Рельсотрон – оружие XXI века

4 мая 2011

Печать Печать

В школе на уроках физики нам демонстрировали такой опыт: в катушку, обмотанную электрическим проводом, закладывался металлический стержень, затем через нее пропускался ток, и стержень тут же из катушки выскакивал, как будто его толкала какая-то сила. Учитель при этом обычно говорил, что так на стержень действует электромагнитное поле, которое создает в катушке проходящий через нее электрический ток. Называется такое устройство соленоидом. Существуют и особые соленоидные двигатели, в которых поршни толкает не сжигаемое в них топливо, а все тот же электрический ток. Ну а если провод катушки будет очень длинным, что тогда?

Рельсотрон – оружие XXI века Устройство названо рельсотроном потому, что состоит из двух параллельных электродов — рельсов, подключенных к источнику высокого постоянного напряжения

В короткой катушке сила тока невелика, поэтому стержень не получает большого ускорения. А вот если расположить много-много таких катушек и включать их последовательно, то помещенный внутрь стержень можно будет разогнать до огромной скорости. И тогда получится самая настоящая пушка, хотя и несколько необычная.

Первый крупный рельсотрон (импульсный электродный ускоритель масс, принцип действия которого основан на силе Ампера, превращающей электрическую энергию в кинетическую) был

спроектирован и построен в 1970-х годах Джоном П. Барбером из Канады и его научным руководителем Ричардом А. Маршаллом из Новой Зеландии в Исследовательской школе физических наук Австралийского национального университета (кстати, называется это устройство рельсотроном потому, что состоит из двух параллельных электродов — рельсов, подключенных к источнику высокого постоянного напряжения).

А все началось еще в XIX веке. В 1895 году австрийский инженер Ф. Гефт придумал запускать космические аппараты на Луну при помощи «рейлгана», представляющего собой ствол-соленоид.

В России в 1897 году замечательный ученый Борис Семенович Якоби предложил так называемый линейный электродвигатель. Вот только цель у него была сугубо мирная — обеспечивать работу транспортной системы, в которой вагон двигался бы над рельсами, их не касаясь, и потому обладал бы исключительно высокой скоростью.

Норвежец К. Брикланд в 1901 году получил патент уже именно на электрическую пушку. Впрочем, тогда дальше патента дело не пошло.

ВОЙНА – ДИГАТЕЛЬ ПРОГРЕССА



В годы Первой мировой войны идея сверхдальней стрельбы овладела умами многих военных. Германские инженеры сделали ставку на традиционную артиллерию и уже в 1918 году обстреляли Париж с расстояния 120 километров из огромной пушки «Кайзер Вильгельм». Причем огромной она была только по размерам, а вот калибр имела совсем небольшой — всего 210 миллиметров. Ствол пушки оказался таким длинным, что после каждого выстрела колебался, словно удилище, и это несмотря на специальные растяжки, призванные ствол фиксировать. В общем, эффект от применения такого орудия был чисто психологическим.

Однако еще раньше, а именно в 1915 году, российские специалисты Н. Подольский и М. Ямпольский предложили электрическую пушку с дальностью стрельбы в 300 километров, а в 1916-м во Франции была построена экспериментальная модель, выбрасывавшая снаряды весом 50 граммов со скоростью 200 метров в секунду! Новое орудие получило название «пушка Гаусса» — в честь известного физика. Однако и на этот раз все осталось на уровне экспериментов.

УСКОРИТЕЛЬ ВАЛЬЕ И «ЭЛЕКТРОПУЛЕМЕТ» РИГСБИ



В 30-е годы XX века немец Макс Валье предложил оригинальную идею кольцевого электроускорителя – своего рода предка современного адронного коллайдера, — в котором снаряд теоретически мог разгоняться до огромных скоростей. Затем один из отрезков кольцевого замкнутого пути дол-жен был выводиться на прямую линию, подниматься вверх, и... тогда снаряд вылетал бы из него как из пушки! Так можно было бы запускать даже спутники Земли, вот только уровень науки и техники того времени не позволял построить это чудо военной инженерии.

Также в начале 1930-х годов американец Вирджел Ригсби сконструировал и построил пулемет с электрическим приводом, имевший скорострельность 600 выстрелов в минуту, однако эта «машина» оказалась настолько сложной и громоздкой, что отнести ее можно было только к техническим курьезам, не более.

НАРОДНОЕ ТВОРЧЕСТВО 1930-Х ГОДОВ



В Советской России разработкой новых видов артиллерийского вооружения занялся КОСАРТОП — Комиссия особых артиллерийских опытов, причем в ее перспективных планах были проекты электрических орудий. В числе сторонников нового вида артиллерии оказался и будущий писатель-фантаст Александр Казанцев. Он изготовил модель такого орудия и пробился на прием к наркому С. Орджоникидзе, которому, как об этом было написано в предисловии к одному из изданий научно-фантастического романа Казанцева «Пылающий остров», — даже испортил выстрелом деревянную панель в кабинете. Восторженным поклонником новой артиллерии стал и Тухачевский (для военного человека он вообще чересчур увлекался всем новым), однако расчеты, сделанные специалистами, показали, что создать такое орудие, конечно, можно, но оно будет иметь очень большие размеры, а главное — потреблять так много электроэнергии, что рядом с ним придется ставить собственную электростанцию!

В итоге электрические орудия остались лишь на страницах романа «Пылающий остров», где прогрессивное человечество с помощью электропушек расстраивает козни своих врагов, в лице которых, конечно же, выступают «нехорошие капиталисты», а вот на вооружение РККА рельсотроны так и не поступили. Так что «живое творчество народных масс», столь популярное в СССР в 30-е годы прошлого века, в очередной раз вылилось всего лишь в фантастический роман, и хорошо еще, что его автора не расстреляли как «врага народа».

В 1938 году Е.И. Барсуков — известный специалист в области артиллерии — писал, что выгоды электромагнитного оружия несомненны. Это и бесшумность, и беспламенность выстрела — то есть такое орудие ничем себя не демаскирует. Из него возможна дальняя и сверхдальняя стрельба, однако все это перечеркивается большой, прямо-таки огромной длиной ствола и необходимостью энергии, которая будет исчисляться миллионами киловольт!

БЕЗЗАЩИТНЫЙ ТАНК



В 60-70-е годы прошлого века появилась идея поставить электрическое орудие на танк, тем более что соответствующие источники тока в это время уже начали появляться. Причина, побудившая конструкторов заняться такой разработкой, заключалась в ограниченной мощности пушек, пороховые газы в которых не могли разогнать снаряд выше 1800 метров в секунду. Электромагнитный же привод способен был, в принципе, повысить скорость метания до трех и даже шести-семи километров в секунду, то есть резко увеличить и дальность прямого выстрела, и бронепробиваемость танковых орудий. Однако «пушка Гаусса» на танках не появилась до сих пор. Почему?

А потому, что вес такой установки составлял бы более 20 тонн, тогда как современный американский «Абраме» весит 60 тонн, и более половины этого веса приходится у него на броню. А тут — 20 на вооружение, 20 на ходовую часть и топливо и 20 на все остальное. Танк получился бы сильно вооруженным, но недостаточно защищенным, и воевать на нем было бы очень опасно. Вся энергия корабля

И вот наконец-то весь Интернет запестрил сообщениями о том, что военно-морские силы США испытали электромагнитное орудие, способное поразить цель на расстоянии до 200 километров. Мощность выстрела этой футуристической пушки составила 33 мегаджоуля и побила мировой рекорд. А самое главное, скорость, с которой орудие выстреливает девятикилограммовыми снарядами, в семь раз превышает скорость звука! При этом никакого взрывчатого вещества в снаряде нет. Да оно и не требуется, потому что при попадании в цель вся кинетическая энергия, запасенная этим снарядом, превращается в раскаленный газ, как и все, с чем он соприкоснется. Выгода очевидна, потому что уменьшает количество взрывчатки на борту судна и, следовательно, возможность случайных взрывов, тогда как дальнобойность нового оружия вполне позволяет атаковать вражеские суда с безопасного расстояния, а также сбивать неприятельские крылатые ракеты.

А теперь — почему это орудие выгоднее всего ставить именно на корабли. Просто для выстрела оно использует всплеск электроэнергии, которую на корабле получить довольно легко. Особенно удобны для этого газотурбоэлектроходы — суда, у которых газовая турбина вращает генератор, а тот питает током ходовые электродвигатели. Такой корабль способен во время стрельбы отключать (а потом сразу включать) питание двигателей, а всю энергию направлять в рельсотрон. Планируется, что на боевых кораблях их установят уже в начале 2020-х годов, то есть это реальное оружие XXI века!

  • 3916
  • Вячеслав Шпаковский
комментарии

Только зарегистрированные пользователи могут добавлять комментарии. Войдите, пожалуйста.