Railgun


Laatst aangepast: 14-04-2014

Een railgun of railkanon is een elektromagnetisch kanon en kan projectielen afvuren met zeer hoge snelheden (21.000 km/ uur moet haalbaar zijn). Het wapen is nog in ontwikkeling. Het kan worden toegepast als anti-tankwapen en tegen lucht- en zeedoelen. In een andere vorm kan een railgun ook tegen landdoelen op grote afstand worden ingezet; het kan een bereik halen van 400 km.
Het Nederlandse onderzoek naar het railkanon is eind jaren '90 stopgezet in verband met bezuinigingen. De Verenigde Staten is doorgegaan met het wapen en zal in 2016 de eerste tests op zee gaan uitvoeren.


Railgun
Railgun (foto: US Navy)

Uitontwikkeld
De huidige kanons zijn zo goed als uitontwikkeld. Niet voor niets zijn ze de afgelopen decennia nauwelijks meer veranderd, waar andere wapensystemen vaak enorme ontwikkelingen doormaakten. Alleen de munitie kan nog verder worden ontwikkeld, bijvoorbeeld met geleide granaten die richting een doel te sturen zijn en een groter bereik hebben dan een standaard kanon.

Een belangrijk nadeel van de bestaande kanons is dat de snelheid van de afgevuurde granaten niet verder op te voeren is. Volgens de Wikipedia pagina's van het 76mm Oto Melarakanon en de 30mm Goalkeeper, zijn de snelheden van hun granaten respectievelijk 905 m/s (3258 km/u) en 1109 m/s (3992 km/u). Een granaat die zo'n 4.000 km per uur gaat, vliegt natuurlijk aardig rap. Maar ook de tegenstanders gaan hard; de hypersonische BrahMos 2 haalt snelheden van bijna 9.000 km/u. Dat betekent dus dat je vrij ver vr zo'n inkomende raket moet mikken, in de hoop dat hij rechtdoor vliegt. En dat laatste doen moderne kruisvluchtwapens vaak niet.

Ook het bereik van de huidige kanons is beperkt. Dit kan dus door nieuwe munitie wel worden opgevoerd, maar ook daar zijn grenzen aan. Daarom wordt al jaren gezocht naar nieuwe wapensystemen. En daarvan is de railgun.



Kanon met rails
Een railgun is een elektromagnetisch wapen. Het principe achter het railkanon is gebaseerd op de Lorentzkracht: de kracht die op een lading wordt uitgeoefend door een elektromagnetisch veld.

Het af te vuren projectiel wordt tussen rails geplaatst. Met elektriciteit wordt een sterk magnetisch veld in de rails ontwikkeld, zodat het projectiel zich naar de monding van de loop beweegt. Het voordeel van dergelijke kanons is dat er geen explosieven nodig zijn, het kanon werkt op elektriciteit. Dit is een stuk veiliger; geen opslag van explosieven meer.

Een ander voordeel is dat de snelheid van het projectiel enorm hoog kan liggen: theoretisch is er geen bovengrens. Snelheden van ruim 21.000 km/ uur moeten mogelijk zijn. Ook het bereik kan enorm worden vergroot vergeleken met de conventionele kanons, afstanden van 100 tot meer dan 400 kilometer worden genoemd. Ondanks een groter bereik is door een hogere snelheid de precisie beter: het projectiel is kortere tijd in de lucht en wordt dus korter benvloed door bijvoorbeeld zijwind.

Door de hoge snelheid kunnen de projectielen metalen voorwerpen zijn, zonder explosief. Want dankzij de snelheid is zelfs alleen de impact van een stuk metaal gigantisch. Toch kunnen de projectielen klein blijven en zijn zij veel goedkoper dan raketten. Daar komt bij dat als er geen explosief in het projectiel zit, de verdedigende partij het niet door een treffer van een raket of patroon van bijvoorbeeld een Goalkeeper vroegtijdig kan laten ontploffen. De verdediging tegen een railgun is dus enorm lastig. Aan de andere kant kan een railgun juist gebruikt worden als verdediging. In het Marineblad van augustus 2011 werd bijvoorbeeld gesproken over een elektromagnetische Goalkeeper.

Railkanon TNO
Het railkanon in het Laboratorium voor Pulsfysica te Delft met onderzoeksleider dr. W.J. Kolkert. (foto: Alle Hens juli 1990)

Onderzoek
Het idee van een railkanon is al bijna 100 jaar oud. In 1918 testte een Franse uitvinder een vroege versie van een railkanon. Daarna volgden in de jaren '40 Duitse onderzoekers die een eerste werkend railkanon bouwden. Daarna werkten vele onderzoekers aan een railkanon, maar de techniek schoot destijds tekort. Het railgunonderzoek raakte steeds verder uit zicht. Tijdens de Koude Oorlog ontstond de behoefte aan nieuwe wapensystemen en werd een uitvinding gedaan die een railgun als echt in te zetten wapensysteem mogelijk maakte. Rond 1975 werd, onder druk van de Amerikaanse landmacht, het railkanononderzoek weer nieuw leven ingeblazen.

In 1983 en 1984 werkte de Nederlandse onderzoeker dr. W.J. Kolkert aan een railkanononderzoek in de Verenigde Staten bij de landmacht. Bij zijn vertrek uit de VS ontving hij de toezegging dat hij steun zou krijgen wanneer hij in Europa met zijn onderzoek zou doorgaan. Kolkert diende vervolgens een voorstel in bij de Hoofdgroep Defensie Onderzoek TNO.

In 1987 werd een overeenkomst met de Amerikanen ondertekend. De VS (de Strategic Defense Initiative, om precies te zijn) leverden apparatuur ter waarde van 10 miljoen gulden. TNO investeerde zelf, uitgesmeerd over vijf jaar, veertien miljoen gulden in het railgunproject. Wel werd afgesproken dat de Amerikanen zouden meeprofiteren van de resultaten van het onderzoek. De Nederlandse onderzoekers zagen de railgun niet als een puur maritiem wapen; het zou een toekomstige Goalkeeper kunnen worden, maar ook een nieuw tankkanon. De Amerikanen dachten in het begin vooral aan een ruimtekanon dat ballistische raketten (die vliegen deels door de ruimte) moest kunnen uitschakelen.

En van de technici die nauw bij het Nederlandse railgunonderzoek betrokken was, was KLTZE b.d. J.M.A. Pijls. Volgens de marineofficier was n van de uitdagingen destijds de looperosie. Na een paar schoten was de loop al zover versleten dat het projectiel "rammelend" naar buiten zou gaan.

Op 24 augustus 1988 wist het Nederlandse onderzoeksteam in het nieuwe laboratorium voor Pulsfysica van TNO een eerste succes te boeken. In de testopstelling werden kort na elkaar vijf blokjes aluminium met hypersonische snelheid afgevuurd over een afstand van 3 meter. Dit was de Europese primeur van een repeterende elektromagnetische lancering.
Het Nederlandse project werd echter rond 1997 stopgezet in verband met bezuinigingen.

In Amerika ging men verder. Het Naval Surface Warfare Center testte in 2006 een eerste prototype en vier jaar later werd een verder ontwikkelde railgun getest, dat veel meer lijkt op een uiteindelijk in te zetten wapen. In 2016 zal aan boord van USNS Millinocket een railgun worden geplaatst voor de eerste tests op zee.

De Amerikaanse marine verwacht in 2018 een railkanon op een echt marineschip te kunnen plaatsen.



Voor- en nadelen
Een overzicht van de voordelen van de railgun:
- hoge snelheid en daardoor in te zetten als verdediging tegen moderne kruisvluchtwapens;
- kortere tijd in de lucht (waardoor het projectiel minder lang wordt benvloed door wind en draaiing van de aarde);
- hoog penetrerend vermogen;
- geen explosieven (magazijnen aan boord van schepen met explosieven kunnen verdwijnen, in het verleden zijn veel schepen gezonken na treffers in hun munitiemagazijnen);
- kleinere munitie (de projectielen zijn veel kleiner dan raketten en veel granaten);
- langer vuren (door kleinere projectielen, kunnen er meer dicht bij het wapen worden opgeslagen, dus het bijvullen van het kanon is makkelijker); - voor zeer veel doeleinden in te zetten;
- goedkoper (de ontwikkelkosten zijn nog hoog, maar de projectielen zijn straks goedkoper dan raketten);
- moeilijk te verdedigen.

Natuurlijk zijn er ook nadelen verbonden aan een nieuw wapen. Veel is er nog niet over bekend. Fabrikanten houden die uit marketingoogpunt mogelijk stil, maar er is natuurlijk ook nog geen ervaring mee.

Een aantal te verwachten nadelen:
- vrijkomen van ozon (dit is een zeer giftig gas dat vrijkomt na een elektrische ontlading);
- grote condensatoren (soort batterijen die veel ruimte in beslag nemen);
- groot magnetisch veld (en dat is niet altijd goed voor bijv. computers);
- in handen van organisaties en landen met "verkeerde" bedoelingen kan een railkanon bedoeld voor de lange afstand een geducht wapen zijn. Dat kan een kruisvluchtwapen ook zijn, maar dat is vaak veel te duur en te geavanceerd. Het vanaf zee bestoken van een opstandig gebied met een Tomahawk is voor menig regime onhaalbaar, maar met een railkanon (met een bereik van 400km) dat goedkope projectielen vuurt in de toekomst misschien wel.

Bronnen
- Maat van de, P. en Gallant, J., Goalkeeper: AOWleeftijd bereikt?, augustus 2011, pp 12-17
- Pijls, J.M.A., Kanonsystemen in de toekomst; Marineblad, juni 1994, pp 194-199
- Zwet, van, H., Hyperkanon in wording; Alle Hens, juli 1990, pp. 19-21




Marineschepen.nl
Contact
Over deze site
Blijf op de hoogte via:
Twitter
Facebook
Flickr
Copyright
Alle rechten voorbehouden.

Sinds 13 augustus 2001



Menu
Dossiers

Gerelateerde artikelen
Railguntests in 2016
Railgun getest in 2012