תותח מסילה

תותח מסילה הוא תותח אלקטרומגנטי לשיגור קליעים המבוסס על עקרונות דומים לאלו של מנוע הומופולרי. התותח משתמש בזוג מוליכים מקבילים, על מסילות, אשר לאורכם מואצת יחידת הזזה על ידי השפעות אלקטרומגנטיות של זרם הזורם במורד מסילה אחת, לתוך היחידה, וחוזר חזרה לאורך המסילה השנייה. הרעיון אינו חדש – לפני כ־100 שנים נרשם פטנט על המצאה כזו. גם חיל האוויר הגרמני ניסה לפתח נשק דומה במהלך מלחמת העולם השנייה, אך ללא הצלחה.

אופן הפעולה 

פעולת התותח היא להאיץ את הפגזים בתוך הקנה באמצעות שדה אלקטרומגנטי רב עוצמה – במקום תגובה כימית הקיימת בתותח רגיל.

כאשר משתמשים בתחמושת העשויה מחומר מוליך (כגון ברזל), התחמושת מושפעת בקלות משדות מגנטיים. את הכוח שמנצל התותח אפשר לחשב בעזרת משוואת כוח לורנץ, הקובעת כמה כוח מופעל על מטען חשמלי בנוכחות שדה מגנטי. התותח מייצר שדה מגנטי משתנה, המפעיל כוח על הפגז בכיוון הירי. כדי ליצור שדה מגנטי רב עוצמה, מעבירים זרם חשמלי דרך שתי מסילות שביניהן נמצא הפגז. חוק ביו־סבר קובע כי זרם חשמלי יוצר סביבו שדה מגנטי. תכנון נכון של המסילות יכול ליצור שדה מגנטי מכוון, שיפעל על הפגז רק בכיוון הירי. הכוחות אלקטרומגנטיים המקנים לקליע אנרגיה קינטית גבוהה מאוד. בתותח מסילה אין הגבלה על מהירות הלוע של הפגז, בעוד שבנשק המופעל על ידי חומר נפץ לא ניתן להשיג בקלות מהירות לוע של יותר מ־2 ק"מ בשנייה.

החסרון העיקרי של כלי נשק כאלו הוא צריכת החשמל הגבוהה. התותח צורך 25 מגה ואט והפעלתו דרושת תחנת כוח צמודה. לשם השוואה, תחנת הכוח הפנימית של בתי הזיקוק בחיפה מגיעה לתפוקה של כ־50 מגה וואט. לעומת זאת, יש לו גם יתרונות רבים – הטווח של תותחים אלו גדול מאוד, כ־200 ק"מ, פי ארבעה בערך מטווח התותחים הקיימים. בשל הטווח זה, התותח מיועד בעיקר להתקנה על אניות. יתרון נוסף של התותח הוא מחיר הפגזים הנמוך, זאת בהשוואה לטילים שהוא אמור להחליף.

היסטוריה

מבדקים 

דגמים בקנה מידה מלא נבנו ונורו, כולל אקדח אנרגיה קינטית של 90 מ"מ של 9 מגה־ג'אול שפותח על ידי DARPA האמריקאית. בעיות בלאי מסילה ומבודדים עדיין צריכות להיפתר לפני שתותחי מסילה יוכלו להתחיל להחליף את הנשק הקונבנציונלי. ככל הנראה המערכת הישנה ביותר שהצליחה בעקביות עם מעט בלאי נבנתה על ידי סוכנות המחקר הביטחוני של בריטניה. מערכת זו הוקמה בשנת 1993 ופעלה למעלה מ־10 שנים.

יוגוסלביה 
המכון הטכנולוגי הצבאי של יוגוסלבי פיתח, במסגרת פרויקט בשם EDO-0, תותח מסילה עם אנרגיה קינטית של 7 קילו־ג'יי, בשנת 1985. בשנת 1987 נוצר יורש, פרויקט EDO-1, שעשה שימוש בקליע במסה של 0.7 ק"ג. והשיג מהירויות של 3,000 מ"ש, ועם מסה של 1.1 ק"ג הגיע למהירויות של 2,400 מ"ש. הוא השתמש באורך מסלול של 0.7 מ'. לטענת העובדים עליו,

הרפובליקה העממית של סין 
סין היא כעת אחת השחקניות הגדולות במשגרים אלקטרומגנטיים; בשנת 2012 הוא אירח את הסימפוזיון הבינלאומי ה־16 על טכנולוגיית השקה אלקטרומגנטית (EML 2012) בבייג'ינג. צילומי לוויין בסוף 2010 העלו כי נערכו ניסויים במטווח שריון וארטילריה ליד באוטו, באזור האוטונומי הפנימי של מונגוליה.

ארצות הברית

הממשל 
צבא ארצות הברית הביע עניין במחקר בטכנולוגיית רובים חשמליים לאורך סוף המאה ה־20, מכיוון שתותחים אלקטרומגנטיים אינם דורשים חומרי הנעה כדי לירות ירייה כפי שעושות מערכות תותחים קונבנציונליות, מה שמגדיל באופן משמעותי את בטיחות הצוות ומפחית את העלויות הלוגיסטיות, כמו גם לספק טווח גדול יותר. בנוסף, מערכות תותחי מסילה הוכיחו כי הן עשויות לספק מהירות גבוהה יותר של קליעים, מה שיגדיל את הדיוק עבור הגנה נגד טנקים, ארטילריה ואוויר על ידי הקטנת הזמן שלוקח לקליע להגיע ליעדו. במהלך שנות ה־90 המוקדמות, כחלק מפרויקט מלחמת הכוכבים, צבא ארצות הברית הקדיש יותר מ־150 מיליון דולר לחקר תותחים חשמליים. באוניברסיטת טקסס באוסטיןהמרכז לאלקטרומכניקה, פותחו תותחי מסילה צבאיים המסוגלים לספק כדורים חודרי שריון טונגסטן עם אנרגיות קינטיות של תשעה מגה ג'אול.

חברות פרטיות 
בנאום שנשא בכנס השנתי של בלוג הטכנולוגיה הנחשב AllThingdD שנערך בשנת 2013 תיאר אילון מאסק את הייפרלופ בתור "שילוב של מטוס קונקורד, תותח מסילה ושולחן משחק הוקי אוויר".

הודו 
בנובמבר 2017, ארגון המחקר והפיתוח הביטחוני של הודו ביצע ניסוי מוצלח של תותח אלקטרומגנטי עם קדח מרובע של 12 מ"מ. מתוכננות לערוך בדיקות של גרסת 30 מ"מ. הודו שואפת לירות קליע של קילוגרם אחד במהירות של יותר מ-2,000 מטר לשנייה באמצעות בנק קבלים של 10 מגה-ג'אול. רובים אלקטרומגנטיים ונשק אנרגיה מכוון הם בין המערכות שהצי ההודי שואף לרכוש בתוכנית המודרניזציה שלו עד 2030.

יפן 
משרד ההגנה של יפן משקיע משאבים רבים במחקר ופיתוח תותחי מסילה,. כ-6.5 מיליארד ין (בסביבות 56 מיליון דולר) הוקצו לפרויקט תותח מסילה בהצעת התקציב התקציבית הראשונית של הממשלה לשנת 2022 על מנת שיפן תצליח להפוך את הנשק לחלק מההגנה האווירית שלה כשסין וצפון קוריאה מפתחות נשק היפר-סוני.

ראו גם 
 פרויקט בבל
 רובה סלילי
 V-3

קישורים חיצוניים 

 .
 
 .

הערות שוליים 

שיטות הנעה של חללית