レールガンとは (レールガンとは) [単語記事]

レールガン (Rai lgun) 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指す。

概要

二本の伝導レールの間にレール方向にスライド可能な伝導体 (砲弾) 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 (砲弾) に及ぼすローレンツ力を利用して射ち出す装置である。あるいは、伝導体 (砲弾) 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 (砲弾) へ及ぼすローレンツ力を利用する構造のものもある。当然だが、鉄道車輛に火砲を搭載した列車砲 (Rai lway gun) とは全くの別物である。

他に「電磁砲」、「電磁加速砲」、「電磁投射砲」、「Elect romagnet ic Lau ncher (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 (Elect romagnet ic Projectile Dev ices) 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、電磁カタパルトや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

上図に於いて、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と流すと右ネジの法則によって四角形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ツ力が働き (フレミング左手の法則に従う) 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は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無い (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能だが、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砲身が必要になる。

原理上は出力と伝導レールの長さに比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源の小型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、現在のところ車両や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
火薬を用いるよりもエネルギー効率が高い従来の火砲に比べて容易により大きい初速を得られる
課題
小型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力が充電可能な電源の確保莫大なジュール熱と摩擦熱に耐えうる砲身と冷却システムが必要

類似電磁投射装置

コイルガン
リニアガン (リニアモーターガン)
サーマルガン

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、未来の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、上記のコイルガンやリニアガン、挙句の果てにはビーム兵器を指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。

アーマード・コア　:　武装の一つとして登場。見た目はビーム。
R-TYPE　:　R-9AをはじめとするR戦闘機にはレールガンが機銃として装備されている。
グラディウス　:　ビックバイパーの初期武装として装備されている。
イレイザー　:　EM 銃の名で登場。余裕の音だ。弾速が違いますよ。
エースコンバット　:　幾つかのシリーズ作品に於いて登場。詳細は右参照。ストーンヘンジ、シャンデリア
カウント・ゼロ　:　企業間の人材争奪戦に投入。戦術核級の威力を示した。
機甲戦記ドラグナー　:　登場する機動兵器 (メタルアーマー) の殆どがレールガンを携行する。
銀河英雄伝説　:　艦砲の一つとして登場。
星界の紋章、星界の戦旗　:　星界軍の巡察艦・襲撃艦の主兵装として核融合弾を撃ち出す電磁投射砲(イルギューフ)が装備されている。（レールガンの他にコイルガンという説もある）
とある魔術の禁書目録　:　ヒロインの一人、御坂美琴が超電磁砲 (レールガン) の異名を持つ。また外伝である『とある科学の超電磁砲』では「レールガン」で検索すると第一候補がこれ。
BLACK CAT　:　元は火薬式の銃なのだが、電気が流れると何故かレールガンに様変わりする。
トータル・イクリプス　：　試作兵装として登場。敵を血の霧に変えるほどの威力を見せつけた。
トランスフォーマー(実写映画)：同『リベンジ』でアーレイ・バーク級ミサイル駆逐艦「キッド」が使用。
鋼鉄の咆哮　：　艦砲の一種として登場。通常火砲より大型で重量も嵩むため配置に悩ましく、標準連射速度が低い上に射界に制限があるが、長めの射程と一瞬で着弾する高い弾速を誇る。威力は産廃レベルから色々。
パラサイト・イヴ　：　スクウェア（現スクエアエニックス）のゲーム。パラサイトエナジーの一種、エナジーショット（PE2から通常火器の弾速を加速させる能力と定義）とハイパーベロシティ（隠し武器）が該当。
Falloutシリーズ　：　Fallout3ではレールガンという名前の蒸気圧でレール（文字通り）を撃ち出す自作武器があるが、そちらではなくガウスライフルが該当。単発だが高い弾速と威力で狙撃から中距離までカバーできる。
メタルギアシリーズ　：　MGSとMGS4では「メタルギアREX」に搭載されているステルス核弾頭投射システム、MGS2とMGS4では携行型狙撃銃、MGSPWではAI 兵器「クリサリス」と「メタルギアZEKE」の搭載兵器、および主人公の携行型狙撃銃として登場。　
ゴジラ×モスラ×メカゴジラ東京SOS : 3式機龍が4式レールガンとして装備。相手が相手なのでこれでも牽制用。
Warframe : LANKAという電磁加速型の狙撃銃が登場。
S.T.A.L.K.E.R : Gauss gunという電磁加速型の狙撃銃が終盤に登場。コイルガンに近いものと思われる。
BattleField1942 : Mod「FHSW」にて、と号電気投擲砲として登場。

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が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が軍艦向けに対地、対空、対艦いずれの任務でも使用可能な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、砲口初速マッハ7.5、射程370km（最大射程は450kmを想定）。着弾時の速度はマッハ5で、その莫大な運動エネルギーで目標を破壊するため砲弾は炸薬を必要としない。弾着まで6分。分間6~12発の発射が可能。火薬を全く使用しないため、従来の大砲よりも強力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砲弾も開発中であり、先進国の軍隊に必要な精密攻撃能力も備える予定である。

米海軍は2016年中にプロトタイプのテストを開始し、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年の発表では砲口エネルギー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の実験用飛翔体を2700m/秒まで加速することに成功している。^[2]

防衛省は平成29年度予算の概算要求で、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]

脚注

*http://www.giz modo.jp/2016/02/201 60 221 ncoin.html
*「軍事研究」2014年 2月号
*http://www.itmedia.co.jp/news/art icles/1609/02/news058.html

スマホ版URL:
https://dic.nicovideo.jp/t/a/%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%82%AC%E3%83%B3

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読み：レールガン
初版作成日: 08/11/24 12:22 ◆ 最終更新日: 18/03/09 14:36
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レールガンについて語るスレ

312 ：ななしのよっしん：2018/04/04(水) 15:06:18 ID: mSWSjEZSDs: ズムウォルト・クラスが積むとなると055 型もいずれはって感じになるんかなぁ
第3次世界大戦ほんとにどんな戦いになるか予想つかんわ
313 ：ななしのよっしん：2018/05/16(水) 13:31:19 ID: QPQson2yrG: 創作だと電力版の銃って程度の扱いだけど、実際にはもっととんでもない超兵器だよな
古風な核爆弾が超兵器扱いなのに、レールガンの扱いがしょぼいのは現代人の想像力の限界を感じる
現実のレールガンの進歩に従って創作での格が後から上昇しそう
314 ：ななしのよっしん：2018/06/03(日) 06:34:09 ID: G07GVL7GuM: 核兵器を『古風』と評するなら、レールガンも大概古風よ。(原理自体は相当古くから知られていた)
実用に耐える形で作るための素材技術とかを見るならかなり未来的だけど。
315 ：ななしのよっしん：2018/06/03(日) 08:36:07 ID: GBTF9dNOzD: ちなみに「兵器としての」最初のレールガンは第一次世界大戦の頃からあった。対空砲だったんだが初速が遅すぎて使い物にならなかったらしい。
316 ：ななしのよっしん：2018/06/03(日) 08:44:35 ID: GQbLTaBVGG: エースコンバット6やR-typeみたいに飛行機に積めるサイズまで小型化できれば、ミサイルより安く機関砲掃射より高精度な地上支援が出来そうで夢が広がりんぐ
317 ：ななしのよっしん：2018/06/03(日) 09:52:08 ID: GBTF9dNOzD: レールガンを戦闘機や戦車に積むにはエネルギーを蓄積するキャパシタかフライホイールをどこに積むかが問題になるぞ。ジャイロ効果の効きにくい戦車にはフライホイールが最適だ。ウイリアムズがかつてKARSとして使った奴だ。
318 ：ななしのよっしん：2018/06/10(日) 15:13:25 ID: nTzD4TILdR: >305
とりあえずやりたかったのは長距離射撃の試験だったんで、色々考えた結果、結局ホワイトサンズの射撃場借りてやることになった、
という話が軍事研究2017.12に載ってた。
319 ：ななしのよっしん：2018/06/26(火) 23:47:10 ID: J0VTyAJkmS: 鉄血のレールガンは、17000km先で着弾誤差十メートル程度の命中精度もヤバイが、レールガン自体より火星の衛星軌道上から地上に撃ち込んでも曲がりさえしない超超硬度の弾頭と、弾頭の中に弾頭に近距離通過された物体を爆発させることが出来るマジカル弾頭の方がよっぽど驚異だわ。
そりゃー禁止兵器になる。
320 ：ななしのよっしん：2018/07/23(月) 16:46:19 ID: OMYpj7E1G2: 米 Ar cf lash Labsが「EMG-01A」なる携帯レールガンを一般発売
4.6gの弾を45m/sの初速で撃ち出し装弾数9発、遅めながらフルオートも可
価格は950ドル、モノがモノなので実銃と同じような販売方法になり購入できない州もある
321 ：ななしのよっしん：2018/07/24(火) 00:14:45 ID: OMYpj7E1G2: レールガンと勘違いしてたけど320のはコイルガンでござった

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