 | Tähän artikkeliin tai osioon ei ole merkitty lähteitä, joten tiedot kannattaa tarkistaa muista tietolähteistä. Voit auttaa Wikipediaa lisäämällä artikkeliintarkistettavissa olevia lähteitä ja merkitsemällä neohjeen mukaan. |
 | Tämän artikkelin tai sen osan paikkansapitävyys onkyseenalaistettu. Voit auttaa varmistamaan, että kyseenalaistetut väittämät ovatluotettavasti lähteistettyjä. Lisää tietoa saattaa ollakeskustelusivulla. Tarkennus:Eri käyttäjien omasta päästä kirjoittama juttu pitäisi tarkistaa ja merkitä lähteet. |
Raidetykki (engl.railgun) onase, joka hyödyntääsähköenergialla luotua magneettikenttää tavanomaisten aseidenkemiallisen energian sijaan tuottaakseen ammukselleliike-energiaa.
Toisin kuin tavallisissa kaasun laajentumiseen (yleensä palamiseen) perustuvissa aseissa raidetykeillä pystytään kiihdyttämään ammus moniin kilometreihin sekunnissa, eli tuhansiin kilometreihin tunnissa (1 km/s = 3600 km/h).
Raidetykki perustuusähkömagneettiseen induktioon; virroitettuun sähköjohtoon, kohdistuuLorentzin voima, joka on kohtisuora sähkövirran ja magneettikentän suuntaan nähden (katso kuva).
Raidetykki koostuu esimerkiksi kahdesta samansuuntaisesta metalliraiteesta, jotka on yhdistetty päistään tehokkaaseen tasavirtalähteeseen. Kun tällaisten raiteiden väliin asetetaan sähköä johtava ammus, virtapiiri sulkeutuu ja ammus lähtee liikkeelle sähkövirran synnyttämän magneettikentän vaikutuksesta. Magneettikenttä virtaa virtaliitännöistä poispäin pitkin raiteita, jolloin magneettikenttä on suuntautunut pystysuoraanselvennä. Raiteisiin kohdistuu myös raiteita toisistaan loitontava sähkömagneettinen voima. Mikäli raiteet on kiinnitetty riittävän tukevasti, ne eivät pääse liikkumaan sivusuunnassa ja voima vaikuttaa raiteiden erkanemisen sijaan ammukseen.
Raidetykillä saavutettu suurin ammuksen nopeus on 20 km/s eli 72 000 km/h, joka on saavutettu pienillä ammuksilla, jotka on ammuttu perinteisellä kemiallisella räjähteellä raidetykin raiteiden väliin ja sisältävät liike-energiaa jo ennen raiteiden väliin asettamista. Mitä kevyempi ammus, sitä vähemmän siihen varastoituu tuhovoimaa eli liike-energiaa. Tällaiset nopeudet ovat siis käytännössä mahdollisia, mutta liike-energia kevyellä ammuksella jää suhteellisen pieneksi.
Raidetykkien suunnittelun ja käytön haasteita ovat:
Jotta raiteita ei jouduttaisi vaihtamaan tai huoltamaan joka laukauksen jälkeen, niiden materiaalien tulisi olla kestäviä ja hyvin sähköä johtavia. Raiteiden täytyy kestää korkeita lämpötiloja, jotka syntyvät suurista sähkövirroista ja ammuksen ja raiteiden välisestäkitkasta.
Raiteisiin kohdistuvat voimat ovat rekyyli, joka kohdistuu raiteiden suuntaisesti, ja magneettikentän luoma voima, joka työntää raiteita erilleen toisistaan.
Virtalähteen täytyy pystyä luomaan suuria tasasähkövirtoja (mitä suurempi jännite, sitä suurempi virta ja sitä suurempi voima ammusta liikuttaa). Suurten hetkellisten virtojen saavuttamiseksi on käytetty muun muassakondensaattoreita, jotka kykenevätkin luovuttamaan nopeasti suuria määriä sähköenergiaa. Kondensaattoreiden lataaminen seuraavaa laukasta varten kestää tyypillisesti jonkin verran pidempään kuin niiden purkaminen laukaisussa kestää. Kondensaattorin latautumisen odottelun sijaa kondensaattoripaketteja voi olla useita - kun yhden paketin latautumista odotetaan, voidaan käyttää muita.
Sähkövirta voi olla niin voimakas, että sähkövirta purkautuu muuallakin kuin ammuksen kautta raiteesta toiseenlähde?. Tyypillisesti vuotovirtaa -valokaaria, syntyy ammuksen liikkeen takana ammuksen ja raiteen välillä. Tätä voidaan minimoida eristämällä alue ammuksen puolelta mahdollisimman hyvin.
Ammuksen ja raiteen välistä liitäntää on vaikea tehdä sekä hyvin virtaa johtavaksi, että vähäkitkaiseksi. Koska yhtymäkohtaan jää tästä johtuen väkisinkin heikko liitos, liitoksessa syntyvät valokaaret vahingoittavat raiteita ja ovat pääsyy siihen, miksi useimmat rakennetut raidetykit joudutaan huoltamaan jokaisen laukauksen jälkeen.
Voimakkaastasähkövirrasta ja ammuksen ja raiteiden välisestäkitkasta syntyvä kuumuus aiheuttaa ongelmia kuten raiteiden sulamista ja taistelussa käytettynä lämpöjäljen helpon havaitsemisen. Toisaalta ammuksen ja raiteiden väliin tarvitaan mahdollisimman suuri kosketuspinta-ala takaamaan riittävän suuren virran, mutta mitä suurempi pinta-ala on, sitä suurempi kitka siitä aiheutuu.
Nykyiset raidetykkien testiversiot tuotavat entistä vähemmän lämpöäselvennä, jolloin niistä kehitetään entistä tehokkaampia ja lämpöongelma on uudelleen edessä.
Lämpöongelmien ratkaisemiseksi on kehitettysuprajohteisia putkesta valmistettuja raiteita, joissa jäähdytysaineena käytettäisiin esimerkiksi sulaasinkkiä. Sinkin sulamispiste on noin 420 °C, jotenteräsputki kestää hyvin tämän jäähdytysaineen. Ongelmana voidaan pitää entistä suurempaa energiankulutusta.
Raidetykeillä on yleensä tarkoitus ampua räjähteitä sisältämättömiä ammuksia. Ammuksen suuren lähtönopeuden (jopa yli 3,5 km/s, eli 12 600 km/h) antama liike-energiaselvennä olisi ainakin yhtä suuri ellei suurempi kuin räjähteestä vapautuva energiaselvennä. Näin voitaisiin kantaa enemmän ammuksia kerrallaan ja välttyä räjähdeammuksien vaaroilta esimerkiksi laivoissa.
Ammuksen suuri nopeus tuottaa myös pidemmänkantaman (kaasun laajentumiseen perustuvissa aseissa maksimilähtönopeus on noin 1,5 km/s, eli 5 400 km/h).Vertailun vuoksi Suomessakin käytetyn ilmatorjuntatykki”Sergein” ammuksen lähtönopeus on 970 m/s, eli noin 3 500 km/h[1].
Teoriassa on myös mahdollista rakentaa sarjatulta ampuva raidetykki. Tässäkin raidetykillä olisi etu tavallisiin aseisiin nähden: voidaan saavuttaa suuritulinopeus, koska latausmekanismin tarvitsee käsitellä vain ammus, ei räjähdettä taihylsyä. Uusi ammus voitaisiin ladata suoraan edellisen laukauksen jälkeen. Ongelmia aiheuttaa kuitenkin raidetykin yleiset ongelmat, eli muun muassa raiteiden kova kuluminen ja uuden virtapulssin synnyttäminen mahdollisimman nopeasti.
Täysimittaisiaprototyyppejä on rakennettu, esimerkiksiDARPAn hyvin onnistunut 90 mm, 9 MJ tykki, joskin kaikki mallit tähän mennessä kärsivät raiteiden vahingoittumisesta ja ne joudutaan huoltamaan jokaisen laukauksen jälkeen. Ehkä onnistuneimman raidetykin rakensiIson-Britannian Puolustustutkimusjärjestö. Tämä järjestelmä on ollut toiminnassa jo 10 vuotta, ja sillä on hallussaan tiettyjä massa- ja nopeusennätyksiä.lähde?
Yhdysvaltain asevoimat rahoittaa raidetykkien tutkimusta.TeksasinAustinin yliopiston Kehittyneen teknologian instituutti on kehittänyt raidetykkejä, joilla ammutaan panssaria läpäiseviävolframiammuksia, joiden kineettinen energia on 9 MJ. Tällä energialla voidaan kiihdyttää 2 kg ammus 3 km/s, eli 10 800 km/h, jolloin volframiammus voi läpäistä panssarivaunun.
Yhdysvaltojen merivoimat testasi lokakuussa2006 8 MJ raidetykkiä 3,2 kg:n ammuksilla prototyyppinä 64 MJ:n aseelle, jota voitaisiin käyttääsotalaivoissa. Tämä ase tuottaisi enemmän vahinkoa kuinTomahawk-ohjus, mutta paljon pienemmällä kustannuksella, joskin tarkkuus on eri luokkaa.
Koska raidetykkien lähtönopeudet ovat äärimmäisen suuria, niitä voitaisiin käyttää myösohjustentorjuntajärjestelmissälähde?.
Kuvia tai muita tiedostoja aiheestaRaidetykkiWikimedia Commonsissa