Railgun เป็นปืนรางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทรงพลัง Railgun (เรลกัน) - ปืนแม่เหล็กไฟฟ้าแห่งอนาคต
หมายถึงเครื่องเร่งมวลแม่เหล็กไฟฟ้า (หรือถ้าเราคิดในแง่การทหาร กระสุนและกระสุนปืน) เป็นเรื่องจริงที่จะนับการใช้ปืนเรลกัน ทหารราบเบาอาวุธยังไม่จำเป็น คำถามนี้ยังคงเป็นสิทธิพิเศษของนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ อย่างไรก็ตาม ถ้าเราพูดถึงการจัดเตรียมยุทโธปกรณ์หนักทางทหารและเรือรบด้วย สิ่งต่างๆ ที่นี่จะแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ในเวลาเพียง 5-6 ปี จะสามารถผลิตปืนเรลกันต่อสู้ได้ หลังจากนั้นพวกมันจะเริ่มเข้ามาแทนที่ระบบปืนใหญ่ดินปืนอย่างเข้มข้น
แต่มาเริ่มกันตามลำดับซึ่งเราจะพบว่าปืนเรลกันคืออะไรและทำงานอย่างไร
ส่วนหลักของการติดตั้งคือ:
1. แหล่งจ่ายไฟ เป็นแบตเตอรี่ของตัวเก็บประจุที่สร้างพัลส์กระแสสั้นที่มีกำลังมหาศาล ( มันเกี่ยวกับหลายร้อยหรือหลายพันกิโลจูล)
2. การสลับอุปกรณ์ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือสายเคเบิลหนาหลายสิบเส้นที่สามารถส่งพลังงานสะสมได้โดยไม่ละลาย
3. ตัวเปิด- อุปกรณ์ดังกล่าวมีลักษณะคล้ายกระบอกปืน เสริมความแข็งแกร่งด้วยสารเสริมความแข็งแกร่งมากมาย มีความจำเป็นเพื่อให้ระบบสามารถทนต่อแรงกดดันภายในมากกว่า 1,000 บรรยากาศและอุณหภูมิ 20,000-30,000 องศา ภายในกระบอกปืนตลอดความยาวจะมีอิเล็กโทรดหรือรางขนานยาวสองอัน (จึงเป็นที่มาของชื่อ)
หลักการทำงาน:
พัลส์กระแสอันทรงพลังจะจ่ายให้กับราง พลังแห่งการปลดปล่อยนั้นเกินกว่าพลังงานของสายฟ้ามากกว่าร้อยเท่า พลาสมาอาร์กจะสว่างขึ้นทันทีระหว่างราง (ขั้วไฟฟ้า) นักพัฒนาบางคนแนะนำให้ใส่โลหะที่หลอมละลายต่ำลงในถังก่อนที่จะจ่ายแรงดันไฟฟ้า มันจะช่วยจุดประกายส่วนโค้งและเมื่อละลายก็จะกลายเป็นพลาสมาซึ่งจะเพิ่มปริมาณอย่างมาก กระแสจะไหลจากรางหนึ่งไปอีกรางหนึ่งผ่านพลาสมา กระแสไฟฟ้าทำให้เกิดไฟฟ้าแรงสูง สนามแม่เหล็กซึ่งจะส่งผลต่ออุปกรณ์ทั้งหมด เนื่องจากรางได้รับการแก้ไขอย่างแน่นหนา องค์ประกอบที่เคลื่อนไหวได้เพียงตัวเดียวของระบบจะเป็นพลาสมา ซึ่งกระแสยังคงไหลผ่าน ราวกับว่าผ่านตัวนำโลหะธรรมดา ภายใต้อิทธิพลของแรงลอเรนซ์ ตัวนำเดียวกัน (พลาสมา) นี้จะเริ่มเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วไปตามลำกล้อง
พลาสมาก้อนเรียกว่า "พลาสมาลูกสูบ" ซึ่งเหมือนกับประจุแบบผงในอาวุธปืน หากวางกระสุนปืนไว้หน้าลูกสูบ ความเร็วของกระสุนปืนเมื่อออกจากลำกล้องอาจสูงถึง 13-15 กม./วินาที (สำหรับการอ้างอิง ปืนใหญ่สมัยใหม่สามารถเร่งความเร็วกระสุนปืนได้สูงสุด 2 กม./วินาที) . น่าแปลกที่ปืนเรลกันอาจยังคงอยู่ อาวุธร้ายแรงและโดยไม่ต้องใช้ขีปนาวุธ ในกรณีนี้ การติดตั้งจะสามารถยิงพลาสมาลิ่มเลือดได้ และความเร็วของมันจะยอดเยี่ยมมาก - ประมาณ 50 กม./วินาที
ข้อดีของอาวุธ:
1. ความเร็วกระสุนปืนขนาดใหญ่ ในระบบการต่อสู้ควรจะสูงถึง 10 กม./วินาที ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ปืนเรลกันสามารถให้ประโยชน์ได้มากกว่านั้นมาก ความเร็วที่สูงขึ้นการเร่งความเร็ว แต่เนื่องจากความต้านทานอากาศที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งจะหยุดกระสุนปืนที่ถูกยิงอย่างแท้จริงจึงไม่สมเหตุสมผลที่จะบรรลุเป้าหมายนี้ ความเร็วอันมหาศาลของวัตถุที่ถูกเร่งนั้นเป็นคุณสมบัติหลักของปืนเรลกันที่มันถูกสร้างขึ้น ข้อดีอื่นๆ ส่วนใหญ่ของอาวุธนี้มาจากคุณสมบัตินี้
2. พลังทะลุทะลวงมหาศาล ในการทดสอบในห้องปฏิบัติการกับปืนเรลกันบนโต๊ะ กระสุนโพลีเมอร์อ่อนน้ำหนัก 2 กรัมทะลุแผ่นโลหะหนาได้ ในกรณีนี้ ส่วนหนึ่งของโลหะกลายเป็นพลาสมาและระเหยไป จากตัวอย่างนี้จะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าปืนเรลกันต่อสู้จริงสามารถเจาะวัสดุและประเภทของเกราะที่มีอยู่ในปัจจุบันได้ แทบไม่มีการป้องกันเลย แม้แต่ผู้ที่แข็งแกร่งก็ไม่สามารถช่วยคุณได้ การป้องกันที่ใช้งานอยู่เนื่องจากเฮกโซเจนที่ใช้ในนั้นไม่มีเวลาที่จะระเบิด
3. การยิงตรงระยะไกล มันสามารถมีระยะทาง 8-9 กม. และกระสุนปืนครอบคลุมระยะนี้ในเวลาไม่ถึงวินาที แน่นอนว่าแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะหลบเลี่ยงการโจมตีดังกล่าว นอกจากนี้การเล็งยังง่ายขึ้นอย่างมาก เมื่อยิงจากปืนเรลกัน ไม่จำเป็นต้องแก้ไขตะกั่ว ลมแรง ฯลฯ ยิงให้ถูกสิ่งที่เห็นแล้วจะไม่พลาด
4.ระยะการยิงไกล กระสุนปืนที่ยิงจากปืนเรลกันสามารถเดินทางได้ไกลถึง 400 กิโลเมตร เป็นที่ชัดเจนว่าด้วยตัวบ่งชี้ดังกล่าว อาวุธนี้ส่งไปสู่อดีตไม่เพียง แต่ปืนใหญ่แบบดั้งเดิมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงขีปนาวุธทางยุทธวิธีทุกประเภทด้วย
5. ราคาถูก ผลิตง่าย ปลอดภัยในการเก็บกระสุน ปืนเรลกันที่ออกแบบมาสำหรับการต่อสู้ในแนวสายตา (เช่น รถถังหรือต่อต้านอากาศยาน) จะติดตั้งขีปนาวุธที่ไม่มีวัตถุระเบิด โดยแก่นแท้แล้วสิ่งเหล่านี้เป็นเพียงช่องว่าง ความจริงก็คือที่ความเร็ว 4 กม./วินาที ขึ้นไป กระสุนปืนไม่ต้องใช้วัตถุระเบิดอีกต่อไป พลังงานจลน์ของมันนั้นยอดเยี่ยมมากจนเมื่อโจมตีเป้าหมายจะไม่มีผลกระทบใด ๆ แต่เป็นการระเบิดจริงซึ่งในพลังของมันนั้นเกินกว่าการระเบิดของวัตถุระเบิดใด ๆ ที่มีอยู่ในปัจจุบัน
ข้อเสียและปัญหาของปืนเรลกันสมัยใหม่:
1. ขนาดใหญ่มากและแหล่งจ่ายไฟฟ้าไม่เพียงพอ ในการจ่ายไฟให้กับปืนเรลกันที่มีอยู่นั้น มีการใช้แบตเตอรี่ของตัวเก็บประจุซึ่งครอบครองทั้งห้อง นั่นคือเหตุผลว่าทำไมจึงสามารถติดตั้งได้บนเรือรบและในพื้นที่ที่มีป้อมปราการเท่านั้น อย่างไรก็ตาม บริษัทอเมริกัน General Atomics กำลังพัฒนามือถืออยู่แล้ว ที่ดินที่ซับซ้อน Blitzer ซึ่งจะวางอยู่บนฐานรถบรรทุก จริงอยู่ มีการวางแผนที่จะใช้โรงไฟฟ้าเคลื่อนที่เพื่อขับเคลื่อนปืนนี้ซึ่งจะใช้รถบรรทุกอีกสองคัน
2. การสึกหรอของกระบอกปืนอย่างรวดเร็ว การบรรทุกเกินพิกัดขนาดมหึมาและการสัมผัสกับพลาสมาเกือบจะทำลายกระบอกสูบ จนถึงตอนนี้ทรัพยากรของมันได้ถูกนำไปใช้เพียงพันช็อตเท่านั้น ราคากระสุนนัดเดียว (โดยคำนึงถึงต้นทุนการสึกหรอของลำกล้องปืน) ตามแหล่งข้อมูลบางแห่งคือ 25,000 ดอลลาร์ เพื่อยืดอายุการใช้งานของอาวุธราคาแพง นักออกแบบจึงทำการทดลองขั้นสูง วัสดุคอมโพสิตกำลังพัฒนาระบบระบายความร้อนใหม่
3. บรรจุกระสุนในขณะที่ทำการยิง ปัญหานี้เกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับกระสุนที่บรรจุวัตถุระเบิด
4. เอฟเฟกต์เสียงอันทรงพลัง เมื่อยิงปืนเรลกัน เสียงคำรามก็เทียบได้กับเสียงฟ้าร้องปรบมือ มันเกิดขึ้นเมื่อพลาสมาที่หนีออกจากถังไปจบลงในที่โล่งและขยายตัวอย่างรวดเร็ว
5. อัตราการยิงต่ำ สำหรับตอนนี้ ด้วยเหตุผลทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้น ไม่จำเป็นต้องพูดถึงอัตราการยิงของปืนเรลกัน แต่กองทัพสหรัฐฯ ได้มอบหมายภารกิจให้กับนักพัฒนา: ในอีกห้าปีข้างหน้า เพิ่มอัตราการยิงของการติดตั้งเป็น 6-10 รอบต่อนาที
โดยสรุป ผมอยากจะบอกว่าปืนเรลกันสมัยใหม่ยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบ แต่มีอยู่แล้ว และไม่ใช่แค่มีอยู่เท่านั้น แต่ยังกำลังพัฒนาและปรับปรุงให้ทันสมัยอย่างก้าวกระโดดอีกด้วย ผู้ผลิตอาวุธรายใหญ่ที่สุดของโลกกำลังดำเนินการเรื่องนี้อยู่ และคาดว่าจะเห็นผลในอนาคตอันใกล้นี้ ดังนั้นในปี 2020 กองทัพเรือสหรัฐฯ วางแผนที่จะติดตั้งเรือพิฆาตซีรีส์ DDG-1000 Zumwalt ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อการนี้ด้วยปืนเรลกัน ผู้สร้างรถถังอิสราเอลกำลังฝันว่าพวกเขาจะติด "ราง" ให้กับรถถังใหม่ได้อย่างไร ยานรบซึ่งจะทำให้พวกมันอยู่ยงคงกระพันในทางปฏิบัติ นอกจากนี้ยังมีโครงการวางปืนแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นสู่วงโคจรด้วย เราจะรอดูว่ามันจะไม่นานขนาดนั้น
โอเล็ก ชอฟคูเนนโก
บทวิจารณ์และความคิดเห็น:
เอดูอาร์ด 04/03/57
ฉันไม่คิดว่ามันจะเป็น "เครื่องจักร" ที่ทรงพลังขนาดนี้ ดูเหมือนเล็ก
ผู้อ่าน 02.12.14
ฉันรู้วิธีสร้างสิ่งนี้โดยคร่าว การพัฒนาของนักฟิสิกส์ 2-3 คนและนิวเคลียร์ฟิวชั่นเย็นนั้นเหมาะสมสำหรับสิ่งนี้ พลาสมาจะเร่งกระสุนปืนให้มีความเร็วแสงอย่างน้อย 3 เท่า
สนใจ 02.22.15
แล้วอะไรล่ะ แต่ CNF ยังคงต้องได้รับการพิสูจน์ แต่ในรัสเซียสิ่งนี้ไม่น่าจะเกิดขึ้น - คณะกรรมการด้านวิทยาศาสตร์เทียมจะไม่ยอมให้เป็นผู้สอบสวนเจ้ากรรม!
นิโคไล 12/18/58
เป็นไปได้ที่จะเพิ่มพลังงานของกระสุนปืนได้หลายครั้งโดยต้องรักษาความแรงของกระแสที่ไหลผ่านกระสุนปืนไว้
โอเล็ก ชอฟคูเนนโก
นิโคเลย์ อาจมีโอกาสที่จะเพิ่มความเร็วความเร่งของกระสุนปืนในปืนเรลกัน แต่ดังที่ผมเขียนไปแล้วในบทความ ไม่มีประเด็นใดที่จะทำให้มันสูงกว่า 10 กม./วินาที เหตุผล - เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วความต้านทานอากาศ คำถามจะมีความเกี่ยวข้องเฉพาะหลังจากการพัฒนาขีปนาวุธใหม่ที่ใช้หลักการของพลาสมาแจ็คเก็ตหรือโพรงอากาศหรืออย่างอื่น
นักวิจารณ์ 05.26.16
10 กม./วินาที นี่มันอะไรกัน! สูงกว่า 6-7 ชิงช้าต่อ เงื่อนไขที่แท้จริงและไม่ใช่แบบปลอดเชื้อ เปลือกหอยยังไม่ได้บิน
โอเล็ก ชอฟคูเนนโก
นักวิจารณ์ ความสามารถในการเพิ่มความเร็วของกระสุนปืนจาก 2 กม./วินาที เป็น 10 กม./วินาที - นี่คือจุดเด่นของปืนเรลกัน ซึ่งมีความเหนือกว่าปืนใหญ่ทั่วไป
มหาอำมาตย์ 30/05/59
ปริมาณการใช้ไฟฟ้าเป็นเรื่องที่น่าสงสัย เป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการระหว่างปฏิบัติการสู้รบว่ามีรถถังที่ติดตั้งเรลกัน และเดินทางโดยมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสองเครื่องติดอยู่ด้านหลังด้วยสายเคเบิลหนา ในส่วนของฐานก็เป็นเรื่องยากที่จะเข้าใจเช่นกัน - ขีปนาวุธทางยุทธวิธีทั้งหมดถูกวาง "บนล้อ" มานานแล้ว ขีปนาวุธที่อยู่กับที่นั้นถูกละทิ้งไปนานแล้วเนื่องจากเหตุผลที่ทราบกันดี
สำหรับฉันดูเหมือนว่าสิ่งนี้จะสมเหตุสมผลมากกว่าในที่ใดที่หนึ่งบนอวกาศ เป็นความคิดที่ดีที่จะศึกษาความเป็นไปได้ในการปล่อยทุกสิ่งขึ้นสู่วงโคจรโดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิง น่าเสียดายที่ตอนนี้สิ่งนี้สามารถยิงได้เฉพาะชิ้นส่วนโลหะที่หลอมละลายและไม่มีรูปร่างเท่านั้น โดยทั่วไปแล้วจะใช้พลังงานมาก มีราคาแพง ต้องใช้เทคโนโลยีที่จริงจัง (ในช่วงสงครามมักเป็นปัญหาเสมอ) และผลกระทบต่อต้นทุนดังกล่าวยังไม่เพียงพออย่างชัดเจน ปรากฎว่าในระหว่างการใช้งาน ปืนดังกล่าวหนึ่งกระบอกจะต้องมีทีมวิศวกรทั้งหมดเข้ารับบริการและมีคุณสมบัติที่สูงมาก ฉันไม่ได้หมายถึงการผลิต
ฟิว 05/31/59
มันสามารถมีประสิทธิภาพในฐานะระบบป้องกันทางอากาศ คุณสามารถสร้างระบบป้องกันได้และต้นทุนก็จะน้อยลง
เฒ่า 06/07/59
ต้องใช้ความเร็วสูงเป็นหลักสำหรับ ระยะยาว- และในระยะไกลการเล็งไปที่ "ปากกระบอกปืน" นั้นไม่สมเหตุสมผล - ปัจจัยการกระจายไมโครแบบสุ่มจะยังคงแยกความแม่นยำของการโจมตีออกไป ซึ่งหมายความว่ากระสุนปืนจะต้องมีการควบคุมและสมองของตัวเองในการกำหนดตำแหน่งและการควบคุมการบิน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดใดที่สามารถทนต่อความเร่งเช่นนี้ได้! สิ่งนี้แข็งแกร่งกว่าการใช้ค้อนขนาดใหญ่เพื่อแฮ็กที่ไมโครวงจร
โอเล็ก ชอฟคูเนนโก
เฒ่าไม่ต้องสงสัยเลยหัวที่ชาญฉลาดจะเกิดขึ้นกับบางสิ่งบางอย่างเพราะมีประสบการณ์กับกระสุนที่ปรับได้เช่น "ครัสโนโปล" และ "เซนติเมตร" และความเร็วของกระสุนปืนนั้นจำเป็นไม่เพียงแต่สำหรับระยะเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ลองจินตนาการว่าการได้โจมตีเป้าหมายด้วยปืนเรลกันที่ระยะ 2-5 กม. จะเป็นเรื่องน่าตื่นเต้นขนาดไหน ทั้งเรือ รถถัง หรือเฮลิคอปเตอร์ไม่สามารถหลบ "ของขวัญ" ดังกล่าวได้ และเครื่องบินจะต้องพยายามอย่างหนักที่จะหนีด้วยขาของมัน... หรือก็คืออุปกรณ์ลงจอด :))
สิ่งนี้สามารถมีประสิทธิภาพในฐานะระบบป้องกันภัยทางอากาศ คุณสามารถสร้างระบบป้องกันได้และต้นทุนก็น้อยลง
โรมัน 28/11/59
การถ่ายภาพระยะไกลด้วยการยิงโดยตรงจะไม่ได้ผลเนื่องจาก g = 9.8 m/s2) และเส้นขอบฟ้าจากความสูง 2.5 ม. น้อยกว่า 6 กม. (และนี่คือเมื่อ เงื่อนไขในอุดมคติซึ่งไม่คำนึงถึงภูมิประเทศและปัจจัยอื่นที่คล้ายคลึงกัน) สิ่งเหล่านี้จึงไม่มีอะไรมากไปกว่าเรื่องราวของคนโง่เขลาว่าเมื่อยิงจากปืนเรลกันไม่จำเป็นต้องคำนวณกระสุน)
โอเล็ก ชอฟคูเนนโก
จริงๆ แล้วระยะการยิงตรงเป็นลักษณะเฉพาะของอาวุธ และไม่ใช่คำแนะนำสำหรับทหารปืนใหญ่ในการยิงโดยตรงไปยังเป้าหมายที่อยู่ห่างออกไป 8-9 กม. เห็นความแตกต่าง!
วลาด 04/01/60
โอเค การยิงโดยตรงจากรถถังนั้นน่าสนใจมาก แต่ถ้าคุณยิงที่ระยะ 10+ กม. คุณต้องการความแม่นยำอยู่แล้ว และความแม่นยำ = การควบคุมกระสุน และคำถามที่สองคือ เมื่อชนที่ว่างเปล่าด้วยความเร็ว 5-7 กม./วินาที มันจะเท่ากับ TNT กี่กิโลกรัม?
โอเล็ก ชอฟคูเนนโก
ในความคิดของฉัน Vlad (แน่นอนว่าฉันไม่สามารถพูดแทนผู้พัฒนา Railguns การต่อสู้สมัยใหม่ได้) อาวุธประเภทนี้มีประสิทธิภาพมากที่สุดใน 2 กรณี:
ประการแรกคือการต่อสู้แนวสายตา สูงสุดประมาณ 5 กม.
ประการที่สองคือการระดมยิงฐานทัพทหารและวัตถุเชิงกลยุทธ์อื่น ๆ ในระยะทางกว่า 100 กม.
แน่นอนว่าหากต้องการโจมตีเป้าหมายที่อยู่ห่างออกไป 5 กม. ขึ้นไป จำเป็นต้องมีขีปนาวุธนำวิถีหรือขีปนาวุธนำวิถี มันโง่มากที่คิดว่าเรลกันจะกลายเป็น อาวุธสากลและจะเข้ามาแทนที่ระบบการต่อสู้อื่นๆ ทั้งหมด
ถ้าเราพูดถึงพลังของการระเบิดจากกระสุนปืนเรลกันที่ไม่ได้บรรจุกระสุนก็สามารถประมาณได้ง่าย ลองใช้สูตรพลังงานจลน์จากวิชาฟิสิกส์ของโรงเรียนกันดีกว่า ปรากฎว่าพลังงานของกระสุนปืนมีน้ำหนัก 1 กิโลกรัม ที่ความเร็ว 5 กม./วินาที มีค่าเท่ากับ 12.5 106 J ในหนังสืออ้างอิงใดๆ คุณจะพบค่าของพลังงานการระเบิดของประจุ TNT ตัวอย่างเช่น สำหรับ trinitrotoluene จะเท่ากับ 4.184 106 J ลองเปรียบเทียบกัน ปรากฎว่ากระสุนปืนที่ไม่ได้บรรจุ (หรือเพียงแค่ว่างเปล่า) เป็นสามครั้ง มีพลังยิ่งกว่าระเบิด- และนี่ไม่ได้คำนึงถึงพลังการเจาะทะลุอันน่าสยดสยองที่กระสุนปืนเรลกันครอบครอง
เดนิส กราบอฟ 31/07/60
แรงต้านของอากาศขึ้นอยู่กับกำลังที่สามของความเร็ว และพลังงานจลน์อยู่ในวินาที หลังจากนั้นเพียงสิบกิโลเมตร ความเร็วของกระสุนก็จะเท่าเดิม เปลือกหอยธรรมดาและคุณจะต้องมีวัตถุระเบิดอยู่ในเปลือก แต่ลำกล้องของมันเล็ก ซึ่งหมายความว่าจะต้องเป็นกระสุนนิวเคลียร์ ข้อได้เปรียบเพียงอย่างเดียวเหนือขีปนาวุธก็คือ ในทางทฤษฎีแล้วมันเป็นไปไม่ได้เลยที่จะยิงตก แต่เหตุใดจึงจำเป็น ในเมื่อปืนเรลกันใช้ได้กับกองทัพเรือเท่านั้น และขีปนาวุธต่อต้านเรือมีพิสัยการยิงที่ไกลกว่ามาก และหากพวกเขาเริ่มใช้อาวุธนิวเคลียร์ กองเรือจะถูกยิงโดย ICBM ไม่ใช่ด้วยปืนหรือขีปนาวุธพิสัยทางยุทธวิธีของกองเรือศัตรูในศูนย์ปฏิบัติการเดียวกัน และไม่น่าเป็นไปได้ที่ใครจะยิงปืน MLRS ตกได้
หลักการทำงาน
หลักการทำงาน
ปืนเรลกันประกอบด้วยอิเล็กโทรดขนานสองอัน เรียกว่าราง ซึ่งเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานอันทรงพลัง ดี.ซี- มวลนำไฟฟ้าที่มีความเร่งจะอยู่ระหว่างราง ปิดวงจรไฟฟ้า และรับความเร่งภายใต้อิทธิพลของแรงลอเรนซ์ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อวงจรปิดในสนามแม่เหล็กที่ถูกกระตุ้นโดยกระแสที่เพิ่มขึ้น แรงลอเรนซ์ (แรงแอมแปร์) ก็กระทำบนรางเช่นกัน นำไปสู่แรงผลักกัน บางครั้งมีการใช้การเสริมแรงแบบเคลื่อนย้ายได้เพื่อเชื่อมต่อราง
ข้อดีและข้อเสีย
มีหลายสิ่งที่เกี่ยวข้องกับการผลิตเรลกัน ปัญหาร้ายแรง: ชีพจรในปัจจุบันจะต้องมีพลังและคมมากจนกระสุนปืนไม่มีเวลาระเหยและแยกออกจากกัน แต่มีแรงเร่งความเร็วเกิดขึ้นเพื่อเร่งความเร็วไปข้างหน้า กระสุนปืนหรือพลาสมาขึ้นอยู่กับแรงลอเรนซ์ ดังนั้นความแรงของกระแสจึงมีความสำคัญเพื่อให้บรรลุการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กที่ต้องการ และกระแสที่ไหลผ่านกระสุนปืนที่ตั้งฉากกับเส้นสนามแม่เหล็กเป็นสิ่งสำคัญ เมื่อกระแสไหลผ่านโพรเจกไทล์ วัสดุของโพรเจกไทล์ (มักเป็นก๊าซไอออไนซ์หลังโพรเจกไทล์โพลีเมอร์น้ำหนักเบา) และรางต้องมี:
- ค่าการนำไฟฟ้าสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
- กระสุนปืน - มีมวลน้อยที่สุด
- - มีกำลังมากที่สุดและมีความเหนี่ยวนำน้อยที่สุด
อย่างไรก็ตาม ลักษณะเฉพาะของตัวเร่งรางคือสามารถเร่งมวลที่ต่ำมากเป็นพิเศษไปจนถึงความเร็วสูงพิเศษได้ (ความเร็วของกระสุนปืนในอาวุธปืนถูกจำกัดโดยจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในอาวุธ) ในทางปฏิบัติรางทำจากทองแดงปราศจากออกซิเจนเคลือบด้วยเงิน แท่งอลูมิเนียมหรือลวดถูกใช้เป็นกระสุนปืน สามารถใช้โพลีเมอร์ร่วมกับสื่อนำไฟฟ้าได้ แบตเตอรี่ของตัวเก็บประจุไฟฟ้าแรงสูงใช้เป็นพลังงาน แหล่งกำเนิดซึ่งชาร์จจากเครื่องกำเนิด Marx เครื่องกำเนิดขั้วเดียวแบบช็อต เครื่องบังคับ และแหล่งพลังงานไฟฟ้าอื่น ๆ ที่มีแรงดันไฟฟ้าปฏิบัติการสูง และก่อนที่จะเข้าสู่ราง พวกเขาพยายามให้กระสุนปืนมีความเร็วเริ่มต้นสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยใช้นิวแมติกหรือ ปืนดับเพลิงเพื่อสิ่งนี้ ในปืนเรลกันที่โพรเจกไทล์เป็นสื่อนำไฟฟ้า หลังจากแรงดันไฟฟ้าถูกจ่ายไปที่ราง โพรเจกไทล์จะร้อนขึ้นและไหม้ และกลายเป็นพลาสมาที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะเร่งความเร็วเช่นกัน ดังนั้นปืนเรลกันจึงสามารถยิงพลาสมาได้ แต่เนื่องจากความไม่เสถียรของมัน มันจึงสลายตัวอย่างรวดเร็ว มีความจำเป็นต้องคำนึงว่าการเคลื่อนที่ของพลาสมาหรือแม่นยำกว่านั้นคือการเคลื่อนที่ของการปล่อย (แคโทด, จุดแอโนด) ภายใต้อิทธิพลของแรงลอเรนซ์นั้นเป็นไปได้ในอากาศหรืออื่น ๆ เท่านั้น สภาพแวดล้อมของก๊าซไม่ต่ำกว่าความดันที่แน่นอน เนื่องจากมิฉะนั้น เช่น ในสุญญากาศ จัมเปอร์รางพลาสมาจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงลอเรนซ์ - ที่เรียกว่า การเคลื่อนที่ย้อนกลับของส่วนโค้ง เมื่อใช้โพรเจกไทล์ที่ไม่นำไฟฟ้าในปืนเรลกัน โพรเจกไทล์จะถูกวางไว้ระหว่างราง ด้านหลังโพรเจกไทล์ ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง การปล่อยส่วนโค้งจะถูกจุดประกายระหว่างราง และร่างกายจะเริ่มเร่งความเร็วไปตามราง กลไกการเร่งความเร็วในกรณีนี้แตกต่างจากที่กล่าวมาข้างต้น: แรงลอเรนซ์กดการปล่อยไปทางด้านหลังของร่างกายซึ่งระเหยอย่างเข้มข้นก่อให้เกิดกระแสไอพ่นภายใต้อิทธิพลของการเร่งความเร็วหลักของร่างกาย
ตัวอย่างที่มีอยู่
การทดสอบ Railgun ที่ Naval Surface Warfare Center กองทัพเรือสหรัฐฯ มกราคม 2551
ปืนเรลกันขนาดใหญ่ตัวแรกได้รับการออกแบบและสร้างขึ้นในปี 1970 โดย John P. Barber แห่งแคนาดาและ Richard A. Marshall หัวหน้างานของเขาแห่งนิวซีแลนด์ที่ Australian National University Research School of Physical Sciences
ในช่วงกลางทศวรรษที่ 80 นักวิทยาศาสตร์โซเวียตได้สร้างต้นแบบของปืนเรลกันซึ่งปัจจุบันทรงพลังมากกว่าระบบที่คล้ายกันในยุคของเรา ความเร็วของกระสุนปืนที่ทำจากพลาสติกที่มีขนาดเทียบเท่าฝาขวดสูงถึง 9960 ม./วินาที และเจาะดูราลูมิน 3 ชั้นที่มีความหนา 4 ซม. แหล่งที่มา?]
ภายในปี 2561 มีการวางแผนที่จะดำเนินการทดสอบน้ำครั้งแรก ภายในปี 2020 ปืนเหล่านี้น่าจะเข้าประจำการด้วยเรือพิฆาตชั้น Zamvolt ที่ถูกสร้างขึ้นในสหรัฐอเมริกา การออกแบบโมดูลาร์และระบบส่งกำลังไฟฟ้าได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงอาวุธ EM ที่มีแนวโน้มดี มีการวางแผนที่จะบรรลุเป้าหมายภายในปี 2568 พลังงานปากกระบอกปืน 64 เมจ.
ในวัฒนธรรมสมัยนิยม
ในวรรณคดี
- ในหนังสือซีรีส์ Halo บางเล่มมีปืนเรลกัน ยานอวกาศประชากร.
- ในหนังสือนิยายวิทยาศาสตร์เรื่อง Armageddon of the Empire ผู้เขียน Roman Zlotnikov บรรยายถึงทางรถไฟ ปืนกลหนักเช่นเดียวกับปืนที่ติดตั้งบนเกราะของ Latnikov
โรงหนัง
- ในภาพยนตร์เรื่อง Transformers: Revenge of the Fallen มีการติดตั้งปืนเรลกันบนเรือรบของกองทัพเรือสหรัฐฯ
- ในภาพยนตร์เรื่อง "Eraser" ตัวเอกต่อสู้กับการจำหน่ายปืนเรลกันมือถืออย่างผิดกฎหมาย
- ในซีรีส์ Stargate SG-1 มีการติดตั้ง Railguns บนเรือ Earth
- ในอะนิเมะและมังงะ To Aru Majutsu no Index นั้น Esper Misaka Mikoto ต้องขอบคุณความแข็งแกร่งของเธอที่สามารถใช้ความสามารถที่คล้ายกับการยิงปืนเรลกัน
- ในภาพยนตร์เรื่อง "Terminator" ตัวเทอร์มิเนเตอร์เองก็ยิงปืนเรลกันสองกระบอก
เกมคอมพิวเตอร์
- ใน Quake II, Quake III Arena และ Quake 4 ปืนเรลกันยิงกระสุนยูเรเนียมที่หมดสภาพแล้ว และเป็นอาวุธสไนเปอร์ยอดนิยมเนื่องจาก ความแม่นยำสูงการยิงและ พลังร้ายแรง- ในทั้งสามเกม การยิงมีลักษณะเป็นเส้นควันด้วยสกรู (ใน Quake III Arena - ตัวเลือกเสริม)
- ใน Mass Effect 3 ปืนรางคู่เป็นอาวุธจากภาคพื้นดินสู่อวกาศขนาดมหึมา ซึ่งตั้งอยู่บนดาวเคราะห์บ้านเกิดของเผ่าพันธุ์ Krogan ที่ชื่อ Tuchanka
- ใน Eve Online ปืนเรลกันเป็นอาวุธมาตรฐานของเผ่าพันธุ์ Gallente และ Caldari
- เกม Dungeon Medic ก็ใช้ปืนเรลกันเช่นกัน บอกเป็นนัยว่านี่คือ Railgun "แบบเดียวกัน" จาก Quake
- ใน Command & Conquer: Tiberian Sun นั้น GDI Mammoth Mk. ติดอาวุธด้วยปืนเรลกัน 2 และผีสะกดรอยตาม Railgun ยังมีอยู่ใน Command & Conquer: Renegade
- ใน Command & Conquer 3: Tiberium Wars และ Command & Conquer 3: Kane's Wrath สามารถติดตั้ง Railgun บนรถถังได้: "Mammoth" และ "Raptor" โครงสร้างการป้องกันของ GDI "Guardian" ติดอาวุธด้วยเครื่องบินโจมตีตามค่าเริ่มต้น และยังถูกเพิ่มเข้าไปในยูนิตมหากาพย์ ST-TM ด้วย
- ใน Metal Gear Solid คอมเพล็กซ์การเปิดตัวบนมือถือจะติดอาวุธด้วยปืนเรลกัน เมทัลเกียร์เร็กซ์; ใน Metal Gear Solid 2: Sons of Liberty และ Metal Gear Solid 4: Guns of the Patriots พบปืนเรลกันแบบพกพา และในช่วงหลังจะเปิดให้ผู้เล่นใช้เป็นอาวุธส่วนตัวได้
- ใน Warhammer 40,000 ปืนเรลกันถูกใช้โดย Tau Empire
- Railgun ("Rail") มีอยู่ใน Tanki Online
- ในเกมซีรีส์ Red Faction (ส่วนแรกและส่วนที่สอง) จะมีปืนเรลกัน (“ปืนเรลกัน” / “คนขับรถราง”) เป็นอาวุธพกพาส่วนตัว และในส่วนที่สาม (ฝ่ายแดง: กองโจร) จะมีโบลเตอร์ (“โบลเตอร์”) ตามหลักการทำงานคล้ายปืนเรล
- Metro 2033 มีปืนเรลกันเป็นอาวุธพกพาส่วนตัว
- ในเกม MMOTPS S4 League มีการใช้ปืนเรลกันเป็นอาวุธสไนเปอร์
- Ace Combat X2: Joint Assault มีปืนเรลกันของศัตรูที่สามารถยิงได้ในระยะไกล
- Duke Nukem Forever มีปืนเรลกันพร้อมกล้องสไนเปอร์
- Shadow_Warrior มีปืนเรลกันที่ดูดีและทรงพลังทีเดียว
- ในเกม Warzone 2100 คุณสามารถพัฒนาและใช้ทั้งปืนเรลกันและปืนใหญ่เกาส์ได้ (แต่ตัดสินจากคำอธิบายและ รูปร่างจริงๆ แล้วพวกมันล้วนเป็นปืนแบบ Gauss เลย)
- ในเกม Resident Evil 3: Nemesis ตัวละครหลัก Jill ทำลายบอสตัวสุดท้ายด้วยการยิงปืนเรลกัน
- เกมกลยุทธ์อวกาศ "Sins of a Solar Empire" แสดงให้เห็นถึงความสับสนระหว่างปืนเรลกันและปืนเกาส์ในทุกด้าน: เรือรบและดาวเทียมแบตเตอรีที่อยู่กับที่นั้นติดตั้ง "ปืนรางเกาส์" (อังกฤษ. ปืนเกาส์เรล).
- ในเกม (Galaxy on fire 2) เป็นอาวุธหลัก
คำทักทายจาก Quake 3 Arena
Railgun หรือในสำนวนทั่วไปว่า "ราง" เป็นตัวเร่งมวลอิเล็กโทรดแบบพัลส์ หลักการทำงานซึ่งอธิบายโดยใช้แรงลอเรนซ์ ซึ่งแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานจลน์ เป็น อาวุธที่มีแนวโน้มซึ่งมีข้อดีมากกว่าหลายประการ รูปแบบคลาสสิกขึ้นอยู่กับการระเบิดทางเคมี และ การทดสอบการต่อสู้ความงามนี้อยู่ใกล้แค่เอื้อม
หลักการทำงานและข้อจำกัด
ปืนเรลใช้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่เรียกว่าแรงลอเรนซ์เพื่อเร่งกระสุนปืนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าซึ่งเริ่มแรกเป็นส่วนหนึ่งของวงจร บางครั้งมีการใช้การเสริมแรงแบบเคลื่อนย้ายได้เพื่อเชื่อมต่อราง กระแสที่ฉันไหลผ่านรางจะกระตุ้นสนามแม่เหล็ก B ระหว่างพวกมัน ซึ่งตั้งฉากกับกระแสที่ไหลผ่านโพรเจกไทล์และรางที่อยู่ติดกัน เป็นผลให้เกิดการผลักกันของรางและกระสุนปืนจะเร่งความเร็วภายใต้อิทธิพลของแรง Fปัญหาอย่างหนึ่งของปืนเรลกันก็คือในการสร้างกระสุนปืน จำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพราะ เพื่อสร้าง แรงผลักดันกระแสไฟที่ปล่อยออกมาทันทีที่มีกำลังแรงมากจะถูกปล่อยออกมาตามราง หากวัสดุกระสุนปืนไม่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเพียงพอ วัสดุนั้นอาจถูกทำให้กลายเป็นไอในปืนเรลกันด้วยกระแสไฟฟ้าก่อนที่จะออกจากปืน
ตัวจำกัดที่สองคือแหล่งจ่ายไฟ ในอนาคตอันใกล้นี้ กองทัพเรือสหรัฐฯ วางแผนที่จะทดสอบปืนเรลกันบนฐานเรือ (มีเพียงเรือในปัจจุบันเท่านั้นที่สามารถทนต่อการยิงจากอาวุธนี้ได้) การยิงจากปืนเรลกันสมัยใหม่ต้องใช้แรงกระตุ้น 25 (!) เมกะวัตต์ เรือลำหนึ่งของกองทัพเรือสหรัฐฯ ซึ่งได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะให้ติดตั้งปืนเรลกัน ติดตั้งโรงไฟฟ้าขนาด 78 เมกะวัตต์ และมีค่าเอลที่พบบ่อยที่สุด กำลังติดตั้งบนเรือคือ 9 เมกะวัตต์ สำหรับการยิงเรลกันหนึ่งนัด ต้องใช้พลังเกือบ 30% ของการติดตั้งแบบพิเศษ เรือเดินสมุทร เกี่ยวกับการใช้งาน ประเภทนี้อาวุธบนเรือธรรมดาไม่คุ้มที่จะคิดถึงด้วยซ้ำ
วิดีโอจากการติดตั้งทดลองของกองทัพเรือสหรัฐฯ:
คำถามกับผู้ฟัง: แสงวาบที่ทางออกมาจากไหน? -
บางครั้งเพื่อให้กระสุนปืนเรลกันมีความเร็วเริ่มต้นสูงสุดโดยที่การยิงจะมีประสิทธิภาพมากกว่า การระเบิดทางเคมี(เช่น การระเบิดของดินปืน) หากต้องการพูดเกินจริง เรลกันสามารถใช้เป็น "ตัวเร่งความเร็ว" สำหรับปืน เพื่อเพิ่มความเร็วการออกของโพรเจกไทล์ แต่ฉันจะไม่เสี่ยงที่จะปล่อยกระแสไฟฟ้าแบบนั้นผ่านวัตถุระเบิด
กระสุนปืนที่ไม่นำไฟฟ้า
มีปืนเรลกันอีกประเภทหนึ่งที่ใช้กระสุนปืนที่ไม่นำไฟฟ้า ในกรณีที่อธิบายไว้ รางไม่ได้ถูกปิดโดยกระสุนปืนเอง ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของแรง Lorentz แต่แยกจากกันด้านหลังกระสุนปืน ก่อให้เกิดการปล่อยส่วนโค้ง หลังนำไปสู่การระเหยของกระสุนปืนและการก่อตัวของกระแสเจ็ตซึ่งเคลื่อนที่กระสุนปืนไปตามรางเพื่อเร่งความเร็วอย่าสับสนกับปืนเกาส์
ปืนเกาส์และปืนเรลกันมักจะสับสน เหตุผลนี้คือลักษณะการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้คล้ายกัน แต่ใช้งาน แนวทางที่แตกต่างกันและกฎฟิสิกส์ไฟฟ้าสำหรับการเร่งความเร็วของกระสุนปืน ปืนเรลกันใช้แรงลอเรนซ์หรือกระแสเจ็ต และปืนเกาส์ใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้า โพรเจกไทล์เฟอร์โรแมกเนติกจะถูกเร่งความเร็วไปตามท่ออิเล็กทริกผ่านชุดโซลินอยด์ ซึ่งเมื่อเปิดเครื่อง จะก่อให้เกิดสนามแม่เหล็กที่ "ดัน" โพรเจกไทล์เฟอร์โรแมกเนติกไปข้างหน้า
ปืนเกาส์มีประสิทธิภาพต่ำกว่าปืนเรลกันอย่างมาก ดังนั้นกองทัพจึงไม่พิจารณาหลักการนี้ในการสร้างอาวุธ
เหตุใดปืนเรลกันที่ซับซ้อนถึงอร่อยสำหรับกองทัพ?
ทุกอย่างซ้ำซากมาก - เงิน วันนี้ “รางรถไฟ” สามารถยิงได้ไกลถึง 180 กม. และในอนาคตมีแผนจะยิงให้ถึงเป้าหมายสูงสุด 400 กม. เป็นไปได้ที่จะยิงในระยะทางดังกล่าวด้วยความช่วยเหลือของขีปนาวุธเท่านั้นซึ่งแต่ละอันมีราคาหลายล้านดอลลาร์รวมทั้งรู้วิธีต่อสู้กับพวกมันด้วย ปืนเรลกันสามารถยิงกระสุนปืนที่มีน้ำหนัก 2-3 กิโลกรัมได้แล้ว ซึ่งด้วยความเร็วสูงถึง 2,000-2500 เมตร/วินาที นำไปสู่การทำลายล้างครั้งใหญ่ กระสุนปืนมีราคาประมาณ 20-25,000 เหรียญสหรัฐเมื่อเทียบกับราคาของขีปนาวุธ - ฟรีและการขนส่งและการใช้งานกระสุนดังกล่าวเป็นเรื่องที่น่ายินดี: กระสุนจะไม่ระเบิด, ไม่มีปัญหาในการโหลด, ไม่มีสถานการณ์ฉุกเฉินเนื่องจาก ปัจจัยมนุษย์(เว้นแต่จะมีคนทำหล่นใส่เท้า)นักวิทยาศาสตร์ต้องแก้ไขปัญหาเกี่ยวกับแหล่งพลังงานเท่านั้น เพราะ... การสร้างเรือสำหรับ "ราง" โดยเฉพาะนั้นมีราคาแพงมาก (โรงไฟฟ้าขนาด 70 เมกะวัตต์คือการใช้พลังงาน เมืองเล็กๆ- ทันทีที่ปัญหาการจ่ายไฟได้รับการแก้ไข เราจะเห็นปืนรถไฟเข้าประจำการได้ และยังไม่ชัดเจนว่าจะจัดการกับน้ำหนัก 3 กิโลกรัมที่บินด้วยความเร็ว 7 มัคและสามารถจมเรือได้อย่างไร
ปืนเกาส์(ภาษาอังกฤษ) ปืนเกาส์, ปืนใหญ่เกาส์) - หนึ่งในพันธุ์ เครื่องเร่งแม่เหล็กไฟฟ้าน้ำหนัก ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ Gauss ซึ่งศึกษาหลักการทางกายภาพของแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งอุปกรณ์นี้ใช้เป็นหลักหลักการทำงาน
ปืน Gauss ประกอบด้วยโซลินอยด์ ซึ่งภายในมีกระบอกปืน (มักทำจากอิเล็กทริก) กระสุนปืน (ทำจากวัสดุเฟอร์โรแมกเนติก) ถูกสอดเข้าไปในปลายด้านหนึ่งของลำกล้อง เมื่อรั่ว กระแสไฟฟ้าสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นในโซลินอยด์ ซึ่งจะเร่งกระสุนปืนโดย "ดึง" มันเข้าไปในโซลินอยด์ ในกรณีนี้กระสุนปืนจะได้รับเสาที่ปลายอย่างสมมาตรกับเสาของขดลวดซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมหลังจากผ่านศูนย์กลางของโซลินอยด์แล้ว กระสุนปืนจะถูกดึงดูดไปในทิศทางตรงกันข้ามนั่นคือ ช้าลง แต่ถ้าในขณะนี้กระสุนปืนผ่านตรงกลางของโซลินอยด์กระแสในนั้นถูกปิดสนามแม่เหล็กจะหายไปและกระสุนปืนจะบินออกจากปลายอีกด้านของถัง แต่เมื่อปิดแหล่งพลังงานจะเกิดกระแสเหนี่ยวนำตัวเองในขดลวดซึ่งมี ทิศทางย้อนกลับกระแสไฟฟ้าจึงทำให้ขั้วของขดลวดเปลี่ยนไป ซึ่งหมายความว่าเมื่อแหล่งพลังงานถูกปิดกะทันหัน กระสุนปืนที่ผ่านศูนย์กลางของขดลวดจะถูกผลักและเร่งความเร็วต่อไป มิฉะนั้นหากกระสุนปืนไม่ถึงจุดศูนย์กลางก็จะชะลอตัวลงเพื่อให้ได้ผลสูงสุด พัลส์ปัจจุบันในโซลินอยด์จะต้องเป็นระยะสั้นและทรงพลัง ตามกฎแล้วตัวเก็บประจุไฟฟ้าจะใช้เพื่อรับพัลส์ดังกล่าว หากใช้ตัวเก็บประจุแบบโพลาร์ (เช่น บนอิเล็กโทรไลต์) วงจรจะต้องมีไดโอดที่จะป้องกันตัวเก็บประจุจากกระแสเหนี่ยวนำในตัวเองและการระเบิด
พารามิเตอร์ของขดลวดกระสุนปืนและตัวเก็บประจุจะต้องประสานงานในลักษณะที่เมื่อยิงเมื่อกระสุนปืนเข้าใกล้ตรงกลางของขดลวดกระแสไฟฟ้าในส่วนหลังจะลดลงเหลือค่าต่ำสุดแล้วนั่นคือ ประจุของตัวเก็บประจุคงหมดไปแล้ว ในกรณีนี้ ประสิทธิภาพของปืน Gauss ขั้นเดียวจะสูงสุด
การคำนวณ
พลังงานที่สะสมอยู่ในตัวเก็บประจุ
วี - แรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ (เป็นโวลต์)ค - ความจุของตัวเก็บประจุ (เป็นฟารัด)
พลังงานที่เก็บไว้เมื่อต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรมและขนานมีค่าเท่ากัน
พลังงานจลน์ของโพรเจกไทล์
ม - มวลกระสุนปืน (เป็นกิโลกรัม)
คุณ - ความเร็ว (เป็น m/s)
เวลาคายประจุของตัวเก็บประจุ
นี่คือช่วงเวลาที่ตัวเก็บประจุถูกคายประจุจนหมด เท่ากับหนึ่งในสี่ของงวด:ล - ตัวเหนี่ยวนำ (ในเฮนรี่)
ค - ความจุ (เป็นฟารัด)
เวลาการทำงานของตัวเหนี่ยวนำ
นี่คือช่วงเวลาที่ EMF ของตัวเหนี่ยวนำเพิ่มขึ้นเป็นค่าสูงสุด (การคายประจุตัวเก็บประจุเต็ม) และลดลงเหลือ 0 โดยสมบูรณ์ ซึ่งเท่ากับครึ่งวงจรบนของคลื่นไซน์ล - ตัวเหนี่ยวนำ (ในเฮนรี่)
ค - ความจุ (เป็นฟารัด)
ข้อดีและข้อเสีย
ปืนใหญ่ Gauss เป็นอาวุธมีข้อได้เปรียบที่อาวุธขนาดเล็กประเภทอื่นไม่มี นี่คือการไม่มีคาร์ทริดจ์และตัวเลือกความเร็วและพลังงานเริ่มต้นของกระสุนอย่างไม่ จำกัด รวมถึงอัตราการยิงของปืนความเป็นไปได้ ยิงเงียบ ๆ(หากความเร็วของกระสุนปืนไม่เกินความเร็วของเสียง) รวมถึงโดยไม่ต้องเปลี่ยนลำกล้องและกระสุน แรงถีบกลับค่อนข้างต่ำ (เท่ากับแรงกระตุ้นของกระสุนปืนที่พุ่งออกมา ไม่มีแรงกระตุ้นเพิ่มเติมจากก๊าซผงหรือชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว) ตามทฤษฎีแล้วยิ่งใหญ่กว่า ความน่าเชื่อถือและความทนทานต่อการสึกหรอตลอดจนความสามารถในการทำงานในทุกสภาวะรวมถึงพื้นที่รอบนอกอย่างไรก็ตามแม้จะมีความเรียบง่ายที่เห็นได้ชัดของปืนใหญ่ Gauss และข้อดีของมัน แต่การใช้มันเป็นอาวุธก็เต็มไปด้วยความยากลำบากร้ายแรง
ปัญหาแรกคือประสิทธิภาพการติดตั้งต่ำ ประจุตัวเก็บประจุเพียง 1-7% เท่านั้นที่ถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ของกระสุนปืน ในส่วนข้อเสียนี้สามารถชดเชยได้โดยใช้ระบบเร่งความเร็วกระสุนปืนแบบหลายขั้นตอน แต่ในกรณีใด ๆ ประสิทธิภาพแทบจะไม่ถึง 27% ด้วยซ้ำ ดังนั้นปืนใหญ่ Gauss จึงด้อยกว่าในแง่ของแรงยิงแม้แต่กับอาวุธนิวแมติก
ปัญหาที่สองคือการใช้พลังงานสูง (เนื่องจากประสิทธิภาพต่ำ) และเพียงพอ เวลานานตัวเก็บประจุชาร์จใหม่ซึ่งบังคับให้แหล่งพลังงาน (โดยปกติคือแบตเตอรี่ทรงพลัง) ต้องพกพาไปพร้อมกับปืนเกาส์ ประสิทธิภาพสามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างมากโดยใช้โซลินอยด์ตัวนำยิ่งยวด แต่จะต้องใช้ระบบระบายความร้อนที่ทรงพลัง ซึ่งจะลดการเคลื่อนที่ของปืน Gauss ลงอย่างมาก
ความยากที่สาม (ต่อจากสองอันแรก) - น้ำหนักมากและขนาดการติดตั้งโดยมีประสิทธิภาพต่ำ
ดังนั้นในปัจจุบันปืนใหญ่ Gauss จึงไม่มีโอกาสเป็นอาวุธมากนัก เนื่องจากด้อยกว่าอาวุธขนาดเล็กประเภทอื่นอย่างมาก อนาคตจะเป็นไปได้ในอนาคตก็ต่อเมื่อมีการสร้างแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าและตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูง (200-300K) ที่มีขนาดกะทัดรัดแต่ทรงพลัง
เรลกัน
เรลกัน(ภาษาอังกฤษ) เรลกัน) เป็นรูปแบบหนึ่งของอาวุธที่มีพื้นฐานจากการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานจลน์ของกระสุนปืน ชื่ออื่นๆ: เครื่องเร่งมวลราง, ปืนเรลกัน, ปืนเรลกัน. อย่าสับสนกับปืนเกาส์หลักการทำงาน
ปืนเรลใช้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่เรียกว่าแรงแอมแปร์เพื่อเร่งกระสุนปืนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าซึ่งเริ่มแรกเป็นส่วนหนึ่งของวงจร บางครั้งมีการใช้การเสริมแรงแบบเคลื่อนย้ายได้เพื่อเชื่อมต่อราง ปัจจุบัน ฉันการผ่านรางจะกระตุ้นสนามแม่เหล็ก B ระหว่างพวกมันซึ่งตั้งฉากกับกระแสที่ไหลผ่านกระสุนปืนและรางที่อยู่ติดกัน เป็นผลให้เกิดการผลักกันของรางและกระสุนปืนจะเร่งความเร็วภายใต้อิทธิพลของแรง เอฟ.ข้อดีและข้อเสีย
มีปัญหาร้ายแรงหลายประการที่เกี่ยวข้องกับการผลิตปืนเรลกัน: ชีพจรในปัจจุบันจะต้องทรงพลังและคมชัดมากจนกระสุนปืนไม่มีเวลาที่จะระเหยและแยกออกจากกัน แต่จะมีแรงเร่งเกิดขึ้นเพื่อเร่งความเร็วไปข้างหน้า ดังนั้น วัสดุของโพรเจกไทล์และรางจะต้องมีค่าการนำไฟฟ้าสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โพรเจกไทล์ต้องมีมวลน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และแหล่งกำเนิดกระแสจะต้องมีกำลังมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และมีความเหนี่ยวนำน้อยที่สุด อย่างไรก็ตาม ลักษณะเฉพาะของตัวเร่งรางคือสามารถเร่งความเร็วมวลที่ต่ำมากเป็นพิเศษให้เป็นความเร็วสูงพิเศษได้ ในทางปฏิบัติ รางทำจากทองแดงปลอดออกซิเจนเคลือบด้วยเงิน แท่งอลูมิเนียมหรือลวดถูกใช้เป็นกระสุนปืน และใช้แบตเตอรี่ไฟฟ้าแรงสูงเป็นแหล่งพลังงาน ตัวเก็บประจุไฟฟ้า, เครื่องกำเนิดมาร์กซ์, เครื่องกำเนิดขั้วเดียวแบบช็อต, ตัวบังคับและก่อนเข้าสู่รางพวกเขาพยายามให้กระสุนปืนมีความเร็วเริ่มต้นสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยใช้นิวแมติกหรือ ปืนดับเพลิง- ในปืนเรลกันที่มีกระสุนปืนเป็นเส้นลวด หลังจากจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับราง ลวดจะร้อนขึ้นและไหม้ และกลายเป็นพลาสมาที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะเร่งความเร็วเช่นกัน ดังนั้นปืนเรลกันจึงสามารถยิงพลาสมาได้ แต่เนื่องจากความไม่เสถียรของมัน มันจึงสลายตัวอย่างรวดเร็วมีสำรองไว้จริงๆ. การพัฒนาต่อไปอาวุธประเภทต่าง ๆ ใกล้จะหมดแรงแล้วและมีเพียงการเกิดขึ้นของพันธุ์ต่าง ๆ ซึ่งทำงานบนพื้นฐานของหลักการทางกายภาพที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงเท่านั้นที่สามารถให้แรงผลักดันใหม่แก่พวกเขาได้หรือไม่? ใช่นี่เป็นเรื่องจริง แต่มีผู้สมัครคนแรกสำหรับบทบาทของอาวุธแห่งอนาคตอยู่แล้ว ผู้ที่มีแนวโน้มมากที่สุดถือเป็น "ปืนเรลกัน"
ทุกวันนี้นักประชาสัมพันธ์และนักอนาคตวิทยาได้กลายเป็น อยู่ในสภาพที่ดีพูดคุยเกี่ยวกับการหยุดความคืบหน้า พวกเขากล่าวว่า "ประวัติศาสตร์ทางเทคนิคของมนุษยชาติหยุดไหลไปแล้ว เงินจำนวนหลายล้านชั่วโมงต้องลงทุนไปกับการค้นพบครั้งใหม่แต่ละครั้ง และด้วยเหตุนี้ ความก้าวหน้าจึงไม่ก้าวกระโดดอีกต่อไป แต่คืบคลานด้วยความเร็วหนึ่งมิลลิเมตรต่อปี”
เกี่ยวกับ อาวุธปืนข้อความนี้ดูเหมือนจริงบางส่วน หากคุณวาง "หอกไฟ" ของจีนในศตวรรษที่ 10 ไว้เคียงข้างกัน (แท่งไม้ไผ่ที่มีท่ออัดแน่นไปด้วยดินปืนและหิน) และสมัยใหม่ ปืนไรเฟิลจู่โจม— ความก้าวหน้าดูเหมือนชัดเจน และถ้าคุณวางจิตใจไว้ใกล้ ๆ ให้พูดว่า "ฆาตกร" นักลอบสังหารชาวฝรั่งเศสของแบบจำลองศตวรรษที่ 14 และปืนที่ขับเคลื่อนด้วยตนเอง " แนวร่วม-SV" จากนั้นเครื่องมือทั้งหมดจากพิพิธภัณฑ์เหล่านี้ก็เริ่มดูเหมือนคลับมนุษย์นีแอนเดอร์ทัล
แต่ถ้าคุณ "แยกมันออกแล้วดูว่ามีอะไรอยู่ข้างใน" ปรากฎว่าอาวุธปืนตลอด 7 ศตวรรษของการพัฒนานั้นมีระยะทางที่สั้นกว่าการบินมากนับตั้งแต่การทดลองของ Bartolomeu de Guzman และการบินของพี่น้อง Montgolfier และที่นั่น ไม่ใช่ "การปฏิวัติ" เหมือนรูปลักษณ์ภายนอก อากาศยานสิ่งที่หนักกว่าอากาศไม่เคยเห็นมาก่อนในประวัติศาสตร์ ในความเป็นจริงทั้งปืนที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง "Coalition" และ "หอกไฟ" ใช้หลักการเดียวกัน - แทนที่จะใช้พลังงานของกล้ามเนื้อหรือกลไกกระสุนปืนจะถูกโยนเข้าหาศัตรูโดยใช้ก๊าซที่เกิดขึ้นในปริมาตรที่ จำกัด ในระหว่างปฏิกิริยาทางเคมีของการออกซิเดชันอัตโนมัติ นั่นคือการเผาไหม้ของสารซึ่งประกอบด้วยประจุจรวด นวัตกรรมทั้งหมดในพื้นที่นี้สามารถนับได้ด้วยมือเดียว: วิวัฒนาการของระบบการบรรจุที่มีมานานนับศตวรรษจากการเทดินปืนลงในถังโดยตรงไปจนถึงประจุรวม เส้นทางจากไส้ตะเกียงที่สอดเข้าไปในรูไปจนถึงระบบอัตโนมัติสมัยใหม่ ซึ่งให้อัตราการยิง 6,000 รอบต่อนาที ตัดเจาะ การประดิษฐ์ไนโตรเซลลูโลสและบัลลิไทต์ ...
ปัจจุบัน แนวคิดทางวิศวกรรมมีเป้าหมายเพื่อแก้ไขปัญหาหลัก 3 ประการ ได้แก่ การเผาไหม้ที่สมบูรณ์ของปลอกกระสุนปืน การปรับปรุงกระสุนแบบแอคทีฟ-รีแอคทีฟ และการสร้างกระสุนที่มีเส้นทางการบินที่ปรับได้สำหรับปืนพก หลักการทั่วไปยังคงเหมือนเดิมทุกประการกับศตวรรษที่ 10 เงินสำรองสำหรับการพัฒนาและความทันสมัยต่อไปใกล้จะหมดลงแล้วและมีเพียงการเกิดขึ้นของอาวุธที่ทำงานบนพื้นฐานของหลักการทางกายภาพที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงเท่านั้นที่สามารถให้แรงผลักดันใหม่ในการพัฒนาได้
ความพยายามครั้งแรกที่จะออกนอกเส้นทางที่ถูกตีนั้นไม่มีใครอื่นนอกจาก Leonardo da Vinci ผู้เสนอให้ผลักกระสุนปืนออกจากถังด้วยไอน้ำ ตั้งแต่นั้นมาก็มีความพยายามที่จะประดิษฐ์ปืนไอน้ำหลายครั้งแต่แต่ละครั้ง ตัวอย่างใหม่ในแง่ของคุณลักษณะขีปนาวุธ ความน่าเชื่อถือ และความซับซ้อนในการผลิต ทำให้แพ้การแข่งขันกับระบบผง "แบบดั้งเดิม" อย่างน่ายกย่อง อัตราการยิงของตัวอย่างที่มีชื่อเสียงที่สุดของปืนไอน้ำในประเทศ - ปืนใหญ่ Karelin 7 บรรทัด (17.5 มม.) ตามมาตรฐานปี 1829 นั้นน่าประทับใจ - 50 รอบต่อนาที แต่ยังคงจัดแสดงของพิพิธภัณฑ์ปืนใหญ่ใน เซนต์ปีเตอร์สเบิร์กมีอยู่ในสำเนาเดียว ชะตากรรมเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับปืนไอน้ำร่วมสมัยของ Perkins ซึ่งยิงได้มากกว่า 10 นัดต่อนาที
ประวัติศาสตร์ของปืนมีความน่าสนใจมากขึ้น โดยหลักการทำงานนั้นมีพื้นฐานมาจากการผลักกระสุนปืนออกจากลำกล้องโดยใช้แรงของก๊าซอัด แต่ถึงแม้จะมีอาวุธยุทโธปกรณ์ก็ตาม หน่วยพิเศษและก่อนหน้านี้ด้วยซ้ำ ปืนใหญ่กองทัพเรือแนวคิดของ “นิวแมติกส์” ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับของเล่น กีฬา และ อาวุธล่าสัตว์แต่ไม่ใช่ด้วยการต่อสู้ เหตุใดสิ่งนี้จึงเกิดขึ้นเป็นหัวข้อสำหรับการตีพิมพ์แยกต่างหาก ในตอนนี้สังเกตได้ว่าหนึ่งในอุปสรรคที่สำคัญที่สุดในการแนะนำ "ปืนลม" คือกฎที่ไม่เปลี่ยนรูปซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการออกแบบระบบดังกล่าวทั้งหมด: เมื่อลักษณะขีปนาวุธ ทำได้คล้ายกับดินปืนน้ำหนักของปืนลมเพิ่มขึ้นสามเท่า
กล่าวอีกนัยหนึ่งว่า ทั้งไอน้ำและก๊าซอัดไม่เหมาะกับบทบาทของ "อาวุธแห่งอนาคต" หากเพียงเพราะหลักการทำงานของปืนไอน้ำและนิวแมติกส์นั้นจริงๆ แล้วเลียนแบบดินปืนด้วยวิธีอื่น ช่วงเวลาของการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างรวดเร็วในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 ทำให้เกิดแนวคิดใหม่อย่างสมบูรณ์เกี่ยวกับสิ่งที่จะมาแทนที่ "อาวุธปืน" ตามปกติ แต่การนำไปปฏิบัติจริงยังคงเป็นจังหวัดของผู้เขียน ของนิยายวิทยาศาสตร์และผู้สร้างเกมคอมพิวเตอร์ จนถึงขณะนี้ความคิดทางวิศวกรรมเป็นเพียงการทำตามขั้นตอนอย่างระมัดระวังใกล้กับการนำอาวุธไปใช้ในทางปฏิบัติเท่านั้น หลักการทางกายภาพและมีอยู่ในรูปแบบของการติดตั้งในห้องปฏิบัติการเป็นหลัก แต่ได้กำหนด "ผู้นำทั้งสาม" แล้ว ได้แก่ เลเซอร์ ปืนเกาส์ และปืนรางรถไฟ หรือที่เรียกกันว่า "เครื่องเร่งมวลราง"
"Railguns" และ "Gausses" ใกล้เคียงกับแนวคิดที่เรากำหนดไว้เกี่ยวกับอาวุธมากที่สุด เป้าหมายในนั้นถูกโจมตีด้วยกระสุนปืนของวัสดุและไม่ใช่โดย "รังสีมรณะ" ประสิทธิภาพซึ่งถูกจำกัดโดยชั้นบรรยากาศของโลกเป็นหลักและตัวอย่างเช่นจากข้อเท็จจริงที่ว่า ร่างกายมนุษย์มากกว่า 70% ประกอบด้วยน้ำซึ่งยากกว่ามากในการให้ความร้อนด้วยรังสีความร้อน แต่อาวุธแม่เหล็กไฟฟ้าที่สามารถขว้างกระสุนปืนด้วยความเร็วเกือบเก้าเท่าของความเร็วเสียงนั้นให้ข้อได้เปรียบเหนืออาวุธปืนแบบ "ดั้งเดิม" มากมายอย่างไม่อาจปฏิเสธได้
แม้ว่าการออกแบบภายนอกจะเรียบง่าย แต่ Gauss ก็ยังแพ้การแข่งขันให้กับ "ปืนเรลกัน" อย่างสิ้นหวัง และเป็นไปได้มากว่าอาวุธทหารที่ใช้หลักการนี้ไม่น่าจะปรากฏเลย การเร่งความเร็วของกระสุนปืนนั้นมั่นใจได้โดยการส่งกระสุนที่ทำจากวัสดุนำไฟฟ้าไปตามกระบอกอิเล็กทริกผ่านชุดขดลวดที่สร้างสนามแม่เหล็ก ดูน่าประทับใจด้วยการใช้ตัวอย่างงานฝีมือแบบโฮมเมดที่สามารถตอกตะปูเข้าไปในกระดานปาเป้าจากระยะไกลหลายเมตร แต่ในขณะเดียวกันก็ให้ประสิทธิภาพที่ต่ำมาก (1-2 เปอร์เซ็นต์)
แม้ว่าจะใช้ระบบเร่งความเร็วแบบหลายขั้นตอนพร้อมการเปลี่ยนคอยล์ตามลำดับ แต่ประจุเพียง 27 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่ถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ (สำหรับการเปรียบเทียบในอาวุธปืนสมัยใหม่ตัวเลขนี้จะผันผวนประมาณ 30-35 เปอร์เซ็นต์) เพียงพอ การบริโภคสูงพลังงานเมื่อรวมกับน้ำหนักที่มากของการติดตั้งและความเร็วกระสุนปืนที่ค่อนข้างเร่งต่ำทำให้การพัฒนา "เกาส์เซียน" เป็นเรื่องที่ไร้ประโยชน์ อย่างน้อย- ในระดับเทคโนโลยีในปัจจุบัน
โครงร่างของเครื่องเร่งความเร็วรางช่วยให้นักออกแบบอาวุธในอนาคตได้เปรียบเหนือดินปืนอย่างมาก เนื่องจากความสามารถในการเร่งมวลที่ต่ำมากเป็นพิเศษให้เป็นความเร็วสูงพิเศษ ใน มุมมองทั่วไปวงจรมีลักษณะดังนี้: อิเล็กโทรดสองตัวที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายกระแสตรงจะเร่งกระสุนปืนด้วยแรงของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและปิดวงจรพร้อมกัน หลักการเดียวกับที่พลังงานไฟฟ้าเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์เรียกว่า "แรงลอเรนซ์" ในฟิสิกส์
สิทธิบัตรแรกสำหรับปืนรางรถไฟได้รับโดยชาวฝรั่งเศส Andre Louis-Octave Fauchon Vieple ย้อนกลับไปในปี 1902 การทดสอบดำเนินการตั้งแต่ปี พ.ศ. 2459 ถึง พ.ศ. 2461 และดำเนินการอย่างไม่ระมัดระวังอย่างมาก การวัดความแรงของกระแสและความเร็วเริ่มต้นของกระสุนปืนไม่ได้ดำเนินการ และด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างความเป็นไปได้ในการสร้างเช่นนั้นเท่านั้น อาวุธ
ในช่วงสงครามโลกครั้งหน้า ความเป็นผู้นำของกองอำนวยการอาวุธยุทโธปกรณ์ของเยอรมันเริ่มให้ความสนใจกับวัสดุที่ยึดได้บนปืนรางรถไฟ โดยจับใจโครงการใด ๆ ที่สามารถเล่นบทบาทของอาวุธมหัศจรรย์ได้อย่างเมามัน หัวข้อโดย อาวุธแม่เหล็กไฟฟ้า(รวมทั้งปืนเรลกันและปืนใหญ่ Gauss) ได้รับความไว้วางใจให้เป็นของ Dr. Joachim Hänsler การทดสอบดำเนินการในปี พ.ศ. 2487-45 ในอุโมงค์รถไฟใกล้เมือง Klais ในบาวาเรียตอนบน ต้นแบบแรกของปืนรางรถไฟ LM-2 ที่สร้างขึ้นโดยกลุ่มของ Hansler ด้วยความยาวไกด์ 2 เมตร ได้เร่งความเร็วกระบอกอะลูมิเนียมที่มีน้ำหนัก 10 กรัมเป็นความเร็ว 1,080 เมตร/วินาที; เมื่อความยาวลำกล้องเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ความเร็วจะเพิ่มขึ้นเป็น 1,200 ม./วินาที สำหรับการเปรียบเทียบ ปืนต่อต้านอากาศยานที่ดีที่สุดของเยอรมันในสงครามโลกครั้งที่สองคือ 12.8 ซม. Flak 40 มีความเร็วเริ่มต้นเพียง 880 m/s
ไม่น่าแปลกใจที่คำสั่งของ Luftwaffe สนใจผลการทดสอบเป็นอย่างมาก และออกคำสั่งให้ Hansler สำหรับปืนต่อต้านอากาศยานติดรางที่สามารถยิงกระสุนที่บรรจุระเบิดครึ่งกิโลกรัมด้วยความเร็วเร่งความเร็ว 2,000 ม./ และอัตราการยิง 10-15 นัดต่อนาที อย่างไรก็ตาม อาวุธดังกล่าวไม่เคยถูกสร้างขึ้น และต้นแบบ LM-2 ก็ถูกจับในปี พ.ศ. 2488 โดยชาวอเมริกันผู้ออก ซีรีย์ใหม่ทดสอบข้อสรุปต่อไปนี้: ลักษณะขีปนาวุธนั้นโดดเด่นอย่างแน่นอน แต่การยิงแต่ละครั้งต้องใช้ไฟฟ้าจำนวนหนึ่ง “ซึ่งเพียงพอที่จะส่องสว่างครึ่งหนึ่งของชิคาโก”
แต่ความพยายามก็ยังดำเนินต่อไป ปืนเรลกันรุ่นใหม่ได้รับการพัฒนาในสหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย บริเตนใหญ่ สหภาพโซเวียต และแม้แต่ในยูโกสลาเวีย แต่ทุกคนเริ่มพูดถึงความจริงที่ว่ายุคของอาวุธที่ปราศจากดินปืนนั้นปรากฏให้เห็นบนขอบฟ้าแล้วหลังจากวันที่ 10 ธันวาคม 2553 ปืนรางที่พัฒนาโดย BAE Systems ด้วยกำลัง 33 เมกะจูลด้วยความเร็วกระสุนปืนเริ่มต้นที่ 2,520 ม. ประสบความสำเร็จในการทดสอบในประเทศสหรัฐอเมริกาด้วย ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา รถต้นแบบได้ยิงไปแล้วมากกว่าหมื่นนัด (สามารถรับชมวิดีโอได้บน Youtube) และเรากำลังพูดถึงการติดตั้งปืนรุ่นแรกบนเรือพิฆาตประเภท DDG-1000 Zumwalt
ในอนาคต มีการวางแผนที่จะเพิ่มความเร็วกระสุนปืนเป็น 5.8,000 ม./วินาที อัตราการยิงเป็น 6-15 รอบต่อนาที และระยะการยิงเล็งเป็น 370 กิโลเมตร กำลังไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นเป็น 64 เมกะจูล และการติดตั้งดังกล่าวจะใช้พลังงานอย่างน้อย 16 เมกะวัตต์ ซึ่งมีความสำคัญแม้จะเป็นไปตามมาตรฐานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันก๊าซขนาด 72 เมกะวัตต์ของเรือที่วางแผนจะติดตั้งบนเรือซัมวอลต์ส ในขณะเดียวกัน โรงไฟฟ้าที่จำเป็นในการยิงกระสุนจากปืนเรลกันนั้นอยู่ในห้องเล็กๆ ที่ศูนย์พัฒนาอาวุธพื้นผิวกองทัพเรือสหรัฐฯ Dahlgren ซึ่งกำลังถูกทดสอบ เมื่อพิจารณาจากข้อเท็จจริงที่ว่าโครงการนี้ยังไม่ได้รับการลดงบประมาณทางทหาร ผลลัพธ์ถือว่ามีนัยสำคัญ และการปรากฏตัวของปืนรางรถไฟที่ให้บริการ กองทัพเรืออเมริกันคาดว่าภายใน 10-15 ปี
ในรัสเซีย นักวิทยาศาสตร์จากสาขา Shatura ของ United Institute กำลังพัฒนาอาวุธรางรถไฟ อุณหภูมิสูง RAS และพวกเขาใช้เส้นทางที่แตกต่างจากเส้นทางอเมริกันเล็กน้อย ผู้สร้าง "ราง" ในประเทศโดยไม่ต้องกังวลใจอีกต่อไปตัดสินใจว่าทุกสิ่งใหม่นั้นเก่าที่ถูกลืมไปอย่างดีและเสนออุปกรณ์เพื่อแก้ปัญหาการจัดหาพลังงานซึ่งค่อนข้างชวนให้นึกถึงกระสุนปืนใหญ่ที่เราคุ้นเคย บทบาทของกล่องคาร์ทริดจ์ที่มีดินปืนในปืนกล Artsimovich นั้นเล่นโดยเครื่องกำเนิดแม่เหล็กที่ระเบิดได้ซึ่งการเผาไหม้ที่สมบูรณ์จะสร้างพัลส์แม่เหล็กไฟฟ้าที่ทรงพลังซึ่งจำเป็นในการเร่งกระสุนปืนด้วยแรงลอเรนซ์
ภายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามี... ปืนอีกกระบอก คราวนี้เป็นปืนความร้อนไฟฟ้า ซึ่งเดิมทีกระสุนปืนถูกวางไว้ มันแตกต่างจากปืนรางในกรณีที่ไม่มี "ราง" การเร่งความเร็วจะดำเนินการโดยใช้แรงดันที่สร้างขึ้นโดยการปล่อยพลาสมาอุณหภูมิสูงทันที ภาพจากการทดสอบแม้ว่าจะดูไม่สีสันเท่าของชาวอเมริกัน แต่ก็น่าประทับใจ: กระสุนที่หล่อจากโพลีเมอร์เบาที่มีน้ำหนักเพียง 2 กรัมเจาะทะลุเป้าหมายหลายอันที่ทำจากโลหะผสมของเหล็กและดูราลูมินวางเรียงกัน ทิ้งรอยฉีกขาดขนาดใหญ่ไว้ในแต่ละหลุม
อย่างไรก็ตาม พนักงานของสาขา Shatura เสนอให้ใช้ "เคส" ของตนแยกจากปืนเรล - เป็นหน่วยรบ ขีปนาวุธต่อต้านอากาศยานซึ่งจะช่วยให้ไม่เพียงสร้างความเสียหายทางกายภาพต่อเป้าหมายทางอากาศเท่านั้น แต่ยังทำให้ "การบรรจุ" อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดของพวกเขาหมดไปด้วยพัลส์จากการระเบิดของเครื่องกำเนิดแม่เหล็กระเบิด
สำหรับบันทึกในแง่ดีนี้ เรามาปิดปากการประโคมข่าวและพูดคุยเกี่ยวกับปัญหาเหล่านั้นที่ผู้พัฒนา "ปืนเรลกัน" และ "ปืนเรลกัน" ยังไม่ได้เริ่มแก้ไข รายชื่อของพวกเขายังห่างไกลจากแหล่งพลังงานที่ครบถ้วนสมบูรณ์ อาวุธใหม่ก็จะต้องใช้วัสดุใหม่เช่นกัน ความจริงก็คือแรง Lorentz ที่โด่งดังในขณะที่ยิงไม่เพียงทำหน้าที่บนกระสุนปืนเท่านั้น แต่ยังบนรางด้วยพยายามที่จะเคลื่อนพวกมันไปในทิศทางที่ต่างกัน นอกจากนี้กระสุนปืนที่เร่งจะขยายตัวเมื่อถูกความร้อนและเมื่อเร่งความเร็วก็จะกำจัดขี้กบออกจากรางอย่างแท้จริง
คำแนะนำ ปืนอเมริกันทำจากทองแดงปลอดออกซิเจนชุบเงิน และต้องเปลี่ยนทุก ๆ สองหรือสามนัด ดังนั้นอัตราการยิง 10-15 รอบต่อนาทีสามารถทำได้ตามทฤษฎีเท่านั้น นอกจากนี้ ยังไม่ชัดเจนว่ากระสุนปืนควรทำจากอะไร เนื่องจากแม้แต่วัสดุทนไฟส่วนใหญ่ที่เราใช้ที่ความเร็วเกิน 7,500 ม./วินาที ก็ถูกทำลายโดยการเสียดสีกับอากาศ และกลายเป็นพลาสมาอุดตัน และเราจะต้องสร้างระบบนำทางและสถานที่ที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงซึ่งเหมาะสำหรับการแก้ปัญหา "การตีกระสุนด้วยกระสุน" งานอย่างที่พวกเขาพูดนั้นไม่มีที่สิ้นสุด
มันยังคงที่จะตอบ คำถามสุดท้าย- เหตุใดจึงจำเป็นทั้งหมดนี้? เหตุใดจึงต้องใช้เงินจำนวนมากในการสร้างอาวุธตามหลักการทางกายภาพใหม่หากมีปืนใหญ่ดินปืนและปืนไรเฟิลที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในสงครามหลายร้อยครั้งซึ่งยิ่งกว่านั้นกระสุนและกระสุน "อัจฉริยะ" กำลังได้รับการพัฒนาอย่างแข็งขันที่สามารถเข้าถึง เป้าหมายในเกือบทุกสถานการณ์?
ข้อได้เปรียบหลักของ "อาวุธราง" คือความสามารถในการโจมตีเป้าหมายด้วยกระสุนปืนขนาดค่อนข้างเล็กที่ความเร็วเกินความเร็วของเสียงในวัสดุที่ประกอบด้วยเป้าหมาย และแน่นอนว่าความสามารถในการควบคุมความเร็วของกระสุนปืนขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์ที่เราต้องการบรรลุ
ตัวอย่างเช่นเมื่อยิงปืนเรลกันที่รถถังคุณสามารถเลือกเจาะเกราะสร้างการระเบิดบนพื้นผิวหรือบรรลุแรงกระแทกที่กระสุนปืนจะกลายเป็นกระแสอนุภาคไอออนไนซ์ซึ่งรับประกันว่าจะทำลายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด และในเวลาเดียวกันกับลูกเรือทั้งหมด เอฟเฟกต์เดียวกันนี้สามารถทำได้เมื่อถ่ายภาพไปยังเป้าหมายสดที่ซ่อนอยู่
ก็จะสามารถสร้างได้เช่นกัน ปืนต่อต้านอากาศยานเพื่อ “กำจัด” ดาวเทียมออกจากวงโคจรต่ำ และรางยิงเพื่อยิงพวกมันที่นั่น อย่างที่คุณเห็น สิ่งที่เหลืออยู่คือการแก้ปัญหาทางกายภาพและทางวิศวกรรมสองสามอย่าง และอนาคตก็อยู่ใกล้แค่เอื้อม