مدفع كهرومغناطيسي

المدفع الكهرومغناطيسي هو مطلق قذائف كهرومغناطيسي مشغّل كهربائياً مقتبس من قواعد مماثلة للمحرك أحادي القطب. يتكون المدفع الكهرومغناطيسي من زوج من القضبان المتوازية، مع هيكل منزلق مسارَع بواسطة التأثيرات الكهرومغناطيسية لتيار يتدفق عبر قضيب واحد، داخل الهيكل ومن ثم يرجع للقضيب الآخر.

قد يكون الهيكل جزءاً متكاملاً من القذيفة، ولكن من الممكن أن يكون مهيئاً لتسريع قذيفة معزولة كهربائياً أو غير مباشرة. الموصلات المنزلقة المعدنية الصلبة تكون غالباً الهيأة المثالية لهيكل المدفع الكهرومغناطيسي لكن هياكل "البلازما" أو"الهجينة" يمكن استعمالها أيضاً. يتكون هيكل البلازما من قوس من الغاز المتأين المستعمل لضغط حمولة صلبة غير مباشرة بطريقة مشابهة لضغط الغاز الدافع في المسدس التقليدي. يستعمل الهيكل الهجين زوجاً من مماسات البلازما لربط الهيكل المعدني بقضبان المدفع. قد "تتحول" الهياكل الصلبة إلى هياكل هجينة، عادة بعد تجاوز الحد الأدنى لسرعة معينة.

في هيأتها الأبسط (والأكثر استعمالاً)، يختلف المدفع الكهرومغناطيسي عن المحرك أحادي القطب التقليدي أنه لايوجد أي استعمال لأسلاك حقل إضافي (أو مغانط دائمة). وهكذا يكون التكوين محركاً أحادي القطب خطياً ذاتي التهيج مكوناً من عقدة واحدة من التيار.

نوع مألوف مرتبط بهذا التكوين وهو المدفع الكهرومغناطيسي المعقم، حيث يُوجه التيار النشط زوج إضافي من الموصلات المتوازية، مرتبة لزيادة (تعقيم) الحقل المغناطيسي المكتسب من الهيكل المتحرك. في مصطلحات المحرك الكهربائي، المدافع الكهرومغناطيسية عادة ما تكون تكوينات سلسلة-جرح.

يتطلب المدفع الكهرومغناطيسي مزود طاقة ذو تيار مباشر منضغط. في تطبيقات الإمكانات العسكرية، عادة ماتكون المدافع الكهرومغناطيسية موضع الاهتمام لأنها تستطيع تحقيق سرعات فوهة أكبر من المدافع التي تعمل بطاقة الدوافع الكيميائية التقليدية. سرعات الفوهة المتزايدة قادرة على نقل نطاقات الإطلاق المتزايدة بينما، في مصطلحات تأثير الهدف، السرعات النهائية المتزايدة بإمكانها أن تسمح باستخدام جولات الطاقة الحركية كبدائل للقذائف المتفجرة.

وهكذا فتصاميم المدافع الكهرومغناطيسية العسكرية النموذحية تهدف لإيصال سرعات الفوهة في المدى 2000-3500 م/ث وطاقات فوهة 5-50 ميغاجول. في المدافع الكهرومغناطيسية وحيدة الدائرة الكهربائية، تتطلب شروط المهمات هذه إطلاق تيارات بشدة عدة ملايين أمبير، لذا قد يكون مزود الطاقة في المدفع الكهرومغناطيسية النموذجي مصمماً لنقل تيار إطلاق بشدة 5 ميغاأمبير لعدة مليثواني. في حين تُشتَرط قوى الحقل المغناطيسي لأجل إطلاقات مشابهة ستكون بشكل نموذجي تقريباً 10 تيسلا، معظم تصاميم المدافع الكهرومغناطيسية المعاصرة "محفورة هوائياً"، على سبيل المثال، لاتستعمل مواد عالية الأنفاذية مثل الحديد لتعزيز التدفق المغناطيسي.