Hva er en jernbanepistol?

Skinnepistolen, eller enklere, skinnegeværet , bruker et magnetfelt drevet av elektrisitet for å akselerere et prosjektil. Selv om de grunnleggende ideene bak konstruksjonen av en jernbanepistol er enkle, resulterer skyting av et typisk jernbanepistol-prosjektil i en enorm frastøtende kraft. Resultatet er at skinnepistolen må repareres etter nesten hvert skudd, noe som gjør dem mindre praktiske enn konvensjonelle prosjektiler. De krever også en veldig stor strømforsyning som er i stand til å gi en million strøm strøm, noe som gjør etableringen av bærbare jernbanepistoler vanskelig.

En skinnepistol består av to fast forankrede parallelle metallskinner, koblet til en elektrisk strømforsyning. Et prosjektil som er i stand til å lede strøm plasseres mellom skinnene og fullfører kretsen. Når de er elektrisk ladet, oppfører metallskinnene seg som elektromagneter, og skaper et magnetfelt som sirkulerer rundt hver skinne. Det ene feltet beveger seg med klokken rundt skinnen, det andre med klokken, og skaper et magnetfelt i mellom som skaper en nettokraft parallelt med skinnene, vekk fra strømforsyningen. Prosjektilet oppfører seg som enhver ladet ledning i et elektrisk felt og opplever en kraft vinkelrett på retningen på strømmen og retningen til magnetfeltet. Dette kalles Lorentz-styrken.

Når den elektriske strømmen er veldig sterk, akselererer prosjektilet, som gjennomgår kraftige krefter, til enden av skinnegeværet overfor strømforsyningen og går ut gjennom en blenderåpning. Kretsen, dermed ødelagt, avslutter strømmen av elektrisk strøm. Prosjektilet må ta fysisk kontakt med skinnene under akselerasjon. Hvis prosjektilet beveger seg raskt nok, kan friksjonen alene alvorlig skade eller til og med fordampe skinnene, fraværende sterke materialer. Hvis skinnene ikke er festet sikkert på en stabil overflate, kan de drives frem fra hverandre av kraftige energier i skinnegeværet.

Mange millioner dollar er lagt inn i jernbanevåpenforskning av USAs militær, og mange vellykkede prototyper er utviklet, som har svært høye snutehastigheter, i størrelsesorden 3,5 km / sek (2,17 mps), omtrent 3 ganger raskere enn moderne rifler. Imidlertid krever disse designene store strømforsyninger, og vedlikehold er fortsatt et problem. Den amerikanske marinen har uttrykt interesse for jernbanevåpen på grunn av deres ikke-eksplosive ammunisjon, men de har ikke inngått i vanlig bruk. En foreslått løsning på problemet med slitasje på skinnepistol er ideen om å bruke veldig små prosjektiler som er akselerert med meget høye hastigheter, en utforming som noen ganger kalles en needlegun .

Jernbanepistoler har også blitt diskutert i sammenheng med fredelige bruksområder som romfart. En veldig lang skinnepistol, eller massedriver , kan brukes til å akselerere nyttelast for å unnslippe hastigheten for kostnader som er langt billigere enn for kjemiske raketter. En ulempe er den høye innledende investeringen som kreves for å bygge en slik massedriver. For å lage en massedriver som akselererer et prosjektil for å unnslippe hastigheten med en hastighet som er akseptabel for menneskelige passasjerer (~ 2 g), ville det trenge et fat lengde ~ 50 km (30 miles). En annen potensiell anvendelse av jernbanepistoler kan være i arenaen for kjernefusjon, hvor det kreves enorme trykk og temperaturer for å smelte sammen atomkjerner.