Elektromagnetisk pistol: jernbane og dens udsigter

Den høje hastighed på jernbanegevacceleration skyldes arbejdet med de elektromagnetiske Lorentz-kræfter i pistolmekanismen. De rejser sig og begynder at virke på projektilet under en kortslutning med to parallelle strømførende (med et minustegn og med et plustegn) føringsskinner efter anvendelse af en meget kraftig, men meget kort strømpuls på dem. Som et aktuelt lukkende element bruges særlig forstærkning med en indbygget skal eller selve skallen liggende på skinnerne og lukke dem. Lorentz-styrkerne er rettet således, at de skubber projektilet ud af pistolen, og det flyver ud af tønden i hypersonisk hastighed. Accelerationen af ​​projektilet bidrager også til plasmatrykket, der dannes bag projektilet fra virkningen af ​​en kraftig bueudladning. Plasma med en hastighed på 50-100 km / t fungerer på projektilet som en slags kraftig jetstrøm.

Skinner er dyre og sårbare

I amerikanske eksperimenter med hensyn til oprettelse af elektromagnetiske våben som forstærkning bruges som regel en særlig form for "sko", hvori et projektil er fastgjort. Dette design eliminerer projektilets kontakt med skinnerne. Guider fremstillet af iltfrit sølvbelagt kobber er meget modtagelige for slid på grund af friktion og erosion. Når du bruger metalskaller, der udfører et kredsløb med deres "krop", kræves udskiftning af skinner efter to eller tre skud.


Navnet "jernbane" i 50'erne af det forrige århundrede blev opfundet af akademikeren L. Artsimovich, en verdensekspert inden for termonuklear og højtemperaturplasmafysik. Plasmaacceleratoren, han opfandt, blev nomineret til Nobelprisen, men USSR trak videnskabsmanden fra diskussionen på grund af hemmeligholdelsen af ​​udviklingen.

Selve skallen er lavet af ildfast wolfram. Den høje densitet af dette metal gør det muligt for selv et tungt projektil at være lille, hvilket løser problemet med at placere ammunition i begrænsede mængder af opladningsrum eller skalkældre.

Dog ikke kun den hurtige slid af skinnerne forhindrer, at railotronen bliver et supervåben, der er andre forhindringer. Først og fremmest er dette strømkilder. Jernbanegeværet kræver et stærkt kraftsystem i form af unipolære generatorer, kompulsorer, megawatt-kondensatorer-ionistorer. Disse enheder tillader dannelse af en meget kraftig kort elektrisk impuls overført til skinnerne. Under laboratorieforhold kan du stille solide blokke med udstyr i størrelse og vægt. I flåden er vægt- og volumenfaktoren heller ikke så signifikant: skibet vil have tilstrækkelig forskydning til at pakke 130 ton udstyr ud over selve våbentønderne.

Våben fra husdyrproduktionens gudinde: krydsere af Diana-typen

Railgun Blitzer fremstillet af General Atomics (USA) placeres på to trailere - den ene på selve pistolen og den anden på kraftværket. Udviklingen af ​​EMF begyndte i 2005 og sluttede i 2011.

For jernbanevåben på jorden synes problemet at være mere kompliceret. Hvis du placerer udstyret på et tankchassis, bliver du nødt til at føre et 78 ton monster i kamp. Løsningen var fordelingen af ​​installationen mellem to bilvogne (på den ene selve pistolen, på den anden - ”energi”), denne mulighed blev implementeret i den amerikanske hærkanon Blitzer. En anden traktor og trailer blev givet til kontrolstationen. For at levere skibets jernvåben (der vil være to af dem, der angiveligt skal være fyldt med højteknologiske ødelæggere af Zumwalt-projektet), er skibets magtereserve (kun forbeholdt jernbanevåben) ikke mindre end 35-45 MW. Energi bør være tilstrækkelig til at sikre, at projektilet accelereres til 2000–2500 m / s. Efter at have modtaget en mundenergi på 64 MJ, vil han være i stand til at flyve i en afstand af 400 km, og efter at have reddet 20 MJ energi, ramte målet med et kraftigt kinetisk slag. Det er allerede anslået, at hit af en sådan skal, der vejer 18–20 kg i et hangarskib, vil give virkningen af ​​en nukleare strejke.

32 golf på målet

Hærens kanoner har et kortere skydeområde på 80-160 km, hvorfor "energien" til skud kræver ca. halvdelen af ​​skibets. Til reference: 1 MJ energi har en passager Golf med en hastighed på 160 km / t. Et jernbaneprojektil, der vejer 10 kg med en mundenergi på 32 MJ med en hastighed på 2500 m / s, er i stand til at bryde igennem tre betonvægge eller seks 12 mm stålplader, hvilket faktisk svarer til en eksplosion på 150 kg TNT.

Alvorlige hindringer for den udbredte anvendelse af jernbanevåben er resonansfænomener i jernbanesystemet og effekten af ​​at skubbe skinnerne væk fra virkningen af ​​Lorentz-styrker, elektromagnetisk kompatibilitet med elektroniske pistolsystemer, behovet for at køle tønden og elektronik osv.

I processen med fuldskala test blev det også fundet behovet for hurtig genindlæsning af pistolen for at øge brandhastigheden til mindst 6-10 runder pr. Minut. I år udførte det britiske firma BAE Systems, der samarbejdede med det amerikanske militærindustrielle kompleks, brandprøver på den amerikanske marinens træningsplads i Virginia. Ifølge briterne forventer de i de næste par år at øge brandhastigheden for deres installation til 10 runder pr. Minut med en projektilvægt på 16 kg, så dette problem finder gradvist en løsning.

Havbaseret elektromagnetisk pistol udviklet af BAE SYSTEMS

Anslået projektilvægt: 18 kg; Mundhastighed: 2, 5 km / s (Mach 7.5), dobbelt så meget som konventionelle kanoner; Område: 400 km (til konventionelle marinegevær - højst 80 km); Shell: ødelægger målet på grund af stødenergi, indeholder ikke eksplosiver; Pistolens længde: 10 m

Ubrudt elektronik

Projektilet har en konisk langstrakt form, der er bedst egnet til hypersound med en let afstumpning af sokken - dette er en slags spidsstang. Halestabilisatoren giver dig mulighed for at holde projektilet på flyvevejen. Oprettelsen af ​​sådan ammunition er et andet problemområde i jernbaneprogrammet.

Siden 2012 har De Forenede Stater udviklet et samlet hypersonic projektil HVP, i dag testes det allerede ved fyring. Det er samlet, fordi det ikke kun vil blive brugt i jernbanevåben, men også i almindelige skibsvåben af ​​forskellige kalibre, som de vil efterlade i en blandet sammensætning med jernbanevåben på Zumwalt-destruktører. Den samme ammunition vil blive brugt i jordkanoner.

For at gøre HVP egnet til kanoner af forskellige kaliber, vil den blive fremstillet i varianterne af underkaliber-skud med et projektil i pallen for hvert specifikt kaliber. Paletten, når samlingen trækkes ud af cylinderen, er opdelt i dele, kun skallen flyver videre. I 2015-prøverne skød de en HVP med en kaliber på 90 mm og en længde på 609 mm. Faktisk vejer skallen 12, 7 kg, og hele aggregatet er 18, 5 kg. De resterende 5, 8 kg er en palle.

Skinnepistol Et projektil er placeret mellem to ledende skinner. Fittings beskytter skinnerne mod direkte kontakt med projektilet

HVP-skaller planlægger at tilpasse sig under flyvning, til hvilke de vil være udstyret med et nøjagtigt vejledningsmodul, der fungerer med GPS-systemet. Amerikanerne sagde, at de allerede har brugbare elektroniske kontrolsystemer, der kan modstå overbelastning på 30.000 - 40.000 g under acceleration, eksponering for plasma ved en temperatur på 20.000 - 25.000 grader og elektromagnetiske felter med ultrahøj kraft. Der er tegn på vellykket test af sådanne skaller i 2016. Det forventes, at den fulde udvikling af HVP vil være afsluttet i 2020, og de vil blive overført til serien i 2025. Kontrolenheden vil føre til en stigning i omkostningerne til projektilet, som i den originale (uden elektronik) version koster 25 tusind dollars. Men alligevel er det betydeligt billigere end flådestyrede missiler til en pris på 0, 5-1, 5 millioner.

Tre gram uhyrlig kraft

Det særegne ved den amerikanske tilgang til udvikling af jernbanevåben er gradvist at øge kapaciteterne med en konsekvent opnåelse af forbedrede parametre: projektilaccelerationshastighed fra 2000 til 3000 m / s, skydeområde fra 80-160 til 400-440 km, mundtræk projektil energi fra 32 til 124 MJ, vægt et projektil fra 2-3 til 18-20 kg, en brandhastighed fra 2 til 3 runder pr. minut til 8-12, strømkilder fra 15 til mere end 40–45 MW, en tønne-ressource fra en mellemliggende 100 runder i 2018 til 1.000 runder 2025, længden af ​​tønden fra de indledende 6 m til de sidste 10 m.

Sådan information offentliggøres ikke officielt i Rusland, men sidste år annoncerede den første næstformand for Federation Council on Defense, Franz Klintsevich, at arbejde inden for oprettelse af elektromagnetiske våben aktivt udføres i vores land.

Velkendte er de vellykkede forsøg med en jernbanevåben (dog ikke en militær, men en laboratorieklasse) i Shatura nær Moskva, der blev udført i filialen af ​​Det Fælles Institut for Høje Temperaturer på Det Russiske Videnskabsakademi under vejledning af akademikeren V. Fortov. En skinnegeværn med en tønlængde på 2 m skudt med kugler, der vejer et par snesevis af gram. Russisk know-how - foreløbig acceleration af et projektil inden fodring i tønden - giver dig mulighed for at få mundhastigheder højere end amerikansk. Så i januar 2017 blev en skal lavet af tæt plast, der vejer 15 g, spredt til en hastighed på 3000 m / s og gennemboret et metalmål mange centimeter tykke. Lidt tidligere blev et projektil, der vejer 3 g, spredt til en hastighed på 6250 m / s (næsten det første rum), og da det ramte et stålmål, fordampedes det simpelthen.

Ifølge presserapporter er Kina på stadium af forskning og udvikling, der er koncentreret i et specielt oprettet CASIC-selskab i Wuhan Science Center (WUHAN). Repræsentanter for Folkerepublikken Kina sagde, at de udviklede en jernbanegeværn som den amerikanske Blitzer og lovede at oprette en 130 mm kaliberpistol ved projekt 055A i 2020.

Artiklen “Magnetic Wars” blev offentliggjort i tidsskriftet Popular Mechanics (nr. 7, juli 2017).

Anbefalet

Hvorfor blåhvaler er blevet de største dyr på jorden: en ny teori
2019
Identificerede de mest hajfarlige steder på planeten
2019
Et killer sort hul lurer i Mælkevejen
2019