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SFに出てくるような兵器についてのスレ

1 :ar11254b-12500A:2008/08/08(金) 17:14:38 ID:sRbcEvA/
ガンダムやその他SF系作品に出てくる
兵器についてのスレです
レーザー兵器でも何でもOKです

2 :ar11254b-12500A:2008/08/08(金) 17:48:10 ID:sRbcEvA/
ひとまずAGEといて
一つ目
電磁投射砲
これは皆さんもよくお知りです
別名『レールガン』
ガンダムではおなじみですね
では説明


3 :ar11254b-12500A:2008/08/08(金) 17:51:48 ID:sRbcEvA/
レールガン(Railgun、電磁投射砲(でんじとうしゃほう)、
EML(Electro Magnetic Launcher))とは、
物体を電磁誘導により加速して撃ち出す装置です。

原理的には古くから知られている事もあって、
サイエンス・フィクション関連やゲーム等の作品に幅広く登場していますが、
それらの作品では主に兵器として扱われている事が多いです。
ちなみに電磁加速砲(でんじかそくほう)とも呼ばれます。

この装置は、電位差のある二本の伝導体製のレールの間に、
電流を通す伝導体を弾体としてはさみ、
この弾体上の電流とレールの電流に発生する磁場の相互作用によって、
弾体を加速して発射する物である。
この際、電気抵抗により蒸発・プラズマ化してしまう事もある。
プラズマであっても伝導体として機能しローレンツ力が働く。
現在は実験段階であるため、
弾体自身は電流を全く通さない樹脂などの非伝導体で作り、
弾体後部に導体を貼り付ける様式が一般的となっている



4 :ar11254b-12500A:2008/08/08(金) 17:54:29 ID:sRbcEvA/
構造

レールガンの原理的な基本構造は、2本のレールと電源からなる。
これに伝導体製の弾丸を挟み込んで直流の電力を入力して還流させて電気回路を形成する。
この場合、弾体には電流が流れる必要性から砲身である
レール電極に物理的に接触している必要性があるが、
電流さえ流れれば伝導体はプラズマでもかまわない。
なおプラズマが弾体を押すためには、
流体としての性質があるプラズマが弾体を追い越さないための密封性を必要とし、
このためレール間の隙間を弾体の通り道を残して塞いである(砲身として筒状をしている)が、
このレールの隙間をふさいである構造物は非伝導体(絶縁体)である。
弾体を砲身であるレールの間のみで加速するためには、
相応の電流を必要とするが、この電力供給が必要に見合えば、
その形式は問われない。ただし化学電池程度では、
レールガンを動作させるのに見合うだけの電力を短時間で供給することには見合わず、
それらで発生させた電力をキャパシターなど起電力の大きい電源に蓄えるなど工夫を必要とする。
以上がレールガンの構造における基本形態だが、
実際に開発・利用されているレールガンでは、
プラズマ化に伴う膨張力(→圧力)や熱などに耐えられなければならず、
またプラズマ化に伴う膨張圧も弾体の加速に利用する場合は、尾栓に相当する部品を必要とし、
これも非伝導体である必要もあろう。なお、単純にプラズマ膨張圧のみを弾体加速に用いる形式は、
サーマルガンと呼ばれる別形態の装置である


5 :ar11254b-12500A:2008/08/08(金) 17:57:17 ID:sRbcEvA/
長いですコピペですんません

ローレンツ力だけを考えれば、レールガンが打ち出す弾体の最大速度は、
相対論的制約で光速度が上限となる。
発射速度は入力した電流の量に正比例するため、
任意の発射速度を得るために、
任意の電流を入力してやればよいだけである。

速度表皮効果(後述)によって投入エネルギーの多くがジュール熱として奪われ、
不必要なプラズマの発生によるエネルギー・ロスが発生するために、
ある程度以上の高速度運動では入力エネルギーに対する加速の効果に上限が生じる。

速度表皮効果による上限以前に、短時間に大電流を供給する電源が必要であり、
加速する距離やレールの摩擦・電気抵抗・耐熱限界などの物理的・技術的制約がある。
火薬を使用する火器では、燃焼による化学エネルギーの多くが熱の形で失われ、弾体の投射エネルギーに使われるのは少しである。
また弾体の発射速度は発生・過熱膨張されるガスの膨張速度を超えられず、最新の爆薬を使っても、
せいぜい2〜3km/s程度であるのと比べれば、
現在ある技術や材料で作られた実験段階のレールガンでも充分な電流さえ入力されれば遥かに大きい発射速度が実現できている。

ながい


6 :ar11254b-12500A:2008/08/08(金) 17:58:12 ID:sRbcEvA/
混同され易い他の投射方式
なお電磁誘導によって物体を加速する装置としてはリニアモーターが存在するが、こちらは電磁石そのものを弾体の推進装置とするなど、全く別の物である。これを利用したものにはコイルガンと呼ばれるアイデアがあるが、
こちらは構造上の問題から、レールガンの様な高初速が得がたいと言う欠点があるが、消費電力が低いと言う利点がある。

他に電力を入力することで弾体を発射する装置としてはサーマルガンがあるが、こちらは電磁誘導ではなく入力された電流のジュール熱にて弾体後方の導体をプラズマへ相変化させ、
これに伴う急激な体積の増加を利用するものである。瞬間的なプラズマ化に伴う爆発を利用するため、比較的低いエネルギー量でも一定速度未満であれば高い初速が得易い代わりに、プラズマ膨張速度を超えた初速を得ることはできない。



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