پرش به محتوا

ریل‌گان

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
شلیک آزمایشی در مرکز جنگ سطحی نیروی دریایی، بخش دالگرن ایالات متحده در ژانویه ۲۰۰۸. گوی آتشین در نتیجه جدا شدن تکه‌هایی از پرتابه در هنگام پرتاب و مشتعل شدن آن‌ها در هوا ایجاد می‌شود.[۱]

ریل‌گان (به انگلیسی: railgun) که گاهی به آن توپ ریلی (به انگلیسی: rail cannon) نیز گفته می‌شود، یک دستگاه موتور خطی است که معمولاً به عنوان یک سلاح دوربرد طراحی شده و از نیروی الکترومغناطیسی برای پرتاب پرتابه‌هایی با سرعت بالا استفاده می‌کند. پرتابه معمولاً حاوی مواد منفجره نیست و در عوض برای وارد کردن آسیب، به انرژی جنبشی بالای خود متکی است.[۲] ریل‌گان از یک جفت رسانای الکتریکی موازی به شکل ریل (که به سادگی ریل نامیده می‌شوند) استفاده می‌کند که در امتداد آن، یک پرتابه لغزنده به نام آرمیچر، توسط اثرات الکترومغناطیسی جریانی که از یک ریل به پایین، به داخل آرمیچر و سپس در امتداد ریل دیگر بازمی‌گردد، شتاب می‌گیرد. این دستگاه بر اساس اصولی مشابه با موتور هم‌قطب کار می‌کند.[۳]

تا سال ۲۰۲۰، ریل‌گان‌ها به عنوان سلاح‌هایی مورد تحقیق قرار گرفته‌اند که از نیروهای الکترومغناطیسی برای اعمال انرژی جنبشی بسیار بالا به یک پرتابه (مانند مهمات دارت) به جای استفاده از پیشرانه‌های مرسوم استفاده می‌کنند. در حالی که توپ‌های نظامی با نیروی انفجاری به سختی می‌توانند به سرعت دهانه بیش از ≈۲ کیلومتر بر ثانیه (ماخ ۵٫۹) دست یابند، ریل‌گان‌ها به راحتی می‌توانند از ۳ کیلومتر بر ثانیه (ماخ ۸٫۸) فراتر روند. برای یک پرتابه مشابه، برد ریل‌گان‌ها ممکن است از برد توپ‌های متعارف بیشتر باشد. نیروی تخریبی یک پرتابه به انرژی جنبشی آن (متناسب با جرم و مجذور سرعت آن) در نقطه برخورد بستگی دارد. به دلیل سرعت بالقوه بالاتر پرتابه شلیک‌شده با ریل‌گان، نیروی آن ممکن است بسیار بیشتر از پرتابه‌های با جرم یکسان باشد که به روش متعارف شلیک می‌شوند. عدم وجود پیشرانه‌های انفجاری یا کلاهک برای نگهداری و حمل، و همچنین هزینه پایین پرتابه‌ها در مقایسه با سلاح‌های متعارف نیز از مزایای آن به‌شمار می‌روند.[۴]

اصول اولیه

[ویرایش]
نمودار شماتیک یک ریل‌گان

ریل‌گان در ساده‌ترین شکل خود با یک موتور الکتریکی سنتی[۵] متفاوت است زیرا در آن از سیم‌پیچ‌های میدان اضافی (یا آهنرباهای دائمی) استفاده نمی‌شود. این پیکربندی اصلی توسط یک حلقه واحد جریان تشکیل می‌شود و بنابراین برای تولید شتاب (و سرعت دهانه) کافی، به جریان‌های بالا (در حدود یک میلیون آمپر) نیاز دارد. یک نوع نسبتاً رایج از این پیکربندی، ریل‌گان تقویت‌شده است که در آن جریان محرک از طریق جفت‌های اضافی از رساناهای موازی هدایت می‌شود که برای افزایش ('تقویت') میدان مغناطیسی اعمال‌شده بر آرمیچر متحرک، مرتب شده‌اند.[۶] این آرایش‌ها، جریان مورد نیاز برای یک شتاب معین را کاهش می‌دهند. در اصطلاحات موتور الکتریکی، ریل‌گان‌های تقویت‌شده معمولاً پیکربندی‌های موتور سری هستند. برخی ریل‌گان‌ها همچنین از آهنرباهای نئودیمیمی قوی با میدانی عمود بر جریان برای افزایش نیروی وارد بر پرتابه استفاده می‌کنند.[۷]

آرمیچر ممکن است بخش جدایی‌ناپذیری از پرتابه باشد، اما می‌تواند برای شتاب دادن به یک پرتابه جداگانه، عایق الکتریکی یا غیررسانا نیز پیکربندی شود. رساناهای لغزنده فلزی و جامد اغلب شکل ترجیحی آرمیچر ریل‌گان هستند، اما از آرمیچرهای پلاسما یا 'هیبریدی' نیز می‌توان استفاده کرد.[۸] یک آرمیچر پلاسما توسط قوسی از گاز یونیزه شده تشکیل می‌شود که برای هل دادن یک بار جامد و غیررسانا به روشی مشابه فشار گاز پیشرانه در یک توپ متعارف استفاده می‌شود. یک آرمیچر هیبریدی از یک جفت تماس پلاسما برای اتصال یک آرمیچر فلزی به ریل‌های توپ استفاده می‌کند. آرمیچرهای جامد نیز ممکن است به آرمیچرهای هیبریدی 'تبدیل' شوند، که معمولاً پس از عبور از یک آستانه سرعت خاص اتفاق می‌افتد. جریان بالای مورد نیاز برای تغذیه یک ریل‌گان را می‌توان توسط فناوری‌های مختلف منبع تغذیه، مانند خازن‌ها، مولدهای پالس و مولدهای دیسکی تأمین کرد.[۹]

برای کاربردهای نظامی بالقوه، ریل‌گان‌ها معمولاً به این دلیل مورد توجه هستند که می‌توانند به سرعت‌های دهانه بسیار بیشتری نسبت به توپ‌های مجهز به پیشرانه‌های شیمیایی متعارف دست یابند. افزایش سرعت دهانه با پرتابه‌های آیرودینامیکی بهتر می‌تواند مزایای افزایش برد شلیک را به همراه داشته باشد، در حالی که از نظر اثرات بر هدف، افزایش سرعت نهایی می‌تواند امکان استفاده از گلوله‌های انرژی جنبشی با هدایت برخورد برای کشتن را به عنوان جایگزینی برای گلوله انفجاری فراهم کند؛ بنابراین، طراحی‌های نظامی معمول ریل‌گان، سرعت‌های دهانه در محدوده ۲٬۰۰۰–۳٬۵۰۰ متر بر ثانیه (۴٬۵۰۰–۷٬۸۰۰ مایل بر ساعت؛ ۷٬۲۰۰–۱۲٬۶۰۰ کیلومتر بر ساعت) با انرژی دهانه ۵ تا ۵۰ مگاژول (MJ) را هدف قرار می‌دهند. برای مقایسه، ۵۰ مگاژول معادل انرژی جنبشی یک اتوبوس مدرسه با وزن ۵ تن است که با سرعت ۵۰۹ کیلومتر بر ساعت (۳۱۶ مایل بر ساعت؛ ۱۴۱ متر بر ثانیه) حرکت می‌کند.[۱۰] برای ریل‌گان‌های تک حلقه‌ای، این الزامات عملیاتی به جریان‌های پرتاب چند میلیون آمپری نیاز دارند، بنابراین یک منبع تغذیه ریل‌گان معمولی ممکن است برای تحویل جریان پرتاب ۵ مگاآمپر برای چند میلی‌ثانیه طراحی شود. از آنجایی که قدرت میدان مغناطیسی مورد نیاز برای چنین پرتاب‌هایی معمولاً تقریباً ۱۰ تسلا (۱۰۰ کیلوگاوس) خواهد بود، اکثر طراحی‌های معاصر ریل‌گان عملاً بدون هسته (air-cored) هستند، یعنی از مواد فرومغناطیسی مانند آهن برای تقویت شار مغناطیسی استفاده نمی‌کنند. با این حال، اگر لوله از یک ماده با تراوایی مغناطیسی ساخته شود، قدرت میدان مغناطیسی به دلیل افزایش تراوایی افزایش می‌یابد (μ = μ0*μr، که در آن μ تراوایی مؤثر، μ0 ثابت تراوایی مغناطیسی و μr تراوایی نسبی لوله است، و ). میدان 'احساس شده' توسط آرمیچر متناسب با است، بنابراین میدان افزایش یافته، نیروی وارد بر پرتابه را افزایش می‌دهد.

سرعت‌های ریل‌گان عموماً در محدوده سرعت‌های قابل دستیابی توسط تفنگ گازی سبک دو مرحله‌ای قرار می‌گیرد؛ با این حال، تفنگ‌های گازی سبک عموماً فقط برای استفاده آزمایشگاهی مناسب در نظر گرفته می‌شوند، در حالی که ریل‌گان‌ها دارای چشم‌اندازهایی برای توسعه به عنوان سلاح نظامی هستند. یک تفنگ گازی سبک، تفنگ گازی سبک احتراقی در یک نمونه اولیه ۱۵۵ میلی‌متری پیش‌بینی می‌شد که با یک لوله ۷۰ کالیبری به سرعت ۲۵۰۰ متر بر ثانیه دست یابد.[۱۱] در برخی پروژه‌های تحقیقاتی هایپرولوسیتی، پرتابه‌ها به داخل ریل‌گان‌ها 'پیش‌تزریق' می‌شوند تا از نیاز به شروع از حالت سکون جلوگیری شود و هم تفنگ‌های گازی سبک دو مرحله‌ای و هم توپ‌های باروتی متعارف برای این نقش استفاده شده‌اند. در اصل، اگر فناوری منبع تغذیه ریل‌گان بتواند واحدهای ایمن، فشرده، قابل اعتماد، قابل بقا در جنگ و سبک‌وزن ارائه دهد، آنگاه حجم و جرم کل سیستم مورد نیاز برای جای دادن چنین منبع تغذیه‌ای و سوخت اولیه آن می‌تواند کمتر از حجم و جرم کل مورد نیاز برای مقداری معادل از پیشرانه‌های متعارف و مهمات انفجاری برای یک مأموریت مشابه شود. مسلماً این فناوری با معرفی سامانه الکترومغناطیسی پرتاب هواپیما (EMALS) به بلوغ رسیده است (اگرچه ریل‌گان‌ها به قدرت سیستم بسیار بالاتری نیاز دارند، زیرا انرژی‌های تقریباً مشابهی باید در چند میلی‌ثانیه به جای چند ثانیه تحویل داده شوند). چنین پیشرفتی سپس مزیت نظامی دیگری را به همراه خواهد داشت و آن این است که حذف مواد منفجره از هر سکوی تسلیحاتی نظامی، آسیب‌پذیری آن را در برابر آتش دشمن کاهش می‌دهد.[نیازمند منبع]

تاریخچه

[ویرایش]
نمودارهای ریل‌گان آلمانی

مفهوم ریل‌گان برای اولین بار توسط مخترع فرانسوی، آندره لوئی اکتاو فوشون-ویل‌پله، معرفی شد که در سال ۱۹۱۷ با کمک Société anonyme des accumulateurs Tudor (اکنون Tudor Batteries) یک مدل کوچک کارا ساخت.[۱۲][۱۳] در طول جنگ جهانی اول، ژول-لوئی برتون، مدیر اختراعات در وزارت تسلیحات فرانسه، در ۲۵ ژوئیه ۱۹۱۸ به فوشون-ویل‌پله مأموریت داد تا یک توپ الکتریکی ۳۰ تا ۵۰ میلی‌متری بسازد، پس از آنکه نمایندگان کمیسیون اختراعات (Commission des Inventions) در سال ۱۹۱۷ شاهد آزمایش‌های مدل کارا بودند. با این حال، این پروژه با پایان جنگ جهانی اول در ۱۱ نوامبر ۱۹۱۸ رها شد.[۱۳] فوشون-ویل‌پله در ۱ آوریل ۱۹۱۹ برای ثبت اختراع در ایالات متحده اقدام کرد که در ژوئیه ۱۹۲۲ با شماره ثبت اختراع ۱٬۴۲۱٬۴۳۵ با عنوان «دستگاه الکتریکی برای راندن پرتابه‌ها» صادر شد.[۱۴] در دستگاه او، دو باسبار موازی توسط بال‌های یک پرتابه به هم متصل شده و کل دستگاه توسط یک میدان مغناطیسی احاطه شده است. با عبور جریان از باسبارها و پرتابه، نیرویی القا می‌شود که پرتابه را در امتداد باسبارها به جلو رانده و به پرواز درمی‌آورد.[۱۵]

در سال ۱۹۲۳، دانشمند روسی، آ.ال. کورولکوف، انتقادات خود را از طراحی فوشون-ویل‌پله به‌تفصیل بیان کرد و برخی از ادعاهای فوشون-ویل‌پله در مورد مزایای اختراعش را زیر سؤال برد. کورولکوف در نهایت نتیجه گرفت که اگرچه ساخت یک توپ الکتریکی دوربرد در حیطه امکان‌پذیر است، اما کاربرد عملی ریل‌گان فوشون-ویل‌پله به دلیل مصرف انرژی الکتریکی بسیار زیاد و نیاز به یک ژنراتور الکتریکی ویژه با ظرفیت قابل توجه برای تأمین انرژی آن، با مانع مواجه است.[۱۳][۱۶]

در سال ۱۹۴۴، در طول جنگ جهانی دوم، یواخیم هنسلر از اداره تسلیحات آلمان، اولین ریل‌گان از نظر تئوری قابل اجرا را پیشنهاد کرد.[۱۳][۱۷] در اواخر سال ۱۹۴۴، تئوری پشت توپ ضدهوایی الکتریکی او به اندازه‌ای پیشرفت کرده بود که به فرماندهی پدافند هوایی لوفت‌وافه اجازه داد مشخصاتی را صادر کند که خواستار سرعت دهانه ۲٬۰۰۰ متر بر ثانیه (۴٬۵۰۰ مایل بر ساعت؛ ۷٬۲۰۰ کیلومتر بر ساعت؛ ۶٬۶۰۰ فوت بر ثانیه) و پرتابه‌ای حاوی ۰٫۵ کیلوگرم (۱٫۱ پوند) ماده منفجره بود. این توپ‌ها قرار بود در آتشبارهای شش‌تایی با نرخ آتش دوازده گلوله در دقیقه نصب شوند و با پایه‌های موجود فلاک ۱۲٫۸ سانتی‌متری ۴۰ سازگار باشند. این توپ هرگز ساخته نشد. وقتی جزئیات آن پس از جنگ کشف شد، علاقه زیادی برانگیخت و مطالعه دقیق‌تری انجام شد که به گزارشی در سال ۱۹۴۷ ختم شد که نتیجه می‌گرفت این طرح از نظر تئوری امکان‌پذیر است، اما هر توپ به اندازه‌ای نیرو نیاز دارد که بتواند نیمی از شهر شیکاگو را روشن کند.[۱۵]

در سال ۱۹۵۰، سر مارک اولیفانت، فیزیکدان استرالیایی و اولین مدیر پژوهشکده علوم و مهندسی فیزیک در دانشگاه ملی استرالیای جدید، طراحی و ساخت بزرگ‌ترین ژنراتور هم‌قطب جهان (۵۰۰ مگاژول) را آغاز کرد.[۱۸] این ماشین از سال ۱۹۶۲ عملیاتی شد و بعداً برای تأمین انرژی یک ریل‌گان در مقیاس بزرگ که به عنوان یک آزمایش علمی استفاده می‌شد، به کار گرفته شد.[۱۹]

در سال ۱۹۸۰، آزمایشگاه تحقیقات بالستیک (که بعداً برای تشکیل آزمایشگاه تحقیقات ارتش ایالات متحده ادغام شد) یک برنامه بلندمدت تحقیقات نظری و تجربی در مورد ریل‌گان‌ها را آغاز کرد. این کار عمدتاً در آبردین پروو گراوند انجام شد و بسیاری از تحقیقات اولیه از آزمایش‌های ریل‌گان انجام شده توسط دانشگاه ملی استرالیا الهام گرفته بود.[۲۰][۲۱] موضوعات تحقیق شامل دینامیک پلاسما،[۲۲] میدان‌های الکترومغناطیسی،[۲۳] تله‌متری،[۲۴] و انتقال جریان و حرارت بود.[۲۵] در حالی که تحقیقات نظامی در مورد فناوری ریل‌گان در ایالات متحده در دهه‌های بعد به‌طور مداوم ادامه داشت، جهت و تمرکز آن با تغییرات عمده در سطح بودجه و نیازهای سازمان‌های مختلف دولتی به شدت تغییر کرد. در سال ۱۹۸۴، تشکیل سازمان دفاع استراتژیک باعث شد اهداف تحقیقاتی به سمت ایجاد مجموعه‌ای از ماهواره‌ها برای رهگیری موشک بالستیک قاره‌پیما تغییر کند. در نتیجه، ارتش ایالات متحده بر توسعه پرتابه‌های کوچک هدایت‌شونده که بتوانند پرتاب با شتاب گرانشی بالا از ریل‌گان‌های آرمیچر پلاسمایی با سرعت فوق‌العاده بالا را تحمل کنند، متمرکز شد. اما پس از انتشار یک مطالعه مهم توسط هیئت علمی دفاع در سال ۱۹۸۵، ارتش ایالات متحده، سپاه تفنگداران دریایی و دارپا مأمور توسعه فناوری‌های پرتاب الکترومغناطیسی ضد زره برای خودروهای رزمی زمینی متحرک شدند.[۲۶] در سال ۱۹۹۰، ارتش ایالات متحده با دانشگاه تگزاس در آستین برای تأسیس مؤسسه فناوری پیشرفته (IAT) همکاری کرد که بر تحقیقات مربوط به آرمیچرهای جامد و هیبریدی، تعاملات ریل-آرمیچر و مواد پرتابگر الکترومغناطیسی متمرکز بود.[۲۷] این مرکز به اولین مراکز تحقیق و توسعه با بودجه فدرال ارتش تبدیل شد و میزبان چند پرتابگر الکترومغناطیسی ارتش، مانند پرتابگر کالیبر متوسط، بود.[۲۶][۲۸]

از سال ۱۹۹۳، دولت‌های بریتانیا و آمریکا در یک پروژه ریل‌گان در مرکز آزمایش تسلیحات داندِرنان همکاری کرده‌اند که در سال ۲۰۱۰ به آزمایشی منجر شد که در آن بی‌ای‌ئی سیستمز یک پرتابه ۳٫۲ کیلوگرمی (۷ پوند) را با انرژی ۱۸٫۴ مگاژول [۳٬۳۹۰ متر بر ثانیه (۷٬۶۰۰ مایل بر ساعت؛ ۱۲٬۲۰۰ کیلومتر بر ساعت؛ ۱۱٬۱۰۰ فوت بر ثانیه)] شلیک کرد.[۲۹] در سال ۱۹۹۴، مؤسسه تحقیقات و توسعه تسلیحات سازمان تحقیق و توسعه دفاعی هند، یک ریل‌گان با یک بانک خازنی ۲۴۰ کیلوژولی با اندوکتانس پایین ساخت که با توان ۵ کیلوولت کار می‌کرد و قادر به پرتاب پرتابه‌هایی با وزن ۳ تا ۳٫۵ گرم به سرعتی بیش از ۲٬۰۰۰ متر بر ثانیه (۴٬۵۰۰ مایل بر ساعت؛ ۷٬۲۰۰ کیلومتر بر ساعت؛ ۶٬۶۰۰ فوت بر ثانیه) بود.[۳۰] در سال ۱۹۹۵، مرکز الکترومغناطیس در دانشگاه تگزاس در آستین یک پرتابگر ریل‌گان با آتش سریع به نام پرتابگر تفنگ الکترومغناطیسی کالیبر توپ طراحی و توسعه داد. نمونه اولیه این پرتابگر بعداً در آزمایشگاه تحقیقات ارتش ایالات متحده آزمایش شد و در آنجا بازدهی خان (breech efficiency) بیش از ۵۰ درصد را نشان داد.[۳۱][۳۲]

در سال ۲۰۱۰، نیروی دریایی ایالات متحده آمریکا یک ریل‌گان با اندازه فشرده طراحی شده توسط بی‌ای‌ئی سیستمز را برای نصب بر روی کشتی آزمایش کرد که یک پرتابه ۳٫۲ کیلوگرم (۷٫۱ پوند) را به سرعت‌های هایپرسونیک تقریباً ۳٬۳۹۰ متر بر ثانیه (۷٬۶۰۰ مایل بر ساعت؛ ۱۲٬۲۰۰ کیلومتر بر ساعت؛ ۱۱٬۱۰۰ فوت بر ثانیه) یا حدود ماخ ۱۰، با انرژی جنبشی ۱۸٫۴ مگاژول شتاب داد. این اولین بار در تاریخ بود که به چنین سطحی از عملکرد دست یافته می‌شد.[۲۹][۳۳] آن‌ها برای این پروژه شعار "Velocitas Eradico" را انتخاب کردند که به زبان لاتین به معنای "من، [که] سرعت هستم، ریشه‌کن می‌کنم" است—یا به زبان عامیانه، "سرعت می‌کشد". یک ریل‌گان قدیمی‌تر با طراحی مشابه (۳۲ مگاژول) در مرکز آزمایش تسلیحات داندِرنان در بریتانیا قرار دارد.[۳۴]

ریل‌گان‌های کم‌قدرت و در مقیاس کوچک نیز به پروژه‌های محبوب دانشگاهی و آماتوری تبدیل شده‌اند. چندین آماتور به‌طور فعال در حال تحقیق بر روی ریل‌گان‌ها هستند.[۳۵][۳۶]

طراحی

[ویرایش]

نظریه

[ویرایش]

یک ریل‌گان از دو ریل فلزی موازی تشکیل شده است (از این رو نام آن ریل‌گان است). در یک سر، این ریل‌ها به یک منبع تغذیه الکتریکی متصل می‌شوند تا انتهای خان (breech) توپ را تشکیل دهند. سپس، اگر یک پرتابه رسانا بین ریل‌ها قرار گیرد (مثلاً با قرار دادن در خان)، مدار را کامل می‌کند. الکترون‌ها از پایانه منفی منبع تغذیه به سمت بالای ریل منفی، از طریق پرتابه، و به سمت پایین ریل مثبت، به منبع تغذیه بازمی‌گردند.[۳۷]

این جریان باعث می‌شود ریل‌گان مانند یک آهنربای الکتریکی عمل کند و یک میدان مغناطیسی در داخل حلقه‌ای که توسط طول ریل‌ها تا موقعیت آرمیچر تشکیل شده است، ایجاد کند. مطابق با قانون دست راست، میدان مغناطیسی به دور هر رسانا می‌چرخد. از آنجا که جریان در هر ریل در جهت مخالف است، میدان مغناطیسی خالص بین ریل‌ها (B) در زاویه قائم با صفحه‌ای که توسط محورهای مرکزی ریل‌ها و آرمیچر تشکیل شده است، جهت‌گیری می‌کند. این میدان مغناطیسی در ترکیب با جریان (I) در آرمیچر، یک نیروی لورنتس ایجاد می‌کند که پرتابه را در امتداد ریل‌ها شتاب می‌دهد، همیشه به سمت بیرون حلقه (صرف نظر از قطبیت منبع تغذیه) و به دور از منبع تغذیه، به سمت دهانه ریل‌ها. همچنین نیروهای لورنتس بر روی ریل‌ها عمل می‌کنند و تلاش می‌کنند آن‌ها را از هم دور کنند، اما از آنجا که ریل‌ها محکم نصب شده‌اند، نمی‌توانند حرکت کنند.

طبق تعریف، اگر جریانی معادل یک آمپر در یک جفت رسانای موازی ایده‌آل و بی‌نهایت بلند که به فاصله یک متر از هم جدا شده‌اند، جریان یابد، بزرگی نیرو بر روی هر متر از آن رساناها دقیقاً ۰٫۲ میکرونیوتن خواهد بود. علاوه بر این، به‌طور کلی، نیرو متناسب با مجذور بزرگی جریان و معکوساً متناسب با فاصله بین رساناها خواهد بود. همچنین نتیجه می‌شود که برای ریل‌گان‌هایی با جرم پرتابه چند کیلوگرم و طول لوله چند متر، جریان‌های بسیار زیادی برای شتاب دادن پرتابه‌ها به سرعت‌هایی در حدود ۱۰۰۰ متر بر ثانیه مورد نیاز است.

یک منبع تغذیه بسیار بزرگ، که جریانی در حدود یک میلیون آمپر فراهم می‌کند، نیروی عظیمی بر روی پرتابه ایجاد کرده و آن را به سرعتی معادل چندین کیلومتر بر ثانیه (km/s) شتاب می‌دهد. اگرچه این سرعت‌ها ممکن هستند، گرمای تولید شده از پیش‌رانش جسم به اندازه‌ای است که ریل‌ها را به سرعت فرسایش می‌دهد. در شرایط استفاده سنگین، ریل‌گان‌های فعلی نیاز به تعویض مکرر ریل‌ها یا استفاده از موادی مقاوم در برابر حرارت دارند که به اندازه کافی رسانا باشند تا اثر مشابهی ایجاد کنند. در حال حاضر به‌طور کلی پذیرفته شده است که برای تولید ریل‌گان‌های پرقدرت که قادر به شلیک بیش از چند گلوله از یک مجموعه ریل باشند، به پیشرفت‌های بزرگی در علم مواد و رشته‌های مرتبط نیاز است. لوله باید این شرایط را برای چندین شلیک در دقیقه و برای هزاران شلیک بدون خرابی یا تخریب قابل توجه تحمل کند. این پارامترها بسیار فراتر از وضعیت فعلی علم مواد هستند.[۳۸][۳۹]

ملاحظات طراحی

[ویرایش]

منبع تغذیه باید بتواند جریان‌های بزرگی را به صورت پایدار و کنترل شده در مدت زمان مفیدی ارائه دهد. مهم‌ترین معیار سنجش کارایی منبع تغذیه، انرژی‌ای است که می‌تواند تحویل دهد. تا دسامبر ۲۰۱۰، بیشترین انرژی شناخته شده برای به حرکت درآوردن یک پرتابه از یک ریل‌گان، ۳۳ مگاژول بوده است.[۴۰] رایج‌ترین اشکال منابع تغذیه مورد استفاده در ریل‌گان‌ها، خازن‌ها و کامپالسیتورها هستند که به آرامی از دیگر منابع انرژی پیوسته شارژ می‌شوند.[نیازمند منبع]

ریل‌ها باید در هنگام شلیک در برابر نیروهای دافعه عظیم مقاومت کنند و این نیروها تمایل دارند آن‌ها را از هم دور کرده و از پرتابه جدا کنند. با افزایش فاصله بین ریل و پرتابه، قوس الکتریکی ایجاد می‌شود که باعث تبخیر سریع و آسیب گسترده به سطوح ریل و سطوح عایق می‌شود. این امر برخی از ریل‌گان‌های تحقیقاتی اولیه را به یک شلیک در هر بازه سرویس محدود می‌کرد.

اندوکتانس و مقاومت ریل‌ها و منبع تغذیه، کارایی طراحی ریل‌گان را محدود می‌کند. در حال حاضر اشکال مختلف ریل و پیکربندی‌های ریل‌گان در حال آزمایش هستند، به ویژه توسط نیروی دریایی ایالات متحده (آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی)، مؤسسه فناوری پیشرفته در دانشگاه تگزاس در آستین و بی‌ای‌ئی سیستمز.

مواد مورد استفاده

[ویرایش]

ریل‌ها و پرتابه‌ها باید از مواد رسانای الکتریکی قوی ساخته شوند؛ ریل‌ها باید در برابر خشونت یک پرتابه در حال شتاب‌گیری و گرمای ناشی از جریان‌های بزرگ و اصطکاک مقاومت کنند. برخی کارهای نادرست نشان داده‌اند که نیروی پس‌زدگی در ریل‌گان‌ها می‌تواند تغییر جهت داده یا حذف شود؛ تحلیل دقیق نظری و تجربی نشان می‌دهد که نیروی پس‌زدگی دقیقاً مانند یک سلاح گرم شیمیایی، بر روی بسته شدن خان عمل می‌کند.[۴۱][۴۲][۴۳][۴۴] ریل‌ها همچنین از طریق یک نیروی جانبی ناشی از فشار میدان مغناطیسی بر روی ریل‌ها، یکدیگر را دفع می‌کنند، همان‌طور که پرتابه به جلو رانده می‌شود. ریل‌ها باید بدون خم شدن در برابر این نیرو مقاومت کرده و باید بسیار محکم نصب شوند. مطالب منتشر شده در حال حاضر نشان می‌دهد که قبل از اینکه بتوان ریل‌هایی را توسعه داد که به ریل‌گان‌ها اجازه دهد بیش از چند شلیک با قدرت کامل قبل از نیاز به تعویض ریل‌ها داشته باشند، باید پیشرفت‌های عمده‌ای در علم مواد صورت گیرد.

دفع حرارت

[ویرایش]

در طراحی‌های فعلی، مقادیر عظیمی از گرما توسط جریان الکتریسیته از طریق ریل‌ها و همچنین توسط اصطکاک پرتابه هنگام خروج از دستگاه ایجاد می‌شود. این امر سه مشکل اصلی ایجاد می‌کند: ذوب شدن تجهیزات، کاهش ایمنی پرسنل، و شناسایی توسط نیروهای دشمن به دلیل افزایش اثر فروسرخ. همان‌طور که به‌طور خلاصه در بالا بحث شد، تنش‌های ناشی از شلیک این نوع دستگاه به یک ماده بسیار مقاوم در برابر حرارت نیاز دارد. در غیر این صورت، ریل‌ها، لوله و تمام تجهیزات متصل به آن ذوب شده یا به‌طور جبران‌ناپذیری آسیب می‌بینند.

در عمل، ریل‌های مورد استفاده در اکثر طرح‌های ریل‌گان در هر پرتاب دچار فرسایش می‌شوند. علاوه بر این، پرتابه‌ها می‌توانند تا حدی دچار سایش شوند و این می‌تواند عمر ریل‌گان را در برخی موارد به شدت محدود کند.[۴۵]

کاربردها

[ویرایش]

ریل‌گان‌ها تعدادی کاربرد عملی بالقوه دارند که عمدتاً برای ارتش است. با این حال، کاربردهای نظری دیگری نیز وجود دارد که در حال حاضر در حال تحقیق هستند.

پرتاب یا کمک به پرتاب فضاپیما

[ویرایش]

کمک الکترودینامیکی به پرتاب راکت‌ها مورد مطالعه قرار گرفته است.[۴۶] کاربردهای فضایی این فناوری احتمالاً شامل سیم‌پیچ الکترومغناطیسی‌های با شکل خاص و آهنربای ابررساناها خواهد بود.[۴۷] مواد کامپوزیتی نیز احتمالاً برای این کاربرد استفاده خواهند شد.[۴۸]

برای پرتاب‌های فضایی از زمین، مسافت‌های شتاب‌گیری نسبتاً کوتاه (کمتر از چند کیلومتر) به نیروهای شتاب‌دهنده بسیار قوی نیاز دارد که بالاتر از تحمل انسان است. طرح‌های دیگر شامل یک مسیر مارپیچی (هلیکس) طولانی‌تر، یا یک طرح حلقه‌ای بزرگ است که در آن یک فضاپیما چندین بار حلقه را دور می‌زند و به تدریج سرعت می‌گیرد، قبل از اینکه در یک کریدور پرتاب به سمت آسمان رها شود. با این وجود، اگر ساخت آن از نظر فنی امکان‌پذیر و مقرون‌به‌صرفه باشد، اعمال سرعت گریز ابرسرعت به یک پرتابه که در سطح دریا پرتاب می‌شود، جایی که جو غلیظ‌ترین است، ممکن است منجر به از دست رفتن بخش زیادی از سرعت پرتاب به دلیل نیروی پسار شود. علاوه بر این، پرتابه ممکن است هنوز به نوعی هدایت و کنترل داخلی نیاز داشته باشد تا به زاویه ورود به مدار مفیدی دست یابد که ممکن است صرفاً بر اساس زاویه ارتفاع پرتابگر نسبت به سطح زمین قابل دستیابی نباشد (ببینید ملاحظات عملی سرعت گریز).

در سال ۲۰۰۳، ایان مک‌ناب طرحی را برای تبدیل این ایده به یک فناوری محقق شده تشریح کرد.[۴۹] به دلیل شتاب قوی، این سیستم فقط مواد محکم مانند غذا، آب و مهم‌تر از همه، سوخت را پرتاب می‌کند. در شرایط ایده‌آل (استوا، کوهستان، به سمت شرق) هزینه این سیستم ۵۲۸ دلار به ازای هر کیلوگرم خواهد بود،[۴۹] در مقایسه با ۵۰۰۰ دلار به ازای هر کیلوگرم در راکت‌های معمولی.[۵۰] ریل‌گان مک‌ناب می‌تواند تقریباً ۲۰۰۰ پرتاب در سال انجام دهد، که در مجموع حداکثر ۵۰۰ تن در سال پرتاب می‌شود. از آنجا که مسیر پرتاب ۱٫۶ کیلومتر طول خواهد داشت، نیرو توسط یک شبکه توزیع‌شده از ۱۰۰ ماشین دوار (کامپالسیتور) که در طول مسیر پخش شده‌اند، تأمین می‌شود. هر ماشین یک روتور فیبر کربنی ۳٫۳ تنی خواهد داشت که با سرعت‌های بالا می‌چرخد. یک ماشین می‌تواند در عرض چند ساعت با استفاده از ۱۰ مگاوات توان، شارژ مجدد شود. این ماشین می‌تواند توسط یک ژنراتور اختصاصی تأمین شود. بسته پرتاب کل تقریباً ۱٫۴ تن وزن خواهد داشت. محموله در هر پرتاب در این شرایط بیش از ۴۰۰ کیلوگرم است.[۴۹] یک میدان مغناطیسی عملیاتی اوج ۵ تسلا وجود خواهد داشت—نیمی از این مقدار از ریل‌ها و نیمی دیگر از آهنرباهای کمکی تأمین می‌شود. این امر جریان مورد نیاز از طریق ریل‌ها را به نصف کاهش می‌دهد، که توان را چهار برابر کاهش می‌دهد.

ناسا پیشنهاد کرده است که از یک ریل‌گان برای پرتاب «هواپیماهای گوه-شکل با اسکرم‌جت» به ارتفاع بالا با سرعت ۱۰ ماخ استفاده کند، جایی که سپس یک محموله کوچک را با استفاده از پیشرانه راکت معمولی به مدار پرتاب می‌کند.[۵۱] نیروی گرانش شدید ناشی از پرتاب مستقیم از زمین به فضا با ریل‌گان ممکن است استفاده از آن را فقط به محموله‌های بسیار محکم محدود کند. به‌طور جایگزین، می‌توان از سیستم‌های ریل بسیار طولانی برای کاهش شتاب پرتاب مورد نیاز استفاده کرد.[۴۹]

سلاح

[ویرایش]
نقشه‌های پرتابه‌های توپ الکتریکی
ریل‌گان الکترومغناطیسی واقع در مرکز جنگ سطحی نیروی دریایی دالگرن

ریل‌گان‌ها به عنوان سلاح‌هایی با پرتابه‌هایی که حاوی مواد منفجره یا پیشرانه نیستند، اما به سرعت‌های بسیار بالایی دست می‌یابند، در حال تحقیق هستند: ۲٬۵۰۰ متر بر ثانیه (۸٬۲۰۰ فوت بر ثانیه) (تقریباً ماخ ۷ در سطح دریا) یا بیشتر. برای مقایسه، تفنگ ام۱۶ سرعت دهانه ۹۳۰ متر بر ثانیه (۳٬۰۵۰ فوت بر ثانیه) دارد و توپ ۱۶ اینچی/۵۰ کالیبر مارک ۷ که نبردهای آمریکایی جنگ جهانی دوم را مسلح می‌کرد، سرعت دهانه ۷۶۰ متر بر ثانیه (۲٬۴۹۰ فوت بر ثانیه) داشت، که به دلیل جرم بسیار بیشتر پرتابه‌اش (تا ۲۷۰۰ پوند) انرژی دهانه ۳۶۰ مگاژول و انرژی برخورد جنبشی در محدوده بیش از ۱۶۰ مگاژول تولید می‌کرد. با شلیک پرتابه‌های کوچکتر با سرعت‌های بسیار بالا، ریل‌گان‌ها ممکن است انرژی جنبشی برخوردی برابر یا برتر از انرژی تخریبی توپ ۵ اینچی/۵۴ کالیبر مارک ۴۵ نیروی دریایی (که تا ۱۰ مگاژول در دهانه به دست می‌آورد) داشته باشند، اما با برد بیشتر. این امر اندازه و وزن مهمات را کاهش می‌دهد و اجازه می‌دهد مهمات بیشتری حمل شود و خطرات حمل مواد منفجره یا پیشرانه در یک تانک یا سکوی تسلیحاتی دریایی را از بین می‌برد. همچنین، با شلیک پرتابه‌هایی با آیرودینامیک بهتر در سرعت‌های بالاتر، ریل‌گان‌ها ممکن است به برد بیشتر، زمان کمتر برای رسیدن به هدف، و در بردهای کوتاه‌تر انحراف کمتر در برابر باد دست یابند و از محدودیت‌های فیزیکی سلاح‌های گرم معمولی عبور کنند: «محدودیت‌های انبساط گاز، پرتاب یک پرتابه بدون کمک را به سرعت‌های بیشتر از حدود ۱٫۵ کیلومتر بر ثانیه و بردهای بیش از ۵۰ مایل [۸۰ کیلومتر] از یک سیستم توپ معمولی عملی، ممنوع می‌کند.»[۵۲]

فناوری‌های فعلی ریل‌گان به یک لوله بلند و سنگین نیاز دارند، اما بالستیک یک ریل‌گان بسیار بهتر از توپ‌های معمولی با طول لوله برابر عمل می‌کند. ریل‌گان‌ها همچنین می‌توانند با منفجر کردن یک خرج انفجاری در پرتابه که دسته‌ای از پرتابه‌های کوچکتر را در یک منطقه بزرگ آزاد می‌کند، آسیب منطقه‌ای ایجاد کنند.[۵۳]

با فرض اینکه بسیاری از چالش‌های فنی پیش روی ریل‌گان‌های قابل استقرار در میدان، از جمله مسائلی مانند هدایت پرتابه ریل‌گان، دوام ریل، و بقای رزمی و قابلیت اطمینان منبع تغذیه الکتریکی، برطرف شوند، سرعت‌های پرتاب افزایش یافته ریل‌گان‌ها ممکن است مزایایی نسبت به توپ‌های مرسوم‌تر برای انواع سناریوهای تهاجمی و دفاعی فراهم کند. ریل‌گان‌ها پتانسیل محدودی برای استفاده علیه اهداف سطحی و هوایی دارند.

اولین ریل‌گان تسلیحاتی که برای تولید برنامه‌ریزی شده بود، سیستم بلیتزر جنرال اتمیکس، آزمایش کامل سیستم را در سپتامبر ۲۰۱۰ آغاز کرد. این سلاح یک گلوله سابوی آیرودینامیک طراحی شده توسط فانتوم ورکس بوئینگ را با سرعت ۱٬۶۰۰ متر بر ثانیه (۵٬۲۰۰ فوت بر ثانیه) (تقریباً ماخ ۵) با شتابی بیش از ۶۰۰۰۰ gn پرتاب می‌کند.[۵۴] در یکی از آزمایش‌ها، پرتابه توانست پس از نفوذ به یک صفحه فولادی به ضخامت ۱⁄۸ اینچ (۳٫۲ میلیمتر), ۷ کیلومتر (۴٫۳ مایل) دیگر به سمت پایین برد حرکت کند. این شرکت امیدوار است تا سال ۲۰۱۶ یک نمایش یکپارچه از سیستم را داشته باشد و پس از آن در صورت تأمین بودجه، تا سال ۲۰۱۹ به تولید برسد. تاکنون، این پروژه با بودجه خود شرکت تأمین شده است.[۵۵]

در اکتبر ۲۰۱۳، جنرال اتمیکس از یک نسخه زمینی ریل‌گان بلیتزر رونمایی کرد. یک مقام شرکت ادعا کرد که این توپ می‌تواند در «دو تا سه سال» برای تولید آماده شود.[۵۶]

ریل‌گان‌ها برای استفاده به عنوان سلاح‌های ضدهوایی برای رهگیری تهدیدات هوایی، به ویژه موشک کروز ضدکشتی، علاوه بر بمباران زمینی، در حال بررسی هستند. یک موشک ضدکشتی مافوق صوت که در نزدیکی سطح دریا پرواز می‌کند، می‌تواند در فاصله ۲۰ مایلی از یک کشتی جنگی بر روی افق ظاهر شود و زمان واکنش بسیار کوتاهی را برای رهگیری آن توسط کشتی باقی بگذارد. حتی اگر سیستم‌های دفاعی معمولی به اندازه کافی سریع واکنش نشان دهند، گران هستند و تنها تعداد محدودی رهگیر بزرگ را می‌توان حمل کرد. یک پرتابه ریل‌گان می‌تواند چندین برابر سریع‌تر از یک موشک به سرعت صوت برسد؛ به همین دلیل، می‌تواند یک هدف مانند موشک کروز را بسیار سریع‌تر و دورتر از کشتی مورد اصابت قرار دهد. پرتابه‌ها همچنین معمولاً بسیار ارزان‌تر و کوچکتر هستند و اجازه می‌دهند تعداد بیشتری از آنها حمل شود (آنها سیستم هدایت ندارند و برای تأمین انرژی جنبشی خود به ریل‌گان متکی هستند، نه اینکه خودشان آن را تأمین کنند). مزایای سرعت، هزینه و تعداد سیستم‌های ریل‌گان ممکن است به آنها اجازه دهد تا چندین سیستم مختلف را در رویکرد دفاع لایه‌ای فعلی جایگزین کنند.[۵۷] یک پرتابه ریل‌گان بدون قابلیت تغییر مسیر می‌تواند موشک‌های سریع‌السیر را در حداکثر برد ۳۰ مایل دریایی (۳۵ مایل؛ ۵۶ کیلومتر) مورد اصابت قرار دهد.[۵۸] همانند سیستم فالانکس، گلوله‌های غیرهدایت‌شونده ریل‌گان برای سرنگون کردن موشک‌های ضدکشتی مافوق صوت مانوردهنده به چندین/بسیاری شلیک نیاز دارند و شانس اصابت به موشک با نزدیک‌تر شدن آن به‌طور چشمگیری بهبود می‌یابد. نیروی دریایی برنامه‌ریزی می‌کند که ریل‌گان‌ها بتوانند موشک‌های بالستیک درون‌جو، تهدیدات هوایی پنهان‌کار، موشک‌های مافوق صوت و تهدیدات سطحی انبوه را رهگیری کنند؛ یک سیستم نمونه اولیه برای پشتیبانی از وظایف رهگیری قرار است تا سال ۲۰۱۸ آماده شود و تا سال ۲۰۲۵ عملیاتی شود. این بازه زمانی نشان می‌دهد که این سلاح‌ها برای نصب بر روی نسل بعدی شناورهای رزمی سطحی نیروی دریایی که انتظار می‌رود ساخت آنها تا سال ۲۰۲۸ آغاز شود، برنامه‌ریزی شده‌اند.[۵۹]

بی‌ای‌ئی سیستمز در مقطعی علاقه‌مند به نصب ریل‌گان بر روی خودروی جنگی آینده خود بود.[۶۰][۶۱][۶۲]

هند با موفقیت ریل‌گان خود را آزمایش کرده است.[۶۳] روسیه،[۶۴] چین،[۶۵][۶۶] آسلسان ترکیه[۶۷] و یتکنولوژی[۶۸] نیز در حال توسعه ریل‌گان هستند.[۶۹]

آلمان، فرانسه و ژاپن به‌طور مشترک یک سلاح ریل‌گان توسعه خواهند داد.[۷۰]

ریل‌گان مارپیچی

[ویرایش]

ریل‌گان مارپیچی‌[۷۱] ریل‌گان‌های چند-دور هستند که جریان ریل و جاروبک را به اندازهٔ تعداد دورها کاهش می‌دهند. دو ریل توسط یک لوله مارپیچی احاطه شده‌اند و پرتابه یا حامل قابل استفاده مجدد نیز مارپیچی است. پرتابه به‌طور مداوم توسط دو جاروبک که در امتداد ریل‌ها می‌لغزند، انرژی می‌گیرد و دو یا چند جاروبک اضافی روی پرتابه برای انرژی‌دهی و کموتاسیون چندین سیم‌پیچ از لوله مارپیچی در جلو و/یا پشت پرتابه عمل می‌کنند. ریل‌گان مارپیچی ترکیبی از ریل‌گان و کویل‌گان است. آنها در حال حاضر به شکل عملی و قابل استفاده وجود ندارند.

یک ریل‌گان مارپیچی در سال ۱۹۸۰ در ام‌آی‌تی ساخته شد و توسط چندین بانک خازن بزرگ برای آن زمان (تقریباً ۴ فاراد) تغذیه می‌شد. طول آن حدود ۳ متر بود و شامل ۲ متر سیم‌پیچ شتاب‌دهنده و ۱ متر سیم‌پیچ کندکننده بود. این ریل‌گان قادر به پرتاب یک گلایدر یا پرتابه تا حدود ۵۰۰ متر بود.

ریل‌گان پلاسما

[ویرایش]

یک ریل‌گان پلاسما یک شتاب‌دهنده خطی و یک سلاح انرژی پلاسمایی است که، مانند یک ریل‌گان پرتابه‌ای، از دو الکترود موازی طولانی برای شتاب دادن به یک آرمیچر «اتصال کوتاه لغزنده» استفاده می‌کند. با این حال، در یک ریل‌گان پلاسما، آرمیچر و پرتابه خروجی از پلاسما یا ذرات گازی داغ و یونیزه تشکیل شده‌اند، به جای یک تکه جامد از مواد. مارودر (MARAUDER، مخفف Magnetically Accelerated Ring to Achieve Ultra-high Directed Energy and Radiation) یک پروژه آزمایشگاه تحقیقات نیروی هوایی ایالات متحده در مورد توسعه یک ریل‌گان پلاسمای کواکسیال بود یا هست. این یکی از چندین تلاش دولت ایالات متحده آمریکا برای توسعه پرتابه‌های مبتنی بر پلاسما است. اولین شبیه‌سازی‌های کامپیوتری در سال ۱۹۹۰ انجام شد و اولین آزمایش منتشر شده آن در ۱ اوت ۱۹۹۳ ظاهر شد.[۷۲][۷۳] تا سال ۱۹۹۳، به نظر می‌رسید که این پروژه در مراحل اولیه آزمایشی قرار دارد. این سلاح قادر به تولید حلقه‌های دوناتی شکل از پلاسما و گلوله‌های آذرخش بود که هنگام برخورد با هدفشان با اثرات ویرانگری منفجر می‌شدند.[۷۴] موفقیت اولیه این پروژه منجر به طبقه‌بندی شدن آن شد و پس از سال ۱۹۹۳ تنها چند اشاره به مارودر ظاهر شد.[نیازمند منبع]

آزمایش‌ها

[ویرایش]
نمودار نشان‌دهنده مقطع عرضی یک توپ موتور خطی

مدل‌های در مقیاس کامل ساخته و شلیک شده‌اند، از جمله یک توپ با کالیبر ۹۰-میلیمتر (۳٫۵-اینچ) و انرژی جنبشی ۹ مگاژول که توسط دارپای ایالات متحده توسعه یافته است. مشکلات فرسایش ریل و عایق هنوز باید قبل از اینکه ریل‌گان‌ها بتوانند جایگزین سلاح‌های معمولی شوند، حل شوند. احتمالاً قدیمی‌ترین سیستم موفق پایدار توسط آژانس تحقیقات دفاعی بریتانیا در میدان تیراندازی داندِرنان در کرکادبرایت، اسکاتلند ساخته شده است. این سیستم در سال ۱۹۹۳ تأسیس شد و بیش از ۱۰ سال است که کار می‌کند.

چین اکنون یکی از بازیگران اصلی در پرتابگرهای الکترومغناطیسی است؛ در سال ۲۰۱۲، این کشور میزبان شانزدهمین سمپوزیوم بین‌المللی فناوری پرتاب الکترومغناطیسی (EML 2012) در پکن بود.[۷۵] تصاویر ماهواره‌ای در اواخر سال ۲۰۱۰ نشان می‌داد که آزمایش‌ها در یک میدان زرهی و توپخانه در نزدیکی بائوتو، در مغولستان داخلی در حال انجام است.[۷۶]

نیروهای مسلح ایالات متحده

[ویرایش]

ارتش ایالات متحده در اواخر قرن بیستم علاقه خود را به ادامه تحقیقات در زمینه فناوری توپ الکتریکی ابراز کرده است، زیرا توپ‌های الکترومغناطیسی برای شلیک یک گلوله به پیشرانه نیاز ندارند، که به‌طور قابل توجهی ایمنی خدمه را افزایش داده و هزینه‌های لجستیکی را کاهش می‌دهد، و همچنین برد بیشتری را فراهم می‌کند. علاوه بر این، سیستم‌های ریل‌گان نشان داده‌اند که به‌طور بالقوه می‌توانند سرعت بالاتری برای پرتابه‌ها فراهم کنند، که با کاهش زمان رسیدن پرتابه به مقصد، دقت را برای ضد تانک، توپخانه و پدافند هوایی افزایش می‌دهد. در اوایل دهه ۱۹۹۰، ارتش ایالات متحده بیش از ۱۵۰ میلیون دلار به تحقیقات توپ الکتریکی اختصاص داد.[۷۷] در مرکز الکترومکانیک دانشگاه تگزاس در آستین، ریل‌گان‌های نظامی قادر به پرتاب گلوله‌های زره‌شکاف تنگستنی با انرژی جنبشی نه مگاژول (۹ MJ) توسعه یافته‌اند.[۷۸] نه مگاژول انرژی کافی است تا یک پرتابه ۲ کیلوگرم (۴٫۴ پوند) را با سرعت ۳ کیلومتر بر ثانیه (۱٫۹ مایل بر ثانیه) پرتاب کند—در آن سرعت، یک میله به اندازه کافی بلند از تنگستن یا فلز متراکم دیگر می‌تواند به راحتی یک تانک را سوراخ کرده و به‌طور بالقوه از آن عبور کند.

بخش مرکز جنگ سطحی نیروی دریایی دالگرن

[ویرایش]

مرکز جنگ سطحی نیروی دریایی دالگرن ایالات متحده در اکتبر ۲۰۰۶ یک ریل‌گان ۸ مگاژولی را که پرتابه‌های ۳٫۲-کیلوگرم (۷٫۱-پوند) را شلیک می‌کرد، به عنوان نمونه اولیه یک سلاح ۶۴ مگاژولی برای استقرار در کشتی‌های جنگی نیروی دریایی به نمایش گذاشت. مشکل اصلی که نیروی دریایی ایالات متحده با پیاده‌سازی سیستم توپ ریل‌گان داشته است این است که توپ‌ها به دلیل فشارها، تنش‌ها و گرمای عظیمی که توسط میلیون‌ها آمپر جریان لازم برای شلیک پرتابه‌ها با مگاژول‌ها انرژی ایجاد می‌شود، فرسوده می‌شوند. اگرچه این سلاح‌ها به اندازه یک موشک کروز مانند بی‌جی‌ام-۱۰۹ تاماهاوک که ۳۰۰۰ مگاژول انرژی به هدف می‌رساند، قدرتمند نیستند، اما در تئوری به نیروی دریایی این امکان را می‌دهند که قدرت آتش دقیق‌تری را با کسری از هزینه یک موشک ارائه دهد و سرنگون کردن آنها در برابر سیستم‌های دفاعی آینده بسیار دشوارتر خواهد بود. برای مقایسه، یک مقایسه مرتبط دیگر، توپ راین‌متال ۱۲۰ میلی‌متری مورد استفاده در تانک‌های اصلی میدان نبرد است که ۹ مگاژول انرژی دهانه تولید می‌کند.

در سال ۲۰۰۷، بی‌ای‌ئی سیستمز یک نمونه اولیه ۳۲ مگاژولی (انرژی دهانه) را به نیروی دریایی ایالات متحده تحویل داد.[۷۹] همین مقدار انرژی با انفجار ۴٫۸-کیلوگرم (۱۱-پوند) سی۴ آزاد می‌شود.

در ۳۱ ژانویه ۲۰۰۸، نیروی دریایی ایالات متحده یک ریل‌گان را آزمایش کرد که یک پرتابه را با انرژی ۱۰٫۶۴ مگاژول و سرعت دهانه ۲٬۵۲۰ متر بر ثانیه (۸٬۲۷۰ فوت بر ثانیه) شلیک کرد.[۸۰] نیرو توسط یک بانک خازن نمونه اولیه ۹ مگاژولی جدید با استفاده از سوئیچ‌های حالت جامد و خازن‌های با چگالی انرژی بالا که در سال ۲۰۰۷ تحویل داده شده بود، و یک سیستم قدرت پالسی ۳۲ مگاژولی قدیمی‌تر از مرکز تحقیق و توسعه توپ الکتریکی گرین فارم ارتش ایالات متحده که در اواخر دهه ۱۹۸۰ توسعه یافته و قبلاً توسط بخش سیستم‌های الکترومغناطیسی جنرال اتمیکس بازسازی شده بود، تأمین شد.[۸۱] انتظار می‌رود این سیستم بین سال‌های ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۵ آماده شود.[۸۲]

یک آزمایش ریل‌گان در ۱۰ دسامبر ۲۰۱۰ توسط نیروی دریایی ایالات متحده در بخش مرکز جنگ سطحی نیروی دریایی دالگرن انجام شد.[۸۳] در طول این آزمایش، دفتر تحقیقات نیروی دریایی با انجام یک شلیک ۳۳ مگاژولی از ریل‌گان ساخته شده توسط بی‌ای‌ئی سیستمز، یک رکورد جهانی به ثبت رساند.[۴۰][۸۴]

آزمایش دیگری در فوریه ۲۰۱۲ در بخش مرکز جنگ سطحی نیروی دریایی دالگرن انجام شد. در حالی که از نظر انرژی شبیه به آزمایش قبلی بود، ریل‌گان استفاده شده به‌طور قابل توجهی فشرده‌تر بود و لوله‌ای با ظاهر مرسوم‌تر داشت. یک نمونه اولیه ساخته شده توسط جنرال اتمیکس برای آزمایش در اکتبر ۲۰۱۲ تحویل داده شد.[۸۵]

در سال ۲۰۱۴، نیروی دریایی ایالات متحده برنامه‌هایی برای یکپارچه‌سازی یک ریل‌گان با برد بیش از ۱۶۰ کیلومتر (۱۰۰ مایل) بر روی یک کشتی تا سال ۲۰۱۶ داشت.[۸۶] این سلاح، در حالی که شکل ظاهری معمول‌تری از یک توپ دریایی داشت، قرار بود از اجزایی استفاده کند که عمدتاً با اجزای توسعه‌یافته و نمایش داده شده در دالگرن مشترک بودند.[۸۷] گلوله‌های ابرسرعت ۱۰ کیلوگرم (۲۳ پوند) وزن دارند، ۱۸ اینچ (۴۶۰ میلیمتر) هستند و با سرعت ماخ ۷ شلیک می‌شوند.[۸۸]

یک هدف آینده، توسعه پرتابه‌های خود-هدایت‌شونده بود – یک الزام ضروری برای اصابت به اهداف دور یا رهگیری موشک‌ها.[۸۹] با توسعه گلوله‌های هدایت‌شونده، نیروی دریایی پیش‌بینی می‌کند که هر گلوله حدود ۲۵۰۰۰ دلار هزینه داشته باشد،[۹۰] اگرچه توسعه پرتابه‌های هدایت‌شونده برای توپ‌ها سابقه‌ای از دو یا سه برابر شدن تخمین‌های هزینه اولیه دارد. برخی از پرتابه‌های با سرعت بالا که توسط نیروی دریایی توسعه یافته‌اند، هدایت دستوری دارند، اما دقت هدایت دستوری مشخص نیست و حتی مشخص نیست که آیا می‌تواند از یک شلیک با قدرت کامل جان سالم به در ببرد.

در سال ۲۰۱۴، تنها کشتی‌های نیروی دریایی آمریکا که می‌توانستند توان الکتریکی کافی برای دستیابی به عملکرد مطلوب را تولید کنند، سه ناوشکن کلاس Zumwalt-class destroyer (سری DDG-1000) بودند؛ آنها می‌توانند ۷۸ مگاوات توان تولید کنند که بیش از مقدار لازم برای تأمین انرژی یک ریل‌گان است. با این حال، پروژه زوموالت لغو شده و واحدهای بیشتری ساخته نخواهد شد. مهندسان در حال کار بر روی استخراج فناوری‌های توسعه‌یافته برای کشتی‌های سری DDG-1000 به یک سیستم باتری هستند تا کشتی‌های جنگی دیگر بتوانند یک ریل‌گان را به کار گیرند.[۹۱] تا سال ۲۰۱۴، بیشتر ناوشکن‌ها تنها می‌توانستند ۹ مگاوات برق اضافی را تأمین کنند، در حالی که برای پرتاب یک پرتابه به برد حداکثری مطلوب، ۲۵ مگاوات مورد نیاز بود[۹۲] (یعنی برای پرتاب پرتابه‌های ۳۲ مگاژولی با نرخ ۱۰ شلیک در دقیقه). حتی اگر کشتی‌هایی مانند ناوشکن کلاس Arleigh Burke-class destroyer بتوانند با توان الکتریکی کافی برای کار با ریل‌گان ارتقا یابند، فضایی که با یکپارچه‌سازی یک سیستم تسلیحاتی اضافی روی کشتی‌ها اشغال می‌شود، ممکن است حذف سیستم‌های تسلیحاتی موجود را برای ایجاد فضای لازم، اجباری کند.[۹۳] اولین آزمایش‌های روی کشتی قرار بود از یک ریل‌گان نصب شده بر روی یک Spearhead-class expeditionary fast transport (EPF) انجام شود، اما این برنامه بعداً به آزمایش‌های زمینی تغییر یافت.[۹۴]

اگرچه پرتابه‌های ۲۳ پوندی (حدود ۱۰٫۴ کیلوگرم) فاقد مواد منفجره هستند، سرعت ماخ ۷ آنها ۳۲ مگاژول انرژی به آنها می‌دهد، اما انرژی جنبشی برخورد در انتهای برد معمولاً ۵۰ درصد یا کمتر از انرژی دهانه است. نیروی دریایی به دنبال کاربردهای دیگری برای ریل‌گان‌ها، علاوه بر بمباران زمینی، مانند پدافند هوایی بود؛ با سیستم‌های هدف‌گیری مناسب، پرتابه‌ها می‌توانند هواپیماها، موشک‌های کروز و حتی موشک‌های بالستیک را رهگیری کنند. نیروی دریایی همچنین در حال توسعه سلاح‌های انرژی هدایت‌شده برای استفاده در پدافند هوایی است، اما سال‌ها یا دهه‌ها طول می‌کشد تا آنها مؤثر شوند.[۹۵][۹۶][۹۷]

ریل‌گان بخشی از یک ناوگان نیروی دریایی خواهد بود که قابلیت‌های تهاجمی و دفاعی آینده را به صورت لایه‌ای پیش‌بینی می‌کند: لیزرها برای تأمین دفاع نزدیک، ریل‌گان‌ها برای تأمین حمله و دفاع میان‌برد، و موشک‌های کروز برای تأمین حمله دوربرد؛ اگرچه ریل‌گان‌ها اهدافی تا فاصله ۱۰۰ مایلی را که قبلاً به موشک نیاز داشتند، پوشش خواهند داد.[۹۸] نیروی دریایی ممکن است در نهایت فناوری ریل‌گان را برای شلیک در برد ۲۰۰ مایل دریایی (۲۳۰ مایل؛ ۳۷۰ کیلومتر) و برخورد با انرژی ۶۴ مگاژول ارتقا دهد. یک شلیک به ۶ میلیون آمپر جریان نیاز دارد، بنابراین توسعه خازن‌هایی که بتوانند انرژی کافی تولید کنند و مواد به اندازه کافی قوی برای توپ، زمان زیادی خواهد برد.[۷۶]

امیدوارکننده‌ترین کاربرد کوتاه‌مدت برای ریل‌گان‌های تسلیحاتی و به‌طور کلی توپ‌های الکترومغناطیسی، احتمالاً بر روی کشتی‌های نیروی دریایی با ظرفیت تولید برق اضافی و فضای ذخیره‌سازی باتری کافی است. در مقابل، قابلیت بقای کشتی ممکن است از طریق کاهش قابل توجه مقادیر پیشرانه‌های شیمیایی و مواد منفجره بالقوه خطرناک، افزایش یابد. با این حال، نیروهای رزمی زمینی ممکن است دریابند که قرار دادن یک منبع تغذیه الکتریکی اضافی در میدان نبرد برای هر سیستم توپ، از نظر وزن و فضا، قابلیت بقا، یا راحتی به عنوان یک منبع انرژی فوری برای پرتاب پرتابه، به اندازه پیشرانه‌های متعارف کارآمد نباشد؛ پیشرانه‌هایی که به‌طور ایمن در پشت خطوط تولید شده و از طریق یک سیستم لجستیکی قوی و پراکنده به صورت بسته‌بندی شده به سلاح تحویل داده می‌شوند.

در ژوئیه ۲۰۱۷، دفنس‌تک گزارش داد که نیروی دریایی مایل است نمونه اولیه ریل‌گان دفتر تحقیقات نیروی دریایی را از یک آزمایش علمی به یک سلاح مفید تبدیل کند. به گفته تام بوتنر، رئیس جنگ هوایی و تسلیحات نیروی دریایی برای ONR، هدف، ده شلیک در دقیقه با انرژی ۳۲ مگاژول بود. یک شلیک ریل‌گان ۳۲ مگاژولی معادل حدود ۲۳٬۶۰۰٬۰۰۰ فوت-پوند است، بنابراین یک شلیک ۳۲ مگاژولی انرژی دهانه‌ای معادل شلیک همزمان حدود ۲۰۰٬۰۰۰ گلوله کالیبر .۲۲ دارد.[۹۹] در واحدهای توان متعارف‌تر، یک شلیک ۳۲ مگاژولی در هر ۶ ثانیه، توان خالص ۵٫۳ مگاوات (یا ۵۳۰۰ کیلووات) است. اگر فرض شود که ریل‌گان با بازده ۲۰٪ انرژی الکتریکی را به انرژی جنبشی تبدیل می‌کند، منابع برق کشتی باید حدود ۲۵ مگاوات را تا زمانی که شلیک ادامه دارد، تأمین کنند.

تا تاریخ ۲۰۲۰، نیروی دریایی طی ۱۷ سال ۵۰۰ میلیون دلار برای توسعه ریل‌گان هزینه کرده بود. نیروی دریایی بر شلیک پرتابه‌های هایپرسونیک از توپ‌های متعارف موجود که به تعداد زیاد در دسترس بودند، تمرکز کرده بود.[۱۰۰] در ۱ ژوئن ۲۰۲۱، The Drive گزارش داد که بودجه پیشنهادی سال مالی ۲۰۲۲ نیروی دریایی آمریکا هیچ بودجه‌ای برای تحقیق و توسعه ریل‌گان در نظر نگرفته است.[۱۰۱] چالش‌های فنی قابل غلبه نبودند، مانند فرسودگی لوله به دلیل نیروهای عظیم ناشی از شلیک تنها پس از یک یا دو دوجین شلیک، و نرخ آتشی که برای دفاع موشکی بسیار پایین بود. اولویت‌ها نیز از زمان شروع توسعه ریل‌گان تغییر کرده بود و نیروی دریایی تمرکز بیشتری را بر روی موشک‌های هایپرسونیک با برد بلندتر در مقایسه با پرتابه‌های نسبتاً کوتاه‌برد ریل‌گان قرار داده بود.[۱۰۲]

آزمایشگاه تحقیقات ارتش

[ویرایش]

تحقیق بر روی فناوری ریل‌گان در طول دهه ۱۹۸۰ یکی از حوزه‌های اصلی تمرکز در آزمایشگاه تحقیقات بالستیک (BRL) بود. علاوه بر تحلیل عملکرد و خواص الکترودینامیکی و ترمودینامیکی ریل‌گان‌ها در موسسات دیگر (مانند ریل‌گان CHECMATE آزمایشگاه‌های مکسول)، BRL ریل‌گان‌های خود را برای مطالعه تهیه کرد، مانند ریل‌گان یک متری و ریل‌گان چهار متری خود.[۱۰۳][۱۰۴][۱۰۵] در سال ۱۹۸۴، محققان BRL تکنیکی را برای تجزیه و تحلیل باقی‌مانده‌های روی سطح خان پس از شلیک ابداع کردند تا علت تخریب تدریجی خان را بررسی کنند.[۱۰۶] در سال ۱۹۹۱، آنها ویژگی‌های لازم برای توسعه یک بسته پرتاب مؤثر و همچنین معیارهای طراحی لازم برای یک ریل‌گان را برای به‌کارگیری پرتابه‌های میله‌ای بلند و باله‌دار تعیین کردند.[۱۰۷][۱۰۸]

تحقیقات در زمینه ریل‌گان‌ها پس از ادغام آزمایشگاه تحقیقات بالستیک با شش آزمایشگاه مستقل دیگر ارتش برای تشکیل آزمایشگاه تحقیقات ارتش ایالات متحده (ARL) در سال ۱۹۹۲ ادامه یافت. یکی از پروژه‌های اصلی در تحقیقات ریل‌گان که ARL در آن مشارکت داشت، برنامه توپ الکترومغناطیسی کالیبر توپ (CCEMG) بود که در مرکز الکترومکانیک دانشگاه تگزاس (UT-CEM) انجام شد و توسط سپاه تفنگداران دریایی ایالات متحده و مرکز تحقیق و توسعه تسلیحات ارتش آمریکا حمایت می‌شد.[۱۰۹] به عنوان بخشی از برنامه CCEMG, UT-CEM در سال ۱۹۹۵ پرتابگر الکترومغناطیسی کالیبر توپ، یک پرتابگر ریل‌گان با آتش سریع را طراحی و توسعه داد.[۳۱] این پرتابگر با خان گرد ۳۰ میلی‌متری، قادر به شلیک سه رگبار پنج‌تایی از بسته‌های پرتاب ۱۸۵ گرمی با سرعت دهانه ۱۸۵۰ متر بر ثانیه و نرخ آتش ۵ هرتز بود. عملیات آتش سریع با راه‌اندازی پرتابگر توسط چندین پالس اوج ۸۳۵۴۴ که توسط کامپالسیتور CCEMG تأمین می‌شد، به دست آمد. ریل‌گان CCEMG شامل چندین ویژگی بود: دیواره‌های جانبی سرامیکی، پیش‌بارگذاری جهت‌دار، و خنک‌کاری مایع.[۳۲] ARL مسئول ارزیابی عملکرد پرتابگر بود که در تأسیسات آزمایشی ترانسونیک ARL در آبردین پروو گراوند، مریلند آزمایش شد.[۱۱۰]

آزمایشگاه تحقیقات ارتش ایالات متحده همچنین بر توسعه فناوری توپ الکترومغناطیسی و الکتروترمال در مؤسسه فناوری پیشرفته (IAT) در دانشگاه تگزاس در آستین نظارت داشت، که یکی از پنج آزمایشگاه دانشگاهی و صنعتی بود که ARL برای تأمین پشتیبانی فنی با آنها همکاری فدرال داشت. این مرکز دو پرتابگر الکترومغناطیسی، Leander OAT و AugOAT، و همچنین پرتابگر کالیبر متوسط را در خود جای داده بود. این تأسیسات همچنین یک سیستم قدرت شامل سیزده بانک خازن ۱ مگاژولی، مجموعه‌ای از دستگاه‌های پرتابگر الکترومغناطیسی و دستگاه‌های تشخیصی را فراهم می‌کرد. تمرکز فعالیت تحقیقاتی بر روی طرح‌ها، تعاملات و مواد مورد نیاز برای پرتابگرهای الکترومغناطیسی بود.[۱۱۱]

در سال ۱۹۹۹، همکاری بین ARL و IAT منجر به توسعه یک روش رادیومتریک برای اندازه‌گیری توزیع دمای آرمیچرهای ریل‌گان در حین یک تخلیه الکتریکی پالسی بدون ایجاد اختلال در میدان مغناطیسی شد.[۱۱۲] در سال ۲۰۰۱، ARL اولین مرکزی بود که مجموعه‌ای از داده‌های دقت پرتابه‌های شلیک‌شده از توپ الکترومغناطیسی را با استفاده از آزمون‌های پرش به دست آورد.[۱۱۳] در سال ۲۰۰۴، محققان ARL مقالاتی را منتشر کردند که تعامل پلاسمای دمای بالا را به منظور توسعه جرقه‌زن‌های کارآمد ریل‌گان بررسی می‌کردند.[۱۱۴] مقالات اولیه گروه تعامل پلاسما-پیشرانه در ARL و تلاش‌های آنها برای درک و تمایز بین اثرات شیمیایی، حرارتی و تابشی پلاسما بر پیشرانه‌های جامد متعارف را توصیف می‌کنند. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و سایر تکنیک‌های تشخیصی، آنها تأثیر پلاسما بر مواد پیشرانه خاص را به تفصیل ارزیابی کردند.[۱۱۵][۱۱۴][۱۱۶]

جمهوری خلق چین

[ویرایش]

چین در حال توسعه سیستم ریل‌گان خود است.[۱۱۷] بر اساس گزارش CNBC از اطلاعات ایالات متحده، سیستم ریل‌گان چین برای اولین بار در سال ۲۰۱۱ رونمایی شد و آزمایش زمینی آن در سال ۲۰۱۴ آغاز گردید. بین سال‌های ۲۰۱۵ و ۲۰۱۷، این سیستم تسلیحاتی قابلیت هدف قرار دادن اهداف در بردهای گسترده‌تر با کشندگی افزایش‌یافته را به دست آورد. این سیستم تسلیحاتی در دسامبر ۲۰۱۷ با موفقیت بر روی یک کشتی نیروی دریایی چین نصب شد و آزمایش‌های دریایی پس از آن انجام گرفت.[۱۱۸]

در اوایل فوریه ۲۰۱۸، تصاویری از آنچه ادعا می‌شود یک ریل‌گان چینی است، به صورت آنلاین منتشر شد. در این تصاویر، توپ بر روی دماغه یک کشتی آبی‌خاکی کلاس Type 072III-class landing ship به نام های‌یانگ‌شان نصب شده است. رسانه‌ها معتقدند که این سیستم برای آزمایش آماده است یا به زودی آماده خواهد شد.[۱۱۹][۱۲۰] در مارس ۲۰۱۸، گزارش شد که چین تأیید کرده که آزمایش ریل‌گان الکترومغناطیسی خود را در دریا آغاز کرده است.[۱۲۱][۱۲۲]

هند

[ویرایش]

در نوامبر ۲۰۱۷، سازمان تحقیق و توسعه دفاعی هند یک آزمایش موفقیت‌آمیز بر روی یک ریل‌گان الکترومغناطیسی با خان مربعی ۱۲ میلی‌متری انجام داد. آزمایش‌های نسخه‌ای ۳۰ میلی‌متری نیز برنامه‌ریزی شده است. هند قصد دارد با استفاده از یک بانک خازنی ۱۰ مگاژولی، یک پرتابه یک کیلوگرمی را با سرعتی بیش از ۲۰۰۰ متر بر ثانیه شلیک کند.[۱۲۳][۶۳] توپ‌های الکترومغناطیسی و سلاح‌های انرژی هدایت‌شده از جمله سیستم‌هایی هستند که نیروی دریایی هند قصد دارد در برنامه نوسازی خود تا سال ۲۰۳۰ به دست آورد.[۱۲۴]

ژاپن

[ویرایش]
ریل‌گان ۴۰ میلی‌متری ATLA

وزارت دفاع ژاپن تا سال ۲۰۱۵ بررسی خود را در مورد فناوری‌های مرتبط با ریل‌گان در داخل و خارج از کشور آغاز کرد و همزمان تحقیقات پایه‌ای را با استفاده از یک ریل‌گان کالیبر کوچک با خان ۱۶ میلی‌متری انجام داد.[۱۲۵][۱۲۶]

تا سال ۲۰۱۶، دولت ژاپن به این نتیجه رسید که همکاری فنی با ایالات متحده برای استقرار ریل‌گان‌ها ضروری است و چنین همکاری مستلزم دانش فنی از جانب ژاپن خواهد بود.[۱۲۶] بنابراین، توسعه تمام‌عیار در آن سال آغاز شد.[۱۲۶] از سال مالی ۲۰۱۶ تا ۲۰۲۲، تحقیقات بر روی سیستم‌های شتاب‌دهنده الکترومغناطیسی انجام شد و هدف بر افزایش سرعت اولیه پرتابه و بهبود دوام ریل در یک ریل‌گان کالیبر ۴۰ میلی‌متری تک‌تیر تعیین گردید.[۱۲۵] نتایج آزمایش‌های منتشر شده بعدی نشان داد که ریل‌گان طی ۱۲۰ شلیک متوالی، سرعت اولیه پایداری بیش از ۲۰۰۰ متر بر ثانیه داشت که همان سرعت هدف بود. ریل‌گان همچنین هیچ آسیب قابل‌توجهی در نزدیکی موقعیت شروع پرتابه نشان نداد، در حالی که مطالعات قبلی فرسایش قابل‌توجهی را نشان داده بودند که این موضوع تأییدی بر کاهش آسیب ریل است.[۱۲۷] در این آزمایش از یک کانتینر ۲۰ فوتی به عنوان شارژر و یک خازن با ظرفیت ۵ MJ متشکل از سه کانتینر ۲۰ فوتی برای شلیک دو نوع پرتابه (طول کل حدود ۱۶۰ میلی‌متر، جرم حدود ۳۲۰ گرم) استفاده شد: یک پرتابه جداشونده (分離弾) که مشابه استفاده واقعی خواهد بود و با هدف نفوذ در زره طراحی شده، و یک پرتابه یکپارچه (一体弾) که برای کاهش هزینه ساده‌سازی شده است. طول توپ حدود ۶ متر و جرم آن ۸ تن است.[۱۲۸]

در ارزیابی اولیه پروژه برای سال مالی ۲۰۲۱ که توسط وزارت دفاع در ۲ سپتامبر ۲۰۲۲ منتشر شد، اعلام گردید که از سال مالی ۲۰۲۲ تا ۲۰۲۶ تحقیقات روی ریل‌گان‌ها انجام خواهد شد.[۱۲۹] این تحقیق با هدف «ریل‌گان‌های آینده که قادر به شلیک پرتابه‌های هایپرسونیک با نرخ آتش بالا برای مقابله با تهدیداتی مانند موشک هایپرسونیک» هستند، انجام می‌شود.[۱۳۰] به‌طور خاص، تحقیقات بر روی مکانیزم شلیک مداوم، پایداری پرواز خارج از لوله، کنترل آتش و آسیب ریل‌گان به عنوان موارد مورد علاقه ذکر شده است.[۱۲۸]

در ۱۷ اکتبر ۲۰۲۳، آژانس اکتساب، فناوری و لجستیک (ATLA) در حساب رسمی ایکس خود اعلام کرد که «برای اولین بار در جهان آزمایش شلیک ریل‌گان از روی کشتی را با موفقیت به انجام رسانده است» (sic)[۱۳۱] به همراه فیلمی از شلیک ریل‌گان به سمت اقیانوس از روی یک کشتی.[۱۳۲] نیروی دریایی دفاع‌ازخود ژاپن (JMSDF) بعدها در یک بیانیه مطبوعاتی به مشارکت کشتی JS Asuka در آزمایش شلیک از روی کشتی اشاره کرد.[۱۳۳]

مسائل

[ویرایش]

مشکلات عمده

[ویرایش]

پیش از آنکه ریل‌گان‌ها بتوانند به کار گرفته شوند، باید موانع فنی و عملیاتی عمده‌ای برطرف شوند:

  1. دوام ریل‌گان: تا به امروز، نمایش‌های عمومی ریل‌گان توانایی شلیک چندگانه با قدرت کامل از یک مجموعه ریل را نشان نداده‌اند. با این حال، نیروی دریایی ایالات متحده ادعا کرده است که صدها شلیک از یک مجموعه ریل انجام داده است. در بیانیه‌ای در مارس ۲۰۱۴ به کمیته فرعی اطلاعات، تهدیدات نوظهور و قابلیت‌های کمیته خدمات مسلح مجلس نمایندگان، دریاسالار متیو کلاندر، رئیس تحقیقات نیروی دریایی، اظهار داشت: «عمر لوله از ده‌ها شلیک به بیش از ۴۰۰ شلیک افزایش یافته است، با یک مسیر برنامه‌ای برای رسیدن به ۱۰۰۰ شلیک.»[۸۷] با این حال، دفتر تحقیقات نیروی دریایی (ONR) تأیید نمی‌کند که این ۴۰۰ شلیک، شلیک‌هایی با قدرت کامل بوده‌اند. علاوه بر این، هیچ مطلب منتشر شده‌ای وجود ندارد که نشان دهد ریل‌گان‌های کلاس مگاژول بالایی با قابلیت شلیک صدها شلیک با قدرت کامل وجود دارند که در عین حال پارامترهای عملیاتی سختگیرانه لازم برای شلیک دقیق و ایمن را رعایت کنند. ریل‌گان‌ها باید بتوانند ۶ گلوله در دقیقه با عمر ریلی حدود ۳۰۰۰ شلیک شلیک کنند و شتاب پرتاب ده‌ها هزار جی، فشارهای شدید و جریان‌های مگاآمپری را تحمل کنند، اما این با فناوری فعلی امکان‌پذیر نیست.[۱۳۴][۱۳۵]
  2. هدایت پرتابه: یک قابلیت حیاتی آینده برای به‌کارگیری یک سلاح ریل‌گان واقعی، توسعه یک بسته هدایت قوی است که به ریل‌گان اجازه می‌دهد به اهداف دور شلیک کند یا به موشک‌های ورودی ضربه بزند. توسعه چنین بسته‌ای یک چالش بزرگ است. درخواست پیشنهاد (RFP) نیروی دریایی آمریکا SBIR 2012.1 – موضوع N121-102[۱۳۶] برای توسعه چنین بسته‌ای، مروری خوب بر چالش‌های هدایت پرتابه ریل‌گان ارائه می‌دهد:

بسته باید در محدودیت‌های جرم (کمتر از ۲ کیلوگرم)، قطر (قطر خارجی کمتر از ۴۰ میلی‌متر) و حجم (۲۰۰ سانتی‌متر مکعب) پرتابه قرار گیرد و این کار را بدون تغییر مرکز ثقل انجام دهد. همچنین باید بتواند شتاب‌های حداقل ۲۰٬۰۰۰ جی (آستانه) / ۴۰٬۰۰۰ جی (هدف) در تمام محورها، میدان‌های الکترومغناطیسی بالا (E > 5,000 V/m, B > 2 T) و دمای سطح بیش از ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد را تحمل کند. بسته باید بتواند در حضور هر پلاسمایی که ممکن است در خان یا در خروجی دهانه تشکیل شود، کار کند و همچنین به دلیل پرواز خارج از جو باید در برابر تشعشع مقاوم‌سازی شده باشد. مصرف برق کل باید کمتر از ۸ وات (آستانه) / ۵ وات (هدف) باشد و عمر باتری باید حداقل ۵ دقیقه (از زمان پرتاب اولیه) باشد تا امکان عملیات در طول کل درگیری فراهم شود. برای مقرون به صرفه بودن، هزینه تولید هر پرتابه باید تا حد امکان پایین باشد، با هدفی کمتر از ۱۰۰۰ دلار برای هر واحد.

در ۲۲ ژوئن ۲۰۱۵، سیستم‌های الکترومغناطیسی جنرال اتمیکس اعلام کرد که پرتابه‌های دارای تجهیزات الکترونیکی داخلی، کل محیط پرتاب ریل‌گان را تحمل کرده و عملکردهای مورد نظر خود را در چهار آزمایش متوالی در ۹ و ۱۰ ژوئن در میدان آزمایش داگوی ارتش ایالات متحده در یوتا انجام داده‌اند. تجهیزات الکترونیکی داخلی با موفقیت شتاب‌های داخل خان و دینامیک پرتابه را برای چندین کیلومتر در مسیر، که برای هدایت دقیق ضروری است، اندازه‌گیری کردند. پیوند داده یکپارچه حتی پس از برخورد پرتابه‌ها به کف بیابان به کار خود ادامه داد.[۱۳۷]

جستارهای وابسته

[ویرایش]

منابع

[ویرایش]
  1. ↑ Fletcher, Seth (2013-06-05). "نیروی دریایی ریل‌گان ۳۲ مگاژولی را آزمایش می‌کند". پاپیولار ساینس. Archived from the original on 2013-06-04. Retrieved 2013-06-16.
  2. ↑ "rail gun". dictionary.com. Archived from the original on 2017-04-26. Retrieved 18 July 2017.
  3. ↑ Rashleigh, C. S. & Marshall, R. A. (April 1978). "Electromagnetic Acceleration of Macroparticles to High Velocities". ژورنال فیزیک کاربردی. 49 (4): 2540. Bibcode:1978JAP....49.2540R. doi:10.1063/1.325107.
  4. ↑ "Rail Strike". اکونومیست. 2015-05-09. Archived from the original on 2015-05-17. Retrieved 2016-01-31.
  5. ↑ Hindmarsh, John (1977). Electrical Machines and their Applications. Oxford: Pergamon Press. p. 20. ISBN 978-0-08-021165-7.
  6. ↑ Fiske, D.; Ciesar, J.A.; Wehrli, H.A.; Riemersma, H.; et al. (January 1991). "The HART 1 Augmented Electric Gun Facility". IEEE Transactions on Magnetics. 27 (1): 176–180. Bibcode:1991ITM....27..176F. doi:10.1109/20.101019. ISSN 0018-9464.
  7. ↑ "Rail Gun | UCSC Physics Demonstration Room". ucscphysicsdemo.sites.ucsc.edu. Retrieved 2025-06-24.
  8. ↑ Batteh, Jad. H. (January 1991). "Review of Armature Research". IEEE Transactions on Magnetics. 27 (1): 224–227. Bibcode:1991ITM....27..224B. doi:10.1109/20.101030.
  9. ↑ Gully, John (January 1991). "Power Supply Technology for Electric Guns". IEEE Transactions on Magnetics. 27 (1): 329–334. Bibcode:1991ITM....27..329G. doi:10.1109/20.101051. hdl:2152/30552.
  10. ↑ "50 megajoules kinetic energy". ولفرم آلفا. 2014-04-28. Archived from the original on 2014-04-29.
  11. ↑ Kruczynski, D.; Massey, D.; Milligan, R.; Vigil, E.; Landers, B.; Meneguzzi, M. (23 January 2007). "Combustion Light Gas Gun Technology Demonstration: Final Report For Contract Number N00014-02-C-0419" (PDF). p. 2. Archived (PDF) from the original on 4 April 2021.
  12. ↑ Damse, R.S.; Singh, Amarjit (2003). "Advanced Concepts of the Propulsion System for the Futuristic Gun Ammunition". Defence Science Journal. 53 (4): 341–350. doi:10.14429/dsj.53.2279. S2CID 34169057.
  13. 1 2 3 4 McNab, Ian (January 1999). "Early Electric Gun Research". IEEE Transactions on Magnetics. 35 (1): 250–261. Bibcode:1999ITM....35..250M. doi:10.1109/20.738413.
  14. ↑ Fauchon-Villeplee, André Louis Octave (1922). "US Patent 1,421,435 "Electric Apparatus for Propelling Projectiles"". Archived from the original on 2011-12-24.
  15. 1 2 Hogg, Ian V. (1969). The Guns: 1939/45. London: Macdonald. ISBN 978-0-01-906710-2. OCLC 778837078.
  16. ↑ Korol'kov, A.L. (October 1983). Long-Range Electrical Gun, Equipment and Supplies of the Red Army (PDF) (Report). Wright-Patterson Air Force Base. ADA134254. Archived from the original on 25 April 2022. Retrieved 14 February 2020 – via Defense Technical Information Center.
  17. ↑ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2016-03-04. Retrieved 2015-08-22.{{cite web}}: نگهداری یادکرد:عنوان آرشیو به جای عنوان (link)
  18. ↑ Ophel, Trevor & Jenkin, John (1996). "Chapter 2:The Big Machine" (PDF). Fire in the Belly: The first fifty years of the pioneer School at the ANU. دانشگاه ملی استرالیا. ISBN 978-0-85800-048-3. OCLC 38406540. Archived from the original (PDF) on 2013-05-17.
  19. ↑ Barber, J. P. (March 1972). The Acceleration of Macroparticles and a Hypervelocity Electromagnetic Accelerator (Ph.D thesis). دانشگاه ملی استرالیا. OCLC 220999609.
  20. ↑ Powell, John; Batteh, Jad (14 August 1998). "Plasma dynamics of an arc-driven, electromagnetic, projectile accelerator". Journal of Applied Physics. 52 (4): 2717–2730. doi:10.1063/1.329080.
  21. ↑ Batteh, Jad (April 1982). Analysis of a Rail Gun Plasma Accelerator (PDF) (Report). U.S. Army Ballistic Research Laboratory. AD-A114043. Archived (PDF) from the original on 21 February 2020. Retrieved 14 February 2020 – via Defense Technical Information Center.
  22. ↑ Powell, John (October 1982). Two-Dimensional Model for Arc Dynamics in the Rail Gun (PDF) (Report). U.S. Army Ballistic Research Laboratory. AD20046. Archived (PDF) from the original on 21 February 2020. Retrieved 14 February 2020 – via Defense Technical Information Center.
  23. ↑ Kohlberg, Ira (September 1995). Prediction of Electromagnetic Fields generated by Rail Guns (PDF) (Report). U.S. Army Research Laboratory. ARL-CR-148. Archived (PDF) from the original on 13 March 2020. Retrieved 14 February 2020 – via Defense Technical Information Center.
  24. ↑ Levinson, L.; Burke, L.; Erengil, M.; Faust, J. (April 2001). Investigating UHF Telemetry for Electromagnetic Launchers (PDF) (Report). 10th U.S. Army Gun Dynamics Symposium Proceedings. ADA404787. Archived (PDF) from the original on 27 April 2020. Retrieved 14 February 2020 – via Defense Technical Information Center.
  25. ↑ Powell, John; Walbert, David; Zielinski, Alexander (February 1993). Two-Dimensional Model for Current and Heat Transport in Solid-Armature Railguns (Report). The U.S. Army Research Laboratory. S2CID 117790455. ARL-TR-74.
  26. 1 2 Fair, Harry (January 2005). "Electromagnetic Launch Science and Technology in the United States Enters a New Era". IEEE Transactions on Magnetics. 41 (1): 158–164. Bibcode:2005ITM....41..158F. doi:10.1109/TMAG.2004.838744. S2CID 47558848.
  27. ↑ Parker, J.V.; Berry, D.T.; Snowden, P.T. (January 1997). "The IAT Electromagnetic Launch Research Facility". IEEE Transactions on Magnetics. 33 (1): 129–133. Bibcode:1997ITM....33..129P. doi:10.1109/20.559917.
  28. ↑ Jamison, Keith (March 1996). Commissioning Tests of the Medium Caliber Railgun Launcher (PDF) (Report). Institute for Advanced Technology. Archived (PDF) from the original on 21 February 2020. Retrieved 14 February 2020 – via Defense Technical Information Center.
  29. 1 2 "Electronic (EM) Railgun". BAE Systems. Archived from the original on 27 January 2018. Retrieved 26 January 2018.
  30. ↑ "Armament Research and Development Establishment, Pune-411". drdo.gov.in. 3 July 1994. Archived from the original on 11 November 2017. Retrieved 2 February 2018.
  31. 1 2 Zielinski, A.E.; Werst, M.D.; Kitzmiller, J.R. (July 1997). "Rapid Fire Railgun For The Cannon Caliber Electromagnetic Gun System". 8th Electromagnetic Launch Symposium. Archived from the original on 6 August 2020. Retrieved 14 February 2020.
  32. 1 2 Zielinski, A.E.; Werst, M.D. (January 1997). "Cannon-caliber electromagnetic launcher". IEEE Transactions on Magnetics. 33 (1): 630–635. Bibcode:1997ITM....33..630Z. doi:10.1109/20.560087.
  33. ↑ Borrell, Brendan (2008-02-06). "Electromagnetic Railgun Blasts Off". MIT Technology Review. Archived from the original on 11 November 2020. Retrieved 9 November 2020.
  34. ↑ Hammon, H. G.; Dempsey, J.; Strachan, D.; Raos, R.; Haugh, D.; Whitby, F. P.; Holland, M. M.; Eggers, P. (1 January 1993). "The Kirkcudbright Electromagnetic Launch Facility". IEEE Transactions on Magnetics. 29 (1): 975–979. Bibcode:1993ITM....29..975H. doi:10.1109/20.195711.
  35. ↑ Ludic Science (2014-10-04), How to Make a Simple Railgun., archived from the original on 2018-02-07, retrieved 2017-12-31
  36. ↑ Doityourself Gadgets (2013-10-03), How To Build a Railgun Experiment, archived from the original on 2016-08-11, retrieved 2017-12-31
  37. ↑ Harris, William (11 October 2005). "How Rail Guns Work". HowStuffWorks. Archived from the original on 17 March 2011. Retrieved 2011-03-25.
  38. ↑ Meger, R. A. (1 January 2006). Railgun Materials Science (PDF) (Report) (به انگلیسی). Defense Technical Information Center. p. 1. Retrieved 30 September 2023.
  39. ↑ Pickrell, Ryan. "It looks like China will beat the US Navy in the railgun race — here's why it may not actually matter". Business Insider. Retrieved 30 September 2023.
  40. 1 2 Ackerman, Spencer (2010-12-10). "Video: Navy's Mach 8 Railgun Obliterates Record". Wired. Archived from the original on 2014-01-11.
  41. ↑ Weldon, Wm. F.; Driga, M. D. & Woodson, H. H. (November 1986). "Recoil in electromagnetic railguns". IEEE Transactions on Magnetics. 22 (6): 1808–1811. Bibcode:1986ITM....22.1808W. doi:10.1109/TMAG.1986.1064733. hdl:2152/30760. ISSN 0018-9464.
  42. ↑ Cavalleri, G.; Tonni, E. & Spavieri, G. (May 2001). "Reply to "Electrodynamic force law controversy"". Physical Review E. 63 (5): 058602. Bibcode:2001PhRvE..63e8602C. doi:10.1103/PhysRevE.63.058602.
  43. ↑ Kathe, Eric L. (November 2000). Recoil Considerations for Railguns: Technical Report ARCCB-TR-00016 (pdf). U.S. Army ARDEC Benet Laboratories. Archived from the original on 2015-09-24.
  44. ↑ Putnam, Michael J. (December 2009). An Experimental Study of Electromagnetic Lorentz Force and Rail Recoil (M.Sc. thesis). مدرسه عالی نیروی دریایی. Archived from the original on 2015-09-24.
  45. ↑ Barros, Sam (2010-11-11). "PowerLabs Rail Gun!". Powerlabs.org (Blog). Archived from the original on 2014-02-10. Retrieved 2014-04-10.
  46. ↑ Uranga, Alejandra; Kirk, Daniel R.; Gutierrez, Hector; Meinke, Rainer B.; et al. (2005). Rocket Performance Analysis Using Electrodynamic Launch Assist (PDF). Proceedings of the 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (10–13 January 2005). Reno, Nevada. Archived from the original (PDF) on 6 June 2015.
  47. ↑ Advanced Magnet Lab, Inc. (2008) "Space and Defense" magnetlab.com بایگانی‌شده در ۱۴ اکتبر ۲۰۰۸ توسط Wayback Machine
  48. ↑ Advanced Magnet Lab, Inc. (2008) "Direct Double-Helix" magnetlab.com بایگانی‌شده در ۱۳ فوریه ۲۰۱۱ توسط Wayback Machine
  49. 1 2 3 4 McNab, I.R. (January 2003). "Launch to space with an electromagnetic railgun" (PDF). IEEE Transactions on Magnetics. 35 (1): 295–304. Bibcode:2003ITM....39..295M. CiteSeerX 10.1.1.393.1173. doi:10.1109/TMAG.2002.805923. ISSN 0018-9464. Archived (PDF) from the original on 2012-01-28.
  50. ↑ هزینه پروتون تا سال ۲۰۱۵ حدود ۵۰۰۰ دلار به ازای هر کیلوگرم تخمین زده می‌شود.
  51. ↑ Atkinson, Nancy (2010-09-14). "NASA Considering Rail Gun Launch System to the Stars". Universe Today. Archived from the original on 2014-05-25.
  52. ↑ Adams, David Allan (February 2003). "Naval Rail Guns Are Revolutionary" (PDF). U.S. Naval Institute Proceedings. 129 (2): 34. Archived from the original (PDF) on 2007-07-08.
  53. ↑ Fredenburg, Michael (2014-12-18). "Railguns: The Next Big Pentagon Boondoggle? Michael Fredenburg, 2014". National Review. Archived from the original on 2014-12-27.
  54. ↑ Fallon, Jonathon (2012-04-25). "General Atomics' Railgun Travels 4 Miles, Even After Blasting Through a Steel Plate [Video]". CubicleBot. Archived from the original on 2013-09-12. Retrieved 2012-04-25.
  55. ↑ "Blitzer Railgun". General Atomics. 2012-04-25. Archived from the original on 2012-07-08. Retrieved 2012-04-25.
  56. ↑ Fisher Jr, Richard D. (2013-10-22). "AUSA 2013: General Atomics unveils Blitzer land-based railgun". گروه اطلاعاتی جین. Archived from the original on 2014-03-29. Retrieved 2014-12-22.
  57. ↑ Page, Lewis (2010-12-25). "'Blitzer' railgun already 'tactically relevant', boasts maker". The Register. Archived from the original on 2017-08-10.
  58. ↑ Freedberg Jr., Sydney J. (2014-11-21). "47 Seconds From Hell: A Challenge To Navy Doctrine". Breaking Defense. Archived from the original on 2014-11-23.
  59. ↑ LaGrone, Sam (2015-01-05). "Navy Wants Rail Guns to Fight Ballistic and Supersonic Missiles Says RFI". USNI News. Archived from the original on 2015-01-09.
  60. ↑ "BAE Proposes Rail Guns for Army's Future Fighting Vehicle". defensetech.org. 23 October 2014. Archived from the original on 23 March 2017.{{cite web}}: نگهداری یادکرد:پیوند نامناسب (link)
  61. ↑ "BAE Wants to Equip Future Army Tanks with Railguns". ieee.org (IEEE Spectrum: Technology, Engineering, and Science News). 2014-11-24. Archived from the original on 2016-12-23.
  62. ↑ "Army Tries Again to Replace or Upgrade Bradley Fighting Vehicle". dodbuzz.com. 10 June 2015. Archived from the original on 14 November 2016.
  63. 1 2 "India Successfully Tests Futuristic Electromagnetic Railguns Capable of Firing at Mach 6". 2017-11-08. Archived from the original on 23 December 2020. Retrieved 2021-02-09.
  64. ↑ "A farewell to traditional arms: Russia develops weapons for the future". 2017-07-12. Archived from the original on 2017-09-09. Retrieved 2017-09-03.
  65. ↑ "7 powerful new weapons that China's military just showed off - Business Insider". بیزنس اینسایدر. Archived from the original on 15 December 2019. Retrieved 2 February 2019.
  66. ↑ "An Electromagnetic Arms Race Has Begun: China Is Making Railguns Too". پاپیولار ساینس. 23 November 2015. Archived from the original on 2017-05-02.
  67. ↑ "IDEF 2017: Turkey joins railgun club". Archived from the original on 2017-05-16.
  68. ↑ Sutton, H I. "Covert Shores Guide: World Navy's Rail Gun Projects". www.hisutton.com. HI Sutton. Archived from the original on 6 June 2021. Retrieved 8 June 2021.
  69. ↑ Howes, Scarlet (24 January 2017). "Russia unveils new weapon that can fire bullets at 3km per second". دیلی میرور. Archived from the original on 20 April 2017.
  70. ↑ "Japan Signs Railgun Cooperation Pact with France, Germany | Aviation Week Network".
  71. ↑ "Archived copy" (PDF). Archived (PDF) from the original on 2017-04-19. Retrieved 2017-04-19.{{cite web}}: نگهداری یادکرد:عنوان آرشیو به جای عنوان (link)
  72. ↑ Sovinec, C. R. (1990). "Phase 1b MARAUDER computer simulations". IEEE International Conference on Plasma Science. 22 (16). Archived from the original on 2017-05-07. Retrieved 2016-08-07.
  73. ↑ Dengan, J. H.; et al. (1993-08-01). "Compact toroid formation, compression, and acceleration". Physics of Fluids B. 5 (8): 2938–2958. Bibcode:1993PhFlB...5.2938D. doi:10.1063/1.860681. OSTI 7369133.
  74. ↑ "Unfriendly Fire". Archived from the original on 23 February 2007.
  75. ↑ LIST OF PAPERS, 16th International Symposium on Electromagnetic Launch Technology (EML 2012) Beijing, China, شابک ‎۹۷۸−۱−۴۶۷۳−۰۳۰۶−۴, "Archived copy" (PDF). Archived (PDF) from the original on 2015-02-21. Retrieved 2015-02-21.{{cite web}}: نگهداری یادکرد:عنوان آرشیو به جای عنوان (link)
  76. 1 2 Five Futuristic Weapons That Could Change Warfare بایگانی‌شده در ۲۰۱۵-۰۲-۰۶ توسط Wayback Machine – Nationalinterest.org, 1 November 2014
  77. ↑ Eaton, Alvin; Thiele, Gary; Grum, Allen; Gourdine, Meredith; Weinberger, Peter; Hubbard, William (10 December 1990). Final Report of the Army Science Board (ASB) Panel on Electromagnetic/Electrothermal Gun Technology Development (PDF) (Report). Army Science Board. AD-A236493. Archived (PDF) from the original on 13 March 2020. Retrieved 14 February 2020 – via Defense Technical Information Center.
  78. ↑ "EM Systems". University of Texas. Archived from the original on 2007-10-10.
  79. ↑ Sofge, Erik (14 November 2007). "World's Most Powerful Rail Gun Delivered to Navy". Popular Mechanics. Archived from the original on 16 November 2007. Retrieved 2007-11-15.
  80. ↑ "U.S. Navy Demonstrates World's Most Powerful EMRG at 10 MJ". نیروی دریایی ایالات متحده آمریکا. 1 February 2008. Archived from the original on 17 September 2008.
  81. ↑ "General Atomics Team Powers Navy Rail Gun to New World Record", accessed 14 October 2009 بایگانی‌شده در ۲۰۱۱-۰۹-۲۷ توسط Wayback Machine
  82. ↑ "The Navy shows off its insane magnetic railgun of the future". Dvice.com. 2 February 2008. Archived from the original on 26 July 2010. Retrieved 2014-04-10.
  83. ↑ Fein, Geoff. "Navy Sets New World Record with Electromagnetic Railgun Demonstration". www.navy.mil/. United States Navy. Archived from the original on 13 February 2015. Retrieved 13 February 2015.
  84. ↑ LaGrone, Sam (15 December 2010). "Electromagnetic railgun sets new world record". گروه اطلاعاتی جین. Archived from the original on 2010-12-17. Retrieved 2014-12-22.
  85. ↑ "Navy Evaluating Second Electromagnetic Railgun Innovative Naval Prototype". دفتر تحقیقات نیروی دریایی. 2012-10-09. Archived from the original on 2012-10-12. Retrieved 2012-10-20.
  86. ↑ Osborn, Kris (2014-01-10). "Future Destroyers Likely to Fire Lasers, Rail Guns". Military.com. Archived from the original on 2014-01-11.
  87. 1 2 Klunder, Matthew. "Statement of Read Admiral Matthew L. Klunder, United States Navy Chief of Naval Research Before the Intelligence, Emerging Threats and Capabilities Subcommittee of the House Armed Services Committee on the Fiscal Year 2015 Budget Request" (PDF). www.acq.osd.mil. House Armed Services Committee. Archived from the original (PDF) on 22 December 2014. Retrieved 13 February 2015.
  88. ↑ McDuffee, Allen (2014-04-09). "Navy's New Railgun Can Hurl a Shell Over 5,000 MPH". Wired. Archived from the original on 2017-04-01.
  89. ↑ Osborn, Kris (2014-01-16). "Navy Rail Gun Showing Promise". Defensetech.org. Archived from the original on 2014-01-18.{{cite news}}: نگهداری یادکرد:پیوند نامناسب (link)
  90. ↑ Irwin, Sandra. "Naval Guns: Can They Deliver 'Affordable' Precision Strike?". National Defense Magazine. Archived from the original on 11 February 2015. Retrieved 11 February 2015.
  91. ↑ Sharp, David (2014-02-18). "US Navy Ready to Deploy Laser for 1st Time". Military.com. Archived from the original on 2014-02-22.
  92. ↑ Atherton, Kelsey D. (2014-04-08). "The Navy Wants To Fire Its Ridiculously Strong Railgun From The Ocean". Popular Science. Archived from the original on 2014-04-12.
  93. ↑ LaGrone, Sam (2013-06-07). "NAVSEA on Flight III Arleigh Burkes". USNI News. Archived from the original on 2014-02-28.
  94. ↑ Navy Railgun Ramps Up in Test Shots بایگانی‌شده در ۲۰۱۷-۱۰-۲۳ توسط Wayback Machine – Breakingdefense.com, 19 May 2017
  95. ↑ Subrata Ghoshroy (18 May 2015). "Navy's new laser weapon: Hype or reality?". Bulletin of the Atomic Scientists. Archived from the original on 15 September 2017. Retrieved 24 July 2018.
  96. ↑ Loren Thompson (19 December 2011). "How To Waste $100 Billion: Weapons That Didn't Work Out". Forbes. Archived from the original on 7 Jan 2012.
  97. ↑ Jeff Hecht (27 September 2017). "Laser Weapons Not Yet Ready for Missile Defense". IEEE Spectrum. Archived from the original on 24 July 2018. Retrieved 24 July 2018.
  98. ↑ Freedberg Jr., Sydney J. (2014-04-07). "Navy's Magnetic Super Gun To Make Mach 7 Shots At Sea In 2016: Adm. Greenert". Breakingdefense.com. Archived from the original on 2014-04-08.
  99. ↑ "US Navy railgun more powerful". popularmechanics.com. 24 July 2017. Archived from the original on 17 October 2017. Retrieved 2 February 2018.
  100. ↑ Mizokami, Kyle (27 April 2020). "The U.S. Navy's Railgun Is Nearly Dead in the Water". Popular Mechanics. Archived from the original on 14 April 2021. Retrieved 2021-03-13.
  101. ↑ Trevithick, Joseph (1 June 2021). "The Navy's Railgun Looks Like It's Finally Facing The Axe In New Budget Request". The Drive (به انگلیسی). Brookline Media Inc. Archived from the original on 18 June 2021. Retrieved 16 June 2021.
  102. ↑ US Navy ditches futuristic railgun, eyes hypersonic missiles بایگانی‌شده در ۲۵ آوریل ۲۰۲۲ توسط Wayback Machine. Defense News. 1 July 2021.
  103. ↑ Jamison, Keith; Burden, Henry (June 1983). A Laboratory Arc Driven Rail Gun (PDF) (Report). U.S. Army Ballistic Research Laboratory. AD-A131153. Archived (PDF) from the original on 13 March 2020. Retrieved 14 February 2020 – via Defense Technical Information Center.
  104. ↑ Powell, John (January 1989). "Plasma analysis of a large-bore, arc-driven railgun". IEEE Transactions on Magnetics. 25 (1): 448–453. Bibcode:1989ITM....25..448P. doi:10.1109/20.22580.
  105. ↑ Vrable, D.L.; Rosenwasser, S.N.; Cheverton, K.J. (June 1987). A Laboratory Railgun for Terminal Ballistics and Arc Armature Research Studies (PDF) (Report). U.S. Army Ballistic Research Laboratory. AD-A187225. Archived (PDF) from the original on 26 March 2020. Retrieved 14 February 2020 – via Defense Technical Information Center.
  106. ↑ Jamison, Keith; Burden, Henry; Marquez-Reines, Miguel; Niiler, Andrus (March 1984). Analysis of Rail Gun Bore Residue (PDF) (Report). U.S. Army Ballistic Research Laboratory. AD-A140303. Archived (PDF) from the original on 21 February 2020. Retrieved 14 February 2020 – via Defense Technical Information Center.
  107. ↑ Zielinski, A.E.; Garner, J.M. (January 1991). "Mass stabilized projectile designs for electromagnetic launch". IEEE Transactions on Magnetics. 27 (1): 515–520. Bibcode:1991ITM....27..515Z. doi:10.1109/20.101086.
  108. ↑ Zielinski, A.E. (January 1991). "Design limitations for small caliber electromagnetic saboted rod projectiles". IEEE Transactions on Magnetics. 27 (1): 521–526. Bibcode:1991ITM....27..521Z. doi:10.1109/20.101087.
  109. ↑ Price, J.H.; Yun, H.D.; Kajs, J.P.; Kitzmiller, J.R.; Pratap, S.B.; Werst, M.D. (January 1995). "Discarding armature and barrel optimization for a cannon caliber electromagnetic launcher system". IEEE Transactions on Magnetics. 31 (1): 225–230. Bibcode:1995ITM....31..225P. doi:10.1109/20.364697. hdl:2152/30918.
  110. ↑ Zielinski, David; Weinacht, Paul; Webb; Soencksen, Keith (March 1997). An Investigation of the Ballistic Performance for an Electromagnetic Gun-Launched Projectile (PDF) (Report). The U.S. Army Research Laboratory. ADA326880. Archived from the original on 25 April 2022. Retrieved 14 February 2020 – via Defense Technical Information Center.
  111. ↑ Parker, J.V.; Berry, D.T.; Snowden, P.T. (1997). "The IAT electromagnetic launch research facility". IEEE Transactions on Magnetics (به انگلیسی). 33 (1): 129–133. Bibcode:1997ITM....33..129P. doi:10.1109/20.559917.
  112. ↑ Zielinski, A.E.; Niles, S.; Powell, J.D. (April 1999). Thermophysical Behavior of Armature Materials During a Pulsed Electrical Discharge (PDF) (Report). Institute for Advanced Technology. ADA362542. Archived from the original on 25 April 2022. Retrieved 14 February 2020 – via Defense Technical Information Center.
  113. ↑ Zielinski, Alexander (February 2001). Accuracy and Railguns (Report). The U.S. Army Research Laboratory. doi:10.21236/ADA391975. S2CID 108872351. ARL-TR-2392.
  114. 1 2 Beyer, R.A.; Pesce-Rodriguez, R.A. (2004). "The response of propellants to plasma radiation". The response of propellants to plasma radiation - IEEE Conference Publication (به انگلیسی). pp. 273–278. doi:10.1109/ELT.2004.1398089. ISBN 978-0-7803-8290-9. S2CID 29541521.
  115. ↑ Schroeder, M.A.; Beyer, R.A.; Pesce-Rodriguez, R.A. (2004). "Scanning electron microscope examination of JA2 propellant samples exposed to plasma radiation". Scanning electron microscope examination of JA2 propellant samples exposed to plasma radiation - IEEE Conference Publication (به انگلیسی). pp. 289–294. doi:10.1109/ELT.2004.1398093. ISBN 978-0-7803-8290-9. S2CID 36321294.
  116. ↑ Fair, H.D. (2005). "Electromagnetic launch science and technology in the United States enters a new era". IEEE Transactions on Magnetics (به انگلیسی). 41 (1): 158–164. Bibcode:2005ITM....41..158F. doi:10.1109/TMAG.2004.838744. S2CID 47558848.
  117. ↑ "China's aims to arm warships with railguns that may not matter in war - Business Insider". Business Insider. Archived from the original on 2019-02-12.
  118. ↑ "China Could Have the World's Most Powerful Naval Gun by 2025". The National Interest. 4 July 2018. Archived from the original on 6 July 2018. Retrieved 6 July 2018.
  119. ↑ "What is a hypersonic railgun? How the superweapon China may be building works". Newsweek. 2018-02-02. Archived from the original on 2018-02-03. Retrieved 2018-02-03.
  120. ↑ "Is China Getting Ready to Test a Railgun?". February 2018. Archived from the original on 2018-02-03. Retrieved 2018-02-03.
  121. ↑ "China Says it is Testing World's First Railgun at Sea, Confirming Leaked Photos of Electromagnetic Weapon". Newsweek. 14 March 2018. Archived from the original on 20 March 2018. Retrieved 19 March 2018.
  122. ↑ "China's Railgun Confirmed: Military 'Award' Reveals Electromagnetic Supergun Tested at Sea". News Corp Australia. 15 March 2018. Archived from the original on 19 March 2018. Retrieved 19 March 2018.
  123. ↑ "Special Innovative Defence Projects". Ministry of Defence. 7 February 2017. Archived from the original on 23 September 2021. Retrieved 2019-10-28 – via Press Information Bureau.
  124. ↑ "Indian Naval Indigenisation Plan (2015-2030)" (PDF). DIRECTORATE OF INDIGENISATION IHQ MOD (NAVY). Indian Navy - Department of Defence Production. Archived (PDF) from the original on 31 October 2020. Retrieved 2021-02-09.
  125. 1 2 "防衛装備庁技術シンポジウム2020 研究紹介資料 レールガン研究の最前線 〜弾丸の高初速化の実現〜". 防衛装備庁技術シンポジウム2020 研究紹介資料 (به ژاپنی). Japanese Ministry of Defense 防衛省. Archived from the original on 2023-10-21. Retrieved 2024-01-01.
  126. 1 2 3 "超速射・レールガン(電磁加速砲)を日本独自で開発へ 中露ミサイルを無力化 防衛省が概算要求" [MoD budgetary request shows Japan to develop domestic railgun to neutralize Chinese and Russian missiles.]. Sankei Shimbun (به ژاپنی). 2016-08-22. p. 1. Archived from the original on 2023-10-21. Retrieved 2024-01-01.
  127. ↑ "極超音速レールガン 連続射撃への道" (PDF). 防衛装備庁技術シンポジウム2023 (به ژاپنی). Japanese Ministry of Defense 防衛省. pp. 10–12. Archived (PDF) from the original on 2023-12-22. Retrieved 2024-01-01.
  128. 1 2 "防衛装備庁技術シンポジウム2023〜防衛技術指針2023と防衛力の抜本的強化につながる研究開発について〜". 防衛装備庁技術シンポジウム2023〜防衛技術指針2023と防衛力の抜本的強化につながる研究開発について〜 極超音速レールガン連続射撃への挑戦. 2023-12-05. Retrieved 2024-01-01 – via YouTube.
  129. ↑ "令和3年度 政策評価書(事前の事業評価)" (PDF). 令和3年度 政策評価書(事前の事業評価) (به ژاپنی). Japanese Ministry of Defense, Japanese Self Defense Force 防衛省・自衛隊. Archived (PDF) from the original on 2023-10-21. Retrieved 2024-01-01.
  130. ↑ "Defense Programs and Budget of Japan Overview of FY2022 Budget ~Defense-Strengthening Acceleration Package~ Overview of FY2022 Budget (Including FY2021 Supplementary Budget)" (PDF). Defense Programs and Budget of Japan Overview of FY2022 Budget ~Defense-Strengthening Acceleration Package~ Overview of FY2022 Budget (Including FY2021 Supplementary Budget). Japanese Ministry of Defense 防衛省. p. 29. Archived (PDF) from the original on 2023-08-30. Retrieved 2024-01-01.
  131. ↑ "XユーザーのAcquisition Technology & Logistics Agencyさん: 「#ATLA has accomplished ship-board firing test of railgun first time in the world with the cooperation of the JMSDF. To protect vessels against air-threats and surface-threats by high-speed bullets, ATLA strongly promotes early deployment of railgun technology. 」". X (Formerly known as Twitter). X (Formerly known as Twitter) @alta_kouhou_en. 2023-10-17. Archived from the original on 2023-10-24. Retrieved 2024-01-01.
  132. ↑ Takahashi, Kosuke (2023-10-19). "Japan Performs First Ever Railgun Test From Ship At Sea". Naval News. Archived from the original on 2023-12-17. Retrieved 2024-01-01.
  133. ↑ "Commander in Chief of the Self Defense Fleet inspected Shimokita Test Center, Acquisition, Technology & Logistics Agency (ATLA)". Self Defense Fleet 自衛艦隊. 2023-10-30. Archived from the original on 2023-12-31. Retrieved 2024-01-01.
  134. ↑ "Everything You Need To Know About Railguns In 2023: The Weapon Powered By Electromagnetic Force". Born to Engineer (به انگلیسی). 2 February 2023. Retrieved 1 October 2023.
  135. ↑ "Putting the "Science" in "Science Fiction" - Railguns". Ottawa Life Magazine. 23 August 2012. Retrieved 1 October 2023.
  136. ↑ Frost, Tracy. "Survivable Electronics for Control of Hypersonic Projectiles under Extreme Acceleration". United States Navy SBIR/STTR Program. Archived from the original on 11 February 2015. Retrieved 10 February 2015.
  137. ↑ بایگانی‌شده در ۲۶ ژوئن ۲۰۱۵ توسط Wayback Machine
  138. ↑ LaGrone, Sam (2015-04-14). "NAVSEA Details At Sea 2016 Railgun Test on JHSV Trenton – USNI News". News.usni.org. Archived from the original on 2015-12-25. Retrieved 2015-12-24.
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=ریل‌گان&oldid=42850452»