¿El mejor material y forma para las municiones de cañón de riel/cañón de bobina para armas pequeñas?

energía = 1/2 mv ² donde m es masa yv es velocidad. Una ronda de cañón de riel es un impactador cinético y desea maximizar la energía entregada por su impactador cinético.

Considerando primero un proyectil de cañón de riel en la atmósfera:

Maximiza la masa. En la atmósfera, el aire golpea el proyectil tan rápido como el proyectil golpea el aire y, a medida que aumenta v, también aumentan las pérdidas de energía cinética debido a la resistencia del aire. Si hay una atmósfera y cualquier distancia sobre la cual ejerza fricción, tiene sentido maximizar m, que no se verá afectada por la fricción.

forma _ Un proyectil de artillería o una bomba lanza una carga explosiva. La mejor forma para entregar el volumen máximo es una esfera. Por lo tanto, un caparazón se desvía de la forma de una esfera solo en la medida necesaria para estabilizarlo aerodinámicamente.

La forma de un impactador cinético en la atmósfera debe maximizar la masa al mismo tiempo que minimiza el perfil delantero = minimiza la resistencia del aire. Esto favorece un proyectil largo y puntiagudo, que es el aspecto de las armas cinéticas, tanto impactadores cinéticos reales, proyectiles de cañón de riel como impactadores de tipo "varilla de Dios" cinéticos orbitales ficticios. Cuanto menor sea el perfil delantero, menor será la resistencia del aire. Representado: un arma antitanque cinética real.

https://en.wikipedia.org/wiki/Kinetic_energy_penetrator

Estabilización: fin vs spin. . Las aletas utilizan el empuje al pasar la atmósfera para estabilizarse. Spin utiliza acción giroscópica para estabilizar. Las aletas funcionan bien para una flecha o para una bomba que cae de un avión. El problema con las aletas de una bala (un impactador cinético pequeño) es que la bala es empujada por los gases en expansión y la presión en el cañón del arma. La bala (o proyectil) debe ocluir de manera óptima el cañón para optimizar los gases de empuje. Las aletas se interponen en el camino de esta oclusión, por lo que el giro es una mejor respuesta para una bala. También es bueno que el cañón en sí mismo pueda impartir giro al mismo tiempo que limita la presión del gas: el cañón cumple una doble función.

Me he preguntado antes por qué los impactadores cinéticos y los proyectiles de cañón de riel tenían aletas (lo que requiere un sabot o una carcasa de ruptura externa, que se puede ver en la imagen). Supuse que el sabot se debía a que una forma óptima para ser propulsada por un cañón de riel o un cañón no era óptima para el proyectil y, por lo tanto, tenía que haber un cambio de forma; probablemente esto sea parte de eso. Creo que necesitas un sabot para acomodar las aletas. Pero, ¿por qué no hacer girar el proyectil cinético como una bala de rifle? Las aletas giran un poco, pero no como una bala de rifle.

https://en.wikipedia.org/wiki/External_ballistics#Long_range_factors Hay problemas con el giro que pueden causar "deriva del giro". Cuanto más lejos vaya tu proyectil, más problemático se vuelve esto. Además, debido a que la deriva del giro tiene que ver con la interacción entre el lado del proyectil y el aire, cuanto más lado tiene un proyectil, más interacción de este tipo ocurre, por lo que para un proyectil largo y delgado, la deriva del giro sería peor. Probablemente, incluso para los proyectiles estabilizados por giro, como proyectiles o balas de rifle, hay un punto en el que la estabilidad adicional del giro adicional se contrarresta con una mayor deriva del giro, por lo que debe tener un giro máximo antes de que disminuya su recompensa.

Entonces: un proyectil cinético muy masivo para uso de largo alcance debe ser largo, puntiagudo y tener aletas. Sospecho que las balas de francotirador de largo alcance y las balas antitanque podrían estar mejor con esta configuración, pero nunca he visto una (lectores, si tienen, ¡inserten una imagen!). Tal vez un sabot es demasiado quisquilloso para las armas pequeñas y si está disparando a distancias muy largas, debería tener un arma montada.

Sin embargo, aquí estamos, en un mundo ficticio donde los cyborgs con un software de puntería incorporado disparan pequeños cañones de riel con cañones largos como rifles de búfalo. ¿Podemos tener un proyectil sin engorrosas aletas y sabots? Propongo que este pequeño proyectil de cañón de riel se haga girar internamente. Dentro de la carcasa conductora (que sería de plata, el mejor conductor) hay un enorme cilindro de osmio. El cilindro se hace girar a velocidades inmensas mientras está en la pistola usando algo como un taladro. El soldado deberá apuntar primero porque una vez que el proyectil gire, será muy difícil mover el arma lateralmente. El cilindro interno no interactúa con la atmósfera para causar la deriva del giro y el osmio masivo retiene muy bien su inercia rotacional. Esta cosa volará en línea recta, sin sabot, sin aletas. La punta afilada es un diamante.

¿Qué sucederá con este o cualquier impactador cinético de hipervelocidad? Si golpea un objetivo cedido, continuará hacia el otro lado y seguirá su camino. Una onda de choque se propagará a través del aire, fluidos y espacios sólidos dentro del objetivo, interrumpiendo otras cosas dentro del objetivo. Un objetivo inflexible se calentará o se romperá, y las piezas del objetivo volarán en un cono en expansión a través de partes más distales del objetivo (desprendimiento), interrumpiendo lo que encuentren; también se formará la onda de choque descrita anteriormente. Una falla cercana causará daño a través de la onda de choque a través del aire; esto es cierto y se describió incluso para balas de cañón.

La infantería de hombres lobo estará muy sorprendida. Es de esperar que estén avanzando en línea recta hacia usted.

Espacio: En el espacio hay diferentes consideraciones, porque la resistencia del aire no es un problema. Como se indica aquí , los diseños de Railguns para rifles de mano y naves espaciales . No perderá energía por la fricción del aire y, por lo tanto, no necesitará giros ni aletas. La forma debe ser la que sea mejor acelerada por los rieles. Es posible que descarte la masa en favor de proyectiles que pueden acelerarse a velocidades muy grandes, ya que la energía aumenta con el cuadrado de la velocidad.

Imagino el cañón de riel espacial, un cañón de un kilómetro de largo, paneles solares cargando los condensadores. Luego escupe una pequeña perla superconductora de berilio llena de hidrógeno presurizado, moviéndose a 0.9c.

Ya que las opciones son; conductivo vs magnético.

¡ Exhiba un aluminio!

Dado que los 2 polos se extienden a través de los rieles, el proyectil inerte, seguro y económico puede ser de aluminio. Más velocidad ya que es más ligero. Significa que puedes llevar más munición.

Anexo B Acero ferroso

Las bobinas no tocan el proyectil. Por lo tanto, la dureza no es un problema sobre el cañón. Propulsa una fletilla de hierro crudo para que se deforme con el impacto. orrrrrrrr Kinetick penetradores de acero. Así que estás disparando rondas de perforación de armadura.

¡Más! Puede disparar rondas delicadas con tecnología o explosivos, ya que no se acumula calor.