レールガンとは何ですか？

レールガン、またはより単純に、 railgun は、発射体を加速するために電力を搭載した磁場を使用します。 鉄道銃の建設の根底にある基本的なアイデアは単純ですが、典​​型的な鉄道銃の発射体を発射すると、途方もない反発力が生じます。その結果、その結果です レールガンは、ほぼすべてのショットの後にサービスを提供する必要があり、従来の発射体よりも実用的ではありません。 また、電流の100万アンペアを提供できる非常に大きな電源が必要であり、ポータブル鉄道銃の作成を困難にします。

鉄道銃は、電力供給に接続された2つのしっかりと固定された平行金属レールで構成されています。 電気を導くことができる発射体がレールの間に配置され、回路が完成されます。 電気的に充電されると、金属レールは電磁石として動作し、各レールの周りに循環する磁場を作成します。 1つのフィールドはレールの周りを時計回りに移動し、もう1つは時計回りに動き、雑誌を作成しますその間に裸のフィールドは、電源から離れて、レールに平行な正味の力を作成します。 発射体は、電界のあらゆる帯電線のように振る舞い、電流の方向と磁場の方向に垂直な力を経験します。 これはローレンツフォースと呼ばれます。

電流が非常に強い場合、発射体は強力な力を受け、電源の反対側の鉄道銃の端まで加速し、開口部から出ます。 このように壊れた回路は、電流の流れを終了します。 発射体は、加速中にレールと物理的に接触する必要があります。発射体が十分に速く動いている場合、摩擦だけがレールを深刻に損傷したり、蒸発させたりすることさえ、十分な材料がない場合があります。 また、レールが安定した表面にしっかりと貼られていない場合、レール内の強力なエネルギーによって引き渡すことができます銃。

米国軍によって数百万ドルが鉄道銃の研究に投入され、3.5 km/秒（2.17 MP）のオーダーで非常に高い銃口速度を備えた多くの成功したプロトタイプが開発され、最新のライフルの約3倍高速です。 ただし、これらの設計には大規模な電源が必要であり、メンテナンスは依然として問題です。 米海軍は、非爆発性弾薬のために鉄道銃に関心を示していますが、一般的な使用を行っていません。 鉄道銃の摩耗とチアの問題に対する提案された解決策の1つは、非常に高い速度で加速される非常に小さな発射体を使用するという考えです。

鉄道銃は、宇宙旅行などの平和的なアプリケーションの文脈でも議論されています。 非常に長い鉄道銃、またはマスドライバーは、化学ロケットよりもはるかに安いコストの速度を逃れるためにペイロードを加速するために使用できます。 1つの欠点は、高い初期投資ですそのような大量ドライバーを構築するために必要です。 人間の乗客（〜2 gs）が許容できる速度で速度を逃れるために発射体を加速する大量ドライバーを作成するには、長さ50 km（30マイル）のバレルが必要です。 鉄道銃の別の潜在的な適用は、原子核を融合するために計り知れない圧力と温度が必要である核融合の分野にある可能性があります。