レールガン

ページ名：レールガン

登録日：2011/06/08(水) 10:43:03
更新日：2023/08/04 Fri 16:11:48NEW!
所要時間：約 12 分で読めます


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レールガンとは

火薬ではなく電磁力で弾体を加速・発射する大砲。
EMLの一種であり、日本語では「電磁投射砲」「電磁加速砲」と呼ばれる。
大事なことなので二度言うが、



『電磁投射砲』


もしくは


『電磁加速砲』


である



原理

基本原理は1900年頃から既に分かっていた。


　　　　←発射先 ━━━━━━━┳━←━┓＋の電極 　　《┏━━━┫≡　　↑ 　《《┃　弾　↓≡　　□←電源 　　《┗━━━┫≡　　↑ ━━━━━━━┻━→━┛－の電極

その根本理論は高校物理で習う、『フレミングの左手の法則』であり、電磁力で物体を加速する装置。
二本並べた「電極（レール）」の間に「弾（導体）」を挟み、そこに電流が流れると磁界が生じ、「弾を流れる電流の磁界」と「レールを流れる電流の磁界」が反発力を産み、弾が加速する。
導体と弾*1を分ける場合もある…というか、多くはそうする。


こう書くと複雑そうに見えるが、例えば銅の丸棒を3本用意し、二本を平行に並べ、


┃┃


その上にもう一本を置いて橋をかけ「H」型にする。


H


この最初に置いた左右の二本の間に十分な電流を流すと、真ん中に置いた一本が前後どちらかに転がっていく（方向は電流の向きで決まる）。
実際にやると火事やら感電やら色々危ないので注意が必要だが、銅の棒3本と電源で構成された装置で成立する至極シンプルな原理が元となっている。


理論上、弾はレールと電力が続く限りどこまでも（相対性理論により亜光速まで）加速可能。
そのため火薬の爆発力を用いる従来の砲よりも高速で弾丸を撃ち出せることになる。
更に火薬や燃料の場合に比べて問題になる薬莢やら文字通り爆発することによる爆発的廃熱などの問題*2を抑えることも望める。
弾そのものの小型化やら軽量化なども図れるだろう…などと銃身が長くなりがちな短所さえ除けば何だか至れり尽くせりに見える。


また、火薬（爆発）による推力と違って工夫せずとも弾の回転や速度を安定させることが出来るので施条（ライフリング）も不要。
（※ただし、発射後のことを考えると弾の形状は工夫する必要がある）




歴史

もちろん、そんな美味しい話を各国が放っておくはずもなく特にWW2の際、ドイツ・日本で研究されていた。
…しかし対空砲一個につき、発電所が二個必要との結果が出て挫折。
ついでに摩擦や電流を流した時の熱（ジュール熱）などで超音速発射すら出来なかったとの説すら…。


要は大量の電気を喰うので、最近になってようやく実用化の目処が立ち始めた。
実用化には小型かつ高出力電源装置が必須なので、本体と電源両方の開発が必要。
現在だと特に電源の開発が難航している模様で、まだまだ効率が良いものとは言い難いだろう。


他にも



弾が高速になると磁場が弾に追いつかなくなって…
表皮効果で抵抗値が爆上がりして…
レールが摩擦と熱で磨り減って…
大電流で熱が…


等々、フィクションに追い付くには山ほどの困難が立ち塞がっている。
熱問題に関しては通常の銃においても今でも完全に解決しているとは言えない部分であり、仮に初発が良くても連射性はどうなのか？という辺りも問題と言えるだろう。



アメリカ海軍は既に船に載っけて発射実験成功させており、AGSの後継として2020年には実用化させたいらしい。噂ではマッハ7で砲弾を発射できるとかなんとか。


もちろん自衛隊も開発を進めている。最終的に自走化を目指すとのこと。*3


その実験内容はYouTubeにあるので是非。


兵器化はできていないが、衝突実験用の装置としてなら実用化の例はある。


また兵器・装置として実用的なものを作るのが難しいというだけで原理自体は旧いものであるため、性能や実用性を無視すれば個人携行サイズで動作するものを、個人宅で作ることも可能である。
こちらも動画サイト等で実際に作ってみた人達の作品を拝むことができる。




用途

平和利用

宇宙開発では実用化されており、人工衛星等のスペースデブリ対策の実験用に、研究施設に据付けられたものが存在する。


将来的にはロケットの代わりに宇宙ステーションに物資を送る、宇宙空間に設置して宇宙船や探査機を他の星へ向けて発射するカタパルト／マスドライバーとしても期待されているとか。



兵器として

先述の通り、主に兵器としての研究が有名。
劣化ウラン弾×レールガンの組み合わせで驚異的な威力を発揮することは想像に難くないが、幸か不幸か実用化はされていない。
まあ劣化ウランは製造・運用側には結構大きな長所があるものの、使用後に問題を残すのでなるべく別の物で頑張ってくださいと言わざるを得ない。
威力が高まれば高まる程飛散が激しくなるので尚更やばい。


SDI（スターウォーズ構想…運動エネルギーによる弾道ミサイル迎撃システムとして）
戦車砲
艦砲
高射砲
対隕石砲
最終的には携行火器にも？


などなど。


SFのせいで凄まじい威力を持つ未来の超兵器のイメージがあるが、現実の最大のメリットはミサイル等と比較して弾が安くて高威力なことにある。
磁力にさえ反応すればどんなものでも飛ばせるので、早い話、銃弾は砲身に収まるサイズの鉄のカタマリでOK。
炸薬を用いない運動エネルギー弾（鉄芯）などの加速にも応用できる。
夢のない話である。やはり兵器などフィクションの中だけで十分だ…




混同されがちなもの

  • ごく稀に列車砲とも間違われるが、列車砲は「Railway Gun」となる。この項目に詳しくあるが、あっちは字義通り列車に大砲を乗っけたもの。
  • 漫画やアニメ的表現からレーザーやビームと誤解されることもあるが、弾はあくまでも実弾である。途中でビームになったりもしない*4。


ガウス砲

コイルガンとも呼ばれる。詳しくはEMLの項目で。


ガウス砲のレールガンとの違い

  • 弾に電気が流れない
  • 初速がゆっくりなので地球上では兵器に向いてない
  • 使用する電気が少ない
  • 家で作れる
  • 日本だと銃刀法違反にならn（※威力次第。殺傷できる威力があるものだと銃刀法にひっかかる）


リニアモーター

リニアモーターとは、電磁石同士の引き合いと反発を連続的に起こす事により加速・減速する機構の事。


リニア（ここでは砲とする）のレールガンとの違い

  • 砲身に大量の電磁石が必要
  • 弾にも電磁石が必要。
  • 砲身と弾の磁極を頻繁に切り替える必要がある
  • 家で作るのはなかなか難しい

以上より、「弾」が消耗品である兵器には不向き。
一方、再利用可能な「台車」の加速に用いるのであれば、カタパルト／マスドライバーとしての運用も可能と思われる。



フィクションでの例

ガンと付くだけあって主に武器として採用されることが多い。
近代軍事ものでは大抵凄まじい威力だが、SFやロボットものではエネルギー弾を発射したり必殺兵器だったり豆鉄砲扱いだったりと扱いにバラつきがある。
射程が長い傾向にあるとは思われる。
たまに「レールガンなのに弱いってのはおかしいのでは？」という意見も見られるが、レールガンはあくまでも弾を発射する方法に過ぎないので、既存の火砲と同等の性能で設計されているのなら何らおかしくはない。


一応兵器ではなく純然たる加速装置としてのカタパルトだとか、加速させ続けてワープだとかの応用を見せる時も有る。



個人携行型

  • イレイザー(映画)
  • フォーチュン（MGS2）
  • クライング・ウルフ（MGS4）
  • フランクリン・クリントン、マイケル・デサンタ、トレバー・フィリップス(GTA5)
  • GTAオンラインプレイヤー*5
  • Rorsch MK-1~MK-4(Battlefield4~2042)
  • QUAKE II以降のQUAKEシリーズ

兵器搭載型


カテゴリとしては『ACNX』で初登場。背部武器の一つ。
発射時にENを消費し、発射に1秒程のチャージ時間が入る代わりに高威力で非常に弾速が速いエネルギー系武器となっている。
呼称こそ「ガン」だが他のキャノン系武器と同様に二脚では構えが必要。
『ACLR』では手持ち版も登場したがシリーズ最悪クラスの産廃だった。
レールガンなのにEN属性な点については、上記手持ちレールガンの設定画に「粒子加速レール」という文字が見られる事から、
レールガンの原理で高エネルギー粒子を射出する武器である可能性がある。


『AC4』以降は実弾武器となり、発射前チャージが無くなった他、
『ACV』では同作のレーザーライフル系と同様のチャージ武器となるなど、
「発射時にENを消費する」「重量級武器」という点を除いて作品によってブレが大きいカテゴリとなっている。



固定砲台

巨大隕石ユリシーズから人類を守る為に造られた、8基セットの隕石迎撃砲。ユージア大陸の中央付近に設置され、大陸全土をほぼ射程内に収めている。
その名の通り、弾頭の撃発に火薬、加速に電磁力を使用したハイブリッド式。
複合方式としたのは撃発にまで電磁力を使用すると砲身が負荷に耐え切れずに溶け落ちるためである。




その他

多分レールガンという単語を一般人の間でも有名にした作品。
そもそもレールガンかどうか怪しい事例。
詳細は項目参照。
ここでは「超電磁砲レールガン」となっており、流行りすぎたためか一部メディアですらこっちの当て字を使ってしまった例があるほど。
片手でレールガン……？と疑問を抱かざるを得ないが、一応二本の電極を空中に擬似的に作って弾丸に接触させ続ければ可能…なのだろうか？
明らかにコイルガン(こっちは「妹達」の一人が使っている)やプラズマガンと称した方が描写に合っていると思われる。


こちらは「電磁抜刀レールガン」。明らかにレールガンとは言えないでしょうという事例。
詳細は項目を参照のこと。かっこよければいいんだよ！というノリだと思われる。
ファンタジーとして見るならあながち間違いとは言えない。


こちらは「電磁銃レールガン」。
ある事情から特異な帯電体質となり、オリハルコン製の鈍器を帯電させることで出来るようになった帯電させただけではレールガンにはなりませんよね？という事例。
しかしながらこのオリハルコンというのは凄い金属であり、そのせいでどうにか出来てしまった（他の金属では無理かもしれない）という可能性もある。
少なくともレールガンを実装する上での副次的な問題はトレインの超人っぷりとこの金属ならば問題にならない。


顎と腹部の間に磁場を発生させて攻撃エネルギーを撃ち出す「プチレールガン」を幼虫時代に使用。
25mのモスラ幼虫の何が「プチ」なのか、もはやレールガンと名前が同じだけの何か別の武器ではないのかという事例。


磁力を自在に操るモンスターであるルコディオラ、
その中でも辿異種と呼ばれる、異常なまでの磁力を扱えるようになった個体のみが使用する。
両翼を丸めて形成したレールの中央に砂鉄の塊を生成し、それを電磁力で射出する。
明言こそされていないものの、その原理はまさにレールガンそのものであり、
砂鉄の塊が地面を抉りつつ一瞬でエリアの果てまで飛んでいく様は圧巻。


  • 『猛射つ』／『禁断の魔術』の犯人(ガリレオシリーズ)

ある人物を殺害する為の凶器として使用。
『禁断の魔術』は短編『猛射つ』を改稿した長編であるが、レールガン周りの描写が多少違っている。







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  • 美琴の能力ならレールを使わなくても磁場を発生させられるから問題ないはず。 -- 名無しさん (2013-08-10 23:59:33)
  • ↑具体的にどんな形ではかは不明だが、3巻の一方さんに挑む辺りでレール形成して撃つみたいな描写があった記憶。 -- 名無しさん (2013-08-11 00:04:38)
  • ライダー超電磁ボンバー -- 名無しさん (2013-11-04 04:14:11)
  • 美琴のは幻想殺し関係でレールの長さについてよく議論されるな。禁書目録だと上条さんが防げるって言ってるだけだけど -- 名無しさん (2013-11-04 07:02:37)
  • レールガンといえば黒猫のビーム思い出す -- 名無しさん (2013-11-04 07:16:05)
  • ↑あんなもん実際に撃ったら反動とかどうなるんだろ？やっぱ携行火器には不向きだよなぁ。
    -- 名無しさん (2013-11-20 19:02:28)
  • レールガンと言えばやっぱりメタルギアジーク。 -- 名無しさん (2013-11-20 19:12:21)
  • ウティマさんの虐殺の銃… -- 名無しさん (2013-11-20 19:19:05)
  • エーコン04のストーンヘンジは画期的だったな。
    初期加速を従来の装薬で行い、砲身途中から電磁加速させる事で高初速、長射程、高威力でありながら消費電力と発熱量を抑制させてる。
    実際にやるには高度な電子制御が必要だから難しいだろうけど、一度ソフトウェア開発に成功さえすれば案外現実的なのかも知れんな。 -- 名無しさん (2013-11-20 20:04:15)
  • ↑実は支離滅裂な軍事設定で有名なISにも出て来るんだよ、その手のレールガン。 -- 名無しさん (2013-11-20 20:06:05)
  • A、ACのカスケード・レインジ…。 -- 名無しさん (2013-12-27 08:11:17)
  • 創作の世界では超強力な兵器としてよく扱われることが多いけど、しばしば『電磁力で弾丸を加速する』『荷電重金属粒子を電磁力で加速して発射する』『なんかビームっぽいのが高速で飛び出す』など、作者が知らないのか、はたまた演出重視なのか、ヘンテコな、レールガンと呼ばれるなにかがよく登場する -- 名無しさん (2013-12-27 08:33:34)
  • ラスジナ「…。」 -- 名無しさん (2014-01-03 12:00:01)
  • ↑×5ムカデ砲！ムカデ砲じゃないか！ -- 名無しさん (2014-01-03 12:05:31)
  • ↑俗に言うムカデ砲はあくまで多数の装薬燃焼室を持つ砲。初期加速のみを火薬で行うならムカデ砲の定義から外れるし、以降の加速を電磁力に頼れるならムカデ砲にする必要もない。 -- 名無しさん (2014-01-03 12:35:24)
  • ハンドレールガン(ボソッ -- 名無しさん (2014-03-12 20:30:08)
  • レールを用いてないから「レールガン」って言うのはおかしいんだよ御坂。一方通行の英語を「アクセラレータ」とか言う馬鹿はいるらしい・・・。 -- 名無しさん (2014-05-28 23:36:16)
  • R戦闘機の通常ショットもこれ。バイドは雑魚であっても、こんな超兵器を持ち出さないと倒せないのである。 -- 名無しさん (2014-05-28 23:43:36)
  • 創作の世界のものを真に受ける奴は痛い -- 名無しさん (2014-06-05 16:29:40)
  • ↑そうだね(便乗) -- 名無しさん (2014-06-05 18:15:49)
  • 砲身の冷却が問題なら単純すぎる発想けどペッパーボックスピストルみたいな形にすればいいなんてことを昔考えたことがある。 -- 名無しさん (2014-09-14 22:44:51)
  • ARMS、ガンダムSEEDあたりが有名か？ -- 名無しさん (2014-09-14 22:49:48)
  • 因みにメタルギアの世界では1980年代の時点で既に携行式レールガンが開発されているという……あの世界一体なんなんだ？！ -- 名無しさん (2014-09-30 11:49:43)
  • ちょいちょいハンデレールガンが挙がってて笑うｗ -- 名無しさん (2014-09-30 15:28:39)
  • ACX2のバラウールはレールガンじゃない… -- 名無しさん (2014-09-30 17:20:09)
  • ↑途中送信すまぬ。 レールガンの体裁を持った対空鈍器 -- 名無しさん (2014-09-30 17:21:27)
  • 個人的にレールガンが一番印象深い作品は「真・女神転生」。武器屋で普通に買える、高威力、優秀な攻撃回数、属性ルート問わず装備できるから、特殊弾使って数多のランダとギリメカラを打ち倒したわ -- 名無しさん (2014-10-21 08:18:30)
  • リニアガンもレールガンもライフリングする必要はないんだっけか。砲身と弾が密着してる必要もないのね -- 名無しさん (2014-10-21 08:52:13)
  • 美琴のはレールがどうこうよりも、反動どうしてんのかが一番の疑問。腕吹っ飛ぶでしょ -- 名無しさん (2014-12-13 14:01:17)
  • ↑4 接近すれば砲撃に当たることはない。→ｱﾝﾀﾚｪｽ -- 名無しさん (2015-02-11 23:28:41)
  • お前達は消去された -- 名無しさん (2015-02-11 23:57:07)
  • リニアモーターの項目に行けないぞ -- 名無しさん (2015-05-27 18:24:13)
  • ここまでラインバレルなし -- 名無しさん (2015-05-27 20:50:20)
  • ↑4 レールガンは原理上反動は生じない。後方にかかる力がないから。物理学的な意味での反動はレールつまり磁場を押し広げるかたちで発生するが、その反動そのものも強大な電力で押さえ込むのがレールガン。 -- 名無しさん (2016-10-20 08:03:27)
  • ↑弾を打ち出す以上反作用は受ける。レールには拡がる力が加わるのみだけど、砲全体には反動はあるよ -- 名無しさん (2017-04-05 12:56:03)
  • 科学的な話の中で唐突にフィクションのこと持ち出すからすごく読みにくいんだが。言及するならちゃんと作品名書いてリンク貼って後ろにもってこいよと。 -- 名無しさん (2017-04-29 21:56:27)
  • ↑回路図のとこの「とあるみたいに　～　かもしれない。」の部分かな？直してみるか。できれば具体的に問題の部分を示してくれると修正がしやすくて助かるのだが。 -- 名無しさん (2017-04-29 22:17:35)
  • 直してみた。大分構成をいじってしまったが… -- 名無しさん (2017-04-29 23:48:03)
  • 映画「イレイザー」に出てくる銃もレールガン。あんなものシュワちゃんに渡したらアカン。 -- 名無しさん (2017-04-30 08:14:55)
  • リュウの雷刃波動拳もレールガンに入りますかー？ -- 名無しさん (2017-04-30 09:14:38)
  • ↑何か名前が混ざっている気がするけど、単に帯電しているだけのはずだから関係ないと思う -- 名無しさん (2017-04-30 09:33:18)
  • 新旭日の大和武尊や実写TFリベンジの艦船搭載型の話も欲しいな -- 名無しさん (2017-04-30 12:40:34)
  • アトラスガンダムの主兵装がレールガンだったな。水中では撃てないからレールガンから放つ電流で機雷を避けるバリアみたいな使い方をしていたが、実際のレールガンでもそういうことできるのかな？ -- 名無しさん (2017-04-30 13:30:59)
  • 自分としては、レールガンといえばドラグナー。これではじめてレールガンを知った。 -- 名無しさん (2017-12-24 12:11:34)
  • 機龍さんの0式レールガンが一描写だけビームサーベルみたいに曲がったのには当時ちょっと笑った覚えがある。他では弾みたいな扱いだったし、あの場面から暴走スタートするし -- 名無しさん (2018-05-02 23:07:49)
  • ↑機龍のアームユニットがレールガンというのは映像が完成してからの後付け設定（1作目時点）で、スタッフは皆レーザー砲のつもりでデザインやら合成作業やらをしていた…という逸話があったりする -- 名無しさん (2018-05-02 23:11:55)
  • PS4版GTAVにも個人携行型レールガンが出てくる。 -- 名無しさん (2018-05-03 15:33:01)
  • え、最初に出てきたＨ型の簡単な奴でも危険なの！？Σ -- 名無しさん (2018-05-03 15:59:37)
  • ↑何も考えずにやると配線をショートさせることになるので火事やら火傷やらする可能性があるって話よ？ -- 名無しさん (2018-05-03 16:50:35)
  • 危険な速度ですっ飛んでくる銅の棒を想像して草はえた -- 名無しさん (2018-06-20 11:00:08)
  • ゲームとかだとレールがむき出しになってるデザインが多いけど実際やると外的要因で滅茶苦茶ブレそうだし現実的に考えたら普通の大砲とあまり変わらないデザインになりそうだよな -- 名無しさん (2018-09-16 04:02:47)
  • 劣化ウランは融点が低いので長距離高速で飛ばすと溶けちゃうぞ　タングステンの方がいい -- 名無しさん (2021-06-25 21:19:25)
  • トランスフォーマーリベンジにも出てたな -- 名無しさん (2021-10-11 13:37:06)
  • GTA5のオフライン主人公3人組やオンラインでもプレイヤーがたまに持てるレールガンも一応個人携行型に入る…かな? -- 名無しさん (2022-06-15 08:22:12)
  • ↑2　シモンズのおじさんと艦長のやり取りは笑えるが、その後のデバステーター相手の大金星はすごかったね -- 名無しさん (2023-05-17 23:16:09)

#comment

*1 「投射物」または「プロジェクタイル」とも呼ばれる
*2 火薬などは使い勝手こそ良いものの短所も多く、古くから動作不良・事故・有害性にそれらを乗り越えるための改良などの逸話は数え切れない。
*3 自走化できるということは艦載砲にも固定砲台にもできるということである
*4 但し、「プラズマ化した(してしまった)弾頭を発射している」「レールガンの技術を利用したレーザー砲である」なら、実弾ではないレールガンも全く不自然ではない
*5 以前は一部のミッション中のみで常用は不可だったが、現在は購入が可能
*6 改造により主砲をレールガンに換装可能な戦車

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