Пушка гаусса своими руками

Электромагнитная пушка катушечного типа.

— Одна из разновидностей систем электромагнитного оружия. Отличается от рельсовых пушек большей компактностью. Принципы действия — аналогичны рельсовым пушкам. Основная часть — электромагнитная катушка.

Следует отметить одну интересную особенность данного вида вооружений. Снаряд, летящий с такой огромной скоростью может быть выпущен из ствола обычной пушки, если ее подключить к специальному электромагнитному блоку. Такие системы очень удобно использовать на новейших кораблях ВМС США, которые оснащены мощной энергетической установкой.

Перспективы электромагнитного оружия:

Перспективы — поистине огромные. Фактически, сейчас мы стоим на пороге технологической революции в военной сфере, когда возможен полный отказ от взрывчатых систем произведения выстрела. Эра «пороха» уходит в прошлое, как когда-то ушли в прошлое лук со стрелами.

Военно-морской флот США разработал рельсотрон как мощное оружие, способное одним выстрелом наносить непоправимые повреждения вражеским кораблям, уничтожать танки и другую военную технику противника.

Для такого оружия не существует бетонных укреплений и традиционных форм защиты от попадания.

Эффективными они могут оказаться и в системе ПРО (противо-ракетной обороны). Они способны сбивать ракеты во много раз более дешевым и эффетивным способом, чем существующие сейчас системы.

Май, 2016 г.

Доплнительно по теме: США успешно испытали в Персидском заливе боевое лазерное оружие

Конструкция

С изготовлением рельсотрона связан ряд серьёзных проблем: импульс тока должен быть настолько мощным и резким, чтобы снаряд не успел испариться и разлететься, но возникла бы ускоряющая сила, разгоняющая его вперёд. На снаряд или плазменный поршень действует сила Лоренца, поэтому сила тока важна для достижения необходимой индукции магнитного поля, и важен ток, протекающий через снаряд перпендикулярно силовым линиям индукции магнитного поля. При протекании тока через снаряд материал снаряда (часто используется ионизированный газ сзади лёгкого полимерного снаряда) и рельсы должны обладать:

  • как можно более высокой проводимостью,
  • снаряд — как можно меньшей массой,
  • источник тока — как можно большей мощностью и меньшей индуктивностью.

Однако особенность рельсового ускорителя в том, что он способен разгонять сверхмалые массы до сверхбольших скоростей (скорость снаряда в огнестрельном оружии ограничивается кинетикой проходящей в оружии химической реакции). На практике рельсы изготавливают из бескислородной меди, покрытой серебром, в качестве снарядов используют алюминиевые брусочки или проволоку, может использоваться полимер в сочетании с проводящей средой, в качестве источника питания — батарею высоковольтных электрических конденсаторов, которая заряжается от ударных униполярных генераторов, компульсаторов, и прочих источников электрического питания с высоким рабочим напряжением, а самому снаряду перед вхождением на рельсы стараются придать как можно большую начальную скорость, используя для этого пневматические или огнестрельные пушки.
В тех рельсотронах, где снарядом является проводящая среда, после подачи напряжения на рельсы снаряд разогревается и сгорает, превращаясь в токопроводную плазму, которая далее также разгоняется. Таким образом, рельсотрон может стрелять плазмой, однако вследствие её неустойчивости она быстро дезинтегрируется. При этом необходимо учитывать, что движение плазмы, точнее, движение разряда (катодные, анодные пятна), под действием силы Лоренца возможно только в воздушной или иной газовой среде не ниже определённого давления, так как в противном случае, например, в вакууме, плазменная перемычка рельсов движется в направлении, обратном силе  — так называемое обратное движение дуги.

При использовании в рельсотронных пушках непроводящих снарядов снаряд помещается между рельсами, сзади снаряда тем или иным способом между рельсами зажигается дуговой разряд, и тело начинает ускоряться вдоль рельсов. Механизм ускорения в этом случае отличается от вышеизложенного: сила Лоренца прижимает разряд к задней части тела, которая, интенсивно испаряясь, образует реактивную струю, под действием которой и происходит основное ускорение тела.

Сверхдальности или сверхвысоты?

Уже в середине 1930-х у сверхдальнобойных пушек наметился серьезный конкурент в виде ракет. Ряд специалистов признавали, что разговоры о ракетах, разрабатываемых для переброски почты или межпланетных сообщений, на самом деле лишь прикрытие для работ военного назначения, результаты которых смогут «в корне изменить методы боевых действий». Французский инженер Л. Дамблян, например, предложил проект баллистической ракеты с наклонным стартом из артиллерийского орудия и дальностью полета до 140 км. В Германии с 1936 года уже велась работа над баллистической ракетой с дальностью полета до 275 км. С 1937 года в испытательном центре Пенемюнде доводили до ума ракету А4, ставшую более известной миру под именем «Фау-2».

С другой стороны, энтузиасты межпланетных сообщений не оставляли «артиллерийских» идей Жюля Верна. В 1920-х годах германские ученые М. Валье и Г. Оберт предложили выстрелить в сторону Луны снарядом, соорудив для этого на вершине горы близ экватора гигантскую пушку с длиной ствола 900 м. Свой вариант «космической пушки» предложил в 1928 году другой пионер космонавтики Г. фон Пирке. Дальше эскизов и расчетов дело в обоих случаях, конечно, не пошло.

Было и другое заманчивое направление достижения сверхдальностей и сверхвысот — замена энергии пороховых газов электромагнитной. Но сложности реализации оказались значительно больше ожидаемых выгод. «Магнито-фугальное» орудие русских инженеров Подольского и Ямпольского с теоретической дальностью полета до 300 км (предложенное еще в 1915 году), соленоидные орудия французов Фашона и Вильоне, «электропушки» Малеваля не пошли дальше чертежей. Идея электромагнитных орудий жива и сегодня, но даже самые многообещающие схемы рельсотронов пока остаются лишь экспериментальными лабораторными установками. Судьба исследовательских приборов оказалась уготована и «сверхскоростным» легкогазовым пушкам (у них начальная скорость снаряда достигает 5 км/с вместо обычных 1,5 у «пороховых»).

Строим «Вавилоны»

Проекты сверхдальнобойных орудий продолжали появляться и после Второй мировой войны. В 1946 году в СССР обсуждался проект 562-мм орудия на самоходной и железнодорожной установке. Из сравнительно короткого ствола выстреливался активно-реактивный снаряд массой 1 158 кг с дальностью полета до 94 км. Прямая связь с германскими разработками конца войны очевидна — проект представила группа пленных германских конструкторов. По-прежнему была жива и идея сверхдальнобойных снарядов к морским орудиям. Снаряд массой 203,5 кг, разработанный в 1954 году к 305-мм пушке СМ-33, при начальной скорости 1 300 м/с достиг бы дальности в 127,3 км. Однако Хрущев принял решение остановить работы по морской и сухопутной тяжелой артиллерии. Стремительное развитие ракет, как тогда казалось, поставило крест на сверхдальнобойных пушках. Но десятилетия спустя идея, адаптировавшись к новым условиям и технологиям, снова начала прокладывать себе дорогу.

22 марта 1990 года в Брюсселе был убит профессор Дж. В. Бюлль, видный специалист по ракетно-артиллерийской технике. Его имя стало широко известно в связи с американо-канадским проектом HARP («программа исследования больших высот»), в котором использовались идеи Верна, Оберта и фон Пирке. В 1961 году, в эпоху общей «ракетомании», в разных районах Америки и Карибского бассейна установили переделанные из морских пушек орудия — для опытных стрельб на большие высоты. В 1966 году с помощью переделанной 406-мм пушки, установленной на острове Барбадос, удалось забросить подкалиберный снаряд — прототип спутника — на высоту 180 км. Убедились экспериментаторы и в возможности стрелять на дальность 400 км. Но в 1967 году HARP прикрыли — околоземные орбиты и так успешно осваивались с помощью ракет.

Бюлль занялся более «приземленными» проектами. В частности, его небольшая фирма «Спейс Рисерч Корпорэйшн» работала над улучшением баллистических характеристик орудий полевой артиллерии в странах НАТО. Поработал Бюлль и на ЮАР, и на Израиль, и на Китай. Возможно, «пестрота» заказчиков и сгубила ученого. В его убийстве обвиняют то «Моссад», то иракские спецслужбы. Но в любом случае его связывают с работами над проектом, известным как «Большой Вавилон». История профессора Бюлля и «Большого Вавилона» даже стала основой художественного фильма «Пушка Страшного суда».

Считается, что разработку иракской сверхдальнобойной пушки Саддам Хусейн заказал Бюллю незадолго до окончания ирано-иракской войны для борьбы с Ираном, имея в виду и возможность обстрела Израиля. Впрочем, официально пушку «подавали» как часть космической тематики — в качестве дешевого средства для выведения спутников на орбиту.

Калибр сверхпушки должен был достигать 1 000 мм, длина — 160 м, дальность стрельбы — до 1 000 км обычным снарядом и до 2 000 км активно-реактивным. Среди различных версий устройства «Большого Вавилона» имелись и многокаморная пушка, и выстреливаемый из ствола пушки двухили трехступенчатый реактивный снаряд. Детали орудия заказывали под видом оборудования для нефтепроводов. Проверку концепции якобы провели на прототипе «Малый Вавилон» калибром 350 мм и длиной 45 м, построенном в Джабал Ханраям (145 км от Багдада). Вскоре после убийства Бюлля британская таможня задержала партию труб прецизионного исполнения — их сочли деталями для постройки орудия.

После войны в Персидском заливе 1991 года иракцы показали инспекторам ООН остатки сооружения, которое считается «Малым Вавилоном», затем его разрушили. Собственно, на этом история и закончилась. Разве что в 2002 году, когда готовилась агрессия против Ирака, в прессе возобновились разговоры о «сверхпушке Саддама», способной стрелять снарядами с «химической, бактериологической и даже ядерной» начинкой. Но за время оккупации Ирака следов «Вавилона», как видно, не нашли, как и оружия массового поражения. Между тем эффективной и дешевой «сверхдальнобойной артиллерией» «третьего мира» оказались не сверхпушки, а толпы эмигрантов, среди которых можно легко рекрутировать исполнителей терактов или участников погромов.

В 1995 году уже китайская пресса опубликовала фотографию пушки длиной 21 м с расчетной дальностью стрельбы 320 км. Калибр 85 мм говорил о том, что это, скорее всего, макет будущего орудия. Назначение китайской пушки предсказуемо — держать под угрозой обстрела Тайвань или Южную Корею.

Системы ПРО и ряд договоров, ограничивающие возможности применения ракетного вооружения, не распространяются на артиллерию. Корректируемый снаряд сверхдальнобойной пушки по сравнению с боеголовкой ракеты — и более дешевое изделие, и трудно поражаемая цель. Так что в истории сверхпушек, возможно, рано ставить точку.

Семен Федосеев | Иллюстрации Юрия Юрова

Особенности конструкции

«Рэйлган» не отличается значительной сложностью устройства. Он представляет собой две параллельные металлические направляющие (те самые «рельсы»), между которыми размещается токопроводная перемычка, «подпирающая» снаряд. Вся эта конструкция может быть прикрыта сверху защитным кожухом, придающим всей установке внешний вид традиционного крупнокалиберного орудия.

Разумеется, вся эта простота – кажущаяся. Огромное значение имеет, в частности, молекулярная структура всех использованных материалов, а также геометрические размеры и точное расположение каждого из элементов. Кроме того, самая «ответственная» часть рельсотрона и вовсе скрыта от глаз. Это источник энергии, который должен обладать весьма впечатляющими характеристиками, и при этом оставаться довольно компактным.

Принципиальная схема конструкции рельсотрона

Рельсовая пушка

Рельсовая пушка — только одна из форм электромагнитной пушки. Она состоит из двух параллельных рельсовых направляющих, между которыми скользит снаряд.

Когда источник тока подсоединяется к рельсовым направляющим, ток проходит через одну рельсовую направляющую к снаряду, через проходящий якорь в основании снаряда к другой рельсовой направляющей и снова в другом направлении чрез другую рельсовую направляющую.

Ток создает магнитное поле, которое действует силой Лоренца на ток, проходящий через якорь, и таким образом разгоняет снаряд.Чарльз Гарнетт, менеджер проекта ВМС США в Дальгрене, сравнил принцип действия рельсовой пушки с работой карманного фотоаппарата. Он накапливает энергию для работы вспышки таким же образом, только в более скромных масштабах.

Рейлган может стрелять в 20 раз дальше, чем обычные артиллерийские системы кораблей ВМС США: сейчас этот показатель составляет около 20 км. и с высокой точностью, что снизит побочный ущерб.

Практическое применение в реальном мире[править]

Увы, с практическим применением возникает немало проблем.

Эффективность работы рельсотрона тем выше, чем:

  • выше электропроводность рельс
  • ниже масса снаряда
  • выше мощность источника тока.

Во-первых, рельсы. Эффективность рельсотрона тем выше, чем плотнее снаряд прижат к ним. Однако, в таком случае на рельсы действует огромная сила и высокая температура, которые быстро изнашивают их.

Во-вторых, снаряды. Поскольку неоднородные снаряды использовать затруднительно, остаётся использовать обычные металлические болванки, а единственным поражающим фактором становится кинетическая энергия. Поскольку лёгкий снаряд попросту испарится при выстреле, мощный рельсотрон может быть только артиллерийского калибра. В свою очередь это требует массивных рельсов, прочного корпуса и мощного источника тока, что ограничивает использование стационарными или корабельными батареями.

В-третьих, источник тока. Выдать нужную силу могут только конденсаторы, которые, в свою очередь, требуют времени для зарядки и усложняют конструкцию.

Современные артиллерийские образцы могут стрелять 10 кг болванками на расстояние около 200 километров с начальной скоростью до 9000 км/час (и с точностью, как говорили о произведении Вернера фон Брауна, плюс-минус пол-Лондона). Это намного превосходит пороховую артиллерию по дальности (фактически соревнуясь с ФАУ-3 и «Вавилоном»), при этом имеются перспективы развития. Кроме того, высокая начальная скорость теоретически позволяет эффективно сбивать ракеты. Если придумают систему наведения. Но пока что практическая применимость такого оружия сомнительна.

В принципе, ручное оружие на этом принципе возможно. Но, увы, даже в перспективе уступает пороховому практически по всем параметрам: сложное, дорогое, ненадежное, требующее мощного источника тока. Переломить ситуацию могут только очень мощные и компактные источники энергии и сверхпрочные материалы с высокой электропроводностью, а они сами по себе являются предметами насмешек всех, кто хоть что-нибудь понимает в физике и неорганической химии.

Иными словами, на современном уровне технологий, те же самые разрушения, которые сможет причинить рельсотрон, можно произвести обычной пороховой артиллерией или ракетой, причем это будет в разы дешевле и проще. А вот в космических баталиях будущего рельсотрон как раз имеет неплохие перспективы. К тому времени вопрос с источником питания, скорее всего будет решен, в космосе нет атмосферы и ничто не будет гасить огромную скорость снарядов, а чугуниевая болванка будет всяко дешевле ракет.

Ха! А что насчет такого варианта: энергию снаряду придает пороховой заряд, как в обычном огнестреле, но при этом снаряд получает дополнительное ускорение от «рельсотронной» части оружия. Стоит, правда, столько, что сгодится только для космодесанта, или как сделанное под странный настроением творение молодого изобретателя из культа кибернетики. У прочих финансы не потянут.

Конкретно такая реализация ИМХО является ненужным переусложнением. Допустим, реализовать можно, но зачем? Ну да, ускорять пороховым зарядом выше 1200 м/с сложно (и ЕМНИП ведет к снижению КПД) и порождает конструкции либо быстро изнашивающие ствол (Maroszek WZ 35, конические), либо зашкаливающе громоздкие (Колоссаль, Фау-3), но оружие будет много проще в реализации, если не сочетать электроэнергию и горючее для разгона, а выбрать что-нибудь одно, а именно: либо разгонять реактивный снаряд пороховым зарядом до определенной скорости, а дальше врубать реактивный двигатель, и тогда усложнению подвергнется один лишь боеприпас, а ствол останется по сути прежним; либо и правда давать дополнительное ускорение от «рельсотронной» части оружия, но начальный разгон производить по принципу: залил жидкость-вскипятил и нагрел пары до пару тысяч градусов за счет омического нагрева от разряда-газ производит работу, что позволит убрать как гильзу из боеприпаса, так и извлечение-выбрасывание гильзы-накол капсюля из орудия.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector