Новую и несколько неожиданную популярность «рэйлган» получил после появления в 90-е годы компьютерных игр «от первого лица». На этот раз он превратился в мощное ручное оружие, способное уничтожить самого сильного противника одним точным выстрелом. Всё это, разумеется, не имело никакой связи с реальностью.
Разработка первых настоящих боевых рельсотронов началась в США в середине нулевых годов. Создателем нового оружия является компания General Atomics.
Американские военные планировали использовать электромагнитные пушки для оснащения своих кораблей. В первую очередь речь шла о перспективных эсминцах Zumwalt.
Устройство и принцип действия.
Какова кинетическая энергия большого самосвала, с горкой гружёного песком и разогнанного до 100 километров в час? Такова была энергия снаряда, выпущенного из электромагнитной пушки ВМС США.
Высокие показатели рельсотрона обусловлены его специфическим устройством. Давайте рассмотрим его подробнее: вся движуха сосредоточена в незамысловатой схеме из двух параллельных шпал (так называемых рельс), подрезанных со старых школьных брусьев, к которым подключается источник мощного тока, и замыкающий скользящий по рельсам снаряд. Карнавал начинается, когда мы пускаем по цепи постоянный ток: запитанные рельсы создают вокруг себя магнитное поле, и ранее упомянутый снаряд, пропуская через себя поток электричества, поддаётся влиянию поля рельс и приходит в движение. В физике это явление называется силой Ампера, и действует эта сила на проводник с током, помещённый в магнитное поле. В рельсотроне располагается и кайфует тяжёлый снаряд, разгоняемый подвижным контактов до чудовищных скоростей. Механизм чем-то напоминает арбалет, в котором болт получает ускорение от тетивы.
При протекании тока через снаряд, материал снаряда и рельсы должны обладать:
как можно более высокой проводимостью,
снаряд — как можно меньшей массой,
источник тока — как можно большей мощностью и меньшей индуктивностью.
Однако особенность рельсового ускорителя в том, что он способен малые массы до очень больших 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.
В любом случае, цель военных — получить электромагнитное рельсовое орудие, способное уничтожать морские и наземные цели на большом расстоянии.
Представьте, иметь такую у себя дома…
А чё там на практике?
Первые выстрелы из рэйлгана были сделаны в лабораторных условиях. В частности, еще в 80-е годы в СССР проводились опыты, в ходе которых небольшие пластиковые снаряды весом в несколько грамм удавалось разгонять до скорости в 8-10 километров в секунду. При этом полученной кинетической энергии хватило для того, чтобы буквально испарить мишень, представлявшую собой стальной лист.
Американский военный рельсотрон испытывался уже многократно. Впервые это произошло, видимо, в 2008 году. Согласно заявлению представителей ВМФ США, снаряд весом в 2 килограмма обладал дульной энергией в 10 МДж, вылетая из ствола со скоростью в 2,5 километра в секунду. (В 2010 году была проведена демонстрация усовершенствованного рельсового орудия. Вес снаряда увеличили до 3,2 кг, а дульная энергия при этом выросла до 32-33 МДж.)
Конечно, рельсотрон обладает целым рядом весомых преимуществ:
Теоретически неограниченная скорость снаряда. Уже сегодня она такова, что от выстрела из электромагнитной пушки не сможет увернуться даже самолет, находящийся в зоне прямой видимости;
Огромная дальность выстрела, недоступная для обычной артиллерии. В частности, в США утверждают, что их морской рельсотрон сможет уничтожать цели, находящиеся на расстояниях до 400 километров;
Дешевизна снарядов. Болванки из вольфрама обходятся совсем недорого, а их разрушительный эффект, обусловленный огромным запасом кинетической энергии, не требует применения взрывчатки;
Возможность применения пушки для выведения на орбиту космических аппаратов.
Но рельсотрон обладает так же рядом недостатков:
Проблемы энергообеспечения. Расчеты показывают, что для придания трёхкилограммовому снаряду энергии в 32 МДж мощность необходимого электромагнитного импульса составит 1,6 гигаватта – в полтора с лишним раза больше, чем у типичного ядерного реактора.
Перегрузки в момент выстрела достигают 25 000 – 30 000 G, что не даёт возможности «начинить» снаряд какой-либо взрывчаткой, тем более детонаторами;
При ведении огня на большие расстояния точность существенно снижается;
Пока не удается обеспечить высокий темп стрельбы, что ограничивает возможности рельсотрона как орудия ПВО и ПРО;
Направляющие изготовлены из дорогих материалов, при этом не выдерживают большого количества выстрелов;
Эффективность поражения крупных целей небольшими болванками вызывает сомнения.
Что самое неприятное, каждый из недостатков рельсотрона представляет собой настоящую ловушку: при попытке решения проблемы трудности начинают нарастать буквально в геометрической прогрессии. Например, попытка увеличить вес болванок неизбежно вызовет необходимость в многократно более мощной энергетической установке.
Оборудование снарядов модулем самонаведения (американцы утверждают, что им это удалось, что крайне сомнительно) неизбежно приводит к резкому росту стоимости выстрела. В итоге возникает вопрос, а не проще ли использовать обычную управляемую ракету?
Ко всему прочему, для поражения площадных целей рельсотрон совершенно не подходит. Даже если бы его снаряды и удалось начинить взрывчаткой, они всё равно слишком малы для этого вида стрельбы.
Весьма примечательным фактом стало сворачивание программы Zumwalt. Этот «корабль будущего» пока так и не получил никакого рэйлгана, а по своей «обычной» боевой эффективности он заметно уступает созданным десятки лет назад эсминцам проекта «Арли Бёрк», не говоря уже о крейсерах «Тикондерога». Построено всего три Замволта — продолжения этой серии не будет. Правда, пока что неудача проекта по созданию рельсотрона официально не признана. Более того, аналогичные работы ведутся и в других странах. Что из всего этого выйдет – покажет будущее.
Но, не смотря на такие уж и слишком большие трудности, Рэйлган станет намного более реалистичным проектом после создания новых по своему принципу, очень мощных и при этом компактных источников или ёмкостей электроэнергии.
Как бы ни был рельсотрон разрушителен, его время ещё не пришло: уж больно энергозатратная машина получается, так что киберпанк-войнушки откладываются на неопределённый срок.
#интересно_об_оружии
Нет комментариев