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Il cannone elettromagnetico è un dispositivo progettato per accelerare proiettili metallici a velocità estremamente elevate utilizzando l’accelerazione magnetica o elettromagnetica

Cos’è il cannone elettromagnetico? Il cannone di Gauss, noto anche come coilgun o cannone magnetico, è un dispositivo progettato per accelerare proiettili metallici a velocità estremamente elevate utilizzando l’accelerazione magnetica o elettromagnetica. Il suo nome deriva da Carl Friedrich Gauss, il matematico che ha sviluppato le descrizioni matematiche dell’effetto magnetico impiegato in questi acceleratori magnetici.

Questi cannoni di Gauss sono composti generalmente da una o più bobine disposte lungo una canna in modo tale che il percorso del proiettile accelerato sia allineato con l’asse centrale delle bobine. Le bobine vengono attivate e disattivate in una sequenza temporizzata precisa, generando forze magnetiche che accelerano rapidamente il proiettile lungo la canna. È importante notare che i cannoni di Gauss differiscono dai railgun, o “cannoni a rotaia“, in quanto la direzione di accelerazione nei railgun è perpendicolare all’asse centrale dell’anello di corrente formato dai binari conduttori.

Inoltre, i railgun solitamente richiedono il contatto diretto con il proiettile o il sabot per consentire il passaggio di una grande quantità di corrente elettrica, mentre i cannoni di Gauss non richiedono necessariamente questo tipo di contatto. Sebbene il cannone di Gauss possa utilizzare proiettili ferromagnetici o proiettili a magneti permanenti, molti dei progetti per raggiungere elevate velocità incorporano una bobina direttamente nel proiettile stesso.

Cos’è il Cannone elettromagnetico

Il cannone elettromagnetico, noto anche come EM railgun, rappresenta un avanzato sistema d’arma sviluppato dagli Stati Uniti con applicazioni prevalentemente navali. Questo innovativo dispositivo sfrutta i principi dell’elettromagnetismo per lanciare proiettili ad altissime velocità e lunghe distanze.

Il cannone elettromagnetico si basa su un processo di accumulo e rilascio di energia elettrica:

• Generazione di energia: Per operare, il cannone richiede una fonte esterna di energia elettrica. Questa energia viene prodotta a bordo della nave, di solito da generatori specializzati. In questo caso, è necessario un’enorme quantità di energia, circa 25 megawatt (MW), equivalente a quanto consumerebbero circa 19.000 case. Questa è una delle sfide principali nella realizzazione di cannoni elettromagnetici, poiché solo alcune classi di navi, come i cacciatorpedinieri Zumwalt, sono in grado di generare questa quantità di energia.
• Accumulo di energia: Una volta generata l’energia necessaria, questa viene accumulata nei condensatori del cannone. Questi condensatori sono in grado di immagazzinare grandi quantità di energia in breve tempo.
• Generazione di campo elettromagnetico: Il cannone è costituito da due lunghi binari, uno caricato positivamente e l’altro negativamente. Quando l’energia accumulata nei condensatori raggiunge il livello desiderato (circa 32 megajoule), viene rilasciata improvvisamente attraverso i binari. Questo rilascio di energia crea un campo elettromagnetico intorno ai binari.
• Lancio del proiettile: Il proiettile, che è in realtà un proiettile non esplosivo contenente pallottole di tungsteno, viene posto all’interno di questo campo elettromagnetico. Il campo esercita una forza accelerante sul proiettile, spingendolo lungo i binari ad altissima velocità.
• Mira tramite GPS: Per migliorare la precisione, la US Navy sta sviluppando un sistema di puntamento basato sul sistema GPS, in modo che il cannone possa essere utilizzato anche come arma antimissilistica.

Questo tipo di cannone è noto per la sua straordinaria velocità e gittata. I proiettili possono superare i 7.000 chilometri orari e coprire distanze di oltre 185 chilometri. La sua potenza distruttiva è notevole, ma la principale sfida tecnologica rimane la produzione dell’enorme quantità di energia richiesta per il suo funzionamento.

La Cina testa il cannone elettromagnetico più potente al mondo

La marina cinese sta attualmente conducendo test su quello che è considerato il cannone elettromagnetico più potente al mondo. Questa arma innovativa funziona tramite l’energia elettromagnetica, consentendo di lanciare proiettili con una straordinaria velocità e precisione.

In un recente test pubblico, il cannone elettromagnetico è stato in grado di accelerare un proiettile dal peso di 124 kg da 0 a 700 km/h in meno di 0,05 secondi, secondo quanto riferito dagli scienziati coinvolti nel progetto. Questo è il proiettile più pesante mai utilizzato in un test con un cannone elettromagnetico. Sebbene i dettagli precisi sulle dimensioni e sulla portata dell’arma rimangano classificati, un proiettile che viaggia a tale velocità potrebbe colpire obiettivi situati a chilometri di distanza.

I cannoni elettromagnetici sono noti anche come cannoni Gauss o acceleratori magnetici. Queste armi sono caratterizzate da una serie di bobine disposte lungo la canna, ciascuna delle quali crea un “livello” di energia. Le bobine vengono attivate in sequenza per generare un campo magnetico che solleva e propelle il proiettile in avanti. Durante il lancio, il proiettile rimane sospeso al centro delle bobine, il che contribuisce a mantenerlo su una traiettoria rettilinea e previene il contatto con le pareti della canna. Questo sistema consente di sparare ripetutamente e rapidamente senza causare eccessiva usura ai componenti.

I cannoni elettromagnetici hanno il potenziale per rivoluzionare il modo in cui le guerre vengono combattute, consentendo attacchi più rapidi, precisi e distruttivi contro obiettivi nemici. Inoltre, potrebbero essere utilizzati per lanciare missili o veicoli spaziali in orbita terrestre.

Nonostante la tecnologia esista da decenni, la sua realizzazione su scala più grande e potente è stata resa difficile dalle sfide legate ai materiali e all’elettronica. Tuttavia, la Cina sta facendo progressi significativi in questo campo.

Attualmente, uno dei dispositivi più grandi simili a questo cannone è un dispositivo di prova per un mortaio a spirale elettromagnetica calibro 120 mm situato presso i Sandia National Laboratories negli Stati Uniti. Questo dispositivo può sparare proiettili con un peso di 18 kg ed è uno dei più grandi mai costruiti.

Secondo uno studio condotto da scienziati israeliani e pubblicato sulla rivista Scientific Reports nel gennaio 2023, la maggior parte dei sistemi simili in tutto il mondo può sparare proiettili con un peso di pochi grammi e un diametro di pochi millimetri. Tuttavia, l’efficacia di questi cannoni è direttamente correlata alle loro dimensioni. Maggiore è la dimensione del cannone a spirale, maggiore è la sua capacità di sparare proiettili simili a quelli utilizzati nell’artiglieria tradizionale, come quelli da 155 mm impiegati dalle forze armate statunitensi.

Secondo il team di scienziati cinesi guidato dal professor Guan Xiaocun dell’Università Navale di Ingegneria, il cannone a bobina offre una serie di vantaggi rispetto all’artiglieria tradizionale. Questi vantaggi includono una maggiore velocità di lancio, costi operativi inferiori e tempi di preparazione più brevi. Gli esperti affermano che questa tecnologia potrebbe portare a scoperte rivoluzionarie in termini di velocità, portata, potenza, precisione, sicurezza, flessibilità e affidabilità, e potrebbe trovare applicazione in una serie di settori, tra cui i sistemi d’arma, i satelliti in orbita terrestre bassa e i lanci di missili ad alta velocità.

Mentre il cannone elettromagnetico cinese è ancora in fase di test e non è chiaro quando o se verrà schierato in campo, la Cina ha dimostrato un forte impegno nello sviluppo di questa tecnologia e nell’uguaglianza con le potenze mondiali, come gli Stati Uniti.

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