Kaj je Rail Gun?

Tirna pištola ali bolj preprosto, railgun, uporablja magnetno polje, ki ga poganja elektrika, da pospeši izstrelek. Čeprav so osnovne ideje, na katerih temelji konstrukcija tirne puške, preproste, izstrelitev tipičnega izstrelka tirne puške povzroči ogromno odbojno silo. Rezultat je to
tirne pištole je treba servisirati po skoraj vsakem strelu, zaradi česar so manj praktične od običajnih izstrelkov. Potrebujejo tudi zelo veliko napajanje, ki lahko zagotovi milijon ali več amperov toka, kar otežuje ustvarjanje prenosnih tirnih pušk.

Tirniška pištola je sestavljena iz dveh trdno zasidranih vzporednih kovinskih tirnic, priključenih na električno napajanje. Izstrelek, ki je sposoben prevajati elektriko, je nameščen med tirnice in zaključi vezje. Ker so kovinske tirnice električno napolnjene, se obnašajo kot elektromagneti in ustvarjajo magnetno polje, ki kroži okoli vsakega tirnice. Eno polje se premika v smeri urinega kazalca okoli svoje tirnice, drugo v smeri urinega kazalca in ustvarja magnetno polje vmes, ki ustvarja neto silo, vzporedno z tirnicami, stran od napajalnika. Projektil se obnaša kot vsaka nabita žica v električnem polju, pri čemer doživlja silo, pravokotno na smer toka in smer magnetnega polja. To se imenuje Lorentzova sila.

Ko je električni tok zelo močan, se izstrelek z močnimi silami pospeši do konca tirne pištole nasproti napajalniku in izstopi skozi odprtino. Tokokrog, ki je tako prekinjen, konča pretok električnega toka. Projektil mora med pospeševanjem vzpostaviti fizični stik z tirnicami. Če se izstrelek premika dovolj hitro, lahko samo trenje resno poškoduje ali celo upari tirnice, če ni dovolj močnih materialov. Prav tako, če tirnice niso varno pritrjene na stabilno površino, jih lahko razstavijo močne energije v tirni pištoli.

Vojska Združenih držav je v raziskave železniškega orožja vložila veliko milijonov dolarjev in razvili so številne uspešne prototipe, ki imajo zelo visoke hitrosti gobca, in sicer 3.5 km/s (2.17 mps), kar je približno 3-krat hitreje kot moderne puške. Vendar pa te zasnove zahtevajo velike napajalnike, vzdrževanje pa ostaja težava. Ameriška mornarica je izrazila zanimanje za železniške puške zaradi njihovega neeksplozivnega streliva, vendar niso prišle v skupno uporabo. Ena predlaganih rešitev problema obrabe železniških pištol je zamisel o uporabi zelo majhnih izstrelkov, pospešenih pri zelo velikih hitrostih, zasnova, ki se včasih imenuje igla.

Železniške puške so bile obravnavane tudi v okviru miroljubnih aplikacij, kot je potovanje v vesolje. Zelo dolga tirna puška ali množični voznik bi se lahko uporabila za pospeševanje koristnih tovorov, da bi se izognili hitrosti za stroške, ki so veliko cenejši kot pri kemičnih raketah. Ena pomanjkljivost je visoka začetna naložba, potrebna za izgradnjo takšnega množičnega gonilnika. Za ustvarjanje množičnega gonilnika, ki pospešuje izstrelek, da pobegne s hitrostjo, ki je sprejemljiva za človeške potnike (~ 2 gs), bi potreboval sod dolžine ~50 km (30 milj). Druga možna uporaba železniških pušk je lahko na področju jedrske fuzije, kjer so za zlitje atomskih jeder potrebni ogromni tlaki in temperature.