Иногда мы хотим воспользоваться неким крутым оружием, чтоб оно было с электрическими полями, искрами и энергетическим свечением и прочими наворотами. Учёные придумали две технологии, как поставить эти поля на службу созидания разрушений: гаусс-пушка и рельсотрон. Фантасты добавляют их примерно на одну и ту же роль “крутой электрической пушки”. Но давайте разберёмся, что это такое, чем эти штуки отличаются, и как с этим в современном мире.
Начнём с Гаусса. Это – суть линейный электродвигатель. То есть вот есть у нас обычный индукционный мотор, мы его “разрезаем” от центра к краю, и разворачиваем (картинка выше). Получается механизм, который превращает электрическую энергию в возвратно-поступательную. На этом принципе у нас работают, например, маглев – поезд, что левитирует над путями. Сегодня их можно встретить в Китае и Японии. Так вот, гаусс-пушка – это буквально тоже самое! Обмотка на путях создаёт пульсирующее магнитное поле – мы делаем это в форм-факторе ручной пушки. Поезд движется в этом магнитном поле – мы делаем из него снаряд соответствующего размера. При этом простой железяки в общем и целом достаточно. Именно поэтому всякие гаусс-пушки у нас спроектированы с кучей обмоток и всяких штук. Поэтому его иногда называют coil-gun.
Казалось бы, «профит», плюс другие применения у этой технологии имеются. Почему же никто ими не вооружён? Основная проблема – в принципе действия и физике вокруг него. Энергия соленоида выражается, как LI^2/2, где L — индуктивность катушки, а I — сила тока. То есть для того, что бы передать много энергии, нужна большая индуктивность катушек и большое значение электрического тока с другой. Вот только чем больше индуктивность – тем медленнее изменяется ток этой самой катушки. Так что эти два требования идут друг против друга. Есть разные хитрости (например, включать катушку не сразу вдоль всего ствола, а по сегментам – тогда и “активная” индуктивность будет меньше), но они не дают решающего эффекта. Для гипотетического оружия это решаемо, но путем непомерного увеличения в размерах, чего не очень хочется. Упреждая вопрос – для поезда несколько медленный разгон не так критичен, и поэтому маглевы сегодня у нас имеются. Более того, довольно мало встречаются и в фантастике: спискоту устраивать не будем, но "рельс" намного больше.
Теперь к рельсотрону. Суть такова: у нас есть два проводящих “рельса”, контур между которыми замыкает “снаряд” (или поддон снаряда). При подаче электрического тока снаряд начинает двигаться вдоль этих рельс. Собственно, поэтому рельсотроны часто изображают в виде двух отдельных направляющих.
Тут вроде как проще – в отличии от предыдущего пункта у индуктивность системы у нас небольшая, поэтому можно сразу вжарить ток огромной силы. Теоретически, это позволяет ускорить снаряд до огромных скоростей (в где-то десять звуковых), где даже простой кинетической энергии хватит, чтобы поразить любую броню.
При этом с рельсотронами экспериментируют и в нашем мире. В чём же проблема? Во-первых, огромные энергозатраты, что исключает использования в качестве ручного оружия. Но можно поставить на корабль, так? Верно, и именно с ними вроде как и пытаются работать. Вот только пока с удовлетворительными результатами не очень густо. Эксперименты в США не показали ожидаемых результатов (в плане живучести системы и стрельбы на дальние дистанции), хотя ресурсов было вбухано достаточно. Впрочем, в конце 23-го года появилась инфа из Японии о демонстрации 40мм рейлгана для морских нужд. С тех пор пока тишина, но ждём, к чему это может привести.
В общем, как-то так. Два таких похожих, но в чём-то несколько разных способа использования электрической энергии для подпитки оружия. Который всё ещё остаются уделом фантастов, но может и мы сможем чего-то дождаться на нашем веку.
_________________
Автор: Борис Плавник