Рэйлган является линейным двигателем устройство, как правило , предназначен как оружие, которое использует электромагнитную силу для запуска высокой скорости снаряда. Снаряд обычно не содержит взрывчатых веществ, вместо этого полагаясь на высокую скорость , массу и кинетическую энергию снаряда для нанесения урона. [2] Рельсотрон использует пару параллельных проводов (рельсов), по которым скользящий якорь ускоряется электромагнитными эффектами тока, который течет по одному рельсу в якорь, а затем обратно по другому рельсу. Он основан на принципах, аналогичных принципам униполярного двигателя .[3]
В 2020, электромагнитные пушки были исследованы в качестве оружия , использующих электромагнитные силы , чтобы придать очень высокую кинетическую энергию к снаряду (например , APFSDS ) , а не с использованием обычных пропеллентов. В то время как боевые орудия с приводом от взрывных устройств не могут легко достичь начальной скорости более 2 км / с, рельсотроны могут легко превысить 3 км / с. Для аналогичного снаряда дальность стрельбы рельсотрона может превышать радиус действия обычных орудий. Разрушающая сила снаряда зависит от его кинетической энергии и массы в точке удара, и из-за потенциально высокой скорости снаряда, запускаемого рельсотроном, их разрушительная сила может быть намного больше, чем у обычных снарядов того же размера. Отсутствие взрывоопасных порохов или боеголовок для хранения и использования, а также низкая стоимость снарядов по сравнению с обычным оружием являются дополнительными преимуществами. [4]
Несмотря на вышеуказанные преимущества, после десятилетий исследований и разработок рельсотроны все еще находятся на стадии исследований , и еще неизвестно, будут ли они когда-либо использованы в качестве практического военного оружия. Любой анализ компромисса между электромагнитными (ЭМ) двигательными установками и химическим топливом для применения в оружии должен также учитывать его долговечность, доступность и экономичность, а также новизну, громоздкость, высокий спрос на энергию и сложность необходимых импульсных источников питания. для электромагнитных пусковых систем.
Основы
Рельсотрон в своей простейшей форме отличается от традиционного электродвигателя [5] тем, что не используются дополнительные обмотки возбуждения (или постоянные магниты). Эта базовая конфигурация образована одним контуром тока и, следовательно, требует больших токов (например, порядка одного миллиона ампер ) для создания достаточных ускорений (и дульных скоростей). Относительно распространенным вариантом этой конфигурации является усиленный рельсотрон, в котором управляющий ток направляется через дополнительные пары параллельных проводников, предназначенных для увеличения («увеличения») магнитного поля, испытываемого движущимся якорем. [6] Эти устройства уменьшают ток, необходимый для данного ускорения. В терминологии электродвигателей, рельсотроны с усилением обычно представляют собой конфигурации с последовательным заводом . Некоторые рельсотроны также используют сильные неодимовые магниты с полем, перпендикулярным току, чтобы увеличить силу, действующую на снаряд.
Якорь может быть составной частью снаряда, но он также может быть выполнен с возможностью ускорения отдельного, электрически изолированного или непроводящего снаряда. Твердые металлические скользящие проводники часто являются предпочтительной формой арматуры рельсотрона, но также можно использовать плазменные или «гибридные» арматуры. [7] Плазменный якорь образован дугой ионизированного газа, который используется для толкания твердой непроводящей полезной нагрузки аналогично давлению порохового газа в обычной пушке. Гибридный якорь использует пару плазменных контактов для соединения металлического якоря с направляющими пушки. Сплошные якоря также могут «переходить» в гибридные якоря, как правило, после превышения определенного порогового значения скорости. Сильный ток, необходимый для питания рельсотрона, может быть обеспечен различными технологиями электропитания, такими как конденсаторы, генераторы импульсов и дисковые генераторы. [8]
Для потенциальных военных применений рельсотроны обычно представляют интерес, потому что они могут достигать гораздо большей начальной скорости, чем пушки, работающие на обычном химическом топливе. Увеличенная дульная скорость с улучшенными аэродинамически обтекаемыми снарядами может передать преимущества увеличенной дальности стрельбы, в то время как, с точки зрения поражения цели, увеличенная конечная скорость может позволить использовать снаряды с кинетической энергией, включающие наведение на поражение, в качестве замены разрывных снарядов . Поэтому типичные конструкции военных рельсотронов нацелены на дульную скорость в диапазоне 2 000–3 500 м / с (4 500–7 800 миль в час; 7 200–12 600 км / ч) с дульной энергией 5–50 мегаджоулей (МДж). Для сравнения, 50 МДж эквивалентны кинетической энергии школьного автобуса весом 5 метрических тонн, движущегося со скоростью 509 км / ч (316 миль / ч; 141 м / с). [9] Для одноконтурных рельсотронов эти требования требуют пусковых токов в несколько миллионов ампер , поэтому типичный источник питания рельсотрона может быть спроектирован так, чтобы обеспечивать пусковой ток 5 мА в течение нескольких миллисекунд. Поскольку напряженность магнитного поля, необходимая для таких запусков, обычно будет составлять приблизительно 10 тесла (100 килогаусс ), большинство современных конструкций рельсотрона фактически имеют воздушную сердцевину, то есть в них не используются ферромагнитные материалы, такие как железо, для увеличения магнитного потока. Однако, если ствол изготовлен из магнитопроницаемого материала, напряженность магнитного поля увеличивается из-за увеличения проницаемости ( μ = μ 0 * μ r , где μ - эффективная проницаемость, μ 0 - постоянная проницаемости, а μ r - относительная проходимость ствола). Это увеличивает силу, действующую на снаряд.
Скорости рельсовых пушек обычно находятся в пределах тех, которые достигаются двухступенчатыми легкими газовыми пушками ; однако последние, как правило, считаются пригодными только для лабораторного использования, в то время как рельсотроны имеют некоторые потенциальные перспективы для разработки в качестве военного оружия. Еще одна легкая газовая пушка, Combustion Light Gas Gun в виде прототипа 155 мм, была рассчитана на скорость 2500 м / с со стволом 70 калибра. [10] В некоторых проектах гиперскоростных исследований снаряды «предварительно впрыскиваются» в рельсотроны, чтобы избежать необходимости в старте с места, и для этой роли использовались как двухступенчатые легкие газовые пушки, так и обычные пороховые пушки. В принципе, если технология источников питания рельсотрона может быть разработана для обеспечения безопасных, компактных, надежных, устойчивых в бою и легких блоков, то общий объем и масса системы, необходимые для размещения такого источника питания и его основного топлива, могут стать меньше требуемого. общий объем и масса для миссии, эквивалентные количеству обычного топлива и взрывчатых боеприпасов. Возможно, такая технология была развита с введением электромагнитной системы запуска самолетов (EMALS) (хотя рельсотроны требуют гораздо более высокой мощности системы, потому что примерно одинаковая энергия должна быть доставлена за несколько миллисекунд, а не за несколько секунд). Такое развитие событий затем дало бы дополнительное военное преимущество в том, что устранение взрывчатых веществ с любой военной оружейной платформы снизит ее уязвимость для вражеского огня. [ необходима цитата ]
История
Концепция рейлгана была впервые представлена французским изобретателем Андре Луи Октавом Фошон-Вильпле, который создал небольшую рабочую модель в 1917 году с помощью Société anonyme des Accumulateurs Tudor (теперь Tudor Batteries ). [11] [12] Во время Первой мировой войны, французский директор изобретательства Министерства вооружения , Жюль-Луи Брентон , по заказу Фошон-Villeplee разработать 30-мм для электрической пушки 50-мм на 25 июля 1918 года после того, как делегаты Комиссия по изобретениям засвидетельствовала испытательные испытания рабочей модели в 1917 году. Однако после окончания Первой мировой войны 11 ноября 1918 года проект был заброшен . [12] Фошон-Виллепле подал заявку на патент США 1 апреля 1919 года. , который был выдан в июле 1922 года под № 1,421,435 «Электроаппарат для метательных снарядов». [13] В его устройстве две параллельные шины соединены крыльями снаряда, и весь аппарат окружен магнитным полем . Пропуская ток через шины и снаряд, создается сила, которая толкает снаряд по шинам и летит. [14]
В 1923 году русский ученый А.Л. Корольков подробно изложил свою критику конструкции Фошона-Вильпле, аргументируя это некоторыми утверждениями Фошона-Вильпле о преимуществах своего изобретения. Корольков в конце концов пришел к выводу, что, хотя создание дальнобойной электрической пушки было вполне возможно, практическому применению рельсотрона Фошона-Виллепле мешали его колоссальное потребление электроэнергии и необходимость в специальном электрическом генераторе значительной мощности. чтобы привести его в действие. [12] [15]
В 1944 году, во время Второй мировой войны , Иоахим Хэнслер из Управления боеприпасов нацистской Германии предложил первый теоретически жизнеспособный рельсотрон. [12] [16] К концу 1944 года теория, лежащая в основе его электрического зенитного орудия, была проработана в достаточной степени, чтобы позволить зенитному командованию Люфтваффе выпустить спецификацию, в которой требовалась начальная скорость пули 2000 м / с (4500 миль в час). ; 7200 км / ч; 6600 футов / с) и снаряд, содержащий 0,5 кг (1,1 фунта) взрывчатого вещества. Орудия должны были быть установлены в батареи по шесть, выстреливая двенадцать выстрелов в минуту, и это должно было соответствовать существующим 12,8 cm FlaK 40 . Его так и не построили. Когда подробности были обнаружены после войны, они вызвали большой интерес, и было проведено более подробное исследование, кульминацией которого стал отчет 1947 года, в котором был сделан вывод о том, что это теоретически осуществимо, но что для каждой пушки потребуется достаточно энергии, чтобы осветить половину Чикаго . [14]
В 1950 году сэр Марк Олифант , австралийский физик и первый директор Исследовательской школы физических наук в новом Австралийском национальном университете , инициировал проектирование и строительство крупнейшего в мире (500 мегаджоулей) униполярного генератора . [17] Эта машина работала с 1962 года и позже использовалась для питания крупномасштабного рельсотрона, который использовался в качестве научного эксперимента. [18]
В 1980 году Лаборатория баллистических исследований (позже объединенная в Исследовательскую лабораторию армии США ) начала долгосрочную программу теоретических и экспериментальных исследований рельсотрона. Работа проводилась преимущественно на Абердинском полигоне , и большая часть ранних исследований была вдохновлена экспериментами с рельсотроном, проведенными Австралийским национальным университетом . [19] [20] Темы исследований включали плазменную динамику, [21] электромагнитные поля, [22] телеметрию [23], а также перенос тока и тепла. [24] В то время как военные исследования технологии рельсотрона в Соединенных Штатах продолжались непрерывно в последующие десятилетия, направление и акцент, которые они приняли, резко изменились в связи с серьезными изменениями в уровнях финансирования и потребностях различных правительственных агентств. В 1984 году с образованием Организации стратегической оборонной инициативы цели исследований сместились в сторону создания группировки спутников для перехвата межконтинентальных баллистических ракет . В результате американские военные сосредоточились на разработке небольших управляемых снарядов, которые могли бы выдержать запуск с высокой перегрузкой из сверхвысокоскоростных рельсотрон с плазменным якорем. Но после публикации в 1985 году важного исследования Министерства обороны США, армии США , корпусу морской пехоты и DARPA было поручено разработать противотанковые электромагнитные технологии запуска для мобильных наземных боевых машин . [25] В 1990 году армия США в сотрудничестве с Техасским университетом в Остине основала Институт передовых технологий (IAT), который сосредоточился на исследованиях, связанных с твердотельной и гибридной арматурой, взаимодействием рельса с арматурой и материалами электромагнитных пусковых установок. [26] Объект стал первым армейским научно-исследовательским центром, финансируемым из федерального бюджета, и в нем размещалось несколько армейских электромагнитных пусковых установок, таких как пусковая установка среднего калибра. [25] [27]
С 1993 года британское и американское правительства сотрудничали в проекте рельсотрона в Центре испытаний оружия Дандреннана , кульминацией которого стали испытания 2010 года, когда BAE Systems выпустила снаряд массой 3,2 кг (7 фунтов) со скоростью 18,4 мегаджоулей [3390 м / с (7600 миль в час; 12 200 км / ч; 11 100 фут / с)]. [28] [ удалось проверка ] В 1994 году в Индии DRDO «s Вооружение исследований и разработок Создание разработал рельсотрон с 240 кДж, низкая индуктивность конденсаторной эксплуатирующего при мощности 5 кВ возможность запуска снарядов 3-3,5 г массы к скорости более 2000 м / с (4500 миль / ч; 7200 км / ч; 6600 футов / с). [29] В 1995 году Центр электромагнетизма Техасского университета в Остине спроектировал и разработал скорострельную пусковую установку для рельсотрона под названием « Электромагнитная пушка пушечного калибра» . Позже прототип пусковой установки был испытан в Исследовательской лаборатории армии США , где продемонстрировал КПД с казенной части более 50 процентов. [30] [31]
В 2010 году ВМС США испытали компактную рельсотрону, разработанную BAE Systems, для установки на корабле, которая разгоняла снаряд массой 3,2 кг (7 фунтов) до гиперзвуковой скорости примерно 3390 м / с (7600 миль / ч; 12 200 км / ч; 11 100 футов). / с), или около 10 Маха, с кинетической энергией 18,4 МДж. Впервые в истории был достигнут такой уровень производительности. [28] [32] [ неудавшаяся проверка ] Они дали проекту девиз «Velocitas Eradico», что на латыни означает «Я, [кто] скорость, искоренить» - или, говоря на просторечии, «Speed Kills». Более ранний рельсотрон такой же конструкции (32 мегаджоули) находится в Центре испытаний оружия Дандреннана в Соединенном Королевстве. [33]
Маломощные рельсотроны малой мощности также стали популярными в колледжах и любительских проектах. Некоторые любители активно занимаются исследованиями рельсотрона. [34] [35] По состоянию на январь 2020 года в ближайшем будущем не разработано и не ожидается никакого практического рельсотрона.[Обновить].
Дизайн
Теория
Рейлган состоит из двух параллельных металлических рельсов (отсюда и название). На одном конце эти рельсы подключены к источнику электропитания, образуя казенную часть пистолета. Затем, если токопроводящий снаряд вставляется между направляющими (например, вставляется в казенную часть), он замыкает цепь. Электроны текут от отрицательной клеммы источника питания вверх по отрицательной шине через снаряд и вниз по положительной шине обратно к источнику питания. [36]
Этот ток заставляет рельсотрон вести себя как электромагнит , создавая магнитное поле внутри петли, образованной длиной рельсов до положения якоря. В соответствии с правилом правой руки магнитное поле циркулирует вокруг каждого проводника. Поскольку ток идет в противоположном направлении вдоль каждого рельса, чистое магнитное поле между рельсами ( B ) направлено под прямым углом к плоскости, образованной центральными осями рельсов и якоря. В сочетании со всем током ( I ) в якоре это создает силу Лоренца, которая ускоряет снаряд по рельсам, всегда вне контура (независимо от полярности питания) и от источника питания к дульному концу. рельсы. На рельсы также действуют силы Лоренца, которые пытаются раздвинуть их, но поскольку рельсы установлены прочно, они не могут двигаться.
По определению, если ток в один ампер течет в паре идеальных бесконечно длинных параллельных проводников, разделенных расстоянием в один метр, то величина силы, действующей на каждый метр этих проводников, будет ровно 0,2 микроньютона. Кроме того, как правило, сила пропорциональна квадрату величины тока и обратно пропорциональна расстоянию между проводниками. Отсюда также следует, что для рельсотрона с массой снаряда в несколько кг и длиной ствола в несколько м потребуются очень большие токи для ускорения снарядов до скоростей порядка 1000 м / с.
Очень мощный источник питания, обеспечивающий ток порядка одного миллиона ампер, создаст огромную силу на снаряде, разгоняя его до скорости многих километров в секунду (км / с). Хотя такие скорости возможны, тепла, выделяемого при движении объекта, достаточно, чтобы быстро разрушить рельсы. В условиях интенсивного использования современные рельсотроны потребуют частой замены рельсов или использования термостойкого материала, который будет достаточно проводящим, чтобы произвести тот же эффект. В настоящее время общепризнано, что для создания мощных рельсотронов, способных производить более нескольких выстрелов с одного набора рельсов, потребуются серьезные прорывы в материаловедении и смежных дисциплинах. Ствол должен выдерживать эти условия до нескольких выстрелов в минуту для тысяч выстрелов без сбоев или значительного ухудшения характеристик. Эти параметры далеко выходят за рамки современного материаловедения. [37]
Электромагнитный анализ
В этом разделе представлен элементарный анализ фундаментальных теоретических принципов электромагнитного поля, лежащих в основе механики рельсотрона.
Если бы рельсотрон обеспечивал однородное магнитное поле напряжённостью , ориентированная перпендикулярно как якорю, так и оси отверстия, то с током якоря и длина арматуры , сила ускорение снаряда можно было бы определить по формуле: [3]
Здесь сила, ток и поле рассматриваются как векторы, поэтому приведенное выше векторное векторное произведение дает силу, направленную вдоль оси отверстия, действующую на ток в якоре, как следствие магнитного поля.
В большинстве простых рельсотронов магнитное поле обеспечивается только током, протекающим по шинам, т.е. за якорем. Отсюда следует, что магнитное поле не будет ни постоянным, ни пространственно однородным. Следовательно, на практике сила должна быть рассчитана с учетом пространственного изменения магнитного поля по объему якоря.
Чтобы проиллюстрировать задействованные принципы, может быть полезно рассматривать рельсы и арматуру как тонкие проволоки или «нити». В этом приближении величина вектора силы может быть определена из формы закона Био – Савара и результата силы Лоренца. Сила может быть получена математически через постоянную проницаемости (), радиус рельсов (которые считаются круглыми в поперечном сечении) () расстояние между центральными осями рельсов () и текущий (), как описано ниже.
Во-первых, из закона Био – Савара можно показать, что на одном конце полубесконечного токоведущего провода магнитное поле на заданном перпендикулярном расстоянии () от конца проволоки определяется выражением [38]
Обратите внимание, это если провод идет от места расположения якоря, например, от x = 0 обратно к а также измеряется относительно оси проволоки.
Итак, если якорь соединяет концы двух таких полубесконечных проводов, разделенных расстоянием, , довольно хорошее приближение, предполагающее, что длина проводов намного больше, чем , полное поле от обоих проводов в любой точке якоря составляет:
где - расстояние по перпендикуляру от точки якоря до оси одного из проводов.
Обратите внимание, что между рельсами предполагая, что рельсы лежат в плоскости xy и проходят от x = 0 до как было предложено выше.
Затем, чтобы оценить силу, действующую на якорь, приведенное выше выражение для магнитного поля на якоре можно использовать в сочетании с законом силы Лоренца:
Чтобы дать силу как
Это показывает, что сила будет пропорциональна произведению и квадрат тока, . Поскольку значение μ 0 мало (4 π × 10 −7 Гн / м ) следует, что мощным рельсотронам требуются большие токи возбуждения.
Приведенная выше формула основана на предположении, что расстояние () между точкой, где сила () измеряется, и начало рельсов больше, чем расстояние между рельсами () примерно в 3–4 раза (). Были также сделаны некоторые другие упрощающие предположения; для более точного описания силы необходимо учитывать геометрию рельсов и снаряда.
С большинством практичных геометрий рельсотрона нелегко получить электромагнитное выражение для силы рельсотрона, которое было бы одновременно простым и достаточно точным. Для более работоспособной простой модели полезной альтернативой является использование модели с сосредоточенными параметрами, чтобы описать взаимосвязь между током возбуждения и силой рельсотрона.
В этих моделях рельсотрон моделируется на основе электрической цепи, и движущая сила может быть определена по потоку энергии в цепи. Напряжение на затворе рельсотрона определяется выражением
Таким образом, общая мощность, поступающая в рельсотрон, - это просто продукт . Эта мощность представляет собой поток энергии в трех основных формах: кинетическая энергия в снаряде и якоре, энергия, запасенная в магнитном поле, и потери энергии из-за нагрева рельсов (и якоря) электрическим сопротивлением.
По мере движения снаряда по стволу расстояние от казенной части до якоря увеличивается. Следовательно, сопротивление и индуктивность ствола также увеличиваются. Для простой модели можно предположить, что сопротивление ствола и индуктивность изменяются как линейные функции от положения снаряда,, поэтому эти величины моделируются как
где сопротивление на единицу длины и - индуктивность на единицу длины или градиент индуктивности. Следует, что
где - важнейшая скорость снаряда, . потом
Теперь, если управляющий ток остается постоянным, срок будет нулевым. Резистивные потери теперь соответствуют потоку мощности, а поток мощности представляет собой выполненную электромагнитную работу.
Эта простая модель предсказывает, что ровно половина электромагнитной работы будет использоваться для хранения энергии в магнитном поле вдоль ствола, , по мере увеличения длины токовой петли.
Другая половина электромагнитной работы представляет собой более полезный поток энергии - кинетическую энергию снаряда. Поскольку мощность может быть выражена как сила, умноженная на скорость, это показывает, что сила, действующая на якорь рельсотрона, определяется выражением
Это уравнение также показывает, что для высоких ускорений потребуются очень большие токи. Для идеального однооборотного рельсотрона с квадратным отверстием значение будет около 0,6 микрогенри на метр (мкГн / м), но большинство практичных стволов рельсотрона демонстрируют более низкие значения чем это. Максимальное увеличение градиента индуктивности - лишь одна из задач, стоящих перед разработчиками стволов рельсотрона.
Поскольку модель с сосредоточенными параметрами описывает силу рельсотрона в терминах довольно обычных уравнений цепи, становится возможным определить простую модель рельсотрона во временной области. Без учета трения и сопротивления воздуха ускорение снаряда определяется выражением
где m - масса снаряда. Движение по стволу определяется выражением
и указанные выше члены напряжения и тока могут быть помещены в соответствующие уравнения схемы для определения изменения тока и напряжения во времени.
Также можно отметить, что формула из учебника для высокочастотной индуктивности на единицу длины пары параллельных круглых проводов с радиусом r и осевым расстоянием d:
Таким образом, модель с сосредоточенными параметрами также предсказывает силу для этого случая как:
Используя практическую геометрию рельсотрона, можно рассчитать гораздо более точные двухмерные или трехмерные модели распределения тока рельса и якоря (и связанных сил), например, с помощью методов конечных элементов для решения формулировок, основанных либо на скалярном магнитном потенциале, либо на магнитном поле. векторный потенциал.
Соображения по дизайну
Источник питания должен иметь возможность подавать большие токи, поддерживаться и контролироваться в течение полезного промежутка времени. Самый важный показатель эффективности источника питания - это энергия, которую он может доставить. По состоянию на декабрь 2010 года наибольшая известная энергия, используемая для выстрела снаряда из рейлгана, составляла 33 мегаджоуля. [39] Самыми распространенными формами источников питания, используемых в рельсотронах, являются конденсаторы и компрессоры, которые медленно заряжаются от других источников непрерывной энергии.
Рельсы должны выдерживать огромные силы отталкивания во время стрельбы, и эти силы будут стремиться отталкивать их друг от друга и от снаряда. По мере увеличения зазоров рельса / снаряда возникает искрение , которое вызывает быстрое испарение и обширное повреждение поверхностей рельса и поверхностей изолятора. Это ограничивало некоторые ранние исследовательские рельсотроны одним выстрелом за интервал обслуживания.
Индуктивность и сопротивление рельсов и источника питания ограничивают эффективность конструкции рельсотрона. В настоящее время проходят испытания различные формы рельсов и конфигурации рельсотрона, в первую очередь ВМС США ( военно-морская исследовательская лаборатория ), Институт передовых технологий Техасского университета в Остине и BAE Systems.
Используемые материалы
Рельсы и снаряды должны быть изготовлены из прочных проводящих материалов; рельсы должны выдерживать воздействие ускоряющегося снаряда и нагревание из-за больших токов и трения. Некоторая ошибочная работа предполагает, что сила отдачи в рельсотроне может быть перенаправлена или устранена; Тщательный теоретический и экспериментальный анализ показывает, что сила отдачи действует на затвор казенной части так же, как в химическом огнестрельном оружии. [40] [41] [42] [43] Рельсы также отталкиваются за счет боковой силы, вызванной магнитным полем, толкаемым рельсами, как и снаряд. Рельсы должны выдерживать это без изгиба и должны быть очень надежно закреплены. Опубликованные в настоящее время материалы предполагают, что прежде чем можно будет разработать рельсы, которые позволят рельсотронам производить больше, чем несколько выстрелов на полную мощность, прежде чем потребуется замена рельсов, необходимо добиться серьезных успехов в материаловедении.
Рассеивание тепла
В современных конструкциях огромное количество тепла создается электричеством, протекающим по рельсам, а также трением снаряда, покидающего устройство. Это вызывает три основные проблемы: плавление оборудования, снижение безопасности личного состава и обнаружение силами противника из-за повышенной инфракрасной сигнатуры . Как вкратце обсуждалось выше, напряжения, возникающие при срабатывании такого рода устройств, требуют чрезвычайно термостойкого материала. В противном случае рельсы, бочка и все прикрепленное оборудование расплавятся или будут непоправимо повреждены.
На практике рельсы, используемые в большинстве конструкций рельсотрона, подвергаются эрозии при каждом запуске. Кроме того, снаряды могут подвергаться некоторой степени абляции , и это может ограничивать срок службы рельсотрона, в некоторых случаях сильно. [44]
Приложения
Рейлганы имеют ряд потенциальных практических применений, в первую очередь для военных. Однако в настоящее время исследуются и другие теоретические приложения.
Запуск или помощь в запуске космического корабля
Изучено электродинамическое обеспечение запуска ракет. [45] Космические применения этой технологии, вероятно, будут включать специально сформированные электромагнитные катушки и сверхпроводящие магниты . [46] Скорее всего, для этого приложения будут использоваться композитные материалы . [47]
Для космических запусков с Земли относительно короткие дистанции ускорения (менее нескольких км) потребуют очень сильных сил ускорения, более высоких, чем может выдержать человек. Другие конструкции включают более длинную спиральную (спиральную) дорожку или конструкцию с большим кольцом, при которой космический аппарат будет много раз облетать кольцо, постепенно набирая скорость, прежде чем будет выпущен в коридор запуска, ведущий в небо. Тем не менее, если это технически возможно и экономически эффективным для создания, придания гипер-скорости параболической скорости на снаряде запуска на уровне моря, где атмосфера является наиболее плотной, может привести к большей части скорости запуска теряется на аэродинамическое сопротивление . Кроме того, снаряду может потребоваться некоторая форма наведения и управления на борту для реализации полезного угла орбитального ввода, который может быть недостижим на основе простого угла возвышения пусковой установки относительно поверхности земли (см. Практические соображения космическая скорость ).
В 2003 году Иэн Макнаб изложил план по превращению этой идеи в реализованную технологию. [48] Из-за сильного ускорения эта система запускала только прочные материалы, такие как еда, вода и, что наиболее важно, топливо. В идеальных условиях (экватор, гора, направление на восток) система будет стоить 528 долларов / кг [48] по сравнению с 5000 долларов / кг на обычной ракете. [49] Рельсотрон McNab может производить около 2000 запусков в год, что в сумме дает максимум 500 тонн запусков в год. Поскольку стартовый путь будет иметь длину 1,6 км, энергия будет подаваться через распределенную сеть из 100 вращающихся машин (компрессоров), расположенных вдоль пути. Каждая машина будет оснащена 3,3-тонным ротором из углеродного волокна, вращающимся на высоких скоростях. Машину можно перезарядить за несколько часов, используя мощность 10 МВт. Эта машина может быть снабжена специальным генератором. Общий стартовый пакет будет весить почти 1,4 тонны. Полезная нагрузка на запуск в этих условиях составляет более 400 кг. [48] Будет пиковое рабочее магнитное поле 5 Тл, половина которого исходит от рельсов, а другая половина - от усиливающих магнитов. Это вдвое уменьшает требуемый ток через шины, что снижает мощность в четыре раза.
НАСА предложило использовать рельсотрон для запуска «клиновидного самолета с ГРП » на большую высоту со скоростью 10 Махов, где оно затем запустило бы небольшой полезный груз на орбиту с использованием обычного ракетного двигателя. [50] Чрезвычайные перегрузки, связанные с прямым запуском рельсотрона с земли в космос, могут ограничить использование только самых прочных полезных нагрузок. В качестве альтернативы можно использовать очень длинные рельсовые системы для уменьшения необходимого ускорения запуска. [48]
Вооружение
Рейлганы исследуются как оружие со снарядами, не содержащими взрывчатых веществ или метательного взрывчатого вещества, но имеющими чрезвычайно высокую скорость: 2500 м / с (8 200 футов / с) (примерно 7 Махов на уровне моря) или более. Для сравнения, винтовка M16 имеет начальную скорость 930 м / с (3050 футов / с), а орудие Mark 7 калибра 16 дюймов / 50, которым вооружены американские линкоры времен Второй мировой войны, имеет начальную скорость 760 м / с (2490 футов / с). фут / с)), который из-за своей гораздо большей массы снаряда (до 2700 фунтов) генерировал дульную энергию в 360 МДж и кинетический удар с энергией более 160 МДж (см. также Project HARP ). При чрезвычайно высоких скоростях рельсотроны могут производить удары с кинетической энергией, равной или превосходящей разрушительную энергию орудия Mark 45 калибра 5 дюймов / 54 военно-морских орудий (которые достигают 10 МДж на дульном срезе), но с большей дальностью. Это уменьшает размер и вес боеприпасов, позволяя перевозить больше боеприпасов и устраняя опасность переноски взрывчатых веществ или ракетного топлива в танке или морской платформе вооружения. Кроме того, стреляя более аэродинамически обтекаемыми снарядами с большей скоростью, рельсотроны могут достигать большей дальности, меньшего времени до цели и меньшего сноса ветром, минуя физические ограничения обычного огнестрельного оружия: «пределы расширения газа запрещают запуск снаряда без посторонней помощи. до скоростей более 1,5 км / с и дальности более 50 миль [80 км] от практической обычной артиллерийской системы ". [51]
Современные технологии рельсотрона требуют длинного и тяжелого ствола, но по баллистике рельсотрон намного превосходит обычные пушки с такой же длиной ствола. Рейлганы также могут наносить урон по площади, взрывая разрывной заряд в снаряде, который выпускает рой меньших снарядов по большой площади. [52] [53]
Если предположить, что многие технические проблемы, с которыми сталкиваются полевые рельсотроны, будут преодолены, в том числе такие проблемы, как наведение снарядов рельсотрона, выносливость рельсов, боевая живучесть и надежность электроснабжения, увеличенные скорости запуска рельсотронов могут обеспечить преимущества по сравнению с более традиционными орудиями для различных видов оружия. наступательные и оборонительные сценарии. Рейлганы имеют ограниченный потенциал для использования как по надводным, так и по воздушным целям.
Первый боевой рельсотрон, запланированный к производству, система General Atomics Blitzer, начал полные системные испытания в сентябре 2010 года. Это оружие запускает усовершенствованный подкалиберный снаряд, разработанный Boeing Phantom Works, на скорости 1600 м / с (5200 футов / с) (примерно 5 Махов). ) с ускорениями, превышающими 60 000 g n . [54] Во время одного из испытаний снаряд смог пролететь еще 7 километров (4,3 мили) вниз по дальности после пробития стального листа толщиной 1 ⁄ 8 дюйма (3,2 мм). Компания надеется, что к 2016 году будет проведена интегрированная демонстрация системы, а к 2019 году начнется производство, в ожидании финансирования. Пока что проект самофинансируется. [55]
В октябре 2013 года General Atomics представила наземную версию рейлгана Blitzer. Представитель компании заявил, что пистолет может быть готов к производству «через два-три года». [56]
Рейлганы исследуются на предмет использования в качестве зенитного оружия для перехвата воздушных угроз, особенно противокорабельных крылатых ракет , в дополнение к наземным бомбардировкам. Сверхзвуковая противокорабельная ракета, скользящая по морю, может появиться над горизонтом в 20 милях от военного корабля, оставляя кораблю очень короткое время реакции для ее перехвата. Даже если обычные системы защиты реагируют достаточно быстро, они дороги, и можно нести лишь ограниченное количество крупных перехватчиков. Снаряд рельсотрона может достигать скорости в несколько раз быстрее, чем ракета; из-за этого он может поразить цель, например крылатую ракету, намного быстрее и дальше от корабля. Снаряды также, как правило, намного дешевле и меньше, что позволяет переносить гораздо больше (у них нет систем наведения, и они полагаются на рельсотрон в качестве источника кинетической энергии, а не сами). Скорость, стоимость и численные преимущества систем рельсотрона могут позволить им заменить несколько различных систем в нынешнем многоуровневом подходе к защите. [57] Снаряд рельсотрона без возможности изменения курса может поражать быстро движущиеся ракеты на максимальной дальности 30 миль (35 миль; 56 км). [58] Как и в случае с Phalanx CIWS, для выстрелов неуправляемой рельсовой пушки потребуется несколько / много выстрелов, чтобы сбить маневрирующие сверхзвуковые противокорабельные ракеты, и вероятность попадания в ракету резко возрастает по мере приближения. ВМФ планирует использовать рельсотроны для перехвата внутриатмосферных баллистических ракет, скрытых воздушных угроз, сверхзвуковых ракет и множества наземных угроз; прототип системы для поддержки задач перехвата должен быть готов к 2018 г. и введен в действие к 2025 г. Эти сроки предполагают, что оружие планируется установить на надводные боевые машины ВМФ следующего поколения, строительство которых ожидается к 2028 г. [59]
В какой-то момент компания BAE Systems была заинтересована в установке рельсотрона на свои пилотируемые наземные машины Future Combat Systems . [60] [61] [62] Эта программа была третьей попыткой армии США заменить стареющий M2 Bradley . [63] [64]
Индия успешно провела испытания собственного рейлгана. [65] Россия , [66] Китай , [67] [68] , Турция «s АСЕЛСАН [69] и Yeteknoloji [70] также развивающиеся электромагнитные пушки. [71]
Спиральный рельсотрон
Винтовые рельсотроны [72] - это многооборотные рельсотроны, которые уменьшают ток рельсов и щеток на коэффициент, равный числу витков. Две направляющие окружены спиральным стволом, и снаряд или многоразовый носитель также имеет спиральную форму. Снаряд непрерывно приводится в действие двумя щетками, скользящими по направляющим, а две или более дополнительных щеток на снаряде служат для подачи энергии и коммутации нескольких витков спирального направления ствола перед и / или позади снаряда. Винтовой рейлган - это нечто среднее между рейлганом и койлганом . В настоящее время они не существуют в практической, пригодной для использования форме.
Спиральный рельсотрон был построен в Массачусетском технологическом институте в 1980 году и питался от нескольких батарей больших на то время конденсаторов (примерно 4 фарада ). Он был около 3 метров в длину и состоял из 2 метров ускоряющей катушки и 1 метра замедляющей катушки. Он мог запускать планер или снаряд на расстояние около 500 метров.
Плазменный рельсотрон
Плазмы рэйлган является линейным ускорителем и плазмы энергетического оружия , которое, как снаряд рельсотрон, использует два длинные параллельные электроды для ускорения «скользящий короткий» якоря. Однако в плазменном рельсотроне якорь и выброшенный снаряд состоят из плазмы или горячих ионизированных газоподобных частиц, а не из твердой порции материала. MARAUDER ( Магнитно-ускоренное кольцо для достижения сверхвысокой направленной энергии и излучения ) является или был проектом исследовательской лаборатории ВВС США по разработке коаксиального плазменного рельсотрона. Это одна из нескольких попыток правительства США разработать плазменные снаряды. Первое компьютерное моделирование произошло в 1990 году, а его первый опубликованный эксперимент появился 1 августа 1993 года. [73] [74] По состоянию на 1993 год проект, казалось, находился на ранней экспериментальной стадии. Оружие могло производить кольца плазмы в форме пончиков и шары молний, которые взрывались с разрушительными эффектами при попадании в цель. [75] Первоначальный успех проекта привел к тому, что он стал засекреченным, и после 1993 года появилось лишь несколько упоминаний о MARAUDER.
Тесты
Были построены и запущены полномасштабные модели, в том числе орудие диаметром 90 мм (3,5 дюйма) с кинетической энергией 9 мегаджоулей, разработанное DARPA США . Проблемы износа рельсов и изолятора все еще необходимо решить, прежде чем рельсотрон сможет заменить обычное оружие. Вероятно, самая старая и неизменно успешная система была построена Управлением оборонных исследований Великобритании на полигоне Дандреннан в Кирккадбрайте , Шотландия . Эта система была создана в 1993 году и эксплуатируется более 10 лет.
Югославский Военно - технологический институт разработал, в рамках проекта под названием EDO-0, а рэйлган с 7 кДж кинетической энергии, в 1985 году В 1987 году преемник был создан проект EDO-1, что б снаряд массой 0,7 кг (1,5 фунта ) и достиг скорости 3000 м / с (9800 футов / с), а при массе 1,1 кг (2,4 фунта) достиг скорости 2400 м / с (7900 футов / с). Он использовал гусеницу длиной 0,7 м (2,3 фута). По словам тех, кто работал над ним, с другими модификациями он смог достичь скорости 4500 м / с (14 800 футов / с). Целью было достижение скорости снаряда 7000 м / с (23000 футов / с).
Китай сейчас является одним из основных игроков в электромагнитных пусковых установках; в 2012 году в Пекине прошел 16-й Международный симпозиум по технологии электромагнитных запусков (EML 2012). [76] Спутниковые снимки, сделанные в конце 2010 года, показали, что испытания проводились на бронетанковом и артиллерийском полигоне недалеко от Баотоу в автономном районе Внутренняя Монголия . [77]
Вооруженные силы США
Военные США выразили заинтересованность в проведении исследований в области технологии электрических пушек в конце 20-го века из-за того, что электромагнитные пистолеты не требуют топлива для выстрела, как обычные оружейные системы, что значительно повышает безопасность экипажа и снижает затраты на логистику, а также обеспечивают больший диапазон. Кроме того, было показано, что системы рельсотрона потенциально обеспечивают более высокую скорость полета снарядов, что повысит точность противотанковой, артиллерийской и противовоздушной обороны за счет сокращения времени, необходимого снаряду для достижения цели. В начале 1990-х годов армия США выделила более 150 миллионов долларов на исследования электрического оружия. [78] В Техасском университете в Центре электромеханики Остина были разработаны военные рейлганы, способные доставлять вольфрамовые бронебойные пули с кинетической энергией в девять мегаджоулей (9 МДж). [79] Девяти мегаджоулей энергии достаточно, чтобы доставить 2 кг (4,4 фунта) снаряда со скоростью 3 км / с (1,9 миль / с) - при такой скорости достаточно длинный стержень из вольфрама или другого плотного металла может легко пробить резервуар , и потенциально пройти через него (см. APFSDS ).
В октябре 2006 года дивизия Дальгрена ВМС США продемонстрировала рельсотрон 8 МДж, стреляющий снарядами 3,2 кг (7,1 фунта), в качестве прототипа оружия 64 МДж, которое будет размещено на борту военных кораблей ВМС. Основная проблема, с которой столкнулись ВМС США при внедрении системы рельсотрона, заключается в том, что орудия изнашиваются из-за огромного давления, напряжений и тепла, которые генерируются током в миллионы ампер, необходимым для стрельбы снарядами с мегаджоулями энергии. Хотя такое оружие и близко не такое мощное, как крылатая ракета, такая как BGM-109 Tomahawk , которая доставляет 3000 МДж разрушительной энергии к цели, такое оружие теоретически позволило бы ВМФ обеспечить более точную огневую мощь за небольшую часть стоимости ракетой, и ее будет намного сложнее сбить по сравнению с будущими оборонительными системами. Для контекста еще одно уместное сравнение - 120-мм пушка Rheinmetall, используемая на основных боевых танках, которая генерирует дульную энергию 9 МДж.
В 2007 году компания BAE Systems поставила ВМС США прототип мощностью 32 МДж (дульная энергия). [80] Такое же количество энергии выделяется при детонации 4,8 кг (11 фунтов) C4 .
31 января 2008 года ВМС США испытали рельсотрон, который выпустил снаряд на 10,64 МДж с начальной скоростью 2520 м / с (8270 футов / с). [81] Энергия обеспечивалась новым прототипом конденсаторной батареи емкостью 9 мегаджоулей с использованием твердотельных переключателей и конденсаторов с высокой плотностью энергии, поставленных в 2007 году, а также более старой импульсной системой питания мощностью 32 МДж от Green Farm Electric Gun Research и Центр разработки, созданный в конце 1980-х годов, который ранее был отремонтирован подразделением General Atomics Electromagnetic Systems (EMS). [82] Ожидается, что он будет готов в период с 2020 по 2025 год. [83]
Испытание рейлгана состоялось 10 декабря 2010 года военно-морскими силами США в Центре надводных боевых действий Дальгрена. [84] Во время испытаний Управление военно-морских исследований установило мировой рекорд, произведя выстрел в 33 МДж из рельсотрона, который был построен BAE Systems. [39] [85]
Испытания прошли в феврале 2012 года в Центре надводных боевых действий ВМС Дальгрен. По энергии такое же, как и в вышеупомянутом испытании, используемое рельсотронное ружье значительно более компактно и имеет более традиционный ствол. Построенный General Atomics прототип был доставлен на испытания в октябре 2012 года. [86]
Внешнее видео | |
---|---|
Дополнительные кадры | |
Тест за февраль 2012 г. |
В 2014 году у ВМС США были планы по интеграции рейлгана с дальностью действия более 16 км (10 миль) на корабль к 2016 году. [87] Это оружие, хотя и имеет форм-фактор, более типичный для морской пушки, будет использовать компоненты. во многом схожи с теми, которые были разработаны и продемонстрированы в Dahlgren. [88] Скоростные снаряды весят 10 кг (23 фунта), имеют длину 18 дюймов (460 мм) и стреляют со скоростью 7 Махов. [89]
Будущая цель - разработать самонаводящиеся снаряды - необходимое требование для поражения удаленных целей или перехватывающих ракет. [90] Когда будут разработаны управляемые снаряды, ВМС прогнозируют, что каждый снаряд будет стоить около 25 000 долларов [91], хотя при разработке управляемых снарядов для орудий первоначальная смета расходов удваивалась или утроилась. Некоторые высокоскоростные снаряды, разработанные ВМФ, имеют командное наведение, но точность командного наведения неизвестна, и даже если они могут выдержать выстрел на полной мощности.
В настоящее время единственными кораблями ВМС США, которые могут производить достаточно электроэнергии для достижения желаемых характеристик, являются три эсминца класса Zumwalt (серия DDG-1000); они могут генерировать 78 мегаватт энергии, больше, чем необходимо для питания рельсотрона. Тем не менее, Zumwalt был отменен, и дальнейшие постройки производиться не будут. Инженеры работают над преобразованием технологий, разработанных для кораблей серии DDG-1000, в систему батарей, чтобы другие военные корабли могли управлять рельсотроном. [92] Большинство современных эсминцев могут сэкономить только девять мегаватт дополнительной электроэнергии, в то время как потребуется 25 мегаватт, чтобы вывести снаряд на желаемую максимальную дальность [93] (то есть для запуска снарядов 32MJ со скоростью 10 выстрелов в минуту). Даже если нынешние корабли, такие как Арли Берка -класса разрушителя , может быть повышен с достаточно электроэнергии для работы рельсотрон, пространство , занимаемое на судах за счет интеграции дополнительной системы оружия может заставить удаление существующих систем вооружений в освободить место. [94] Первые корабельные испытания должны были проводиться с помощью рельсотрона, установленного на экспедиционном быстром транспорте класса Spearhead (EPF), но позже это было заменено на наземные испытания. [95]
Хотя снаряды массой 23 фунта не имеют взрывчатого вещества, их скорость в 7 Маха дает им 32 мегаджоулей энергии, но кинетическая энергия удара в нижнем диапазоне обычно составляет 50 процентов или меньше от дульной энергии. Военно-морской флот изучает другие возможности использования рельсотрона помимо наземных бомбардировок, такие как противовоздушная оборона; с правильными системами наведения снаряды могли перехватывать самолеты, крылатые ракеты и даже баллистические ракеты. Военно-морской флот также разрабатывает оружие направленной энергии для противовоздушной обороны, но потребуются годы или десятилетия, прежде чем оно станет эффективным. [96] [97] [98]
Рельсотрон будет частью военно-морского флота, который предусматривает, что будущие наступательные и оборонительные возможности будут обеспечены поэтапно: лазеры для обеспечения защиты на близком расстоянии, рельсотроны для обеспечения атаки и защиты средней дальности и крылатые ракеты для обеспечения атаки на дальние расстояния; хотя рельсотроны будут прикрывать цели на расстоянии до 100 миль, для которых раньше требовалась ракета. [99] ВМФ может со временем усовершенствовать технологию рельсотрона, чтобы он мог вести огонь на расстоянии 200 морских миль (230 миль; 370 км) и наносить удары с энергией 64 мегаджоулей. Для одного выстрела потребуется 6 миллионов ампер тока, поэтому потребуется много времени, чтобы разработать конденсаторы, которые могут генерировать достаточно энергии, и достаточно прочные материалы для оружия. [77]
Наиболее многообещающим в ближайшем будущем применением рельсотрона и электромагнитных пушек в целом, вероятно, будет на борту военно-морских кораблей с достаточными запасными электрическими генерирующими мощностями и местом для хранения аккумуляторов. Взамен живучесть корабля может быть увеличена за счет сопоставимого сокращения количества потенциально опасных химических ракетных топлив и взрывчатых веществ, используемых в настоящее время. Однако наземные боевые силы могут обнаружить, что совместное размещение дополнительного источника электроэнергии на поле боя для каждой системы орудий может быть не таким эффективным по весу и пространству, живучестью или удобным источником энергии для немедленного запуска снарядов, как у обычных ракетных топлив, которые в настоящее время производятся безопасно за линией фронта и доставляются к оружию предварительно упакованными через надежную и рассредоточенную систему логистики.
В июле 2017 года Defensetech сообщила, что ВМС хотят вывести прототип рельсотрона Управления военно-морских исследований из научного эксперимента на территорию полезного оружия. По словам Тома Бейтнера , главы подразделения Naval Air Warfare и оружия ONR, цель - десять выстрелов в минуту при 32 мегаджоулях. Выстрел 32 мегаджоулей из рельсотрона эквивалентен примерно 23 600 000 фут-фунтам, поэтому один выстрел 32 МДж имеет такую же дульную энергию, как примерно 200 000 выстрелов 0,22 калибра одновременно. [100] В более традиционных энергоблоках мощность выстрела 32 МДж каждые 6 с составляет 5,3 МВт (или 5300 кВт). Если предполагается, что рельсотрон будет на 20% эффективен при преобразовании электрической энергии в кинетическую энергию, то электрические источники питания корабля должны будут обеспечивать около 25 МВт до тех пор, пока продолжается стрельба.
К 2020 году, после 17 лет и 500 миллионов, потраченных на программу, рельсотрон ВМФ был далеко не готов к развертыванию на каком-либо корабле, а вместо этого ВМС сосредоточились на стрельбе гиперзвуковыми снарядами из существующих обычных орудий, уже имеющихся в большом количестве. [101]
Армейская исследовательская лаборатория
Исследования в области технологии рельсотрона были основным направлением деятельности Лаборатории баллистических исследований (BRL) на протяжении 1980-х годов. В дополнение к анализу производительности, электродинамических и термодинамических свойств рельсотрона в других организациях (например, рельсотроне CHECMATE от Maxwell Laboratories ), BRL закупила для изучения свои собственные рельсотроны, такие как их метровое рельсотронное ружье и их четырехметровое рельсовое ружье. [102] [103] [104] В 1984 году исследователи BRL разработали метод анализа остатков, оставшихся на поверхности канала ствола после выстрела, чтобы исследовать причину прогрессирующей деградации канала ствола. [105] В 1991 году они определили свойства, необходимые для разработки эффективной пусковой установки, а также критерии проектирования, необходимые для того, чтобы рельсотрон мог включать в себя оребренные снаряды с длинными стержнями. [106] [107]
Исследования рельсотрона продолжались после того, как в 1992 году Лаборатория баллистических исследований была объединена с шестью другими независимыми армейскими лабораториями, чтобы сформировать Исследовательскую лабораторию армии США (ARL) . Одним из основных проектов исследований рельсотрона, в котором участвовала ARL, была электромагнитная пушка пушечного калибра программа (CCEMG) , который проходил в центре электромеханики в университете Техаса (UT-CEM) и спонсируется корпуса морской пехоты США и развития исследовательского армии США Вооружение и инженерный центр . [108] В 1995 году в рамках программы CCEMG компания UT-CEM спроектировала и разработала электромагнитную пусковую установку Cannon-Calibre, скорострельную пусковую установку рельсотрона. [30] Имея 30-мм круглый ствол, пусковая установка была способна произвести три выстрела. пятизарядные залпы из стартовых пакетов массой 185 г с начальной скоростью 1850 м / с и скорострельностью 5 Гц. Скорострельность была достигнута за счет приведения в действие пусковой установки нескольких 83544 пиковых импульса, обеспечиваемых компульсатором CCEMG. Рельсотрон CCEMG отличался несколькими особенностями: керамическими боковинами, направленным предварительным натягом и жидкостным охлаждением. [31] ARL отвечал за оценку характеристик пусковой установки, которая была испытана на экспериментальной установке ARL Transonic в Абердинском испытательном полигоне, штат Мэриленд . [109]
Исследовательская лаборатория армии США также следила за разработкой технологии электромагнитных и электротермических пушек в Институте передовых технологий (IAT) Техасского университета в Остине , одной из пяти университетских и промышленных лабораторий, объединенных ARL для получения технической поддержки. В нем размещались две электромагнитные пусковые установки, Leander OAT и AugOAT, а также пусковая установка среднего калибра. На объекте также имеется энергосистема, включающая тринадцать конденсаторных батарей мощностью 1 МДж, набор электромагнитных пусковых устройств и диагностические приборы. Основное внимание в исследовательской деятельности уделялось конструкции, взаимодействию и материалам, необходимым для электромагнитных пусковых установок. [110]
В 1999 году сотрудничество между ARL и IAT привело к разработке радиометрического метода измерения распределения температуры якоря рельсотрона во время импульсного электрического разряда без нарушения магнитного поля. [111] В 2001 году ARL стала первой компанией, которая получила набор данных о точности запускаемых с помощью электромагнитных пушек снарядов с помощью прыжковых испытаний. [112] В 2004 году исследователи ARL опубликовали статьи, исследующие взаимодействие высокотемпературной плазмы с целью разработки эффективных воспламенителей рельсотрона. [113] Ранние статьи описывают группу взаимодействия плазмы и топлива в ARL и их попытки понять и различить химическое, тепловое и радиационное воздействие плазмы на обычное твердое топливо. Используя сканирующую электронную микроскопию и другие диагностические методы, они детально оценили влияние плазмы на конкретные пороховые материалы. [114] [113] [115]
Китайская Народная Республика
Китай разрабатывает собственную систему рельсотрона. [116] Согласно отчету американской разведки CNBC , система рельсотрона в Китае была впервые обнаружена в 2011 году, а наземные испытания начались в 2014 году. В 2015 году, когда система оружия получила способность наносить удары на больших расстояниях с повышенной летальностью. Система вооружения была успешно установлена на корабле ВМС Китая в декабре 2017 года, а ходовые испытания пройдут позже. [117]
В начале февраля 2018 года в сети были опубликованы фотографии того, что якобы является китайским рейлганом. На фотографиях орудие установлено на носовой части десантного корабля типа 072III Haiyangshan . СМИ предполагают, что система готова или скоро будет готова к тестированию. [118] [119] В марте 2018 года сообщалось, что Китай подтвердил, что начал испытания своей электромагнитной рельсовой пушки в море. [120] [121]
Индия
В ноябре 2017 года Организация оборонных исследований и разработок Индии провела успешные испытания электромагнитного рельсотрона с квадратным стволом диаметром 12 мм. Планируются испытания 30-мм версии. Индия стремится запустить снаряд весом один килограмм со скоростью более 2000 метров в секунду, используя батарею конденсаторов емкостью 10 мегаджоулей. [122] [65] Электромагнитные пушки и оружие направленной энергии входят в число систем, которые ВМС Индии намерены приобрести в рамках своего плана модернизации до 2030 года. [123]
вопросы
Основные трудности
Перед развертыванием рельсотрона необходимо преодолеть основные технологические и эксплуатационные препятствия:
- Долговечность рельсотрона : на сегодняшний день демонстрации рельсотрона, хотя и впечатляют, не продемонстрировали способности производить несколько выстрелов на полную мощность с одного и того же набора рельсов. ВМС США заявили о сотнях выстрелов с одного и того же набора рельсов. В заявлении, сделанном в марте 2014 г. подкомитету по разведке, возникающим угрозам и возможностям Комитета по вооруженным силам Палаты представителей, начальник военно-морского исследовательского отдела адмирал Мэтью Клундер заявил: «Срок службы ствола увеличился с десятков выстрелов до более 400, с программным путем до 1000 выстрелов. выстрелы ". [88] Однако Управление военно-морских исследований (ONR) не подтверждает, что 400 выстрелов являются выстрелами на полную мощность. Кроме того, нет никаких публикаций, указывающих на то, что существуют какие-либо рельсотроны высокого класса мегаджоулей, способные производить сотни выстрелов на полную мощность, оставаясь в рамках строгих рабочих параметров, необходимых для точной и безопасной стрельбы из рельсотрона. Рейлганы должны иметь возможность стрелять 6 выстрелов в минуту со сроком службы рельса около 3000 выстрелов, выдерживая ускорение запуска в десятки тысяч g, экстремальные давления и мегаамперные токи, однако это невозможно с нынешними технологиями. [124]
- Наведение снаряда: будущая возможность, критически важная для использования настоящего рельсотрона, заключается в разработке надежного пакета наведения, который позволит рельсотрону вести огонь по удаленным целям или поражать приближающиеся ракеты. Разработка такого пакета - настоящая проблема. ВМС США RFP Navy SBIR 2012.1 - Тема N121-102 [125] о разработке такого пакета дает хорошее представление о том, насколько сложно навести снаряд рельсотрона:
Упаковка должна соответствовать массе (<2 кг), диаметру (внешний диаметр <40 мм) и объему (200 см 3 ) снаряда и делать это без изменения центра тяжести. Он также должен выдерживать ускорения не менее 20000 g (порог) / 40000 g (объектив) по всем осям, высокие электромагнитные поля (E> 5000 В / м, B> 2 Тл) и температуру поверхности> 800 градусов. C. Упаковка должна быть способна работать в присутствии любой плазмы, которая может образовываться в канале ствола или на выходе из дульного среза, а также должна быть защищена от излучения из-за внеатмосферного полета. Общая потребляемая мощность должна быть менее 8 Вт (пороговая) / 5 Вт (цель), а время автономной работы должно составлять не менее 5 минут (с момента первоначального запуска), чтобы обеспечить работу в течение всего периода задействования. Чтобы быть доступным, производственная стоимость одного снаряда должна быть как можно ниже, с целью менее 1000 долларов за штуку.
22 июня 2015 года компания General Atomics 'Electromagnetic Systems объявила, что снаряды с бортовой электроникой пережили всю среду запуска рельсотрона и выполнили свои намеченные функции в четырех последовательных испытаниях 9 и 10 июня на полигоне Дагвей армии США в штате Юта. Бортовая электроника успешно измерила внутрискважинное ускорение и динамику снаряда на расстоянии нескольких километров вниз, при этом встроенный канал передачи данных продолжал работать после того, как снаряды попали в дно пустыни, что важно для точного наведения. [126]
Спусковой механизм для термоядерного синтеза с инерционным удержанием
Плазменные рельсотроны используются в физических исследованиях, и они были изучены как потенциальный пусковой механизм магнито-инерционного синтеза . Однако плазменные рельсотроны сильно отличаются от двигателей или оружия с твердой массой, и они разделяют только базовую концепцию действия.
Смотрите также
- Ram ускоритель
- Проект Вавилон
- Нераакетный запуск в космос
- Список безгильзового огнестрельного оружия
- Электротермально-химическая технология
- Плазменный рельсотрон
- Coilgun
- Пушка Фау-3 : еще одна ступенчатая силовая установка
- USNS Trenton (T-EPF-5) , первый корабль, на котором установлено рельсотрон. [127]
- Teleforce , аналогичное устройство, разработанное Николой Тесла, в котором использовались снаряды, ускоряющиеся до высоких скоростей за счет электростатического отталкивания.
Рекомендации
- Рианна Флетчер, Сет (5 июня 2013 г.). "ВМС тестируют 32-мегаджоульский рельсотрон |" . Популярная наука . Архивировано 4 июня 2013 года . Проверено 16 июня 2013 года .
- ^ "рельсовая пушка" . Dictionary.com . Архивировано 26 апреля 2017 года . Проверено 18 июля 2017 года .
- ^ а б Рэшли, К.С. и Маршалл, РА (апрель 1978 г.). «Электромагнитное ускорение макрочастиц до высоких скоростей». J. Appl. Phys. 49 (4): 2540. Bibcode : 1978JAP .... 49.2540R . DOI : 10.1063 / 1.325107 .
- ^ «Железнодорожная забастовка» . Экономист . 9 мая 2015. Архивировано 17 мая 2015 года . Проверено 31 января 2016 года .
- ^ Хиндмарш, Джон (1977). Электрические машины и их применение . Оксфорд: Pergamon Press. п. 20. ISBN 978-0-08-021165-7.
- ^ Fiske, D .; Ciesar, JA; Верли, HA; Riemersma, H .; и другие. (Январь 1991 г.). «Завод с расширенными электрическими пушками HART 1». IEEE Transactions on Magnetics . 27 (1): 176–180. Bibcode : 1991ITM .... 27..176F . DOI : 10.1109 / 20.101019 . ISSN 0018-9464 .
- ^ Баттех, Джад. Х. (январь 1991 г.). «Обзор исследований арматуры». IEEE Transactions on Magnetics . 27 (1): 224–227. Bibcode : 1991ITM .... 27..224B . DOI : 10.1109 / 20.101030 .
- ^ Овраг, Джон (январь 1991). «Технология электроснабжения электрических пушек». IEEE Transactions on Magnetics . 27 (1): 329–334. Bibcode : 1991ITM .... 27..329G . DOI : 10.1109 / 20.101051 . ЛВП : 2152/30552 .
- ^ «Кинетическая энергия 50 мегаджоулей» . Вольфрам Альфа . 28 апреля 2014 года. Архивировано 29 апреля 2014 года.
- ^ Кручинский, Д .; Massey, D .; Milligan, R .; Vigil, E .; Landers, B .; Менегуцци, М. (23 января 2007 г.). «Демонстрация технологии газовых горелок для сжигания топлива: окончательный отчет по контракту № N00014-02-C-0419» (PDF) . п. 2. Архивировано из оригинального (PDF) 4 апреля 2021 года.
- ^ Damse, RS; Сингх, Амарджит (2003). «Передовые концепции двигательной установки для футуристических боеприпасов» . Оборонный научный журнал . 53 (4): 341–350. DOI : 10,14429 / dsj.53.2279 . S2CID 34169057 - через Semantic Scholar.
- ^ а б в г Макнаб, Ян (январь 1999 г.). «Ранние исследования электрического пистолета». IEEE Transactions on Magnetics . 35 (1): 250–261. Bibcode : 1999ITM .... 35..250M . DOI : 10.1109 / 20.738413 .
- ^ Фошон-Вильпле, Андре Луи Октав (1922). «Патент США 1,421,435« Электрическое устройство для метательного снаряда » » . Архивировано 24 декабря 2011 года.
- ^ а б Хогг, Ян В. (1969). Пушки: 1939/45 . Лондон: Макдональд. ISBN 9780019067102. OCLC 778837078 .
- ^ Корольков А.Л. (октябрь 1983 г.). Электрооборудование дальнего действия, снаряжение и снабжение Красной Армии (PDF) (Отчет). База ВВС Райт-Паттерсон. ADA134254 - через Центр технической информации Министерства обороны.
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 4 марта 2016 года . Проверено 22 августа 2015 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ Офел, Тревор и Дженкин, Джон (1996). «Глава 2: Большая машина» (PDF) . Пожар в животе: первые пятьдесят лет школы пионеров в АНУ . Австралийский национальный университет . ISBN 9780858000483. OCLC 38406540 . Архивировано из оригинального (PDF) 17 мая 2013 года.
- ^ Барбер, JP (март 1972 г.). Ускорение макрочастиц и сверхскоростной электромагнитный ускоритель (кандидатская диссертация). Австралийский национальный университет . OCLC 220999609 .
- ^ Пауэлл, Джон; Баттех, Джад (14 августа 1998 г.). «Плазменная динамика дугового электромагнитного ускорителя снарядов». Журнал прикладной физики . 52 (4): 2717–2730. DOI : 10.1063 / 1.329080 .
- ^ Баттех, Джад (апрель 1982 г.). Анализ плазменного ускорителя Rail Gun (PDF) (Отчет). Лаборатория баллистических исследований армии США. AD-A114043 - через Центр технической информации Министерства обороны.
- ^ Пауэлл, Джон (октябрь 1982 г.). Двумерная модель динамики дуги в рельсовой стрелке (PDF) (Отчет). Лаборатория баллистических исследований армии США. AD20046 - через Центр технической информации Министерства обороны.
- ^ Колберг, Ира (сентябрь 1995 г.). Прогнозирование электромагнитных полей, создаваемых рельсовыми орудиями (PDF) (Отчет). Исследовательская лаборатория армии США. ARL-CR-148 - через Центр технической информации Министерства обороны.
- ^ Левинсон, Л .; Burke, L .; Erengil, M .; Фауст, Дж. (Апрель 2001 г.). Исследование телеметрии УВЧ для электромагнитных пусковых установок (PDF) (Отчет). Труды 10-го Симпозиума Армии США по динамике оружия. ADA404787 - через Центр технической информации Министерства обороны.
- ^ Пауэлл, Джон; Уолберт, Дэвид; Зелинский, Александр (февраль 1993). Двумерная модель переноса тока и тепла в рельсотронах с твердой арматурой (PDF) (Отчет). Исследовательская лаборатория армии США. S2CID 117790455 . ARL-TR-74 - через Semantic Scholar.
- ^ а б Ярмарка, Гарри (январь 2005 г.). «Наука и технология электромагнитных запусков в Соединенных Штатах вступают в новую эру». IEEE Transactions on Magnetics . 41 (1): 158–164. Bibcode : 2005ITM .... 41..158F . DOI : 10,1109 / TMAG.2004.838744 . S2CID 47558848 .
- ^ Паркер, СП; Берри, ДТ; Сноуден, штат PT (январь 1997 г.). «Исследовательский комплекс электромагнитных пусков ИАТ». IEEE Transactions on Magnetics . 33 (1): 129–133. Bibcode : 1997ITM .... 33..129P . DOI : 10.1109 / 20.559917 .
- ^ Джеймисон, Кит (март 1996). Пуско-наладочные испытания рельсотроновой установки среднего калибра (PDF) (Отчет). Институт передовых технологий - через Центр технической информации Министерства обороны.
- ^ а б « Электронный (ЭМ) Рейлган » . BAE Systems. Архивировано 27 января 2018 года . Проверено 26 января 2018 .
- ^ "Научно-исследовательский центр вооружений, Пуна-411" . drdo.gov.in. 3 июля 1994 года. Архивировано 11 ноября 2017 года . Проверено 2 февраля 2018 .
- ^ а б Зелински, А.Е .; Верст, Мэриленд; Китцмиллер-младший (июль 1997 г.). "Скорострельная рельсовая пушка для системы электромагнитного орудия пушечного калибра" . 8-й симпозиум по электромагнитному запуску .
- ^ а б Зелински, А.Е .; Верст, Мэриленд (январь 1997 г.). «Электромагнитная пусковая установка пушечного калибра». IEEE Transactions on Magnetics . 33 (1): 630–635. Bibcode : 1997ITM .... 33..630Z . DOI : 10.1109 / 20.560087 .
- ^ Боррелл, Брендан (6 февраля 2008 г.). "Электромагнитный рельсотрон взрывается" . MIT Technology Review .
- ^ Hammon, HG; Демпси, Дж .; Strachan, D .; Raos, R .; Haugh, D .; Уитби, ФП; Голландия, ММ; Эггерс, П. (1 января 1993 г.). "Электромагнитная пусковая установка Кирккадбрайта". IEEE Transactions on Magnetics . 29 (1): 975–979. Bibcode : 1993ITM .... 29..975H . DOI : 10.1109 / 20.195711 .
- ^ Ludic Science (4 октября 2014 г.), Как сделать простой рельсотрон. , заархивировано из оригинала 7 февраля 2018 г. , извлечено 31 декабря 2017 г.
- ^ Doityourself Gadgets (3 октября 2013 г.), How To Build a Railgun Experiment , заархивировано из оригинала 11 августа 2016 г. , извлечено 31 декабря 2017 г.
- ^ Харрис, Уильям (11 октября 2005 г.). «Как работают рельсовые пушки» . HowStuffWorks . Архивировано 17 марта 2011 года . Проверено 25 марта 2011 года .
- ^ «Электромагнитная рельсовая пушка (ЭМРГ)» . GlobalSecurity.org. Архивировано 3 января 2015 года.
- ^ Смолинский, Джейсон. «Магнетизм» . Архивировано 16 апреля 2015 года . Проверено 4 сентября 2014 года .
- ^ а б Акерман, Спенсер (10 декабря 2010 г.). "Видео: Рельсотрон ВМФ 8 Маха стирает рекорд" . Проводной доступ . Архивировано 11 января 2014 года.
- ^ Велдон, Вм. F .; Дрига, доктор медицины и Вудсон, ХХ (ноябрь 1986 г.). «Отдача в электромагнитном рельсотроне». IEEE Transactions on Magnetics . 22 (6): 1808–1811. Bibcode : 1986ITM .... 22.1808W . DOI : 10,1109 / TMAG.1986.1064733 . ЛВП : 2152/30760 . ISSN 0018-9464 .
- ^ Cavalleri, G .; Тонни, Э. и Спавьери, Г. (май 2001 г.). «Ответ на« Споры о законе электродинамической силы » ». Physical Review E . 63 (5): 058602. Bibcode : 2001PhRvE..63e8602C . DOI : 10.1103 / PhysRevE.63.058602 .
- ^ Кэте, Эрик Л. (ноябрь 2000 г.). Соображения отдачи для рельсотрона: технический отчет ARCCB-TR-00016 (pdf). Армия США ARDEC Benet Laboratories . Архивировано 24 сентября 2015 года.
- ^ Патнэм, Майкл Дж. (Декабрь 2009 г.). Экспериментальное исследование электромагнитной силы Лоренца и рельсовой отдачи (докторская диссертация). Военно-морская аспирантура . Архивировано 24 сентября 2015 года.
- ^ Баррос, Сэм (11 ноября 2010 г.). "Рельсовая пушка PowerLabs!" . Powerlabs.org (Блог). Архивировано 10 февраля 2014 года . Проверено 10 апреля 2014 года .
- ^ Уранга, Алехандра; Кирк, Дэниел Р .; Гутьеррес, Гектор; Meinke, Rainer B .; и другие. (2005). Анализ характеристик ракеты с использованием электродинамической помощи при запуске (PDF) . Материалы 43-го совещания и выставки AIAA по аэрокосмическим наукам (10–13 января 2005 г.). Рино, штат Невада. Архивировано из оригинального (PDF) 6 июня 2015 года.
- ^ Advanced Magnet Lab, Inc. (2008) "Космос и оборона" magnetlab.com Архивировано 14 октября 2008 г., на Wayback Machine.
- ↑ Advanced Magnet Lab, Inc. (2008) «Прямая двойная спираль» magnetlab.com. Архивировано 13 февраля 2011 г. на Wayback Machine.
- ^ а б в г Макнаб, И.Р. (январь 2003 г.). «Запуск в космос с электромагнитным рельсотроном» (PDF) . IEEE Transactions on Magnetics . 35 (1): 295–304. Bibcode : 2003ITM .... 39..295M . CiteSeerX 10.1.1.393.1173 . DOI : 10,1109 / TMAG.2002.805923 . ISSN 0018-9464 . Архивировано 28 января 2012 года (PDF) .
- ^ Протон оценивается в 5000 долларов за кг по состоянию на 2015 год.
- ^ Аткинсон, Нэнси (14 сентября 2010 г.). "НАСА рассматривает систему запуска рельсовой пушки к звездам" . Вселенная сегодня . Архивировано 25 мая 2014 года.
- ^ Адамс, Дэвид Аллан (февраль 2003 г.). «Морские рельсовые орудия революционны» (PDF) . Труды военно-морского института США . 129 (2): 34. Архивировано из оригинального (PDF) 8 июля 2007 года.
- ^ «Рейлганы» . Военно-морской флот. 9 февраля 2015. Архивировано 12 февраля 2015 года . Проверено 11 февраля 2015 года .
- ^ Фреденбург, Майкл (18 декабря 2014 г.). «Рейлганы: следующий беспредел Большого Пентагона? Майкл Фреденбург, 2014» . Национальное обозрение . Архивировано 27 декабря 2014 года.
- ^ Фэллон, Джонатон (25 апреля 2012 г.). «Рельсотрон General Atomics преодолевает 4 мили даже после того, как пробил стальную пластину [видео]» . CubicleBot. Архивировано 12 сентября 2013 года . Проверено 25 апреля 2012 года .
- ^ «Блитцер Рейлган» . General Atomics. 25 апреля 2012 года Архивировано из оригинала 8 июля 2012 года . Проверено 25 апреля 2012 года .
- ^ Фишер-младший, Ричард Д. (22 октября 2013 г.). «AUSA 2013: General Atomics представляет наземный рельсотрон Blitzer» . Джейн . Архивировано из оригинального 29 марта 2014 года . Проверено 22 декабря 2014 .
- ^ Пейдж, Льюис (25 декабря 2010 г.). « Рельсотрон « Блитцер »уже« тактически актуален », - хвастается производитель» . Регистр . Архивировано 10 августа 2017 года.
- ^ Фридберг-младший, Сидней Дж. (21 ноября 2014 г.). «47 секунд от ада: вызов доктрине ВМФ» . Нарушение защиты . Архивировано 23 ноября 2014 года.
- ^ ЛаГрон, Сэм (5 января 2015 г.). «Военно - морской флот хочет Рельсовые пушки для борьбы Ballistic и сверхзвуковая ракета Говорят RFI» . Новости USNI . Архивировано 9 января 2015 года.
- ^ "BAE предлагает рельсовые орудия для будущей боевой машины армии" . Defensetech.org. 23 октября 2014 года. Архивировано 23 марта 2017 года.
- ^ «BAE хочет оснастить будущие армейские танки рельсотронами» . ieee, org (IEEE Spectrum: Technology, Engineering и Science News). 24 ноября 2014 года. Архивировано 23 декабря 2016 года.
- ^ «Армия снова пытается заменить или обновить боевую машину Брэдли» . dodbuzz.com. 10 июня 2015. Архивировано 14 ноября 2016 года.
- ^ «Боевая машина будущего» . globalsecurity.org. Архивировано 13 ноября 2016 года.
- ^ «Армия США награждает контракты на проекты FFV» . Defensenews.com. 2 июня 2015.
- ^ а б «Индия успешно тестирует футуристические электромагнитные рейлганы, способные стрелять со скоростью 6 Махов» . 8 ноября 2017 . Проверено 9 февраля 2021 года .
- ^ «Прощание с традиционным оружием: Россия разрабатывает оружие будущего» . 12 июля 2017. Архивировано 9 сентября 2017 года . Проверено 3 сентября 2017 года .
- ^ «7 новых мощных видов оружия, которые только что продемонстрировали китайские военные - Business Insider» .
- ^ «Началась гонка электромагнитных вооружений: Китай тоже делает рельсотроны» . Популярная наука . 23 ноября 2015. Архивировано 2 мая 2017 года.
- ^ «IDEF 2017: Турция присоединяется к клубу рейлганов» . Архивировано 16 мая 2017 года.
- ^ Саттон, Х. И. "Путеводитель по тайным берегам: проекты рельсовых пушек ВМФ" . www.hisutton.com . Привет, Саттон . Проверено 8 июня 2021 года .
- ^ Хоус, Скарлет (24 января 2017 г.). «Россия представляет новое оружие, которое может стрелять пулями со скоростью 3 км в секунду» . Архивировано 20 апреля 2017 года.
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано 19 апреля 2017 года (PDF) . Проверено 19 апреля 2017 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ Совинец, CR (1990). «Фаза 1b компьютерного моделирования MARAUDER» . Международная конференция IEEE по науке о плазме . 22 (16). Архивировано 7 мая 2017 года . Проверено 7 августа +2016 .
- ^ Dengan, JH; и другие. (1 августа 1993 г.). «Формирование, сжатие и ускорение компактного тороида». Физика жидкостей B . 5 (8): 2938–2958. Bibcode : 1993PhFlB ... 5.2938D . DOI : 10.1063 / 1.860681 . ОСТИ 7369133 .
- ^ «Недружественный огонь» . Архивировано из оригинального 23 февраля 2007 года.
- ^ СПИСОК ДОКУМЕНТОВ, 16-й Международный симпозиум по технологии электромагнитных запусков (EML 2012) Пекин, Китай, ISBN 978-1-4673-0306-4 , «Архивная копия» (PDF) . Архивировано 21 февраля 2015 года (PDF) . Проверено 21 февраля 2015 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ a b Пять футуристических видов оружия, которые могут изменить войну. Архивировано 06 февраля 2015 г. в Wayback Machine - Nationalinterest.org, 1 ноября 2014 г.
- ^ Итон, Элвин; Тиле, Гэри; Грум, Аллен; Гурдин, Мередит; Вайнбергер, Питер; Хаббард, Уильям (10 декабря 1990 г.). Заключительный отчет Группы научных исследований армии США по развитию технологии электромагнитных / электротермических пушек (PDF) (Отчет). Армейский научный совет. AD-A236493 - через Центр технической информации Министерства обороны.
- ^ «ЭМ Системы» . Техасский университет. Архивировано из оригинального 10 -го октября 2007 года.
- ^ Софге, Эрик (14 ноября 2007 г.). "Самая мощная железнодорожная пушка в мире, поставленная флоту" . Популярная механика . Архивировано 16 ноября 2007 года . Проверено 15 ноября 2007 года .
- ^ «ВМС США демонстрируют самую мощную в мире ЭМИГ на 10 МДж» . ВМС США . 1 февраля 2008 года. Архивировано 17 сентября 2008 года.
- ↑ "General Atomics Team Powers Navy Rail Gun to New World Record" , доступ 14 октября 2009 г. Архивировано 27сентября 2011 г.на Wayback Machine
- ^ «Военно-морской флот демонстрирует безумный магнитный рельсотрон будущего» . Dvice.com. 2 февраля 2008 года архивация с оригинала на 26 июля 2010 года . Проверено 10 апреля 2014 года .
- ^ Фейн, Джефф. «Военно-морской флот устанавливает новый мировой рекорд с демонстрацией электромагнитного рельсотрона» . www.navy.mil/ . ВМС США. Архивировано 13 февраля 2015 года . Проверено 13 февраля 2015 года .
- ^ ЛаГрон, Сэм (15 декабря 2010 г.). «Электромагнитный рельсотрон устанавливает новый мировой рекорд» . Информационная группа Джейн . Архивировано из оригинала 17 декабря 2010 года . Проверено 22 декабря 2014 .
- ^ "Военно-морской флот оценивает второй инновационный военно-морской прототип электромагнитного рельсотрона" . Управление военно-морских исследований . 9 октября 2012 года архивация с оригинала на 12 октября 2012 года . Проверено 20 октября 2012 года .
- ^ Осборн, Крис (10 января 2014 г.). «Будущие разрушители, вероятно, будут стрелять из лазеров и рельсовых орудий» . Military.com . Архивировано 11 января 2014 года.
- ^ а б Клундер, Мэтью. «Заявление прочтенного адмирала Мэтью Л. Кландера, начальника отдела военно-морских исследований США перед Подкомитетом по разведке, новым угрозам и возможностям Комитета по вооруженным силам Палаты представителей по бюджетному запросу на 2015 финансовый год» (PDF) . www.acq.osd.mil . Комитет Палаты представителей по делам вооруженных сил. Архивировано из оригинального (PDF) 22 декабря 2014 года . Проверено 13 февраля 2015 года .
- ^ Макдаффи, Аллен (9 апреля 2014 г.). «Новый рельсотрон ВМФ может лететь снарядом со скоростью более 5 000 миль в час» . Проводной доступ . Архивировано 1 апреля 2017 года.
- ^ Осборн, Крис (16 января 2014 г.). «Военно-морская пушка, показывающая обещание» . Defensetech.org . Архивировано 18 января 2014 года.
- ^ Ирвин, Сандра. «Морские пушки: могут ли они нанести« доступный »высокоточный удар?» . Журнал национальной обороны . Архивировано из оригинального 11 февраля 2015 года . Проверено 11 февраля 2015 года .
- ^ Шарп, Дэвид (18 февраля 2014 г.). «ВМС США впервые готовы развернуть лазер» . Military.com . Архивировано 22 февраля 2014 года.
- ^ Атертон, Келси Д. (8 апреля 2014 г.). «Флот хочет стрелять из своего невероятно сильного рейлгана с океана» . Популярная наука . Архивировано 12 апреля 2014 года.
- ^ ЛаГрон, Сэм (7 июня 2013 г.). "NAVSEA на рейсе III Арли Бёркс" . Новости USNI . Архивировано 28 февраля 2014 года.
- ^ Navy Железнодорожных Рампы Up в Shots Теста архивация 2017-10-23 в Wayback Machine - Breakingdefense.com, 19 мая 2017 года
- ^ Субрата Гошрой (18 мая 2015 г.). «Новое лазерное оружие ВМФ: шумиха или реальность?» . Бюллетень ученых-атомщиков . Архивировано 15 сентября 2017 года . Проверено 24 июля 2018 года .
- ^ Лорен Томпсон (19 декабря 2011 г.). «Как потратить 100 миллиардов долларов: оружие, которое не сработало» . Forbes. Архивировано 7 января 2012 года.
- ^ Джефф Хехт (27 сентября 2017 г.). «Лазерное оружие еще не готово к противоракетной обороне» . IEEE Spectrum . Архивировано 24 июля 2018 года . Проверено 24 июля 2018 года .
- ^ Фридберг-младший, Сидней Дж. (7 апреля 2014 г.). «Магнитная супер-пушка ВМФ сделает 7 выстрелов в море в 2016 году: адмирал Гринерт» . Breakingdefense.com . Архивировано 8 апреля 2014 года.
- ^ «Рельсотрон ВМС США более мощный» . Popularmechanics.com. 24 июля 2017. Архивировано 17 октября 2017 года . Проверено 2 февраля 2018 .
- ^ Мизоками, Кайл (27 апреля 2020 г.). «Рейлган ВМС США почти мертв в воде» . Популярная механика . Проверено 13 марта 2021 года .
- ^ Джеймисон, Кейт; Бэрден, Генри (июнь 1983 г.). Лабораторная дуговая пушка с приводом от дуги (PDF) (Отчет). Лаборатория баллистических исследований армии США. AD-A131153 - через Центр технической информации Министерства обороны.
- ^ Пауэлл, Джон (январь 1989 г.). «Плазменный анализ крупнокалиберного рельсотрона с дуговым приводом». IEEE Transactions on Magnetics . 25 (1): 448–453. Bibcode : 1989ITM .... 25..448P . DOI : 10.1109 / 20.22580 .
- ^ Врабл, DL; Розенвассер, С. Н.; Cheverton, KJ (июнь 1987 г.). Лабораторный рельсотрон для исследований терминальной баллистики и дуговой арматуры (PDF) (Отчет). Лаборатория баллистических исследований армии США. AD-A187225 - через Центр технической информации Министерства обороны.
- ^ Джеймисон, Кейт; Бэрден, Генри; Маркес-Рейнес, Мигель; Ниллер, Андрус (март 1984). Анализ остатков ствола рельсовой пушки (PDF) (Отчет). Лаборатория баллистических исследований армии США. AD-A140303 - через Центр технической информации Министерства обороны.
- ^ Зелински, А.Е .; Гарнер, JM (январь 1991). «Конструкции массостабилизированных снарядов для электромагнитного пуска». IEEE Transactions on Magnetics . 27 (1): 515–520. Bibcode : 1991ITM .... 27..515Z . DOI : 10.1109 / 20.101086 .
- ^ Зелинский, А.Е. (январь 1991 г.). «Конструктивные ограничения для малокалиберных электромагнитных диверсионных стержневых снарядов». IEEE Transactions on Magnetics . 27 (1): 521–526. Bibcode : 1991ITM .... 27..521Z . DOI : 10.1109 / 20.101087 .
- ^ Цена, JH; Юнь, HD; Kajs, JP; Китцмиллер-младший; Пратап, SB; Верст, Мэриленд (январь 1995 г.). «Отказ от оптимизации арматуры и ствола для электромагнитной пусковой системы пушечного калибра». IEEE Transactions on Magnetics . 31 (1): 225–230. Bibcode : 1995ITM .... 31..225P . DOI : 10.1109 / 20.364697 . ЛВП : 2152/30918 .
- ^ Зелински, Дэвид; Вейнахт, Пол; Уэбб; Соенксен, Кейт (март 1997 г.). Исследование баллистических характеристик электромагнитного снаряда, запускаемого из пушки (PDF) (отчет). Исследовательская лаборатория армии США. ADA326880 - через Центр технической информации Министерства обороны.
- ^ Паркер, СП; Берри, ДТ; Сноуден, PT (1997). «Исследовательский комплекс электромагнитного пуска ИАТ». IEEE Transactions on Magnetics . 33 (1): 129–133. Bibcode : 1997ITM .... 33..129P . DOI : 10.1109 / 20.559917 .
- ^ Зелински, А.Е .; Niles, S .; Пауэлл, JD (апрель 1999 г.). Теплофизическое поведение материалов якоря во время импульсного электрического разряда (PDF) (Отчет). Институт передовых технологий. ADA362542 - через Центр технической информации Министерства обороны.
- ^ Зелинский, Александр (февраль 2001 г.). Меткость и рельсотроны (PDF) (Отчет). Исследовательская лаборатория армии США. DOI : 10,21236 / ADA391975 . S2CID 108872351 . ARL-TR-2392 - через Semantic Scholar.
- ^ а б Бейер, РА; Пеше-Родригес, РА (2004). «Реакция пороха на излучение плазмы». Реакция пороха на излучение плазмы - Публикация конференции IEEE . С. 273–278. DOI : 10.1109 / ELT.2004.1398089 . ISBN 978-0-7803-8290-9. S2CID 29541521 .
- ^ Шредер, Массачусетс; Бейер, РА; Пеше-Родригес, РА (2004). «Исследование образцов топлива JA2, подвергшихся воздействию плазменного излучения» с помощью сканирующего электронного микроскопа. Исследование образцов топлива JA2, подвергшихся воздействию плазменного излучения, с помощью сканирующего электронного микроскопа - публикация конференции IEEE . С. 289–294. DOI : 10.1109 / ELT.2004.1398093 . ISBN 978-0-7803-8290-9. S2CID 36321294 .
- ^ Ярмарка, HD (2005). «Наука и технологии в области электромагнитных запусков в Соединенных Штатах вступают в новую эру». IEEE Transactions on Magnetics . 41 (1): 158–164. Bibcode : 2005ITM .... 41..158F . DOI : 10,1109 / TMAG.2004.838744 . S2CID 47558848 .
- ^ «Китай стремится вооружить военные корабли рельсотронами, которые могут не иметь значения в войне - Business Insider» . Архивировано 12 февраля 2019 года.
- ^ «Китай может иметь самое мощное военно-морское орудие в мире к 2025 году» . Национальный интерес . 4 июля 2018. архивации с оригинала на 6 июля 2018 года . Проверено 6 июля 2018 .
- ^ «Что такое гиперзвуковой рельсотрон? Как работает супероружие, которое Китай может строить» . 2 февраля 2018. архивации с оригинала на 3 февраля 2018 года . Проверено 3 февраля 2018 .
- ^ "Готовится ли Китай к испытаниям рейлгана?" . Февраль 2018. Архивировано 3 февраля 2018 года . Проверено 3 февраля 2018 .
- ^ «Китай заявляет, что испытывает первый в мире рельсотрон в море, подтверждая утечку фотографий электромагнитного оружия» . Newsweek . 14 марта 2018. Архивировано 20 марта 2018 года . Проверено 19 марта 2018 .
- ^ «Подтверждение китайского рейлгана: военная« награда »раскрывает испытание электромагнитного суперпушки в море» . News Corp Australia . 15 марта 2018. Архивировано 19 марта 2018 года . Проверено 19 марта 2018 .
- ^ «Специальные инновационные оборонные проекты» . Министерство обороны . 7 февраля 2017 . Проверено 28 октября 2019 г. - через Информационное бюро для прессы .
- ^ «План по коренизации ВМС Индии (2015-2030 гг.)» (PDF) . ДИРЕКЦИЯ ПО ИНДИГЕНИЗАЦИИ IHQ MOD (ВМФ) . ВМС Индии - Производство Министерства обороны . Проверено 9 февраля 2021 года .
- ^ «Электромагнитная рельсовая пушка ЭМРГ» . Globalsecurity.org. Архивировано 3 января 2015 года . Проверено 10 февраля 2015 года .
- ^ Фрост, Трейси. «Живая электроника для управления гиперзвуковыми снарядами при экстремальном ускорении» . Программа SBIR / STTR ВМС США. Архивировано 11 февраля 2015 года . Проверено 10 февраля 2015 года .
- ^ [1] Архивировано 26 июня 2015 г., в Wayback Machine.
- ^ ЛаГрон, Сэм (14 апреля 2015 г.). "NAVSEA Подробности об испытании рейлгана в море 2016 года на JHSV Трентон - Новости USNI" . News.usni.org. Архивировано 25 декабря 2015 года . Проверено 24 декабря 2015 года .
Внешние ссылки
- Наблюдайте за стрельбой из рейлгана ВМФ со всех сторон Рейлган делает первый снимок из серии ввода в эксплуатацию. включает видео с YouTube за ноябрь 2016 г.