рельсотрон в реальной жизни
Принцип действия и ограничения
Одна из проблем рельсотрона заключается в том, что для изготовления его снарядов необходим материал с максимально возможной проводимостью, т.к. для создания движущей силы по рельсам пускается очень мощный моментальный разряд тока. Если материал снаряда обладает недостаточной проводимостью, он может испариться в рельсотроне под воздействием силы тока еще до выхода из пушки.
Второй ограничитель — источник питания. В ближайшее время ВМФ США планируют провести испытания рельсотрона на базе корабля (только корабль на сегодняшний день может выдержать выстрел из этого оружия). Для залпа из современного рельсотрона требуется импульс в 25 (!) мегаватт. Один из кораблей ВМФ США, который проектировался специально с учетом возможности комплектации рельсотроном, оснащен силовыми установками на 78 мегаватт, а самым распространенным значением эл. мощности установки на корабле является цифра в 9 мегаватт. Для одного выстрела рельсотрона требуется почти 30% мощности установки спец. корабля флота. Об использовании данного типа вооружения на рядовых судах и думать не стоит.
Видео с экспериментальной установки ВМС США:
Вопрос в зал: откуда взялась огненная вспышка на выходе? 🙂
Непроводящий снаряд
Не путать с пушкой Гаусса
Так почему же такой сложный рельсотрон такой вкусный для военных?
Ученым осталось решить вопрос только с источником питания, т.к. строить корабли конкретно под «рельсу» очень затратно (энергоустановка в 70 мегаватт — это энергопотребление небольшого города). Как только будет решен вопрос питания мы сможем увидеть рельсотроны на вооружении. И как бороться с трехкилограммовой болванкой, летящей на скорости в 7 Махов и способной потопить корабль — не понятно.
Как потратить полмиллиарда долларов впустую? Построить рейлган лучше, чем в Quake
Содержание
Короткий экскурс в историю
Под концепцией рельсотрона, к слову, объединены различные технологии и их комбинации: нельзя однозначно утверждать, что существует единственный способ запуска снаряда, — упоминаются семь базовых типов.
В определенный момент казалось возможным дополнительно применять твердые и жидкие виды топлива для получения более мощного импульса, а под конец Второй мировой войны в Германии предложили задействовать плазму в качестве компонента для разгона снаряда.
Во время экспериментов немецким инженерам якобы удалось запустить 10-граммовый алюминиевый цилиндр с начальной скоростью 1210 м/с.
Тогда же появился концепт аналога пушки Гаусса, однако построить его не удалось. Как выяснилось уже после войны (когда ученые провели более подробные изыскания), для запуска снарядов потребовалось бы невероятное по тем временам количество энергии. С тех пор мало что изменилось.
В 60-х годах ученые смогли сконструировать рейлган для научных целей — благо появился мощнейший униполярный генератор. Вышел массивный, потребляющий много энергии эксперимент. Военные пока оставались ни с чем.
Что касается термина «рельсотрон», то его автором называют советского физика Льва Арцимовича.
Как это работает?
На запуск легкого снаряда с высокой скоростью требуется сравнительно мало энергии, однако миниатюрные шарики диаметром в несколько миллиметров или сантиметров интересны ученым, а не военным. Может, когда придумают ручные рейлганы, такие «пули» как раз и понадобятся, но пока речь об этом не идет.
С зарядами потяжелее, обладающими необходимой для уничтожения защиты массой, начинаются проблемы, но ведь именно благодаря накопленной кинетической энергии летящая «гиря» способна нанести серьезный ущерб (или, если судить по демонстрационным роликам, сделать набор аккуратных дырок). Сейчас говорят о 15—25 МВт на установку. Это очень много — больше, чем может обеспечить средних размеров военный корабль.
Зачем военным нужен рельсотрон?
Эффективная дальность стрельбы из рейлганов, говорят реалисты, в теории может достигать 200 км, а скорость полета снаряда в 7 махов значительно затруднит защиту от него. Расчет, обслуживающий рельсотрон, находится далеко за линией фронта. Плюс высокая точность. Если цель неподвижна.
Рейлганы, лелеют надежду американские военные, смогут использоваться и в составе систем ПВО — вероятно, любой пилотируемый самолет из существующих имеет скорость ниже, чем у железной чушки, выпущенной из «оружия будущего». Впрочем, то же касается и беспилотных летательных аппаратов, а также ракет разных типов, но на сравнительно небольшой дистанции (остается вопрос точности на большом расстоянии).
Минусы рейлганов
В первую очередь — чрезвычайно высокое энергопотребление. Да, эскадренный миноносец класса Zumwalt имеет запас на 58 МВт, половину которого заберет рельсотрон, но таких кораблей мало (3 вместо 32) и вряд ли их повально будут оснащать рейлганами.
Кроме того, существующие установки имеют значительные габариты. Дальность (гипотетическая) стрельбы хоть и впечатляющая, однако траектория полета болванки не корректируется — на снаряде нельзя разместить какие-либо системы управления. По этой причине выстрел за горизонт может оказаться неточным, ведь придется учитывать больше факторов, в том числе рельеф — выстрелить по прямой не получится. Нельзя и «навесить» на болванку взрывчатое вещество для увеличения ее поражающей силы.
Но самый главный минус рейлганов — существующие прототипы способны сделать лишь пару выстрелов до выхода «ствола» из строя.