Blog Post

Разгон болванки до сверхзвуковой скорости. Что такое рельсотрон и когда он появится на вооружении

В конце мая газета The Wall Street Journal опубликовала большой материал, посвященный перспективному американскому энергетическому оружию — рельсотрону. В материале газеты утверждалось, что, по мнению военных планировщиков, такое орудие, в случае необходимости, поможет США защитить Прибалтику от российской военной агрессии и поддержать союзников в противостоянии с Китаем в Южно-Китайском море. «Медуза» попросила военного эксперта Василия Сычева рассказать, что такое рельсотрон и как быстро его можно принять на вооружение.

Рельсотрон — оружие, знакомое многим людям, хотя бы раз игравшим в игры серии Quake. Там при помощи такой «пушки» можно было смело отстреливать строггов и устанавливать мир, справедливость и общественный порядок на Строггосе. В реальности все немного иначе, и военные вооружатся рельсотронами еще очень не скоро. По целому ряду причин, в числе которых — отсутствие нужных технологий.

В реальном мире рельсотрон представляет собой пушку, в которой для разгона электропроводного снаряда используется электромагнитная сила. По сути, это пара прямых металлических рельсов, подключенных к мощным ионисторам (кондесаторам с колоссальной емкостью и способностью отдавать высокие токи при разряде). Между рельсами устанавливается металлическая болванка.

На первом этапе запуска снаряд, не оснащенный ни порохом, ни взрывчаткой, является частью электрической цепи. Его движение обеспечивается силой Лоренца, когда через болванку и ее собственное магнитное поле начинает течь электрический ток. Физика работы рельсотрона изучена уже достаточно давно — и не только в США, но и в СССР, но создание оружие стало возможным лишь сейчас — благодаря появлению новых материалов. Да и то лишь отчасти.

Для того чтобы вести огонь из рельсотрона, необходим мощный источник питания, энергия которого будет расходоваться на очень быстрый разгон металлической болванки-снаряда. Например, для разгона снаряда массой около трех килограммов потребляемая мощность рельсотрона должна быть не менее трех мегаватт. Для этого и нужны батареи ионисторов, которые по массе и по своей важности превосходят все остальные части рельсотрона вместе взятые.

Перед выстрелом энергетическая установка — например, газотурбинный двигатель корабля — заряжает ионисторы. В момент выстрела ионисторы практически мгновенно разряжаются на рельсы, снаряд разгоняется до колоссальных скоростей. При этом ствол рельсотрона испытывает чудовищные перегрузки: рельсы превращаются в два магнита и начинают отталкиваться друг от друга, сильно нагреваются и, вдобавок, очень быстро изнашиваются и прогорают.

Ресурс существующих сегодня прототипов рельсотрона крайне мал. По разным данным, ресурса ствола рельсотронов пока хватает на 50-100 выстрелов. Для сравнения, ресурс ствола обычного артиллерийского орудия Mk.45 калибра 127 миллиметров, стоящего на эсминцах типа «Арли Берк», составляет около 600 выстрелов.

Ионисторные батареи тоже не могут выдерживать большое количество циклов заряда и быстрого разряда. Наконец, прототипы рельсотронов, изначально разрабатываемых для установки на корабли, не имеют вообще никакой защиты от морской воды и соленого воздуха.

Без взрывчатого вещества

Активной разработкой рельсотронов в США сейчас занимаются две компании: американское подразделение британской BAE Systems и General Atomics. Созданные ими образцы обладают примерно одинаковыми характеристиками и проходят стрельбовые испытания с 2010 года. Причем разработки несколько отстают по срокам: изначально первые морские испытания рельсотрона планировалось провести еще в 2015 году. Теперь же они назначены на середину 2016-го.

Конечная цель проекта — создание надежного скорострельного рельсотрона, который сможет разгонять снаряд до 5,8 тысячи метров в секунду и поражать цели диаметром пять метров на расстоянии в 370 километров. Прицельная дальность стрельбы рельсотрона в 20 раз превысит такой показатель для современных образцов артиллерийских вооружений в составе ВМС США. Дульная энергия готового рельсотрона составит 64 мегаджоуля и будет регулируемой в зависимости от дальности до цели.

Самый мощный прототип рельсотрона сегодня имеет дульную энергию в 33 мегаджоуля. Орудие на максимальной мощности способно вести огонь снарядами массой десять килограммов на дальность до 407,4 километра. При этом дульная скорость снаряда составляет около восьми чисел Маха (2,7 тысячи метров в секунду). Для сравнения, дульная скорость снаряда той же пушки Mk.45 версии Mod.4 составляет 802 метра в секунду. Конечная скорость болванки рельсотрона у цели составит около пяти чисел Маха.

Согласно требованиям военных, снаряды для рельсотрона должны быть корректируемыми. Это означает, что в них должна быть установлена собственная электроника системы наведения и отклонения хвостового оперения. Если такой снаряд при выстреле будет контактировать с рельсами напрямую, вся электроника сгорит еще до того, как болванка покинет ствол. Чтобы справиться с этим, разработчики заимствовали технологию обычных подкалиберных снарядов.

Подкалиберным снарядом называется боеприпас, калибр которого меньше калибра орудия, из которого им стреляют. Чтобы огонь таким снарядом был все же возможен, боеприпас помещают в специальный поддон — металлические пластины (чаще алюминиевые), которые доводят калибр снаряда до калибра орудия, а после покидания ствола разлетаются в разные стороны. В рельсотроне снаряд находится в металлическом поддоне и электрически изолирован от него.

Каким образом разработчикам удалось защитить электронику снаряда от электромагнитного импульса при выстреле и не перекрыть при этом связь для приемника сигналов GPS, пока неизвестно. Тем не менее, первые испытания рельсотронных болванок с электронной начинкой состоялись весной текущего года и были признаны успешными. Элетроника в полете в штатном режиме корректировала траекторию снаряда.

Во время стрельбовых испытаний снаряды в момент выстрела испытывали перегрузки до 30 тысяч g. При этом дульная энергия рельсотрона была ограничена тремя мегаджоулями. Испытания проводила компания General Atomics. По ее данным, компоненты внутри болванок не только благополучно перенесли перегрузки, но и не потеряли способности корректно работать под воздействием магнитного поля с индуктивностью в несколько тесла.

Еще одной особенностью снарядов для рельсотрона является полное отсутствие взрывчатого вещества в них. И его там не будет. Болванки будут полностью кинетическими. Дело в том, что на больших скоростях заряды взрывчатого вещества просто не нужны. Тяжелый снаряд (испытания проходили болванки массой 3,2 килограмма) на гиперзвуковой скорости имеет колоссальную кинетическую энергию. При столкновении с целью происходит резкое торможение и взрывной переход кинетической энергии в тепловую. Это явление называется кинетическим взрывом.

Помимо больших рельсотронов для ВМС США, планируется разработать и меньшие по размерам орудия калибром от 12,7 до 127 миллиметров. Рельсотроны маленького калибра будут портативными. Испытания орудия калибром 127 миллиметров намечены уже на 2017 год, но ожидать их скорого появления в войсках пока не стоит. На боевых машинах и спинах бойцов пока просто нет места для размещения мощного генератора и тяжелой ионисторной батареи.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Related Posts

Рельсотрон
Новое оружие России: Рельсотрон Арцимовича

Испытания электромагнитной пушки ошеломили военных — трехграммовый снаряд, поразивший стальную пластину, превратил её в плазму Несмотря

Рельсотрон
Рельсотрон. Быстрее, умнее

Сбить ракету с помощью снаряда — такого рода техническое препятствие помешало реализовать инициативу г-на Рейгана — продолжает

Рельсотрон
Российские ученые впервые испытали электромагнитную пушку-рельсотрон

МОСКВА, 12 июл – РИА Новости. В Шатурском филиале Объединенного института высоких температур РАН

Рельсотрон
Работы над рельсотроном продолжаются

Параллельно с работой над источником энергии, позволяющим совершать многократные выстрелы без полной замены, ученые

Рельсотрон
Рельсотрон (RailGun) — электромагнитная пушка будущего

Наука не стоит на месте, в гонке за мировым господством люди изобретают все более

Рельсотрон
История создания RailGun

А ведь первыми испытаниями подобного оружия занимались еще немцы во время второй мировой войны.

Рельсотрон
Преимущества и недостатки рельсотрона

Физика С изготовлением рельсотрона связан ряд серьёзных проблем: импульс тока должен быть настолько мощным и

Рельсотрон
Рельсотрон (RailGun)

Рельсотрон (англ. railgun — рельсовая пушка) — электромагнитный ускоритель масс, разгоняющий токопроводящий снаряд вдоль