Kaip Veikia Geležinkelio Pistoletai

{h1}

Geležinkelio pistoletai palieka ginklus, kurių pagrindą sudaro ginklai, dulkėse (vienas gali patekti į taikinį 250 mylių atstumu per šešias minutes). Taigi kodėl kariškiai jų nenaudoja? Sužinokite, kaip gali būti naudojami bėgių pistoletai, ir sužinokite apie šios technologijos apribojimus.

Šaulys jau seniai buvo pasirinktas raketas, kad paleistų sviedinį iš ginklo. Tačiau švelniai pilki milteliai turi tris pagrindinius apribojimus:

  • Šaulį reikia nešti kartu su sviediniu, todėl visas turas tampa sunkesnis.
  • Potvarkis, kurio pagrindą sudaro juodieji milteliai, yra nestabilus, todėl jį sunku valdyti ir transportuoti.
  • Iš kulkosvaidžio varomų sviedinių snukio greitis paprastai yra maždaug 4000 pėdų (apie 1219 metrų) per sekundę.

Ar įmanoma įveikti šiuos iššūkius? Vienas iš sprendimų yra elektromagnetinis bėgių pistoletas arba trumpai. Naudodamas magnetinį lauką, maitinamą elektra, bėgio pistoletas gali pagreitinti sviedinį iki 52 493 pėdų (16 000 metrų) per sekundę. Ir nors dabartinių karinio jūrų laivyno ginklų maksimalus atstumas yra 12 mylių, geležinkelio pabūklai per šešias minutes gali pasiekti taikinį 250 mylių atstumu.

Šiame straipsnyje aptarsime, kaip veikia bėgių pistoletai, kaip jie gali būti naudojami ir šios technologijos apribojimai.

Ačiū

Ačiū Samui Barrosui iš „PowerLabs“ už pagalbą rengiant šį straipsnį. Mičigano technologijos universiteto mechanikos inžinerijos studentas Samas sukūrė ir pagamino savo bėgių pistoletus, ričių pistoletus ir daugybę kitų prietaisų.

„Rail Gun“ pagrindai

Kaip veikia geležinkelio pistoletai: bėgių

Bėgio pistoletas iš esmės yra didelė elektros grandinė, sudaryta iš trijų dalių: energijos šaltinio, lygiagrečių bėgių poros ir judančios armatūros. Pažvelkime į kiekvieną iš šių dalių išsamiau.

Šis turinys šiame įrenginyje nesuderinamas.

Maitinimas yra tiesiog elektros srovės šaltinis. Paprastai srovė, naudojama vidutinio ir didelio kalibro bėgių pistoletuose, yra milijonais amperų.

Bėgiai yra laidžių metalų, tokių kaip varis, ilgiai. Jie gali būti nuo 4 metrų iki 9 pėdų (9 metrų) ilgio.

Armatūra tilteliai užpildo tarpą tarp bėgių. Tai gali būti kietas laidžio metalo gabalas arba laidus sabotas - laikiklis, kuriame yra strėlytė ar kitas sviedinys. Kai kurie geležinkelio pistoletai naudoja a plazma armatūra. Šiame rinkinyje plona metalinė folija uždedama ant nelaidžiojo sviedinio galo. Kai energija teka per šią foliją, ji išgaruoja ir tampa plazma, nešančia srovę.

Štai kaip kūriniai veikia kartu:

Elektros srovė teka nuo teigiamo maitinimo šaltinio gnybto, iki teigiamo bėgio, per armatūrą, ir žemyn neigiamo bėgio atgal iki maitinimo šaltinio.

Bet kokia viela tekanti srovė sukuria aplink ją magnetinį lauką - sritį, kurioje jaučiama magnetinė jėga. Ši jėga turi ir dydį, ir kryptį. Bėgio pistolete du bėgiai veikia kaip laidai, aplink kiekvieną bėgelį cirkuliuoja magnetinis laukas. Magnetinio lauko jėgos linijos eina prieš laikrodžio rodyklę aplink teigiamą bėgį ir pagal laikrodžio rodyklę aplink neigiamą bėgį. Grynasis magnetinis laukas tarp bėgių yra nukreiptas vertikaliai.

Kaip įkrautas laidas elektriniame lauke, sviedinys patiria jėgą, vadinamą Lorenco jėga (po olandų fiziko Hendriko A. Lorentzo). Lorenco jėga nukreipta statmenai magnetiniam laukui ir srovės, tekančios per armatūrą, krypčiai. Žemiau pateiktoje schemoje galite pamatyti, kaip tai veikia.

Kaip veikia geležinkelio pistoletai: geležinkelio

Atkreipkite dėmesį, kad Lorentzo jėga yra lygiagreti bėgiams, veikdama toliau nuo maitinimo šaltinio. Jėgos dydis nustatomas pagal lygtį F = (i) (L) (B), kur F yra grynoji jėga, i yra srovė, L yra bėgių ilgis ir B yra magnetinis laukas. Jėgą galima padidinti padidinant bėgių ilgį arba srovės kiekį.

Kadangi ilgi bėgiai kelia projektavimo iššūkius, dauguma bėgių pabūklų naudoja stiprias sroves - milijono amperų tikslumu - kad sugeneruotų didžiulę jėgą. Sviedinys, veikiamas Lorentzo jėgos, įsibėgėja iki bėgių, esančių priešais maitinimo šaltinį, galo ir išeina per angą. Grandinė nutrūksta, o tai nutraukia srovės tekėjimą.

Pagrobimo galia

Bėgių pabūklams reikia milžiniškų srovių, kad sviediniai būtų šaudomi 5 Machų ar didesniu greičiu. Tai sukelia tradicinio mūšio laivo problemų, nes jėgos negalima atitraukti nuo laivo varomosios sistemos. Karinio jūrų laivyno naujos kartos mūšyje bus galima naudoti visiškai elektrinį DD (X), sukuriantį tokio tipo srovę. Norint paleisti bėgio pistoleto sviedinį, galia būtų nukreipta iš laivo variklio į pistoleto bokštą. Pistoletas bus šaudomas iki šešių raundų per minutę tiek laiko, kiek reikia. Tada galia būtų perkelta atgal į variklį.

Geležinkelio pistoletų problemos

Teoriškai bėgių pistoletai yra puikus sprendimas trumpojo ir ilgojo nuotolio šaunamosioms galioms. Iš tikrųjų jie kelia keletą rimtų problemų:

  • Maitinimas: Sukurti jėgą, reikalingą greitinti bėgių sviedinių sviedinius, yra tikras iššūkis. Kondensatoriai turi kaupti elektros krūvį, kol bus sukaupta pakankamai didelė srovė. Nors kai kuriuose įrenginiuose kondensatoriai gali būti maži, bėgių pistoletuose rasti kondensatoriai yra daug kubinių metrų.
  • Atsparus kaitinimas: Kai elektros srovė praeina per laidininką, ji patenkina laidžiosios medžiagos - šiuo atveju bėgių - atsparumą. Srovė sužadina bėgio molekules, sukeldama jų šilumą. Geležinkeliuose šis poveikis sukelia stiprų karštį.
  • Lydymasis: Didelis armatūros greitis ir šiluma, atsirandanti dėl varžinio kaitinimo, pažeidžia bėgių paviršių.
  • Atstumimas: Srovė kiekviename bėgio pistoleto bėgyje eina priešingomis kryptimis. Tai sukuria atstumiančią jėgą, proporcingą srovei, bandančią atitraukti bėgius. Kadangi bėgio pistoleto srovės yra tokios didelės, atstumas tarp dviejų bėgių yra reikšmingas. Geležinkelio pabūklų nusidėvėjimas yra rimta problema. Daugelis jų nutrūksta po kelių naudojimo būdų, o kartais juos galima naudoti tik vieną kartą.

Geležinkelio pistoletai prieš ritinius pistoletus

Ritinis pistoletas (arba Gauso pistoletas) yra elektromagnetinis paleidimo įrenginys, turintis keletą pranašumų, palyginti su bėgiais. Ritinio pistoleto „statinė“ yra varinių ritinių serija. Šios ritės energija gaunama paeiliui, sukuriant judantį magnetinį lauką statinės viduje. Šis magnetinis laukas pritraukia feromagnetinį sviedinį į statinę. Kadangi ritinio sviedinys sviedžiasi į statinę ir niekada neliečia ritės, jis patiria mažiau nusidėvėjimo ir šie pistoletai yra visiškai tylūs. Įrodyta, kad ritės pistoletai turi viršgarsinį greitį, tačiau jie nėra tokie veiksmingi ar tokie pajėgūs kaip bėgiai.

„Rail Gun“ aplikacijos

Menininko sumanymas apie JAV karinio jūrų laivyno lėktuvą, aprūpintą bėgio pistoletu.

Menininko sumanymas apie JAV karinio jūrų laivyno orlaivį įrengtas bėginis pistoletas.

Geležinkeliniai pabūklai ypač domina kariuomenę, kaip alternatyvą dabartinei stambiajai artilerijai. Bėgio pistoleto šaudmenys, turintys mažas volframo raketas, būtų gana lengvi, lengvai gabenami ir lengvai valdomi. Ir dėl didelio greičio bėginių pistoletų raketos bus mažiau jautrios kulkos kritimui ir vėjo poslinkiui nei dabartiniai artilerijos sviediniai. Kurso pataisa būtų svarbi, tačiau visos raketos, iššautos iš bėgių pistoleto artilerijos, būtų nukreipiamos palydovu.

Sunkiau būtų sukonstruoti smulkius rankinius bėgių pistoletus, daugiausia dėl atsilenkimo. Atsigręžimą, atgalinį šaunamojo ginklo veikimą po jo išmetimo, lemia pabėgančio sviedinio impulsas. Padauginus sviedinio masę iš jo greičio, gaunamas jo pagreitis, kuris didelio greičio bėgių pistoleto sviediniams būtų nemažas. Nešiojamasis bėginis pistoletas, iššaunantis labai mažas kulkas, gali būti sprendimas. Maža kulka apribotų atkrytį, bet vis tiek turi pakankamai kinetinės energijos, kad padarytų didelę žalą.

Geležinkelio pistoletai taip pat buvo pasiūlyti kaip svarbios Strateginės gynybos iniciatyvos, populiariai vadinamos „Žvaigždžių karais“, komponentai. „Žvaigždžių karai“ yra JAV vyriausybės programa, atsakinga už kosmoso sistemos, skirtos apsaugoti tautą nuo strateginių balistinių raketų užpuolimo, tyrimus ir plėtrą. Geležinkelio pistoletai galėjo šaudyti sviediniais, kad sugautų atvykstančias raketas. Kai kurie mokslininkai tvirtina, kad bėgiai su ginklais taip pat galėjo apsaugoti Žemę nuo nesąžiningų asteroidų, šaudami iš orbitos didelio greičio sviediniais. Po smūgio sviediniai sunaikins įeinantį asteroidą arba pakeis jo trajektoriją.

Geležinkelio pistoletai taip pat turi keletą įdomių nekarinių priemonių. Viena vertus, jie potencialiai gali paleisti palydovus ar kosminius šaudmenis į viršutinę atmosferą, kur įsitvirtins pagalbinės raketos. Ant kūnų, kuriuose nėra atmosferos, pavyzdžiui, mėnulyje, geležinkelio pistoletai galėjo išnešti sviedinius į kosmosą be cheminio raketinio kuro, o tam reikia oro. funkcija.

Kaip veikia geležinkelio pistoletai: bėgių

Menininko sumanymas perimti ir sunaikinti branduolinius ginklus, skirtus grįžti į kosmosą, naudojant bėgį.

Geležinkelio pistoletai taip pat galėtų būti naudojami sintezės reakcijai inicijuoti. Susiliejimas įvyksta, kai du maži atominiai branduoliai susilieja ir sudaro didesnį branduolį - procesą, kuris išskiria didelius energijos kiekius. Atominiai branduoliai turi judėti didžiuliu greičiu, kad tai įvyktų. Kai kurie mokslininkai žemėje siūlo naudoti bėginius ginklus, kad degtų granulės iš lygios medžiagos. Didelio greičio granulių poveikis sukeltų didžiulę temperatūrą ir slėgį, kuris leistų įvykti susiliejimui.

Daugelis šių programų tebėra teorijos, eksperimentų ir plėtros sritis. Dabartiniai bėgių pistoletai nesukuria pakankamai energijos, kad galėtų įvykti, pavyzdžiui, branduolių sintezė. Ir greičiausiai bus 2015 m., Kol visiškai elektrinis mūšio laivas panaudos bėgių pistoletą sviediniams paleisti į priešą.

Vis dėlto ši technologija yra perspektyvi. 2003 m. Britanijos gynybos ministerija surengė elektromagnetinio bėgio pistoleto aštuntosios skalės bandymą, kurio metu snukio greitis buvo 6 Machai, ty maždaug 2 040 metrų per sekundę.

Tęsiant tokias sėkmes kaip ši, bėgio pistoletas vieną dieną gali būti pasirinktas ginklas mūšio lauke ir pasirinktas raketinis kuras ant paleidimo padėklo.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie bėgių pabūklus ir susijusias temas, skaitykite nuorodas kitame puslapyje.

Grožinės literatūros mokslas

Jei geležinkelio pistoletai atrodo gundomai pažįstami, tai todėl, kad ginklai, pagrįsti panašiais principais, buvo pastebimi populiariojoje kultūroje. Roberto Heinleino filme „Mėnulis yra atšiauri meilužė“ Mėnulio kolonistai, kovodami už nepriklausomybę, naudodami elektromagnetinį paleidimo įrenginį sunaikina geležinius konteinerius, pripildytus uolienų Žemėje. Filme „Trintukas“ Arnoldas Schwarzeneggeris pažymi liudytojų apsaugos agentą, suklupusį ant slapto vyriausybės sklypo, kad teroristams parduotų geležinkelius. „Battlestar Galactica“ muziejaus laikų karo laivas yra ginkluotas geležinkelio pistoletais, naudojančiais ir elektromagnetines, ir įprastas technologijas.

Šie išgalvoti ginklai taip pat rado kelią į vaizdo žaidimus. Geležinkelio pistoletai yra rodomi filmuose „Quake“, „Metal Gear Solid“ ir „Red Faction“.


Vaizdo Papildas: Apokalipsė. Antrasis pasaulinis karas - 6 dalis. Košmaro pabaiga.




Tyrimas


Šis Namas Buvo 3D Atspausdintas Per Mažiau Nei 24 Valandas
Šis Namas Buvo 3D Atspausdintas Per Mažiau Nei 24 Valandas

Paprastas Vizualinės Iliuzijos Dubliavimo Kompiuteris
Paprastas Vizualinės Iliuzijos Dubliavimo Kompiuteris

Mokslas Naujienos


Prie Vaterlo, 200 Metų Po Napoleono Pralaimėjimo, Neamptuotos Galūnių Ir Muškietų Kamuoliukai
Prie Vaterlo, 200 Metų Po Napoleono Pralaimėjimo, Neamptuotos Galūnių Ir Muškietų Kamuoliukai

Ar Tai Seniausias Leonardo Da Vinci Išgyvenęs Darbas? Tai Abejotina.
Ar Tai Seniausias Leonardo Da Vinci Išgyvenęs Darbas? Tai Abejotina.

Juoda Kaip Barakas? Kodėl Rasės Yra Klaidingos - 1 Dalis
Juoda Kaip Barakas? Kodėl Rasės Yra Klaidingos - 1 Dalis

Mokslininkai Naudojasi Dangumi, Kad Galėtų Suskaičiuoti Pažeistus Ruonius
Mokslininkai Naudojasi Dangumi, Kad Galėtų Suskaičiuoti Pažeistus Ruonius

Kaip Sukurti Geresnį Kosmoso Tyrinėtoją
Kaip Sukurti Geresnį Kosmoso Tyrinėtoją


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com