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レールガンを作るならフライホイールを内蔵した砲弾を作る方が良いのではないか

2013-12-23 12:37:28 | 科学っぽい思考
 最近、アメリカ軍がレールガンの実験を行っていて、実用化が予想されているが、レールガンの最大の難点として給電用の金属レールと弾丸が接触しなければならず速い速度で摩耗して接触不良が起きる欠点がある。そして砲弾より大きな速度で打ち出すということは砲身自体も砲弾で打ち出すよりも大きい反作用を受けることと同じでいまだに解決されていない。某アニメの某女子生徒のようにレールも使わず瞬間的な力で打ち出して反作用も受けないようにできれば良いがそんなことが出来るのはアニメの中だけである。
           
  そこでフライホイールの出番である。レールガンと同じローレンツ力によって火薬が充填された薬室を超高速回転させてエネルギーを内部に保存すれば、速度は無理でもレールガンの達成しようとした威力を実現できる。しかし、フライホイールにも欠点がある。超高速回転を内部でしている砲弾を火薬によって打ち出す時に内部が周囲に接触するだろうと考えられることである。通常のボールベアリングでなく永久磁石やローレンツ力、超電導によって軸受けを浮かせていると余計に強い加速度を短時間にかけて打ち出すことに困難を伴う。
 解決策が今のところ見つかっていないのだが、ボールベアリングと磁気浮上を併用することによって解決できる可能性は無いこともないかもしれない。砲弾自体を内部の回転方向と同じ方向に回転させてみるとライフリングがある砲だと砲弾自体が毎分数万回転しているので内部を毎分100万回転以上の超高速で回転させても相対速度としては毎秒1000回転ぐらいの速度に見えるわけで接触しても一応問題なくできるかも知れない。
 砲弾というのは直線の運動エネルギーを保存して居るので化学的エネルギーを瞬間的に放出する火薬をそのまま爆発させるよりも高い威力を持っているわけだが、それにさらに内部の回転によって運動エネルギーを火薬に保存するという行為が意味ある行為なのかはそれにかかる手間や費用と威力のバランスによる。
 普通にエネルギーを蓄えて増大させるだけならばガソリンを火薬で霧散させるだけで十分なのかもしれないが、瞬間的に解放されるエネルギーを上昇させるのだとしたら私はレールガン方式でなく、フライホイール方式にしたいと思ってしまうのだが何かレールガンより大きな問題はあるのかは今のところは分からない。


 

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