211service.com
Elektromagnetische railgun schiet weg
Vorige week bij de Naval Surface Warfare Center , in Dahlgren, VA, kwam een zeven-pond kogel uit een apparaat ter grootte van een vrachtwagen met zeven keer de snelheid van het geluid en stuurde een zichtbare schokgolf door de lucht voordat hij in een metalen bunker vol zand neerstortte. Met 10,6 megajoule kinetische energie werd deze aluminium slug niet voortgestuwd door explosieven maar door een elektrisch veld, waardoor dit het krachtigste elektromagnetische railkanon ooit is afgevuurd. Het apparaat maakt deel uit van de het ontwikkelingsprogramma voor railguns van de marine .
Kracht tonen: Er wordt een schokgolf geproduceerd (hierboven) wanneer een supersonische kogel tevoorschijn komt uit het elektromagnetische railkanon van de marine, dat eind vorige maand werd getest.
Hoewel door drijfgas aangedreven granaten de afgelopen honderd jaar de steunpilaren waren van oorlogsschepen van de marine, hebben de kosten en veiligheidskwesties in verband met het opslaan van explosieve materialen ingenieurs ertoe aangezet om alternatieven zoals het elektromagnetische railkanon te zoeken. Er zijn fysieke grenzen aan wat je met buskruit kunt doen, zegt Charles Garnett, de manager bij Dahlgren, verwijzend naar de maximale snelheden die explosies kunnen produceren. Een railgun zou uiteindelijk een slak van 40 pond 200 mijl kunnen sturen in zes minuten - 10 keer het bereik van het primaire oppervlaktesteunkanon van de marine, de MK 45 - en het zou kunnen worden gebruikt om marinierstroepen te ondersteunen die betrokken zijn bij operaties op het land.
Veel mensen denken dat een railgun niet veel lawaai zal maken, zegt Garnett. Het is elektrisch gestookt en ze verwachten een suizen en geen geluid. In werkelijkheid, wanneer de kogel tevoorschijn komt, laat hij een barst los terwijl elektriciteit als een bliksem door de lucht gaat.
De railgun dankt zijn naam aan twee sterk geleidende rails, die een compleet elektrisch circuit vormen zodra het metalen projectiel en een glijdend anker zijn geplaatst. Wanneer stroom door het apparaat begint te stromen, creëert het een krachtig elektromagnetisch veld dat het projectiel door de loop versnelt bij 40.000 G s, waarmee het binnen enkele milliseconden wordt gestart. Aerodynamische weerstand samen met een miljoen ampère stroom verwarmt de kogel tot 1000 ° C, waardoor aluminiumdeeltjes worden ontstoken en een spoor van vlammen achterblijft. De onderzoekers schatten de energie van de snuit op basis van de massa en snelheid van de kogel in de loop en van nauwkeurig getimede röntgenfoto's tijdens de vlucht.
Multimedia
Kijk hoe de railgun een zeven-pond kogel afvuurt.
Zie de vlammen geproduceerd door de kogel.
Wat belangrijk is, zegt Garnett, is dat dit de eerste stap is op weg naar het bouwen van een tactisch levensvatbaar systeem met 64 megajoule aan energie.
Het vorige experimentele railgun-record van 9 megajoule was 15 jaar geleden gevestigd door een team aan de Universiteit van Texas in Austin gefinancierd door het Amerikaanse leger. Maar het Texas-railkanon werkte aan de bovenkant van zijn capaciteit, terwijl Garnett zegt dat het nieuwe kanon is ontworpen om tot 32 megajoule aan te kunnen, en het uiteindelijke doel van het project is om een model van 64 megajoule te bouwen.
Jon Kitzmiller , een expert in elektromechanische systemen aan de Universiteit van Texas, die aan een eerder railgun-project heeft gewerkt, zegt dat het marineteam veel moeite zal hebben om [64 megajoule] te halen, maar het is zeker haalbaar. Hij zegt dat het budget van de marine van $ 40 miljoen per jaar dat tot 2011 is veiliggesteld, bewijst dat het serieus is om het wapen in de komende 15 tot 20 jaar te realiseren. De vorige poging werd ontspoord door financieringsbeperkingen.
Een van de grootste uitdagingen, zegt Kitzmiller, is het ontwerpen van een voeding die meerdere opnamen aankan. Om meerdere opnames van 64 megajoule op een condensatorbank op te slaan, heb je een vliegdekschip vol condensatorbanken nodig, zegt hij. Een oplossing, zijn Kitzmiller en Garnett het erover eens, is een systeem van roterende gepulseerde alternatoren, compulsators genaamd, in plaats van traditionele condensatoren.
Andere uitdagingen zijn onder meer het ontwikkelen van een projectielgeleidingssysteem dat bestand is tegen 40.000 G s–tweemaal de versnelling van de huidige systemen– en het bouwen van een geweerloop die bestand is tegen de kracht en hitte die wordt geproduceerd door herhaaldelijk schieten. Dezelfde kracht die de kogel uit de loop drijft, scheurt ook de rails uit elkaar. Het Dahlgren-prototype lijkt in niets op een typisch pistool en onderdelen zullen vaak moeten worden vervangen.
Een of twee keer een pistool afvuren [maakt het] een noviteit, zegt Garnett. Duizend keer schieten [maakt het] een wapen.