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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。

「超電磁砲」

レールガンそのものに対応する日本語表記として、「超電磁砲」という表記でマスメディアに報じられることもある[1][2]。これは後述の『とある魔術の禁書目録』および『とある科学の超電磁砲』のによるもので、MS-IMEなどの日本語システムで「レールガン」と入すると「超電磁砲」に変換されるのが原因だろう。

Web技術文書サイトMDN Web Docsでは、ルビ(振り仮名)を用いた文字列の例として「超電磁砲(レールガン)」という文字列が掲載されている(リンクexit)。

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の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
課題
  • 発射装置一式の小
  • 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充電な電の確保
  • 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。

レールガンの特性上、すぐに取り出してそのまま撃って終わりと便利な作品ばかりではなく…

発射に必要な充電やチャージ時間を敵襲の中で稼ぐタワーディフェンス的なものや、再発射のための冷却時間、巨大な装置といった煩雑な取り扱いが描写されている作品もしくないが、煩雑さに例して強な切り札として描かれやすい。

レールガンの登場する作品

SFや近未来も多いが、試作品・極秘開発・小化の課題達成といった設定の作品も。

大百科に記事のある作品のみを追加して下さい。

小説

漫画・アニメ

映画

ゲーム

現実のレールガン

米海軍2005年からレールガンの研究を行っていた。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。火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になる。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になっていた。

しかし2021年に、米海軍はレールガンの研究開発を一時停止し、浮いた予算を別分野に振り向けると発表したことが報道されている。[3]

防衛省でもレールガンの研究は行っており、2028年まで研究試作と所内試験を行う計画になっている。[4]

他にはJAXA平和利用のためのレールガンの研究を行っており、関連動画にあるように民間人がレールガンを製作した例もある。

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。右がアメリカ海軍開発した単発式のレールガン(フェイズ1)

関連項目

脚注

  1. *防衛省が独自開発に乗り出すレールガン(超電磁砲)は度肝を抜く未来兵器だった!射程200km超で速射も…exit 2016.9.2
  2. *極超音速兵器を迎撃 防衛省「レールガン」本格開発exit 2022.1.10
  3. *The Navy Finally Pulls the Plug on the Railgunexit 2021.7.2
  4. *防衛省、将来レールガン研究推進、システム実証へexit 2021.9.9

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385 ななしのよっしん
2023/11/07(火) 01:03:50 ID: A2vjlXRo6g
詳しい話は省きますが、レールガンアイアンビームでは性質が違う兵器なので較ができません。

例えば、レールガンは装甲化された武装を1〜数発で撃沈できますが、アイアンビームでは恐らく不可能です。射程に関してもレールガンは14km以上(初速800m/sの現行で7kmなので、初速2000km/sのレールガンは2倍以上)はあると思われますが、アイアンビームは7kmと発表されています。
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386 ななしのよっしん
2023/11/14(火) 22:56:38 ID: 3M5/I7knmU
今作ってるレールガンって対用だよな? そんな沈められるような威あるの?というか必要? まあ貫通はできそうだけど
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387 ななしのよっしん
2023/11/18(土) 21:34:04 ID: nTzD4TILdR
https://www.mod.go.jp/atla/research/ats2022/pdf/disp_04.pdfexit
一応、防衛装備庁の紹介では対・対艦・対地いずれも構想しているということにはなっている。

というか、現状はとりあえず「現用と同じような事がより高レベルでできますよ」と言うしかない段階なのでは…?

レーザーと違って、物をぶん投げてぶつける兵器であるのは現用と変わらんのだし、もっと実用レベルの試作品が出てくれば、利点欠点がよりハッキリしてくるとは思うが。

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388 ななしのよっしん
2023/12/02(土) 02:54:19 ID: 09hYyNT+jh
https://www.youtube.com/watch?v=EYH1CqhxbdE&t=1sexit
防衛装備庁の動画開されたけど…APFSDF!?
艦艇どころか戦車搭載も想定してるのか?
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389 ななしのよっしん
2023/12/02(土) 03:44:56 ID: bzjTOCzXpO
レールガンは基本的にAPFSDSだぞ
身から丸い弾を発射するにはをつけねばならん

そんでAPFSDSは別に戦車の特権でもないからな、30mmからあるし
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390 ななしのよっしん
2023/12/02(土) 03:53:28 ID: bzjTOCzXpO
>>387
でもその高レベルに至るにあたって現用は既に限界に達してるわけだからな
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391 ななしのよっしん
2023/12/02(土) 21:22:14 ID: XqowYoL/R8
推進用のプロジェクトタイルに、実弾となる堅い素材の二段重ねだよね
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392 ななしのよっしん
2023/12/23(土) 10:08:49 ID: XqowYoL/R8
レーザーとの違いはで打てることか
レーザー拡散する環境だともろい
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393   
2023/12/25(月) 18:58:26 ID: m0E+28Scqs
装備防衛庁がレールガン実験しましたとかニュースになってたんだけど、どうやってレールガンミサイル迎撃するん?

当てる対速8キロで飛ぶ弾道ミサイルの弾頭の、仮に1立方メートルとするなら、着弾のズレは0.001以内
素人考えだけど、キロ近い距離狙うとして、レールガンから打ち出される弾より速いミサイルを、着弾まで一分弱先の未来3次元的な位置を0.001誤差なく迎撃するとか理ゲではと思うんだけど

あと、出てたらさらに難しくね?
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394 ななしのよっしん
2023/12/27(水) 19:10:28 ID: xEfkE/8L0Q
>>393
過去から現在に至るまでのすべての対空砲は「発射した弾丸が標に到達する時間差」をきっちり計って撃たれているんだ
射手の視で撃つ時代でも、FCSが射撃諸元を割り出す時代になってもね
迎撃側の撃つ弾より速い飛翔体を撃墜することは実際に可なんだよ、敵弾の飛行経路に自弾が交差するタイミングで撃てばね
今起きてる戦争でもロシアの極音速兵器が旧来のパトリオットミサイルで撃墜されてるでしょ?

あと「出てたら見えないでしょ?」な事は「撃つ側」にも当てはまるのでしてよ
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