Osui silmiin tämä juttu näitä lukiessa. Viitatussa artikkelissa on sekoitettu teho ja energia toisiinsa.
Tehoa mitataan wateissa eli W, kW, MW jne. Esim. auton moottorin teho voisi olla 100 kW eli 136 hp (metric hp).
Energiaa mitataan Jouleissa eli J, kJ, MJ jne. Toisaalta kun muistetaan että J = Ws, (wattisekunti) niin saadaan sähköenergian mittaamiseen yleensä käytetyt yksiköt kWh, MWh, TWh jne. Joule on siis hyvin pieni yksikkö.
Peukalosääntönä voi laskea että yksi litra polttoainetta sisältää n. 10 kWh energiaa. Polttomoottorissa tästä saadaan hyötykäyttöön noin kolmannes eli n. 3 kWh.
Yhdessä artikkelissa mainittiin että ”railgun” antaa ammukselle n. 32 MJ:n liike-energian eli ”sähköksi” muutettuna n. 9 kWh. Jos sähkö maksaa 10 senttiä/kWh, tulee laukaisun hinnaksi siten n. 90 senttiä.
Vastaavasti jos lasketaan se polttoaineen hinnasta: 1 L polttoainetta sisältää n. 36 MJ (low heating value LHV) ja kun siitä saadaan polttomoottorikäyttöisessä generaattorissa hyötykäyttöön noin kolmasosa, vastaa 1 L siis 12 MJ. Jos polttoaine maksaa 1 €/L tulee laukauksen hinnaksi siis 32/12 € eli 2.7 € (tässä ei ole itse ammusta mukana, joka maksaa huomattavasti enemmän, riippuen tietenkin vielä sen tyypistä).
Tähän asti kaikki näyttää hyvältä. Mutta kun otetaan huomioon että laukaisuja pitäisi saada tehtyä esim. 6 kpl minuutissa eli 10 sekunnin välein, niin alkaa tulla potentiaalisia ongelmia. Jotta railgunin kondensaattorit saadaan ladattua 10:ssä sekunnissa tarvitaan tehoa 9 kWh/10s = 3.24 MW. Jos taas laukauksia halutaan 10 kpl minuutissa, niin tehoa tarvitaan 9 kWh/6s = 5.4 MW eli n. 7300 hp. Vertailun vuoksi DV12-dieselveturin 16 sylinterisen dieselmoottorin teho on n. 1000 kW eli 1360 hp. Näitä tarvittaisiin siis 6 kpl tuon tehon tuottamiseksi. K9- Thunderin moottori vastaavasti taas on n. 1000 hp eli niitä tarvittaisiin teoriassa 8 kpl tuon tehon tuottamiseen.
Laivamoottoreista tuollaisia tehoja sitten voi löytyä. Wärtsilän suurimman moottorin teho on n. 80 MW, mutta kokoakin on sitten siten että pituus on 27 m ja korkeus yli 13 m (se onkin maailman suurin). Sopivampi olisi esim. Wärtsilä 12V32 jonka generaattoriteho on 5 760 kW ja ominaiskulutus 175 g/kWh. Painoa on sitten 58.7 t ja mitat ovat: pituus 6.9 m, korkeus 4.1 m ja leveys 3 m. Kun tähän lisätään alusta ja kondensaattoripaketti sekä itse tykki, niin eipä tuosta kovin käytännöllistä kokonaisuutta maalla liikkumaan tulisi.
Kaasuturbiinilla päästäisiin parempaan teho/painosuhteeseen lisääntyneen polttoaineenkulutuksen kustannuksella (arviolta tuplamäärä verrattuna edellisiin). Wikipediasta löytyi pari esimerkkiä:
Bristol Proteus:
- Tehoa 2500 -3000 kW
- Paino n. 1300 kg
- Mitat: pituus n. 2.9 m, halkaisija n. 1 m
Rolls-Royce Marine Olympus:
- Tehoa 11000 – 17000 kW
- Painoluokka arviolta n. 3-4 tonnia
- Oli käytössä Turunmaa-tykkiveneessä
Isommassa aluksessa voisi siten löytyä tarvittava teho, ja laivaston käyttöön näitä oli USA:ssa ajateltukin.
Mutta ongelma oli sitten railgunin virtakiskojen nopea kuluminen. Tykissä virta kulkee virtakiskosta ammuksen kelkan (sabot) kautta toisen puolen virtakiskoon. Kiskossa kulkee iso virta (oletettavasti useita satoja ampeereita, ehkä jopa 1 kA: jos jännite olisi 10 kV niin silloin n. 540 A), joten sen pitää johtaa hyvin sähköä (muuten laitteesta tulee hitsauslaite). Hyvät sähkönjohteet kuten kupari ovat pehmeitä. Toisaalta sen pitäisi olla kovaa ainetta, jottei se kuluisi nopeasti. Kuulostaa hankalalta yhtälöltä.
Joten eipä tuosta tule meille tykkiä ihan vähään aikaan, jos koskaan.
Edit: "Tarkistuslaskennassa" havaittiin että nuo edellämainitut virta-arvot railgunin virtakiskossa tulee kertoa luokkaa 1000
olevalla luvulla jos jännite on oletetun suuruinen. Ammuksen matka-aika tykin putkessa kestää vain silmänräpäyksen:
Jos keskimääräinen nopeus on 1000 m/s ja putken pituus on 6 m, niin ajaksi tulee 0.006 s. Alkuperäiset arvot olivat
kondensaattoripakkaa lataavan generaattorin arvoja (latausaika 6 s). "Pieni" pilkkuvirhe siis