Международный оборонный концерн BAE получил от Пентагона контракт на разработку прототипа электромагнитной пушки (ЭМП) для флота США, сообщает электронное издание Defense Industry Daily.
Теоретически такое орудие, размещенное, например, на железнодорожной платформе, может представлять собой угрозу для РФ
В разработку электромагнитного оружия на начало прошлого года Министерство обороны США уже вложило 36 млн долларов. Новый контракт предусматривает выделение на эти цели еще 5,5 млн, а к концу первой фазы программы – в 2011 году – будет затрачено еще 136,7 млн.
Новые орудия с дальностью стрельбы, сопоставимой с возможностями крылатых ракет при не худшей точности, предназначены, как считается, для вооружения перспективных эсминцев проекта DD(X)/DDG-1000 Zumwalt компаний Northrop Grumman и Raytheon IDS, разработка которого должна по плану завершиться в текущем году.
Эсминцы проекта DDG 1000 Zumwalt, которые анонсируются как «террор для террористов», предназначены для действий в прибрежных акваториях, поражения целей на суше и поддержки действий сухопутных войск. Предполагается, что новые эсминцы начнут поступать на вооружение ВМФ США с 2012 года.
Водоизмещение кораблей этого типа, названных в честь бывшего министра ВМС США Элмо Зумволта (Elmo Zumwalt) превысит 14 тыс. тонн, скорость составит 30 узлов. Корабли будут оснащены вертикальными пусковыми установками Mk-57 и смогут нести в общей сложности 80 ракет различных типов.
Артиллерийское вооружение DDG-1000 будет состоять из двух 155-миллиметровых орудий (как предполагается, электромагнитного типа) и двух 57-миллиметровых зенитных автоматов.
Срок постройки головного эсминца составит 6 лет, стоимость одного корабля проекта DDG-1000 – 3 млрд долларов. В общей сложности ВМС США планируют построить 10 боевых единиц этого типа. Несмотря на сравнительно небольшое водоизмещение и размеры, эти эсминцы станут самыми сильно вооруженными кораблями в мире даже без ЭМП.
Привлекательность ЭМП-систем состоит в том, что они позволяют производить стрельбу на дальности в несколько сотен километров – в десять и более раз превышающую дальность классической – «пороховой» – артиллерии.
При этом из-за отсутствия метательного заряда уменьшается вес и размеры боеприпаса и, как следствие, при сохранении прежних размеров артиллеристских погребов в них можно разместить большее количество снарядов.
Собственно, и сами снаряды представляют собой простые болванки, не снаряженные никаким взрывчатым веществом, – их кинетической энергии при столкновении с препятствием достаточно для гарантированного поражения практически любой цели.
Немаловажную роль играет и стоимость выстрела, лежащая в пределах 1–10 тыс. долларов: дешевле, чем большинство классических снарядов и тем более крылатая ракета, стоимость которой оценивается в миллионы.
На сегодня в теории известны два типа электромагнитных пушек: соленоидная и рельсовая, которые (особенно в научно-фантастической литературе) часто называют соответственно «пушкой Гаусса» (Gauss gun) и рельсовой пушкой – рельстоном или рейлганом (от railgun), реже встречается название «пушка Лоренца» (Lorenz gun).
Собственно, великие физики к конструкции орудий имеют очень небольшое отношение – просто пушки используют для ускорения снарядов эффекты, названные именами ученых.
Пушка Гаусса состоит из соленоида (цилиндрического электромагнита), внутри которого находится ствол (как правило, из изолирующего материала). В один из его концов вставляется снаряд (сделанный из металла с выраженными магнитными свойствами).
При протекании электрического тока в соленоиде возникает магнитное поле, которое разгоняет снаряд, «втягивая» его внутрь. Если в момент прохождения снаряда через середину соленоида отключить в нем ток, магнитное поле исчезнет и снаряд по инерции вылетит из другого конца ствола.
Рельсовая пушка использует электромагнитную силу, именуемую силой Лоренца, чтобы разогнать электропроводный снаряд, который изначально является частью цепи. Иногда используется подвижная арматура, соединяющая рельсы.
Ток, идущий через рельсы, возбуждает магнитное поле между ними перпендикулярно току, проходящему через снаряд и смежный рельс. В результате происходит взаимное отталкивание рельсов и ускорение снаряда.
Как обычно, гладко получается на бумаге. С «гаусс-ганами» еще в Первую мировую войну экспериментировали немцы. Тогда удалось разогнать 15-граммовую пулю от тяжелого пулемета до 75 м/сек – у хорошего арбалета скорость стрелы выше.
В 1970-е ученые оказались более удачливыми. Во время испытаний одноступенчатой пушки катушечного типа, проводимых в Институте Эрнста Маха в Вейле-на-Рейне в 1970 году, Хас и Циммерманн разогнали металлическое ядро массой 1,3 г до скорости 490 м/сек.
В 1976 году в Советском Союзе Бондалетоз и Иванов разогнали металлическое ядро приблизительно такой же массы до скорости 4,9 км/сек. Описание доступной для повторения конструкции такого устройства, «стреляющего» пустыми пивными банками, можно найти здесь.
Пушка Гаусса в качестве оружия имеет преимущества, которыми не обладают другие виды стрелкового оружия. Это отсутствие гильз и неограниченность в выборе начальной скорости и энергии боеприпаса.
Плюс скорострельности орудия, возможность бесшумного выстрела, в том числе без смены ствола и боеприпаса (если скорость снаряда не превышает скорости звука), относительно малая отдача (равная импульсу вылетевшего снаряда, нет дополнительного импульса от пороховых газов или движущихся частей), теоретически больша́я надежность и износостойкость, а также возможность работы в любых условиях, в том числе космического пространства.
Однако орудие этого типа обладает очень низким КПД (порядка 1–2%) и, как следствие, потребляет невероятное количество энергии – десятки мегаватт на один выстрел.
Конструкторы рейлганов сталкиваются с не меньшими трудностями: импульс тока должен быть настолько мощным и резким, чтобы снаряд не успел испариться и разлететься, но при этом возникла ускоряющая сила, разгоняющая его вперед.
Если отвлечься от проблем технологического порядка, одна из основных проблем ЭМП – это надежный и мощный источник питания.
В этом плане военные корабли, особенно атомные, с их мощными силовыми установками, в настоящее время являются самыми подходящими боевыми платформами. Но и в этом случае посылать всю энергию бортовой сети на установку – полное безумие: остальные системы корабля останутся обесточенными.
Поэтому для увеличения скорострельности корабли, возможно, будут оснащены дополнительными источниками энергии. Как наиболее перспективные рассматриваются сейчас ударные униполярные генераторы, которые при торможении дают очень большие и короткие импульсы тока.
Более того, для неядерных кораблей типа DDG-1000 Zumwalt это единственная возможность получить достаточно энергии для ЭМП.
Собственно, такую систему – пушку Гаусса с униполярным генератором – и разрабатывает BAE по программе AGS (Advanced Gun Systems). Полная готовность четырех установок для первых двух кораблей запланирована на 2014 год.
Работы в этой области велись еще с 1980-х годов, а над вышеупомянутой моделью – с 2005 года. Теоретическая база была разработана в Институте новейших технологий Техасского университета.
Согласно техасскому проекту дульная энергия пушки составляет 64 мегаджоуля, начальная скорость снаряда – 2500 м/сек, максимальная дальность стрельбы – около 500 км. Орудие оснащено GPS-корректором, так что максимальное отклонение от конечной цели – 5 м.
Отметим, что расстояние от ближайшей государственной границы России до Москвы составляет не более 400 км, так что теоретически такое орудие, размещенное, например, на железнодорожной платформе, может представлять собой угрозу для РФ.
Еще более неприятно, что значительная часть траектории снаряда (порядка 200 км) проходит за пределами атмосферы, а полетное время составляет всего 6 минут.
Характеристики прототипа ЭМП под названием 32 MJ Laboratory Launcher (где цифра 32 – значение электрического импульса в мегаджоулях) уже впечатляют, но практическая артсистема для флота под названием 64 MJ EM выглядит еще более впечатляюще.
В перспективе, с доведением энергии импульса до 100 МДж (на такие показатели планируется выйти к 2020–2025 году), ЭМП превращается почти в стратегическую систему с дальностью 1500–2000 км, скоростью полета снаряда около 20 км/сек и очень высокой точностью, которая может заменить собой оперативно-тактические ракетные комплексы и даже ракеты промежуточной дальности.