В конце мая 2016 года The Wall Street Journal сообщил о том, что разрабатываемая в США электромагнитная пушка — рельсотрон может быть использована для защиты союзников США от России и Китая. «Лента.ру» попыталась разобраться в перспективах новой системы и ее возможностях.
Традиционная артиллерия, принцип действия которой основан на использовании энергии сгорающих пороховых газов для метания снаряда, используется человечеством около 1000 лет. Ее возможности еще не исчерпаны, однако ускорившийся после промышленного переворота темп развития военной техники позволяет увидеть пределы развития этого вида огнестрельного оружия.
Он связан с возможностями баллистических порохов, не позволяющих разогнать снаряд до скоростей выше 2,5 километров в секунду. Другое существенное ограничение кроется в возможностях орудийных стволов, испытывающих при выстреле чудовищные нагрузки. Современная металлургия позволяет делать стволы с намного большим ресурсом и лучшими характеристиками, чем 40, 50, 100 лет назад, но каждое улучшение характеристик обходится все дороже.
Исследования новых систем, включая оружие, основанное на новых физических принципах, к которому относится и рельсотрон, начались в развитых странах мира еще в 1970-х годах, когда пределы развития традиционной артиллерии стали очевидны.
Предельно упрощая, это электромагнитный ускоритель, разгоняющий токопроводящий снаряд вдоль металлических направляющих. Термин «рельсотрон» был предложен в конце 1950-х годов советским физиком-ядерщиком Львом Арцимовичем для замены использовавшегося громоздкого названия «электродинамический ускоритель массы».
Впервые идея электромагнитной пушки была предложена еще в годы Первой мировой. Пушка, принцип действия которой основывался на разгоне снаряда в магнитном поле соленоида по диэлектрическому стволу, была названа в честь заложившего основы математической теории электромагнетизма немецкого ученого «пушкой Гаусса». Идея использования электромагнитного поля для разгона снаряда обрела популярность.
Если пушка Гаусса представляет собой ствол, заключенный в обмотку соленоида, то «действующей частью» рельсотрона являются два параллельных электрода, между которыми с помощью электромагнитного поля разгоняется снаряд из электропроводящего материала.
Ключевые достоинства рельсотрона, с точки зрения военных, — отсутствие необходимости в пороховых зарядах, что резко повышает живучесть военной техники, и высокая скорость снаряда, позволяющая пробивать практически любую мыслимую конструктивную защиту. Для иллюстрации: экспериментальный образец российского рельсотрона в 2011 году разгонял трехграммовый снаряд до скорости более шести километров в секунду, что позволяло «испарять» стальной лист, поставленный в качестве мишени.
От успешных испытаний прототипов до практического создания оружия дистанция, тем не менее, огромная. Лабораторные модели, стреляющие легкими «пульками», малоинтересны военным — такие снаряды не достигнут нужной дальности, сгорев в атмосфере. Для разгона более тяжелых металлических болванок, способных выдержать полет к цели, требуются совершенно иные энергетические мощности — в десятки мегаватт. Это автоматически ограничивает применимость рельсотрона корабельной артиллерией и стационарными наземными объектами с высоким энергетическим обеспечением.
Но и здесь возникают вопросы. Во-первых, особенности рельсотрона с его сверхбыстрым разгоном снаряда в мощном электромагнитном поле не позволяют стрелять из него чем-то иным, кроме «кинетических» болванок, не несущих ни заряда из взрывчатых веществ, ни системы управления — и то, и другое просто не переживет «выстрел». Во-вторых, орудие с такими снарядами имеет весьма ограниченный спектр применения: фактически сегодня это только ведение огня по другим кораблям.
Для целей дальней ПВО рельсотрон без управляемого выстрела практически непригоден, а для ПВО «последнего рубежа» имеет в настоящее время слишком низкую скорострельность — необходимую для выстрела энергию надо накапливать. Для задач противоракетной обороны скорострельность тоже важна, и там, где навстречу входящей в атмосферу головной части баллистической ракеты можно запустить две ракеты-перехватчика с минимальным промежутком времени, два подряд выстрела из рельсотрона потребуют нерядовой мощности электростанции.
Для работы по укреплениям на берегу такая пушка, может, и подошла бы, однако отсутствие управляемого снаряда требует экстремальной точности наведения, которая не всегда может быть обеспечена, а работа в традиционном для артиллерии режиме «на подавление» из рельсотрона непродуктивна: град падающих болванок куда менее эффективен, чем падающие фугасы того же веса, при этом современная корабельная пушка калибром 114-130 миллиметров обеспечит куда более высокую скорострельность. Обстрел же живой силы из подобного орудия смысла не имеет вообще.
Физический принцип, лежащий в основе электромагнитных пушек, будет использоваться и уже используется. Главным «оружием» ВМС США, созданным с его помощью, в ближайшие десять лет станет не рельсотрон, а электромагнитная катапульта нового поколения авианосцев типа «Джеральд Форд» и, возможно, авианосцев типа «Нимитц», которые будут проходить модернизацию с продлением срока службы в 2020-2030-х годах. В артиллерии же гораздо более вероятной перспективой является переход на новые виды метательных веществ и — впоследствии — использование электромагнитного доразгона снаряда по каналу ствола.
«Чистые» же электромагнитные пушки, наверное, появятся, но позже: когда человечество дозреет до звездолета либо изобретет по-настоящему компактные и мощные источники энергии. Что, впрочем, очень быстро приведет к созданию звездолета.