Гиперзвуковая электромагнитная пушка: за и против
Начальные попытки создания рельсотронов, или рейлганов, приходятся на Первую мировую войну, но и сегодня, сто лет спустя, это экспериментальное оружие имеет неплохие перспективы совершить революцию в конвенциональных вооружениях. Что же мешает электромагнитной пушке воцариться на полях сражений?
Олег Титков
Высокий показатель рельсотронного разгона обусловлен работой электромагнитных сил Лоренца в механизме пушки. Они возникают и начинают действовать на снаряд при коротком замыкании двух параллельных токонесущих (со знаком минус и со знаком плюс) направляющих рельсов после подачи на них очень мощного, но очень короткого импульса тока. В качестве токозамыкательного элемента используется специальная арматура со встроенным в нее снарядом или сам снаряд, лежащий на рельсах и их замыкающий. Силы Лоренца направлены так, чтобы вытолкнуть снаряд из пушки, и он вылетает из ствола с гиперзвуковой скоростью.
Рельсы – дорогие и уязвимые
В американских опытах по созданию электромагнитного оружия в качестве арматуры, как правило, используется специальной формы «башмак», в котором закреплен снаряд. Такая конструкция исключает контакт снаряда с рельсами. Направляющие, изготовленные из бескислородной меди с серебряным покрытием, сильно подвержены износу от трения и эрозии. При использовании металлических снарядов, выполняющих замыкание своим «телом», замена рельсов требуется после двух-трех выстрелов.
Название «рельсотрон» в 50-е годы прошлого века придумал академик Л. Арцимович, мировой специалист в области термояда и физики высокотемпературной плазмы. Изобретенный им ускоритель плазмы был выдвинут на Нобелевскую премию, но СССР снял кандидатуру ученого с обсуждения из-за секретности разработки.
Сам снаряд изготавливают из тугоплавкого вольфрама. Высокая плотность этого металла позволяет даже тяжелый снаряд сделать малогабаритным, что решает проблему размещения боеприпасов в ограниченных объемах зарядных отделений или снарядных погребов.
Однако не только быстрый износ рельсов мешает рельсотрону превратиться в супероружие, есть и другие препятствия. Прежде всего это источники питания. Рельсотрон требует мощной системы электропитания в виде униполярных генераторов, компульсаторов, мегаваттных конденсаторов-ионисторов. Эти устройства позволяют формировать очень мощный короткий электрический импульс, передаваемый на рельсы. В лабораторных условиях можно мириться с солидными по размеру и весу блоками аппаратуры. На флоте фактор веса и объема тоже не столь существен: у корабля вполне хватит водоизмещения, чтобы упаковать 130 т оборудования вдобавок к самим стволам пушек.
Для наземных же армейских рельсотронов проблема представляется более сложной.
Если разместить оборудование на танковых шасси, пришлось бы вести в бой 78-тонного монстра. Выходом стало распределение установки между двумя автомобильными трейлерами (на одном сама пушка, на другом – «энергетика»), этот вариант был реализован в американской армейской пушке Blitzer. Еще один тягач с прицепом отдали станции управления. Для питания корабельных рельсотронов (на напичканных хай-теком эсминцах проекта Zumwalt их предположительно будет два) предусмотрен запас мощности судовой установки (зарезервированный только для рельсотронов) не менее 35–45 МВт. Энергии должно хватить, чтобы обеспечить разгон снаряда до 2000–2500 м/с. Тогда он, получив дульную энергию в 64 МДж, сможет улететь на расстояние до 400 км и, сохранив 20 МДж энергии, поразить цель мощным кинетическим ударом. Уже подсчитано, что попадание такого снаряда весом 18–20 кг в авианосец произведет эффект ядерного удара.
32 «Гольфа» по цели
У армейских пушек меньшая дальность стрельбы – 80–160 км, отчего «энергетики» на выстрелы потребуется примерно вдвое меньше корабельной.
Для справки: энергией 1 МДж обладает легковой Golf при скорости 160 км/ч. Снаряд рельсотрона весом 10 кг с дульной энергией 32 МДж при скорости 2500 м/с способен пробить три бетонные стенки или шесть 12-миллиметровых стальных листов, что по эффекту равносильно взрыву 150 кг тротила.
Серьезными препятствиями на пути широкого использования рейлганов являются резонансные явления в рельсовой системе и эффект расталкивания рельсов от действия сил Лоренца, электромагнитная совместимость с электронными системами пушки, необходимость охлаждения ствола и блоков электроники и др.
В процессе натурных испытаний была выявлена также необходимость в быстром перезаряжании пушки для увеличения темпа стрельбы по крайней мере до 6–10 выстрелов в минуту. В этом году работающая в кооперации с американским ВПК британская компания BAE Systems провела огневые испытания на полигоне ВМС США в штате Виргиния. Как заявляют британцы, они рассчитывают в ближайшие пару лет увеличить скорострельность своей установки до 10 выстрелов в минуту при весе снаряда 16 кг, так что эта проблема постепенно находит решение.
Неубиваемая электроника
Снаряд имеет наиболее приемлемую для гиперзвука коническую удлиненную форму с небольшим затуплением носка – это своего рода заостренный стержень. Стабилизатор в хвостовой части позволяет удерживать снаряд на траектории полета. Создание такого боеприпаса – это еще одна проблемная область рельсотронной программы.
США с 2012 года ведет разработку унифицированного гиперзвукового снаряда HVP, сегодня он уже проходит испытания стрельбой. Унифицированный он потому, что будет использоваться не только в рельсотронах, но и в обычных корабельных пушках разных калибров, которые хотят оставить в смешанном составе с рельсотронами на эсминцах Zumwalt. Эти же боеприпасы будут применяться и в наземных пушках.
Чтобы HVP подходил для пушек разных калибров, его будут изготавливать в вариантах подкалиберных выстрелов со снарядом в поддоне под каждый конкретный калибр. Поддон при вылете сборки из ствола разбивается на части, дальше летит только снаряд.
Снаряды HVP планируют сделать корректируемыми в полете, для чего их оснастят модулем точного наведения, работающим с системой GPS. Американцы заявили, что у них уже имеются работоспособные электронные системы управления, выдерживающие перегрузки 30 000 – 40 000 g при разгоне, воздействие плазмы температурой 20 000 – 25 000 градусов и электромагнитные поля сверхвысокой мощности. Есть данные об успешных испытаниях подобных снарядов в 2016 году. Ожидается, что полная отработка HVP завершится к 2020 году, а в серию они будут переданы к 2025 году. Блок управления приведет к удорожанию снаряда, который и в исходном (без электроники) варианте стоит 25 тысяч долларов. Но все равно это существенно дешевле корабельных управляемых ракет ценой 0,5–1,5 млн.
Три грамма чудовищной мощи
Особенность американского подхода к разработке рельсотрона состоит в поэтапном наращивании возможностей с последовательным достижением улучшенных параметров: скорости разгона снаряда от 2000 до 3000 м/с, дальности стрельбы с 80–160 до 400–440 км, дульной энергии снаряда от 32 до 124 МДж, веса снаряда от 2–3 до 18–20 кг, скорострельности от 2–3 выстрелов в минуту до 8–12, мощности источников энергии от 15 до более чем 40–45 МВт, ресурса ствола от промежуточных 100 выстрелов к 2018 году до 1000 выстрелов к 2025 году, длины ствола от начальной 6 м до конечной 10 м.
Подобных сведений официально в России не публикуют, однако в прошлом году первый заместитель председателя Комитета Совета Федерации по обороне Франц Клинцевич за-явил, что в нашей стране активно ведутся работы в области создания электромагнитного оружия.
Хорошо известны успешные испытания рельсотрона (правда, не боевого, а лабораторного класса) в подмосковной Шатуре, которые провели в филиале Объединенного института высоких температур РАН под руководством академика В. Фортова. Рельсотрон с длиной ствола 2 м стрелял пульками массой в единицы-десятки граммов. Российское ноу-хау – предварительный разгон снаряда перед подачей в ствол – позволяет получать дульные скорости выше американских. Так, в январе 2017 года снаряд из плотного пластика весом 15 г был разогнан до скорости 3000 м/с и пробил мишень из металла толщиной во много сантиметров. Несколько раньше снаряд весом 3 г был разогнан до скорости 6250 м/с (почти первая космическая) и при попадании в стальную мишень попросту ее испарил.
Китай, по сообщениям прессы, находится на стадии НИР и НИЭР, которые сосредоточены в специально созданной корпорации CASIC в научном центре Ухань (WUHAN). Представители КНР заявили, что разрабатывают наземный рельсотрон наподобие американского Blitzer и обещают по проекту 055А к 2022 году создать орудие калибра 130 мм.
Разрушитель бюджета. Почему Пентагон отказался от рельсовой пушки
https://ria.ru/20171211/1510681702.html
Разрушитель бюджета. Почему Пентагон отказался от рельсовой пушки
Разрушитель бюджета. Почему Пентагон отказался от рельсовой пушки — РИА Новости, 03.03.2020
Разрушитель бюджета. Почему Пентагон отказался от рельсовой пушки
Эти «суперпушки» должны были стать вершиной американской военно-технической мысли и главным ударным «аргументом» перспективных кораблей ВМС США. Дальнобойные,… РИА Новости, 11.12.2017
2017-12-11T18:44
2017-12-11T18:44
2020-03-03T08:50
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.
img.ria.ru/images/146458/64/1464586406_0:153:1920:1233_1920x0_80_0_0_b85fe1c39a890d2c5d94a0368e46b1ac.jpg
сша
россия
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2017
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
1920
1080
true
1920
1440
true
https://cdnn21.img.ria.ru/images/146458/64/1464586406_36:0:1884:1386_1920x0_80_0_0_d60864d82bb222340b22934e0246b97e.
jpg
1920
1920
true
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
безопасность, сша, министерство обороны сша, военно-морские силы сша, россия
Безопасность, США, Министерство обороны США, Военно-морские силы США, Россия
МОСКВА, 11 дек — РИА Новости, Андрей Коц. Эти «суперпушки» должны были стать вершиной американской военно-технической мысли и главным ударным «аргументом» перспективных кораблей ВМС США. Дальнобойные, точные, разрушительные, работающие на новых физических принципах. И очень, очень дорогие. В Вашингтоне приняли решение прекратить финансирование программы создания рельсотрона — полуфантастического «оружия будущего», которое уже обошлось американской казне в полмиллиарда долларов.
О том, почему Пентагон отказывается от технологии, на разработку которой ушло более десяти лет, в материале РИА Новости.
Проект-утопия
14 апреля 2017, 14:55
Спящая мощь: самое грозное оружие, ни разу не испытанное в бою
Как сообщает издание The National Interest со ссылкой на источники в Пентагоне, проект рельсотрона корабельного базирования уперся в потолок как по финансовым затратам, так и по времени, выделенному на его создание. Головные разработчики оружия — компании BAE Systems и General Atomics — за прошедшее десятилетие так и не смогли продемонстрировать военным образец комплекса, хотя бы частично пригодный для полноценной эксплуатации. «Суперпушку», как и многие другие подобные проекты, похоронили амбиции ее создателей, далеко обогнавшие научно-технический прогресс.
Рельсотроном (или «рельсовой пушкой» — от англ. Railgun) принято называть электромагнитный ускоритель масс, разгоняющий токопроводящий снаряд вдоль двух металлических направляющих (рельсов) с помощью силы Ампера.
В отличие от традиционной артиллерии, порох в этом оружии не используется, как, собственно, и ствол. Кроме того, поражение цели происходит за счет разрушительного кинетического удара — а значит, зарядить рельсотрон можно обычной болванкой. В огнестрельном оружии скорость снаряда ограничена его весом и кинетикой проходящей при выстреле химической реакции. В случае же рельсотрона сверхлегкий боеприпас теоретически можно разогнать до любых скоростей.
© AP Photo / U.S. Navy, John F. WilliamsОпытный образец рельсотрона, разрабатываемый для ВМС США
© AP Photo / U.S. Navy, John F. Williams
По мнению ряда экспертов, ускоритель масс способен превзойти любую существующую гаубицу. Скорость полета снаряда — около 8,5 тысячи километров в час, дальность стрельбы — 200-400 километров, кинетическая энергия боеприпаса — от 10 мегаджоулей. Неудивительно, что американские моряки так мечтали о подобном оружии — даже небольшой корабль с рельсотроном превратится в «короля океана», способного не только потопить любую морскую цель, но еще и как следует врезать противнику на берегу.
Перехватить снаряд, летящий со скоростью более семи Махов, в принципе не способна ни одна существующая зенитная ракета. Кроме того, небольшие габариты боеприпасов позволяют брать на борт внушительный арсенал.
8 июля 2017, 08:00
Пуля-дура. Каким оружием из научной фантастики станут воевать в будущем
Официально о начале работ над проектом ERMG (Electromagnetic Railgun — электромагнитная рельсовая пушка) Пентагон объявил в 2005 году. На программу изначально выделили 200 миллионов долларов. О первых результатах ВМС США отчитались уже в 2008 году, объявив, что наземный прототип оружия ускорил боеприпас до начальной скорости 7,5 Маха, после чего он продолжил полет по баллистической траектории. Два года спустя удалось создать еще более мощный образец, поставивший мировой рекорд по энергии выстрела среди рельсотронов — около 33 мегаджоулей.
Наиболее близкий к серийному производству прототип BAE Systems представила в 2012 году.
Он выстрелил 10-килограммовым снарядом с энергией 32 мегаджоуля. Серийный образец этой системы должен был иметь дальность стрельбы до 180 километров, а в перспективе — до 400 километров. Параллельно инженеры работали над системами автоматической подачи снарядов, охлаждения и питания установки.
Нехватка энергии
Собственно, на этом первоначальные успехи и закончились. Как сообщает The National Interest, в настоящее время проект по созданию рельсотрона серьезно забуксовал из-за сокращения бюджетных расходов на перспективные, но туманные разработки. Кроме того, это оружие до сих пор имеет ряд технологических проблем, решить которые в обозримом будущем не представляется возможным даже для могучей американской оборонки.
Во-первых, под это оружие, по сути, не готов корабль и пока отсутствует достаточно компактный источник питания. Изначально рельсотронами планировали вооружить футуристические эсминцы Zumwalt, выстроенные по стелс-технологии и напичканные самой современной электроникой.
Головной корабль серии был передан флоту в 2016 году и уже дважды заезжал в сухой док на ремонт из-за проблем с главной двигательной установкой.
Первоначально Пентагон рассчитывал на 32 таких корабля, но за годы стоимость одного миноносца выросла с 750 миллионов долларов до 7,5 миллиарда! В итоге ВМС США решили ограничиться лишь тремя «Замволтами». И до сих пор не решено, чем они будут вооружены. Разместить на борту источник питания, достаточно мощный для рельсотрона, конструкторам не удалось. А таскать за собой прицепом баржу с «батарейками» кораблю-невидимке как-то несолидно. По оценкам экспертов, энергопотребление установки потребует около 20 мегаватт энергии. А такие объемы могут выдать разве что атомные авианосцы. Но американцы всегда крайне скептически относились к самой идее установки на свои плавучие аэродромы ударного вооружения.
16 марта 2017, 19:11
Бюджетный рывок: как Пентагон потратит «шальные» миллиарды
Во-вторых, представленные опытные образцы рельсотрона имеют скорострельность 4,8 выстрела в минуту, тогда как требования военных включали минимум 10 выстрелов.
Не стоит забывать и о том, что направляющие — рельсы — электромагнитной пушки слишком быстро изнашиваются и приходят в негодность, так как каждый выстрел требует колоссального количества энергии. В-третьих, траекторию снаряда, выпущенного из рельсотрона, невозможно корректировать в полете. В-четвертых, его пробиваемость на больших дальностях почти не отличается от боеприпасов традиционной ствольной артиллерии среднего калибра. Как говорится, если нет разницы, зачем платить больше?
© RuptlyРоссийские ученые выстрелили из рельсотрона пластиковой пулей. Кадры испытаний
© Ruptly
Программа разработки рельсотронов есть и в других странах. К примеру, российские ученые Шатурского филиала Объединенного института высоких температур РАН в прошлом году пальнули из экспериментального рельсотрона 15-граммовой пластмассовой пулей по алюминиевой болванке. Боеприпас удалось разогнать до скорости три километра в секунду, в результате чего на мишени осталась внушительная вмятина. При этом российские ученые говорят не только о военном применении данной системы.
Президент РАН Владимир Фортов, в частности, не исключал, что рельсотроны можно будет использовать для уничтожения космического мусора, а также выведения спутников и других грузов на орбиту.
Очень скоростная пушка Зачем США разрабатывают рельсотрон для сдерживания России: Оружие: Силовые структуры: Lenta.ru
В конце мая 2016 года The Wall Street Journal сообщил о том, что разрабатываемая в США электромагнитная пушка — рельсотрон может быть использована для защиты союзников США от России и Китая. «Лента.ру» попыталась разобраться в перспективах новой системы и ее возможностях.
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.
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.
Один из прототипов электромагнитной пушки
Фото: U.S. Navy
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.
Что такое рельсотрон и как далеко он может стрелять?
Недавно ВМС США объявили о том, что прекращают разработку запланированного рельсотрона, отправляя 15 лет разработки и 500 миллионов долларов затрат на НИОКР на ветер.
Согласно официальному заявлению ВМФ, они намерены переориентировать свои усилия в области НИОКР на разработку гиперзвуковых ракет и оружия направленной энергии, поскольку сегодня эти типы оружия уже используются в ограниченном количестве по всему миру.
Тем не менее, это может быть не единственная причина, по которой флот решил отказаться от запланированного рельсотрона. На протяжении всей разработки военно-морской флот изо всех сил пытался сделать свои прототипы рельсотрона энергоэффективными и ресурсосберегающими. Одиночный выстрел из одного из этих прототипов требовал отвода огромного количества энергии от корабля, на котором он хранился.
Рельсотроны ВМФ также пострадали от другой проблемы, через которую прошли другие прототипы рельсотронов на протяжении всей истории; плохая надежность. Из-за огромной силы, создаваемой каждым выстрелом, стволы или рельсы рельсотрона изнашивались невероятно быстро, что со временем делало его менее эффективным и менее точным без постоянной замены его частей.
Что такое рельсотрон?Но что такое рельсотрон? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны сначала задать другой: что произойдет, если кто-то соорудит действительно большую пушку , действительно ?
А что, если бы это орудие было настолько большим и мощным, что одной только силы его снаряда было бы достаточно, чтобы потопить даже самый прочный корабль? Ну, у вас будет электромагнитный рельсотрон.
Рейлганы получили множество названий в научной фантастике. Их называли драйверами масс, магнитными ускорителями и особенно в Doom , Пушки Гаусса. Независимо от того, как его называет автор, его постоянно изображали как метательное оружие, использующее электромагнитную энергию для запуска своих снарядов с чрезвычайно высокой скоростью.
Как быстро стреляет рельсотрон?По своей конструкции рельсотроны должны быть одними из самых мощных пусковых установок снарядов в мире. Электромагнитный рельсотрон предназначен для запуска снарядов по направлению к цели со скоростью, на несколько порядков превышающей скорость звука.
Например, прототип рельсотрона ВМС США мог запускать снаряды со скоростью 6 Маха — в шесть раз быстрее скорости звука. Это примерно 5400 миль в час (8690,45 км/ч), быстрее, чем у любого другого оружия на планете.
Самые популярные
Как далеко может стрелять рельсотрон? Эффективная дальность рельсотрона тесно связана со скоростью, с которой он может запустить снаряд.
Считается, что наземные или корабельные рельсотроны со скоростью 6 Маха имеют эффективную дальность примерно 126 миль (202,7 км) или 110 морских миль (177,02 км) в море.
Когда французский изобретатель Андре Луи Октав Фошон-Вильпле впервые представил миру концепцию электромагнитного рельсотрона с функциональным малогабаритным прототипом электрической пушки в 1918 году, несколько инженеров-оружейников во всем мире это заметили и начали работу над собственными футуристическими рельсотронами.
Только во время Второй мировой войны мы увидели планы создания полностью функционального и боеспособного рельсотрона. Немецкий инженер Йоахим Хенслер предложил создать то, что по сути было рельсовой пушкой — зенитную пушку с электромагнитным приводом. Это должно было стать итерацией конструкции Вильпле, разработанной десятилетиями ранее, «пушки», которая использовала заряженный ток для продвижения снарядов вперед.
Но это все, чем закончилась идея Генслера: дизайн.
Рейлган Генслера так и не был построен. Несмотря на это, слухи об этом революционно новом оружии быстро распространились. Улов? Несмотря на то, что это оружие было теоретически возможным, его явная стоимость энергии и эксплуатационные требования гарантировали, что оружие этого типа не будет развиваться в течение достаточно долгого времени.
Этот гипотетический рельсотрон, при предложенном наборе характеристик, будет потреблять достаточно энергии при одном выстреле, чтобы привести в действие половину Чикаго. С тех пор военные по всему миру предпринимали многочисленные попытки получить рабочий прототип с чертежной доски и отправить его на поле боя.
Возможно, самым последним и громким примером попытки вооруженных сил ввести в свой арсенал настоящий работающий рельсотрон может быть проект рельсотрона ВМС США стоимостью 500 миллионов долларов. Хотя научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы продвинулись достаточно далеко, и было построено несколько функциональных прототипов, ВМС США недавно решили свернуть свой амбициозный проект.
Как следует из названия, электромагнитный рельсотрон использует электромагнитную энергию для запуска снарядов. Это делает его по конструкции ближе к большой электрической цепи, чем к пистолету.
Рейлган состоит из трех основных компонентов: источника питания, рельсов и арматуры.
Блок питания подает ток на рельсотрон. Этот ток состоит из миллионов вольт электричества. Миллионы вольт электричества исходят от источника питания, который сначала направляется на положительную шину.
Рельсы — отсюда и название рельсотрона — представляют собой отрезки металла с высокой проводимостью, через которые проходит ток для зарядки снаряда. По сути, это гигантские магниты, поэтому с одной стороны у них есть положительная рейка, а с другой — отрицательная.
После того, как ток проходит через положительную шину, он направляется к якорю, который перекрывает зазор между двумя шинами. Обычно это место, где хранится снаряд.
В этот момент ток может двигаться к отрицательной шине и, в конечном итоге, обратно к источнику питания.
Когда весь этот ток циркулирует по системе, образуется сильное магнитное поле, а вместе с ним и магнитная сила. Как и любая другая сила, она имеет величину и направление. В рельсотроне эта магнитная сила заряжается до тех пор, пока не достигнет критического уровня, и используется для запуска снарядов вперед с огромной силой.
Несмотря на огромный потенциал рельсотрона как в бою на море, так и в воздушном бою, флот не мог бороться с многочисленными недостатками рельсотрона. Из-за того, как работают электромагнитные рельсотроны, многие из этих недостатков, к сожалению, неизбежны.
Потенциальное будущее рельсотронов Недавние сообщения показывают, что Китай намерен продолжить с того места, на котором остановились ВМС США, со своим собственным взглядом на рельсотроны. Они также построили и испытали прототипы функциональных рельсотронов в открытом море.
Теперь осталось только сделать его достаточно прочным, чтобы выдерживать эксплуатационные требования.
Китайские исследователи взяли за основу предыдущие проекты рельсотрона и разработали не только функциональную, но и практичную и эффективную конструкцию. Например, чтобы избежать износа ствола, с которым сталкивается рельсотрон ВМФ, они провели эксперименты с использованием жидкого металла, охлаждающего материала с высокой проводимостью, чтобы значительно уменьшить износ ствола рельсотрона.
Согласно их отчетам, их рельсотрон может быть не только намного более практичным, чем у ВМФ, но и запускать снаряды с большей скоростью и на большую дальность. Их прототип выпустил снаряд со скоростью более 7 Маха, поразив цель на расстоянии 155,3 миль (250 км).
More Stories
инновации
Новый опреснитель MIT производит питьевую воду без фильтров
Лукия Пападопулос| 29.04.2022
культура
Илон Маск хотел отказаться от сделки с Twitter из-за Третьей мировой войны.
Вот что адвокаты сказали в суде
Амейя Палеха| 08.09.2022
наука
Волны-убийцы: от кошмара моряка к научному признанию
Джон Леффлер| 06.03.2022
Рейлган ВМС США почти мертв в воде
- ВМС США потратили 500 миллионов долларов на разработку рабочего рельсотрона.
- Теперь, когда оружие работает, нет никаких планов сделать его действующей системой оружия.
- Служба вместо этого продвигает новый сверхскоростной снаряд, которым можно стрелять из существующих орудий.
Электромагнитный рельсотрон ВМС США стоимостью 500 миллионов долларов, способный метать снаряды с гиперзвуковой скоростью, не имеет финансирования и четкого плана развертывания на военных кораблях. Вместо этого ВМС разрабатывают ответвление рельсотрона — сверхскоростной снаряд, которым можно стрелять из существующих артиллерийских систем.
➡ Вы любите крутые военные технологии.
И мы тоже. Давайте разберемся с этим вместе.
Фотография 2008 г. снаряда рельсотрона, стреляющего мощностью 10,46 мегаджоулей с начальной скоростью 8200 футов в секунду.
John Williams/DVIDSЭлектромагнитный рельсотрон (EMRG) — это оружие, использующее электричество вместо пороха для запуска снарядов вниз. Рельсотроны используют магнитные поля, создаваемые сильными электрическими токами, чтобы разогнать снаряд до скорости 6 Маха или 5400 миль в час. Скорость достаточна, чтобы дать EMRG эффективную дальность 110 морских миль или 126 миль по суше.
Управление военно-морских исследований начало разработку орудия в 2005 году, а к 2012 году демонстратор технологии стрелял снарядами в Центре надводных боевых действий ВМС Дальгрен, штат Вирджиния. В 2015 году программа, по-видимому, шла настолько хорошо, что ВМС объявили о планах испытать оружие с USNS Trenton , экспедиционного быстрого транспорта. В 2017 году ВМС опубликовали видео, на котором пушка Дальгрена стреляет многозарядными залпами.
Посмотреть полный пост на Youtube
За годы, прошедшие с тех пор, EMRG, вместо того, чтобы набрать еще больше пара (или мегаджоулей), по-видимому, замедлилась до нуля. Сервис запросил всего 9 долларов0,5 миллиона в оборонном бюджете 2021 года на исследования на основе рельсотрона и перевезли орудие на ракетный полигон Уайт-Сэндс в Нью-Мексико, где оно продолжает проходить пусковые испытания. Задача и цель сообщает рельсотрон технически завершен, но служба также разрабатывает технологическое ответвление, сверхскоростной снаряд (HVP). HVP — это тот же снаряд, разработанный для EMRG, но модифицированный для стрельбы из традиционных пороховых орудий.
Лучшее оружие Nerf, просто потому что
NERF N-Strike Elite SurgeFire
28 долларов США на Amazon
Кредит: Nerf/AmazonNERF Nerf Rival Roundhouse XX-1500 Red Blaster — Чистый вращающийся патронник заряжает патроны в ствол — 5 Интегрированные магазины, 15 патронов Nerf Rival
Скидка 36%
18 долларов на Amazon
Rival Knockout XX 100 Синий$13 на Amazon
Кредит: Nerf/AmazonNERF Megalodon Nerf N-Strike Mega Toy Blaster с 20 официальными дротиками Mega Whistler Включает: бластер, барабан, 20 дротиков и инструкции
$57 на Amazon
Кредит: Nerf/AmazonNERF NERF Zombie Strike Alternator Blaster — стреляет 3 способами — включает 12 официальных дротиков Zombie Strike Elite — для детей, подростков и взрослых
$64 на Amazon
Кредит: Nerf/AmazonNERF Nerf N-Strike Elite Retaliator
$61 Амазонка
Кредит: Nerf/AmazonNERF NERF Elite 2.
0 Shockwave RD-15 Blaster, 30 дротиков, вращающийся барабан с 15 дротиками, помповое действие, встроенные возможности настройкиСейчас скидка 23% /Amazon
HVP предназначен для установки на 127-миллиметровые палубные орудия ВМС США. Снаряд имеет максимальную скорость 3 Маха от химической энергетической пушки — только половину скорости от EMRG — но все же лучше, чем современные 127-миллиметровые снаряды. Военно-морской флот считает, что HVP может использоваться для дальних ударов по наземным целям, самолетам и ракетам, а также по военным кораблям противника. Ракетный эсминец USS Dewey выпустил 20 снарядов HVP во время военно-морских учений RIMPAC в 2018 году, что стало первым известным применением нового оружия в море.
Одно огромное преимущество HVP перед рельсотроном: на вооружении уже находится более сотни пусковых установок HVP. В ВМФ имеется около 120 Mk. 45 орудий в действии, по два на каждом ракетном крейсере Ticonderoga класса и по одному на эсминце Arleigh Burke класса .
Размещение HVP на флоте даст этим кораблям дополнительные возможности, что намного дешевле, чем строительство новых кораблей с рельсотронами. Эта технология также доступна для более крупных 155-миллиметровых снарядов, что потенциально дает две усовершенствованные артиллерийские системы на 9-м огневом рубеже.0015 Zumwalt — боеприпасы боевых кораблей класса для поражения целей противника.
Новый военный корабль, большой надводный боевой корабль, должен в конечном итоге заменить крейсера класса Ticonderoga-. ВМС планируют купить первый из этих кораблей проекта в конце 2020-х годов . Военно-морской флот хранит молчание о том, какие новые технологии будут установлены на крупном надводном корабле. Члены Конгресса, отчеты Task & Purpose , подталкивают службу к добавлению рельсотрона в список.
Контр-адмирал Мэтью Клундер, руководитель отдела военно-морских исследований, демонстрирует сверхскоростной снаряд (HVP) репортеру CBS News Дэвиду Мартину во время интервью, проведенного в испытательном центре Военно-морской исследовательской лаборатории.
Интеграция нового сверхскоростного снаряда с флотом при оснащении надводного корабля следующего поколения рельсовой пушкой является лучшим решением из обоих миров. HVP, когда-то полностью разработанный, может стать ключевой системой вооружения флота сегодня, в то время как электромагнитный рельсотрон может стать ключевой системой вооружения флота завтра.
США — не единственная страна, работающая над электромагнитными рельсотронами. В 2018 году прототип рельсотрона был прицелен на носу десантного корабля ВМС Китая Haiyangshan . Haiyangshan , также известный как «Морское чудовище Янцзы», действительно вооружен рельсотроном, но мы не знаем, насколько это оружие эффективно, насколько оно близко к рабочему состоянию и стреляли ли из рельсотрона.
Теперь посмотрите это:
Кайл Мизоками
Писатель по вопросам обороны и безопасности, живет в Сан-Франциско.
ВМС США бросают футуристический рельсотрон, наблюдая за гиперзвуковыми ракетами
В июле 2017 года Управление военно-морских исследований объявило, что электромагнитный рельсотрон ВМС готов к полевым демонстрациям.БАТ, Мэн — ВМС США на данный момент отключили футуристическое оружие, которое стреляет снарядами со скоростью, в семь раз превышающей скорость звука, с использованием электричества.
Военно-морской флот потратил более десяти лет на разработку электромагнитного рельсотрона и однажды рассматривал возможность установки его на новые малозаметные эсминцы класса Zumwalt, построенные на заводе Bath Iron Works в штате Мэн.
Но министерство обороны переключает свое внимание на гиперзвуковые ракеты, чтобы не отставать от Китая и России, а ВМФ урезал финансирование исследований рельсотронов из своего последнего предложения по бюджету.
«Рейлган на данный момент мертв», — сказал Мэтью Кэрис, аналитик по обороне в консалтинговой компании Avascent Group.
Прекращение финансирования предполагает, что ВМС видели как проблемы с внедрением технологии, так и недостатки в дальности полета снарядов по сравнению с гиперзвуковыми ракетами, сказал он.
Решение ВМФ приостановить исследования в конце года высвобождает ресурсы для гиперзвуковых ракет, систем направленной энергии (например, лазеров) и систем радиоэлектронной борьбы, заявила представитель ВМФ лейтенант Кортни Каллаган. Она добавила, что информация, полученная во время тестирования, будет сохранена на случай, если Управление военно-морских исследований захочет продолжить с того места, где оно было остановлено.
В целом, согласно Брайану Кларку, аналитику из Гудзоновского института, ВМС потратили около 500 миллионов долларов на исследования и разработки.
Технология была близка к тому, чтобы совершить скачок от научной фантастики к реальности в 21 веке с тестированием прототипов. Концепция предусматривала возможность создания эффективного оружия за копейки в долларах по сравнению с умными бомбами и ракетами.
Это потому, что рельсотроны используют электричество вместо пороха, реактивных или ракетных двигателей, чтобы разогнать снаряд до скорости, в шесть или семь раз превышающей скорость звука. Это создает достаточно кинетической энергии для уничтожения целей.
Высокоскоростная камера фиксирует выстрел с полной энергией прототипа электромагнитной пусковой установки рельсотрона на испытательном полигоне в Дальгрене, штат Вирджиния. (Джон Ф. Уильямс/ВМС США через AP)
Но возник ряд проблем. Те включали диапазон приблизительно 110 миль в испытании. Корабль ВМФ не мог применить орудие, не оказавшись в пределах досягаемости вражеских ракет. По словам Кларка, его полезность для противоракетной обороны также ограничивалась дальностью и скорострельностью.
Идея восходит к 1940-м годам. Но всегда были серьезные препятствия, потому что параллельные рельсы или проводники подвергаются мощному электрическому току и магнитным силам, которые могут нанести ущерб после нескольких выстрелов, сказал военный аналитик Норман Фридман.
«Большой вопрос всегда заключался в том, сможет ли пушка держаться вместе во время непрерывной стрельбы», — добавил Фридман.
Обычная пушка может выстрелить около 600 раз, прежде чем потребуется ремонт ствола, но ствол прототипа рельсотрона необходимо заменить после дюжины или двух дюжин выстрелов, сказал Кларк.
Несколько лет назад во флоте заговорили о том, чтобы поставить пушку на будущий военный корабль Lyndon B. Johnson, последний из трех эсминцев-невидимок. Он близится к завершению, и на заводе Bath Iron Works проходят строительные испытания.
600-футовый военный корабль использует морские турбины, подобные тем, которые приводят в движение самолет Боинг 777, чтобы производить до 78 мегаватт электроэнергии для использования в двигателях, оружии и датчиках. Этого электричества более чем достаточно для рельсотрона, и на корабле есть место после отмены усовершенствованной артиллерийской системы, в результате чего корабль остался без обычного пушечного оружия.
Вместо этого ВМФ занимается разработкой ответвления рельсотрона, сверхскоростного снаряда, которым можно стрелять из существующих артиллерийских систем.
Поделиться:
Подробнее в MilTech
Армия США рассматривает новые способы оценки автономных транспортных средств
Победители конкурса доставят первые прототипы к 2028 году. York Space Systems поможет протестировать технологии, которые могут дать информацию о будущих возможностях.
Пентагон находится на пути к присуждению контракта на 9 миллиардов долларов после отказа от JEDI
В настоящее время Пентагон работает над учреждением JWCC, поскольку нарастает давление, направленное на беспрепятственное соединение военных служб и более эффективную обработку массивов данных.
Армия обращается к Palantir за программным обеспечением, помогающим прогнозировать проблемы с обслуживанием.
Фирма из Денвера получила пятилетний контракт на сумму 85,1 миллиона долларов.
США заявляют, что хакеры атаковали оборонную организацию и украли конфиденциальную информацию
Пул подрядчиков и связанных с Пентагоном ресурсов находится под постоянной угрозой цифровых преследований и кампаний иностранного влияния.
