Was ist eine Eisenbahnpistole?

Die Schienenwaffe oder einfacher Railgun verwendet ein Magnetfeld, das von Strom angetrieben wird, um ein Projektil zu beschleunigen.Obwohl die grundlegenden Ideen, die dem Bau einer Bahnpistole zugrunde liegen, einfach sind, führt das Schießen eines typischen Projektils zu einer enormen Abstoßungskraft.Das Ergebnis ist, dass die Eisenbahnpistole nach fast jedem Schuss gewartet werden muss, was sie weniger praktisch als herkömmliche Projektile macht.Sie erfordern auch eine sehr große Stromversorgung, in der sie etwa eine Million Stromversorgung bereitstellen können, was die Schaffung tragbarer Schienenwaffen schwierig macht.

Eine Schienenwaffe besteht aus zwei fest verankerten parallelen Metallschienen, die an eine elektrische Stromversorgung angeschlossen sind.Zwischen den Schienen befindet sich ein Projektil, das Elektrizität durchführen kann, wodurch die Schaltung abgeschlossen wird.Wenn die Metallschienen elektrisch geladen sind, verhalten sie sich als Elektromagnetze und erzeugen ein Magnetfeld, das um jede Schiene herum zirkuliert.Ein Feld bewegt sich im Uhrzeigersinn um seine Schiene, das andere im Uhrzeigersinn, wodurch ein Magnetfeld dazwischen entsteht, das eine Nettokraft parallel zu den Schienen entsteht, weg vom Stromversorgung.Das Projektil verhält sich wie jeder geladene Draht in einem elektrischen Feld und erfährt senkrecht zur Strömungsrichtung und in die Richtung des Magnetfeldes.Dies wird als Lorentz -Kraft bezeichnet.

Wenn der elektrische Strom sehr stark ist, beschleunigt das Projektil, die starke Kräfte durchläuft, bis zum Ende der Schienenpistole gegenüber der Stromversorgung beschleunigt und durch eine Blende verläuft.Die so gebrochene Schaltung endet den Strom des elektrischen Stroms.Das Projektil muss während der Beschleunigung physische Kontakt mit den Schienen aufnehmen.Wenn sich das Projektil schnell genug bewegt, kann die Reibung allein die Schienen ernsthaft beschädigen oder sogar verdampft, ohne stark genug Materialien.Wenn die Schienen nicht sicher auf eine stabile Oberfläche befestigt sind, können sie durch mächtige Energien innerhalb der Bahnpistole getrennt werden. Viele Millionen Dollar wurden von den USSie wurden in der Größenordnung von 3,5 km/s (2,17 MPS) entwickelt, die ungefähr dreimal schneller als moderne Gewehre besitzen.Diese Entwürfe erfordern jedoch große Stromversorgungen, und die Wartung bleibt ein Problem.Die US-Marine hat aufgrund ihrer nicht explosiven Munition Interesse an Bahnpistolen bekundet, aber sie haben nicht gemeinsam verwendet.Eine vorgeschlagene Lösung für das Problem der Schienenwaffenbekleidung ist die Idee, sehr kleine Projektile zu verwenden, die bei sehr hohen Geschwindigkeiten beschleunigt wurden.von friedlichen Anwendungen wie Raumfahrt.Eine sehr lange Bahnpistole oder ein Massenfahrer

könnte verwendet werden, um die Nutzlasten zu beschleunigen, um die Geschwindigkeit für Kosten weitaus billiger zu entkommen als die von chemischen Raketen.Ein Nachteil ist die hohe Erstinvestition, die zum Aufbau eines solchen Massenfahrers erforderlich ist.Um einen Massenfahrer zu schaffen, der ein Projektil beschleunigt, um die Geschwindigkeit mit einer Rate zu entkommen, die für menschliche Passagiere (~ 2 Gs) akzeptabel ist, würde ein Fass mit einer Länge von ~ 50 km (30 km) erforderlich sein.Eine weitere potenzielle Anwendung von Schienenwaffen kann sich in der Arena der nuklearen Fusion befinden, in der immensen Druck und Temperaturen erforderlich sind, um Atomkerne zusammen zu verschmelzen.