Cañón Gauss
Un arma Gauss (también conocido como coilgun, cañón Gauss o rifle Gauss) es un tipo de cañón que usa una sucesión de electroimanes para acelerar magnéticamente un proyectil a una gran velocidad. La denominación "arma Gauss" proviene de Carl Friedrich Gauss, quién formuló las demostraciones matemáticas del efecto electromagnético usado por los cañones Gauss.
Los cañones Gauss son a menudo llamados equivocadamente cañones de riel por diversas fuentes, y mientras que ellos son similares en el concepto general (es decir un arma magnética), difieren en su funcionamiento, dado que un cañón de riel acelera los proyectiles sobre dos rieles conductores paralelos. Los cañones Gauss son en esencia idénticos al proyector de masas, aunque a menor escala. Kristian Birkeland es considerado comúnmente el inventor del cañón Gauss electromagnético, por el cual obtuvo una patente en 1900. Las tentativas para convertir su invención en un arma utilizable fracasaron, y la idea fue más o menos olvidada durante años.
Muchos aficionados usan diseños económicos rudimentarios para experimentar con estos. Tales diseños debería incorporar el empleo de condensadores de flash de fotos de una cámara desechable como fuente de energía, y una bobina de baja inductancia para propulsar el proyectil hacia adelante.
Construcción
Un cañón Gauss, consiste en una bobina de alambre o solenoide con un proyectil ferromagnético colocado al final de uno. Una gran corriente es pulsada por la bobina creando un fuerte campo magnético, atrayendo el proyectil al centro de la bobina. Cuando el proyectil se acerca a este punto, la bobina es desconectada y la siguiente puede ser encendida, acelerando cada vez más el proyectil con las etapas sucesivas. En diseños corrientes de cañón Gauss, el cañón del arma está compuesto de un carril por donde discurre el proyectil, con las bobinas conductoras alrededor de dicho carril. La energía es suministrada a los imanes por algún tipo de descarga rápida de un dispositivo de almacenaje, normalmente una batería con condensadores de alto voltaje y capacidad diseñados para la rápida descarga de energía.
Funcionamiento
La energía debe de llegar a cada sucesivo electroimán en un tiempo preciso, debido a la histéresis. A los electroimanes les lleva un tiempo en alcanzar la potencia máxima después de que el voltaje es aplicado, de esta manera el suministro de electricidad debe comenzar antes de que el proyectil alcance al imán determinado. Lo mismo ocurre después de que la energía esta apagada, y si el proyectil se encuentra en "el lado lejano" del imán en aquel momento, el imán seguirá atrayéndolo, desacelerando. Una solución obvia sería accionar los imanes mucho antes de que el proyectil los alcance, pero como la fuerza magnética disminuye con el cuadrado de la distancia (es decir muy rápidamente) demasiada energía se perdería con tal solución. Por esta razón la mayor parte de las armas Gauss que usan más de un imán incluye algún tipo de dispositivo de cronometraje electrónico para accionar los imanes, uno que pueda ser ajustado para distintos parámetros como la potencia de disparo, y la masa del proyectil. El arma comienza con todos los imanes conectados, y luego se los apaga uno por uno antes de que el proyectil los alcance. Una ventaja del cañón Gauss sobre el railgun consiste en que puede ser hecho arbitrariamente largo. Esto tiene un cierto número de efectos secundarios, pero el principal es que la aceleración puede ser muy lenta sobre una longitud más larga, lo cual significa que la energía necesaria en cualquier sección del cañón Gauss es menos intensa. Sin embargo esta ventaja es compensada por el coste y la complejidad del sistema de conmutación que requiere el abastecimiento de un arma más larga.
Uso con superconductores
Una versión con superconductores del cañón Gauss es llamada arma quench. Las resistencias conectadas a las bobinas superconductoras gastan la energía en la bobina, que es transformada en calor. Después de un tiempo esto calienta a los superconductores hasta el punto donde cesa su superconductividad, así cambia su estado a normal (sin superconductividad). Cuando esto sucede la resistencia de la bobina de manera general se incrementa repentinamente, descargando toda la energía en forma de calor en una proporción muy rápida. Con cuidado controlando las tasas de calentamiento, los imanes pueden ser "apagados" secuencialmente en los porcentajes apropiados para conseguir un arma Gauss, uno que genere campos magnéticos potentes con alta eficiencia, y con tendencia a una histéresis inferior debido a la disipación rápida de la energía en la bobina.
Aplicación potencial
Como los railguns y los aceleradores estatorreactores, el cañón Gauss ha sido propuesto para su uso en el envío de carga útil al espacio.cita requerida[cita requerida]
Como arma, las ventajas del cañón Gauss incluyen el hecho de que no tienen partes movibles, aparte del proyectil, y el dato de que el único ruido perceptible es el movimiento del proyectil cuando este alcanza una alta velocidad. Aunque se hayan mostrado cañones Gauss para alcanzar velocidades supersónicas, están mucho menos capacitados que los railguns.
Armas Gauss en la ciencia ficción
Las armas Gauss son dispositivos muy nombrados en la ciencia ficción, sobre todo en juegos de rol y videojuegos, donde se les conocen por nombres como el cañón Gauss o el rifle Gauss (por ejemplo, en BattleTech, Evangelion, Syndicate, Fallout, Crimsonland, Total Annihilation, StarCraft, warhammer 40.000, Halo , Half-Life , Crysis o Ogame y S4 League e Imperion). En el juego de mesa de BattleTech, el rifle Gauss es un arma pesada de proyectiles montada en algunos tipos de Mechas. El arma crea un daño devastador en rangos de hasta un kilómetro y produce muy poco calor; dado que el calor es una de las principales preocupaciones en el uso eficiente del BattleMech, es una de las armas más poderosas en el juego (sus defectos son la escasa munición y su gran peso). También es destacado en juegos como la saga MechCommander, MechWarrior y parte de la saga X-Com. En el juego online OGame es una opción de defensa pesada muy útil para derribar flotas enemigas, y la más resistente a ataques de misiles interplanetarios hasta la llegada del cañón de plasma. En el videojuego de Halo 3,una variante del Warthog de la UNSC se ve armado con un cañon Gauss, aunque es altamente poderosa contra blancos no blindados, se requieren 5 disparos para inutilizar un tanque Scorpion o Wraith. En el universo Halo, la mayoría de las naves de la UNSC están equipadas con cañones MAC (Magnetic Aceleration Cannon, o Cañón de Aceleración Magnética), que son básicamente cañones Gauss que disparan proyectiles de uranio empobrecido con explosivos, en el videojuego Stalker el arma se denomina "Fusil Gauss" y es el arma mas potente del juego (quitando a la bazuca en el medio), de un solo disparo esta arma elimina a cualquiewr objetivo, ademas de poseer mira la hace una perfecta arma a distancia con increible potencia.
Esta arma también aparece en la película El Protector (Eraser) donde es desarrollada a escala de rifle de asalto, disparando pequeños cartuchos a velocidades sorprendentes.
Aplicación militar
Teóricamente, el disparo del cañón Gauss se realizaría con munición especial de una aleación de wolframio, que es el metal con mayor resistencia a las altas temperaturas. Para mayor definición, el wolframio es utilizado en los filamentos de las bombillas tradicionales, dónde por el flujo de electrones eleva su temperatura a niveles que otros metales no soportarían sin fundirse. El cañón, el cual está en desarrollo para carros de combate, funcionaría con una potentísima bobina magnética, que impulsaría la munición. Ésta alcanzaría velocidades supersónicas. El rozamiento del aire a grandes velocidades provocaría un gran calentamiento del disparo, con temperaturas prácticamente solares (lo cual no es imposible, si nos fijamos en las antiguas "bombas térmicas" utilizadas en la 2ª Guerra Mundial, que alcanzaban temperaturas atómicas capaces de fundir todo tipo de metales). El resultado, un disparo "láser" desde el punto de vista de la física, que se podría traducir como un chorro de acero fundido disparado a velocidades superiores a los 1900 m/s. Un arma mortífera capaz de atravesar casi cualquier blindaje.cita requerida[cita requerida] El cañón Gauss aún está en desarrollo, y sólo se han probado prototipos en laboratorio, debido a la gran inestabilidad del artilugio.