ВМФ США сняли на видео испытания рельсотрона — электромагнитной пушки, способной разгонять сверхмалые массы до сверхбольших скоростей.
Орудия требуют огромного количества энергии, а снаряды у них не взрываются, хотя и летят с огромной скоростью. Поэтому пушки пока не принимают на вооружение и только тестируют
Российские специалисты Шатурского филиала Объединенного института высоких температур РАН провели испытания электромагнитного ускорителя – рельсотрона. Электромагнитная пушка выстрелила 15-граммовой пластиковой пулей по алюминиевой болванке, на которой в последствии образовался отчетливый след от попадания. Как сообщил Михаил Шурупов, научный сотрудник Объединенного института высоких температур РАН, пуля поразила цель на скорости около 3 километров в секунду (или 10 800 км/ч).
Аналогичное испытание летом этого года было проведено в подмосковной Лаборатории импульсных энергетических воздействий. Тогда снаряд удалось разогнать до скорости 3.2 км/с.Рельсотроны представляют собой устройства, способные разгонять предметы до сверхвысоких скоростей за счет силы электричества и магнитных полей. Как правило, это набор из нескольких параллельных проводников, через которые пропускается ток сверхвысокой силы. Если этих рельс касается проводник, то сила Лоренца будет выталкивать и разгонять его до сверхвысоких скоростей, недоступных пороховому оружию.
Поисковик «Яндекс» опубликовал результаты исследования поисковых запросов по итогам года.В рубрике «Премьера» помимо традиционных новых смартфонов впервые появились запросы из мира науки и технологий: «гравитационные волны» и «рельсотрон».
«Яндекс» проводит изучение поисковых запросов ежегодно. Результаты распределяются по рубрикам, таким как «События», «Фильмы», «Игры» и другие. Рубрика «Премьеры» содержит топовые запросы на темы, интерес к которым появился в текущем году.
Зачем рельсотрон?
Традиционная артиллерия, принцип действия которой основан на использовании энергии сгорающих пороховых газов для метания снаряда, используется человечеством около 1000 лет. Ее возможности еще не исчерпаны, однако ускорившийся после промышленного переворота темп развития военной техники позволяет увидеть пределы развития этого вида огнестрельного оружия.
Он связан с возможностями баллистических порохов, не позволяющих разогнать снаряд до скоростей выше 2,5 километров в секунду. Другое существенное ограничение кроется в возможностях орудийных стволов, испытывающих при выстреле чудовищные нагрузки. Современная металлургия позволяет делать стволы с намного большим ресурсом и лучшими характеристиками, чем 40, 50, 100 лет назад, но каждое улучшение характеристик обходится все дороже.
Исследования новых систем, включая оружие, основанное на новых физических принципах, к которому относится и рельсотрон, начались в развитых странах мира еще в 1970-х годах, когда пределы развития традиционной артиллерии стали очевидны.
Что такое рельсотрон?
Предельно упрощая, это электромагнитный ускоритель, разгоняющий токопроводящий снаряд вдоль металлических направляющих. Термин «рельсотрон» был предложен в конце 1950-х годов советским физиком-ядерщиком Львом Арцимовичем для замены использовавшегося громоздкого названия «электродинамический ускоритель массы».
Впервые идея электромагнитной пушки была предложена еще в годы Первой мировой. Пушка, принцип действия которой основывался на разгоне снаряда в магнитном поле соленоида по диэлектрическому стволу, была названа в честь заложившего основы математической теории электромагнетизма немецкого ученого «пушкой Гаусса». Идея использования электромагнитного поля для разгона снаряда обрела популярность.
Если пушка Гаусса представляет собой ствол, заключенный в обмотку соленоида, то «действующей частью» рельсотрона являются два параллельных электрода, между которыми с помощью электромагнитного поля разгоняется снаряд из электропроводящего материала.
Один из прототипов электромагнитной пушки
Фото: U.S. Navy
Ключевые достоинства рельсотрона, с точки зрения военных, — отсутствие необходимости в пороховых зарядах, что резко повышает живучесть военной техники, и высокая скорость снаряда, позволяющая пробивать практически любую мыслимую конструктивную защиту. Для иллюстрации: экспериментальный образец российского рельсотрона в 2011 году разгонял трехграммовый снаряд до скорости более шести километров в секунду, что позволяло «испарять» стальной лист, поставленный в качестве мишени.
Почему не сейчас?
От успешных испытаний прототипов до практического создания оружия дистанция, тем не менее, огромная. Лабораторные модели, стреляющие легкими «пульками», малоинтересны военным — такие снаряды не достигнут нужной дальности, сгорев в атмосфере. Для разгона более тяжелых металлических болванок, способных выдержать полет к цели, требуются совершенно иные энергетические мощности — в десятки мегаватт. Это автоматически ограничивает применимость рельсотрона корабельной артиллерией и стационарными наземными объектами с высоким энергетическим обеспечением.
Но и здесь возникают вопросы. Во-первых, особенности рельсотрона с его сверхбыстрым разгоном снаряда в мощном электромагнитном поле не позволяют стрелять из него чем-то иным, кроме «кинетических» болванок, не несущих ни заряда из взрывчатых веществ, ни системы управления — и то, и другое просто не переживет «выстрел». Во-вторых, орудие с такими снарядами имеет весьма ограниченный спектр применения: фактически сегодня это только ведение огня по другим кораблям.
Для целей дальней ПВО рельсотрон без управляемого выстрела практически непригоден, а для ПВО «последнего рубежа» имеет в настоящее время слишком низкую скорострельность — необходимую для выстрела энергию надо накапливать. Для задач противоракетной обороны скорострельность тоже важна, и там, где навстречу входящей в атмосферу головной части баллистической ракеты можно запустить две ракеты-перехватчика с минимальным промежутком времени, два подряд выстрела из рельсотрона потребуют нерядовой мощности электростанции.
Для работы по укреплениям на берегу такая пушка, может, и подошла бы, однако отсутствие управляемого снаряда требует экстремальной точности наведения, которая не всегда может быть обеспечена, а работа в традиционном для артиллерии режиме «на подавление» из рельсотрона непродуктивна: град падающих болванок куда менее эффективен, чем падающие фугасы того же веса, при этом современная корабельная пушка калибром 114-130 миллиметров обеспечит куда более высокую скорострельность. Обстрел же живой силы из подобного орудия смысла не имеет вообще.
Что потом?
Физический принцип, лежащий в основе электромагнитных пушек, будет использоваться и уже используется. Главным «оружием» ВМС США, созданным с его помощью, в ближайшие десять лет станет не рельсотрон, а электромагнитная катапульта нового поколения авианосцев типа «Джеральд Форд» и, возможно, авианосцев типа «Нимитц», которые будут проходить модернизацию с продлением срока службы в 2020-2030-х годах. В артиллерии же гораздо более вероятной перспективой является переход на новые виды метательных веществ и — впоследствии — использование электромагнитного доразгона снаряда по каналу ствола.
Рельсотрон на борту корабля «Миллинокет», июль 2014 года.
Фото: U.S. Navy
«Чистые» же электромагнитные пушки, наверное, появятся, но позже: когда человечество дозреет до звездолета либо изобретет по-настоящему компактные и мощные источники энергии. Что, впрочем, очень быстро приведет к созданию звездолета.
Илья Крамник
Еще со времен президентства Рональда Рейгана в Соединенных Штатах всерьез изучали возможность ведения «гибридной» войны с противником - помимо наращивания традиционных видов вооружения предполагалось разорять бюджеты оппонентов созданием невозможного с практической точки зрения оружия, в погоне за копированием которого оппоненты тратили бы целое состояние.
Воплощением «гибридной» стратегии при Рейгане стала знаменитая СОИ - Стратегическая Оборонная Инициатива, прозванная за невероятность идеи «Звездными войнами». В веке двадцать первом - «Звездные войны» Рейгана уступили место другому малоизученному, но уже раскрученному виду в американских СМИ вооружения - электромагнитной пушке.
Однако научные изыскания и практическое применение рельсотрона - как две параллельные прямые, которые никогда не пересекаются.
Десять километров в секунду
Сама идея оснастить корабль специальными ускорителями, разгоняющими металлическую болванку весом под 30 кг до скорости пары километров в секунду начала волновать военных инженеров довольно давно. Историки утверждают, что еще в Германии конца 30-х годов были сформулированы некоторые требования для такого оружия. В теории, реализация такого проекта сулит неплохие перспективы с точки зрения характеристик стрельбы - снаряд по настильной траектории можно «запустить» на расстояние в двести или (если обмануть законы физики) более трехсот километров.
Высокая кинетическая скорость удара стальной болванки, «намагниченной» с помощью электричества и отправленной к противнику позволит пробивать любые, даже самые прочные и защищенные цели и объекты. И вот тут-то в истории с электромагнитной пушкой начинается самое интересное - возникает не только целая серия вопросов практического характера, но множество вопросов относительного боевого применения такого оружия в условиях войны.
Энергетический вопрос
Главная сложность, связанная с разработкой американской электрогмагнитной пушки, как уже давно сообщалось, кроется в источнике энергии. Предполагается, что использовать рельсотрон американские военные планируют на перспективных эсминцах «Замволт» - боевых кораблях, спроектированных и построенных по технологии малозаметности и обеспечивающих внезапность нападения на любого противника с моря.
Однако до настоящего момента никаких материалов, доказывающих успешность испытаний на корабле электромагнитной пушки представлено не было. Причиной тому, как поясняют специалисты, является колоссальный расход энергии оружия из-за которого чрезвычайно тяжело выработать оптимальную схему, размер и тип силовой установки, к которой новое вооружение должно быть подключено.
Вопрос боевого применения
Помимо сугубо технического, возникает и другой вопрос - против чего американские моряки планируют применять такое вооружение и как на практике можно реализовать стрельбу с запредельными скоростями. Для этого следует углубиться не столько в физику и принцип работы электромагнитного оружия, сколько в структуру военно-морских сил США как таковых. Если рассмотреть действия основной ударной силы - авианосцев, входящих в состав военно-морских сил США, то можно обнаружить, что корабли такого типа никогда не действуют в одиночку.
И хотя авианосец действительно является острием копья авианосной ударной группы и представляет серьезную опасность, в боевом походе такой корабль сопровождает около двух десятков надводных кораблей и одна-две (в отдельных случаях - более двух) подводных лодок. Задача у вооруженного до зубов эскорта одна - не допустить уничтожения авианосца с самолетами на борту, предотвратить гибель личного состава и обеспечить выполнение поставленной командованием задачи.
Вывод после изучения такой защиты напрашивается сам собой - в одиночку авианосец не способен эффективно бороться с противником, в распоряжении которого находятся мало-мальски пригодные средства для борьбы с надводными кораблями. Тот же принцип незащищенного и узкоспециализированного оружия можно применить и в отношении электромагнитной пушки, которую американские военные планируют размещать на кораблях.
«Особенно остро встает вопрос боевой эффективности. И главная загадка здесь в том, сможет ли эсминец одновременно вести стрельбу из такого оружия и защищаться от входящих угроз? Ведь война - не идеальная компьютерная модель. В ней эсминцу придется не только атаковать, но и уходить из-под удара, используя средства защиты. Это фактически означает, что для эффективной работы эсминцу с электромагнитной пушкой на борту нужно придавать несколько кораблей охранения, чтобы он мог спокойно выполнять свою работу», - отметил военный обозреватель ТАСС Виктор Литовкин.
Большая надводная мишень
Несмотря на то, что любую перспективную технику или направление работ лучше переоценить, чем недооценить, трезвый взгляд на стелс-технологии, внедренные при строительстве эсминцев «Замволт» в разрезе применения корабля с электромагнитной пушкой на борту все же необходим. Эксперты подчеркивают, что использование ракетного вооружения с борта американского эсминца вполне традиционно и вписывается в нынешнюю стратегию действия военно-морских сил США.
Сниженная радиолокационная заметность эсминцев «Замволт» в этом смысле реализована как нельзя кстати, ведь обнаружить эсминец с берега будет существенно сложнее. Однако после того как «Замволт» выстрелит главным калибром, сразу же возникает несколько «побочных эффектов». Первый из которых - сильное электромагнитное излучение и тепловая сигнатура разогретой пушки, которая сразу же выдаст радиолокационным станциям «противника» местоположение стелс-эсминца.
Далее, как отмечают эксперты, последует ракетная атака по обнаруженным целям и в случае, если для таких целей будет использована не одна, не две, а десять-двенадцать противокорабельных ракет, участь эсминца будет решена в считанные минуты. Другой проблемой является низкая скорострельность электромагнитной пушки, размещенной на корабле и невысокая живучесть самой установки.
«Низкая скорострельность напрямую влияет на выполнение боевой задачи. Пока электромагнитная пушка будет остывать и готовиться к новому выстрелу, может пройти несколько десятков минут, не исключено даже, что этот выстрел, учитывая энергозатраты и засветку на экрана радара вероятного противника, вообще может стать для эсминца последним», - уточнил Леонков.
Не менее интересные факты из истории электромагнитной пушки обнаруживаются после начала изучения проблем монтажа подобного вооружения на палубе эсминца. Суть еще одной проблемы, которую американским специалистам предстоит решать заключается в следующем : инженерам и военным предстоит определить, как именно поведет себя новое вооружение на еще не полностью испытанном эсминце «Замволт», который в силу новизны конструкции регулярно ломается во время ходовых испытаний и никогда не испытывается в серьезную непогоду.
Получается, что оружие, которым несколько раз сумели выстрелить с наземных стендов, не показывая результатов попадания, хотят смонтировать на корабль, испытания которого проходят в «тепличных» для военных судов условиях. К тому же, запланированные на лето морские испытания рельсотрона хотят провести на другом судне, построенном с учетом технологий малозаметности, но существенно отличающимся конструктивно многоцелевом десантном корабле JHSV-3.
Следует отметить, что скоростной корабль с самого начала не проектировался как средство для атаки береговых объектов и наземных целей, да и в качестве подопытного кролика для испытаний электромагнитной пушки не совсем подходит. К тому же, существенная задержка разработки рельсотрона и проблемы в строительстве самих эсминцев «Замволт» скорректировали планы американских военных - установка электромагнитной пушки планируется лишь на последний из трех кораблей серии, эсминец «Линдо Джонсон», сдача которого заказчику запланирована на 2021-й год.
Отсюда можно сделать вывод, что рабочую модель рельсотрона американские специалисты будут в состоянии представить лишь к 2021 году, и никаких гарантий, что корабельная версия «рэйлгана» к этому времени будет готова. Получается, что для нужд военно-морского флота США создается вооружение, применять которое нельзя в силу сразу нескольких причин - тактических, экономических, физических и по соображениям безопасности, прежде всего, для самого носителя подобного оружия. Не говоря уже о том, что поражение корабля, «засветившегося» на радарах после первого же выстрела, будет обеспечиваться уже существующими видами противокорабельных и тактических крылатых ракет, уворачиваться от которых еще ни один боевой корабль не научился.
По мнению экспертов, американскими военными создается не столько современное вооружение, основанное на использовании иных физических принципов, сколько масштабная попытка втянуть Россию в разорительную гонку вооружений. Огромные выводы из подобной стратегии, по словам специалистов, были сделаны еще в СССР, когда советские инженеры доказали руководству страны невозможность создания оружия по программе СОИ. Программа разработки и внедрения американскими специалистами электромагнитной пушки, использовать которую по многим причинам в боевой обстановке не удастся, от «Звездных войн» Рейгана почти не отличается.
Автор: Дмитрий Юров
Видео: Wall Street Journal/Youtube
Фото: defense.gov
Российские ученые и инженеры ведут активные разработки оружия, которое аналогично американской электромагнитной пушке - рельсотрону Об этом сообщает РИА Новости со ссылкой на первого заместителя комитета Совета Федерации по обороне и безопасности Франца Клинцевича.
Пентагон опубликовал видеоролик, демонстрирующий испытания электромагнитной рельсовой пушки (Electromagnetic Railgun). Оружие, также известное как «рельсотрон», не требует пороха и иных взрывчатых веществ, а разгоняет токопроводящий снаряд с помощью электромагнитных рельсов.
Снаряд вылетает из пушки со скоростью около 2 км/с и способен эффективно поражать цели на расстоянии до 200 км. Мощность установки — 25 МВт; столько же потребляют 18 750 жилых домов. Скорострельность пушки составляет 10 выстрелов в минуту, ресурс — 1000 выстрелов.
Министерство обороны США планирует использовать рельсотрон в качестве палубной артиллерии и рассчитывает испытать оружие на корабле уже этим летом. По словам представителей Пентагона, в некоторых случаях рельсотрон сможет стать бюджетной альтернативой ракетному вооружению: в зависимости от типа снаряда, стоимость одного выстрела составляет от двадцати пяти до пятидесяти тысяч долларов.
Первый заместитель председателя комитета Совета Федерации по обороне и безопасности Франц Клинцевич заявил, что разработки подобного оружия ведутся и в России.
Рельсотрон представляет собой электрический ускоритель и является весьма перспективным мощнейшим оружием. Снаряд в рельсотроне располагается между двух электродов, подключенных к источнику постоянного тока, и приобретает ускорение вследствие электромагнитной силы, известной как сила Лоренца. Ускорение может быть гораздо выше, чем в традиционном огнестрельном оружии, что значительно увеличивает убойную силу снаряда и обеспечивает высокую дальность стрельбы.
Для постройки танка Ziggy Zee использовал шестиколёсное шасси некого военного прототипа, разработанное для пулемёта около десяти лет назад и списанное за ненадобностью. А вот 113-килограммовая электромагнитная пушка мощностью 35 килоджоулей является модернизированной версией рельсотрона, который американец сконструировал в ноябре прошлого года, опубликовав подробную инструкцию по сборке для всех желающих.
Стреляет пушка алюминиевыми снарядами, а для её работы требуется батарея из 56 импульсных конденсаторов, каждый из которых рассчитан на работу под напряжением до 400 В и имеет ёмкость в 6000 мкФ. Корпус рельсотрона сделан из прочного гаролита, а для крепежа использована нержавеющая сталь трёхсотой серии.
