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電磁加速砲(レールガン)とは電磁加速砲(でんじかそくほう)とは、物体を電磁誘導(ローレンツ力)によって加速・射出する装置のことです。

レールガン(Railgun)とも呼ばれます。

ローレンツ力というのは、荷電粒子(電子など)が磁場の中を運動すると受ける力です。

 

それでは、電磁加速砲の原理がどんなものか、簡単に説明します。(下図参照)

直流電源のプラスにつないだレールを1本、マイナスにつないだレールを1本、計2本のレールを用意します。

その2本のレールの間に、電気伝導体を弾体(弾として飛んで行く部分)として挟みます。

弾体はレールの間を通電するので、レールと弾体に電流が流れ、右ねじの法則に従って磁場が発生します。

発生した磁場と、弾体に流れる電流の向きから、フレミングの左手の法則により、弾体は下図のFという力を受け、加速し射出されます。

原理

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次に、電磁加速砲の問題点です。

・レールという直線導体なので、コイルより弱い磁場しか発生できませんから、強い磁場を発生させるには、非常に大きな電流を流し続ける必要があります。

・加速には、十分な距離を必要とします。

・レールと弾体は、電流を流すためには接触している必要があります。

この場合、電気伝導体ではない弾体に取り付けられた、電気伝導体がレールに接触しているというのでも良いです。

接触部分には、電気抵抗があるため、大電流を流している分、大きなジュール熱が発生し、電気伝導体などの一部が蒸発プラズマ化してしまいます。

蒸発すれば、接点が無くなるので、弾体は射出されません。

また、プラズマは電気を通しますが、飛散してしまうと弾体は射出されません。

ですが、プラズマを発生させて密封し、電気伝導体として使おうとする研究が、現在進められています。

 

現状では、電磁加速砲は実用化されていません。

とはいえ、アメリカ海軍が2015年10月~2016年9月の間に、洋上での実証試験に入ると発表しています。

性能としては、実用段階で射程200km超、初速マッハ7(約2380m/s)超と見積もっているそうです。

目標としては、射程320km、初速2550m/sを目指しています。

日本でも、自衛隊が「艦載電磁加速砲の基礎技術に関する研究」として、予算をつけて研究中です。

 

電磁加速砲(レールガン)が実用化される日も、そう遠くないかもしれませんね。

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