Canhão Railgun – A Marinha Está Desenvolvendo seu Canhão do Futuro

Canhão Railgun - A Marinha Está Desenvolvendo seu Canhão do Futuro

Desde os primeiros canhões até os últimos navios de guerra; os fundamentos de uma arma naval permaneceram praticamente os mesmos: lançar um projétil pesado no ar usando pólvora ou outro produto químico que tem a capacidade de liberar grandes quantidades de energia. Mas canhões de trilho ou eletromagnéticos (mais conhecidos como railguns) que estão sendo desenvolvidos pela marinha dos Estados Unidos; são um rompimento limpo desse método, já que eles usam um poderoso pulso elétrico para arrastar um projétil em alta velocidade por uma longa pista antes de atirar em um alvo distante.

Se bem-sucedidas, os railguns podem ser as mais novas armas navais com mais velocidade e alcance; tornando-se uma revolução quanto as grandes armas transportadas pelos navios de forma que não eram desde os porta-aviões. Para alcançar este objetivo; o Escritório de Pesquisa Naval está testando em campo as armas de fogo para ver se um canhão sem pólvora pode disparar tão rapidamente quanto a Marinha precisa.

Vantagens do Canhão Railgun

Os canhões de trilho estão sendo pesquisados ​​como armas com projéteis que não contêm explosivos ou propelentes, mas recebem velocidades extremamente altas: 2.500 m / s (aproximadamente Mach 7 ao nível do mar) ou mais. Para comparação, o rifle M16 tem uma velocidade inicial de 930 m / s e o canhão Mark 7 de calibre 16 “que armou navios de guerra americanos da Segunda Guerra Mundial; possui velocidade de 760 m / s; que devido à sua maior massa de projétil (até 2.700 libras) gerou uma energia de 360 ​​MJ e um impacto cinético de energia de mais de 160 MJ.

Com velocidades extremamente altas, railguns podem produzir impactos de energia cinética iguais ou superiores à energia destrutiva dos canhões atuais; mas com maior alcance. Isso diminui o tamanho e o peso da munição; permitindo que mais munição seja transportada e eliminando os riscos de transportar explosivos ou propulsores em um tanque ou plataforma de armas navais.

Supera de Longe os Canhões Convencionais

Além disso, ao disparar projéteis mais aerodinâmicos em velocidades maiores; o canhão railgun podem alcançar maior alcance, menos tempo para atingir e em distâncias menores, evitando as limitações físicas das armas convencionais.

As atuais tecnologias de railgun exigem um cano longo e pesado; mas a balística do railgun supera de longe os canhões convencionais com mesmo comprimentos de cano. Estes canhões de trilho também podem causar danos na área de efeito detonando uma carga de ruptura no projétil que libera um enxame de projéteis menores em uma grande área.

Sua Energia

“A revolucionária railgun se apóia em um pulso elétrico massivo, em vez de pólvora ou outros propelentes químicos, para lançar projéteis em distâncias superiores a 100 milhas náuticas – e em velocidades que excedem Mach 6; ou seis vezes a velocidade do som”, disse representantes do escritório de pesquisa naval . “Essa velocidade permite que os projéteis dependam da energia cinética para o efeito máximo e reduz a quantidade de explosivos necessários nos navios.”

Quanta eletricidade é algo que a Marinha está tentando determinar, com um objetivo de disparar vários tiros usando 20 megajoules cada até o final do verão de 2017, e tiros em 32 megajoules no próximo ano. Com 20 megajoules, isso significa que cada tiro consome aproximadamente a mesma quantidade de energia elétrica que uma geladeira usa a cada 12 horas. Isto é o que parece na prática.

Projéteis Por Minuto

Para o canhão railgun atender as necessidades da Marinha, ele precisa fazer mais do que apenas disparar tiros poderosos. Ele precisa disparar vários projéteis, no prazo de um minuto. A Marinha não informa sobre quantos projéteis serão necessários por minuto; mas os navios de guerra do passado disparavam a cada 30 segundos; por isso é seguro assumir que a Marinha queira pelo menos isso ou melhor; até seis a dez vezes por minuto.

Após a Segunda Guerra Mundial, os navios de guerra caíram em “esquecimento” no planejamento naval; armas mais poderosas como esta railgun poderiam cumprir a mesma finalidade, ameaçando outros navios com destruição repentina e fornecendo apoio de artilharia aos fuzileiros navais enquanto se aventuravam nas praias.

Funcionamento Básico

Um canhão railgun consiste em dois trilhos de metal paralelos. Em uma extremidade, esses trilhos estão conectados a uma fonte de energia elétrica, para formar a extremidade da culatra. Então, se um projétil condutor é inserido entre os trilhos (por exemplo, por inserção na culatra); ele completa o circuito. Os elétrons fluem do terminal negativo da fonte de alimentação pelo trilho negativo; atravessam o projétil e desce pelo trilho positivo de volta à fonte de alimentação.

Esta corrente faz com que o canhão railgun se comporte como um eletroímã; criando um campo magnético dentro do loop formado pelo comprimento dos trilhos até a posição da armadura. De acordo com a regra da mão direita; o campo magnético circula em torno de cada condutor. Como a corrente está na direção oposta ao longo de cada trilho; o campo magnético líquido entre os trilhos (B) é direcionado em ângulo reto em relação ao plano formado pelos eixos centrais dos trilhos e da armadura.

A Força de Lorentz

Em combinação para todos com a corrente (I) na armadura, isso produz uma força de Lorentz que acelera o projétil ao longo dos trilhos; sempre fora do circuito (independentemente da polaridade da fonte) e longe da fonte de alimentação; em direção ao fim da boca os trilhos. Há também forças de Lorentz agindo nos trilhos e tentando afastá-las; mas como os trilhos estão montados com firmeza, eles não podem se mover.

Uma fonte de energia muito grande, fornecendo da ordem de um milhão de amperes de corrente; criará uma tremenda força no projétil, acelerando-o a uma velocidade de muitos quilômetros por segundo (km / s). Embora essas velocidades sejam possíveis; o calor gerado pela propulsão do objeto é suficiente para danificar os trilhos rapidamente. Sob condições de alto uso, as railguns atuais exigiriam a substituição frequente dos trilhos ou o uso de um material resistente ao calor que seria condutor suficiente para produzir o mesmo efeito.

Atualmente, são necessários grandes avanços na ciência de materiais e outras tecnologias relacionadas para produzir railguns de alta potência; capazes de disparar mais do que alguns tiros de um único conjunto de trilhos.

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