Китайские ученые разработали умный снаряд, оснащенный датчиками, экранированными от электромагнитных помех. Фото: Военно-морской инженерный университет
Сообщается, что ВМС Китая испытывают самую мощную планете пушку с электромагнитным приводом, способную запускать снаряды с очень высокой скоростью и точностью.
По словам ученых, участвовавших в проекте, в ходе огневых испытаний, впервые представленных публике, электромагнитная пусковая установка разогнала снаряд массой 124 кг до скорости 700 км/ч менее чем за 0,05 секунды.
Это был самый тяжелый из известных снарядов, использовавшихся в экспериментах с катушечной пушкой. Хотя точные размеры и максимальная дальность действия оружия остаются засекреченными, снаряд, движущийся с такой скоростью, может поразить цель на расстоянии как минимум нескольких километров.
Катушечные пушки также известны как пушки Гаусса или магнитные ускорители, имеют ряд катушек, расположенных вдоль ствола. На каждую катушку подается напряжение одна за другой, чтобы создать магнитное поле, которое может левитировать и толкать снаряд вперед.
Во время запуска снаряд обычно остается подвешенным в центре катушки, что помогает удерживать его на прямом курсе и не допускать касания стенки ствола. Из него можно стрелять многократно и быстро, не вызывая износа компонентов.
Такое оружие может произвести революцию в способах ведения войн, позволяя наносить более быстрые, точные и разрушительные атаки по вражеским целям. С его помощью, теоретически, также можно запускать ракеты или отправлять спутники в космос.
Эта технология существует уже несколько десятилетий, но проблемы в материаловедении и электронике затрудняли создание больших и мощных моделей.
Один из ближайших конкурентов китайской пушки Гаусса — минометное испытательное устройство с электромагнитной катушкой калибра 120 мм, находящееся в Национальной лаборатории Сандия в США, может стрелять снарядом весом 18 кг. Это одно из крупнейших из когда-либо созданных подобных устройств.
Согласно исследованию, опубликованному израильскими учеными в журнале Scientific Reports в январе, другие системы по всему миру обычно могут стрелять снарядами весом всего несколько граммов и диаметром несколько миллиметров.
Чем больше электромагнитная пушка, тем лучше ее способность стрелять снарядами, аналогичными тем, которые стреляют из традиционной артиллерии. Стандартный 155-мм артиллерийский снаряд, используемый вооруженными силами США, весит около 43 кг, а итальянская зенитная ракета Indigo весит 120 кг.
По мнению китайской команды под руководством профессора Гуань Сяокуня из Военно-морского инженерного университета, пушка Гаусса имеет ряд преимуществ перед традиционной артиллерией, в том числе более высокую скорость запуска, меньшие затраты на запуск и более короткое время подготовки.
«У него есть потенциал для революционного прорыва с точки зрения скорости, дальности действия, мощности, точности, безопасности, гибкости и надежности», — написали Гуань и его коллеги в статье, опубликованной в рецензируемом журнале Transactions of China Electrotechnical Society в этом месяце.
«Он широко применим в таких областях, как системы вооружения, околоземные спутники и высокоскоростные запуски ракет», — добавили они.
Их 30-ступенчатая пушка все еще находится на стадии испытаний, и неясно, когда и будет ли она развернута в полевых условиях. Однако в последние годы китайские военные вкладывают значительные средства в эту технологию.
«Военно-морской инженерный университет преодолел ряд трудностей при создании большой пушки Гаусс, — сказал Ма Веймин, ведущий научный сотрудник программы электромагнитного запуска китайской армии, в статье, опубликованной в июне.
Ма сказал, что задачи включают разработку и производство крупнокалиберных пушек с высокой магнитной плотностью и компактную технологию импульсного питания.
Он добавил, что в настоящее время Китай разрабатывает еще более мощную спиральную пушку, способную запускать снаряд со скоростью 3600 км/ч, что может увеличить дальность поражения оружия до более чем 100 км.
По мнению команды Гуаня, быстрое развитие такого оружия в Китае отчасти произошло благодаря прорыву в сенсорных технологиях.
Катушечные пушки при выстреле генерируют сильное магнитное поле, которое может создавать помехи для электронных устройств и датчиков, поэтому исследования электромагнитных пусковых установок обычно требуют измерения поведения снаряда в полете с помощью внешних средств.
Однако команда Гуана разработала новый умный снаряд, оснащенный датчиками, экранированными от электромагнитных помех благодаря специальным материалам, что позволяет им собирать высококачественные данные о поведении снаряда в полете. Эти точные данные от внутренних датчиков могут помочь ученым повысить эффективность и стабильность пушки.
Поддержание подвески снаряда в центре катушки во время запуска может быть сложной задачей, поскольку любое отклонение от центра может привести к тому, что снаряд коснется стенки ствола и повлияет на его траекторию.
Бортовые датчики помогли китайским ученым обнаружить проблемы, которые были упущены при компьютерном моделировании.
По словам команды, в начале запуска испытательный снаряд находился в нижней части приводной катушки из-за силы тяжести. При включении импульсного тока испытательный снаряд под действием электромагнитной силы толкался вверх.
По их словам, поскольку электромагнитная сила была сильнее в хвостовой части снаряда, она заставляла снаряд наклоняться и сталкиваться с внутренней стенкой приводной катушки, что приводило к колебаниям данных ускорения. Когда испытательный снаряд прошел более поздние стадии, он начал раскачиваться, потому что импульсный ток был запущен в неподходящее время.
Подобные открытия могут помочь ученым улучшить характеристики экспериментального оружия. Например, колебание можно уменьшить, отрегулировав время срабатывания импульсного тока, проходящего через катушки.
