В кінці минулого місяця з'явилася інформація про успішне випробування в США електромагнітної гармати (railgun), у нас цю розробку називають рельсотрони. Статтю з цього приводу опублікувало вельми шановане видання The Wall Street Journal, розмістивши в ньому відеоматеріал з випробуваннями електромагнітної гармати. Розробкою цієї зброї займаються корпорації General Atomics і BAE Systems. Американці вже заявили, що ця зброя після його доопрацювання призведе до справжньої революції у військовій справі і зможе захистити союзників США від зазіхань Китаю і Росії.
Ця новина викликала величезний резонанс в російській пресі. ЗМІ патріотичної спрямованості вибухнули цілим потоком матеріалів, які можна об'єднати в дві великі групи: "американці знову безбожно пиляють військовий бюджет" і "російський рельсотрон все одно буде краще". Однак давайте спробуємо спокійно розібратися, що насправді являє собою ця технологія, і які її потенційні можливості. Чи є перспективи у нового зброї, чи дійсно це революційний прорив?
Що таке електромагнітна гармата рельсотрон?
Рельсотрон - це система, яка для додання швидкості снаряду використовує електромагнітне поле. Снаряд, виготовлений з матеріалу проводить струм, розганяється між двох напрямних (рейки), які підключені до потужного джерела постійного струму. Сила струму така, що між рейками утворюється плазмова дуга.
Людство майже тисячу років знайоме з порохом і використовує енергію згорають порохових газів для метання різних снарядів на досить пристойні дистанції. Навіщо ж городити город, і викидати мільярди доларів на незрозумілі електромагнітні гармати?
Справа в тому, що в сьогодні ми практично підійшли до межі можливості пороху. Розігнати снаряд до швидкості вище 2,5 км / секунду йому вже не під силу. Це стало зрозуміло давно, пошуки збройових систем, побудованих на інших фізичних принципах, йдуть вже багато десятиліть.
Ще однією проблемою, пов'язаною з традиційною артилерією, є ресурс гарматних стволів. При пострілі вони відчувають величезні навантаження. Природно, що сучасна металургія пропонує конструкторам матеріали з великим потенціалом і ресурсом, їх не можна порівняти з тим, що було сто чи навіть п'ятдесят років тому. Але і тут ми підійшли до межі.
Фізичний принцип, на якому заснований рельсотрон, гранично простий: снаряд замикає електричний ланцюг і рухається вперед завдяки силі Лоуренц. Ці фізичні закони вивчаються дітьми в шкільному курсі фізики. Однак втілити їх в реальності виявилося дуже непросто. Вся справа в матеріалах і технологіях і, звичайно ж, в джерелах енергії, якої на один постріл потрібно стільки, що вистачить висвітлювати невелике місто.
У чому сила рельстрона?
Якими ж перевагами будуть мати збройні сили, які мають в своєму арсеналі рельсотрони? Їх кілька, і вони дійсно вражають. Ось повний список:
- висока швидкість, а значить і руйнівна сила снаряда;
- значна дальність стрільби;
- порівняно низька вартість одного пострілу;
- більш висока безпека рельстрона через відсутність пороху;
- більший боєзапас, в порівнянні з ракетною зброєю.
Давайте пройдемося по всім вищевказаним пунктам.
Одним з недоліків традиційних артилерійських система є той факт, що снаряд отримує імпульс тільки безпосередньо після вибуху пороху. Тобто, час його розгону досить невелика. Рельсотрон ж розганяє снаряд протягом всієї довжини напрямних, тому він може отримати жахливе прискорення, що досягає 60 G. Цей параметр і визначає інші "проривні" характеристики цієї зброї.
Швидкість снаряда, що вилітає з подібною електромагнітної гармати, може досягати 6-8 Махов, що дозволяє вражати цілі на дистанціях до 400 км. При стрільбі прямою наводкою (8-9 км) не потрібно вважати поправки, робити попередження - снаряд з рельстрона долає таку дистанцію менше, ніж за секунду. Ухилитися від нього неможливо.
Подібний снаряд не потребує у вибуховій речовині, ураження об'єктів відбувається за рахунок його кінетичної енергії. Російський експериментальний зразок рельстрона розігнав трехграммовий снаряд до швидкості 6 км / с, що дозволило випарувати сталевий лист-мішень.
Ще однією важливою перевагою такої зброї є низька вартість одного пострілу. Сьогодні вона становить приблизно 25 тис. Доларів. У порівнянні з сучасними керованими ракетами, деякі з яких мають цінник в 10 млн доларів, - це справжні копійки.
Снаряди для рельсотрона мають невеликий розмір, що значно збільшує боєзапас. Сучасний американський корабель з сотнею ракет цілком може нести на своєму борту кілька тисяч снарядів для рельсотрона.
Подібна система не має в своєму складі вибухонебезпечних речовин (пороху або ракетного палива), що значно підвищує безпеку військових об'єктів.
Невирішені проблеми електромагнітних гармат
Якщо цей вид зброї настільки смертоносний, чому він до сих пір не стоїть на озброєнні жодної з армій світу? Рельсотрон - це дійсно дуже перспективний зброю, але щоб почати його практичне застосування, розробникам необхідно вирішити безліч складних технічних проблем.
Проект електромагнітної гармати вперше був запропонований ще в період Першої світової війни, в честь свого творця її назвали "гарматою Гауса". Зі зрозумілих причин даний проект так і залишився на папері.
Перший рельсотрон був побудований вченими Австралійського університету в 70-х роках, він використовувався в суто наукових цілях. Будували подібні установки і в Радянському Союзі. Однак військових не надто цікавили моделі, які стріляли кульками з вагою в кілька грамів, їм потрібна була більш потужна установка. Про рельсотрони думали розробники програми "Зоряних воєн" за часів президента Рейгана, з його допомогою хотіли збивати радянські боєголовки. Але матеріали і технології того часу були такі, що ствол гармати можна було використовувати тільки один раз, потім потрібно ставити новий. І це перша найсерйозніша проблема, яка і сьогодні стоїть перед розробниками рельстрона. Тільки уявіть собі на мить, що відбувається всередині цієї гармати: величезні енергії, потоки плазми, гігантські швидкості снаряда.
Сьогодні американці заявляють, що ствол прототипу, який вони відчувають, може пережити тисячу пострілів. Ідеальним це зброя стала б при скорострільності в 5-6 пострілів в хвилину і при ресурсі стовбура в кілька тисяч пострілів.
Не меншою проблемою є тепловідвід, а також нормальна робота енергетичної установки. Також є проблеми з інтеграції зброї в бортову енергетичну систему.
Джерело живлення для рельсотрона - це величезна батарея конденсаторів, здатних видати короткий і потужний імпульс, а ще сотні кабелів, що передають цей заряд.
У 2012 році прототип був випробуваний на потужності 32 мегаджоуля, а в майбутньому (до 2025 року) розробники планують збільшити потужність удвічі.
Однак не ці питання є найважливішими, більш актуальна проблема можливості управління снарядом рельстрона в польоті, тобто, підвищення його точності.
Американці заявляють, що вони вже можуть керувати снарядом, випущеним з рельстрона. Йдеться і про дистанційне керування (радіохвилі), і про самоврядування.
Ще в минулому році розробники рельстрона (General Atomics Electromagnetic Systems) заявили, що снаряд з електронним обладнанням не тільки пережив випробування, але і успішно виконав свої функції.
Якщо це відповідає дійсності (не вірити немає підстав), то американцям вдалося створити таку електронну систему управління, яка може витримувати жахливі прискорення, плазму і електромагнітне поле з величезним напруженням, а також нагрівання поверхні снаряда до декількох сотень градусів.
В цьому випадку рельсотрон дійсно може стати проривом у військовій справі. Поки що на море, тому що установку з такими розмірами і енергоспоживанням навряд чи можна використовувати інакше.
Американці планують до 2020 року спустити на воду кілька есмінців класу Zumwalt, які розроблялися для установки перспективних видів електромагнітного озброєння, в першу чергу рельсотрони.
перспективи рельстрона
Якщо розробники зможуть вирішити останні проблеми, то ми можемо стати свідками початку нової епохи: епохи відродження артилерії. Епоха лінкорів з їх величезними знаряддями канула в Лету через їх малого радіусу бойового ураження. Їх витіснили авіаносці і ракетні кораблі. А що буде, якщо артилерійські знаряддя отримають можливість стріляти на 300-400 км з високою точністю?
Ймовірно, що подібна технологія повністю змінить бойові дії на морі.
На суші рельсотрони можна буде використовувати в якості елемента системи ПРО. Вони відмінно підійдуть і для захисту кораблів проти крилатих ракет супротивника.
Величезна швидкість і невисока вартість дозволить знищувати навіть ворожі ядерні боєголовки.
General Atomics вже заявила, що в даний час розробляє наземний рельсотрон, але тут все впирається в джерела живлення.
Багато експертів вважають, що електромагнітні гармати (рельсотрони), твердотільні лазери і гіперзвукові боєприпаси - це найбільш перспективні напрямки розвитку озброєнь в даний час. Якщо хоча б одне з них доведуть до пуття - це стане реальним проривом, а початок практичного застосування відразу двох технологій - призведе до революції.
