Wie viel Energie würde ich benötigen, damit eine Railgun eine Kugel mit der gleichen Geschwindigkeit wie normale Gewehre abfeuert?

Also, in dieser Geschichte sagten sie einfach "Scheiß drauf, ich gebe der Armee Railguns" , und sie fügten ein Maschinengewehr wie ein Gewehr mit großem Kaliber, aber geringem Rückstoß hinzu, sie tragen einen Rucksack mit Batterien und viel Munition .

Aber da ich nicht wirklich weiß, wie viel Energie eine Railgun benötigen würde, um eine Kugel mit der gleichen Geschwindigkeit wie normale Gewehre zu schießen, weiß ich nicht, wie groß dieser Rucksack sein müsste oder ob er auf Panzer und Panzer angewendet werden könnte Fahrzeuge.

Wie viel Strom würde ich dafür benötigen?

Das sieht eher nach einer physikalischen Frage als nach einer Frage zum Weltenbau aus.
Interessanterweise hat ein treibstoffloses Gewehr bei gleichem resultierendem Projektil einen deutlich geringeren Rückstoß als eine normale Schusswaffe mit chemischem Treibmittel.
@PcMan Richtig - soweit ich mich erinnere, kann der Raketeneffekt des austretenden Gases bis zu etwa 1/3 des Rückstoßes einer Gewehrrunde ausmachen.
Warum die (sehr einfache) Rechnung nicht einfach selbst machen?
@jamesqf Weil ich nicht weiß, was die Mathematik dahinter ist ...
@PcMan das ist sowohl wahr als auch falsch, oder? Chemisches Treibmittel hat beim Zünden eine hohe Spitzenkraft, die die Kugel antreibt. Eine Railgun kann die Kugel über den größten Teil der Länge des Laufs gleichmäßig beschleunigen, wenn ich mich richtig erinnere, was es einfacher macht, mit dem Rückstoß umzugehen, da eine geringere Spitzenkraft zu bewältigen ist . Darüber hinaus hat Ihre Antwort nicht die Effizienz des chemischen Treibmittels berührt, sondern nur die auf die Kugel übertragene Energie. Ich habe auch den Artikel gelesen und das Potenzial für Railguns mit einem Wirkungsgrad von 66% wird erwähnt, wenn sich Materialien und Konstruktion verbessern
Wenn Sie in Ihrer Suchmaschine einfach nach „Formel für kinetische Energie“ suchen, finden Sie die Formel neben einer beträchtlichen Anzahl von Rechnern wie diesem hier: s://www.calculatorsoup.com/calculators/physics/kinetic. php Sie können die Suchmaschine auch verwenden, um Dinge wie die Masse und Mündungsgeschwindigkeit typischer Kugeln und die Energiedichte von Batterien nachzuschlagen.

Antworten (1)

Laut diesem Forschungsbericht können Railguns zu etwa 47 % energieeffizient sein.

Eine „normale“ Gewehrkugel (Winchester .308-Schuss und 11-Gramm-Kugel) verleiht der Kugel etwa 3551 Joule.

Eine Energieberechnung später: Ihre Railgun benötigt 3551/0,47 = 7555 Joule Gesamtenergie pro Kugel.

Etwas mehr als die Hälfte davon landet als Abwärme im Gerät.

Mir ist etwas unklar, wie gut die Railgun-Technologie auf eine einzelne 11-Gramm-Kugel und Geschwindigkeiten von nur 800 m / s herunterskaliert werden kann

Die typischen Railguns sind eher in der 50-Megajoule-Klasse und feuern ein Projektil von etwa 3 kg ab

Batteriegröße: Eine einzelne Li-Ion AA-Batterie speichert etwa 11000 Joule.
Bei einem geeigneten System, um die gesamte Ladung herauszuholen, gepuffert und in einem für die Waffe geeigneten Format ohne Verluste geliefert, benötigen Sie 7555/11000 = 0,687 eines AA-Li-Ion-Akkus, um eine Kugel abzufeuern.

Bei 23 g pro Stück und ohne Verpackung, Kabel usw. ... Mit einem 1-kg-Akkupack können Sie ein 63-Schuss-Magazin abfeuern.

Danke für deine Antwort, aber ich kann mich erst nach 48 Stunden für eine entscheiden, aber hey, weißt du ungefähr, wie groß ein Akku sein müsste, um Energie für einen Schuss zu liefern? (nichts superspezifisches, wie "eine Autobatterie" oder so etwas)
@NetoAnanias wurde zum Antworttext hinzugefügt. Denken Sie daran, dass es viel Raum für Variationen gibt, AA-Batterien sind nur das gebräuchlichste Format, nicht immer das effizienteste, und es gibt einiges an Handbewegungen bei Verpackung, Verkabelung, Umwandlungsschaltungen, Steuerschaltungen, Kühlung und wahrscheinlich vielen anderen Faktoren, die ich vermisse.
Ist die übertragene Energie die gleiche wie die Energie, die die Kugel hat, wenn sie den Lauf verlässt? Ein schöner Vergleich wäre auch die Energie, die der Sprengstoff insgesamt hat, und die er der Kugel verleiht. Wenn ich mich richtig erinnere, geben Sprengstoffe relativ wenig ihrer Energie an die Kugel ab. Der Vorteil ist, dass wir viel davon auf engstem Raum packen können und die Energie sehr schnell abgeben.
@Trioxidane außerhalb meiner Komfortzone, aber lassen Sie es uns beflügeln. Das Nachladen von 308 für diese Runde dauert ungefähr 45 Körner. 2,91 Gramm. bei 6000 Joule/g sind das 17460 chemische Energie, was eine Geschossenergie von 3551 erzeugt. Also etwa 20,5 % Wirkungsgrad. Klingt ungefähr richtig für einen "Verbrennungsmotor" :)
Denken Sie auch daran, dass eine Railgun die Leistung WÄHLEN kann. Schießen Sie mit weniger Kraft, um eine Überpenetration zu vermeiden, oder schießen Sie mit mehr Kraft, um die Panzerung zu umgehen. Es wird wirklich praktisch sein und könnte eine Menge Logistik für die Armee vereinfachen.
@Gustavo nein so viel zur logistischen Verbesserung. Railguns erfordern viel Wartung , außerdem sind sie (eigentlich die Antriebssysteme) immens kompliziert und teuer und nicht für die Reparatur vor Ort geeignet. Darüber hinaus sind Railguns sehr intolerant gegenüber Verunreinigungen und im Regen praktisch unbrauchbar. Coilgun ist noch teurer, aber das ist zumindest viel weniger Wartung
@PcMan mein Fehler, ich war müde und verwechselte Railgun mit CoilGun. Diese sind weitaus nachsichtiger mit Schmutz, opfern jedoch die Effizienz. Aber Sie vergessen den anderen Teil, die Produktionskette für Ammo. Railguns können jedes leitfähige Element abfeuern, sogar Kohlenstoff-/Graphitkerne, Nägel, die Liste ist endlos. Jeder Dirigent ist faires Spiel sowie Nichteisenmaterial.
@Gustavo ja. Aber Munition ist einfach herzustellen. Das einzige Teil, das mehr als Frontier-Workshop-Technik benötigt, ist die Zündhütchenkappe.
Wie viel Energie würde ich benötigen, damit eine Railgun eine Kugel mit der gleichen Geschwindigkeit wie normale Gewehre abfeuert?
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