Атомный монстр с рельсотроном. Китай разрабатывает танк будущего. Изменит ли он правила войны?
В это трудно поверить, но в китайском научно-техническом журнале Acta Armamentarii появилась работа, авторы которой рассматривают перспективу создания танка будущего с электромагнитной пушкой — рельсотроном, а на наиболее далёком этапе развития ещё и с собственной ядерной энергетической установкой. Причём речь идёт не о фантастическом рассказе и не о рисунках энтузиастов. Acta Armamentarii — профильный китайский журнал по вооружениям, где публикуются исследования в области бронетехники, баллистики, боеприпасов, систем запуска и других военных технологий.
Парадокс заключается в том, что пока в мире вообще нет единого понимания того, каким должен быть танк будущего и сохранится ли привычный основной боевой танк во второй половине XXI века. Боевые действия последних лет показали одновременно и огромную ценность бронетехники, и её уязвимость перед беспилотниками, высокоточным оружием, минами и современными противотанковыми средствами. Новое поколение бронетехники постепенно обрастает комплексами активной защиты, собственными разведывательными БПЛА, средствами радиоэлектронной борьбы и всё более совершенными информационными системами. Однако революционного перехода к принципиально новому типу танка пока не произошло.
Китайские исследователи предлагают сделать такой переход радикальным. В опубликованной концепции речь идёт о 60-тонной машине, которая в наиболее совершенной версии должна получить малый модульный реактор тепловой мощностью порядка 10 МВт и электромагнитное орудие с энергией выстрела 50 МДж. Авторы рассматривают развитие проекта поэтапно: сначала электромагнитное оружие на традиционной энергетической базе, затем более мощные накопители энергии и, наконец, после 2045 года — полноценную ядерную машину.
Если хотя бы часть этой концепции удастся воплотить в металле, перед нами действительно будет уже не очередная модернизация современного танка, а попытка создать принципиально новый класс наземной боевой техники.
Китай действительно задумался о танке с рельсотроном
Прежде всего необходимо отделить реальные сведения от неизбежной сенсационности заголовков. Китай пока не построил атомный танк и даже не объявил о начале испытаний его прототипа. Перед нами научно-техническая концепция и предлагаемая дорожная карта развития технологий примерно на два десятилетия вперёд.
Однако авторство работы заставляет относиться к ней значительно серьёзнее, чем к обычной футурологической фантазии. В подготовке исследования участвовали специалисты Inner Mongolia First Machinery Group — крупного предприятия китайской оборонной промышленности, связанного с разработкой и производством бронетехники, — и Пекинского технологического института. Исследование финансировалось в рамках специального проекта Национальной ключевой лаборатории технологий проектирования и производства специальных машин.
Развитие предлагается провести в три этапа.
До 2035 года рассматривается создание примерно 60-тонного танка с электромагнитным орудием энергией около 10 МДж и заявленной дальностью до 150 км. Электроэнергию предполагается получать при помощи дизель-генератора мощностью около 1500 л. с., а для непосредственного питания орудия использовать систему накопителей, включающую суперконденсаторы и маховики.
На следующем этапе, ориентировочно между 2035 и 2045 годами, мощность электромагнитного орудия предлагается увеличить до 20 МДж, а теоретическую дальность — до 300 км. Силовая установка должна получить дизель мощностью порядка 2000 л. с., а масса более совершенных накопителей энергии может достигнуть пяти тонн. Предполагается использование твердотельных аккумуляторов и сверхпроводящих систем хранения энергии.
И лишь третий этап предполагает появление после 2045 года той самой фантастически выглядящей машины: ядерная энергетическая установка, 50-мегаджоульный рельсотрон и расчётная дальность стрельбы до 450 км.
Это уже действительно не совсем танк в сегодняшнем понимании.
Зачем танку вообще понадобился рельсотрон?
Ответ скрывается в фундаментальных ограничениях современной артиллерии.
Практически все современные танковые орудия работают по одному принципу. Пороховой заряд сгорает, образовавшиеся газы создают огромное давление и разгоняют снаряд в стволе. Конструкторы десятилетиями совершенствуют этот процесс: увеличивают допустимое давление, создают более прочные стволы, совершенствуют пороха, удлиняют орудия, разрабатывают новые подкалиберные боеприпасы.
Но возможности такой системы не бесконечны.
Чтобы сообщить снаряду больше кинетической энергии, необходимо либо увеличить его массу, либо повысить скорость. Однако увеличение скорости требует всё большего давления в канале ствола. Вместе с ним растут масса казённой части, нагрузки на орудие и износ ствола. В определённый момент дальнейшее увеличение характеристик становится слишком дорогим и технически сложным.
Именно поэтому перспективные западные танки рассматривают переход со 120-мм пушек на 130- или 140-мм системы, а советская и российская конструкторская школа ещё несколько десятилетий назад экспериментировала со 152-мм танковыми орудиями.
Но увеличение калибра создаёт новую цепочку проблем. Снаряды становятся крупнее и тяжелее, уменьшается боекомплект, растут башня и автомат заряжания, увеличивается масса машины.
Рельсотрон предлагает принципиально другой путь.
Немецкая 130-мм танковая пушка и боеприпасы к ней
Никакого пороха
В электромагнитной рельсовой пушке для разгона снаряда не требуется традиционный метательный заряд. Электрический ток огромной силы проходит через систему проводников и создаёт электромагнитную силу, ускоряющую боеприпас вдоль направляющих.
Теоретически это позволяет достигать скоростей, значительно превышающих возможности обычной танковой артиллерии.
В китайской концепции для наиболее дальней перспективы рассматривается скорость порядка 3,5 км/с. Для сравнения, начальная скорость современных танковых бронебойных подкалиберных снарядов находится примерно в районе 1,5–1,8 км/с.
Разница колоссальная.
Кинетическая энергия зависит от квадрата скорости. Поэтому сравнительно небольшой гиперскоростной поражающий элемент способен обладать огромной разрушительной энергией даже без взрывчатого вещества.
В теории такой боеприпас может представлять собой чрезвычайно прочный металлический сердечник. Не требуется огромный фугасный заряд: разрушение цели обеспечивает энергия столкновения.
Но здесь появляется проблема, которая уже много лет преследует практически все проекты рельсотронов.
Откуда взять электричество?
Схема электромагнитного рельсотрона
Главная проблема рельсотрона — вовсе не само орудие
Создать электромагнитный ускоритель сравнительно просто. Экспериментальные рельсотроны существуют десятилетиями. Китай также давно занимается этим направлением и проводил эксперименты с крупными электромагнитными орудиями, включая корабельные системы.
Настоящая проблема начинается тогда, когда подобное оружие пытаются превратить в практическую боевую систему.
Рельсотрону требуется чудовищный импульс энергии за очень короткое время.
И здесь необходимо различать две вещи. Источник энергии может постепенно производить электричество, но непосредственно орудие во время выстрела требует практически мгновенно получить огромную мощность. Поэтому между генератором и пушкой необходим своеобразный энергетический буфер — суперконденсаторы, маховичные накопители, аккумуляторы или другие системы.
Именно поэтому китайская дорожная карта сначала предусматривает традиционные двигатели и постепенно совершенствующиеся накопители.
Но чем мощнее становится орудие, тем тяжелее решить энергетическую задачу.
На определённом этапе дизель начинает превращаться в ограничивающий фактор.
И здесь появляется атомный реактор.
Экспериментальный рельсотрон на испытаниях
Атомная силовая установка
На наиболее дальней стадии китайской концепции рассматривается малый модульный реактор тепловой мощностью порядка 10 МВт.
Сам по себе реактор не будет непосредственно «стрелять» рельсотроном. Его задача — постоянно производить огромное количество энергии, обеспечивая движение машины, работу электроники, зарядку накопителей и питание вспомогательных систем.
И потенциальные преимущества этим не заканчиваются.
Современный танк постепенно превращается в чрезвычайно энергоёмкую платформу. Активная защита, мощные радары, средства РЭБ, лазерные системы борьбы с беспилотниками, электромагнитное оружие, вычислительные комплексы и искусственный интеллект требуют всё больше электроэнергии.
Традиционный дизель в какой-то момент действительно может стать узким местом.
Ядерная энергетическая установка теоретически снимает проблему запаса топлива. Машина получает колоссальный энергетический ресурс и может длительное время действовать без традиционной заправки.
Однако здесь же возникают новые проблемы, которые пока выглядят едва ли не сложнее самого рельсотрона.
Как поместить реактор в танк?
Большой энергетический реактор — хорошо освоенная технология. Реакторы работают на атомных электростанциях, ледоколах и подводных лодках.
Но танк — совершенно другой случай.
Для перспективной китайской машины реактор должен быть не просто маленьким. Согласно опубликованным параметрам, его требуется разместить в объёме порядка двух кубических метров. При этом масса радиационной защиты должна укладываться примерно в три тонны, а топливная кампания должна составлять не менее пяти лет.
Это чрезвычайно жёсткие требования.
Реактор необходимо защитить от ударов, вибраций и повреждений. Нужно обеспечить отвод тепла. Необходимо защитить экипаж от излучения. Причём танк должен сохранять приемлемые массу и размеры.
Особенно сложным становится охлаждение.
Тепловую энергию невозможно просто заставить исчезнуть. Её необходимо куда-то отводить, а значит, машине потребуются теплообменники и системы охлаждения. Для боевой техники это создаёт не только инженерную, но и военную проблему: мощное тепловыделение потенциально увеличивает заметность в инфракрасном диапазоне.
А теперь представим повреждение такой машины на поле боя.
Обычный подбитый танк — уже серьёзная проблема. Подбитая машина с компактным реактором требует совершенно других мер безопасности.
Поэтому путь от научной статьи до серийного атомного танка огромен.
Концепт атомного танка TV-8
Причём тут российские ядерные разработки?
Иногда в подобных рассуждениях упоминают российский комплекс «Авангард», однако здесь необходимо сделать важное уточнение. «Авангард» представляет собой гиперзвуковой планирующий боевой блок и не использует атомный реактор в качестве силовой установки.
Гораздо интереснее в контексте миниатюризации ядерной энергетики другие направления исследований — компактные реакторы для автономных объектов, космических аппаратов, подводных систем и перспективных энергетических установок.
Именно прогресс малых реакторов способен когда-нибудь сделать атомную бронемашину технически возможной.
В середине XX века проекты атомных танков уже существовали. В США, например, рассматривались концепты семейства TV-1 и TV-8. Но очень быстро выяснилось, что разместить полноценный реактор вместе с необходимой защитой в боевой машине приемлемой массы чрезвычайно сложно.
Сегодня ситуация постепенно меняется.
Малые модульные реакторы стали одним из заметных направлений развития атомной энергетики. Разрабатываются новые виды топлива, теплоносителей, материалов и компактных энергетических систем.
Но между «малый модульный реактор существует» и «реактор можно безопасно поставить внутрь 60-тонного танка» лежит огромная технологическая дистанция.
И китайские исследователи фактически предлагают попытаться её преодолеть.
На какой стадии такие реакторы находятся в Китае?
Это один из самых интересных и одновременно наиболее закрытых вопросов.
Китай активно развивает гражданскую атомную энергетику и технологии малых модульных реакторов. Однако наличие гражданского SMR ещё ничего не говорит о возможности установки реактора на танк. Требования к компактности, удельной мощности, ударостойкости, безопасности и массе защиты совершенно иные.
Опубликованная работа не доказывает, что Китай уже располагает готовым двухкубометровым реактором мощностью порядка 10 МВт для бронемашины.
Скорее наоборот: сама дорожная карта относит ядерную версию за горизонт 2045 года.
Поэтому утверждать, что реактор находится «на завершающей стадии», оснований пока нет.
Но сама постановка конкретных параметров весьма показательна. Китайские исследователи уже пытаются определить, какими должны быть мощность, размеры и защита подобной энергетической установки, чтобы концепция атомной бронемашины вообще имела смысл.
Это означает, что вопрос рассматривается уже не исключительно на уровне фантастики.
Китайский малый модульный реактор (белый). Такой уже в танке поместиться
Танк, который стреляет на 450 километров?
Именно эта цифра выглядит наиболее эффектно.
Для третьего этапа китайские исследователи рассматривают электромагнитное орудие энергией порядка 50 МДж и скорость снаряда примерно 3,5 км/с. Расчётная дальность указывается до 450 км.
Но здесь слово «танк» начинает вводить читателя в заблуждение.
450 км — это уже не дистанция танкового боя. Это дальность оперативно-тактического оружия.
Экипаж физически не способен увидеть цель. Машина должна получать координаты от спутников, самолётов-разведчиков, беспилотников, наземных подразделений или единой автоматизированной системы управления.
Фактически перед нами получается гибрид танка и самоходной сверхдальнобойной артиллерийской установки.
Причём кинетический боеприпас имеет одно интересное преимущество. Если удастся обеспечить необходимую точность, ему не обязательно нести дорогостоящий ракетный двигатель. Основную энергию снаряд получает непосредственно при выстреле.
Однако стрельба на сотни километров создаёт гигантский комплекс баллистических проблем. Атмосфера, нагрев, сопротивление воздуха, управление снарядом, точность наведения и коррекция траектории становятся критически важными.
Поэтому заявленная дальность пока должна восприниматься именно как расчётный ориентир.
Три поколения китайского танка будущего
Самое интересное в китайской работе заключается в постепенности.
Исследователи не предлагают завтра установить реактор и рельсотрон на новый основной боевой танк. Фактически они описывают последовательную технологическую эволюцию.
Первая машина ещё достаточно похожа на современный танк. Масса около 60 тонн, дизель мощностью 1500 л. с., накопители энергии и относительно умеренный 10-мегаджоульный электромагнитный ускоритель.
Второе поколение становится гораздо более электрическим. Мощность орудия удваивается, появляются перспективные аккумуляторы и сверхпроводящие накопители, энергетическими потоками управляет интеллектуальная микросеть.
И только третье поколение разрывает связь с сегодняшними танками.
Ядерный источник энергии. Десятки мегаджоулей на выстрел. Гиперскоростные боеприпасы. Сотни километров дальности.
Если подобная машина действительно появится, термин «основной боевой танк» для неё может оказаться уже историческим анахронизмом.
Предполагаемые характеристики ядерного варианта
- Период возможного появления: после 2045 года
- Боевая масса: около 60 т
- Силовая установка: малый модульный ядерный реактор
- Тепловая мощность реактора: около 10 МВт
- Предельный объём реакторной установки: около 2 м³
- Масса радиационной защиты: до 3 т
- Интервал между заменами ядерного топлива: не менее 5 лет
- Основное вооружение: электромагнитный рельсотрон
- Энергия выстрела: около 50 МДж
- Расчётная скорость снаряда: около 3,5 км/с
- Теоретическая максимальная дальность: до 450 км
Все эти параметры следует воспринимать исключительно как целевые показатели концепции, а не характеристики уже существующего китайского танка.
А нужна ли такой машине вообще броня?
Здесь мы подходим к наиболее интересному вопросу.
Если машина способна поражать цели на расстоянии 150, 300 или тем более 450 км, зачем ей находиться непосредственно на передовой?
А если она не находится на передовой, зачем ей броня основного боевого танка?
Вполне возможно, что развитие самой идеи приведёт китайских инженеров к совершенно другому результату. Вместо атомного ОБТ получится высокозащищённая самоходная энергетическая и огневая платформа, действующая в десятках или сотнях километров от линии фронта.
Тогда часть освободившейся массы можно направить на накопители энергии, систему охлаждения, боекомплект и средства противовоздушной обороны.
Есть и другой вариант.
Практически неограниченный запас электроэнергии позволяет установить на такую платформу не только рельсотрон. Мощный радар, комплекс радиоэлектронной борьбы, лазерное оружие против беспилотников и высокопроизводительные вычислительные системы превращают её в настоящий наземный энергетический узел.
А отказ от экипажа способен решить часть проблемы радиационной защиты.
И вот тогда перед нами действительно появляется машина, почти не имеющая ничего общего с современным танком.
Изменит ли китайский атомный танк правила войны?
Если его когда-нибудь построят в заявленном виде — безусловно, изменит. Но именно это «если» пока является главным словом.
Сегодня китайская разработка представляет прежде всего научно-техническую концепцию. Для её воплощения одновременно необходимо решить сразу несколько чрезвычайно сложных задач: создать достаточно компактный реактор, лёгкую радиационную защиту, мощные накопители импульсной энергии, ресурсный рельсотрон, эффективное охлаждение и гиперскоростной управляемый боеприпас.
Провал любого из этих направлений способен разрушить всю концепцию.
Но интереснее другое.
Китайские исследователи фактически предлагают отказаться от попыток бесконечно улучшать традиционный танк. Вместо очередного увеличения калибра, толщины брони и мощности дизеля они рассматривают переход к совершенно иной энергетике и совершенно иному принципу действия оружия.
И в этом смысле публикация действительно заслуживает внимания.
Возможно, танк второй половины XXI века будет выглядеть вовсе не как более совершенный Т-90, Abrams или Leopard. Возможно, это будет практически автономная электрическая боевая платформа, окружённая собственными беспилотниками, защищённая лазерами и средствами РЭБ и способная за доли секунды отдавать накопленную энергию электромагнитному оружию.
А внутри неё вместо дизеля будет работать компактный ядерный реактор.
Пока это лишь концепция.
Но ещё интереснее другое: китайские инженеры уже пытаются посчитать, какой именно она должна быть.
По материалам — https://naked-science.ru/community/1215754
