O que é uma arma ferroviária?

O canhão ferroviário, ou mais simplesmente, o canhão ferroviário , utiliza um campo magnético alimentado por eletricidade para acelerar um projétil. Embora as idéias básicas subjacentes à construção de uma pistola ferroviária sejam simples, o disparo de um projétil típico de pistola ferroviária resulta em uma tremenda força repulsiva. O resultado é que a pistola ferroviária deve ser reparada após quase todos os disparos, tornando-as menos práticas que os projéteis convencionais. Eles também exigem uma fonte de alimentação muito grande, capaz de fornecer um milhão ou mais de amperes de corrente, dificultando a criação de canhões portáteis.

Uma pistola de trilhos consiste em dois trilhos paralelos de metal firmemente ancorados, conectados a uma fonte de alimentação elétrica. Um projétil capaz de conduzir eletricidade é colocado entre os trilhos, completando o circuito. Sendo carregados eletricamente, os trilhos de metal se comportam como eletroímãs, criando um campo magnético que circula em torno de cada trilho. Um campo se move no sentido horário ao redor do trilho, o outro no sentido horário, criando um campo magnético intermediário que cria uma força líquida paralela aos trilhos, afastada da fonte de alimentação. O projétil se comporta como qualquer fio carregado em um campo elétrico, experimentando uma força perpendicular à direção da corrente e à direção do campo magnético. Isso é chamado de força de Lorentz.

Quando a corrente elétrica é muito forte, o projétil, submetido a forças poderosas, acelera até o final do canhão do trilho oposto à fonte de alimentação e sai por uma abertura. O circuito, assim quebrado, termina o fluxo de corrente elétrica. O projétil deve fazer contato físico com os trilhos durante a aceleração. Se o projétil estiver se movendo rápido o suficiente, o atrito sozinho pode danificar seriamente ou até vaporizar os trilhos, sem materiais suficientemente fortes. Além disso, se os trilhos não estiverem firmemente fixados em uma superfície estável, eles poderão ser afastados por energias poderosas dentro da pistola.

Muitos milhões de dólares foram investidos em pesquisas sobre armas ferroviárias pelos militares dos Estados Unidos, e muitos protótipos bem-sucedidos foram desenvolvidos, que possuem velocidades de focinho muito altas, da ordem de 3,5 km / s (2,17 mps), aproximadamente três vezes mais rápido do que rifles modernos. No entanto, esses projetos exigem grandes fontes de alimentação e a manutenção continua sendo um problema. A Marinha dos EUA manifestou interesse em armas ferroviárias devido à sua munição não explosiva, mas elas não entraram em uso comum. Uma solução proposta para o problema do desgaste das pistolas ferroviárias é a idéia de usar projéteis muito pequenos, acelerados a velocidades muito altas, um design às vezes chamado de pistola .

As armas ferroviárias também foram discutidas no contexto de aplicações pacíficas, como viagens espaciais. Um canhão ferroviário muito longo, ou condutor de massa , poderia ser usado para acelerar cargas úteis e escapar da velocidade por custos muito mais baratos que os dos foguetes químicos. Uma desvantagem é o alto investimento inicial necessário para criar um driver de massa. Criar um driver de massa que acelere um projétil para escapar da velocidade a uma taxa aceitável para passageiros humanos (~ 2 gs), exigiria um cano de comprimento ~ 50 km (30 milhas). Outra aplicação potencial de canhões ferroviários pode estar na arena da fusão nuclear, onde imensas pressões e temperaturas são necessárias para fundir núcleos atômicos.