https://3rabica.org/index.php?action=history&feed=atom&title=%D8%B1%D9%8A%D9%84%D8%BA%D8%A7%D9%86ريلغان - تاريخ المراجعة2026-06-06T19:32:53Zتاريخ التعديل لهذه الصفحة في الويكيMediaWiki 1.43.7https://3rabica.org/index.php?title=%D8%B1%D9%8A%D9%84%D8%BA%D8%A7%D9%86&diff=1604792&oldid=prevعبد العزيز: بوت:أرابيكا:طلبات إزالة (بوابة، تصنيف، قالب) حذف بوابة:كهرباء2023-10-24T10:49:03Z<p>بوت:<a href="/%D8%A3%D8%B1%D8%A7%D8%A8%D9%8A%D9%83%D8%A7:%D8%B7%D9%84%D8%A8%D8%A7%D8%AA_%D8%A5%D8%B2%D8%A7%D9%84%D8%A9_(%D8%A8%D9%88%D8%A7%D8%A8%D8%A9%D8%8C_%D8%AA%D8%B5%D9%86%D9%8A%D9%81%D8%8C_%D9%82%D8%A7%D9%84%D8%A8)" title="أرابيكا:طلبات إزالة (بوابة، تصنيف، قالب)">أرابيكا:طلبات إزالة (بوابة، تصنيف، قالب)</a> حذف <a href="/index.php?title=%D8%A8%D9%88%D8%A7%D8%A8%D8%A9:%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A1&action=edit&redlink=1" class="new" title="بوابة:كهرباء (الصفحة غير موجودة)">بوابة:كهرباء</a></p>
<p><b>صفحة جديدة</b></p><div>[[ملف:Office of Naval Research Electromagnetic Railgun - Naval Surface Warfare Center Dahlgren Division 02.jpg|تصغير|Electromagnetic Railgun/EMRG der US-Navy]]<br />
<br />
[[ملف:Railgun usnavy 2008.jpg|تصغير|285بك|مركز الأسلحة السطحية البحرية يختبر الإطلاق في يناير 2008<ref>{{استشهاد ويب|الأخير=Fletcher |الأول=Seth |مسار=https://www.popsci.com/military-aviation-space/article/2008-02/navy-tests-32-megajoule-railgun/ |عنوان=Navy Tests 32-Megajoule Railgun &#124; Popular Science |ناشر=Popsci.com |تاريخ=2013-06-05 |تاريخ الوصول=2013-06-16| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170705130350/http://www.popsci.com/military-aviation-space/article/2008-02/navy-tests-32-megajoule-railgun | تاريخ أرشيف = 5 يوليو 2017 }}</ref>]]<br />
<br />
'''مدفع القضبان ''' أو '''الريلغان''' {{إنج|Railgun}} هو مطلق قذائف كهرومغناطيسي [[محرك كهربائي|مشغّل كهربائياً]] مؤَسس على مبادئ مماثلة [[محرك أحادي القطب|للمحرك أحادي القطب]]. يتكون الريلغان من زوج من القضبان المتوازية، مع [[عضو إنتاج]] منزلق مسارَع بواسطة التأثيرات الكهرومغناطيسية لتيار يتدفق عبر قضيب واحد، داخل عضو الإنتاج ومن ثم يرجع للقضيب الآخر.<ref>C. S. Rashleigh and R. A. Marshall, Electromagnetic Acceleration of Macroparticles to High Velocities, J. Appl. Phys. 49(4)، أبريل 1978.</ref><br />
<br />
وُجدت الريلغان لزمن طويل كتقنية تجريبية لكن كتلة، وحجم وتكلفة إمدادات الطاقة المطلوبة من الريلغان من أن تصير أسلحة عسكرية عملية. مع ذلك، في السنوات الأخيرة، فقد قيم بأداء جهود ملحوظة نحو تطويرها كتقنية عسكرية معقولة. فمثلاً، في أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، اختبرت [[بحرية الولايات المتحدة]] ريلغان يسارع قذيفة بوزن 3.2 كغ (7 أرطال) ل[[سرعة فرطصوتية|سرعات فرطصوتية]] مقاربة ل2.4 كم/ثانية (8,600 كم/ساعة)، ماخ 7 تقريباً.<ref>{{استشهاد بخبر |عمل=[[إم آي تي تكنولوجي ريفيو]] |مسار=https://www.technologyreview.com/Infotech/20164/?nlid=857 |عنوان=Electromagnetic Railgun Blasts Off |تاريخ=6 فبراير 2008 |مؤلف=Brendan Borrell| وصلة مكسورة = yes | تاريخ الوصول = أكتوبر 2020 | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20181231231740/https://www.technologyreview.com/s/409497/electromagnetic-railgun-blasts-off/ | تاريخ أرشيف = 31 ديسمبر 2018 }}</ref> وأعطوا المشروع الشعار [[اللغة اللاتينية|اللاتيني]] "Velocitas Eradico" بمعنى «أنا،[بكوني] السرعة، أبيد».<br />
<br />
إضافة للتطبيقات العسكرية، فقد اقتُرح استعمال الريلغان كتقنية [[إطلاق فضائي غير صاروخي]] [[مركبة فضائية|للمركبات الفضائية]]؛<ref>[https://www.universetoday.com/73536/nasa-considering-rail-gun-launch-system-to-the-stars/ NASA Considering Rail Gun Launch System to the Stars] on universetoday.com by Nancy Atkinson on September 14, 2010 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180207132235/https://www.universetoday.com/73536/nasa-considering-rail-gun-launch-system-to-the-stars/ |date=07 فبراير 2018}}</ref> مع ذلك، فإن لم يكن مسار الإطلاق طويلاً بشكل بارز، وانتشر التسارع المطلوب لوقت أطول، فإن إطلاقات كهذه ستكون محصورة [[مركبة فضائية بدون طيار|للمركبات الفضائية بدون طيار]] حتماً.<br />
== الأساسيات ==<br />
[[ملف:Railgun-1.svg|تصغير|285بك|رسم تخطيطي لريلغان]]<br />
قد يكون عضو الإنتاج جزءاً متكاملاً من القذيفة، لكنه قد يُهيَّأ ليُسارِع قذيفة منفصلة معزولة كهربائية أو غير موصلة. الموصلات الصلبة المعدنية المنزلقة تكون غالباً الهيأة المفضلة لعضو الإنتاج في الريلغان، لكن، يمكن أيضاً استعمال عضو إنتاج «بلازمي» أو «هجين». عضو الإنتاج البلازمي يُشكَّل بواسطة قوس من غاز متأين يُستعمَل لدفع حمولة صلبة غير موصلة بأسلوب مشابه لضغط الغاز الدافع في السلاح الناري التقليدي. عضو الإنتاج الهجين يستعمل زوجاً من عدسات «[[بلازما (فيزياء)|البلازما]]» لربط عضو إنتاج معدني بقضيبي السلاح. أعضاء الإنتاج الصلبة يمكن أيضاً أن «تتحول» إلى أعضاء إنتاج هجينة، عادة بعد اجتياز عتبة سرعة معينة.<br />
<br />
في أبسط أشكالها (وأكثرها استعمالاً)، تختلف الريلغان عن المحرك الأحادي القطب التقليدي في أنه لا يُستفاد من ملفات مجال إضافية (أو مغانط دائمة). هذا التكوين هكذا يكون محرك أحادي القطب خطي ذاتي الإثارة مُكوَّن بواسطة أنشوطة واحدة من التيار. شكل مختلف مألوف نسبياً من هذا التكوين هو '''الريلغان المزود''' في فيه التيار الدافع يمر خلال أزواج إضافية من الموصلات المتوازية، منظماً لرفع («تزويد») المجال المغناطيسي الذي يمر به عضو الإنتاج المتحرك.<ref>D. A. Fiske et al, The HART 1 Augmented Electric Gun Facility, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 27, No. 1, January 1991.</ref> في علم مصطلحات المحركات الكهربائية، الريلغانات المزودة هي تكوينات [[محرك جامع|محركات جامعة]].<br />
<br />
يتطلب الريلغان [[مزود طاقة|إمداد طاقة]] ب[[تيار مستمر]] نابض. من أجل التطبيقات العسكرية المحتملة، فالريلغان يكون موضع اهتمام لأنه يستطيع إنجاز سرعات فوهة أعلى بكثير من الأسلحة النارية المزودة بدافعات كيميائية عادية. سرعات الفوهة المتزايدة يمكن أن تنقل فوائد نطاقات الإطلاق المتزايدة في حين أن، من حيث تأثير الهدف، السرعات النهائية المتزايدة يمكنها أن تسمح باستعمال طلقات [[طاقة حركية|الطاقة الحركية]] كبدائل ل[[قذيفة مدفعية|القذائف المتفجرة]]. ولهذا، تهدف تصاميم الريلغانات العسكرية النموذجية لسرعات فوهة بمدى 2000-3500 م/س وطاقات فوهة بمدى 5-50 ميغا [[جول]]. من أجل المقارنة، 50م.ج. مساوية للطاقة الحركية لحافلة مدرسية تزن 5 أطنان مترية، منطلقة بسرعة 509 كم/سا (316 ميل/سا).<ref>[http://www.wolframalpha.com/share/clip?f=d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eb74biajfn9 50 megajoules kinetic energy]. Wolfram Alpha {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170702142434/http://www.wolframalpha.com/share/clip?f=d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eb74biajfn9 |date=02 يوليو 2017}}</ref> من أجل الريلغانات وحيدة الدورة، متطلبات المهمة هذه تتطلب تيارات تشغيل بعدة ملايين [[أمبير]]، لذا فإمداد طاقة ريلغان نموذجي قد يُصمم لإيصال تيار إطلاق يساوي 5 ملايين أمبير لبضع مللي-ثوانٍ. حيث أن قوى المجال المغناطيسي المطلوبة لإطلاقات كهذه نموذجياً ستكون تقريباً 10 تيسلا، أكثر تصاميم الريلغان المؤقتة «هوائية النواة» بشكل فعال، أي أنها لا تستعمل [[مغناطيسية حديدية|المواد المغناطيسية الحديدية]] كالحديد لزيادة التدفق المغناطيسي.<br />
<br />
قد يُلاحَظ أن سرعات الريلغان تقل عموماً داخل مدى تلك التي يُحصَل عليها من [[سلاح الغاز الخفيف|أسلحة الغاز الخفيف]] ذات المرحلتين؛ مع ذلك، فالأخيرة تعتبر مناسبة فقط للاستخدام المخبري بشكل عام في حين أن الريلغانات توفر بعض الاحتمالات الممكنة للتطوير كأسلحة عسكرية. في بعض مشاريع أبحاث [[سرعة فائقة|السرعة الفائقة]]، القذائف «مدخلة مسبقاً» في الريلغانات، لتجنب الحاجة لبداية ثابتة، واستعمل كل من أسلحة الغاز الخفيف ذات المرحلتين وأسلحة البارود التقليدية لهذا الدور. مبدئياً، إن كان ممكناً تطوير تقنية إمداد الطاقة للريلغان لتزود بوحدات محكمة، موثوقة وخفيفة الوزن، فإن حجم وكتلة النظام الكلي المطلوب لاستيعاب إمداد طاقة كهذا ووقوده الأساسي يمكن أن يكون أقل من الحجم والكتلة الكليين المطلوبين لكمية مساوية مهمة للدافعات التقليدية والذخيرة المتفجرة. تطوير كهذا سينقل أفضلية عسكرية أبعد في التخلص من المتفجرات من أية منصة أسلحة عسكرية ستقلل قابليتها للإصابة بنيران العدو.<br />
== التاريخ ==<br />
[[ملف:German railgun Bild 1-2.gif|تصغير|رسومات لريلغان ألماني]]<br />
في 1918، اخترع المخترع الفرنسي لويس أوكتاف فوشون-فيليبلي مدفعاً كهربائياً الذي كان أول أشكال الريلغان. قام بالتقدم من للحصول على براءة اختراع أمريكية في 1 أبريل 1919، التي أُصدرت في يوليو 1922 كبراءة اختراع ر. 1,421,435 «جهاز كهربائي لدفع القذائف».<ref>{{استشهاد ويب | الأخير = Fauchon-Villeplee | الأول = André Louis Octave | مؤلف-وصلة = | الأخير2 = | الأول2 = | مؤلف2-وصلة = | عنوان = US Patent 1,421,435 "Electric Apparatus for Propelling Projectiles" | تاريخ = | سنة = 1922 | مسار = https://www.google.com/patents?id=Z_ZBAAAAEBAJ&printsec=abstract&zoom=4&dq=Fauchon-Villeplee | تاريخ الوصول =| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20120318020810/http://www.google.com:80/patents?id=Z_ZBAAAAEBAJ&printsec=abstract&zoom=4&dq=Fauchon-Villeplee | تاريخ أرشيف = 18 مارس 2012 }}</ref> في جهازه، يوجد [[قضيب توصيل|قضيبا توصيل]] موصولين بواسطة جناحي القذيفة، والجهاز بأكمله محاط بحقل مغناطيسي. بواسطة تيار مار خلال قضيبي التوصيل والقذيفة، تُنتَج قوة تدفع القذيفة بجانب قضيبي التوصيل وتنطلق.<ref name=hogg>{{استشهاد بكتاب | الأخير = Hogg | الأول = Ian V. | مؤلف-وصلة = | المؤلفون = | عنوان = The Guns: 1939/45 | ناشر = Macdonald | سنة = 1969 | مكان = | صفحات = | مسار = | doi = | المعرف = | الرقم المعياري =}}</ref><br />
<br />
في 1944، أثناء [[الحرب العالمية الثانية]]، يواكيم هانسلر من مكتب الذخائر الألماني بنى أول ريلغان عاملة، واقتُرِح سلاح كهربائي مضاد للطائرات. بحلول أواخر 1944، استُنبِطت نظرية كافية للسماح لقيادة فلاك من [[لوفتفافه|اللوفتڤافه]] بإصدار مواصفات، تطلبت سرعة فوهة تساوي 2,000 م/ث (6,600 قدم/ث) وقذيفة تحوي 0.5 كغ (1.1 رط) من المتفجرات. هذه الأسلحة كانت لتُحمَّل في ست مدفعيات تطلق 12 طلقة في الدقيقة، وكانت مناسبة لتحميل 12.8 سم فلاك 40. لم يتم بنائها. عندما اكتُشفت التفاصيل بعد الحرب أثارت الكثير من الاهتمام وقيم بدراسات أكثر تفصيلاً، بلغت ذروتها بتقرير في 1947 اختُتِم بأن السلاح نظرياً يمكن تنفيذه، ولكن كل مدفعية ستحتاج طاقة كافية لإضاءة نصف [[شيكاغو]].<ref name=hogg/><br />
<br />
في 1950، [[مارك أوليفانت|السير مارك أوليفانت]]، [[فيزيائي]] [[أستراليون|أسترالي]] والمدير الأول مدرسة أبحاث العلوم الفيزيائية في [[الجامعة الوطنية الأسترالية]] حديثة الإنشاء ذاك الوقت، بدأ تصميم وبناء أكبر [[مولد أحادي القطب]] (500 [[جول|ميغاجول]]) في العالم.<ref>{{استشهاد ويب|مسار=https://physics.anu.edu.au/fire_in_the_belly/Fire_in_the_Belly03.pdf |عنوان=Chapter 2:The Big Machine |ناشر= |تاريخ= |تاريخ الوصول=2014-04-10| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160508032929/https://physics.anu.edu.au/fire_in_the_belly/Fire_in_the_Belly03.pdf | تاريخ أرشيف = 8 مايو 2016 | وصلة مكسورة = yes }}</ref> هذه الآلة صارت عملية منذ 1962 واستُعمِلت لاحقاً لتزويد ريلغان واسع النطاق استُعمِل كتجربة علمية.<ref>J. P. Barber, Ph.D Thesis, The Acceleration of Macroparticles and a Hypervelocity Electromagnetic Accelerator, The Australian National University, March 1972.</ref><br />
== التصميم ==<br />
=== النظرية ===<br />
الريلغان يتكون من قضيبين {{إنج|Rail}} معدنيين [[تواز (هندسة)|متوازيين]] متصلين ب[[مزود طاقة]] كهربائي. عندما تُدخّل قذيفة موصلة بين القضيبين (عند النهاية المتصلة بمزود الطاقة)، تكمل الدورة. تتدفق الإلكترونات من الطرف السالب لمزود الطاقة للأعلى عبر القضيب السالب، عبر القذيفة، للأسفل عبر القضيب الموجب، عائدة إلى مزود الطاقة.<ref>Harris, William. [https://science.howstuffworks.com/rail-gun.htm "How Rail Guns Work"], 11 October 2005. HowStuffWorks.com. 25 March 2011. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180117231030/https://science.howstuffworks.com/rail-gun.htm |date=17 يناير 2018}}</ref><br />
<br />
هذا التيار يجعل الريلغان يسلك سلوك [[مغناطيس كهربي]]، مكوناً حقلاً مغناطيسياً داخل العقدة المكونة بواسطة طول القضيبين حتى موقع عضو الإنتاج. وفقاً ل[[قاعدة اليد اليمنى#الاتجاه المرتبط بالدوران|قاعدة اليد اليمنى]]، يدور الحقل المغناطيسي حول كل موصل. حيث أن التيار في الاتجاه المعاكس على طول كل قضيب، فإن الحقل المغناطيسي الشبكي بين القضيبين ('''B''') يوجه على زوايا يمين المستوى المكون بواسطة المحاور المركزية للقضيبين وعضو الإنتاج. إلى جانب التيار ('''I''') في عضو الإنتاج، ينتج هذا [[قوة لورنتس|قوى لورنتس]] تقوم بتسريع القذيفة بين القضيبين، بعيداً عن مزود الطاقة. هناك أيضاً قوى لورنتس تعمل على القضيبين وتحاول دفعهما بعيداً عن بعضهما، ولكن بسبب تركيب القضيبين بإحكام، فلا يمكنهما التحرك.<br />
<br />
بحكم التعريف، إذا كان تيار مقداره أمبير واحد يتدفق في زوج من الموصلات المتوازية اللانهائية الطول مفصولة مقدار متر واحد، فإن مقدار القوة على كل متر من هذه الموصلات سيكون 0.2 ميكرونيوتن بالضبط. إضافة لذلك، عموماً، فالقوة ستكون نسبية لمربع مقدار التيار ونسبية عكسياً للمسافة بين الموصلات. يتبع ذلك أيضاً أنه، بالنسبة للريلغانات ذات كتلة قذائف ببضع كيلوغرامات وأطوال سبطانات ببضع أمتار، فإن تيارات كبيرة جداً ستكون مطلوبة لتسريع القذائف لسرعات لترتيب 1,000 م/ث.<br />
<br />
مزود طاقة كبير جداً، يزود بترتيب مليون [[أمبير]] من التيار، سيكون قوة هائلة على القذيفة، مما يسارعها لسرعة عدة كيلومترات في الثانية (كم/ث). 20 كم/ث اُنجِزت بقذائف صغيرة متفجرة مُدخَلة في الريلغان. بالرغم من أن هذه السرعات ممكنة، فإن الحرارة المتولدة من دفع القذيفة كافية لتآكل القضيبين بسرعة. تحت شروط الاستعمال العالي، الريلغانات الحالية ستتطلب استبدالاً دورياً للقضبان، أو استعمال مادة مقاومة للحرارة تكون موصلة بشكل كافٍ لإنتاج نفس التأثير.<br />
<br />
=== المعادلة الرياضية ===<br />
مقدار متجه القوة يمكن تحديده من شكل من [[قانون بيوت - سافارت]] ونتيجة ل[[قوة لورنتس|قوى لورنتس]]. يمكن اشتقاقه رياضياً من حيث [[نفاذية الفراغ|ثابت النفاذية]] (<math>\mu_0</math>)، نصف قطر القضيبين (اللذين يُفتَرضان بأنهما دائريان من مقطع عرضي) (<math>r</math>)، المسافة بين نقطتي منتصف القضيبين (<math>d</math>) والتيار بالأمبير عبر النظام (<math>I</math>) كالتالي:<br />
<br />
يمكن أن يظهر من قانون بيوت - سافارت أنه عند نهاية واحدة لسلك شبه لانهائي حامل للتيار، فإن المجال المغناطيسي عند مسافة عمودية معطاة (<math>s</math>) عند نهاية السلك تعطى بـ:<br />
:<math>\mathbf{B}(s) = \frac{\mu_0 I}{ 2\pi s}</math><br />
لاحظ أن هذا عندما يمر السلك من موقع عضو الإنتاج مثلاً، من x=0 بالعودة إلى <math> x = -\infty </math>.<br />
<br />
=== الاعتبارات ===<br />
<br />
=== المواد المستخدمة ===<br />
<br />
=== تبديد الحرارة ===<br />
== التطبيقات ==<br />
=== التشغيل أو التشغيل المساعد لمركبة فضائية ===<br />
<br />
=== كأسلحة ===<br />
==== الاختبارات ====<br />
<br />
تواصل البحرية الأمريكية إجراء التجارب على دفع مقذوفات صورايخ وقنابل موجهة منذ 2013 والا الآن لم تدخل أي منها الخدمة رسميا ولكن يتوقع ان تدخل الخدمة 2030<br />
<br />
==== اختبارات بحرية الولايات المتحدة ====<br />
<br />
=== محفز للاندماج في محفظة القصور الذاتي ===<br />
== المصادر ==<br />
{{مراجع|3}}<br />
== وصلات خارجية ==<br />
* [https://web.archive.org/web/20181231231805/https://www.youtube.com/watch?v=MVtYWZRd6iI NRL Railgun Demonstration Video] مختبر أبحاث البحرية الأمريكية، يوليو 2010<br />
* [http://www.popsci.com/scitech/article/2004-06/electromagnetic-railgun ريلغان كهرومغناطيسي] مقالة بوبلر ساينس<br />
* [https://web.archive.org/web/20140724023253/http://fredericksburg.com/News/Web/2007/012007/0130railgun فيديو لاختبار إطلاق ريلغان البحرية]، منشأة إطلاق البحرية الكهرومغناطيسي، الطلقة التجريبية #1، 2 أكتوبر 2006. المصدر: Fredericksburg.com، تم الوصول في 30 يناير 2007<br />
* [https://web.archive.org/web/20100124205952/http://www.popularmechanics.com/technology/military_law/4231461.html أقوى ريلغان في العالم تُسلَّم للبحرية]، 14 نوفمبر 2007<br />
{{شريط بوابات|أسلحة|الفيزياء|إلكترونيات}}<br />
{{روابط شقيقة|commons=Railguns}}<br />
<br />
[[تصنيف:تقانات ناشئة]]<br />
[[تصنيف:دفع المركبات الفضائية]]<br />
[[تصنيف:مدفعية حسب النوع]]<br />
[[تصنيف:مكونات كهرومغناطيسية]]</div>عبد العزيز