Ледь помітна на екрані тепловізора жаринка цигаркового недопалку стала тією дрібницею, яка зробила перше бойове застосування інноваційного керованого авіабоєприпасу легендарним моментом…
Конструктори зброї ще у двадцятому столітті дійшли висновку, що можливості пороху як метального засобу обмежені швидкістю розширення газів під час пострілу. Для твердих і рідких вибухових речовин швидкість детонації має певні обмеження. В артилерії як вибухову речовину (ВР) використовують порох, балістит та їхні суміші. Швидкість детонації ВР для ствольних артилерійських систем має особливе значення. Від швидкості руху снаряда в стволі гармати залежать його бойові характеристики. Але швидкість розширення газів у стволі гармати обмежена, тому «прудкість» артилерійського снаряда визначає швидкість розширення порохових газів і для більшості сучасних артилерійських систем вона становить 1500-2000 м/сек. Для збільшення початкової швидкості артилерійського снаряда вчені вирішили використати іншу форму енергії й джерелом цієї сили стала електрика.
В 1985 році австрійський інженер Франц Гефт винайшов спосіб метання снаряда за допомогою електромагнітної гармати. Ще студентом Гефт прочитав фантастичний роман французького письменника Жюля Верна «Із землі на місяць», після чого захворів ідеєю створення гармати для запуску в космос апаратів. За задумом Гефта, у соленоїді-стволі під час проходження електричного струму виникає магнітне поле вздовж осі, що й розганяє феромагнітний снаряд, яким заряджають пристрій з казенної частини ствола. Проєкт лишився на папері, Гефту винахід випробувати на практиці не вдалося. Через деякий час такий пристрій отримав назву гармата Гауса на честь німецького вченого Карла Фрідріха Гауса, який розробив основи математичної теорії електромагнетизму.
Створення та випробування першої гармати Гауса
Норвезький учений Крістіан Біркленд у 1901 році збудував першу модель гармати Гауса, що працювала. Вона мала метрової довжини ствол і вистрілювала снаряд вагою 500 грамів зі швидкістю всього 50 метрів на секунду. Попри досить скромні показники, Біркленд довів на практиці, що створення електромагнітної гармати — не фантазії вчених, а реальність. У 1903 році вчений створив потужніший варіант: гармата мала довжину ствола три метри і вистрілювала снаряд зі швидкістю 100 м/сек. Як порівняти з традиційними артилерійськими системами, результат — дуже скромний, але це стало новим кроком у військовій науці. Норвежець продемонстрував напрямок створення зброї, в якій снаряд розганяється без допомоги порохових газів.
У США винаходять перший електромагнітний кулемет
Країна, яка завжди цікавиться новинками науки, й цього разу не залишилася стороннім спостерігачем. Американець Вірджіл Рігсбі в 1934 році створює перший у світі електромагнітний кулемет. За розрахунками конструктора скорострільність кулемета становила 600 пострілів на хвилину. Військові зацікавились кулеметом і прибули на демонстрацію новинки, влаштованої Рігсбі. На практиці кулемет вистрілював кулі зі швидкістю 120 м/сек., але недостатня потужність джерела струму дозволила здійснити лише сім пострілів на хвилину. Звісно, що армійським чинам такі «високі» бойові характеристики кулемета сподобатись не могли. Роботу з удосконалення кулемета припинили.
Електромагнітна зброя гітлерівської коаліції
Під час Другої світової війни в Японії побудували кілька зразків гармати Гауса. Найдосконаліший варіант розганяв снаряд вагою 86 грамів до швидкості 335 м/сек. Під час окупації Японії американці дослідили гармату й у 1947 році створили її копію та випробували на полігоні. Результати випробувань довели, що час для створення такої зброї для потреб армії ще не настав.
У «тисячолітньому» рейху, відчуваючи близький кінець, розробляли багато нової, на той час дуже прогресивної зброї. Не забули й про гармату Гауса. В 1944 році інженер Іохім Ханслер спроєктував та побудував гармату, здатну вистрілювати снаряд вагою десять грамів зі швидкістю 1080 м/сек. Новою гарматою зацікавились представники Люфтваффе, але швидка поразка Німеччини у війні поставила крапку на проєкті Ханслера.
Удосконалення гармати Гауса, створення рельсотрона
У гарматі Гауса снаряд вставляють у ствол з казенної частини. Під час подачі електричного струму в соленоїді виникає магнітне поле, яке розганяє снаряд до надшвидкостей. Під час пострілу у стволі внаслідок тертя снаряда та стінок ствола виникає величезна температура. Зі свого боку висока температура ствола потребує потужної системи охолодження.
Американська компанія «Вестингаус Електрик Корпорейшн» у 1980 році створила новий варіант електромагнітної гармати — рельсотрон. На відміну від Гармати Гауса, ствол рельсотрона замінили на дві паралельно встановлені одна до одної металеві рейки, які під’єднали до джерела електроенергії. З казенної частини заряджають снаряд, після чого на рельсотрон подають струм, як і в гарматі Гауса, виникає магнітне поле та ефект Лоренца. Рейки з величезною силою відштовхують від себе снаряд назустріч одна до одної, після чого останній набирає величезну швидкість та летить до цілі.
Під час випробувань металевий снаряд вагою 300 грамів розігнали до швидкості чотири кілометри на секунду.
Розроблені американськими вченими сучасні електромагнітні системи забезпечують для снаряда масою у кілька кілограмів швидкість до 5000 м/сек., а для легких снарядів досягнуті швидкості від 9,5 до 30 км/сек.
Китайська відповідь американцям
У жовтні 2017 року Морський університет інженерних наук Народно-визвольної армії Китаю заявив про розробку технологій, які можуть використати для створення рельсотрона. Невдовзі у 2018 році виготовлено рельсотрон, який розмістили на десантний корабель «Хайяншань». Торік китайський корабельний рельсотрон успішно витримав випробування. Заплановано, що випробування рельсотрона завершиться у 2023 році. Китай намагається до 2025-го підготувати їх до серійного випуску й для подальшого обладнання ними бойових кораблів.
Переваги електромагнітної зброї
Гармати Гауса та рельсотрони належать до зброї, яка потребує багатомільярдних витрат, великих зусиль для її вдосконалення і затрат наукового потенціалу. Чому все-таки провідні країни не полишають спроб розробляти таку дорогу зброю? Основні значні переваги електромагнітних гармат, порівнюючи з традиційною зброєю, — велика швидкість та дальність польоту снаряда, що дає змогу вражати цілі на більшій відстані. Залишається питання, хто перший зробить бойовий постріл з електромагнітної гармати?
