Рельсотрон-разрушитель: как устроена мегапушка из будущего?

В то время, как традиционная артиллерия неминуемо подходит к пределу своего развития, инженерная мысль постепенно приближается к практическому воплощению оружия на новых физических принципах. Для того, чтобы осуществить «артиллерийскую революцию» и сдвинуть прогресс, необходимо применить другую форму энергии. Например, электричество. Электромагнитное оружие может выбросить снаряд с поразительными разрушительными способностями и скоростью почти девятикратно превышающей скорость звука, что даёт множество неоспоримых преимуществ в сравнении с привычным пороховым огнестрелом.

Первым проектом такого рода была индукционная «пушка Гаусса» которая первоначально рассматривалась не как оружие, а как способ выведения спутников на околоземную орбиту. Однако сегодня главный претендент на звание «оружия будущего» уже определился – это рельсовая пушка, она же «рельсовый ускоритель массы». Рельсотрон (railgun, «рейлган»), или в простонародье «рельса» – оружие, знакомое многим любителям компьютерных игр 90-х «от первого лица», (к примеру, шутеры серии Quake). Конечно, в реальности всё обстоит несколько иначе.

По сути, рельсотрон – это пара прямых металлических рельсов, подключенных к мощным ионисторам (конденсаторам, отдающим высокие токи при разряде). Между рельсами устанавливается металлическая болванка. На первом этапе запуска снаряд, не оснащенный ни порохом, ни взрывчаткой, является частью электрической цепи. Через болванку и её собственное магнитное поле начинает течь электрический ток. Силой воздействия поля снаряд разгоняется, одновременно замыкая цепь. Таким образом, движение снаряда обеспечивается «силой Лоренца» (физический принцип, согласно которому электрическая энергия переходит в кинетическую).

Первый патент на рельсовое оружие был получен французом Андрэ Луи-Октавом Фошоном Виепле еще в 1902 году. Испытания проводились с 1916 по 1918-й год, и в результате удалось установить только саму возможность создания такого оружия. Название «оружие будущего» было придумано в Советском Союзе в конце 50-х годов, автором термина стал академик Лев Арцимович – мировой специалист в области термоядерного синтеза и физики высокотемпературной плазмы. Изобретенный им ускоритель плазмы был выдвинут на Нобелевскую премию, но СССР снял кандидатуру ученого с обсуждения из-за секретности разработки.

Первые выстрелы из «рэйлгана» были сделаны в лабораторных условиях. В частности, еще в 80-е годы в СССР проводились опыты, в ходе которых небольшие пластиковые снаряды весом в несколько грамм удавалось разгонять до скорости в 8-10 километров в секунду. При этом полученной кинетической энергии хватило для того, чтобы буквально испарить мишень, представлявшую собой стальной лист. Однако создание подобного оружия стало возможным лишь в XXI веке – благодаря появлению новых материалов.

Разработка первых настоящих боевых рельсотронов началась в середине «нулевых годов» в США. Американские военные планировали использовать электромагнитные пушки для оснащения своих кораблей. В первую очередь речь шла о перспективных эсминцах Zumwalt. Предположительно, в декабре 2010 года ВМС США провели испытание рельсотрона, однако, морская версия американского рейлгана до сих пор не появилась. С выходом США из договора по ПРО возобновились и работы по размещению электромагнитных пушек на орбите. В этой области известны разработки компаний General Electric, General Research, Aerojet, Alliant Techsystems и других по контрактам с управлением DARPA ВВС США.

Китай якобы находится на стадии НИР и НИЭР, которые сосредоточены в специально созданной корпорации CASIC в научном центре в Ухани. Представители КНР заявили, что разрабатывают наземный рельсотрон наподобие американского. В самом начале 2020 года в ряде изданий появились статьи с фотографиями китайского десантного корабля, в носовой части которого можно было увидеть загадочную установку, идентифицированную как «рельсовое оружие». Пока подобный технологический рывок вызывает сомнение. «На современных кораблях использовать такое оружие нельзя. Для него просто не хватит энергии. Потребуется создание нового поколения кораблей с энергетической системой, которая обеспечит как двигатели судов, так и их оружие», – отмечают в ВМФ России.

В России армейский научно-технический интеллект также не стоит на месте. Продолжаются разработки новых видов оружия, способных коренным образом изменить не только характер современного боя, но и соотношение сил в системе военного противостояния на мировой арене. Министр обороны РФ Сергей Шойгу в ходе заседания коллегии военного ведомства заявил, что проект Государственной программы вооружений на ближайшие годы даёт возможность сформировать научно-технический задел для разработки принципиально новых и нетрадиционных видов оружия.

Эксперименты с российской электромагнитной пушкой «рельсотрон Арцимовича» идут в лаборатории Шатурского филиала Объединенного института высоких температур Российской академии наук. Российское ноу-хау – предварительный разгон снаряда перед подачей в ствол – позволяет получать дульные скорости выше американских. Так, снаряд из плотного пластика весом 15 г был разогнан до скорости 3000 м/с и пробил мишень из металла. Несколько раньше снаряд весом 3 г был разогнан до скорости 6250 м/с и при попадании в стальную мишень попросту ее испарил.

Рельсотрон – оружие уникальное, оно обладает целым рядом весомых преимуществ: неограниченная скорость снаряда, огромная дальность выстрела, дешевизна и малогабаритность снарядов, возможность применения для выведения на орбиту космических аппаратов. Однако, одна из проблем рейлгана заключается в том, что для изготовления снарядов необходим материал с максимально возможной проводимостью. Второй ограничитель – источник питания. Для залпа из современного рельсотрона требуется импульс в целых 25 мегаватт. Тем не менее, несмотря на наличие пока не решённых физических и инженерных проблем рельсотрон вполне можно считать «оружием будущего», взывающим неподдельный интерес футурологов.