11.02.18

Электромагнитное баллистическое оружие

При создании баллистического (метательного) оружия люди использовали разные источники энергии: упругие канаты, порох, сжатый воздух, пар, и даже пытались применить для метания снарядов «центробежные» метательные машины. И, наконец, они обратили внимание на использование для этих целей электричества.

Электромагнитная пушка Гаусса

Идея использования электрической энергии для стрельбы не является изобретением последних десятилетий. Принцип метания снаряда с помощью катушечной электромагнитной пушки был изобретен в 1895 г. австрийским инженером, представителем венской школы пионеров космонавтики Францем Оскаром Лео-Эльдером фон Гефтом. Будучи еще студентом, Гефт «заболел» космонавтикой. Под влиянием романа Жюля Верна «С Земли на Луну» он начал с проекта пушки, с помощью которой можно запускать космические корабли на Луну. Гефт понимал, что огромные ускорения порохового орудия запрещают применять вариант французского фантаста, и предложил электрическую пушку: в соленоиде-стволе при протекании электрического тока возникает магнитное поле, которое разгоняет ферромагнитный снаряд, «втягивая» его вовнутрь соленоида, при этом снаряд разгоняется более плавно. Проект Гефта так и остался проектом — реализовать его на практике тогда не представлялось возможным. Впоследствии такое устройство было названо пушкой Гаусса (Gauss gun) по имени немецкого ученого Карла Фридриха Гаусса, заложившего основы математической теории электромагнетизма.

В 1901 г. профессор физики университета Осло Кристиан Олаф Берхард Биркеланд получил патент Норвегии № 11201 на «новый метод выстреливания снарядов с помощью электромагнитных сил» (на электромагнитную пушку Гаусса). Эта пушка предназначалась для стрельбы по наземным целям. В том же году Биркеланд построил свою первую пушку Гаусса с длиной ствола 1 м. При помощи этой пушки ему удалось в 1901–1902 гг. разогнать снаряд массой 500 г до скорости 50 м/с. Расчетная дальность стрельбы при этом была не более 1 000 м (результат достаточно слабый даже для начала ХХ в.). С помощью второй большой пушки (калибр 65 мм, длина ствола 3 м ), построенной в 1903 г., Биркеланд разогнал снаряд до скорости примерно 100 м/с, при этом снаряд пробивал насквозь деревянную доску толщиной 5 дюймов (12,7 см) (стрельба происходила в помещении). В настоящее время эта пушка (рис. 1) выставлена в музее Университета Осло. Следует сказать, что созданием этой пушки Биркеланд занялся в целях получения значительных финансовых средств, необходимых ему для проведения научных исследований в области такого явления, как северное сияние.

Перспективы развития 

Исследователи из лаборатории плазмодинамических процессов Шатурского филиала Объединенного института высоких температур РАН (ОИВТ РАН) увеличили скорость разгона тел весом 100 г до 3 км/с. Испытания проводились на рельсотроне –  электромагнитном ускорителе масс, разгоняющем токопроводящий снаряд вдоль двух металлических направляющих с помощью силы Ампера.

Работы, проводимые в России по рельсотрону, имеют засекреченный характер. Хорошо известны испытания установки в городе Шатуре ОИВТ. После первого испытания рельсотрона два года назад в ОИВТ РАН исследователям из лаборатории плазмодинамических процессов Шатурского филиала удалось увеличить в 6 раз мощность и изменить схему питания самой пушки, что повысило скорость перезарядки установки.

Рельсотроны играют важную роль в создании новых систем вооружения и средств вывода грузов на орбиту. Российские физики сосредоточены на получении и исследовании систем с большим давлением, подобные рельсотрону. С их помощью они надеются дальше исследовать Вселенную, понять как она устроена, выводить спутники на орбиту Земли и принять меры для защиты планеты от высокоскоростных космических тел, включая космический мусор, кометы, астероиды и прочее.

Но в отношении планов создания космического щита пока нет единого мнения.Одна часть учёных сомневается в возможности создать защиту Земли от крупных астероидов и метеоритов, а вторая наоборот, уверена в способности выпущенного рельсотроном снаряда со скоростью 10-15 км/с изменить курс астероида. Помимо этого, исследователями решается вопрос износостойкости материала установки и поиск компактных источников энергии, способных обеспечить требуемые параметры работы аппарата.

Работы по увеличению скорости разгона тел как в России, так и во всём мире, мало известны и часто засекречены. Безусловно, применение рельсотрона для космических и военных целей играет важную роль. Но, глядя на достигнутые результаты и оценивая текущие возможности, понимаешь, что увидеть реальное применение установки, если и возможно будет, то в далёком будущем…очень далёком. Более интересной видится задача нахождения в процессе исследований новых термостойких материалов и усовершенствованных конденсаторов. Кроме того, необходимо добиться увеличения скорости (при увеличении массы самого тела) до первой (для Земли – 7,9 км/с) и второй (11,2 км/с) космических скоростей, чтобы стало возможным выводить объекты на орбиту без использования двигателей.

Читайте также