Qu'est-ce qu'un pistolet ferroviaire?

Le pistolet ferroviaire, ou plus simplement, Railgun , utilise un champ magnétique propulsé par l'électricité pour accélérer un projectile. Bien que les idées de base sous-jacentes à la construction d'un pistolet ferroviaire soient simples, le tir d'un projectile typique du pistolet ferroviaire entraîne une formidable force répulsive. Le résultat est que Le pistolet ferroviaire doit être entretenu après presque tous les tirs, les rendant moins pratiques que les projectiles conventionnels. Ils ont également besoin d'une très grande alimentation, capable de fournir un million d'ampères de courant, ce qui rend la création de canons ferroviaires portables difficiles.

Un pistolet ferroviaire se compose de deux rails métalliques parallèles fermement ancrés, connectés à une alimentation électrique. Un projectile capable de conduire de l'électricité est placé entre les rails, complétant le circuit. Étant chargés électriquement, les rails métalliques se comportent comme des électromagnérants, créant un champ magnétique qui circule autour de chaque rail. Un champ se déplace dans le sens des aiguilles d'une montre autour de son rail, l'autre dans le sens des aiguilles d'une montre, créant un magLe champ nétique entre les deux crée une force nette parallèle aux rails, loin de l'alimentation. Le projectile se comporte comme tout fil chargé dans un champ électrique, connaissant une force perpendiculaire à la direction du courant et à la direction du champ magnétique. C'est ce qu'on appelle la force de Lorentz.

Lorsque le courant électrique est très fort, le projectile, subissant des forces puissantes, s'accélère jusqu'à la fin du pistolet ferroviaire en face de l'alimentation électrique et sort par une ouverture. Le circuit, ainsi brisé, met fin à l'écoulement du courant électrique. Le projectile doit établir un contact physique avec les rails pendant l'accélération. Si le projectile se déplace assez vite, le frottement seul peut gravement endommager ou même vaporiser les rails, en l'absence de matériaux suffisamment forts. De plus, si les rails ne sont pas fixes en toute sécurité sur une surface stable, ils peuvent être propulsés par des énergies puissantes dans le railpistolet.

Plusieurs millions de dollars ont été mis dans la recherche sur les armes à feu ferroviaire par l'armée américaine, et de nombreux prototypes réussis ont été développés, qui possèdent des vitesses de bouche très élevées, de l'ordre de 3,5 km / sec (2,17 MPS), environ 3 fois plus rapide que les fusils modernes. Cependant, ces conceptions nécessitent de grandes alimentations et la maintenance reste un problème. La marine américaine a manifesté son intérêt pour les canons ferroviaires en raison de leurs munitions non explosives, mais ils n'ont pas conclu un usage commun. Une solution proposée au problème de l'usure du pistolet ferroviaire est l'idée d'utiliser de très petits projectiles accélérés à des vitesses très élevées, un design parfois appelé aiguille .

Les pistolets ferroviaires ont également été discutés dans le contexte d'applications pacifiques telles que les voyages spatiaux. Un pistolet à rail très long, ou conducteur de masse , pourrait être utilisé pour accélérer les charges utiles pour échapper à la vitesse des coûts bien moins chers que celui des roquettes chimiques. Un inconvénient est l'investissement initial élevéENT nécessaire pour construire un tel pilote de masse. Pour créer un conducteur de masse qui accélère un projectile pour échapper à la vitesse à un taux acceptable pour les passagers humains (~ 2 g), il faudrait un baril de longueur ~ 50 km (30 miles). Une autre application potentielle de pistolets ferroviaires peut être dans l'arène de la fusion nucléaire, où d'immenses pressions et températures sont nécessaires pour fusionner les noyaux atomiques ensemble.