Elektromagnetické dělo

Schematické znázornění elektromagnetického děla. Magnetické pole B (modrá), elektrický proud I (červená), Lorentzova síla F (zelená.

Elektromagnetické dělo (nebo kolejnicové dělo či anglicky railgun) je elektricky napájená střelná zbraň, v níž vodivý projektil urychluje Lorentzova síla vzbuzená silným elektrickým impulzem.

Americké námořnictvo testovalo railgun v rámci projektu Velocitas Eradico (lat. „rychlost ničí“). Tento railgun byl schopný vystřelit projektil rychlostí 5 Ma (pětinásobek rychlosti zvuku) energií 33 MJ a s dostřelem 200 km,[1] což je ze strategického hlediska krátká vzdálenost.[2] Cílem programu je vyvinout zbraň pro tři torpédoborce třídy Zumwalt stavěné od roku 2008.[3][4]

Railgun ve výzkumném centru Naval Surface Warfare Center v Dahlgrenu ve Virginii
Plazmový oblak za projektilem

Historie

1. dubna 1919 si francouzský vynálezce Louis Octave Fauchon-Villeplee nechal zaregistrovat americký patent na elektrické dělo podobné lineárnímu motoru. Patent byl vydán v červenci 1922 jako patent no. 1,421,435 „Electric Apparatus for Propelling Projectiles“ (elektrický přístroj pro vystřelování projektilů).[5]

Během 2. světové války byl nápad oživen Joachimem Hänslerem ze zbrojního úřadu v Německu, který navrhl protiletadlovou zbraň. Koncem roku 1944 byla vypracována teorie umožňující Luftwaffe vydat specifikaci zbraně. Rychlost projektilu obsahujícího 0,5 kg výbušnin měla být 2000 m/s. Děla měla být namontována v bateriích po šesti, schopných vystřelit 12x za minutu. Tato děla však nebyla nikdy postavena. Po válce v roce 1947 byly provedeny podrobnější studie, které došly k závěru, že by tyto zbraně teoreticky fungovaly, ale potřebovaly by k napájení energii potřebnou k osvětlení půlky Chicaga.[6]

Australský fyzik Mark Oliphant a ředitel Výzkumné školy fyziky a strojírenství na Australské národní univerzitě zahájili během roku 1950 konstrukci světově největšího (500 MJ) homopolárního generátoru. Tento přístroj byl použit na napájení největšího elektromagnetického děla, které bylo používáno jako vědecký nástroj.

Princip

Railgun se skládá ze dvou paralelních vodicích kolejnic (odtud název), které jsou připojeny ke zdroji elektrického napájení. Pokud je projektil vložen mezi kolejnice, uzavře se elektrický obvod. Elektrony putují od záporného pólu zdroje skrze kolejnici na projektil (nebo jeho vodivý obal) a zpátky přes druhou kolejnici na kladný pól zdroje. Projektil je urychlovaný pomocí Lorentzovy síly, která je vyvolána pohybem elektronů elektrického proudu skrze projektil v přítomnosti magnetického pole, které vytváří elektrický proud procházející kolejnicemi (viz obrázek). Lorentzova síla působí rovnoběžně se směrem kolejnic, projektil je pak urychlován stejným směrem.

Technické problémy

Přestože je princip poměrně jednoduchý, existuje několik technických problémů, které ztěžují zavedení elektromagnetického děla do běžného provozu:

  • Railgun potřebuje obrovské množství elektrické energie pro provoz.
  • Při výstřelu se tvoří plazma, které poškozuje vodící kolejnice. V současnosti (2017) jsou nejlepší hlavně schopné vydržet asi 400 výstřelů.[7]
  • Síly působící na vodící kolejnice jsou velké, což klade vysoké nároky na technické provedení.

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Railgun na anglické Wikipedii.

  1. ↑ USA úspěšně vyzkoušely elektromagnetické dělo. Novinky.cz [online]. Borgis. Dostupné online. 
  2. ↑ https://www.osel.cz/11798-konec-snu-railgun-us-navy-je-zrejme-definitivne-mrtev.html - Konec snu: Railgun US Navy je zřejmě definitivně mrtev
  3. ↑ Elektromagnetické dělo pro bitevní lodě dostřelí 185 kilometrů! [online]. tn.cz. Dostupné online. 
  4. ↑ DDG 1000 Zumwalt Class - Multimission Destroyer: Advanced Technology Surface Combatants, USA [online]. Naval-technology.com. Dostupné online. (anglicky) 
  5. ↑ FAUCHON-VILLEPLEE, André Louis Octave. US Patent 1,421,435 "Electric Apparatus for Propelling Projectiles" [online]. 1922. Dostupné online. (anglicky) 
  6. ↑ HOGG, Ian V. The Guns: 1939/45. [s.l.]: Macdonald, 1969. (anglicky) 
  7. ↑ Elektromagnetické dělo zničí vše: lodě, letadla i přesnou munici. iDNES.cz [online]. 2017-04-30 [cit. 2017-04-30]. Dostupné online. 

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Railgun-1.svg
Autor: Traced by User:Stannered from a PNG by en:User:DrBob, Licence: CC BY-SA 3.0
Schematic of a railgun.
Railgun usnavy 2008.jpg
Photograph taken from a high-speed video camera during a record-setting firing of an electromagnetic railgun (EMRG) at Naval Surface Warfare Center, Dahlgren, Va., on January 31, 2008, firing a 3.2 kg projectile at 10.64MJ (megajoules) with a muzzle velocity of 2520 meters per second. The Office of Naval Research's EMRG program is part of the Department of the Navy's Science and Technology investments, focused on developing new technologies to support Navy and Marine Corps war fighting needs. This photograph is a frame taken from a high-speed video camera. U.S. Navy Photograph (Released)
US Navy 101210-N-7676W-099 The Office of Naval Research Electromagnetic Railgun located at the Naval Surface Warfare Center Dahlgren Division,.jpg
DAHLGREN, Va. (Dec. 10, 2010) The Office of Naval Research Electromagnetic Railgun located at the Naval Surface Warfare Center Dahlgren Division, fired a world-record setting 33 mega-joule shot, breaking the previous record established Jan. 31, 2008. The railgun is a long-range, high-energy gun launch system that uses electricity rather than gunpowder or rocket motors to launch projectiles capable of striking a target at a range of more than 200 nautical miles with Mach 7 velocity. A future tactical railgun will hit targets at ranges almost 20 times farther than conventional surface ship combat systems. (U.S. Navy photo by John F. Williams/Released)