¿Qué es un cañón de riel?

El cañón de riel, o más simplemente, cañón de riel, utiliza un campo magnético alimentado por electricidad para acelerar un proyectil. Aunque las ideas básicas que subyacen a la construcción de un cañón de riel son simples, el disparo de un proyectil de cañón de riel típico da como resultado una tremenda fuerza repulsiva. El resultado es que el cañón de riel debe ser reparado después de casi cada disparo, haciéndolos menos prácticos que los proyectiles convencionales. También requieren una fuente de alimentación muy grande, capaz de proporcionar un millón de amperios de corriente, lo que dificulta la creación de cañones de riel portátiles.

Una pistola de riel consta de dos rieles metálicos paralelos firmemente anclados, conectados a una fuente de alimentación eléctrica. Se coloca un proyectil capaz de conducir electricidad entre los rieles, completando el circuito. Al estar cargados eléctricamente, los rieles metálicos se comportan como electroimanes, creando un campo magnético que circula alrededor de cada riel. Un campo se mueve en sentido horario alrededor de su riel, el otro en sentido horario, creando un campo magnético en el medio que crea una fuerza neta paralela a los rieles, lejos de la fuente de alimentación. El proyectil se comporta como cualquier cable cargado en un campo eléctrico, experimentando una fuerza perpendicular a la dirección de la corriente y la dirección del campo magnético. Esto se llama la fuerza de Lorentz.

Cuando la corriente eléctrica es muy fuerte, el proyectil, que experimenta fuerzas poderosas, acelera hasta el extremo del cañón de riel opuesto a la fuente de alimentación y sale a través de una abertura. El circuito, así roto, termina el flujo de corriente eléctrica. El proyectil debe hacer contacto físico con los rieles durante la aceleración. Si el proyectil se mueve lo suficientemente rápido, solo la fricción puede dañar seriamente o incluso vaporizar los rieles, en ausencia de materiales lo suficientemente fuertes. Además, si los rieles no están fijados de manera segura a una superficie estable, pueden ser propulsados ​​por poderosas energías dentro del cañón del riel.

El ejército de los Estados Unidos ha invertido muchos millones de dólares en la investigación de armas de riel, y se han desarrollado muchos prototipos exitosos, que poseen velocidades de boca muy altas, del orden de 3,5 km / seg (2,17 mps), aproximadamente 3 veces más rápido que rifles modernos Sin embargo, estos diseños requieren grandes fuentes de alimentación y el mantenimiento sigue siendo un problema. La Marina de los EE. UU. Ha expresado su interés en los cañones de rieles debido a su munición no explosiva, pero no han entrado en uso común. Una solución propuesta al problema del desgaste de los cañones de riel es la idea de usar proyectiles muy pequeños acelerados a velocidades muy altas, un diseño a veces denominado pistola de agujas .

Los cañones de riel también se han discutido en el contexto de aplicaciones pacíficas como los viajes espaciales. Se podría usar un cañón de riel muy largo, o un controlador de masa , para acelerar las cargas útiles para escapar de la velocidad a un costo mucho más barato que el de los cohetes químicos. Un inconveniente es la alta inversión inicial requerida para construir un controlador tan masivo. Para crear un conductor masivo que acelere un proyectil para escapar a una velocidad aceptable para los pasajeros humanos (~ 2 gs), se requeriría un barril de longitud ~ 50 km (30 millas). Otra aplicación potencial de los cañones de riel puede ser en el campo de la fusión nuclear, donde se requieren inmensas presiones y temperaturas para fusionar los núcleos atómicos.