Payamvdn/NorthPersian_fa_wiki huggingface dataset:
چندین کیلومتر بر ثانیه (km/s) شتاب می دهد. اگرچه این سرعت ها ممکن هستند، گرمای تولید شده از پیش رانش جسم به اندازه ای است که ریل ها را به سرعت فرسایش می دهد. در شرایط استفاده سنگین، ریل گان های فعلی نیاز به تعویض مکرر ریل ها یا استفاده از موادی مقاوم در برابر حرارت دارند که به اندازه کافی رسانا باشند تا اثر مشابهی ایجاد کنند. در حال حاضر به طور کلی پذیرفته شده است که برای تولید ریل گان های پرقدرت که قادر به شلیک بیش از چند گلوله از یک مجموعه ریل باشند، به پیشرفت های بزرگی در علم مواد و رشته های مرتبط نیاز است. لوله باید این شرایط را برای چندین شلیک در دقیقه و برای هزاران شلیک بدون خرابی یا تخریب قابل توجه تحمل کند. این پارامترها بسیار فراتر از وضعیت فعلی علم مواد هستند. ملاحظات طراحی. منبع تغذیه باید بتواند جریان های بزرگی را به صورت پایدار و کنترل شده در مدت زمان مفیدی ارائه دهد. مهم ترین معیار سنجش کارایی منبع تغذیه، انرژی ای است که می تواند تحویل دهد. تا دسامبر ۲۰۱۰، بیشترین انرژی شناخته شده برای به حرکت درآوردن یک پرتابه از یک ریل گان، ۳۳ مگاژول بوده است. رایج ترین اشکال منابع تغذیه مورد استفاده در ریل گا
ن ها، خازن ها و کامپالسیتورها هستند که به آرامی از دیگر منابع انرژی پیوسته شارژ می شوند. ریل ها باید در هنگام شلیک در برابر نیروهای دافعه عظیم مقاومت کنند و این نیروها تمایل دارند آن ها را از هم دور کرده و از پرتابه جدا کنند. با افزایش فاصله بین ریل و پرتابه، قوس الکتریکی ایجاد می شود که باعث تبخیر سریع و آسیب گسترده به سطوح ریل و سطوح عایق می شود. این امر برخی از ریل گان های تحقیقاتی اولیه را به یک شلیک در هر بازه سرویس محدود می کرد. اندوکتانس و مقاومت ریل ها و منبع تغذیه، کارایی طراحی ریل گان را محدود می کند. در حال حاضر اشکال مختلف ریل و پیکربندی های ریل گان در حال آزمایش هستند، به ویژه توسط نیروی دریایی ایالات متحده (آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی)، مؤسسه فناوری پیشرفته در دانشگاه تگزاس در آستین و بی ای ئی سیستمز. مواد مورد استفاده. ریل ها و پرتابه ها باید از مواد رسانای الکتریکی قوی ساخته شوند؛ ریل ها باید در برابر خشونت یک پرتابه در حال شتاب گیری و گرمای ناشی از جریان های بزرگ و اصطکاک مقاومت کنند. برخی کارهای نادرست نشان داده اند که نیروی پس زدگی در ریل گان ها می تواند تغییر جهت داده یا حذف شود؛ تحلیل
دقیق نظری و تجربی نشان می دهد که نیروی پس زدگی دقیقاً مانند یک سلاح گرم شیمیایی، بر روی بسته شدن خان عمل می کند. ریل ها همچنین از طریق یک نیروی جانبی ناشی از فشار میدان مغناطیسی بر روی ریل ها، یکدیگر را دفع می کنند، همان طور که پرتابه به جلو رانده می شود. ریل ها باید بدون خم شدن در برابر این نیرو مقاومت کرده و باید بسیار محکم نصب شوند. مطالب منتشر شده در حال حاضر نشان می دهد که قبل از اینکه بتوان ریل هایی را توسعه داد که به ریل گان ها اجازه دهد بیش از چند شلیک با قدرت کامل قبل از نیاز به تعویض ریل ها داشته باشند، باید پیشرفت های عمده ای در علم مواد صورت گیرد. دفع حرارت. در طراحی های فعلی، مقادیر عظیمی از گرما توسط جریان الکتریسیته از طریق ریل ها و همچنین توسط اصطکاک پرتابه هنگام خروج از دستگاه ایجاد می شود. این امر سه مشکل اصلی ایجاد می کند: ذوب شدن تجهیزات، کاهش ایمنی پرسنل، و شناسایی توسط نیروهای دشمن به دلیل افزایش اثر فروسرخ. همان طور که به طور خلاصه در بالا بحث شد، تنش های ناشی از شلیک این نوع دستگاه به یک ماده بسیار مقاوم در برابر حرارت نیاز دارد. در غیر این صورت، ریل ها، لوله و تمام تجهیزات متصل به آن
ذوب شده یا به طور جبران ناپذیری آسیب می بینند. در عمل، ریل های مورد استفاده در اکثر طرح های ریل گان در هر پرتاب دچار فرسایش می شوند. علاوه بر این، پرتابه ها می توانند تا حدی دچار سایش شوند و این می تواند عمر ریل گان را در برخی موارد به شدت محدود کند. کاربردها. ریل گان ها تعدادی کاربرد عملی بالقوه دارند که عمدتاً برای ارتش است. با این حال، کاربردهای نظری دیگری نیز وجود دارد که در حال حاضر در حال تحقیق هستند. پرتاب یا کمک به پرتاب فضاپیما. کمک الکترودینامیکی به پرتاب راکت ها مورد مطالعه قرار گرفته است. کاربردهای فضایی این فناوری احتمالاً شامل سیم پیچ الکترومغناطیسی های با شکل خاص و آهنربای ابررساناها خواهد بود. مواد کامپوزیتی نیز احتمالاً برای این کاربرد استفاده خواهند شد. برای پرتاب های فضایی از زمین، مسافت های شتاب گیری نسبتاً کوتاه (کمتر از چند کیلومتر) به نیروهای شتاب دهنده بسیار قوی نیاز دارد که بالاتر از تحمل انسان است. طرح های دیگر شامل یک مسیر مارپیچی (هلیکس) طولانی تر، یا یک طرح حلقه ای بزرگ است که در آن یک فضاپیما چندین بار حلقه را دور می زند و به تدریج سرعت می گیرد، قبل از اینکه در یک کریدور پرتاب به
سمت آسمان رها شود. با این وجود، اگر ساخت آن از نظر فنی امکان پذیر و مقرون به صرفه باشد، اعمال سرعت گریز ابرسرعت به یک پرتابه که در سطح دریا پرتاب می شود، جایی که جو غلیظ ترین است، ممکن است منجر به از دست رفتن بخش زیادی از سرعت پرتاب به دلیل نیروی پسار شود. علاوه بر این، پرتابه ممکن است هنوز به نوعی هدایت و کنترل داخلی نیاز داشته باشد تا به زاویه ورود به مدار مفیدی دست یابد که ممکن است صرفاً بر اساس زاویه ارتفاع پرتابگر نسبت به سطح زمین قابل دستیابی نباشد (ببینید ملاحظات عملی سرعت گریز). در سال ۲۰۰۳، ایان مک ناب طرحی را برای تبدیل این ایده به یک فناوری محقق شده تشریح کرد. به دلیل شتاب قوی، این سیستم فقط مواد محکم مانند غذا، آب و مهم تر از همه، سوخت را پرتاب می کند. در شرایط ایده آل (استوا، کوهستان، به سمت شرق) هزینه این سیستم ۵۲۸ دلار به ازای هر کیلوگرم خواهد بود، در مقایسه با ۵۰۰۰ دلار به ازای هر کیلوگرم در راکت های معمولی. ریل گان مک ناب می تواند تقریباً ۲۰۰۰ پرتاب در سال انجام دهد، که در مجموع حداکثر ۵۰۰ تن در سال پرتاب می شود. از آنجا که مسیر پرتاب ۱٫۶ کیلومتر طول خواهد داشت، نیرو توسط یک شبکه توزیع شده ا
ز ۱۰۰ ماشین دوار (کامپالسیتور) که در طول مسیر پخش شده اند، تأمین می شود. هر ماشین یک روتور فیبر کربنی ۳٫۳ تنی خواهد داشت که با سرعت های بالا می چرخد. یک ماشین می تواند در عرض چند ساعت با استفاده از ۱۰ مگاوات توان، شارژ مجدد شود. این ماشین می تواند توسط یک ژنراتور اختصاصی تأمین شود. بسته پرتاب کل تقریباً ۱٫۴ تن وزن خواهد داشت. محموله در هر پرتاب در این شرایط بیش از ۴۰۰ کیلوگرم است. یک میدان مغناطیسی عملیاتی اوج ۵ تسلا وجود خواهد داشت—نیمی از این مقدار از ریل ها و نیمی دیگر از آهنرباهای کمکی تأمین می شود. این امر جریان مورد نیاز از طریق ریل ها را به نصف کاهش می دهد، که توان را چهار برابر کاهش می دهد. ناسا پیشنهاد کرده است که از یک ریل گان برای پرتاب «هواپیماهای گوه-شکل با اسکرم جت» به ارتفاع بالا با سرعت ۱۰ ماخ استفاده کند، جایی که سپس یک محموله کوچک را با استفاده از پیشرانه راکت معمولی به مدار پرتاب می کند. نیروی گرانش شدید ناشی از پرتاب مستقیم از زمین به فضا با ریل گان ممکن است استفاده از آن را فقط به محموله های بسیار محکم محدود کند. به طور جایگزین، می توان از سیستم های ریل بسیار طولانی برای کاهش شتاب پرتاب م
ورد نیاز استفاده کرد. سلاح. ریل گان ها به عنوان سلاح هایی با پرتابه هایی که حاوی مواد منفجره یا پیشرانه نیستند، اما به سرعت های بسیار بالایی دست می یابند، در حال تحقیق هستند: (تقریباً ماخ ۷ در سطح دریا) یا بیشتر. برای مقایسه، تفنگ ام۱۶ سرعت دهانه دارد و توپ ۱۶ اینچی/۵۰ کالیبر مارک ۷ که نبردهای آمریکایی جنگ جهانی دوم را مسلح می کرد، سرعت دهانه داشت، که به دلیل جرم بسیار بیشتر پرتابه اش (تا ۲۷۰۰ پوند) انرژی دهانه ۳۶۰ مگاژول و انرژی برخورد جنبشی در محدوده بیش از ۱۶۰ مگاژول تولید می کرد. با شلیک پرتابه های کوچکتر با سرعت های بسیار بالا، ریل گان ها ممکن است انرژی جنبشی برخوردی برابر یا برتر از انرژی تخریبی توپ ۵ اینچی/۵۴ کالیبر مارک ۴۵ نیروی دریایی (که تا ۱۰ مگاژول در دهانه به دست می آورد) داشته باشند، اما با برد بیشتر. این امر اندازه و وزن مهمات را کاهش می دهد و اجازه می دهد مهمات بیشتری حمل شود و خطرات حمل مواد منفجره یا پیشرانه در یک تانک یا سکوی تسلیحاتی دریایی را از بین می برد. همچنین، با شلیک پرتابه هایی با آیرودینامیک بهتر در سرعت های بالاتر، ریل گان ها ممکن است به برد بیشتر، زمان کمتر برای رسیدن به هدف، و
در بردهای کوتاه تر انحراف کمتر در برابر باد دست یابند و از محدودیت های فیزیکی سلاح های گرم معمولی عبور کنند: «محدودیت های انبساط گاز، پرتاب یک پرتابه بدون کمک را به سرعت های بیشتر از حدود ۱٫۵ کیلومتر بر ثانیه و بردهای بیش از از یک سیستم توپ معمولی عملی، ممنوع می کند.» فناوری های فعلی ریل گان به یک لوله بلند و سنگین نیاز دارند، اما بالستیک یک ریل گان بسیار بهتر از توپ های معمولی با طول لوله برابر عمل می کند. ریل گان ها همچنین می توانند با منفجر کردن یک خرج انفجاری در پرتابه که دسته ای از پرتابه های کوچکتر را در یک منطقه بزرگ آزاد می کند، آسیب منطقه ای ایجاد کنند. با فرض اینکه بسیاری از چالش های فنی پیش روی ریل گان های قابل استقرار در میدان، از جمله مسائلی مانند هدایت پرتابه ریل گان، دوام ریل، و بقای رزمی و قابلیت اطمینان منبع تغذیه الکتریکی، برطرف شوند، سرعت های پرتاب افزایش یافته ریل گان ها ممکن است مزایایی نسبت به توپ های مرسوم تر برای انواع سناریوهای تهاجمی و دفاعی فراهم کند. ریل گان ها پتانسیل محدودی برای استفاده علیه اهداف سطحی و هوایی دارند. اولین ریل گان تسلیحاتی که برای تولید برنامه ریزی شده بود، سیستم
بلیتزر جنرال اتمیکس، آزمایش کامل سیستم را در سپتامبر ۲۰۱۰ آغاز کرد. این سلاح یک گلوله سابوی آیرودینامیک طراحی شده توسط فانتوم ورکس بوئینگ را با سرعت (تقریباً ماخ ۵) با شتابی بیش از ۶۰۰۰۰ "g"n پرتاب می کند. در یکی از آزمایش ها، پرتابه توانست پس از نفوذ به یک صفحه فولادی به ضخامت , دیگر به سمت پایین برد حرکت کند. این شرکت امیدوار است تا سال ۲۰۱۶ یک نمایش یکپارچه از سیستم را داشته باشد و پس از آن در صورت تأمین بودجه، تا سال ۲۰۱۹ به تولید برسد. تاکنون، این پروژه با بودجه خود شرکت تأمین شده است. در اکتبر ۲۰۱۳، جنرال اتمیکس از یک نسخه زمینی ریل گان بلیتزر رونمایی کرد. یک مقام شرکت ادعا کرد که این توپ می تواند در «دو تا سه سال» برای تولید آماده شود. ریل گان ها برای استفاده به عنوان سلاح های ضدهوایی برای رهگیری تهدیدات هوایی، به ویژه موشک کروز ضدکشتی، علاوه بر بمباران زمینی، در حال بررسی هستند. یک موشک ضدکشتی مافوق صوت که در نزدیکی سطح دریا پرواز می کند، می تواند در فاصله ۲۰ مایلی از یک کشتی جنگی بر روی افق ظاهر شود و زمان واکنش بسیار کوتاهی را برای رهگیری آن توسط کشتی باقی بگذارد. حتی اگر سیستم های دفاعی معمولی به
اندازه کافی سریع واکنش نشان دهند، گران هستند و تنها تعداد محدودی رهگیر بزرگ را می توان حمل کرد. یک پرتابه ریل گان می تواند چندین برابر سریع تر از یک موشک به سرعت صوت برسد؛ به همین دلیل، می تواند یک هدف مانند موشک کروز را بسیار سریع تر و دورتر از کشتی مورد اصابت قرار دهد. پرتابه ها همچنین معمولاً بسیار ارزان تر و کوچکتر هستند و اجازه می دهند تعداد بیشتری از آنها حمل شود (آنها سیستم هدایت ندارند و برای تأمین انرژی جنبشی خود به ریل گان متکی هستند، نه اینکه خودشان آن را تأمین کنند). مزایای سرعت، هزینه و تعداد سیستم های ریل گان ممکن است به آنها اجازه دهد تا چندین سیستم مختلف را در رویکرد دفاع لایه ای فعلی جایگزین کنند. یک پرتابه ریل گان بدون قابلیت تغییر مسیر می تواند موشک های سریع السیر را در حداکثر برد مورد اصابت قرار دهد. همانند سیستم فالانکس، گلوله های غیرهدایت شونده ریل گان برای سرنگون کردن موشک های ضدکشتی مافوق صوت مانوردهنده به چندین/بسیاری شلیک نیاز دارند و شانس اصابت به موشک با نزدیک تر شدن آن به طور چشمگیری بهبود می یابد. نیروی دریایی برنامه ریزی می کند که ریل گان ها بتوانند موشک های بالستیک درون جو، تهد
یدات هوایی پنهان کار، موشک های مافوق صوت و تهدیدات سطحی انبوه را رهگیری کنند؛ یک سیستم نمونه اولیه برای پشتیبانی از وظایف رهگیری قرار است تا سال ۲۰۱۸ آماده شود و تا سال ۲۰۲۵ عملیاتی شود. این بازه زمانی نشان می دهد که این سلاح ها برای نصب بر روی نسل بعدی شناورهای رزمی سطحی نیروی دریایی که انتظار می رود ساخت آنها تا سال ۲۰۲۸ آغاز شود، برنامه ریزی شده اند. بی ای ئی سیستمز در مقطعی علاقه مند به نصب ریل گان بر روی خودروی جنگی آینده خود بود. هند با موفقیت ریل گان خود را آزمایش کرده است. روسیه، چین، آسلسان ترکیه و یتکنولوژی نیز در حال توسعه ریل گان هستند. آلمان، فرانسه و ژاپن به طور مشترک یک سلاح ریل گان توسعه خواهند داد. ریل گان مارپیچی. ریل گان مارپیچی ریل گان های چند-دور هستند که جریان ریل و جاروبک را به اندازهٔ تعداد دورها کاهش می دهند. دو ریل توسط یک لوله مارپیچی احاطه شده اند و پرتابه یا حامل قابل استفاده مجدد نیز مارپیچی است. پرتابه به طور مداوم توسط دو جاروبک که در امتداد ریل ها می لغزند، انرژی می گیرد و دو یا چند جاروبک اضافی روی پرتابه برای انرژی دهی و کموتاسیون چندین سیم پیچ از لوله مارپیچی در جلو و/یا پش
ت پرتابه عمل می کنند. ریل گان مارپیچی ترکیبی از ریل گان و کویل گان است. آنها در حال حاضر به شکل عملی و قابل استفاده وجود ندارند. یک ریل گان مارپیچی در سال ۱۹۸۰ در ام آی تی ساخته شد و توسط چندین بانک خازن بزرگ برای آن زمان (تقریباً ۴ فاراد) تغذیه می شد. طول آن حدود ۳ متر بود و شامل ۲ متر سیم پیچ شتاب دهنده و ۱ متر سیم پیچ کندکننده بود. این ریل گان قادر به پرتاب یک گلایدر یا پرتابه تا حدود ۵۰۰ متر بود. ریل گان پلاسما. یک ریل گان پلاسما یک شتاب دهنده خطی و یک سلاح انرژی پلاسمایی است که، مانند یک ریل گان پرتابه ای، از دو الکترود موازی طولانی برای شتاب دادن به یک آرمیچر «اتصال کوتاه لغزنده» استفاده می کند. با این حال، در یک ریل گان پلاسما، آرمیچر و پرتابه خروجی از پلاسما یا ذرات گازی داغ و یونیزه تشکیل شده اند، به جای یک تکه جامد از مواد. مارودر ("MARAUDER"، مخفف "Magnetically Accelerated Ring to Achieve Ultra-high Directed Energy and Radiation") یک پروژه آزمایشگاه تحقیقات نیروی هوایی ایالات متحده در مورد توسعه یک ریل گان پلاسمای کواکسیال بود یا هست. این یکی از چندین تلاش دولت ایالات متحده آمریکا برای توسعه پرتابه
های مبتنی بر پلاسما است. اولین شبیه سازی های کامپیوتری در سال ۱۹۹۰ انجام شد و اولین آزمایش منتشر شده آن در ۱ اوت ۱۹۹۳ ظاهر شد. تا سال ۱۹۹۳، به نظر می رسید که این پروژه در مراحل اولیه آزمایشی قرار دارد. این سلاح قادر به تولید حلقه های دوناتی شکل از پلاسما و گلوله های آذرخش بود که هنگام برخورد با هدفشان با اثرات ویرانگری منفجر می شدند. موفقیت اولیه این پروژه منجر به طبقه بندی شدن آن شد و پس از سال ۱۹۹۳ تنها چند اشاره به مارودر ظاهر شد. آزمایش ها. مدل های در مقیاس کامل ساخته و شلیک شده اند، از جمله یک توپ با کالیبر و انرژی جنبشی ۹ مگاژول که توسط دارپای ایالات متحده توسعه یافته است. مشکلات فرسایش ریل و عایق هنوز باید قبل از اینکه ریل گان ها بتوانند جایگزین سلاح های معمولی شوند، حل شوند. احتمالاً قدیمی ترین سیستم موفق پایدار توسط آژانس تحقیقات دفاعی بریتانیا در میدان تیراندازی داندِرنان در کرکادبرایت، اسکاتلند ساخته شده است. این سیستم در سال ۱۹۹۳ تأسیس شد و بیش از ۱۰ سال است که کار می کند. چین اکنون یکی از بازیگران اصلی در پرتابگرهای الکترومغناطیسی است؛ در سال ۲۰۱۲، این کشور میزبان شانزدهمین سمپوزیوم بین المللی ف
ناوری پرتاب الکترومغناطیسی (EML 2012) در پکن بود. تصاویر ماهواره ای در اواخر سال ۲۰۱۰ نشان می داد که آزمایش ها در یک میدان زرهی و توپخانه در نزدیکی بائوتو، در مغولستان داخلی در حال انجام است. نیروهای مسلح ایالات متحده. ارتش ایالات متحده در اواخر قرن بیستم علاقه خود را به ادامه تحقیقات در زمینه فناوری توپ الکتریکی ابراز کرده است، زیرا توپ های الکترومغناطیسی برای شلیک یک گلوله به پیشرانه نیاز ندارند، که به طور قابل توجهی ایمنی خدمه را افزایش داده و هزینه های لجستیکی را کاهش می دهد، و همچنین برد بیشتری را فراهم می کند. علاوه بر این، سیستم های ریل گان نشان داده اند که به طور بالقوه می توانند سرعت بالاتری برای پرتابه ها فراهم کنند، که با کاهش زمان رسیدن پرتابه به مقصد، دقت را برای ضد تانک، توپخانه و پدافند هوایی افزایش می دهد. در اوایل دهه ۱۹۹۰، ارتش ایالات متحده بیش از ۱۵۰ میلیون دلار به تحقیقات توپ الکتریکی اختصاص داد. در مرکز الکترومکانیک دانشگاه تگزاس در آستین، ریل گان های نظامی قادر به پرتاب گلوله های زره شکاف تنگستنی با انرژی جنبشی نه مگاژول (۹ MJ) توسعه یافته اند. نه مگاژول انرژی کافی است تا یک پرتابه را با
سرعت پرتاب کند—در آن سرعت، یک میله به اندازه کافی بلند از تنگستن یا فلز متراکم دیگر می تواند به راحتی یک تانک را سوراخ کرده و به طور بالقوه از آن عبور کند. بخش مرکز جنگ سطحی نیروی دریایی دالگرن. مرکز جنگ سطحی نیروی دریایی دالگرن ایالات متحده در اکتبر ۲۰۰۶ یک ریل گان ۸ مگاژولی را که پرتابه های را شلیک می کرد، به عنوان نمونه اولیه یک سلاح ۶۴ مگاژولی برای استقرار در کشتی های جنگی نیروی دریایی به نمایش گذاشت. مشکل اصلی که نیروی دریایی ایالات متحده با پیاده سازی سیستم توپ ریل گان داشته است این است که توپ ها به دلیل فشارها، تنش ها و گرمای عظیمی که توسط میلیون ها آمپر جریان لازم برای شلیک پرتابه ها با مگاژول ها انرژی ایجاد می شود، فرسوده می شوند. اگرچه این سلاح ها به اندازه یک موشک کروز مانند بی جی ام-۱۰۹ تاماهاوک که ۳۰۰۰ مگاژول انرژی به هدف می رساند، قدرتمند نیستند، اما در تئوری به نیروی دریایی این امکان را می دهند که قدرت آتش دقیق تری را با کسری از هزینه یک موشک ارائه دهد و سرنگون کردن آنها در برابر سیستم های دفاعی آینده بسیار دشوارتر خواهد بود. برای مقایسه، یک مقایسه مرتبط دیگر، توپ راین متال ۱۲۰ میلی متری مورد
استفاده در تانک های اصلی میدان نبرد است که ۹ مگاژول انرژی دهانه تولید می کند. در سال ۲۰۰۷، بی ای ئی سیستمز یک نمونه اولیه ۳۲ مگاژولی (انرژی دهانه) را به نیروی دریایی ایالات متحده تحویل داد. همین مقدار انرژی با انفجار سی۴ آزاد می شود. در ۳۱ ژانویه ۲۰۰۸، نیروی دریایی ایالات متحده یک ریل گان را آزمایش کرد که یک پرتابه را با انرژی ۱۰٫۶۴ مگاژول و سرعت دهانه شلیک کرد. نیرو توسط یک بانک خازن نمونه اولیه ۹ مگاژولی جدید با استفاده از سوئیچ های حالت جامد و خازن های با چگالی انرژی بالا که در سال ۲۰۰۷ تحویل داده شده بود، و یک سیستم قدرت پالسی ۳۲ مگاژولی قدیمی تر از مرکز تحقیق و توسعه توپ الکتریکی گرین فارم ارتش ایالات متحده که در اواخر دهه ۱۹۸۰ توسعه یافته و قبلاً توسط بخش سیستم های الکترومغناطیسی جنرال اتمیکس بازسازی شده بود، تأمین شد. انتظار می رود این سیستم بین سال های ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۵ آماده شود. یک آزمایش ریل گان در ۱۰ دسامبر ۲۰۱۰ توسط نیروی دریایی ایالات متحده در بخش مرکز جنگ سطحی نیروی دریایی دالگرن انجام شد. در طول این آزمایش، دفتر تحقیقات نیروی دریایی با انجام یک شلیک ۳۳ مگاژولی از ریل گان ساخته شده توسط بی ای ئی سیس
تمز، یک رکورد جهانی به ثبت رساند. آزمایش دیگری در فوریه ۲۰۱۲ در بخش مرکز جنگ سطحی نیروی دریایی دالگرن انجام شد. در حالی که از نظر انرژی شبیه به آزمایش قبلی بود، ریل گان استفاده شده به طور قابل توجهی فشرده تر بود و لوله ای با ظاهر مرسوم تر داشت. یک نمونه اولیه ساخته شده توسط جنرال اتمیکس برای آزمایش در اکتبر ۲۰۱۲ تحویل داده شد. در سال ۲۰۱۴، نیروی دریایی ایالات متحده برنامه هایی برای یکپارچه سازی یک ریل گان با برد بیش از بر روی یک کشتی تا سال ۲۰۱۶ داشت. این سلاح، در حالی که شکل ظاهری معمول تری از یک توپ دریایی داشت، قرار بود از اجزایی استفاده کند که عمدتاً با اجزای توسعه یافته و نمایش داده شده در دالگرن مشترک بودند. گلوله های ابرسرعت وزن دارند، هستند و با سرعت ماخ ۷ شلیک می شوند. یک هدف آینده، توسعه پرتابه های خود-هدایت شونده بود – یک الزام ضروری برای اصابت به اهداف دور یا رهگیری موشک ها. با توسعه گلوله های هدایت شونده، نیروی دریایی پیش بینی می کند که هر گلوله حدود ۲۵۰۰۰ دلار هزینه داشته باشد، اگرچه توسعه پرتابه های هدایت شونده برای توپ ها سابقه ای از دو یا سه برابر شدن تخمین های هزینه اولیه دارد. برخی از پرتاب
ه های با سرعت بالا که توسط نیروی دریایی توسعه یافته اند، هدایت دستوری دارند، اما دقت هدایت دستوری مشخص نیست و حتی مشخص نیست که آیا می تواند از یک شلیک با قدرت کامل جان سالم به در ببرد. در سال ۲۰۱۴، تنها کشتی های نیروی دریایی آمریکا که می توانستند توان الکتریکی کافی برای دستیابی به عملکرد مطلوب را تولید کنند، سه ناوشکن کلاس (سری DDG-1000) بودند؛ آنها می توانند ۷۸ مگاوات توان تولید کنند که بیش از مقدار لازم برای تأمین انرژی یک ریل گان است. با این حال، پروژه زوموالت لغو شده و واحدهای بیشتری ساخته نخواهد شد. مهندسان در حال کار بر روی استخراج فناوری های توسعه یافته برای کشتی های سری DDG-1000 به یک سیستم باتری هستند تا کشتی های جنگی دیگر بتوانند یک ریل گان را به کار گیرند. تا سال ۲۰۱۴، بیشتر ناوشکن ها تنها می توانستند ۹ مگاوات برق اضافی را تأمین کنند، در حالی که برای پرتاب یک پرتابه به برد حداکثری مطلوب، ۲۵ مگاوات مورد نیاز بود (یعنی برای پرتاب پرتابه های ۳۲ مگاژولی با نرخ ۱۰ شلیک در دقیقه). حتی اگر کشتی هایی مانند ناوشکن کلاس بتوانند با توان الکتریکی کافی برای کار با ریل گان ارتقا یابند، فضایی که با یکپارچه سازی ی
ک سیستم تسلیحاتی اضافی روی کشتی ها اشغال می شود، ممکن است حذف سیستم های تسلیحاتی موجود را برای ایجاد فضای لازم، اجباری کند. اولین آزمایش های روی کشتی قرار بود از یک ریل گان نصب شده بر روی یک (EPF) انجام شود، اما این برنامه بعداً به آزمایش های زمینی تغییر یافت. اگرچه پرتابه های ۲۳ پوندی (حدود ۱۰٫۴ کیلوگرم) فاقد مواد منفجره هستند، سرعت ماخ ۷ آنها ۳۲ مگاژول انرژی به آنها می دهد، اما انرژی جنبشی برخورد در انتهای برد معمولاً ۵۰ درصد یا کمتر از انرژی دهانه است. نیروی دریایی به دنبال کاربردهای دیگری برای ریل گان ها، علاوه بر بمباران زمینی، مانند پدافند هوایی بود؛ با سیستم های هدف گیری مناسب، پرتابه ها می توانند هواپیماها، موشک های کروز و حتی موشک های بالستیک را رهگیری کنند. نیروی دریایی همچنین در حال توسعه سلاح های انرژی هدایت شده برای استفاده در پدافند هوایی است، اما سال ها یا دهه ها طول می کشد تا آنها مؤثر شوند. ریل گان بخشی از یک ناوگان نیروی دریایی خواهد بود که قابلیت های تهاجمی و دفاعی آینده را به صورت لایه ای پیش بینی می کند: لیزرها برای تأمین دفاع نزدیک، ریل گان ها برای تأمین حمله و دفاع میان برد، و موشک های
کروز برای تأمین حمله دوربرد؛ اگرچه ریل گان ها اهدافی تا فاصله ۱۰۰ مایلی را که قبلاً به موشک نیاز داشتند، پوشش خواهند داد. نیروی دریایی ممکن است در نهایت فناوری ریل گان را برای شلیک در برد و برخورد با انرژی ۶۴ مگاژول ارتقا دهد. یک شلیک به ۶ میلیون آمپر جریان نیاز دارد، بنابراین توسعه خازن هایی که بتوانند انرژی کافی تولید کنند و مواد به اندازه کافی قوی برای توپ، زمان زیادی خواهد برد. امیدوارکننده ترین کاربرد کوتاه مدت برای ریل گان های تسلیحاتی و به طور کلی توپ های الکترومغناطیسی، احتمالاً بر روی کشتی های نیروی دریایی با ظرفیت تولید برق اضافی و فضای ذخیره سازی باتری کافی است. در مقابل، قابلیت بقای کشتی ممکن است از طریق کاهش قابل توجه مقادیر پیشرانه های شیمیایی و مواد منفجره بالقوه خطرناک، افزایش یابد. با این حال، نیروهای رزمی زمینی ممکن است دریابند که قرار دادن یک منبع تغذیه الکتریکی اضافی در میدان نبرد برای هر سیستم توپ، از نظر وزن و فضا، قابلیت بقا، یا راحتی به عنوان یک منبع انرژی فوری برای پرتاب پرتابه، به اندازه پیشرانه های متعارف کارآمد نباشد؛ پیشرانه هایی که به طور ایمن در پشت خطوط تولید شده و از طریق یک س
یستم لجستیکی قوی و پراکنده به صورت بسته بندی شده به سلاح تحویل داده می شوند. در ژوئیه ۲۰۱۷، دفنس تک گزارش داد که نیروی دریایی مایل است نمونه اولیه ریل گان دفتر تحقیقات نیروی دریایی را از یک آزمایش علمی به یک سلاح مفید تبدیل کند. به گفته تام بوتنر، رئیس جنگ هوایی و تسلیحات نیروی دریایی برای ONR، هدف، ده شلیک در دقیقه با انرژی ۳۲ مگاژول بود. یک شلیک ریل گان ۳۲ مگاژولی معادل حدود ۲۳٬۶۰۰٬۰۰۰ فوت-پوند است، بنابراین یک شلیک ۳۲ مگاژولی انرژی دهانه ای معادل شلیک همزمان حدود ۲۰۰٬۰۰۰ گلوله کالیبر .۲۲ دارد. در واحدهای توان متعارف تر، یک شلیک ۳۲ مگاژولی در هر ۶ ثانیه، توان خالص ۵٫۳ مگاوات (یا ۵۳۰۰ کیلووات) است. اگر فرض شود که ریل گان با بازده ۲۰٪ انرژی الکتریکی را به انرژی جنبشی تبدیل می کند، منابع برق کشتی باید حدود ۲۵ مگاوات را تا زمانی که شلیک ادامه دارد، تأمین کنند. ، نیروی دریایی طی ۱۷ سال ۵۰۰ میلیون دلار برای توسعه ریل گان هزینه کرده بود. نیروی دریایی بر شلیک پرتابه های هایپرسونیک از توپ های متعارف موجود که به تعداد زیاد در دسترس بودند، تمرکز کرده بود. در ۱ ژوئن ۲۰۲۱، "The Drive" گزارش داد که بودجه پیشنهادی سال مال
ی ۲۰۲۲ نیروی دریایی آمریکا هیچ بودجه ای برای تحقیق و توسعه ریل گان در نظر نگرفته است. چالش های فنی قابل غلبه نبودند، مانند فرسودگی لوله به دلیل نیروهای عظیم ناشی از شلیک تنها پس از یک یا دو دوجین شلیک، و نرخ آتشی که برای دفاع موشکی بسیار پایین بود. اولویت ها نیز از زمان شروع توسعه ریل گان تغییر کرده بود و نیروی دریایی تمرکز بیشتری را بر روی موشک های هایپرسونیک با برد بلندتر در مقایسه با پرتابه های نسبتاً کوتاه برد ریل گان قرار داده بود. آزمایشگاه تحقیقات ارتش. تحقیق بر روی فناوری ریل گان در طول دهه ۱۹۸۰ یکی از حوزه های اصلی تمرکز در آزمایشگاه تحقیقات بالستیک (BRL) بود. علاوه بر تحلیل عملکرد و خواص الکترودینامیکی و ترمودینامیکی ریل گان ها در موسسات دیگر (مانند ریل گان CHECMATE آزمایشگاه های مکسول)، BRL ریل گان های خود را برای مطالعه تهیه کرد، مانند ریل گان یک متری و ریل گان چهار متری خود. در سال ۱۹۸۴، محققان BRL تکنیکی را برای تجزیه و تحلیل باقی مانده های روی سطح خان پس از شلیک ابداع کردند تا علت تخریب تدریجی خان را بررسی کنند. در سال ۱۹۹۱، آنها ویژگی های لازم برای توسعه یک بسته پرتاب مؤثر و همچنین معیارهای طر
احی لازم برای یک ریل گان را برای به کارگیری پرتابه های میله ای بلند و باله دار تعیین کردند. تحقیقات در زمینه ریل گان ها پس از ادغام آزمایشگاه تحقیقات بالستیک با شش آزمایشگاه مستقل دیگر ارتش برای تشکیل آزمایشگاه تحقیقات ارتش ایالات متحده (ARL) در سال ۱۹۹۲ ادامه یافت. یکی از پروژه های اصلی در تحقیقات ریل گان که ARL در آن مشارکت داشت، برنامه توپ الکترومغناطیسی کالیبر توپ (CCEMG) بود که در مرکز الکترومکانیک دانشگاه تگزاس (UT-CEM) انجام شد و توسط سپاه تفنگداران دریایی ایالات متحده و مرکز تحقیق و توسعه تسلیحات ارتش آمریکا حمایت می شد. به عنوان بخشی از برنامه CCEMG, UT-CEM در سال ۱۹۹۵ پرتابگر الکترومغناطیسی کالیبر توپ، یک پرتابگر ریل گان با آتش سریع را طراحی و توسعه داد. این پرتابگر با خان گرد ۳۰ میلی متری، قادر به شلیک سه رگبار پنج تایی از بسته های پرتاب ۱۸۵ گرمی با سرعت دهانه ۱۸۵۰ متر بر ثانیه و نرخ آتش ۵ هرتز بود. عملیات آتش سریع با راه اندازی پرتابگر توسط چندین پالس اوج ۸۳۵۴۴ که توسط کامپالسیتور CCEMG تأمین می شد، به دست آمد. ریل گان CCEMG شامل چندین ویژگی بود: دیواره های جانبی سرامیکی، پیش بارگذاری جهت دار، و خ