Рельсотрон - оружие будущего

Рельсотрон - оружие будущего

Неужели резерв для дальнейшего развития разных видов оружия близок к исчерпанию и придать ему новый импульс способно только появление его разновидностей, действующих на основании совершенно иных физических принципов? Да, это так, но первые кандидаты на роль оружия будущего уже имеются. Наиболее перспективными из них считаются "рельсотроны".

Сегодня у публицистов и футурологов стало хорошим тоном рассказывать про остановку прогресса. "Техническая история человечества, — говорят они — прекратила течение свое. В каждое новое открытие приходится вкладывать миллионы денег, сотни тысяч человеко-часов, а прогресс в результате уже не идет семимильными шагами, а ползет с скоростью миллиметр в год ".

В отношении огнестрельного оружия это утверждение отчасти кажется справедливым. Если мысленно положить рядом китайское "огненное копье" X века (бамбуковую палку с трубкой., начиненную порохом и камешками) и современную штурмовую винтовку — прогресс кажется очевидным. А уж если мысленно поставить неподалеку, скажем, французскую кулеврину "Убийцу" образца XIV века и САУ "Коалиция -СВ", то все эти орудия из музеев и вовсе начинают казаться чем-то вроде дубины неандертальца.

А вот если "разобрать и посмотреть что там внутри", то выяснится что огнестрельное оружие за 7 веков своего развития прошло куда меньший путь чем авиация со времен опытов Бартоломеу де Гусмана и полета братьев Монгольфье, и никаких "революций", подобных появлению летательных аппаратов тяжелее воздуха в его истории не наблюдалось. Фактически и САУ "Коалиция" и "огненное копье" используют один и тот же принцип — вместо мускульной или механической энергии, снаряд в сторону противника выбрасывается при помощи газа, образующегося в ограниченном объеме в ходе химической реакции самоокисления, то есть сгорания вещества, из которого состоит метательный заряд. Все инновации в этой области можно пересчитать по пальцам: многовековая эволюция системы заряжания от засыпки пороха прямо в ствол до унитарных зарядов, путь от вставлявшегося в отверстие фитиля до современной автоматики, обеспечивающей скорострельность в 6000 выстрелов в минуту, нарезка канала ствола, изобретение нитроцеллюлозы и баллистита…

Сегодня инженерная мысль нацелена на решение трех основных проблем: полного сгорания гильзы, совершенствования активно-реактивных боеприпасов и создания пуль с корректируемой траекторией полета для ручного огнестрельного оружия. Общий принцип остается точно таким же, каким он был в X веке. Резерв для дальнейшего развития и модернизации близок к исчерпанию и придать развитию новый импульс способно только появление оружия, действующего на основании совершенно иных физических принципов.

Первую попытку сойти в сторону с проторенного пути предпринял не кто иной, как Леонардо да Винчи, предложивший выталкивать снаряд из ствола при помощи пара. С тех пор паровую пушку пытались изобрести неоднократно, но каждый новый образец по своим баллистическим характеристикам, надежности и сложности изготовления бесславно проигрывал соревнование с "традиционными" пороховыми системами. Скорострельность наиболее известного экземпляра отечественного парового орудия — 7-линейной (17,5 мм) пушки Карелина по меркам 1829 года, была впечатляющей — 50 выстрелов в минуту и все равно она осталась экспонатом Артиллерийского музея в Санкт-Петербурге, существующим в единственном экземпляре. Такая же судьба постигла и современную ей паровую пушку Перкинса, делавшую на 10 выстрелов в минуту больше.

Интереснее сложилась история орудий, принцип действия которых основывался на выталкивании метательного снаряда из ствола при помощи силы сжатого газа. Но, несмотря на то, что дело дошло до вооружения специальных подразделений и даже до корабельной артиллерии, понятие "пневматика" у нас в большей степени ассоциируется в основном с игрушечным, спортивным и охотничьим оружием, но никак не с боевым. Почему так сложилось — тема для отдельной публикации, пока лишь можно заметить, что одним из важнейших препятствий на пути внедрения "воздушек" стал непреложный закон, выявившийся в ходе конструирования всех подобных систем: при достижении баллистических характеристик сходных с пороховым аналогом, вес пневматического орудия увеличивается в три раза.

Одним словом, ни пар, ни сжатый газ на роль "оружия будущего" не подходят хотя бы потому, что основной принцип действия паровых пушек и пневматики фактически просто имитирует порох другими средствами. Период бурного развития науки и техники в конце XIX-первой половине XX века породил совершенно новые концепции того, чем предстоит заменить привычный "огнестрел", но их практическое воплощение пока что остается уделом авторов фантастических романов и создателей компьютерных игр. Инженерная мысль пока лишь осторожными шагами приближается к практическому воплощению оружия на новых физических принципах и существует оно,в основном, в виде лабораторных установок. Но "тройка лидеров" уже определилась — это лазер, пушка Гаусса и рельсовая пушка, она же "рельсовый ускоритель массы".

"Рельсотроны" и "гауссы" наиболее близки к нашим устоявшимся представлениям об оружии. Поражение цели в них осуществляется материальным снарядом, а не "лучами смерти", действенность которых ограничивается прежде всего самой атмосферой Земли, и, например, тем, что человеческое тело более чем на 70% состоит из воды, нагреть которую тепловым лучом на порядок сложнее. Зато электромагнитное оружие, способное выбросить снаряд со скоростью почти девятикратно превышающей скорость звука дает множество неоспоримых преимуществ в сравнении с "традиционным" огнестрелом.

"Гауссы", несмотря на внешнюю простоту схемы пока что безнадежно проигрывают соревнование "рельсотронам" и, скорее всего, боевое оружие, основанное на данном принципе вряд ли появится вообще. Разгон снаряда обеспечивается за счет прохождения пули, сделанной из электропроводящего материала, по стволу из диэлектрика, через ряд создающих магнитное поле катушек. На примере домашних поделок, способных загнать гвоздик в мишень для дартса с расстояния в несколько метров, выглядит эффектно, но при этом дает крайне низкий КПД (1-2 процента).

Даже при применении многоступенчатой системы разгона с последовательным переключением катушек, в кинетическую энергию переходит только 27 процентов заряда (для сравнения — у современного огнестрельного оружия этот показатель колеблется в районе 30-35 процентов). Достаточно высокий расход энергии в сочетании с большим весом установки и относительно низкой разгонной скоростью снаряда, делает развитие "гауссов" делом бесперспективным, по крайней мере — на нынешнем уровне технологий.

Схема рельсовых ускорителей дает конструкторам оружия будущего куда больше преимуществ над порохом, в первую очередь за счет возможности разгонять сверхмалые массы до сверхвысоких скоростей. В общем виде схема выглядит следующим образом: по двум электродам, подключенным к источнику постоянного тока, силой воздействия электромагнитного поля разгоняется, снаряд, одновременно замыкая цепь. Сам принцип, согласно которому электрическая энергия переходит в кинетическую в физике называется "силой Лоренца" .

Первый патент на рельсовое оружие был получен французом Андрэ Луи-Октавом Фошоном Виепле еще в 1902 году. Испытания проводились с 1916 по 1918-й год, причем велись крайне небрежно, измерения силы тока и начальной скорости снаряда не проводились, и в результате удалось установить только саму возможность создания такого оружия.

Во время следующей мировой войны трофейными материалами по рельсовым пушкам заинтересовалось руководство германского Управления вооружений, судорожно хватавшееся за любой проект, который мог бы сыграть роль чудо-оружия. Тема по электромагнитному оружию (включавшая как рельсотроны, так и пушки Гаусса) была поручена доктору Иоахиму Хэнслеру, испытания проводились в 1944-45 годах в железнодорожном тоннеле близ города Клайс в Верхней Баварии. Первый созданный группой Хэнслера прототип рельсовой пушки LM-2 с длиной направляющих в 2 метра разгонял алюминиевый цилиндр весом в 10 граммов до скорости в 1080 м/с; при наращивании длины ствола вдвое, скорость возросла до 1200 м/c. Для сравнения — лучшее германское зенитное орудие периода Второй мировой войны — 12,8 sm. Flak 40 имело начальную скорость всего в 880 м/c.

Неудивительно что результатами испытаний очень заинтересовалось командование Люфтваффе, выдавшее Хэнслеру заказ на рельсовое зенитное орудие, способное вести огонь снарядами, содержащими по полкило взрывчатого вещества, со скоростью разгона в 2000 м/c и скорострельностью в 10-15 выстрелов в минуту. Однако такое орудие так и не было построено, а прототип LM-2 в 1945 году был захвачен американцами, выдавшими после новой серии испытаний следующее заключение: баллистические характеристики безусловно выдающиеся, однако для каждого выстрела требуется количество электроэнергии, "которого хватило бы на освещение половины Чикаго".

И тем не менее попытки продолжались. Новые модели рельсотронов разрабатывались в США, Австралии, Великобритании, СССР и даже в Югославии. Но о том что эпоха оружия без пороха все-таки уже видна на горизонте, все заговорили только после того, как 10 декабря 2010 года в США успешно прошли испытания рельсовой пушки разработки компании BAE Systems мощностью в 33 мегаджоуля с начальной скоростью снаряда в 2520 м/с. С тех пор прототип успел сделать более десятка тысяч выстрелов (видео можно посмотреть на Youtube) и речь уже идет об установке первого поколения таких орудий на эсминцы типа DDG-1000 Zumwalt.

Скорость снаряда в дальнейшем планируется довести до 5,8 тысячи м/c, скорострельность — до 6-15 выстрелов в минуту, а дальность прицельного огня — до 370 километров. Мощность приэтом возрастет до 64 мегаджоулей и энергии такая установка будет потреблять не менее 16 Мвт, что существенно даже по меркам корабельных 72 Мвт газотурбинных генераторов, которые планируется установить на "Цумвальты". Пока же энергетическая установка, необходимая для произведения выстрела из рельсотрона, занимает небольшой зал в Центре разработки надводного вооружения ВМС США Дальгрен, где проходят его испытания. Судя по тому, что программу до сих пор не подвели под сокращение военного бюджета — результаты были признаны значимыми и появления рельсовых орудий на вооружении американского флота следует ожидать в течении 10-15 лет.

В России разработкой рельсового оружия занимаются ученые из Шатурского филиала Объединенного института высоких температур РАН, причем там пошли по пути несколько отличному от американского. Создатели отечественной "рельсы", не мудрствуя лукаво, решили что все новое — это хорошо забытое старое и предложили для решения проблемы подачи энергии устройство, в чем-то напоминающее о привычных нам артиллерийских снарядах. Роль гильзы с порохом в "рельсотроне Арцимовича" играет взрывомагнитный генератор, полное сгорание которого создает мощный электромагнитный импульс, необходимый для разгона снаряда силой Лоренца.

Внутри генератора находится… еще одна пушка, на сей раз — электротермическая, в которую изначально и помещен снаряд. От рельсовой пушки она отличается отсутствием собственно "рельс", разгон осуществляется при помощи давления, создаваемого мгновенным выбросом высокотемпературной плазмы. Кадры с испытаний, хоть и выглядят не столь красочно как у американцев, тем не менее, впечатляют: отлитая из легких полимеров пулька весом всего в 2 грамма насквозь прошибает несколько поставленных в ряд мишеней из сплава стали с дюралем, оставляя в каждой из них огромные рваные дыры.

Сотрудники шатурского филиала, кстати, предлагают использовать свои "гильзы" отдельно от рельсовой пушки — в качестве боевых частей зенитных ракет, что даст возможность не только наносить воздушным целям физические повреждения, но и выжигать всю их электронную "начинку" импульсом от подрыва взрывомагнитного генератора.

На сей оптимистической ноте заставим фанфары умолкнуть и поговорим о тех проблемах, к решению которых разработчики "рэйлганов" и "рельсотронов" еще не приступали. Источниками энергии их список далеко не исчерпывается, для нового оружия понадобятся еще и новые материалы. Дело в том что пресловутая сила Лоренца в момент выстрела действует не только на снаряд, но еще и на сами рельсы, стремясь развести их в разные стороны. Кроме того, разгоняющийся снаряд от нагревания расширяется и, ускоряясь, буквально снимает с рельсов стружку.

Направляющие у американской пушки сделаны из покрытой серебром бескислородной меди, и после каждых двух-трех выстрелов их приходится менять, так что скорострельность в 10-15 выстрелов в минуту может быть достигнута лишь теоретически. Кроме того, не очень понятно из чего должен быть сделан снаряд, учитывая что даже наиболее тугоплавкие из используемых нами материалов, на скорости, превышающей 7500 м/с, попросту разрушаются от трения о воздух, превращаясь в сгустки плазмы. А еще придется создать совершенно иные системы наведения и прицелы, пригодные для решения задачи "попасть пулей в пулю". Работы, как говорится — непочатый край.

Осталось ответить на последний вопрос — а зачем вообще все это нужно? Зачем тратить огромные средства на создание оружия на новых физических принципах, если существуют проверенные сотнями войн пороховые пушки и винтовки для которых, к тому же, активно разрабатываются "умные" снаряды и пули, способные достать цель практически при любых обстоятельствах?

Главное преимущество "рельсового оружия" заключается в его способности поражать цель снарядом относительно малого калибра на скорости, превышающей скорость распространения звука в материале, из которого состоит эта цель. И, разумеется, в возможности регулировать скорость полета снаряда в зависимости от того эффекта, которого мы хотим добиться.

К примеру при стрельбе из "рэйлгана" по танку по желанию можно будет пробить броню, устроить взрыв на ее поверхности или добиться такой силы соударения, что снаряд превратится в поток ионизированных частиц, гарантированно уничтожающих всю электронику, а заодно и весь экипаж. Того же эффекта можно будет добиться и при стрельбе по укрытым живым целям.

Еще можно будет создать зенитные орудия для того чтобы "снимать" спутники с низкой орбиты. И рельсовые катапульты для того чтобы их же туда запускать. Как видите, осталось всего-то навсего решить пару десятков физических и инженерных проблем — и будущее уже не за горами.

Источник: russia.ru

Похожие новости:
Для армии США разработали инновационный катер-невидимку
Военный подрядчик Juliet Marine Systems создал для американской армии прототип катера-невидимки, получившего имя GHOST ("Призрак"). Быстроходное судно практически бесшумно передвигается по воде, не вызывая волн, а продвинутая электроника делает его невидимым для вражеских радаров. Высокая скорость передового катера ..
2012-01-23 8173 0 Военная техника
1
Показан дизайн китайского бомбардировщика будущего
На обложке китайского журнала Aerospace Knowledge разместили рисунок перспективного стратегического бомбардировщика Xian H-20, разрабатывающегося в Китае. На это обратил внимание военный блог dambiev.Изображение может свидетельствовать о том, что командование ВВС КНР окончательно определилось с проектом самолета, поясняет автор.Пекин официально ..
2018-04-10 5526 0 Военная техника
0
Оружие будущего уже на подходе
Пока одни делают все возможное для того, чтобы на Земле больше никогда не было войн, другие занимаются тем, что выясняют, какими же будут войны будущего и чем они будут отличаться от тех, что ведутся на нашей планете сегодня и сейчас. Так вот, аналитики войн ..
2012-02-11 2984 0 Военная техника
0
Армия США испытывает новое электромагнитное оружие
В ближайшие 2 года на кораблях военно-морских сил США планируется испытание нового супер-оружия. Снаряды, летящие со скорость в 7 раз быстрее звука, способны пробить любую цель на расстоянии 100 км. Современные военные корабли, оснащенные дорогостоящими ракетами, могут заменить их на более дешевые патроны, которые ..
2014-04-11 6687 0 Военная техника
0
Азербайджан создаст свою экипировку солдата будущего
В Азербайджане будет разработана экипировка "солдата будущего". Как соообщает АПА, в настоящее время в вооруженных силах страны изучают международный опыт по этому вопросу. По данным агентства, в комплект азербайжданского "солдата будущего" должны войти современные средства связи, приборы ..
2012-03-14 2644 0 Военная техника
0
Снаряды из рельсотрона превышают скорость звука в 6 раз
Научно-исследовательское управление ВМС США готовится провести в середине 2016 года испытание рельсотрона – артиллерийского орудия на электромагнитной основе.Это – оружие будущего.Рельсотрон представляет собой артиллерийское орудие, использующее для разгона снарядов электромагнитную энергию. Снаряд в стволе двигается между ..
2015-05-26 3401 0 Военная техника
-2
В России разработают экипировку на смену Ратнику
Фонд перспективных исследований (ФПИ) начинает разработку боевой экипировки нового поколения, сообщает РИА Новости. Первым этапом разработки станет мозговой штурм, в ходе которого планируется систематизировать все имеющиеся предложения. Экипировка «солдата будущего» должна появиться через ..
2015-06-08 2514 0 Военная техника
0
Российский солдат будущего получит хай-тек беруши
 Государственные испытания перспективной боевой экипировки военнослужащих "Ратник" запланированы на апрель 2013 года, сообщил "Интерфаксу" представитель управления пресс-службы и информации Минобороны РФ по Сухопутным войскам подполковник Николай Донюшкин. Отдельные элементы "Ратника" испытываются уже сейчас: российский солдат ..
2013-01-7 2383 0 Военная техника
0
Северная Корея закупила швейцарское стрелковое оружие
Северная Корея в первой половине 2012 года импортировала из Швейцарии стрелкового оружия на общую сумму в 170 тысяч долларов, сообщает "Ренхап" со ссылкой на южнокорейское торговое госагентство KOTRA. КНДР приобрела ружей, пневматических и газовых винтовок и револьверов на общую сумму ..
2012-10-26 3926 0 Военная техника
1
Су-57 получил оружие будущего
Российский истребитель пятого поколения Су-57 начал полеты с новым вооружением на борту. Об этом в интервью ТАСС заявил директор корпорации «Тактическое ракетное вооружение» (КТРВ) Борис Обносов.Предприятия КТРВ разрабатывают как внутрифюзеляжный, так и располагающийся на внешней подвеске комплекс высокоточного ..
2018-01-24 2479 0 Военная техника
-1
Российская армия получит новейшее гиперзвуковое оружие
На вооружение российской армии скоро начнет поступать новейшее гиперзвуковое оружие. Об этом РИА Новости заявил глава комитета Совета Федерации по обороне Виктор Бондарев.«У нас большой задел по современному неядерному оружию: в частности, высокоточному. (...) Таким образом стратегическое ..
2018-02-03 3385 0 Военная техника
0
Названо оружие России против США в Сирии
The National Interest назвало оружие, которое США и Россия могут применить в случае военного столкновения в Сирии.США, отмечает американский журнал, могут ударить по позициям в Сирии крылатыми ракетами Tomahawk или AGM-86B. Для атак также могут использоваться бомбардировщики B-2 Spirit и истребители ..
2018-04-11 6111 0 Военная техника
0
Неизвестное маневрирующее оружие США попало на видео в Афганистане
Американские военные применили в Афганистане управляемый боеприпас, происхождение которого остается неизвестным для экспертов. Видео, доступное в YouTube и демонстрирующее «невероятный маневр» оружия, прокомментировал автор The War Zone Тайлер Роговей.В ролике, отмечает эксперт, показана ликвидация в афганской провинции ..
2018-05-19 25675 0 Военная техника
0
РФ собирается потратить свыше 100 млрд рублей на ядерное оружие
Россия планирует потратить свыше 100 миллиардов рублей на ядерное оружие в 2013-2015 годах. О таких планах сообщил глава комитета Госдумы по обороне Владимир Комоедов. По его словам, ассигнования по подразделу "ядерно-оружейный комплекс" в 2013-2015 годах составят 29,28 млрд рублей, ..
2012-10-18 2680 0 Военная техника
1
В ВПК рассказали о камуфляже-«хамелеоне» в экипировке солдат будущего
Боевая экипировка, которая придет на смену комплектам «Ратник», может получить меняющий окраску камуфляж и бронежилеты со встроенным энергоснабжением. Об этом на выставке Russia Arms Expo (RAE) в Нижнем Тагиле заявил член коллегии Военно-промышленной комиссии Олег Мартьянов, ..
2015-09-26 2132 0 Военная техника
0