単語記事: レールガン

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レールガン (Railgun) とは、電磁誘導によって物体を加速投射する装置。特に兵器として利用されるものをす。

概要

二本の伝導レールの間にレール方向にスライド可な伝導体 (弾) を挟み、一方のレール→挟んだ伝導体→他方のレールへと通電した際に発生する磁界から伝導体 (弾) に及ぼすローレンを利用して射ち出す装置である。あるいは、伝導体 (弾) の通るコースにあらかじめ磁界を作っておき、その磁界から伝導体 (弾) へ及ぼすローレンを利用する構造のものもある。当然だが、鉄道輛に火を搭載した列車砲 (Railway gun) とは全くの別物である。

他に「電磁」、「電磁加速」、「電磁投射」、「Electromagnetic Launcher (EML)」等の呼び名があるが、これらはコイルガン等を含む電磁投射装置 (Electromagnetic Projectile Devices) 全般を包括した呼称である。

兵器以外の利用形態としては、電磁カタパルトマスドライバー等の輸送機関への応用が考えられている。

原理

         P
A ━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━ B
          ┃ ┏━━━━━┓
          ┃ ┃        ┃
          ┃ ┃   彈   ┃
          ┃ ┃        ┃
          ┃ ┗━━━━━┛
D ━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━ C
         Q

上図にいて、伝導レールABとCDは固定されており、伝導体PQは固定されていない (自由に左右へ動ける) とする。

このとき、電流をA→P→Q→Dと流すと右ネジ法則によって四APQD内に方向 (あなたからモニターへと向かう方向) の磁束が発生する。したがって、伝導体PQは右方向へのローレンが働き (フレミング左手法則に従う) 加速される。

多くの場合はジュール熱等によって伝導体PQプラズマ化してしまうが、電気さえ通ってくれれば問題はい (プラズマでも電気は通る)。射出したいものを伝導体PQの右側に置いてやればよい。

実用上の問題点

原理的には伝導レールと伝導体のみで構成することが可だが、実際にはジュール熱などで伝導体がプラズマ化することは上述の通りである。プラズマはすぐに拡散してしまうため、絶縁体で構成された弾丸と、伝導レール以外の部分を密閉する絶縁体の身が必要になる。

原理上は出と伝導レールの長さに例して速度が増すのだが、伝導体の速度が速くなると磁界の変化が伝導体の速度に置いて行かれるようになり、プラズマ化した伝導体に電流が均一に流れなくなる「速度表皮効果」が発生する。これによって実験室でのレールガン速度向上は頭打ちになっている。

また短所にもあるが、現在の技術ではキャパシタや電の小化がネックとなっており、アメリカが計画しているズムウォルト級駆逐艦への搭載についてもこの点が課題となっている。艦艇であっても問題となることからわかる通り、現在のところ車両航空機への搭載の見通しは立っていない。

長所と短所

利点
  • を用いるよりもエネルギー効率が高い
  • 従来の火べて容易により大きい初速を得られる
課題
  • かつ軽量の大容量キャパシタが必要
  • キャパシタに対し実用的な時間内に大電が充電可な電の確保
  • 大なジュール熱と摩擦熱に耐えうる身と冷却システムが必要

類似電磁投射装置

フィクションに於けるレールガン

非常に単純な機構であり、古くからそのアイデアが知られていた為、未来兵器として屢々フィクションに登場する。

しかし製作者がその仕組みを理解していたかどうか疑問を待たざるを得ない作品もあり、上記のコイルガンリニアガン、挙句の果てにはビーム兵器してレールガンという呼称が用いられる事も少なくない。また、ただ単純に近未来的な雰囲気を出す為にその名を借りただけかと思われる作品も存在する。

レールガンの登場する作品

大百科に記事のある作品のみを追加して下さい。

現実のレールガン

 関連動画にあるとおり民間人が作ってたり、JAXA平和利用のためのレールガンの研究を行っている。

 兵器用としてはアメリカ海軍軍艦向けに対地、対、対艦いずれの任務でも使用可レールガンの開発を行っている。開発するレールガンの最終的なスペックは口径150mm、口初速マッハ7.5、射程370km(最大射程は450kmを想定)。着弾時の速度マッハ5で、その大な運動エネルギー標を破壊するため弾は炸を必要としない。弾着まで6分。分間6~12発の発射が可を全く使用しないため、従来の大砲よりも強でありながら安全であるのがメリットだとか。さらに、370km地点に6分で弾着というスペックは通常兵器では不可能な数値。これを最大、分間12発速射する。さらにレールガン用の誘導弾も開発中であり、先進国の軍隊に必要な精密攻撃も備える予定である。

米海軍2016年中にプロトタイプテストを開始し、最終的にズムウォルト級の3番艦に搭載する予定。[1]

アメリカ海軍以外ではジェネラル・アトミックス社が自社費用で研究を行っており、2012年の発表ではエネルギー1.8MJメガジュール)、発射速度2km/秒を達成しているようだ。日本ではTRDIが1MJの装置で発射実験を続けており、約20gの実験飛翔体を2700m/秒まで加速することに成功している。[2]

防衛省平成29年度予算の概算要で、レールガンの研究費用として21億円を盛り込んでいる。[3]

関連動画

ニコニコ動画においては、Kisaragi氏 (EML研究所) 製作によるレールガンが有名である。

左はJAXA実験中のレールガンの模様。右がアメリカ海軍が開発した単発式のレールガン(フェイズ1)

関連商品

関連項目

脚注

  1. *http://www.gizmodo.jp/2016/02/20160221ncoin.html
  2. *軍事研究」2014年2月
  3. *http://www.itmedia.co.jp/news/articles/1609/02/news058.html

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初版作成日: 08/11/24 12:22 ◆ 最終更新日: 16/09/11 01:45
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レールガンについて語るスレ

285 : ななしのよっしん :2016/08/25(木) 22:16:25 ID: Z1l0PnsRKs
本来2016年ならもう実用化まであとわずか、と昔は見られてたわけだから具体的な洋上試験も全く未定ではやはり各方面からのいら立ちがどんどん高まっているのは事実なんだろう、予算という現実もあるわけだし。
286 : ななしのよっしん :2016/08/29(月) 00:13:35 ID: rF7iiO5QhY
こういうの見ると、科学技術ってもう頭打ちなんだと感じる。
やっぱり、SF夢物語なんだなぁと。

287 : ななしのよっしん :2016/08/29(月) 00:16:04 ID: TOzDbJsBfQ
今までも何度も頭打ち頭打ちと言われてきた
その度にブレイクスルーを起こし進んできた
288 : ななしのよっしん :2016/08/29(月) 18:04:23 ID: GBTF9dNOzD
↑そういう技術はごく一部よ?
当初はもてはやされたこうした技術のほとんどが様々な理由で日のを見ることなく消えていった。これが現実
たとえ技術的なえられてもコストという別のが待ち受けていたということもある。ムーア法則のようにね。
289 : ななしのよっしん :2016/08/29(月) 18:25:49 ID: TOzDbJsBfQ
ムーア法則は量子演算機という形でむしろ今まさに飛躍の時代に差し掛かっているんだが
半導体集積回路は単純な密度から方法論自体の変化という大きなブレイクスルーを経験しようとしてる
290 : ななしのよっしん :2016/08/29(月) 19:16:41 ID: GBTF9dNOzD
いま実現している量子コンピュータはその実「量子ビットを用いて加速したニューロコンピュータ」。古典量子コンピュータはいまだに量子ゲートをどうやって作ればいいのかわからないのでモノが出来るのはまだまだ先の話。
半導体集積回路の「単純な密度から方法論自体の変化」の代表例が3D NANDフラッシュメモリだが、構造のあまりの複雑さゆえに歩留まりが非常に悪いので容量に見合ったコストには程遠い。
世の中には技術だけでは解決不な問題が多々あるんだ。いざ実用化の際はそれ以前に見たロマンはもう忘れたほうがいい。
291 : ななしのよっしん :2016/08/31(水) 00:11:36 ID: TOzDbJsBfQ
3DNANDは方法論は変化していないだろう、あくまで従来通りの密度強化でしかなく絶賛実用化中の技術
すでに普及価格帯への浸透が始まっているし、とっくに商業化に乗っている技術

量子アニール、量子ゲート両方式とも順調に研究は進んでいる
汎用コンピューティングまでももう遠くなく21世紀半ばには手が届く射程内にある

悲観にとりつかれてやいないか
292 : ななしのよっしん :2016/09/04(日) 10:57:35 ID: WLWhupZnWJ
むしろ技術が、突然飛躍することなんてない
も人もつぎ込んで地にステ上げするしかない

変化が連続だから、日常生活で気付きにくい、実感が
例えば、アハ体験みたいな感じ

でも20年前とべると開発されてなかった、普及してなかった技術が死ぬほどあるだろ


293 : ななしのよっしん :2016/09/06(火) 18:47:39 ID: be/s7lKcFB
JAXAレールガンがだいぶ前から7.8km/s(マッハ22.94)って記録を出してるのは記事に載せないの?
あと現行方式での実現理論値がだいたい15km/sってのもはてなの方には書いてあるし、JAXA関連のPDFにも書いてあるから載せていいと思うけど。
294 : ななしのよっしん :2016/09/07(水) 08:29:06 ID: GBTF9dNOzD
技術の非連続的な飛躍がいわゆるイノベーションってだが、
最初からイノベーションを期待したプロジェクトはマネージング的には筋が悪い。
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