Cañón de Gauss
El acelerador electromagnético, cañón de Gauss o rifle de Gauss es un dispositivo electromagnético que utiliza una sucesión de electroimanes para acelerar un proyectil metálico. A diferencia del railgun, el proyectil nunca entra en contacto con la corriente eléctrica ni con ninguna otra parte del dispositivo disparador.
Su aplicación dentro de la ciencia ficción ha sido bastante popular, bien como método de acelerar y transportar cargas (tren de levitación magnética, catapulta electromagnética), bien como arma.
Kristian Birkeland patentó un acelerador magnético en 1900, por lo que se le considera el inventor oficioso. Sin embargo, John Munro describió el dispositivo tres años antes en su novela A Trip to Venus.
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Funcionamiento:
El rifle de Gauss consta de tres partes básicas: un cañón por el cual se desplaza el proyectil mientras es acelerado, una sucesión de electroimanes alrededor del cañón que se van encendiendo y apagando para atraer el proyectil, y el propio proyectil metálico.
Los electroimanes pueden ser solenoides enrollados alrededor del cañón. Cuando se hace pasar una fuerte corriente magnética por la bobina, se crea un gran campo magnético que atrae al proyectil hasta el centro de la bobina. Cuando se acerca a este punto, debe cesar la corriente por la primera bobina para que el proyectil pueda ser atraído por la siguiente. Sucesivamente, se van encendiendo los electroimanes por delante del proyectil y apagándose cuando llega a su altura, de forma que siempre sea impulsado hacia delante cada vez más rápido.
En esencia, este es también el funcionamiento del tren de levitación magnética.
Dificultades:
Los electroimanes no alcanzan la máxima potencia de forma instantánea ni, al cesar la corriente eléctrica, desaparece simultáneamente el campo. Por eso, el rendimiento energético de éste arma puede ser muy deficiente y así, a pesar de que sus principios eran conocidos hace más de un siglo, no se ha podido desarrollar modelos prácticos hasta la actualidad.
Para optimizar su funcionamiento los tiempos de encendido y apagado deben estar perfectamente cronometrados, por lo que se hace necesario un cronómetro electrónico que se encargue de ello.
Además, el uso de altas corrientes calienta los solenoides, lo que deriva en dos problemas. El propio calentamiento de los electroimanes, que puede ser perjudicial; y la pérdida de energía en forma de calor.
Ventajas:
Una de las más importantes ventajas de esta arma es que al no estar sujeta a una descarga instantánea de energía, como el railgun, la longitud del cañón puede ser enormemente larga (en realidad, tan larga como se quiera), lo que permite seguir acelerando el proyectil por mucho tiempo.
En el caso de los trenes de levitación magnética, se pueden adecuar las potencias de los electroimanes para conseguir una determinada velocidad de transporte, sostenida de forma permanente.
Una ventaja importante sobre el railgun es que carece de partes móviles y se puede diseñar de forma tal que no exista rozamiento entre el proyectil y el cañón. Esto hace que el arma tenga una mayor vida útil.
Cañones de Gauss en la realidad:
Desde hace años se viene experimentando con el acelerador lineal magnético para su aplicación en los medios de transporte, lo que se ha dado en llamar el tren de levitación magnética. Al eliminarse el rozamiento entre el tren y los raíles se espera optimizar el uso de la energía necesaria para desplazar el convoy, así como aumentar la velocidad.
Como arma, los diferentes ejércitos parecen encontrar mejores prestaciones en el railgun, pero su diseño no está descartado debido a que es posible controlar mejor el calentamiento del cañón y su vida útil podría ser mucho más elevada.
Cañones de Gauss en la ciencia ficción:
En la literatura, quizás su primera aparición, mencionado como “cañón eléctrico”, fue en la novela de 1897 A Trip to Venus escrita por John Munro. Munro describe detalladamente un dispositivo que es en realidad un acelerador electromagnético destinado al lanzamiento de naves al espacio desde la Tierra, una de las primeras catapultas electromagnéticas.
Como armas son muy populares en los videojuegos de combate con visión subjetiva.
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