Co to jest Rail Gun?
Pistolet szynowy, lub prościej, karabin , wykorzystuje pole magnetyczne zasilane energią elektryczną w celu przyspieszenia pocisku. Chociaż podstawowe idee leżące u podstaw budowy działa szynowego są proste, wystrzelenie typowego pocisku działa szynowego powoduje ogromną siłę odpychającą. W rezultacie działo kolejowe musi być serwisowane po prawie każdym strzale, co czyni je mniej praktycznymi niż konwencjonalne pociski. Wymagają również bardzo dużego zasilania, zdolnego do zapewnienia około miliona amperów prądu, co utrudnia tworzenie przenośnych dział szynowych.
Pistolet szynowy składa się z dwóch mocno zakotwiczonych równoległych metalowych szyn, podłączonych do źródła zasilania elektrycznego. Pocisk zdolny do przewodzenia prądu elektrycznego jest umieszczony między szynami, uzupełniając obwód. Ładowane elektrycznie metalowe szyny zachowują się jak elektromagnesy, tworząc pole magnetyczne krążące wokół każdej szyny. Jedno pole porusza się wokół swojej szyny zgodnie z ruchem wskazówek zegara, drugie zgodnie z ruchem wskazówek zegara, tworząc między sobą pole magnetyczne, które wytwarza siłę netto równoległą do szyn, z dala od zasilacza. Pocisk zachowuje się jak każdy naładowany drut w polu elektrycznym, doświadczając siły prostopadłej do kierunku prądu i kierunku pola magnetycznego. Nazywa się to siłą Lorentza.
Gdy prąd elektryczny jest bardzo silny, pocisk, poddany potężnym siłom, przyspiesza do końca działa szynowego naprzeciwko zasilacza i wychodzi przez otwór. Tak przerwany obwód kończy przepływ prądu elektrycznego. Pocisk musi fizycznie dotykać szyn podczas przyspieszania. Jeśli pocisk porusza się wystarczająco szybko, samo tarcie może poważnie uszkodzić, a nawet odparować szyny, przy braku wystarczająco mocnych materiałów. Ponadto, jeśli szyny nie są bezpiecznie przymocowane do stabilnej powierzchni, można je rozdzielić potężnymi energiami wewnątrz działka szynowego.
Wojsko Stanów Zjednoczonych przeznaczyło wiele milionów dolarów na badania nad karabinami kolejowymi i opracowano wiele udanych prototypów, które mają bardzo duże prędkości wylotowe, rzędu 3,5 km / s (2,17 mps), około 3 razy szybciej niż nowoczesne karabiny. Jednak te konstrukcje wymagają dużych zasilaczy, a konserwacja pozostaje problemem. Amerykańska marynarka wojenna wyraziła zainteresowanie działami kolejowymi ze względu na niewybuchową amunicję, ale nie zostały one powszechnie używane. Jednym z proponowanych rozwiązań problemu zużycia karabinów kolejowych jest pomysł użycia bardzo małych pocisków przyspieszanych z bardzo dużymi prędkościami, co jest czasem nazywane „ igłą” .
Działo kolejowe zostało również omówione w kontekście pokojowych zastosowań, takich jak podróże kosmiczne. Bardzo długi dział szynowy lub kierowca masowy mógłby zostać wykorzystany do przyspieszenia ładunków w celu uniknięcia prędkości, a koszty są znacznie tańsze niż w przypadku rakiet chemicznych. Wadą jest wysoka inwestycja początkowa wymagana do zbudowania takiego masowego sterownika. Aby stworzyć masowego kierowcę, który przyspiesza pocisk w celu ucieczki z prędkością akceptowalną dla pasażerów (~ 2 gs), potrzebna byłaby lufa o długości ~ 50 km (30 mil). Innym potencjalnym zastosowaniem dział szynowych może być obszar syntezy jądrowej, w którym wymagane są ogromne ciśnienia i temperatury w celu stopienia jąder atomowych.