Телеканал «Звезда» на facebook
18+

Катапульта в космос: на что будет способен гигантский российский рельсотрон

08:57 20.07.2016
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.
Катапульта в космос: на что будет способен гигантский российский рельсотрон
© Фото: scientificrussia.ru, federalspace.ru

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

Картинка

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

Картинка

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

Картинка


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 фоне противостояния за военный бюджет, полагает эксперт.


 

Автор: Дмитрий Сергеев

ВЫСКАЗАТЬСЯ Комментарии
В ДPУГИХ CMИ
Загрузка...
Вас заинтересует
Читать далее