Компьютеры и компьютерные игры тесно связаны — не будь последние столь требовательны к “железу”, мы бы не наблюдали такого бурного (и по большому счету - бессмысленного) развития видеокарт. За удовольствие пострелять из футуристических видов оружия приходится тратить 100-300 долларов на новые “апгрейды”. Так поступают любители компьютерных игр. А вот дяди из Пентагона за подобное удовольствие платят десятки миллиардов...правда и стреляют не на компьютере, а из вполне себе реальных образцов. Сегодняшняя тема — любимая всеми фанатами игры Quake рельсовая пушка.

Напомню для тех, кто забыл (или не знает) принцип работы рельсовой электромагнитной пушки. Данное устройство работает за счет разгона в сильном магнитном поле токопроводящего снаряда. Межу двумя проводниками (рельсам) в начале конструкции помещается проводящая «болванка», затем по проводникам пускается постоянный электрический ток высокого напряжения и силы в тысячи ампер. Электроны текут от негативного полюса источника питания по отрицательному проводнику, через токопроводящий снаряд переходят на положительный проводник и замыкают цепь. При этом оба проводника работают как сильные элктромагниты. Поскольку ток течет от отрицательного полюса к положительному, магнитные полюса каждого из проводников противоположны друг другу и общее магнитное поле вдоль двух проводников направлено вверх (вперед) от источника питания. Когда по снаряду, находящемуся между проводниками, проходит ток, снаряд разгоняется в магнитном поле благодаря силе Лоренца. Электромагниты-рельсы так же отталкиваются друг от друга (т.к. имеют разную полярность), но по скольку они хорошо закреплены, то двигаться будет только снаряд.

Очень мощный источник электроэнергии создаст не менее мощное электромагнитное поле, в котором снаряд может разогнаться вплоть до 20 скоростей звука, в зависимости от его массы, начальной скорости входа «на рельсы» и многих других параметров, которые мы и рассмотрим.

Электромагнитные пушки начали активно разрабатывать по окончании Первой Мировой Войны, когда интерес ко всякого рода новым технологиям, вовлекающим электричество, был необычайно высок. В это время появились электрические стулья и другие элементы концлагерной фурнитуры. Так, в 1922 был запатентован «Электрический аппарат для разгона снарядов», работающий по описанному выше принципу. К концу Второй Мировой Войны немцы начали разработку противовоздушных «электрических» пушек. Требования люфтваффе были конкретными: начальная скорость снаряда 2000 м\с, возможность доставить к цели 500 грамм взрывчатки, скорострельность 12 выстрелов в минуту и возможность уместить всю конструкцию на шасси от 128мм пушки ПВО FlaK 40. Ярчайший образец четкого формулирования задачи. После войны чертежи этих устройств попали в руки союзников и через два года анализов был сделан вывод, что технически это осуществимо, но необходимый источник электроэнергии немцам во время войны взять было негде.

С тех пор многие люди в разное время совершенствуют конструкцию электромагнитных рельсовых пушек с переменным успехом. Такие пушки успешно применяются в научных экспериментах (моделирование столкновений на сверхвысоких скоростях) и в испытаниях военных. Военные и являются основными спонсорами всех подобных разработок последние 60 лет. Однако, конструктивных проблем и инженерных сложностей в рельсовых пушках, при их кажущейся простоте, не меньше, чем преимуществ.

Сперва о преимуществах — рельсовые электромагнитные пушки так глянулись работникам промышленности убиения себе подобных по следующим причинам:
- огромная кинетическая энергия снаряда, способного нанести больше повреждений, чем снаряда аналогичной массы, наполненного взрывчатым веществом;
- большая начальная скорость значит большая дальность выстрела, отсутствие влияния ветра, высокая кучность;
- в случае разработки скорострельной пушки это отсутствие операций по извлечению стреляных гильз, моментальная перезарядка;
- меньшая масса снаряда позволяет увеличивать возимый боезапас;
- отсутствие взрывчатки в снаряде повышает его безопасность, а в случае с кораблем или танком — общую живучесть;
- стоимость «выстрела» в десятки раз меньше аналогичной обычным снарядом, и в сотни тысяч раз меньше по сравнению управляемыми снарядами и крылатыми ракетами при той же точности;
- отсутствие времени подлета по сравнению с крылатой ракетой, невозможность сбить такой снаряд.

В общем, если коротко — лучше, дальше, больше. Развернуться людям в погонах не дают объективные законы физики и низкий уровень развития прикладного материаловедения. Самые основные — проблемы трения и термической стойкости рельсов.

При выстреле проводящие рельсы и сам снаряд моментально нагреваются, что приводит к их расширению. Учитывая, что они и в холодном состоянии соприкасаются впритык, дальнейшее сужение канала между рельсами и расширение снаряда повышают силу их взаимного трения. Это приводит к росту температуры (тоже не маленькой) и, как следствие, быстрому выходу из строя рельс. Буквально — три раза выстрелил и на замену. Также, при движении снаряда, за ним образуется электрическая плазменная дуга с температурой в десятки тысяч градусов, которая быстро испаряет поверхность даже вольфрамовых направляющих. Сам материал, из которого они должны состоять, по мимо термической стойкости, должен иметь и хорошую электрическую проводимость. Но и это еще не все — силы, действующие на рельсы, стремятся раскинуть их в противоположные направления от себя и от снаряда. Материал должен быть очень хорошо закреплен, а так же иметь невероятное сопротивление на изгиб, не быть хрупким и не сломаться при выстреле. Не забываем что крепления рельс должны так же иметь высокую термическую стойкость.

За то с электричеством проблем как бы нет. Современная электронная промышленность позволяет при использовании конденсаторов получит суммарную энергию выстрела в 32 млн джоулей. Заряжаться они могут от вполне обычных источников, вроде бортовых электрогенераторов...только долго.

Но, не смотря на все эти проблемы, рельсовые пушки уже близки к принятию на вооружение в качестве корабельной артиллерии. Экспериментальные пушки, тестирующиеся ВМФ США, показывают результаты, которые обычным орудиям и крылатым ракетам даже не снились.

Начальная скорость снаряда более 10 скоростей звука — вольфрамовая болванка весом в 2 килограмма на такой скорости легко пробивает любой современный основной боевой танк и потенциально может пройти его насквозь. Повреждения, наносимые трехкилограммовой болванкой, выпущенной с энергией выстрела в 64 мегаджоуля сравнимы с таковыми, наносимыми крылатой ракетой Tomahawk 109 при стоимости выстрела в сотни тысяч раз меньше. Проектная дальность морских орудий такого типа — до 380 километров...и на этой дальности разброс падения снаряда не должен превышать 5 метров! Скорострельность пока должна составлять около 10 выстрелов в минуту, что тоже не мало. Орудия с такими параметрами разрабатывают и тестируют такие мировые лидеры военной промышленности как BAE Systems, а так же ряд закрытых научных военных учреждений в Европе и США. По не проверенным данным, до развала Организации Варшавского договора, ручные «рельсовые винтовки» разрабатывали и тестировали в бывшей Югославии — пуля весом в 0.7 грамма разгонялась до 3000 м\с по каналу длинной в 70 см, но дальнейшая судьба этих разработок неизвестна. Правда, при таких скоростях и весе пули это оружие не составит конкуренции современному огнестрельному.

Сразу расстрою любителей пострелять, ожидающих, когда эта новинка появится в ближайшем охотничьем магазине. Выстрел из настоящего рейлгана выглядит примерно так:

За снарядом — плазменный след, горящий воздух и другие прелести трения об воздух на сверхвысоких скоростях. Что останется от стрелка, держащего такую штуку в руках, можно представить. Так что стрелять с руки, вероятно, можно будет только в космосе...в скафандре :)

Не смотря на это, готовые артиллерийские системы на основе рельсовых электромагнитных пушек ВМФ США планирует принять на вооружение между 2020 и 2025 годом. Основная проблема сейчас — материал изготовления направляющих рельс, которую планируется решить как раз за эти 10-15 лет.

Комментарии

12следующая ›последняя »

steelworm |offline 25 января 2010 г., 10:50

ждем BFG ^^

bigpups |offline 25 января 2010 г., 10:56

Клас! Дайте 2!
Ждем тестов в редакции с выкладкой на video.itc.ua!

graffiticx |offline 25 января 2010 г., 11:34

гы гы гы

yadrit |offline 25 января 2010 г., 11:29

Вот так просто пентагонцам не пришлось платить миллиарды за патент (и это только один из многих) - просто забрали по итогам войны в качестве "обиженной стороны" и всё тут.
Идея хороша. Вот только людей жаль - против них же направлено будет, если примется на вооружение, против тех, у кого такого оружия нет и не планировалось.

NeoAction |offline 25 января 2010 г., 17:16

Науку розвивати потрібно було. А не красти направо і наліво, а потім ображатись.

Neon252 |offline 25 января 2010 г., 11:38

Великі дяді граються великими іграшками!)

vsaua |offline 25 января 2010 г., 12:03

Все правильно, война - двигатель прогресса. Возможно это оружие окажется более экологичным, чем штаповка миллионов снарядов.

vizit73 |offline 25 января 2010 г., 12:04

Лучше придумали лекарство от рака, а не усовершенствовали методы и средства уничтожения друг друга.

vsaua |offline 25 января 2010 г., 12:07

Возможно такое уже имеется, вот только запускать его невыгодно, иначе пропадет рынок сбыта.

vizit73 |offline 25 января 2010 г., 12:33

Ну правильно, надо придумать как выгодно содрать с людей деньги, или каким способом вышибить мозги, а я 16 января похоронил дочь в 6,5 года умершую от лейкоза.

vsaua |offline 25 января 2010 г., 19:24

Примите мои соболезнования, это трагедия. Трагедия для Вас и болезнь всего нашего стадного общества. Я учавствовал 3 года назад в сборе средств для Охматдета через SMS-номер, собрали около 20 тыс грн. Операторы изначально не захотели отдавать свою долю, т.е. забирали себе 30-40% собранных средств с тарифа СМС-ки (5 грн), как будто мы продавали рингтоны или картинки...
Такова реальность нашего мира. Иногда мне кажется, что человек в плане психологическом так и живет на уровне каменного века - все та же жадность, эгоизм и жестокость им движет. И никто не думает о том, что будет завтра ...

Андрей Настоящий |offline 25 января 2010 г., 20:19

соболезную

anabel |offline 25 января 2010 г., 12:16

http://www.youtube.com/watch?v=C6cV10QEGGk а також схожі лінки, просто для загального розвитку

Boris_Sosnitsky |offline 25 января 2010 г., 12:58

vizit73. Примите мои соболезнования. Это ужасно.

Владислав Ладухин |offline 25 января 2010 г., 13:30

И от меня.

graffiticx |offline 25 января 2010 г., 15:08

О кстати возник вопрос: где то читал раньше что США разрабатывали схожее оружие но стреляющее магнитом, то есть внутри катушки ставился намагниченный снаряд, пускался дикий импульс тока и создаваемое магнитное поле выталкивало снаряд. Вроде бы эта конструкция и проще и как бы без рельсов (нечему изнашиваться). Или я чего то совсем на оофтопил?

Андрей Настоящий |offline 25 января 2010 г., 20:15

есть такая пушка, называется Coilgun или Винтовка Гаусса если из компьютерных игр...про нее тоже скоро будет статья, их как раз во всю применяют в науке

GRaFkiyv |offline 25 января 2010 г., 15:13

Плазменный след выстрела http://www.youtube.com/watch?v=b_OjZyQ6LGE&feature=related - это круто, вот бы его как-то упорядочить и замутить плазменный гиперболоид с водородной составляющей.

Роман Хархалис |offline 25 января 2010 г., 16:58

Странная какая-то задача - поражать цель только кинетической энергией снаряда.
Проблема в том, что начиная с уже достаточно небольшой кинетической энергии достигается сквозное пробитие цели, соотв., чем дальше, тем большая часть энергии улетает дальше, вместе со снарядом.
Вместе с тем, достаточно почитать историю любой войны на море в XX в., чтобы понять, что сквозное пробитие практически не наносит вреда, скажем, боевому кораблю. Вероятность попадания в какой-то жизненно важный механизм или привод - практически нулевая, так что просто делается дырка в корпусе, и все. Ее недостаточно даже для того, чтобы вода толком начала поступать в корпус. По статистике, попадания неразорвавшимся снарядом, или попадания, при которых снаряд пролетало насквозь через корпус или надстройку и взрывался уже за ней (бывало и такое), практически не наносят кораблю повреждений.
Существенные повреждения наносит энергия взрыва, который происходит внутри корпуса. Так что задача снаряда - доставить туда взрывчатку, при необходимости преодолев по пути конструктивную защиту (броню).
Так что начинять взрывчаткой снаряд морского рейлгана все же придется.

graffiticx |offline 25 января 2010 г., 17:05

аааа...как же метеорит? как плюхнется на землю и благодаря кинетической энергии будет такой ОЙ

Роман Хархалис |offline 26 января 2010 г., 12:52

Метеорит не пробивает землю насквозь, его кинетическая энергия полностью передается земле, а не улетает дальше вместе с ним в пространство.

Alexsandr |offline 25 января 2010 г., 17:29

Цитата:

Сообщение от Роман Хархалис роблема в том, что начиная с уже достаточно небольшой кинетической энергии достигается сквозное пробитие цели, соотв., чем дальше, тем большая часть энергии улетает дальше, вместе со снарядом.

Можно заставить снаряд взорваться без взрывчатки. Образец тунгуский метеорит.
А вообще конечно столько денег уходит на оружие, а не на мирное развитие, не на медицину, космос...

Роман Хархалис |offline 26 января 2010 г., 12:54

Никто его не видел, этого метеорита, мало ли что там взорвалось, с взрывчаткой или без...

sharq |offline 25 января 2010 г., 18:13

Судя по температурам и подобным характеристикам (как то эл. дуга), даже представить не могу, какой тип взрывчатки "выживет" в снаряде до требуемого момента.

Андрей Настоящий |offline 25 января 2010 г., 20:24

все верно, если стрелять по кораблям. Я забыл уточнить, что пушка разрабатывается как перспективная артиллерийская система для поддержки наземных операций, т.е. мочить с кораблей бронетехнику, бункеры, аэродромы и в перспективе - сбивать самолеты и ракеты. Для таких целей там взрывчатка не нужна.

Sharada |offline 26 января 2010 г., 2:25

При начальной скорости больше 10000 м/с такая пушка будет стрелять по отдельным структурам корабля. Это то что игроки называют hit-scan rifle - т.е. совместил линию стрельбы с целью и снаряд попал в точку прицеливания. На суше - расстрел танков с укрепленной высоты. Может даже авиа технику можно будет сбивать.

TJ |offline 25 января 2010 г., 19:02

зря кипишуете. Почти все военные технологии рано или поздно становятся на службу гражданским. Например спутники с рейлгана будут запускать... Или поплавок на спининге забрасывать

Deps |offline 25 января 2010 г., 19:20

Помнится по сети рубились в Кваку2 и райлган - супер штука была - такая себе голубая спираль - один раз попал - никакая броня не спасала!

Ловец солнца |offline 26 января 2010 г., 0:02

Это не такой установкой во вторых Трансформерах "сняли" десептикона с вершины пирамиды?

sashaOMC |offline 26 января 2010 г., 12:55

На наче такой, я раньше на это тему читал, и заметил сходство при просмотре вторых транформерах

12следующая ›последняя »

Чтобы оставить комментарий, необходимо войти или зарегистрироваться