На военные рельсы
В США заявляют о скором создании электромагнитного оружия RailGun. В России ведут лабораторные испытания рельсотрона
5 октября официально принят на вооружение ВМС США эскадренный миноносец USS Zumwalt. Неоднократно сообщалось, что этот корабль специально создавался для обкатки на нём нового электромагнитного оружия – рельсотрона (RailGun). Корреспондент «Совершенно секретно» оценил возможности этого перспективного вида вооружения.
В программе по созданию RailGun принимают участие корпорации General Atomics и BAE Systems, а также крупнейший поставщик военного ведомства США – компания Raytheon, которая производит управляемые ракеты, радиолокационные комплексы, системы наведения, системы связи и управления, компоненты космических систем. Самая подробная информация относительно создания электропушек была предоставлена в начале 2008 года. Тогда ВМС США заявили, что в Научно-исследовательском центре вооружений надводного флота (Naval Surface Warfare Center) в штате Вайоминг проведены огневые испытания первого поколения сверхмощной электромагнитной пушки EMRG. Сообщалось, что устройство ускорило боеприпас до начальной скорости 7,5 Маха, после чего он продолжил полёт по баллистической траектории. До 2012 года все электропушки являлись сугубо исследовательскими системами, тяжёлыми и стационарными и не предназначались для принятия на вооружение. Но несколько последних лет американцы заявляют, что к 2020 году будет создан окончательный вариант RailGun. Финишная версия будет способна запускать управляемые многоцелевые гиперзвуковые боеприпасы на дальности до 400 км, с точностью до 5 метров.
На сегодняшний день на реализацию программы RailGun потрачено десять лет и израсходовано свыше 500 миллионов долларов. А ещё около 800 заложено в бюджет, чтобы через четыре года электромагнитная пушка превратилась из прототипа в боевое оружие, которым планируется вооружить американские военные корабли. Более того, в последнее время американцы неоднократно сообщали о значительных успехах в создании RailGun. В начале 2015 года образец электромагнитной пушки был представлен на научной выставке ВМС США, посвящённой оружию будущего. В октябре этого года на военно-морском салоне Euronaval-2016, проходившем в пригороде Парижа Ле-Бурже, впервые показали гиперзвуковые снаряды для пушки RailGun. Обладание перспективной электромагнитной пушкой, по мнению военных аналитиков, становится навязчивой идеей для американцев, в Вашингтоне считают, что её создание продемонстрирует доминирование США в области ультрасовременных военных разработок.
Электромагнитная пушка Electromagnetic RailGun готова к испытания в море
Фото: WIKIPEDIA.ORG
Рельсотроны для освоения бюджетов
Очевидно, что создание корабля носителя USS Zumwalt для RailGun – это серьёзный шаг по внедрению перспективного оружия. Новый эскадренный миноносец – экспериментальный корабль, морская платформа для отработки перспективных технологий. Первоначально на базе этого корабля планируется испытать электромагнитную пушку с дальностью стрельбы 100–120 километров. Очевидно, что при проектировании USS Zumwalt американские инженеры изначально пытались решить главную проблему рельсотрона – большое энергопотребление. Неслучайно двигатели корабля способны вырабатывать запредельные 78 МВт: рельсотрону необходимо на зарядку 25 МВт. Миноносец USS Zumwalt станет не единственной площадкой для испытания электромагнитной пушки, параллельно испытания будут проводиться на палубе высокоскоростного многоцелевого десантного судна-катамарана USNS Trenton (JHSV 5). На этой платформе будет тестироваться рельсотрон, который, предположительно, будет вести огонь по статическим целям на дистанции 40–80 километров.
Создаётся впечатление, что принципиально новый тип оружия RailGun вплотную подошёл к принятию на вооружение, однако большинство экспертов говорят, что планы американцев можно назвать излишне оптимистичными. Главная причина в том, что до сих пор не решён целый спектр технических проблем. Так, член Экспертного совета коллегии Военно-промышленной комиссии при Правительстве России Виктор Мураховский рассказал газете «Совершенно секретно», что американские военные в обозримом будущем не примут на вооружение RailGun: «Перспективы такого вооружения можно оценивать как весьма туманные и отдалённые, поскольку для его создания нужно обмануть некоторые законы физики, современная наука сегодня на это точно не способна. Если бы это оружие использовалось в вакууме, то оно имело бы большие перспективы, но его планируют применять в земной атмосфере, которая препятствует его применению. Более того сейчас стоит вопрос, насколько электромагнитная пушка в принципе необходима военным. Опытно-конструкторские работы по созданию рельсотрона проходят во многих странах, некоторые страны заявляют, что у них что-то получается, но дальше анонсов дело не идёт. В период своей службы в армии я видел некоторые опытные образцы электромагнитных пушек, они не производили впечатление готового оружия. Создаётся ощущение, что эта тема «пилится», под подобные проекты выделяются огромные бюджеты и продолжаться это будет ещё очень долго. Но сомневаюсь, что дело дойдёт даже до прототипа, какого-то образца, который можно было направить на уровень хотя бы госиспытаний».
Лабораторное оружие
Эффективность рельсотрона подтверждена только в лаборатории. Принцип действия рельсотрона основан на применении электромагнитной силы, которая используется для запуска снаряда с помощью двух рельсовых направляющих. Термин «рельсотрон» был предложен в конце 1950-х годов советским физиком-ядерщиком Львом Арцимовичем для замены использовавшегося громоздкого названия «электродинамический ускоритель массы». Основная особенность этого перспективного орудия заключается в том, что оно обладает настолько высокой кинетической мощностью, что его гиперскоростные снаряды не нуждаются во взрывчатых веществах. Нужно оговориться, что все эти параметры пока подтверждены лишь теоретически, испытания проводились только в лабораторных условиях. И вот теперь наступает время подтвердить теорию практикой.
RailGun – чрезвычайно энергозависимое оружие, поэтому на первом этапе, пока не будут созданы по-настоящему компактные и одновременно мощные источники энергии, его планируется устанавливать только на кораблях, которые способны транспортировать его габаритные батареи. Механизм работы энергетической системы рельсотрона можно сравнить с работой фотовспышки, накапливающей энергию, однако в гораздо большем масштабе. Достаточно мощных и энергоёмких импульсных систем питания, которые способны в короткое время привести электропушку в боевое состояние, на сегодняшний день не существует. Возможно, на USS Zumwalt удалось совершить определённый прорыв.
10 выстрелов в минуту
Но даже создание мощного источника питания не решит всех проблемы этого оружия. Рельсотрон заработает, если придумают новые тугоплавкие материалы. Дело в том, что разгоняющийся до гиперзвуковых скоростей снаряд от нагревания расширяется и, ускоряясь, буквально снимает стружку даже с самого твёрдого из существующих материалов, что приводит к катастрофическому износу конструкции. Из-за огромной энергии, с помощью которой производится выстрел, детали изнашиваются в кратчайшие сроки. Всё это приводит к тому, что направляющие в пушке приходится менять после небольшого количества выстрелов. Эти факторы катастрофически влияют на скорострельность; максимум, на что рассчитывают американцы в ближайшем будущем, – достичь показателя до 10 выстрелов в минуту, потом придётся менять ствол. Однако даже сейчас такой темп стрельбы выглядит явно недостаточным. Какой смысл в дорогостоящем оружии, способном произвести несколько единичных выстрелов – непонятно. Чтобы улучшить показатели оружия, нужны принципиально новые износоустойчивые сплавы и эффективная система охлаждения. Также для таких орудий придётся создать совершенно иные системы наведения и прицеливания, а также системы автоматической подачи снарядов.
В общем инженерам предстоит решить несколько десятков физических и инженерных проблем. По оценкам экспертов, чтобы такое оружие заработало, нужен поистине революционный технологический прорыв. Например, рельсотрон требует огромного количества энергии для запуска снаряда, при этом импульс тока должен быть настолько мощным и резким, чтобы снаряд не успел испариться и разлететься, а возникла бы ускоряющая сила, разгоняющая его вперёд. Поэтому материал снаряда и рельс должны обладать как можно более высокой проводимостью, снаряд – как можно меньшей массой, а источник тока – как можно большей мощностью и меньшей индуктивностью.
Корпорация BAE Systems разработала гиперзвуковые снаряды Hyper Velocity Projective для рельсотрона
Фото: WIKIPEDIA.ORG
25 тысяч долларов за снаряд
Если технические проблемы при создании рельсотрона удастся решить, то это оружие станет значительно эффективнее традиционных артиллерийских и ракетных систем. Электромагнитные пушки объединят в себе лучшие качества обычных снарядов и баллистических ракет: ударные элементы RailGun будут скорострельными и быстрыми, как традиционные снаряды, боеприпас будет лететь значительно дальше и быстрее ракеты и при этом обладать большой пробивной и разрушительной силой. Всё это позволит ему стать более смертоносным – что-то противопоставить небольшому заряду, летящему в несколько раз быстрее скорости звука, практически невозможно. Кроме того, разработчики считают, что электромагнитное оружие позволит повысить безопасность собственных военных кораблей и моряков. Рельсотрон обходится без пороховых зарядов, что повышает живучесть боевых кораблей и безопасность экипажа, а благодаря отсутствию метательных зарядов и сопутствующих систем, предназначенных для их хранения и подачи, электромагнитные пушки отличаются меньшими габаритами и массой.
Есть перспективы и для дальнейшего совершенствования: планируется разработать снаряд с системой наведения по GPS, благодаря чему таким боеприпасом можно будет управлять в полёте с помощью беспроводной связи, используя беспилотники или радиолокационные системы самолётов наведения и кораблей. Звучит фантастически, но серьёзные американские разработчики обещают, что уже к 2020 году ВМС США могут получить на вооружение рельсотрон, стреляющий кинетическими снарядами с возможностью корректировки траектории.
Предполагается, что это оружие будет достаточно эффективным и откроет перед военными целый ряд новых возможностей. В частности, электропушку можно будет использовать против многочисленных типов угроз, включая надводные корабли, самолёты, наземные цели. ВМС США активно инвестируют десятки миллионов долларов в разработку новой технологии, поскольку рельсотрон органично вписывается в концепцию Пентагона о бесконтактных боевых действиях, которая подразумевает ведение дистанционной войны при помощи дальнобойных средств, беспилотной авиации или крылатых ракет.
Как это ни парадоксально звучит, но изначально электропушка задумывалась для экономии средств. По данным ВМФ США, стоимость выстрела разрабатываемой системы ведения огня обходится дешевле альтернативных средств поражения соизмеримой дальности. Снаряд для рельсовой пушки стоит около 25 тыс. долларов, что значительно экономнее по сравнению со стоимостью традиционных противокорабельных ракет, цена которых доходит до 1,5 млн долларов. К тому же система позволяет обеспечить быстроту реагирования на угрозу и при этом наносить противнику избирательный ущерб. Если планируемые показатели нового оружия будут достигнуты, то тактика ведения боя на морском театре военных действий изменится кардинально.
«Рельсотрон Арцимовича»
Проекты рельсотронов в разное время разрабатывались в Канаде, Австралии, Великобритании и Югославии. Также работы по созданию электромагнитных пушек велись в СССР ещё в годы холодной войны. О советских достижениях до сих пор мало что известно – они по сей день строго засекречены. Есть отрывочные сведения, что отечественным инженерам удалось вплотную приблизиться к возможности размещения рельсотронной пушки с автономным источником питания на мобильном носителе – гусеничном или колёсном шасси. Также упоминается о разработке индивидуального стрелкового оружия на этом принципе. В середине 1980-х советскими учёными был создан прототип электропушки. Скорость снаряда, изготовленного из пластмассы и по размерам сравнимого с бутылочной пробкой, достигала 35,8 тыс. километров в час – он пробивал три слоя дюралюминия толщиной 4 сантиметра. Однако позже работы по созданию рельсотрона были заморожены – в первую очередь по экономическим причинам.
Сейчас в России разработкой «рельсового» оружия занимаются учёные из Шатурского филиала Объединённого института высоких температур РАН. Создатели отечественного аппарата пошли по пути, несколько отличному от американского, предложив для решения проблемы подачи энергии устройство, напоминающее привычный артиллерийский боеприпас. Роль гильзы с порохом в «рельсотроне Арцимовича» играет взрывомагнитный генератор, полное сгорание которого создаёт мощный электромагнитный импульс, необходимый для разгона снаряда силой Лоренца. В 2011 году в лаборатории были проведены испытания рельсотрона, который представляет собой электромагнитную пушку, стреляющую снарядами массой до 3 граммов. Во время эксперимента поставленная на её пути стальная пластина испарилась. В этом году в лаборатории импульсных энергетических воздействий на вещество в подмосковной Шатуре состоялись испытания электромагнитной пушки, способной разгонять снаряд до первой и второй космической скоростей.
Как рассказал газете «Совершенно секретно» эксперт Центра анализа стратегий и технологий Сергей Денисенцев, в настоящее время окончательно принять на вооружение рельсотрон мешает необработанность ряда технологий: «Чтобы электромагнитные пушки стали оружием достаточной распространённости, предстоит решить широкий круг технических задач. Многое будет зависеть от того, как будут развиваться технологии энергетических установок, накопления и хранения энергии. В настоящее время так и не решена проблема с материалами, из которых делают заряд. Пока эти технологии не будут отработаны, полноценным оружием рельсотрон не станет. Поэтому даже о приблизительных сроках доработки этого оружия пока говорить сложно.
Сейчас многие страны так или иначе работают над созданием данной технологии, американцы вырвались далеко вперёд, но есть наработки в данной области в том числе и в России и Китае. Кроме того, сама идея электромагнитного ускорения рассматривается не только в качестве оружия, ищут ей и мирное применение. В России, к примеру, рассматривается почти фантастическая, но теоретически довольно перспективная идея – применение рельсотронов для запуска космических аппаратов. В теории электромагнитный ускоритель способен выводить на орбиту полезную нагрузку. Эту технологию можно использовать при межпланетных перелётах, для запуска космических аппаратов с других планет, когда будет невозможно применять традиционные разгонные системы».