, а скорость увеличивается и это при одном и том-же конденсаторе. Тут, как говорится, нужно выбирать по душе: или большой КПД, или большую скорость.

 Завершение

 Результаты не утешающие - мы пожертвовали КПД ради скорости. Опять-же повторюсь, что скорость и КПД можно сделать выше, для этого нужно подобрать все части Гаусс пушки. В моем проекте все ориентировалось на мобильность и КПД

Вот параметры первой ступени

Удачных расчетов!!! Все вопросы в форум.
PS извините за кривизну перевода программы (что-то вроде активного сопротивления конденсатора).
Данная программа рекомендуется только для поверхностных расчетов, поскольку не показывает реальные данные. Для более точных вычислений я рекомендую использовать FEMM.