Никакой взрывчатки. Так вылетает из электромагнитной рельсовой пушки снаряд, разогнанный в считанные мгновения с нуля до 2,5 километров в секунду (фото с сайта navy.mil).
Какова кинетическая энергия большого самосвала, с горкой гружёного песком и разогнанного до 100 километров в час? Такова была энергия снаряда, выпущенного вчера из электромагнитной пушки ВМС США. И ведь тест проходил лишь на трети её полной силы.
31 января 2008 года в исследовательской лаборатории ВМС США (Naval Surface Warfare Center), расположенной в Далгрене (Dahlgren), успешно проведены испытания самой мощной в мире электромагнитной пушки (Electromagnetic Railgun - EMRG) на рекордном (для "рейлганов") уровне энергии выстрела в 10,64 мегаджоуля.
Джим Пойнор (Jim Poynor), инженер Naval Surface Warfare Center, инспектирует самый мощный в мире "рейлган" (фото John F. Williams/U.S. Navy).
Заметим, два с половиной километра в секунду, это не самая большая скорость, достигнутая в опытах с "рейлганами". Так, на схожей (по устройству, но не по размеру) пушке в университете Канберры (University of Canberra) учёные разгоняли снаряд до 5,9 километров в секунду. Вот только весил он всего 16 граммов – несравнимо меньше, чем снаряд в американской установке (свыше 3 килограммов).
Это ещё далеко не боевая система, но хорошее к ней приближение.
Когда инженеры и учёные закончат проект аналогичной корабельной установки, она должна будет выбрасывать снаряд, используя энергию уже в 64 мегаджоуля.
По некоторым данным, скорость вылета снаряда корабельной рельсовой установки может достигать почти 6 километров в секунду. Причём вес "ядра", принятого для такой морской пушки, может быть, к примеру, выше, чем вес болванки, разгоняемой в тестовой установке. Но он же будет значительно ниже, чем вес снарядов для современных корабельных орудий главного калибра.
Это, по мнению разработчиков комплекса, позволит эсминцам и линкорам брать с собой больший боезапас (считая не по весу, а по числу выстрелов).
В любом случае, цель военных - получить электромагнитное рельсовое орудие, способное уничтожать морские и наземные цели на большом расстоянии. По плану специалистов ВМС США (US Navy), скорость его снаряда в момент соударения с объектом (при полёте в атмосфере тело, конечно, тормозится) должна составлять не менее 5 махов или 1,7 километра в секунду!
Достаточно большая величина, чтобы массивный и прочный "молоток", и без всякой взрывчатки, пробил в цели здоровенную дыру, разрушил объект, пронзив при этом толстый лист стали или бетонную стену, или даже проник в не слишком глубокий подземный бункер. Разумеется, такой снаряд можно ещё и взрывчаткой начинить.
Скорострельность корабельной установки EMRG должна составить от 6 до 12 выстрелов в минуту.
Схема "рейлгана". Показан дизель-генератор, который в течение некоторого времени заряжает колоссальный набор конденсаторов (серый квадрат). Последние в момент выстрела подают напряжение на два параллельных рельса суперпушки (иллюстрация с сайта military.com).
Как устроен "рейлган"? Его ствол оборудован двумя параллельными металлическим пластинами, на которые при выстреле подают электрический ток в миллионы ампер.
Этот ток создаёт вокруг рельсов магнитное поле. Снаряд движется между рельсами, причём позади него размещена специальная вставка, которая как раз и замыкает цепь между двумя пластинами. В этой вставке ток также наводит сильное магнитное поле, которое взаимодействует с полем вокруг рельсов, разгоняя "арматуру" и, следовательно, снаряд.
DefenseTech пишет, что дальнобойность электромагнитных орудий для перспективный кораблей США должна составить 250 морских миль (463 километра), а по заданию военных она должна составлять "по меньшей мере 200 миль" (370 километров), что в разы больше, чем у традиционных пороховых орудий.
DD(X) должен быть оснащён разным оружием, в частности, крылатыми ракетами с вертикальным стартом (из шахты). Запуск одной из них и показан на рисунке (иллюстрация с сайта ddxnationalteam.com).
Такую же и куда большую дальность могут обеспечить крылатые ракеты, но у них ниже скорость полёта, а значит – больше времени от принятия решения до уничтожения цели. Так что электромагнитная пушка может дать кораблю определённое преимущество перед противником.
Согласно Military.com, "рейлган" может получить эсминец XXI века DD(X), разрабатываемый совместно компаниями Northrop Grumman, Raytheon, Lockheed Martin, General Dynamics и BAE Systems.
По информации Naval Surface Warfare Center, ВМС США, возможно, получат на вооружение корабли с EMRG в 2020-2025 годах.
В фантастическом фильме "Стиратель" (Eraser) электромагнитную пушку можно было поднять на руках, и даже удержать две таких. А вот инженеры крупных компаний чаще "помещали" такое оружие в "танки будущего", понимая, сколько оно на самом деле может весить. В конце концов, специалисты пришли к выводу, что наибольшего толка от "рейлганов" можно добиться только в очень большом масштабе, а потому им прямая дорога на борт кораблей (кадр с сайта trailerfan.com и иллюстрация Lockheed Martin с сайта military.com).
От исследовательской лаборатории ВМС США нам остаётся ждать тестов "рейлгана" на полной мощности.
Привет от Quake 3 Arena
Рельсотрон (Railgun), или в простонародье «рельса» - импульсный электродный ускоритель масс, принцип действия которого объясняется с помощью силы Лоренца, превращающей электрическую энергию в кинетическую. Является перспективным оружием, имеющим ряд преимуществ перед классической компоновкой на базе химического взрыва. И боевые испытания этой красавицы уже не за горами.
Принцип действия и ограничения
Рельсовая пушка использует электромагнитную силу, называемую силой Лоренца, чтобы разогнать электропроводный снаряд, который изначально является частью цепи. Иногда используется подвижная арматура, соединяющая рельсы. Ток I, идущий через рельсы, возбуждает магнитное поле B между ними, перпендикулярно току, проходящему через снаряд и смежный рельс. В результате происходит взаимное отталкивание рельсов и ускорение снаряда под действием силы F.
Одна из проблем рельсотрона заключается в том, что для изготовления его снарядов необходим материал с максимально возможной проводимостью, т.к. для создания движущей силы по рельсам пускается очень мощный моментальный разряд тока. Если материал снаряда обладает недостаточной проводимостью, он может испариться в рельсотроне под воздействием силы тока еще до выхода из пушки.
Второй ограничитель - источник питания. В ближайшее время ВМФ США планируют провести испытания рельсотрона на базе корабля (только корабль на сегодняшний день может выдержать выстрел из этого оружия). Для залпа из современного рельсотрона требуется импульс в 25 (!) мегаватт. Один из кораблей ВМФ США, который проектировался специально с учетом возможности комплектации рельсотроном, оснащен силовыми установками на 78 мегаватт, а самым распространенным значением эл. мощности установки на корабле является цифра в 9 мегаватт. Для одного выстрела рельсотрона требуется почти 30% мощности установки спец. корабля флота. Об использовании данного типа вооружения на рядовых судах и думать не стоит.
Видео с экспериментальной установки ВМС США:
Вопрос в зал: откуда взялась огненная вспышка на выходе? :)
Иногда, для придания снаряду рельсотрона наибольшей начальной скорости, при наличии которой выстрел будет более эффективен, производят химический взрыв (детонация пороха, к примеру). Утрируя, рельсотрон можно использовать как «ускоряющую насадку» для орудий, повышающую скорость снаряда на выходе. Но я бы не рискнул пропускать такой ток через взрывчатку.
Непроводящий снаряд
Существует еще одна разновидность рельсотрона, в которой используется непроводящий снаряд. В описываемом случае рельсы замыкаются не самим снарядом, что ведет к образованию силы Лоренца, а отдельно, за снарядом, образуя дуговой разряд. Последний приводит к испарению снаряда и образованию реактивной струи, которая, продвигая снаряд по рельсам, разгоняет его.Не путать с пушкой Гаусса
Пушку Гаусса и рельсотрон очень часто путают. Причина тому сходная природа работы этих устройств, но они используют разные подходы и электро-физические законы для разгона снаряда. В рельсотроне реализовано использование силы Лоренца или реактивной струи, а в пушке Гаусса - использование электромагнитных полей. Снаряд из ферромагнетика разгоняется по диэлектрической трубке через ряд соленоидов, при включении образующих магнитное поле, которое «проталкивает» снаряд из ферромагнетика вперед.
Пушка Гаусса имеет КПД значительно ниже, чем рельсотрон, поэтому военными данный принцип для создания оружия не рассматривается.
Так почему же такой сложный рельсотрон такой вкусный для военных?
Все до банального просто - деньги. «Рельса» способна вести огонь на дистанцию до 180 км уже сегодня, а в будущем планируется выход на показатели до 400 км. На подобные расстояния вести огонь возможно только при помощи ракет, каждая из которых стоит миллионы долларов, плюс ко всему с ними умеют бороться. Рельсотрон уже сейчас может вести огонь снарядами массой 2-3 кг, что при скорости до 2000-2500 м/с приводит к колоссальным разрушениям. Сам же снаряд стоит порядка $20-25 тыс, по сравнению со стоимостью ракет - бесплатно, а транспортировка и эксплуатация подобных боеприпасов - одно удовольствие: боекомплект не сдетонирует, никаких проблем с погрузкой, никаких ЧП из-за человеческого фактора (если, конечно, кто-нибудь ее не уронит себе на ногу).Ученым осталось решить вопрос только с источником питания, т.к. строить корабли конкретно под «рельсу» очень затратно (энергоустановка в 70 мегаватт - это энергопотребление небольшого города). Как только будет решен вопрос питания мы сможем увидеть рельсотроны на вооружении. И как бороться с трехкилограммовой болванкой, летящей на скорости в 7 Махов и способной потопить корабль - не понятно.
Сила Ампера действует и на рельсы, приводя их к взаимному отталкиванию.
История
Термин рельсотрон был предложен в конце 1950-х годов советским академиком Львом Арцимовичем для замены существовавшего громоздкого названия «электродинамический ускоритель массы» . Причиной разработки подобных устройств, являющихся перспективным оружием , стало то, что, по оценкам экспертов, использование порохов для стрельб достигло своего предела - скорость выпущенного с их помощью заряда ограничена 2,5 км/сек .
В 1970-х годах рельсотрон был спроектирован и построен Джоном П. Барбером из Канады и его научным руководителем Ричардом А. Маршаллом из Новой Зеландии в Исследовательской школе физических наук Австралийского национального университета . [ ]
Теория
В физике рельсотрона модуль вектора силы может быть вычислен через закон Био - Савара - Лапласа и формулу силы Ампера . Для вычисления потребуются:
Из закона Био - Савара - Лапласа следует, что магнитное поле на определённой дистанции ( s {\displaystyle s} ) от бесконечного провода с током вычисляется как:
B (s) = μ 0 I 2 π s {\displaystyle \mathbf {B} (s)={\frac {\mu _{0}I}{2\pi s}}}Следовательно, в пространстве между двумя бесконечными проводами, расположенными на расстоянии r {\displaystyle r} друг от друга, модуль магнитного поля может быть выражен формулой:
B (s) = μ 0 I 2 π (1 s + 1 r − s) {\displaystyle B(s)={\frac {\mu _{0}I}{2\pi }}\left({\frac {1}{s}}+{\frac {1}{r-s}}\right)}Для того, чтобы уточнить среднее значение для магнитного поля на арматуре рельсотрона, предположим, что диаметр рельса d {\displaystyle d} намного меньше расстояния r {\displaystyle r} и, считая, что рельсы могут считаться парой полубесконечных проводников, мы можем вычислить следующий интеграл:
B avg = 1 r ∫ d r − d B (s) d s = μ 0 I 2 π r ∫ d r − d (1 s + 1 r − s) d s = μ 0 I π r ln r − d d ≈ μ 0 I π r ln r d {\displaystyle B_{\text{avg}}={\frac {1}{r}}\int _{d}^{r-d}B(s){\text{d}}s={\frac {\mu _{0}I}{2\pi r}}\int _{d}^{r-d}\left({\frac {1}{s}}+{\frac {1}{r-s}}\right){\text{d}}s={\frac {\mu _{0}I}{\pi r}}\ln {\frac {r-d}{d}}\approx {\frac {\mu _{0}I}{\pi r}}\ln {\frac {r}{d}}}По закону Ампера, магнитная сила на проводе с током равна I d B {\displaystyle IdB} ; предполагая ширину снаряда-проводника r {\displaystyle r} , мы получим:
F = I r B avg = μ 0 I 2 π ln r d {\displaystyle F=IrB_{\text{avg}}={\frac {\mu _{0}I^{2}}{\pi }}\ln {\frac {r}{d}}}Формула основывается на допущении, что расстояние l {\displaystyle l} между точкой, в которой измеряется сила F {\displaystyle F} , и началом рельсов больше, чем расстояние между рельсами ( r {\displaystyle r} ) в 3-4 раза ( l > 3 r {\displaystyle l>3r} ). Также были сделаны некоторые другие допущения; чтобы описать силу более точно, требуется учитывать геометрию рельсов и снаряда.
Конструкция
С изготовлением рельсотрона связан ряд серьёзных проблем: импульс тока должен быть настолько мощным и резким, чтобы снаряд не успел испариться и разлететься, но возникла бы ускоряющая сила , разгоняющая его вперёд. На снаряд или плазму действует сила Ампера, поэтому сила тока важна для достижения необходимой индукции магнитного поля, и важен ток, протекающий через снаряд перпендикулярно силовым линиям индукции магнитного поля. При протекании тока через снаряд материал снаряда (часто используется ионизированный газ сзади лёгкого полимерного снаряда) и рельсы должны обладать:
- как можно более высокой проводимостью ,
- снаряд - как можно меньшей массой ,
- - как можно большей мощностью и меньшей индуктивностью .
Однако особенность рельсового ускорителя в том, что он способен разгонять сверхмалые массы до сверхбольших скоростей (скорость снаряда в огнестрельном оружии ограничивается кинетикой проходящей в оружии химической реакции). На практике рельсы изготавливают из бескислородной меди , покрытой серебром , в качестве снарядов используют алюминиевые брусочки или проволоку, может использоваться полимер в сочетании с проводящей средой, в качестве источника питания - батарею высоковольтных электрических конденсаторов , которая заряжается от ударных униполярных генераторов , компульсаторов, и прочих источников электрического питания с высоким рабочим напряжением, а самому снаряду перед вхождением на рельсы стараются придать как можно большую начальную скорость, используя для этого пневматические или огнестрельные пушки . В тех рельсотронах, где снарядом является проводящая среда, после подачи напряжения на рельсы снаряд разогревается и сгорает, превращаясь в токопроводную плазму , которая далее также разгоняется. Таким образом, рельсотрон может стрелять плазмой, однако вследствие её неустойчивости она быстро дезинтегрируется . При этом необходимо учитывать, что движение плазмы, точнее, движение разряда (катодные, анодные пятна), под действием силы Ампера возможно только в воздушной или иной газовой среде не ниже определённого давления, так как в противном случае, например, в вакууме, плазменная перемычка рельсов движется в направлении, обратном силе - так называемое обратное движение дуги.
При использовании в рельсотронных пушках непроводящих снарядов снаряд помещается между рельсами, сзади снаряда тем или иным способом между рельсами зажигается дуговой разряд , и тело начинает ускоряться вдоль рельсов. Механизм ускорения в этом случае отличается от вышеизложенного: сила Ампера прижимает разряд к задней части тела, которая, интенсивно испаряясь, образует реактивную струю , под действием которой и происходит основное ускорение тела .
Преимущества и недостатки
- Использование рельсотрона исключает необходимость хранить на кораблях боезапас обычных снарядов, что повышает живучесть корабля .
- Сравнительно небольшие размеры снарядов для рельсотрона позволяют увеличить боезапас . Однако размер системы в целом при том весьма не мал, и как минимум занимает места не меньше, чем несколько ПКР средних размеров.
- Дальность эффективного огня рельсотрона - до 200 км , однако на это можно возразить, что наибольшей эффективной дальностью для артиллерии является 20-40 км, а на большей дистанции приходится или использовать корректируемый в полёте снаряд, или же многократно возрастёт расход боеприпасов.
- Высокая скорость снаряда позволяет использовать рельсотрон в качестве средства ПВО . Скорость снаряда перспективной пушки, испытания которой планировались на 2016 год , должна была составить 6 , что существенно ниже многих зенитных ракет (9 М для одной из ракет С-300 В4) , маневрирование снаряда невозможно; на практике удалось достичь лишь скорости 3,6 М .
- Никаких доказательств эффективности не предъявлено за много лет , особенно в смысле точности и разрушительной силы. Более того, при сверхдальней стрельбе возникает проблема неоднородной кривизны Земли, гравитационные неравномерности, перепад температур и соответственно плотности воздуха, как и влажности и многие другие проблемы, ограничивающие точную стрельбу артиллерии некорректируемыми снарядами дальностью в считанные десятки км.
- Пробиваемость , в частности (на больших дальностях), и воздействие в целом при попадании не превышает показатели артиллерии средних калибров (скорость в несколько раз больше, но масса в несколько раз меньше, взрывчатого вещества вместо многих килограмм - ноль, единственная разница - в росте дальности из-за сочетания массы, скорости и, в первую очередь, сократившихся размеров, что снижает аэродинамическое сопротивление). Кинетическая энергия снаряда при пробитии не передаётся сверх необходимого для преодоления преграды именно в силу высокой скорости снаряда. Т.е. если снаряд имеет энергию 3 единицы, а чтобы пробить мишень, хватает 1 единицы, то снаряд пробивает дырку и с оставшейся энергией движется дальше. У него нет заряда, поэтому всё воздействие на цель ограничивается пробитием в ней дырки. Правда, при очень высоких скоростях тут есть нюансы, но по поражающему действию они несравнимы со взрывчаткой. [прояснить ] [ ]
- При условии решения всех задач, связанных с реальным применением, такие орудия могут обеспечивать тактическую стационарную ПРО против никак не маневрирующих баллистических ракет , либо расширить горизонт дальности стрельбы.
Программа ВМС США
Разработки в России
По данным первого зампреда комитета Совета Федерации по обороне и безопасности Франца Клинцевича , работа по созданию электромагнитной пушки (рельсотрона) активно ведётся и в России . Предполагается его использование в космонавтике для вывода на орбиту полезных грузов, но кроме этих слов никаких достоверных фактов пока не было.
В небольшом полигоне филиала Объединенного института высоких температур РАН (ОИВТ РАН) в Шатуре людно: ученые собираются провести демонстрационный запуск рельсотрона. Интерес подогрело и разлетевшееся по Интернету видео демонстрации опытного образца рельсотрона для военно-морских сил США в конце мая. Впрочем, при длине американской пушки в 10 метров и весе снаряда более 10 килограмм (если быть точнее, то 25 фунтов) российский рельсотрон выглядит куда скромнее. Длина его ствола составляет 70 сантиметров, а вес ударников, как ученые называют снаряды, пока не доходит даже до десятков граммов. Тем не менее такая компактность не мешает достигать высоких, близких к космическим, скоростей. По словам заведующего лабораторией плазмодинамических процессов ОИВТ РАН Владимира Полищука, максимальная скорость, с которой в России рельсотрон разгонял снаряд, была 5,5 километра в секунду.
Где у пушки рельсы
Наш рельсотрон выглядит довольно неожиданно: это металлическое устройство прямоугольной формы, утыканное крепежами, без какого-либо намека на рельсы. Но они есть. Внутри. Это две металлические пластины внутри бандажа, к которым подсоединена батарея. Электрический ток течет от электрода к электроду, а магнитный импульс выталкивает зажатый между рельсами снаряд. Его делают из диэлектрика, то есть материала, не проводящего ток. В ОИВТ РАН его изготавливают из поликарбоната — пластика, из которого часто делают зубные протезы.
Размер ударников, которыми стреляют из рельсотрона в Шатурском филиале ОИВТ РАН, не превышает нескольких сантиметров. Фото: Сергей Савостьянов / ТАСС
«С этим рельсотроном мы можем выйти на массу снаряда в десятки грамм. У нас увеличилась емкость источника энергии в полтора раза. Есть еще четыре секции, но мы их увезли на полигон, — сказал Полищук. — Сейчас у нас здесь запасенной энергии 1 мегаджоуль. В полном комплекте у нас 4 мегаджоуля. Американский накопитель на большую пушку — 32 мегаджоуля, но они собираются его увеличить до 64 мегаджоулей».
«Это разработка не новая, мы сейчас выходим на новый уровень энергетики. Мы увеличили энергию примерно в пять раз», — сказал Полищук. Действительно, рельсовые ускорители известны уже более 50 лет. Однако интерес к ним, по словам ученого, появился лет 40 назад, когда научное сообщество заинтересовалось достижением скоростей, близких к космическим, — от 7,9 км/с (первая космическая скорость) и выше.
Мишени, пробитые ударником рельсотрона. Фото: Сергей Савостьянов / ТАСС
«Мировой рекорд, чему можно верить, где-то 6,5 км/с. По нашим представлениям, максимально достижимая скорость — 10-12 км/с. Это очень интересно, такие параметры не освоены», — сказал Полищук.
Физика высоких скоростей
Над лежащей в основе рельсотрона технологией активно работает Китай. По словам участвовавшего в демонстрации на полигоне ОИВТ РАН президента РАН Владимира Фортова, китайские ученые за год опубликовали около 150 статей в этой области. В то же время США сконцентрировались на метании больших масс, а не на увеличении скорости, отмечает Полищук.
«Американцы задачи получения сверхвысоких скоростей свернули. Они занимаются метанием больших масс. Цель — электромагнитная пушка и, что более реально, катапульты для разгона ракет. А пушка — это перспективы, лет через 10, не раньше», — сказал ученый, добавив, что СССР в 80-х годах достиг хороших результатов в разработке катапульт, но технология не получила развития, поскольку у страны почти не было авианосцев, на которых ее можно было бы использовать.
Российские же ученые сейчас заинтересованы не массами, а высокими скоростями и давлением.
«Наша задача — попытаться получить в лабораторных условиях при помощи таких систем такие большие давления и исследовать поведение вещества при экстремальных высоких температурах и давлениях. Это надо для понимания того, как устроена Вселенная, потому что 95% всего видимого вещества Вселенной находится как раз в сильно сжатом и разогретом состоянии. Мы пытаемся при помощи этих систем получать состояния со многими миллионами атмосфер», — сказал Фортов.
От сварки до астероидов
Рельсотрон можно применять не только в военных целях, но и в мирных, даже «благородных». Например, изучение того, как снаряд на очень больших скоростях сталкивается с мишенью, поможет изучить историю обстрела метеоритами планет, включая нашу, и в перспективе создать систему защиты космических аппаратов от небольших частиц в межзвездном пространстве.
Правда, Фортов сильно сомневается в возможности использовать рельсотрон для защиты Земли от крупных астероидов и метеоритов. А Полищук, наоборот, уверен, что выпущенный рельсотроном снаряд со скоростью 10—15 км/с мог бы отклонить с курса астероид размером в десятки или даже сотни метров. Кроме того, принцип рельсотрона в будущем можно будет использовать для ввода термоядерного топлива в реактор.
Выстрел ударником весом 2 грамма со скоростью 3,2 км/с из рельсотрона на полигоне филиала ОИВТ РАН. Видео: ОИВТ РАН
«Нужно вводить частицы дейтерий-тритиевой смеси внутрь токамака (тороидальная камера с магнитными катушками, удерживающая плазму, чтобы создать условия для протекания управляемого термоядерного синтеза — прим. «Чердака» ), скорость должна быть большая: километры в секунду, иначе оно просто не влетит, а испарится по дороге», — сказал Полищук.
Если из рельсотрона убрать ударник, то вылетающий из него сгусток плазмы можно использовать для упрочнения материалов в 3-4 раза, заметил Фортов.
«Кроме того, есть такое направление, как сварка взрывом, когда ударяются две пластины, которые обычно не свариваются, но из-за воздействия больших, хоть и краткосрочных, давлений они дают очень прочную сварку. Эта сварка используется, например, для изготовления ракетных сопел», — добавил президент РАН.
Большой ба-бах
По словам Фортова, российские ученые пока «очень далеки от световых скоростей».
«Ток, который течет по схеме, создает очень большое магнитное давление, оно находится на уровне нескольких тысяч атмосфер. Эти силы пытаются «раздвинуть» электроды. Поэтому конструкция очень мощная. И часто, когда что-то идет не так, то винты разрывает. Есть и другая проблема, связанная с тем, что плазма неустойчива. Когда она разгоняет ударник, она сама расслаивается на элементы и снижается скорость ускорения», — сказал президент РАН.
Президент РАН Владимир Фортов рядом с рельсотроном. Выстрелом из ускорителя вырвало пару крепежных шпилек на вертикальных стенках прибора. Фото: Сергей Савостьянов / ТАСС
Видимо, в этот раз что-то действительно пошло не так. После оглушительного взрыва, пробившись через облако пыли, журналисты увидели, что выстрел двухграммовым ударником, скорость которого была 3,2 км/ч, начисто вырвал пару увесистых крепежных шпилек из рельсотрона.
«Оторвались крепежные шпильки, потому что слишком большое усилие было. Бандаж используется многократно, десятки раз, — сказалась усталость», — объяснил Полищук.
В то же время Фортов заявил, что ученые «на правильном пути» и уже через несколько часов устройство починят.
Наука не стоит на месте, в гонке за мировым господством люди изобретают все более совершенное оружие, угрожающее стабильности земного шара и держащее в узде врагов и недоброжелателей.
Американские ученые в очередной раз собираются удивить весь мир, представив новое оружие, которое уже окрестили «Оружием двадцать первого века». Под этим страшным и многообещающим названием скрывается промышленный прототип электромагнитной пушки. Самая мощная в мире электромагнитная пушка носит название «Рельсотрон» и планирует начать абсолютно новую главу мирового вооружения.
RailGun, будучи импульсным электродным ускорителем масс, позволяет превратить электрическую энергию в кинетическую. Название устройства родилось из-за внешнего вида системы. Строго говоря, то, что называют «рельсами», на самом деле параллельно расположенные электроды, подключенные к источнику постоянного тока. Снаряд располагают между ними, и замыкают электрическую цепь, чтоб придать ускорение. Основная цель разработки подобной технологии заключается в перспективном оснащении подобным оружием ВМФ США. Предполагается, что дальность выстрела будет достигать четырехсот километров.
Рельсовая пушка для разгона снаряда, являющегося частью цепи изначально, использует электромагнитную силу (силу Лоуренца).
Преимущества использования рельсотрона несомненны:
- Высокая разрушительная сила выстрела;
- Внушительная дальность стрельбы (от 150 до 350 км);
- Безопасность данного вида оружия в связи с отсутствием пороха/взрывоопасного топлива;
- Сниженный вес позволит укомплектовать технику бОльшим количеством зарядов;
- Скорость снаряда может достигать девяти тысяч километров в час.
Промышленный прототип будет отличаться большей износостойкостью. Однако, при кажущейся перспективности, проект множество ограничений, препятствующих быстрому оснащению военных кораблей США:
- Необходим четкий резкий импульс, который снаряд разгонит и толкнет до того, как он разлетится, или испарится;
- Огромное количество энергии, с помощью которой будет приводиться в действие импульсная пушка;
- Неблагоприятное воздействие влаги и соли, подвергающее систему коррозии;
- Стабилизация системы;
- Полная демаскировка пусковой установки, возникающая уже после первого выстрела;
Большие суммы, затрачиваемые на испытания и усовершенствование лабораторного образца с неясными сроками полномасштабного внедрения. Для того чтобы решить задачу оснащения RailGun энергией, параллельно ведутся дополнительные исследования. Снаряд должен обладать минимальной массой, материал для изготовления снаряда и рельс должен обладать высокой проводимостью.
Работы над рельсотроном продолжаются
Параллельно с работой над источником энергии, позволяющим совершать многократные выстрелы без полной замены, ученые работают над усовершенствованием системы: ее компактными размерами, материалами, из которых изготавливают части пушки, ее безопасностью.
Если результаты испытания пушки будут успешными, то это станет, поистине, настоящим прорывом в организации военных действий на воде. Американцы, добившись успехов в области внедрения рельсотрона, смогут без проблем доминировать в военной сфере. Станет возможным высокоточное поражение целей на большом расстоянии, а огромная скорость, достигаемая снарядом, будет способствовать огромному разрушительному действию. Немаловажен тот факт, что стоимость снаряда для рельсотрона в разы ниже стоимости прочих противокорабельных снарядов, а обслуживание системы может обеспечиваться всего одним человеком – наводчиком.
Работа над совершенствованием рельсотрона ведется в Соединенных Штатах с переменным успехом. В 2011 году возникла серьезная угроза закрытия проекта, как бесперспективного и «футуристического». Однако, Барак Обама отстоял «оружие 21 века», подписав соответствующий указ. На сегодняшний день над проектом работают ряд крупных компаний, таких как General Atomics и BAE Systems), предполагающих оснащение военных кораблей рельсотронами через десять лет. Для реализации этой программы необходимо доработать источник энергии, приводящий в действие RailGun. Он должен работать по принципу аккумулятора, запасая достаточно большое количество энергии, и полумеры не решат проблемы: какой смысл в дорогостоящем оружии, способном произвести несколько единичных выстрелов? Кроме того, заявленная скорострельность пушки от 6 до 10 выстрелов в минуту является лишь теорией, да и то недостаточной.
Работа над увеличением скорострельности сопряжена с поиском более износостойких материалов: направляющие в пушке приходится менять после каждого второго выстрела. Работа над увеличением скорости приводит к разрушению снарядов в полете, и это тоже становится серьезным препятствием для широкомасштабного внедрения рельсотрона . К этому списку можно добавить необходимость высокоточной системы наведения и прицела, и становится очевидным, что планы американцев можно смело назвать излишне оптимистичными.
История создания RailGun
А ведь первыми испытаниями подобного оружия занимались еще немцы во время второй мировой войны. Оружие испытывалось в железнодорожном тоннеле в Баварии, и результаты внушали надежду на создание грозного электромагнитного оружия. Прототип пушки разгонял десятиграммовый алюминиевый цилиндрик до скорости свыше 4 тысяч км/ч, но был захвачен американцами, которые оценили задумку по достоинству.
Мысли о создании подобного оружия приходили в головы канадских, австралийских, английских ученых. В годы «холодной войны» подобные работы велись и советскими учеными. Эти разработки были строго секретными, однако слухи о достижениях и планируемом вооружении советской армии оружием, основанном на подобном принципе велись до развала державы. У России не хватило экономических возможностей для продолжения работ в этом направлении, и проект был свернут на долгое время. На сегодняшний день работы по созданию электромагнитного оружия ведутся и в нашей стране, а параллельно ведутся дебаты о целесообразности внедрения подобного оружия.
Державе, которой удастся реализовать идею вооружения армии импульсным оружием, сможет диктовать свои условия миру, но пока речь идет лишь о теоретическом господстве.