Die chinesische Railgun wurde 2018 erstmals gezeigt.
Chinas Doppel-Railgun soll Reichweite von 400 km haben
Bereits im Jahr 2018 hat China eine Railgun auf einem Schiff der chinesischen Marine verbaut. Mehr als 50.000 Tests und Hunderte Fehlschläge waren nötig, um das System zum Laufen zu bringen. Der Fokus lag dabei auf dem elektromagnetischen Antriebssystem der Waffe.
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Bei einer Railgun wird nämlich ein Schlitten entlang von 2 parallel laufenden Schienen beschleunigt. Das geschieht, indem Strom durch Schienen und Schlitten geleitet wird. Dieser Strom verursacht Magnetfelder, die den Schlitten, der das Projektil anschiebt oder Teil des Projektils sein kann, nach vorne beschleunigt.
Wird der Strom zu stark, kann sich das Metall verflüssigen. Nicht nur der Schlitten wird dadurch beschädigt, auch das Schienensystem kann abgetragen werden, was die Haltbarkeit drastisch reduziert.
Die von China auf einem Schiff getestete Railgun
© Twitter/@xinfengcao
Projektilmasse verdoppelt
Die chinesische Railgun ist daher auf Projektile mit einem Gewicht von maximal 15 Kilogramm beschränkt. Sind sie schwerer, ist mehr Strom für den Aufbau der Magnetfelder nötig. Dieser würde allerdings das Material der Railgun beschädigen.
15 Kilogramm schwere Projektile sind allerdings viel zu leicht, um gegnerische Schiffe zu versenken. Die Sprengköpfe von Seezielflugkörpern wie zum Beispiel die US-amerikanische Harpoon oder die norwegische Naval Strike Missile (NSM) wiegen 120 (NSM) bis 220 Kilogramm (Harpoon).
Die Lösung aus China: Man kombiniert einfach 2 Railguns miteinander. Anstelle von 2 Schienen hat man somit 4 Schienen, und damit auch fast die doppelte Kraft, mit der das Projektil beschleunigt wird. Laut der South China Morning Post sollen damit 30 Kilogramm schwere Projektile auf eine Geschwindigkeit von Mach 7 (ca. 8.640 km/h) beschleunigt werden.
Was ist eine Railgun?
Die Railgun funktioniert ähnlich wie ein Katapult. Ein Schlitten läuft zwischen 2 Schienen – daher auch der Name Railgun (rail = Schiene). Eine Schiene ist positiv, die andere negativ geladen. Durch den stromleitenden Schlitten wird der Kreislauf zwischen den beiden Schienen geschlossen.
Dadurch entsteht ein Magnetfeld. Dies erzeugt Lorentzkraft, bei der ein Magnetfeld Kraft auf bewegte Ladungen ausübt. Der Schlitten wird dadurch beschleunigt, entgegen der Richtung der Energiequelle, also hin zur Mündung der Railgun. Das Projektil auf dem Schlitten wird dadurch mit extrem hoher Geschwindigkeit weggeschossen.
Vorteile von Railguns:
- Mehr als die 10-fache Reichweite eines normalen Geschützes
- Gelenktes Railgun-Projektil kostet weniger als 20 Prozent einer Rakete
- Platz- und Gewichtsersparnis bei der Munition: Treibladungen für Granaten/Geschosse sind nicht mehr notwendig
Nachteile von Railguns:
- Hohe Hitze beim Schießen beschädigt Schienen und andere Bauteile und reduziert so die Haltbarkeit
- Leistungsstarke Railguns sind noch zu groß, um sie mobil einsetzen zu können
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Aus 2 Us wird ein X
Als Projektile für die chinesische Railgun wurden bisher sogenannte "U-Armaturen" verwendet. Dabei handelt es sich um U-förmige Projektile, die seitlich, wo sie an den Schienen entlanglaufen, abgeflacht sind. Bei der neuen Methode werden 2 solcher U-Armaturen um 90 Grad versetzt hintereinander angebracht.
Von vorne, also wenn man in den Lauf hineinschaut, hat das Projektil eine X-Form. Zwischen den 2-Armaturen befindet sich ein Isolator, damit kein Kurzschluss entsteht.
Die Doppelarmatur für die X-Railgun. Rot eingezeichnet die U-Form der einzelnen Armaturen.
© PLA Army Engineering University
Die erste U-Armatur wird dabei beispielsweise von den elektrifizierten Schienen oben und unten angetrieben, der zweite von den Schienen links und rechts. Die magnetischen Felder der 4 Schienen stören sich nicht gegenseitig, da sie senkrecht zueinander stehen und sich somit ignorieren, so die Forscher.
400 Kilometer Reichweite
Mit diesem Design kann die Leistung einer Railgun mit "bewährter Technik" erhöht werden, schreiben die Forscher. Da ein 30 Kilogramm schweres Projektil allerdings immer noch nicht genug ist, um bei einem Schiff großen Schaden zuzufügen, wollen die Forscher in einem weiteren Schritt die Projektilmasse auf 60 Kilogramm erhöhen. Diese würde ein 400 Kilometer entferntes Ziel in nur 6 Minuten treffen und beim Aufprall immer noch eine Geschwindigkeit von über Mach 4 (ca. 4.900 km/h) vorweisen.
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Die Forscher haben sich bereits ein Patent auf ihre "elektromagnetische Railgun mit X-förmiger Armatur" geben lassen. Bislang wurde allerdings kein solches Projektil jemals abgefeuert. Denn es gibt noch ein Problem, das überwunden werden muss.
Noch nicht getestet
Auch wenn sich senkrecht stehende Magnetfelder eigentlich ignorieren, kann durch die Nähe der Leiter ein sogenannter "Proximity-Effekt" (Nachbarschaftseffekt) entstehen, bei dem die Stromverteilung in den Leitern geringfügig schwankt. Dieser Proximity-Effekt führt ebenfalls zu einem Temperaturanstieg, der die Langlebigkeit der Schienen negativ beeinflussen kann.
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