レールガンとは何ですか？

レールガン 、または簡単に言うと、 レールガンは 、電気で動く磁場を利用して発射体を加速します。 レールガンの構造の基礎をなす基本的な考え方は単純ですが、典​​型的なレールガンの発射体の発射は、大きな反発力をもたらします。 その結果、ほぼすべてのショットの後にレールガンを保守する必要があり、従来の発射体よりも実用的ではなくなります。 また、非常に大きな電源が必要であり、数百万アンペアの電流を供給できるため、携帯用レールガンの作成が困難です。

レールガンは、電源に接続された2つのしっかりと固定された平行な金属レールで構成されています。 電気を伝導できる発射体がレールの間に配置され、回路が完成します。 充電されると、金属レールは電磁石として動作し、各レールの周りを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動き、もう1つのフィールドは時計回りに動き、その間に磁場を作り出し、電源から離れてレールに平行な正味の力を作り出します。 発射体は電場内の帯電したワイヤーのように振る舞い、電流の方向と磁場の方向に垂直な力を受けます。 これはローレンツ力と呼ばれます。

電流が非常に強い場合、発射体は強力な力を受けて、電源の反対側のレールガンの端まで加速し、開口部から出ます。 このように壊れた回路は、電流の流れを止めます。 発射物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、摩擦だけでレールに深刻な損傷を与えたり、レールを蒸発させたりすることがあります。 また、レールが安定した表面にしっかりと固定されていない場合は、レールガン内の強力なエネルギーによってレールを押し広げることができます。

米軍によってレールガンの研究に数百万ドルが投入され、3.5 km / sec（2.17 mps）のオーダーの非常に高速の銃口速度を有する多くの成功したプロトタイプが開発されました。現代のライフル。 ただし、これらの設計には大規模な電源が必要であり、メンテナンスが引き続き問題になります。 米海軍は、その非爆発弾薬のためにレールガンへの関心を表明しましたが、それらは一般的に使用されていません。 レールガンの摩耗の問題に対する提案された解決策の1つは、 ニードルガンと呼ばれることもある非常に高速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方です。

レールガンは、宇宙旅行などの平和的なアプリケーションのコンテキストでも議論されています。 非常に長いレールガンまたはマスドライバーを使用して、ペイロードを加速し、化学ロケットよりもはるかに安いコストで速度を逃すことができます。 1つの欠点は、そのような大規模なドライバーを構築するために必要な初期投資が高いことです。 人間の乗客が許容できる速度（〜2 gs）で速度を逃れるために発射体を加速するマスドライバーを作成するには、長さが〜50 km（30マイル）のバレルが必要です。 レールガンの別の潜在的な用途は、原子核を融合するために莫大な圧力と温度が必要とされる核融合の分野です。