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レールガン

れーるがん

レールガン(railgun)とは、電磁兵器。もしくは『とある科学の超電磁砲』の御坂美琴のこと。
目次[非表示]
  1. 加速器の一種。電磁投射砲、電磁加速砲ともいう。
  2. 漫画『とある科学の超電磁砲』のこと。
  3. 2に登場する人物、超電磁砲の能力者である御坂美琴のこと。
  4. コルト社製拳銃の製品名。M1911A1にアンダーマウントレールが付いたモデルである。


一般的には1の事なのだが、pixiv上では主に2、3を指すことの方が多い。
2、3については各リンクを参照して頂くとして、ここでは1について解説する。

構造

電源につながった二本の導電性のレールで、射出体となる導電性の物体を挟み込む。

以上

分かりやすい構造図がwikipediaに載ってるので詳しくはこのリンクを参照

もっとも単純な構造は以上のとおりであるが、軍用兵器として実用的威力を求める場合、大電流によって発生する高熱により射出体の一部がプラズマ化してしまう。レールを二本引いただけではプラズマが霧散してしまうため、既存の銃器のように密閉してやる必要がある。
そのため導体を弾体にするのではなく、胴体ではない物体を弾体として使い、弾体の(銃口から見て)後方に導体を貼り付ける、という形式も存在する。レールガンで直接弾頭を加速するのではなく、レールガンによって加速されている導体で弾頭を押すことで、弾頭を加速するという仕組みになる。
そのため現実に今後登場するであろう軍用レールガンは、フィクション作品に登場するような奇抜な構造はしておらず、一見すると既存の銃砲と大差ない外見となるものと思われる。

原理

事前知識として、アンペールの右ねじの法則、及びフレミングの左手の法則の理解が必要になる。
右ねじの法則とは電流が発生するとその周囲に磁界が発生するという現象について、右手でサムズアップにした際に、親指の方向が電流、ほかの指の方向が磁界の方向を示す、というもの。故に右ねじ。
左手の法則とは磁界の中に存在する導体に電流を流すと導体を動かそうとする力が発生するという現象について、電流、磁界、力(ローレンツ力)の向きを、下記イラストのような形にした手の、それぞれ中指、人差し指、親指が示すというもの。

フレミング



まず両側のレールに電流が流れることにより、レールの周囲に右ねじの法則にしたがって磁界が発生する。この際、レールに挟まれた空間においては、磁界がレールの上方向に向かうことになる。
この上方向に向かう磁界の中に存在する射出体に、レールを経由して電流が流れると、左手の法則にしたがい射出体にローレンツ力が発生し、弾体が動く。
これを音速の数倍の速度に到達させたものがレールガンである。

利点と欠点

理論上は弾丸を無限に加速でき、なおかつ構造が簡潔で、炸薬で打ち出した場合と比べて遙かに反動が少ない。電力次第で発射速度も銃身内での加速度も自由自在。
その反面、レールと射出体の接触を常に保つ必要があり、高速になると砲身の磨耗が激しく、砲身自体のコストも高い。高速での発射には膨大な電力を必要とするのも難点。

実用

真っ先に思い浮かぶであろう軍事用途については実現一歩手前といったところ。艦砲としての搭載を目指して研究開発が進んでいる。
先述したように莫大な電力を発生させることが必要なのだが、昨今の軍用大型船舶のエンジンは発電機とした場合に数十メガワットもの出力を発揮できる。これをレールガンにも応用しようというわけだ。
アメリカ海軍が2016年度に洋上実験に入る予定である。

その他の用途として、宇宙に物体を打ち上げるマスドライバー、衝突実験のための射出装置や、核融合炉への燃料補給装置などなど。
こうした用途においては、最高速度も当然必要とされるのだが、速度、加速度が可変であるというのが大きい。爆発や燃焼を利用する銃、ロケットなどよりもはるかに繊細で器用な動作が可能となる。

誤解

ものすごく誤解が多いが、リニアガン、コイルガン、レーザーガンとは別物である(前回までの記事でも間違えてた)。
また、リニアガンやコイルガンとごっちゃになっているものと思われるが。弾体、ないしレールに磁性体が必要だと勘違いしている例も見受けられる。先述した原理を見ればわかるように、レールも弾体も導電性の物質であれば何でもいい。
ただし、特に薄い弾体を発射するものについて、レールの上下に磁石を設置することによりレール内の磁界を強め、発射速度を上げる工夫がされることはある。

余談

日本の法律上は銃器には当たらないが、勿論SFなどで見かける程度の威力を持っていれば武器に当たるのでみだりに所持してはいけない。ドラム缶を貫通する程度の威力であれば個人でも十分制作可能であるが、その程度になれば十分殺人兵器であり、逮捕されても文句は言えない。

レールガンが登場した作品

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アインハンダー隠しガンポッドであるFLASHが登場。またゾードム側の兵器の搭載火器としても登場。
イレイザーアーノルド・シュワルツェネッガー主演の映画で、個人携帯武器EM銃として登場。
トランスフォーマーリベンジアメリカ軍の最高機密兵器として登場。劇中でアメリカ海軍の空母ジョン・C・ステニス艦隊の駆逐艦キッドに搭載されており、これによる一撃でピラミッドを破壊している巨大トランスフォーマーデバステーターを撃破した。
ガサラキ通常の火器が使用できない極超低温環境用にMFの武装として登場。
機甲戦記ドラグナー人型兵器メタルアーマーの主武装として登場。作中他の武器に取って代られることはなく主役の座を維持し続けた。
Elonaゼイレン究極破壊兵器『ウティマ』の武装★≪レールガン≫として登場。なぜか光線銃で、追加効果として時々二種類の魔法を発動する。
エースコンバット04・インフィニティ120cm対地対空両用磁気火薬複合加速方式半自動固定砲ストーンヘンジは火薬と電磁加速とを併用したハイブリッド式レールガンとなっている。
エースコンバット5戦闘用軍事衛星SOLG(Strategic Orbital Linear Gun)に地上攻撃用のレールガンが搭載されている。
エースコンバット6架空機CFA-44に搭載される特殊兵装EMLとして、また長距離砲シャンデリアとしても登場。
エースコンバットX2武装組織ヴァラヒアが保有する電磁投射砲バラウールとして登場。砲台としてだけでなく空中要塞スピリダスの主砲としても搭載されている。
アーマード・コアシリーズリニアガン、レールガン、レールキャノンが登場する。各シリーズによって属性が異なっており、リニアガンは実弾で、レールガンはEN兵器。レールキャノンは実弾(KE属性)となっている。
メタルギアソリッドシリーズMGSMGS4では「メタルギアREX」のステルス核弾頭投射システム、MGS2MGS4では携行用の狙撃銃MGSPWではAI兵器「クリサリス」と「メタルギアZEKE」の搭載兵器、または狙撃銃として登場。 
バイオハザードシリーズ3とオペレーションラクーンシティにて試作レールキャノン「パラケルススの魔剣」が登場。
BLACK CAT主人公トレイン=ハートネットが物語中盤以降、電気を発生させられる体質になったことを応用して使用。愛銃が強度と帯電性に優れる架空の金属オリハルコンによって構成されていたことにより、そのような運用が可能だとされた。
機動戦士ガンダムSEEDシリーズフリーダムガンダムゲイツRに装備されており、リニアガンタンクといった陸上兵器が確認されている。
トータルイクリプス本作品での名称は「99式電磁投射砲」。主人公のユウヤ・ブリッジス不知火・弐型に装備して使用。3000体ものBETAを一瞬で消し炭にする威力を見せつけた。
禁断の魔術 ガリレオ8「猛射つ(うつ)」というエピソードにレールガンが登場。物理学者湯川のかつての教え子の1人が、高校時代に湯川と共に製作したレールガンを改造し、姉を見殺しにした大物代議士を殺害しようと企てた。映画「容疑者Xの献身」でも登場。
銀河機攻隊マジェスティックプリンススルガ・アタルが搭乗するアッシュ4号機に装備されている。
翠星のガルガンティアチェインバーのビーム装備や旧文明時代の兵器として登場。本編における地球ではオーバーテクノロジーとして地球人を圧倒している。
真・女神転生シリーズ多くの場合、物語の終盤に武器屋で売られる事になる。購入出来る銃器の中では最高レベルの攻撃回数と威力を誇るが、非常に高価。
ファンタシースターオンライン2地下坑道のレアエネミー・トランゼクシアの第3形態。プラズマ化した弾丸を撃ってくる。
バブルガムクライシスプリスハードスーツの右腕に装着されている。
コミック版新・旭日の艦隊新日本武尊の51cm3連装砲から換装(口径38cm)フルオート射撃や延長砲身を使用しての超長距離砲撃が可能。 
ヘヴィーオブジェクト作中の巨大兵器オブジェクトが搭載。作中ではポピュラーな技術らしく、多種の搭載機が存在する 
とある魔術の禁書目録及び派生作品御坂美琴が電流操作能力を応用し発射する。この兵器の知名度を爆発的に上げた 




関連動画

発射映像




参考

ITmediaニュース 米海軍、レールガンを2016年に洋上テストへ 「これはSFではない」

関連タグ

大砲 兵器 プラズマ
とある科学の超電磁砲 御坂美琴

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