Mikä on Rail Gun?

Kiskotykki, tai yksinkertaisemmin, railgun, käyttää sähköllä toimivaa magneettikenttää ammuksen kiihdyttämiseen. Vaikka kiskotykin rakentamisen taustalla olevat perusideat ovat yksinkertaiset, tyypillisen kiskotykin ammuksen ampuminen tuottaa valtavan hylkivän voiman. Tulos on se
kiskoase on huollettava lähes jokaisen laukauksen jälkeen, mikä tekee niistä vähemmän käytännöllisiä kuin perinteiset ammukset. Ne vaativat myös erittäin suuren virtalähteen, joka pystyy tuottamaan noin miljoonan ampeerin virtaa, mikä tekee kannettavien kiskoaseiden luomisesta vaikeaa.

Kiskotykki koostuu kahdesta tiukasti ankkuroidusta rinnakkaisesta metallikiskosta, jotka on kytketty sähköverkkoon. Kiskojen väliin sijoitetaan sähköä johtava ammus, joka täydentää piirin. Koska metallikiskot ovat sähköisesti varattuja, ne toimivat sähkömagneetteina ja muodostavat magneettikentän, joka kiertää jokaisen kiskon ympärillä. Yksi kenttä liikkuu myötäpäivään kiskonsa ympäri, toinen myötäpäivään luoden väliin magneettikentän, joka luo kiskojen suuntaisen nettovoiman poispäin virtalähteestä. Ammus käyttäytyy kuten mikä tahansa varautunut lanka sähkökentässä ja kokee voiman, joka on kohtisuorassa virran suuntaan ja magneettikentän suuntaan. Tätä kutsutaan Lorentzin voimaksi.

Kun sähkövirta on erittäin voimakas, ammus kiihtyy voimakkaiden voimien alaisena kiskopistoolin päähän virtalähdettä vastapäätä ja poistuu aukon kautta. Näin katkennut piiri katkaisee sähkövirran. Ammuksen on saatava fyysinen kosketus kiskoihin kiihdytyksen aikana. Jos ammus liikkuu riittävän nopeasti, kitka voi yksinään vahingoittaa tai jopa höyrystää kiskoja ilman riittävän vahvoja materiaaleja. Lisäksi, jos kiskoja ei ole kiinnitetty tukevasti vakaalle pinnalle, kiskopistoolin sisällä olevat voimakkaat energiat voivat ajaa ne erilleen.

Yhdysvaltain armeija on sijoittanut monia miljoonia dollareita kiskoasetutkimukseen, ja monia onnistuneita prototyyppejä on kehitetty, joilla on erittäin korkeat kuononopeudet, luokkaa 3.5 km/s (2.17 mps), mikä on noin 3 kertaa nopeampi kuin nykyaikaiset kiväärit. Nämä mallit vaativat kuitenkin suuria virtalähteitä, ja huolto on edelleen ongelma. Yhdysvaltain laivasto on ilmaissut kiinnostuksensa kiskoaseisiin niiden räjähtämättömien ammusten vuoksi, mutta ne eivät ole tulleet yleiseen käyttöön. Eräs ehdotettu ratkaisu kiskoaseen kulumisongelmaan on ajatus käyttää hyvin pieniä, erittäin suurilla nopeuksilla kiihdytettyjä ammuksia, jota joskus kutsutaan neulapistooliksi.

Raideaseista on keskusteltu myös rauhanomaisten sovellusten, kuten avaruusmatkailun, yhteydessä. Hyvin pitkää kiskotykkiä tai massaajuria voitaisiin käyttää nopeuttamaan hyötykuormia paeta nopeutta huomattavasti halvemmilla kustannuksilla kuin kemialliset raketit. Yksi haittapuoli on tällaisen massaohjaimen rakentamiseen vaadittava suuri alkuinvestointi. Massaohjaimen luominen, joka kiihdyttää ammuksen pakoon ihmismatkustajien hyväksymällä nopeudella (~2 gs), vaatisi noin 50 km:n (30 mailia) piipun. Toinen mahdollinen kiskotykkien käyttökohde voi olla ydinfuusion areenalla, jossa atomiytimien yhteensulauttamiseksi tarvitaan valtavia paineita ja lämpötiloja.