Vad är en järnvägspistol?

Järnvägspistolen, eller enklare, Railgun , använder ett magnetfält som drivs av elektricitet för att påskynda en projektil.Även om de grundläggande idéerna som ligger till grund för konstruktionen av en järnvägspistol är enkla, resulterar avfyrningen av en typisk järnvägspistolprojektil i en enorm avvisande kraft.Resultatet är att järnvägspistolen måste servas efter nästan varje skott, vilket gör dem mindre praktiska än konventionella projektiler.De kräver också en mycket stor strömförsörjning, som kan tillhandahålla en miljon eller så ampere av ström, vilket gör skapandet av bärbara järnvägspistoler svårt.

En järnvägspistol består av två fast förankrade parallella metallskenor, anslutna till en elförsörjning.En projektil som kan utföra el placeras mellan skenorna och slutföra kretsen.Genom att vara elektriskt laddad uppträder metallskenorna som elektromagneter och skapar ett magnetfält som cirkulerar runt varje skena.Det ena fältet rör sig medurs runt sin skena, det andra medurs, vilket skapar ett magnetfält mellan som skapar en nettokraft parallellt med skenorna, bort från strömförsörjningen.Projektilen uppför sig som alla laddade trådar i ett elektriskt fält och upplever en kraft vinkelrätt mot strömmen för strömmen och magnetfältets riktning.Detta kallas Lorentz -kraften.

När den elektriska strömmen är mycket stark, är projektilen, som genomgår kraftfulla krafter, till slutet av järnvägspistolen mittemot strömförsörjningen och går ut genom en öppning.Kretsen, därmed trasig, slutar flödet av elektrisk ström.Projektilen måste få fysisk kontakt med skenorna under accelerationen.Om projektilen rör sig tillräckligt snabbt kan friktionen enbart allvarligt skada eller till och med förånga skenorna, frånvarande starka tillräckligt med material.Om skenorna inte är säkert fäst på en stabil yta, kan de drivas isär av kraftfulla energier inom järnvägspistolen.

Många miljoner dollar har lagts i järnvägspistolforskning av USA: s militär, och många framgångsrika prototyperhar utvecklats, som har mycket höga munhastigheter, i storleksordningen 3,5 km/sek (2,17 mps), ungefär 3 gånger snabbare än moderna gevär.Dessa konstruktioner kräver emellertid stora strömförsörjningar, och underhåll är fortfarande ett problem.Den amerikanska marinen har uttryckt intresse för järnvägsvapen på grund av deras icke-explosiva ammunition, men de har inte ingått vanligt bruk.av fredliga applikationer som rymdresor.En mycket lång järnvägspistol, eller Massförare , kan användas för att påskynda nyttolaster för att undkomma hastighet för kostnader mycket billigare än för kemiska raketer.En nackdel är den höga initiala investeringen som krävs för att bygga en sådan massförare.Att skapa en massförare som påskyndar en projektil för att undkomma hastighet med en hastighet som är acceptabel för mänskliga passagerare (~ 2 gs), skulle kräva en fat med längd ~ 50 km (30 miles).En annan potentiell tillämpning av järnvägsvapen kan vara i arenan för kärnfusion, där enorma tryck och temperaturer krävs för att smälta atomkärnor tillsammans.