Hva er en Rail Gun?

June 4  by Eliza

Rail pistol, eller mer rett og slett, strålevåpen, benytter et magnetfelt drevet av elektrisitet for å akselerere et prosjektil. Selv om de grunnleggende ideene med byggingen av en jernbane pistol er enkle, avfyring av en typisk rail pistol prosjektil resulterer i en enorm frastøtende kraft. Resultatet er at skinnen pistolen må vedlikeholdes etter at nesten hvert skudd, noe som gjør dem mindre praktisk enn konvensjonelle prosjektiler. De krever også en meget stor krafttilførsel, i stand til å tilveiebringe en million eller så ampere av strøm, slik at etableringen av skinne bærbare våpen vanskelig.

En rail pistol består av to godt forankret parallelle metallskinner, koblet til strømforsyningen. Et prosjektil i stand til å lede elektrisitet er plassert i mellom skinnene og fullfører kretsen. Blir elektrisk ladet, metallskinner oppføre seg som elektromagneter som skaper et magnetfelt som sirkulerer rundt hver skinne. Ett felt beveger seg med klokken rundt sin bane, den andre med urviseren, noe som skaper et magnetisk felt som ligger mellom den skaper en netto kraft parallelt med skinnene, bort fra strømforsyningen. Prosjektilet oppfører seg som en hvilken som helst belastet ledning i et elektrisk felt, opplever en kraft vinkelrett på retningen av strømmen og retningen av det magnetiske felt. Dette kalles Lorentz kraft.

Når den elektriske strøm er meget sterk, prosjektilet, gjennomgår sterke krefter, akselererer til enden av skinnen pistol på motsatt side av kraftforsyningen, og kommer ut gjennom en åpning. Kretsen, således brutt, ender strømmen av elektrisk strøm. Prosjektilet må gjøre fysisk kontakt med skinnene under akselerasjon. Hvis prosjektilet beveger seg raskt nok, friksjonen alene kan alvorlig skade eller selv fordampe skinnene, fraværende sterke nok materialer. Også, hvis skinnene ikke er forsvarlig festet til et stabilt underlag, kan de bli drevet fra hverandre av mektige krefter innen jernbane pistol.

Mange millioner av dollar har blitt satt i rail pistol forskning av USA militære, og mange vellykkede prototyper har blitt utviklet, som har svært høye snute hastigheter, i størrelsesorden 3,5 km / sek (2,17 mps), omtrent tre ganger raskere enn moderne rifler. Men disse designene krever store strømforsyninger, og vedlikehold er fortsatt et problem. Den amerikanske marinen har uttrykt interesse for jernbane våpen på grunn av deres ikke-eksplosiv ammunisjon, men de har ikke inngått felles bruk. En foreslått løsning på problemet med skinne gun slitasje og rift er ideen om å bruke meget små prosjektiler akselerert ved svært høye hastigheter, en utforming av og til referert til som en needlegun.

Jernbane våpen har også vært diskutert i sammenheng med fredelige applikasjoner som romfart. En svært lang skinne gun, eller masse driver, kan brukes til å akselerere nyttelast å unnslippe hastigheten for kostnader langt billigere enn den kjemiske raketter. En ulempe er den høye opprinnelige investeringen som kreves for å bygge en slik masse driver. Å skape et masse driver som akselererer et prosjektil å unnslippe hastighet med en hastighet akseptabel til menneskelige passasjerer (~ 2 gs), vil kreve et fat lengde ~ 50 km (30 miles). En annen potensiell anvendelse av jernbane våpen kan være i arenaen av kjernefysisk fusjon, der enorme trykk og temperaturer er nødvendig for å smelte atomkjerner sammen.

  • Jernbane våpen kan ettermonteres på eksisterende krigsskip i nær fremtid.