От пороха — к электричеству

Пороховые орудия, изобретенные китайцами тысячелетия назад, до последнего времени верой и правдой служили человечеству в бесчисленных войнах. Однако к концу нашего столетия резервы повышения их эффективности оказались практически исчерпанными. В связи с этим ведутся активные разработки орудий на качественно иной основе. Как считают западные военные специалисты, разработка и создание систем оружия с использованием электрической энергии позволит в перспективе решать боевые задачи на совершенно новом уровне.

При этом уже сейчас потенциальные боевые возможности электромагнитных (ЭМП) и электротермических (ЭТП) пушек оцениваются достаточно высоко. Считается, что ЭМП и ЭТП по сравнению с обычными артиллерийскими системами обладают следующими преимуществами: более высокие значения кинетической энергии снаряда по отношению к его массе; значительно меньшее время полета снаряда до цели; лучшие показатели бронепробиваемости; относительно небольшие размеры снарядов, что означает возможность существенно увеличить их боезапас, автоматизировать процесс заряжания и т. д.; повышенная дальность стрельбы.

К настоящему времени США, Великобритания, Франция, ФРГ, а также ряд других стран по степени развития военно-экономического потенциала достигли уровня, который позволяет предположить, что уже в ближайшей перспективе могут быть решены все технологические проблемы, связанные с разработкой ЭМП и ЭТП, и, как следствие, появится возможность создания реальных боевых систем оружия уже в начале XXI века.

В ближайшей перспективе для практической реализации принципа электромагнитного метания планируется провести комплекс работ по двум главным направлениям: разработка электромагнитных пушек различных типов и элементов к ним; проведение демонстрационных испытаний ЭМП с целью проверки осуществимости концепции систем оружия, использующих такие пушки в качестве основного вооружения.

От пороха — к электричеству

 Принцип действия электромагнитной пушки

В Великобритании для исследований по созданию орудий на электромагнитном принципе метания со второй половины 80-х годов в рамках совместного с США проекта ELS (Electromagnetic Launcher System) оборудуется специальный полигон, рассчитанный на испытания как отдельных узлов ЭМП, так и всей системы в целом. На нем более эффективно, чем в лабораторных условиях, можно изучать баллистические характеристики снарядов на дальности стрельбы до 2 км. В США основные работы в этом направлении проводятся на рельсовой электромагнитной пушке Доверского центра разработки оружия сухопутных войск. В рамках программы по электромагнитным системам пушечного вооружения, проводимой управлением перспективно-исследовательских проектов ARPA (Advanced Research Projects Agency), на конкурсной основе разрабатывается ЭМП с энергией выстрела 9 МДж. В исследованиях принимают участие центр НТ/СЕМ, фирмы «Каман», FMC и «Максвелл».

В 1991 г. был создан экспериментальный образец ЭМП с рельсовыми направляющими, тогда же впервые прошли стрельбы с использованием боевых снарядов конической формы. Начальная скорость составила 2100 м/с, дульная энергия — 4,5 МДж. Для сравнения: при стрельбе из пушек танков «Леопард-2» и М1А1 «Абрамс» начальная скорость снарядов равна 1600 м/с, дульная энергия — 8,94 МДж.

В 1992 г. одно из отделений американской фирмы FMC в качестве подрядчика получило контракт стоимостью 10 млн. долларов на создание демонстрационного образца электромагнитной пушки CCEML. Она должна быть смонтирована на шасси плавающего бронетранспортера AAV7A1, находящегося на вооружении морской пехоты США. В этом проекте Техасский университет представит образец ЭМП и боеукладку, фирма «Каман» — гиперскоростной боеприпас, а фирма FMC создает автомат заряжания и осуществляет общую сборку. Предполагаемая дальность стрельбы демонстрационного образца составит 3 км.

Электротермохимические (ЭТХП) и электротермические (ЭТП) пушки нельзя назвать электромагнитными, поскольку они используют в основном энергию химически активного рабочего тела — жидкие метательные вещества, мощные пороха и другие, либо ускорение снаряда разогретой плазмой. Во многом они подобны обычным ствольным артиллерийским системам, но отличаются принципом работы, основанным на использовании импульса тока большой силы для создания высокоплотной плазмы, придающей импульс снаряду в стволе.

По утверждению разработчиков, в этом случае удается получить более плавную, чем в обычных пушках, кривую давления в канале ствола и, как результат, примерно в полтора раза повысить начальную скорость снаряда и энергию выстрела. В ЭТХП применяются некоторые принципы электромагнитного метания, благодаря чему могут быть достигнуты нижние уровни скоростей чисто электромагнитных систем. Кроме того, она может использоваться в ЭМП для первоначального разгона.

Как утверждают специалисты фирмы FMC, главное достоинство предложенного ими способа метания заключается в возможности сравнительно легко установить пушки данного типа на существующие боевые системы (танки, артиллерийские установки) без значительных конструктивных доработок последних, что существенно экономит время и деньги.

В качестве основного варианта разрабатываемой электротермической пушки рассматривается так называемая «термическая» пушка. В отличие от ЭТХП в ней в качестве метательного вещества используется инертное рабочее тело (газы с малой атомной массой, например, гелий). Термический принцип разгона предусматривает предварительный разогрев метательного вещества в теплообменнике с последующей подачей его под высоким давлением в ствол пушки. Затем с помощью электрической энергии оно превращается в плазму. Основные исследования в этом направлении проводятся в США и ФРГ. По расчетам специалистов, возможно создание пушек, придающих снаряду высокую начальную скорость (до 4500 м/с) и имеющих приемлемую для танков массу.

В лаборатории армии США на Абердинском полигоне создается гибридная электротермическая система метания, в которой на основе индукционного принципа скомбинированы обычная и электромагнитная пушки. Обычный снаряд, только со встроенными магнитными витками, ускоряется надетым на ствол обычной пушки индуктивным ускорителем. Данный метод оценивается как весьма перспективный, поскольку его можно реализовать значительно легче и быстре, чем разрабатывать другие типы электротермических ускорителей.

В апреле 1989 г. на авиационной базе ВМС США Мирамар (штат Калифорния) проведены стрельбовые испытания экспериментального образца ЭТП, изготовленного совместно фирмами FMC и «Дженерал дай-нэмикс» (использовался несколько измененный ствол 120-мм танковой пушки М256). Несмотря на хорошие результаты, представители министерства обороны США, выразив сомнение в целесообразности реализации данной технологии в танках будущего, потребовали проведения дополнительных стрельб на большие дальности.

В разработанном специалистами фирмы FMC орудии метательный заряд нагревается мгновенным электрическим разрядом до температуры около 5000 К, что достаточно для возникновения ионной плазмы.

От пороха — к электричеству

 Выстрел экспериментальной электротермической 60-мм пушки.

Затем в камеру вводится окислитель, после чего горение происходит со значительно более высокой скоростью. Это позволяет получать дульную скорость примерно на 25 % выше, чем при использовании традиционных метательных веществ. За счет изменения амплитуды и частоты инициирующего электрического импульса можно контролировать процесс горения метательного заряда, а пиковое давление поддерживать более равномерно по сравнению с аналогичной характеристикой традиционных пороховых метательных зарядов. В результате обеспечения более плавного разгона снаряда его стенки можно сделать более тонкими и снимается ряд ограничений на использование кассетных и управляемых боеприпасов. При стрельбе из экспериментального образца танковой 120-мм пушки бронебойным подкалиберным снарядом максимальная начальная скорость достигла 3000 м/с.

В принципе, возможно реализовать данную технологию и в ствольных системах полевой артиллерии, однако следует отметить такой недостаток, как необходимость оснащения орудия мощным малогабаритным генератором, вырабатывающим импульсы тока 20–30 МДж. По этой причине в перспективных артиллерийских системах наиболее вероятно применение более отработанной технологии жидких метательных веществ. Но в более отдаленном будущем принцип электротермохимического разгона может быть реализован и позволит получить ряд преимуществ, недостижимых при использовании других способов метания.

Похожие книги из библиотеки

Образцовые броненосцы Франции. Часть I. “Жорегибери”. 1891-1934 гг.

«Жорегибери» безупречно прослужил 37 лет, первые 20 лет которых приходятся на постоянные учебные плавания и боевые походы. Механизмы ни разу не подводили. Несмотря на неудачи во время испытаний и призывы поменять котлы, за всю службу они ни разу не менялись и не давали повода к нареканиям. Артиллерия, скорость хода также удовлетворяли моряков, хотя и отмечались недостаточность 14-см калибра в качестве среднего и избыточность вертикального бронирования при отсутствии за" щиты лёгкого борта. Корабль не проходил ни одной модернизации. - это наилучший показатель перспективности самой концепции многобашенного броненосца. Постепенно французская школа кораблестроения в большей или меньшей степени получит признание и в остальных странах; Австро-Венгрии, Германии, Италии, России, СШСА.

Очевидно, что "Жорегибери" строился против броненосцев Англии, поскольку у Франции не было интереса рисковать броненосцами у мелководных берегов Германии.

Brewster Buffalo

Немногие самолеты вызывали столько споров на свой счет, как F2A «Баффало». История этого самолета полна противоречий и парадоксов. Созданный в качестве палубного истребителя, самолет участвовал во Второй Мировой войне исключительно как истребитель наземного базирования. Созданный для союзников, эффективнее всего самолет применялся сателлитом гитлеровской Германии — Финляндией.

Прим. OCR: Добавлены таблицы ТТХ. Иллюстрации расположены в тексте аналогично оригинальному выпуску.

Focke Wulf Fw 190D Ta 152

Дальнейшее развитие истребителей типа Fw 190 — высотные истребители.

Битва за звезды-2. Космическое противостояние (часть II)

Перед вами книга, рассказывающая об одном из главных достижений XX века — космонавтике, которую весь мир считает символом прошлого столетия. Однако космонавтика стала не только областью современнейших исследований науки и достижений техники, но и полем битвы за космос двух мировых сверхдержав — СССР и США. Гонка вооружений, «холодная война» подталкивали ученых противоборствующих систем создавать все новые фантастические проекты, опережающие реальность.

Данный том посвящен истории бурного развития космонавтики во второй половине XX века, альтернативным разработкам и соперничеству между Советским Союзом и США.

Книга будет интересна как специалистам, так и любителям истории.