¿Cuánta energía necesitaría para que un cañón de riel dispare una bala a la misma velocidad que los rifles normales?

Entonces, en esta historia, solo dijeron "joder, le estoy dando cañones de riel al ejército" , y agregaron una ametralladora como un rifle de gran calibre, pero de bajo retroceso, llevan una mochila con baterías y mucha munición. .

Pero como realmente no sé cuánta energía necesitaría un cañón de riel para disparar una bala a la misma velocidad que los rifles normales, no sé qué tamaño tendría que tener esta mochila ni si se podría aplicar a tanques y vehículos blindados. vehículos

¿Cuánta electricidad necesitaría para tal?

Esto parece más una pregunta de física que una pregunta sobre la construcción del mundo.
Es interesante que un rifle sin propulsor tenga un poco menos de retroceso, para el mismo proyectil resultante, que un arma de fuego normal con propulsor de carga química.
@PcMan Correct: el efecto cohete del gas que se escapa puede representar hasta aproximadamente 1/3 del retroceso de una ronda de rifle, según recuerdo.
¿Por qué no hacer las matemáticas (muy simples) usted mismo?
@jamesqf Porque no sé cuál es la matemática detrás de esto...
@PcMan eso es verdadero y falso, ¿verdad? El propulsor químico tiene una fuerza máxima alta al encenderse que impulsa la bala, un cañón de riel puede acelerar la bala de manera uniforme a lo largo de la mayor parte del cañón si no recuerdo mal, lo que facilita el manejo del retroceso ya que hay una fuerza máxima más baja para manejar . Además, su respuesta no se ha referido a la eficiencia del propulsor químico, solo a la energía impartida en la bala. También leí el artículo y se menciona el potencial para cañones de riel con una eficiencia del 66% si los materiales y la construcción mejoran.
Si solo buscas "fórmula de energía cinética" en tu buscador, encontrarás la fórmula, además de un número considerable de calculadoras, como esta: s://www.calculatorsoup.com/calculators/physics/kinetic. php También puede usar el motor de búsqueda para buscar cosas como la masa y la velocidad inicial de las balas típicas y la densidad de energía de las baterías.

Respuestas (1)

Según este trabajo de investigación , los cañones de riel pueden tener un 47% de eficiencia energética.

Una bala de rifle 'normal' (disparo Winchester .308 y bala de 11 gramos) imparte unos 3551 julios a la bala.

Un cálculo de energía después: su cañón de riel requiere 3551/0,47 = 7555 julios de energía total por bala.

Un poco más de la mitad de esto termina como calor residual en el dispositivo.

No tengo claro qué tan bien la tecnología de cañones de riel se reduce a tan solo una bala de 11 gramos y velocidades tan bajas como solo 800 m / s.

Los cañones de riel típicos están más en la clase de 50 megajulios, disparando un proyectil de unos 3 kg.

Tamaño de la batería: una sola batería de iones de litio AA almacena unos 11000 julios.
Dado un sistema adecuado para sacarle toda la carga, amortiguado y entregado en un formato adecuado para el arma sin pérdidas, necesitará 7555/11000 = 0,687 de una batería AA de iones de litio para disparar una bala.

Con 23g cada uno, e ignorando el embalaje, los cables, etc... Una batería de 1 kg te permitirá disparar un cargador de 63 rondas.

Gracias por tu respuesta, pero solo puedo elegir uno después de 48 horas, pero bueno, ¿sabes más o menos qué tamaño tendría que tener una batería para proporcionar energía para un disparo? (nada súper específico, como "una batería de coche" o algo por el estilo)
@NetoAnanias agregado al cuerpo de la respuesta. Tenga en cuenta que hay mucho espacio para la variación, las baterías AA son simplemente el formato más común, no siempre el más eficiente, y hay bastante manipulación manual del empaque, cableado, circuitos de conversión, circuitos de control, refrigeración y probablemente muchos otros. factores que echo de menos.
¿La energía impartida es la misma que la energía que tiene la bala al salir del cañón? También una buena comparación sería la energía total que tienen los explosivos frente a la que imparten en la bala. Si no recuerdo mal, los explosivos transmiten relativamente poca energía a la bala. La ventaja es que podemos empaquetar mucho en un espacio reducido y hacer que imparta la energía muy rápidamente.
@Trioxidane fuera de mi zona de confort, pero hagámoslo... 308 recargar para esa ronda toma alrededor de 45 granos. 2,91 gramos. a 6000 julios/g, eso es 17460 de energía química, produciendo una energía de bala de 3551. Entonces, alrededor del 20,5% de eficiencia. Suena bien para un "motor de combustión interna" :)
También tenga en cuenta que un Railgun puede MARCAR el poder. Dispara con menos potencia para evitar la penetración excesiva o dispara con más potencia para eludir el blindaje. Será muy útil y podría simplificar mucho la logística del ejército.
@Gustavo no tanto en la mejora logística. Los cañones de riel requieren mucho mantenimiento , además de que (los sistemas de energía en realidad) son inmensamente complicados y costosos, y no son el tipo de cosas adecuadas para la reparación en el campo. Además, los cañones de riel son muy intolerantes a la contaminación y básicamente inutilizables bajo la lluvia. Coilgun es aún más caro, pero al menos requiere mucho menos mantenimiento
@PcMan mi error, tenía sueño y confundí Railgun con CoilGun. Esos son mucho más indulgentes con la suciedad pero sacrifican la eficiencia. Pero te olvidas de la otra parte, la cadena de producción de Munición. Railguns puede lanzar cualquier elemento conductor, incluso núcleos de carbono/grafito, clavos, la lista es interminable. Cualquier conductor es un juego limpio, así como un material no ferroso.
@Gustavo si. Pero la munición es fácil de hacer. La única pieza que necesita más que tecnología de taller fronteriza es la tapa de imprimación.
¿Cuánta energía necesitaría para que un cañón de riel dispare una bala a la misma velocidad que los rifles normales?
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