ريلغان

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
(بالتحويل من مدفع كهرومغناطيسي)
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
مركز الأسلحة السطحية البحرية يختبر الإطلاق في يناير 2008[1]

الريلغان (بالإنجليزية: Railgun) هو مطلق قذائف كهرومغناطيسي مشغّل كهربائياً مؤَسس على مبادئ مماثلة للمحرك أحادي القطب. يتكون الريلغان من زوج من القضبان المتوازية، مع عضو إنتاج منزلق مسارَع بواسطة التأثيرات الكهرومغناطيسية لتيار يتدفق عبر قضيب واحد، داخل عضو الإنتاج ومن ثم يرجع للقضيب الآخر.[2]

وُجدت الريلغان لزمن طويل كتقنية تجريبية لكن كتلة، وحجم وتكلفة إمدادات الطاقة المطلوبة من الريلغان من أن تصير أسلحة عسكرية عملية. مع ذلك، في السنوات الأخيرة، فقد قيم بأداء جهود ملحوظة نحو تطويرها كتقنية عسكرية معقولة. فمثلاً، في أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، اختبرت بحرية الولايات المتحدة ريلغان يسارع قذيفة بوزن 3.2 كغ (7 أرطال) لسرعات فرطصوتية مقاربة ل2.4 كم/ثانية (8,600 كم/ساعة)، ماخ 7 تقريباً.[3] وأعطوا المشروع الشعار اللاتيني "Velocitas Eradico" بمعنى "أنا،[بكوني] السرعة، أبيد".

إضافة للتطبيقات العسكرية، فقد اقتُرح استعمال الريلغان كتقنية إطلاق فضائي غير صاروخي للمركبات الفضائية؛[4] مع ذلك، فإن لم يكن مسار الإطلاق طويلاً بشكل بارز، وانتشر التسارع المطلوب لوقت أطول، فإن إطلاقات كهذه ستكون محصورة للمركبات الفضائية بدون طيار حتماً.

الأساسيات[عدل]

رسم تخطيطي لريلغان

قد يكون عضو الإنتاج جزءاً متكاملاً من القذيفة، لكنه قد يُهيَّأ ليُسارِع قذيفة منفصلة معزولة كهربائية أو غير موصلة. الموصلات الصلبة المعدنية المنزلقة تكون غالباً الهيأة المفضلة لعضو الإنتاج في الريلغان، لكن، يمكن أيضاً استعمال عضو إنتاج "بلازمي" أو "هجين". عضو الإنتاج البلازمي يُشكَّل بواسطة قوس من غاز متأين يُستعمَل لدفع حمولة صلبة غير موصلة بأسلوب مشابه لضغط الغاز الدافع في السلاح الناري التقليدي. عضو الإنتاج الهجين يستعمل زوجاً من عدسات "البلازما" لربط عضو إنتاج معدني بقضيبي السلاح. أعضاء الإنتاج الصلبة يمكن أيضاً أن "تتحول" إلى أعضاء إنتاج هجينة، عادة بعد اجتياز عتبة سرعة معينة.

في أبسط أشكالها (وأكثرها استعمالاً)، تختلف الريلغان عن المحرك الأحادي القطب التقليدي في أنه لا يُستفاد من ملفات مجال إضافية (أو مغانط دائمة). هذا التكوين هكذا يكون محرك أحادي القطب خطي ذاتي الإثارة مُكوَّن بواسطة أنشوطة واحدة من التيار. شكل مختلف مألوف نسبياً من هذا التكوين هو الريلغان المزود في فيه التيار الدافع يمر خلال أزواج إضافية من الموصلات المتوازية، منظماً لرفع ("تزويد") المجال المغناطيسي الذي يمر به عضو الإنتاج المتحرك.[5] في علم مصطلحات المحركات الكهربائية، الريلغانات المزودة هي تكوينات محركات جامعة.

يتطلب الريلغان إمداد طاقة بتيار مستمر نابض. من أجل التطبيقات العسكرية المحتملة، فالريلغان يكون موضع اهتمام لأنه يستطيع إنجاز سرعات فوهة أعلى بكثير من الأسلحة النارية المزودة بدافعات كيميائية عادية. سرعات الفوهة المتزايدة يمكن أن تنقل فوائد نطاقات الإطلاق المتزايدة في حين أن، من حيث تأثير الهدف، السرعات النهائية المتزايدة يمكنها أن تسمح باستعمال طلقات الطاقة الحركية كبدائل لالقذائف المتفجرة. ولهذا، تهدف تصاميم الريلغانات العسكرية النموذجية لسرعات فوهة بمدى 2000-3500 م/س وطاقات فوهة بمدى 5-50 ميغا جول. من أجل المقارنة، 50م.ج. مساوية للطاقة الحركية لحافلة مدرسية تزن 5 أطنان مترية، منطلقة بسرعة 509 كم/سا (316 ميل/سا).[6] من أجل الريلغانات وحيدة الدورة، متطلبات المهمة هذه تتطلب تيارات تشغيل بعدة ملايين أمبير، لذا فإمداد طاقة ريلغان نموذجي قد يُصمم لإيصال تيار إطلاق يساوي 5 ملايين أمبير لبضع مللي-ثوانٍ. حيث أن قوى المجال المغناطيسي المطلوبة لإطلاقات كهذه نموذجياً ستكون تقريباً 10 تيسلا، أكثر تصاميم الريلغان المؤقتة "هوائية النواة" بشكل فعال، أي أنها لا تستعمل المواد المغناطيسية الحديدية كالحديد لزيادة التدفق المغناطيسي.

قد يُلاحَظ أن سرعات الريلغان تقل عموماً داخل مدى تلك التي يُحصَل عليها من أسلحة الغاز الخفيف ذات المرحلتين؛ مع ذلك، فالأخيرة تعتبر مناسبة فقط للاستخدام المخبري بشكل عام في حين أن الريلغانات توفر بعض الاحتمالات الممكنة للتطوير كأسلحة عسكرية.

التاريخ[عدل]

التصميم[عدل]

النظرية[عدل]

المعادلة الرياضية[عدل]

الاعتبارات[عدل]

المواد المستخدمة[عدل]

تبديد الحرارة[عدل]

التطبيقات[عدل]

التشغيل أو التشغيل المساعد لمركبة فضائية[عدل]

كأسلحة[عدل]

الاختبارات[عدل]

اختبارات عسكرية الولايات المتحدة[عدل]

اختبارات بحرية الولايات المتحدة[عدل]

محفز للاندماج في محفظة القصور الذاتي[عدل]

انظر أيضاً[عدل]

المصادر[عدل]

  1. ^ Fletcher، Seth (2013-06-05). "Navy Tests 32-Megajoule Railgun | Popular Science". Popsci.com. اطلع عليه بتاريخ 2013-06-16. 
  2. ^ C. S. Rashleigh and R. A. Marshall, Electromagnetic Acceleration of Macroparticles to High Velocities, J. Appl. Phys. 49(4)، أبريل 1978.
  3. ^ Brendan Borrell (6 فبراير 2008). "Electromagnetic Railgun Blasts Off". MIT Technology Review. 
  4. ^ NASA Considering Rail Gun Launch System to the Stars on universetoday.com by Nancy Atkinson on September 14, 2010
  5. ^ D. A. Fiske et al, The HART 1 Augmented Electric Gun Facility, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 27, No. 1, January 1991.
  6. ^ 50 megajoules kinetic energy. Wolfram Alpha

وصلات خارجية[عدل]