Railguns y coilguns: Las armas del futuro

Deoxys

Cuando la pólvora empieza a quedarse anticuada, hay que pensar en nuevos métodos para propulsar los proyectiles. Por ello, y desde hace años, se investigan métodos que permitan propulsar proyectiles utilizando electricidad.

Los dos métodos más corrientes son las coilguns (conocidas también como armas Gauss), construidas por primera vez por el físico noruego Kristian Birkeland y que emplean electroimanes, y las railgun, que transmiten electrones a través del propio proyectil para impulsarlo.

Las primeras, según el número de electroimanes que actúen, pueden clasificarse como de una o varias fases. En las de una fase, se conecta una fuente de energía al electroimán. Al liberar la energía, el electroimán impulsa el proyectil. Por supuesto, se necesita una gran cantidad de energía en la bobina. Para ello se emplean condensadores, dispositivos que almacenan energía y la liberan en un momento determinado. Esto puede producir resultados tan sorprendentes como este, a energías de 100 julios aproximadamente:

O este, fabricado empleando un capacitor de un flash de cámara de fotos:

Sin embargo, para 'grandes' proyectos este sistema se queda corto, y hay que recurrir a las coilgun de varias fases.

Funcionan como las anteriores, sólo que proporcionan más potencia, como es el caso de esta impresionante arma de 18 fases:

A pesar de las dificultades a la hora de construirlas, como sincronizar las bobinas o diseñarlas de modo que el operario no reciba descargas, ofrecen ventajas como el bajo precio de los sistemas (una coilgun de una fase se puede construir por menos de 200€), el ruido, que es prácticamente inexistente, la posibilidad de reutilizar las baterías (y poder cargarlas en prácticamente cualquier sitio) y la facilidad de uso.

Por supuesto esto resulta inutil para fines militares, ya que a media y larga distancia no provocarían ningún tipo de daño. Para ello, y desde hace varios años se están empezando a desarrollar con éxito los railguns, sistemas inventados por el francés Louis Octave Fauchon-Villeplee en 1918, que son armas que transmiten grandes cantidades de energía a través del propio proyectil para propulsarlo, como se puede ver en el siguiente diagrama:

Es sencillo de entender y una vez llevado a la práctica produce resultados impresionantes, como estos vídeos, que muestran el progreso del sistema, desarrollado para la marina americana (se prevee que este sistema será instalado en buques de guerra) a fecha de 2007 (seguramente sean del 2005 aproximadamente):

Ni siquiera se plantea el problema de poner cabezas en los proyectiles, ya que solamente la energía del impacto es capaz de destrozar paredes gruesas de hormigón. La energía del lanzamiento en los dos vídeos superiores es brutal, del orden de 8 millones de julios.

Sin embargo, los planes de la marina son más ambiciosos, y para 2016 se plantean tener plenamente operativo un cañón de 64 millones de julios.

El calor y las fuerzas generados en un lanzamiento de este tipo son enormes. Tanto que, como se aprecia en el vídeo, se vieron obligados a fijar toda la estructura con 220 tuercas especiales de 227 toneladas en total, porque tras cada lanzamiento, la estructura sencillamente se desmoronaba debido a las fuerzas magnéticas y al calor.

A la hora de construir un cañón de este tipo hay que tener en cuenta factores como los materiales (tanto los raíles como el proyectil deben ser excelentes conductores, y la cubierta debe de ser resistente, ya que el retroceso experimentado es igual a la energía de lanzamiento. Se baraja la posibilidad de utilizar proyectiles de wolframio, el material del que se fabrican los filamentos de las bombillas), la corriente utilizada (debe de subministrarse una gran cantidad de energía durante un período de tiempo razonable, para ello se emplean capacitores, que son lentamente cargador mediante una fuente externa) y compulsadores), la disipación del calor (generado tanto por la resistencia eléctrica de los raíles y del proyectil y por la fricción entre el proyectil y el cañón a altas velocidades) o fenómenos que se dan con altas energías, como los arcos eléctrcos, que desgastan y deterioran los raíles y reducen el rendimiento.

No hay duda de que estos sistemas son el futuro. Se oyen y leen rumores de que ya se están desarrollando armas portables plenamente automáticas empleando este sistema, más allá de todos los sistemas amateurs que circulan por la red. En cuestión de tiempo, la pólvora quedará relegada a los fuegos artificiales.

3
Blacksep

B

.

Deoxys

#3 creo que eso lo vi en un rifle hace un par de años, pero no recuerdo el modelo.

Edit: ¿O era en una película o documental? Lo siento, no me acuerdo, pero eso lo he visto en alguna parte. xD

xEDAH

Nada nuevo xDD se llevan usando unos cuantos años

BirK

#1 Muy Interesante. Kristian Birkeland. BIRKeland :D

64 millones de julios...omg...pupita.

#4 Eso lo has visto en Juez Dredd pedazo de cachondo xDD

Deoxys

#6 que no que no, que lo vi en alguna parte

http://es.engadget.com/2010/01/31/armatix-presenta-una-pistola-con-identificacion-biometrica/

algo parecido a esto pero de hace más tiempo.

BirK

#7 Sabía de los intentos por fabricarla hace años, pero parece que ahora están casi a punto de lograrlo. Si lo consiguen sería un gran avance en seguridad y como dice el artículo, muy interesante para empresas de seguridad.

karaharn

#3 aparte de tus GUELLAS digitales que me han hecho sangrar los ojos, solo tengo que añadir que en QuakeIII ya había una de éstas.

Enkripted

kayak

Sinceramente me esperaba mas, ya que en el eve online, usan railguns y pensaba que iba a ver una arma en condicones, pero no.

1
yukiHime

Con

acabó el thread

J

Por cierto, ¿lo que salia en Transformers 2 que era?, el arma del barco de guerra.

jmdw12

Y yo que pienso que las que tenemos ahora funcionan bastante bien, demasiado incluso.

Ya me imagino a los niggas en el getto disparandose con estas armas y teniendo que cambiar las pilas cada dos por tres.

PERROCK

Como ti gustan las armas de destruccion xD

Interesante fucionamiento.

Deoxys

Creo que era algo asi. No me acuerdo muy bien de la película, pero creo que era un railgun enorme en un barco.

Ilore

Muy buen artículo. Yo me interesé hace un tiempo por este tipo de tecnología, y es increible como unos conceptos físicos tan básicos pueden dar lugar a cosas como esas.

El video del rifle gauss me ha dejado rayadisimo, no sabía que se pudieran fabricar armas portatiles de este tipo.

Hasta donde se, DARPA es la que más está investigando la tecnología del cañón de riel (railgun), y con mayor éxito (segun tengo entendido, es mas facil hacer y más potente un railgun que un cañon gauss). Leí por ahí que un tanque armado con un railgun podría alcanzar a un objetivo de 5 metros cuadrados a una distancia de casi 500 kilometros, vamos, una barbaridad.

También hay que tener en cuenta una cosa, y es que desde el punto de vista físico, el disparo de un railgun se considera un "disparo laser". Es escalofriante pensar que un arma de este tipo, pasaría de parte a parte un carro de combate pesado y el proyectil seguiría su camino....

P.D.: como fan de warhammer 40k, no puedo evitar poner esta imagen, que es el funcionamiento teórico de los rifles de inducción de los guerreros de la casta del fuego del Imperio Tau. Este rifle utiliza la tecnología de los railgun:

http://1.bp.blogspot.com/_gOYqIf1P2ic/SpHav0RW6LI/AAAAAAAAADY/4zN5wPRpruY/s1600-h/RIFLE+ACELERADOR.jpg

Es curioso como la ciencia ficción utiliza los conocimientos de la ciencia real para hacer todavía mas increibles sus universos.

J

Xip xD, lo he mirado y era un railgun, por lo que se ve no iban entonces muy mal encaminados xD, tan solo se adelantaron un par de años.

Santa

1
iroNBiN

Como han dicho por ahí arriba, creo que este tipo de armas solo las fabrican por intentar seguir avanzando y por el flipe, porque las armas actuales que tenemos funcionan mejor de lo que incluso deberían.

J

Hombre, es como con todo, lo que hay hoy en dia funciona, pero siempre se busca avanzar y mejorar, sean vehiculos, ordenadores, frigorificos...o armamento.

Deoxys

#20 Para que te hagas una idea, los sistemas de artillería (navales) actuales avanzados, como por ejemplo el mark 7 americano (406mm) lanzan munición de alrededor de una tonelada a distancias de 38km. Imagina lo que cuesta transportar toda la munición y lo que debe de costar cada obús.

En comparación, producir electricidad está tirado de precio. Si sutituyes la Mk7 del vídeo por railguns, por cada obús de antes podrías llevar 700 obuses para esta otra, que además de pesar poco y ser seguros y fáciles de manejar (son básicamente trozos de metal) son mucho más baratos de producir, más allá de lo que cueste invesigarlos, haciendo además tanto o más daño que los obuses de una tonelada.

Ahora imagina también que no sólo iguala a la MK7 en distancia, sino que supera los 38Km de ésta con 350Km de alcance efectivo. Para que te hagas una idea, podría lanzar un obús desde madrid y reventar una señal de tráfico en valencia.

El desarrollo de esta tecnología es algo que realmente conviene a los ejércitos, y los americanos han sido muy espabilados dándose cuenta. Como curiosidad, los primeros en intentar aplicar esta tecnología al mundo militar fueron los nazis. Seguramente les mangarían los planos en algun punto de la 2ª GM.

Strangelove

No sé exactamente como van a solucionar la forma de obtener semejante cantidad de energía. Me imagino que con reactores de fusión, o fuentes similares, pero vamos, que tiene pinta de ser un nuevo e importante paso evolutivo en la tecnología bélica.

_

La primera cacharra me encanta, piu piu. A ver si las hacen más potentes.

letman

yo kiero una de estas

3
J

#23 El dia que vea un Mecha operativo como el de tu dibujo sufrire una ereccion x1000.

Ilore

#22 según tengo entendido, los nazis en la segunda guerra mundial rescataron el concepto de railgun (que se creó y patentó a principios del siglo XX), e intentaron crear cañones antiaereos con esta tecnología. Y segun parece, avanzaron mucho en su investigación. Cuando los aliados vencieron a los nazis, encontraron entre otras cosas, las investigaciones sobre los railgun.

#24 el problema que actualmente tienen las armas gauss y por tanto, el rifle del video (que está guapisimo por cierto XDD), es la sincronización de los varios electroimanes sucesivos que lleva.

Esta sincronización entre apagado/encendido de los electroimanes debe ser tan precisa y en tan poco tiempo, que la tecnología actual no lo permite (por ello se está investigando mas la tecnología de los railgun que la de los coilgun). El resultado de este problema es que cuando un electroiman atrae el proyectil, el anterior todavía no se ha apagado y sigue atrayendo al proyectil en dirección contraria, disminuyendo dramaticamente su velocidad.

Por eso en el video, el rifle gauss parece que no tiene mucha potencia (parece un rifle de aire comprimido), comparada con la que debería tener teoricamente.

Un saludo

Ilore

Zerokkk

Los railguns y coilguns son verdaderamente el sistema armamentístico del futuro si se llegan a investigar bien, y más si son bien usados.

Creo haber oído en algún lugar que se pueden juntar ambas tecnologías (raíles y coils) para obtener un resultado aún mayor, lo que puede dar grandes resultados.

Ahora imaginaos esta tecnología pero llevándola al extremo, utilizando aceleradores circulares con salida (al estilo LHC pero en pequeñito) que aceleren proyectiles a velocidades de vértigo. Esos proyectiles tendrían una potencia bestial.

Es como lo que calculamos en el post de "Bomba atómica" el otro día. Una simple bola de hierro macizo de 4 metros de diámetro (nada que no se pueda crear hoy en día xD) a través de un sistema similar pero a lo grande, podría impulsarse a casi la velocidad de la luz (requiriendo una cantidad de energía desmesurada y bastante tiempo para coger impulso, pero nada que no se pueda conseguir con una central de fusión xD). El proyectil tendría una potencia de 20.000.000 de Megatones (8.368e+22 J). Posiblemente algo así sería capaz de partir la Tierra... Incluso si la fricción la destroza en el camino xD. Solo pensad que la mayor de las bombas nucleares (Tsar) tenía 50 megatones... Pues bien, esto es 400.000 veces más fuerte.

Imaginaos lo mismo pero con proyectiles de unos pocos centímetros xD. Quizás por la fricción no se harían muy fiables en tierra, pero para batallas en el espacio eso tiene que tener una potencia desmesurada.

Y si, todo esto se hace con coilguns o railguns xD.

#27 Si que lo permite la tecnología actual, y si no pregúntaselo a los que montaron los electroimanes del LHC xD.

ArThoiD

#28 Pero el tema de un acelerador de partículas es un mundo a parte. Para enfriar los imanes Superconductores que utilizan en el LHC se tardan meses, amén de que una mínima fuga (como ocurrió) te echa al traste todo y tienes que volverlos a enfriar. Y allí sólo mueven partículas subatómicas. Para desviar una bola tan grande de cualquier metal harían falta campos magnéticos seguramente inimaginables.
Un Acelerador de partículas a pequeña escala no sé yo hasta que punto es fiable o posible, aunque igual un pequeño Ciclotrón sí que se podría construir en poco tamaño.

M

#28 si claro, el LHC en pequeño. De verdad que cada post que veo tuyo flipo más y más xDDD.