Читатели моего блога, думаю, помнят, что еще в 2018 году я писал об установке экспериментального орудия, очень напоминающего рельсотрон, на десантный корабль ВМФ НОАК «Haiyang Shan»? Так вот, я должен признать, что ошибался — это не рельсотрон. Это пушка Гаусса.
Вкратце напомню различия между этими системами (а то их постоянно путают)
* Рельсотрон (рейлган) действует посредством силы Ампера, возникающей когда проводящий снаряд замыкает цепь между двумя параллельными электродами. Возникающая при этом сила пытается растолкнуть проводники: так как «рельсы» закреплены неподвижно, то единственный подвижный элемент (снаряд) ускоряется параллельно им.
* Катушкотрон (пушка Гаусса) действует посредством сил электромагнитного притяжения/отталкивания в катушке соленоида. При подаче тока, катушка начинает действовать как электромагнит, втягивая в себя магнитный снаряд. Когда снаряд проходит за середину катушки, полярность переключается и катушка начинает отталкивать снаряд, выталкивая его с высокой скорость. Расположив последовательно ряд катушек, можно разогнать снаряд до произвольной скорости.
Упрощенная схема работы пушки Гаусса
Оба типа электромагнитных ускорителей являются весьма старыми концептами, и их военное применение рассматривалось еще с Первой Мировой Войны. Но только в последние десятилетия к электромагнитному оружию начали относиться всерьез. Его главное преимущество — возможность разгона снарядов до скоростей, намного превосходящих достижимые при использовании обычных пороховых пушек. Что, в свою очередь, позволяет добиться дальности стрельбы, сравнимой с таковой для баллистических ракет малой дальности.
Долгое время лидерами в разработке электромагнитных орудий считались США. Еще с 1990-ых лаборатория электромагнитных исследований Офиса Военно-Морских Разработок (англ. Office of Naval Research) флота США работала над проектом рельсотрона для вооружения перспективных кораблей флота (в первую очередь, эсминцев типа «Зумвальт»). В 2007 году, компания BAE Systems доставила на полигон в Дальгрене (штат Вирджиния) прототип с энергией снаряда в 32 мегаджоуля. К 2017 году, флот США считал технологию уже достаточно развитой, для перехода от стендовых прототипов к полноценным системам вооружений.
Однако, полтора десятилетия исследований так и не сумели разрешить все возникающие проблемы, стоящие на пути полноценного развертывания боевого рельсотрона. Судя по опубликованной информации, инженеры полигона Дальгрена так и не сумели решить один принципиальный вопрос: сильнейшую эрозию «рельсов» под действием создаваемой при выстреле плазмы. «Ствол» установки выходил из строя после всего десяти-двадцати выстрелов — слишком мало для любого практического применения. В итоге, при планировании бюджета на 2022 год, ВМФ США не запросил дальнейшего финансирования программы разработки рейлгана.
Долгое время считалось, что китайцы повторяют путь американских исследований — то есть работают над рельсотроном. Но согласно данным, опубликованным в газете «South China Morning Post», китайская электромагнитная пушка основана на совершенно другом физическом принципе, и представляет собой катушкотрон (англ. coilgun), или пушку Гаусса.
Снаряд, использовавшийся во время испытаний
Согласно имеющимся данным, китайцам удалось запустить 124-кг снаряд с начальной скоростью около 700 метров в секунду. Масса снаряда на данный момент является абсолютным рекордом среди запущенных с помощью электромагнитных орудий. Скорость не столь впечатляет — в пределах дульных скоростей пороховой артиллерии, и примерно вдвое меньше достигнутых американским рейлганом — но нужно понимать, что речь идет об испытательном, не боевом снаряде значительного веса. Более легкий боеприпас (например, 50-килограммовый — в весовой категории 152-мм снаряда) может быть запущен той же установкой со скоростью в разы большей.
Снаряд, имевший по сообщениям прессы «форму торпеды», был оснащен встроенной сенсорной аппаратурой и предназначался в первую очередь для передачи телеметрии о динамике электромагнитных полей внутри орудия. При этом преследовалось две основные цели; во-первых, многие практические аспекты динамики разгона снаряда в катушкотроне (с его стремительно переключающимися электромагнитными полями высокой мощности и неравномерным ускорением) изучены еще недостаточно. В частности выяснилось, что из-за неравномерного действия электромагнитных полей на разные концы снаряда, тот имеет тенденцию «раскачиваться» в пределах разгонной катушки.
Во-вторых, экранирование внутренней электроники снаряда от мощных внешних электромагнитных полей представляет собой сложную задачу. Практический боеприпас катушкотрона должен быть управляемым; иначе невозможно обеспечить поражение точечной цели на дистанциях в десятки и сотни километров. А это значит, что снаряд должен нести собственный автопилот, систему наведения, и сервомеханику, способную работать с органами управления на высоких сверхзвуковых скоростях. Вся эта аппаратура должна быть надежно экранирована от мощных наведенных токов, возникающих при разгоне снаряда.
Испытываемая в настоящий момент пушка, судя по всему, является всего лишь тестовым прототипом с относительно коротким стволом и малой начальной скоростью снаряда. Однако тот факт, что она была успешно испытана на корабле в море уже наглядно демонстрирует, насколько китайская программа разработки электромагнитных пушек обогнала американскую. По заявлениям китайских военных, сейчас ВМФ НОАК работает над более мощным, 30-ступенчатым прототипом (т.е. имеющим тридцать последовательно установленных разгонных катушек), который сможет посылать снаряды со скоростью более 1000 м/с на дистанцию свыше 100 км.
