Войти

Катапульта в космос: на что будет способен гигантский российский рельсотрон

3379
10
+5
Испытания рельсотрона
Испытания рельсотрона в Объединенном институте высоких температур РАН.
Источник: Сергей Савостьянов/ТАСС

Российский аналог "рельсотрона" - пушки, использующей вместо порохового заряда энергию магнитного поля, - может быть использован в мирных целях. Такого мнения, в частности, придерживаются разработчики этого устройства из Объединенного института высоких температур РАН. Как считает президент Российской академии наук Владимир Фортов, испытания устройства, проведенные недавно на полигоне Шатурского филиала, показали, что с помощью рельсотрона можно, к примеру, проследить за поведением вещества при экстремально высоких температурах и давлении, "приручить" термоядерную энергию и даже - понять, как устроена Вселенная. В будущем же разработка сможет заменить ракеты-носители, ведь скорости, развиваемой при помощи "рельсотрона", будет вполне достаточно для вывода полезного груза на орбиту.

По принципу направляющих

Принципиальная схема устройства предельно проста. Два параллельных электрода, напоминающие металлические рельсы (отсюда и название - "рельсотрон"), подключаются к мощному источнику электроэнергии. Тело, размещенное между направляющими, получает ускорение за счет замыкания электрической цепи и воздействия силы Лоренца (тот же эффект заставляет крутиться электродвигатели). В итоге электромагнитное поле разгоняет снаряд силой разряда, которая более чем в 30 раз превышает силу удара молнии - около миллиона ампер.

Интересно, что сам термин - "рельсотрон", был в конце 1950-х годов предложен советским академиком Львом Арцимовичем для замены существовавшего громоздкого названия "электродинамический ускоритель массы". Ученые тогда бились над созданием оригинальной системы, способной в перспективе заменить в качестве оружия обычные боевые средства, использующие энергию пороха. Было подсчитано, что скорость выпущенного при помощи пороховых зарядов выстрела никогда не сможет превысить 2,5 километра в секунду. Требовалось новое решение. И оно появилось - в виде идеи применять в качестве разгонного средства энергию электромагнитного поля.

Правда, ученые из подмосковной Шатуры акцентируют внимание именно на гражданском характере применения созданного ими устройства. В частности, завлабораторией плазмодинамических процессов Объединенного института, кандидат физико-математических наук Владимир Полищук полагает, что подобные исследования расширят возможности в работе с физикой больших энергий. "Мы выходим на новый уровень параметров в плане энергетики", - отмечает ученый.

Задача со многими неизвестными

Исследования возможностей электромагнитных ускорителей масс, разгоняющих снаряд с помощью силы Лоренца, ведутся в мире уже более полувека. Первый же действующий масштабный рельсотрон был спроектирован и построен в 1970-х годах в Исследовательской школе физических наук Австралийского национального университета. В отличие от России ставка на развитие рельсотронов за рубежом делается в последние годы только применительно к их боевым возможностям. Так, в 2005 году в рамках специальной программы военно-морских сил США была запущена программа по разработке рельсовых орудий, в которой были задействованы корпорации General Atomics и BAE Systems.

В феврале 2008 года орудие с дульной скоростью более 2,5 тысяч метров в секунду (9 тысяч километров в час) было продемонстрировано. Масса используемого снаряда составила 2 кг. Еще один испытанный образец использовал снаряд уже массой более 3 кг. В американской прессе тогда же прошли сообщения, что к 2020 году прототипы рельсотронов могут поступить на вооружение и боевых кораблей, в частности, новых эсминцев типа Zumwalt.

Однако практические испытания нового оружия на первом построенном корабле этой серии если и стартовали, то без особого прорыва. Такой вывод можно сделать, если принять во внимание отсутствие сколько-нибудь значимых сообщений в СМИ на данную тему. По мнению ряда специалистов, постановке рельсотронов на вооружение может препятствовать важное обстоятельство - отсутствие в необходимом количестве энергии, требуемой для эксплуатации такой пушки. В частности, как ранее подчеркивал в интервью "Звезде" военный эксперт Алексей Леонков, "запитать на корабле пушку, для стрельбы которой нужно 25 мегаватт энергии - очень сложная задача. Именно поэтому возникают огромные сложности с ее установкой на корабль. Разработать и внедрить исправно работающую энергетическую установку, обеспечивающую потребности не только оружия, но и всего корабля с его многочисленными электронными системами - задача практически невыполнимая".

Более того - выстрел из рельсотрона, влекущий гигантский расход энергии, мгновенно раскроет корабль в радиолокационном поле. А ведь именно технологии невидимости изначально были сделаны "фирменным коньком" Zumwalt. Как считает другой российский военный эксперт, полковник в отставке Виктор Литовкин, в этой ситуации особенно остро встает вопрос боевой эффективности. "Сможет ли эсминец одновременно вести стрельбу из такого оружия и защищаться от входящих угроз", - задается вопросом он, добавляя, что для эффективной боевой работы эсминцу потребуется как минимум несколько кораблей охранения.

С прицелом на космос

В России создание устройств типа рельсотрона вполне осуществимо. Как подчеркивает директор Шатурского филиала ОИВТ РАН, кандидат физико-математических наук Алексей Шурупов, "в нашей науке есть все необходимое, чтобы создать такую систему". При этом, по словам ученого, российские специалисты готовы к внедрению устройств, работающих на скоростях более 4-4,5 тысяч метров в секунду, то есть превосходящих по своим характеристикам разработки General Atomics и BAE Systems. Максимум гиперзвуковых скоростей, который нам уже удалось извлечь - 11 км/с. По словам главы РАН академика Владимира Фортова, сейчас идет работа над тем, чтобы преодолеть трудности, связанные с износом материалов конструкции. Дело в том, что энергия пуска настолько высока, что детали устройства быстро выходят из строя. Найти оптимальное решение - одна из приоритетных задач разработчиков.

Зато уже определены сферы мирного использования рельсотрона. Как подчеркивает тот же Владимир Фортов, это может быть защита от высокоскоростных космических тел, представляющих угрозу, в том числе космического мусора и комет. А вот проблему астероидов, угрожающих Земле, рельсотрон не решит. Как считает академик Фортов, сдвинуть траекторию или разрушить это небесное тело пока невозможно - не хватит мощности. Зато куда более реальное применение устройства может стать вывод спутников на орбиту Земли. Об этом также заявляют в РАН. Кстати, интересный факт. Отец Владимира Фортова в свое время проходил службу в бывшем 30-м центральном научно-исследовательском институте Министерства обороны. Эта научная организация военного ведомства была головной по авиационной и космической технике, а проводимые здесь исследования касались как раз перспектив развития авиационно-космических комплексов, их двигателей и оборудования.

К слову, имеется информация, что разработки гигантского рельсотрона, способного доставлять на орбиту полезные грузы (а в перспективе - и людей) ведутся в Троицком институте инновационных и термоядерных исследований (ТРИНИТИ), входящем в состав "Росатома". По имеющимся сведениям, "катапульта в космос" поможет более чем в два раза снизить затраты на доставку грузов на околоземную орбиту. Правда, проблемой здесь становится то обстоятельство, что при подобной транспортировке перегрузки могут составить запредельные цифры - до 60g. То есть здесь ученым также есть над чем поработать, чтобы найти какое-то решение.

Что же касается перспектив использования рельсотронов как электромагнитных пушек, то, по мнению экспертов, возможности их более-менее эффективного применения проявятся не ранее, чем через полвека. Такого мнения, в частности, придерживается глава российского Фонда перспективных исследований Андрей Григорьев. Что же касается новостей о разработке такого оружия в США, то по его убеждению, все это - не более чем элемент борьбы за военный бюджет. Как подчеркивает Андрей Григорьев, не решены не только явные "болячки" рельсотрона, среди которых основная - необходимость наличия мощного источника энергии, но и скрытые. А это, к примеру, отсутствие соответствующей системы наведения (рельсотрон, как полагают разработчики, может стрелять на 400 километров). В общем, все нынешние заявления США об успехах в плане продвижения электромагнитного оружия - не более чем желание показать "научно-технические подвиги" на форе противостояния за военный бюджет, полагает эксперт.


Дмитрий Сергеев

20.07.2016
Права на данный материал
принадлежат Телекомпания "Звезда"
Материал размещен правообладателем
в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Похожие новости
26.06.2014
Рельсовая война
07.02.2012
Американские рельсовые пушки: фантастическое оружие для кораблей будущего
12.12.2017
И так сойдет
10.07.2017
Пуля-дура. Каким оружием из научной фантастики будут воевать в будущем
29.03.2017
Новые снаряды летают без рельсов
10 комментариев
№1
21.07.2016 06:46
Преимущество американцев в том, что они при малейшем намеке на успех начинают рекламировать свою идею "на полную катушку", тем самым привлекая общественное мнение и финансирование. У нас-же молчат до последнего. Вот и получается: "Российский аналог "рельсотрона". Хотя этому аналогу лет 30, с него только пыль смахнули.
+2
Сообщить
№2
21.07.2016 09:57
Цитата, Алексей60 сообщ. №1
Преимущество американцев в том, что они при малейшем намеке на успех начинают рекламировать свою идею "на полную катушку", тем самым привлекая общественное мнение и финансирование. У нас-же молчат до последнего.
Две разные цивилизации, никакого преимущества здесь не вижу. То что мы отказываемся от преимущества нашей цивилизации и тупо начинаем копировать чужую может привести лишь неуспеху и потере национальной идентичности. В этом суть беды которая происходит с нами. Пока западные люди-вирусы не будут устранены из управляющих систем будем скатываться по нисходящей.
+3
Сообщить
№3
21.07.2016 10:01
Цитата, Алексей60
Хотя этому аналогу лет 30, с него только пыль смахнули.
С 2011 года у Вас 30 лет получается? На каком основании?
-1
Сообщить
№4
21.07.2016 10:13
Цитата, Алексей60 сообщ. №1
У нас-же молчат до последнего. Вот и получается: "Российский аналог "рельсотрона".
У нас все аналоги, не имеют аналогов и тоже заранее рекламируются. Про авианосец так свирепо пишут, что скоро люди пойдут скидываться на финансирование, чтобы уже начали его строить и заткнулись. :)
0
Сообщить
№5
21.07.2016 10:25
Цитата, Алексей60 сообщ. №1
У нас-же молчат до последнего. Вот и получается: "Российский аналог "рельсотрона". Хотя этому аналогу лет 30, с него только пыль смахнули.

Почему вас это беспокоит ? Думаю таким странам как РФ и США вообще не важно кто первый что то сделал. Важен сам факт обладания подобными технологиями и возможность их воспроизвести.
+6
Сообщить
№6
21.07.2016 21:32
Цитата, q
Систематические научные работы по созданию принципиально новых электродинамических ускорителей массы (ЭДУМ) начались в мире в 50-х годах XX века, — рассказал корреспонденту «СП» эксперт инфоцентра «Оружие России» полковник запаса Александр Ковлер. — Одним из родоначальников отечественных разработок в этой области был выдающийся советский ученый, исследователь плазмы Л.А. Арцимович, который ввел в отечественную терминологию понятие «рельсотрон» (в англоязычной литературе принят термин «railgun») для обозначения одной из разновидностей ЭДУМ...
В годы холодной войны работы по созданию электромагнитных пушек активно велись и в СССР и в США. Они до сих пор строго засекречены. Известно только, что к середине 80-х годов прошлого века обе стороны вплотную приблизились к возможности размещения рельсотронной пушки с автономным источником питания на мобильном носителе — гусеничном или колесном шасси. Есть информация и о том, что разрабатывалось даже индивидуальное стрелковое оружие на этом принципе.

Для справки, Лев Андреевич Арцимович умер в 1973 году.
А Вы говорите:
Цитата, q
С 2011 года у Вас 30 лет получается? На каком основании?
0
Сообщить
№7
22.07.2016 00:07
Напомню, что Вы говорили про "этот" аналог, то есть про тот, что на фотографии в статье. Поясняя, что одну и ту же установку используют для опытов и с которой удалили пыль.
Цитата, Алексей60
Хотя этому аналогу лет 30, с него только пыль смахнули.
Можно проверить по публикациям, когда эта установка начала работать, верно? Новое оружие России: Рельсотрон Арцимовича, статья от 16 марта 2011 года. Поскольку публикация от 2011 года и более ранних статей о испытаниях установки в лаборатории Шатурского филиала Объединенного института высоких температур нет, то для этой лаборатории и этой установки получим всего 5 лет с первой публикации, а не 30.

Первая публикация в научной прессе о опытах Арцимовича с рельсотроном, на которую ссылаются, была в 1958 году. То есть с самых первых послевоенных опытов в СССР прошло 58 лет.
Цитата, q
Систематические научные работы по созданию принципиально новых электродинамических ускорителей массы (ЭДУМ) начались в мире в 50-х годах XX века.
Про систематичность научных работ по электродинамическим ускорителям массы с 50-х годов можно говорить условно, поскольку с 50-х не было мировых войн, которые эти исследования прерывали. Смотрим, что было раньше. Самая первая патентная заявка на такую установку была от Норвегии от 1901 года, а самый первый проект в России был в 1915 году.
-1
Сообщить
№8
22.07.2016 18:48
Цитата, q
Было подсчитано, что скорость выпущенного при помощи пороховых зарядов выстрела никогда не сможет превысить 2,5 километра в секунду
Кто в теме поделитесь - кто икак подсчитали сию цифирь ибо в паралельной ветке один великий изобретатель при помощи капсулей от охотружья и трубы добился гиперскоростей? Зарание спасибо.
0
Сообщить
№9
22.07.2016 21:37
Цитата, MihoelGr сообщ. №8
Кто в теме поделитесь - кто икак подсчитали сию цифирь ибо в паралельной ветке один великий изобретатель при помощи капсулей от охотружья и трубы добился гиперскоростей? Зарание спасибо.
Подсчитали скорость молекул газа при взрыве или при заданной температуре и она не превышает предельную.
Молекулы газа не могут придать скорость предмету большую чем они сами имеют.

Что касается разгона "при помощи капсулей до гиперскоростей" ... то теоретически это возможно (не смотря на вышесказанное) - есть все таки способ придать телу скорость большую, чем предмет, который ускоряет это тело.
Это т.н. парусный эффект - парусник ,двигаясь под углом к ветру, может разогнаться до скорости больше скорости ветра (и даже идти против ветра).

Т.е. если ударная волна взрыва действует на конусообразную пулю под углом, то она ,думаю, может разогнать эту пулю до скоростей выше предельных.
0
Сообщить
№10
22.07.2016 21:43
Цитата, MihoelGr сообщ. №8
при помощи капсулей от охотружья
Капсули - там же гремучая ртуть, а она не горит, как порох, а детонирует. Скорость детонации - десятки км в сек.
0
Сообщить
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
loading...
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
  • 25.09 16:24
  • 7518
Минобороны: Все авиаудары в Сирии пришлись по позициям боевиков
  • 25.09 16:24
  • 295
У авиабазы Хмеймим пропал с радаров российский военный самолет
  • 25.09 16:24
  • 40
Шойгу объявил о передаче Сирии ракетных комплексов С-300
  • 25.09 16:21
  • 1
С-300 и системы РЭБ закроют небо Сирии для чужой авиации
  • 25.09 16:02
  • 7
Состояние и перспективы бронетанковой техники вооруженных сил Украины
  • 25.09 15:24
  • 1
Около 600 военных РФ участвуют в антитеррористических учениях в горах Таджикистана
  • 25.09 15:02
  • 1
ВДВ России и Силы специальных операции Белоруссии начали учения под Новороссийском
  • 25.09 14:44
  • 9
Шаг на пути в тысячу миль: новые ракеты армии США
  • 25.09 14:35
  • 1
Помпео рассчитывает обсудить с Россией в ООН поставки С-300 в Сирию
  • 25.09 14:27
  • 1
Корея на перепутье: время стратегической перестройки отношений США-РК-КНДР
  • 25.09 14:11
  • 2
Кремль дал пояснения по поставкам С-300 Сирии
  • 25.09 14:09
  • 1
Системы C-400 взяли под контроль все Черное море
  • 25.09 14:09
  • 1
Т-72Б3 оснастят активной защитой
  • 25.09 14:05
  • 2
В России утвердили новый стандарт по борьбе с космическим мусором
  • 25.09 14:01
  • 2
Около 30 военных самолетов и вертолетов РФ перебросили в Киргизию на учения СНГ