Fait référence aux accélérateurs de masse électromagnétiques (ou, si vous pensez en termes militaires, aux balles et aux obus). Il est vrai de compter sur l'usage du railgun à la lumière petites armes jusqu'à ce qu'elle soit nécessaire, cette question reste l'apanage des écrivains de science-fiction. Cependant, si nous parlons de les équiper d'équipements militaires lourds et de navires de la Marine, la situation ici est complètement différente. Déjà après environ 5-6 ans, les canons à rails de combat peuvent être lancés en série, après quoi ils commenceront intensément à déplacer les systèmes d'artillerie à poudre.
Mais commençons dans l'ordre, pour lequel nous découvrirons ce qu'est exactement le railgun et comment il fonctionne.
Les principales parties de l'installation sont :
1. Alimentation. C'est une batterie de condensateurs qui crée une courte impulsion de courant d'une puissance énorme (on parle de centaines voire de milliers de kilojoules).
2. Équipement de commutation. Autrement dit, ce sont des dizaines de câbles épais capables de transférer l'énergie stockée sans fondre.
3. Lanceur. L'appareil ressemble à un canon d'arme à feu, sanglé par de nombreux renforçateurs de force. Ils sont nécessaires pour que le système résiste Pression interne plus de 1000 atmosphères et une température de 20 000 à 30 000 degrés. À l'intérieur du canon, sur toute sa longueur, se trouvent deux longues électrodes ou rails parallèles (d'où le nom).
Principe de fonctionnement:
Une puissante impulsion de courant est appliquée aux rails. La force de la décharge dépasse l'énergie de la foudre de plus de cent fois. Un arc plasma s'allume immédiatement entre les rails (électrodes). Certains développeurs suggèrent de placer un insert métallique fusible dans le canon avant de mettre sous tension. Il contribuera à l'allumage de l'arc et, une fois fondu, il se transformera en plasma, ce qui augmentera considérablement sa quantité. Un courant circulera d'un rail à l'autre à travers le plasma. Le courant provoque l'émergence des plus puissants Champ électromagnétique cela affectera l'ensemble de l'appareil. Étant donné que les rails sont fixés de manière rigide, le seul élément mobile du système sera le plasma, à travers lequel, comme à travers un conducteur métallique ordinaire, le courant continue de circuler. Sous l'action de la force de Lorentz, ce même conducteur (plasma) commencera à se déplacer rapidement le long du canon. 
Un caillot de plasma est appelé « piston à plasma » ; c'est, pour ainsi dire, un analogue d'une charge de poudre dans armes à feu... Si un projectile a été placé devant le piston, sa vitesse à la sortie du canon peut aller jusqu'à 13-15 km / s (Pour référence, moderne pièces d'artillerie capable d'accélérer le projectile jusqu'à un maximum de 2 km/s). Curieux que le railgun puisse rester arme mortelle et sans l'utilisation de projectiles. Dans ce cas, l'installation pourra tirer des paquets de plasma et leur vitesse sera vraiment fantastique - environ 50 km / s.
Avantages de l'arme :
1. Vitesse de projectile énorme. Dans les systèmes de combat, il devrait aller jusqu'à 10 km/s. Comme mentionné ci-dessus, le railgun peut fournir beaucoup vitesse élevée l'accélération, mais en raison de la forte augmentation de la résistance de l'air, qui arrêtera littéralement le projectile tiré, cela n'a aucun sens d'y parvenir. La vitesse énorme du corps accéléré est la propriété principale du railgun, pour lequel il a été créé. La plupart des autres avantages de cette arme découlent de cette propriété.
2. Énorme pouvoir de pénétration. Lors d'essais en laboratoire effectués sur un railgun de paillasse, une balle en polymère souple de deux grammes a percé des plaques métalliques épaisses. Dans ce cas, une partie du métal s'est transformée en plasma et s'est simplement évaporée. Cet exemple montre clairement qu'un véritable canon à rails de combat est capable de pénétrer tous les matériaux et types de blindage actuellement existants. Il n'y a pratiquement aucune protection contre lui. Même un puissant ne sauvera pas défense active, puisque l'hexogène utilisé n'aura tout simplement pas le temps d'exploser.
3. Longue portée d'un tir direct. Il peut faire 8-9 km, et le projectile couvre cette distance en moins d'une seconde. Il va sans dire qu'il est presque impossible d'esquiver un tel coup. De plus, la visée est grandement simplifiée. Lorsque vous tirez avec un railgun, il n'est pas nécessaire de corriger le plomb, la force du vent, etc. Frappez ce que vous voyez et ne manquez pas.
4. Longue portée de tir. Un projectile tiré d'un railgun peut parcourir jusqu'à 400 kilomètres. Il est clair qu'avec de tels indicateurs, ces armes renvoient dans le passé non seulement l'artillerie traditionnelle, mais aussi tous les types de missiles tactiques.
5. Bon marché, facilité de fabrication, sécurité du stockage des munitions. Les railguns destinés au combat à vue (par exemple, les canons de char ou anti-aériens) seront équipés d'obus sans explosifs. À la base, ce ne sont que des blancs. Le fait est qu'à une vitesse de 4 km / s et plus, le projectile n'a plus besoin d'explosifs. Son énergie cinétique est si grande que lorsqu'il atteint la cible, il n'y a pas un coup, mais une véritable explosion, dans sa puissance dépassant l'explosion de n'importe lequel des explosifs actuellement existants.
Inconvénients et problèmes des railguns modernes :
1. La taille énorme et la puissance insuffisante des alimentations. Pour alimenter les railguns actuellement existants, des batteries de condensateurs sont utilisées qui occupent des pièces entières. C'est pourquoi ils ne peuvent être installés que sur des navires de guerre et dans des zones fortifiées. mais société américaine General Atomics développe déjà un mobile complexe foncier Blitzer, qui sera situé à la base du camion. Certes, il est prévu d'utiliser des centrales électriques mobiles pour alimenter ce canon, qui prendra deux autres camions.
2. Usure rapide du canon. Des surcharges gigantesques et des effets de plasma détruisent pratiquement le canon. Jusqu'à présent, sa ressource n'a été portée qu'à un millier de coups. Le coût d'un coup (en tenant compte du coût de l'usure du canon), selon certaines sources, est de 25 000 $. Pour prolonger la durée de vie d'une arme coûteuse, les concepteurs expérimentent des matériaux composites avancés et développent de nouveaux systèmes de refroidissement.
3. Chargez les munitions au moment du tir. Ce problème est particulièrement pertinent pour les munitions contenant des explosifs. 
4. Effet de bruit puissant. Lorsqu'un railgun est tiré, le rugissement est comparable au coup de tonnerre. Il survient lorsque le plasma s'échappant du canon est allumé en plein air et se développe considérablement.
5. Faible cadence de tir. Jusqu'à présent, pour toutes les raisons énumérées ci-dessus, il n'est pas nécessaire de parler de la cadence de tir du railgun. Mais l'armée américaine a fixé une tâche aux développeurs : dans les cinq prochaines années, porter la cadence de tir de l'installation à 6 à 10 coups par minute.
En résumé, je voudrais dire que les railguns modernes sont encore loin d'être parfaits, mais ils existent déjà et non seulement existent, mais se développent, se modernisent à pas de géant. Les plus grands fabricants d'armes du monde y travaillent et le résultat devrait être évident dans un avenir très proche. L'US Navy prévoit donc d'équiper les destroyers DDG-1000 "Zumwalt", spécialement conçus à cet effet, de canons de combat déjà en 2020. Les constructeurs de chars israéliens dorment et voient comment ils vont mettre des "rails" sur leurs nouveaux véhicules de combat, ce qui les rendra pratiquement invincibles. Il existe également des projets de mise en orbite de canons électromagnétiques. Eh bien, attendez et voyez, il ne reste plus si longtemps.
Oleg Shovkunenko
Commentaires et commentaires :
Edouard 04/03/14
Je ne pensais pas que c'était une "machine" aussi puissante. Semblait petit.
lecteur 12/02/14
Je sais approximativement comment le construire, pour cela, les développements de 2-3 physiciens et la fusion nucléaire froide conviennent, le plasma va accélérer le projectile au moins à 3 vitesses de la lumière.
intéressé par le 22.02.15
Quoi quoi, mais le HYAF doit encore être prouvé, mais en Russie, cela n'arrivera guère - la commission sur les pseudosciences ne le permettra pas, les inquisiteurs sont de la merde!
Nikolaï 18/12/15
Il est possible d'augmenter l'énergie du projectile à certains moments, à condition que l'intensité du courant traversant le projectile soit maintenue
Oleg Shovkunenko
Nikolay, bien sûr, il existe vraiment des possibilités d'augmenter la vitesse d'accélération du projectile dans le canon à rail, mais comme je l'ai déjà écrit dans l'article, il est tout simplement inutile de la rendre supérieure à 10 km / s. La raison en est une forte augmentation de la résistance de l'air. La question ne deviendra pertinente qu'après le développement de nouveaux projectiles utilisant le principe d'une chemise à plasma ou à cavitation d'air ou autre.
Critique 26/05/2016
Quel nafig à 10 km/s ! Au-dessus de Mach 6-7 en conditions réelles, et non en conditions stériles, les obus n'ont pas encore volé.
Oleg Shovkunenko
Critique, la capacité d'augmenter la vitesse du projectile de 2 km / s à 10 km / s - c'est le point culminant du canon à rails, sa supériorité sur l'artillerie conventionnelle.
Pacha 30/05/16
La quantité d'électricité consommée est déroutante. D'une manière ou d'une autre, j'ai du mal à imaginer un char équipé d'un canon à rails lors d'opérations militaires, voyageant avec deux générateurs qui lui sont attachés par derrière avec un câble épais. En ce qui concerne les bases - cela aussi est difficile à comprendre - tous les missiles tactiques ont longtemps été mis "sur roues", les missiles stationnaires ont été abandonnés depuis longtemps pour des raisons bien connues.
Il me semble que cela aurait plus de sens quelque part dans l'espace, ce serait bien d'étudier la possibilité de mettre quoi que ce soit en orbite sans utiliser de carburant. Malheureusement, pour l'instant, cette chose ne peut tirer que des morceaux de métal informes en fusion. En général, il consomme beaucoup d'énergie, coûte cher, nécessite une technologie sérieuse (pendant une guerre, c'est toujours un problème) et l'effet à de tels coûts est clairement insuffisant. Il s'avère qu'en fonctionnement, un tel canon nécessitera toute une brigade d'ingénieurs à son service, et de très hautes qualifications, je ne parle pas de production.
fuad 31/05/2016
il peut être efficace comme système de défense aérienne, il est même possible de créer un système pro et les coûts seront moindres
OL 07.06.16
La vitesse élevée est nécessaire principalement pour les longues distances. Et à longue distance, viser le "museau" n'a pas de sens - des micro-facteurs aléatoires de dispersion excluront toujours la précision de frappe. Cela signifie que le projectile doit avoir ses propres commandes et cerveaux pour le positionnement et le contrôle du vol. Quel type d'électronique peut supporter de telles accélérations ?! Eh bien, c'est plus faisable que d'utiliser un marteau pour découvrir les microcircuits.
Oleg Shovkunenko
Ol, n'hésitez pas, les esprits intelligents trouveront quelque chose, car il existe déjà une expérience de munitions corrigées telles que "Krasnopol" et "Centimètre". Et la vitesse du projectile n'est pas seulement requise pour la portée. Par exemple, imaginez quel plaisir c'est de tremper des cibles d'un canon à rail à une distance de 2 à 5 km. Ni un navire, ni un char, ni un hélicoptère ne peuvent esquiver un tel "cadeau", et l'avion devra faire de gros efforts pour s'en sortir avec ses jambes... ou plutôt le châssis :))
Il peut être efficace en tant que système de défense aérienne, vous pouvez même créer un système pro et les coûts seront moindres
Romain 28/11/16
Tirer à longue distance avec un tir direct ne fonctionnera pas car g = 9,8 m / s2), et la ligne d'horizon d'une hauteur de 2,5 m est inférieure à 6 km (et c'est conditions idéales qui ne prennent pas en compte le terrain et d'autres facteurs similaires) ce ne sont donc rien de plus que des histoires pour les non-informés qui disent que lors du tir d'un railgun, aucun calcul balistique n'est nécessaire)
Oleg Shovkunenko
La portée de tir direct est en fait une caractéristique de l'arme, et en aucun cas une instruction pour les artilleurs de tirer directement sur des cibles distantes de 8 à 9 km. Attrapez la différence !
Vlad 01/04/2017
Bon, ok, le tir direct, disons depuis un tank, est très intéressant. Mais si vous tirez à une distance de plus de 10 km, vous avez déjà besoin de précision, et précision = contrôlabilité du projectile. Et la deuxième question est-ce que l'ingestion d'un blanc à une vitesse de 5-7 km/s correspond à la quantité de kg en équivalent TNT ?
Oleg Shovkunenko
Vlad, à mon avis (bien sûr, je ne peux pas parler pour les développeurs de railguns de combat modernes) ce type d'arme est le plus efficace dans 2 cas :
le premier est une bataille en ligne de mire, jusqu'à environ 5 km ;
le second est le bombardement de bases militaires et d'autres objets stratégiques à des distances supérieures à 100 km.
Bien sûr, des missiles guidés ou à tête chercheuse sont nécessaires pour toucher des cibles à une distance de plus de 5 km. Il est insensé de penser que le railgun deviendra une arme universelle et supplantera tous les autres systèmes de combat.
Si nous parlons de la puissance de l'explosion d'un projectile déchargé d'un canon à rails, elle peut être facilement estimée. Utilisons la formule de l'énergie cinétique du cours de physique de l'école. Il s'avère que l'énergie d'un projectile pesant 1 kg. à une vitesse de 5 km / s, elle est égale à 12,5 106 J. Dans n'importe quel ouvrage de référence, vous pouvez trouver une valeur pour l'énergie d'explosion d'une charge de TNT. Par exemple, pour le trinitrotoluène, il est égal à 4,184 106 J. Comparons. Il s'avère qu'un projectile non chargé (ou simplement un blanc) est trois fois plus puissant qu'un explosif. Et c'est sans compter le terrible pouvoir de pénétration que possède l'obus du railgun.
Denis Grabov 31/07/17
La résistance de l'air dépend de la troisième puissance de la vitesse. Et l'énergie cinétique est dans la seconde. Après dix kilomètres, la vitesse du projectile sera la même que coquilles conventionnelles et vous avez besoin d'explosifs dans le projectile. Mais son calibre est petit, ce qui signifie qu'il doit s'agir d'un projectile nucléaire. Le seul avantage par rapport à une fusée est qu'elle est même théoriquement impossible à abattre. Mais pourquoi est-il nécessaire quand le railgun n'est applicable que dans la flotte, et dans missiles anti-navires portée beaucoup plus longue. Et s'ils commencent à utiliser des armes nucléaires, alors des ICBM seront tirés sur la flotte et non sur des canons à portée tactique ou des missiles de la flotte ennemie du même théâtre d'opérations. Oui, et une volée de MLRS, aussi, est peu susceptible d'abattre.
Principe de fonctionnement
Un canon gaussien se compose d'un solénoïde avec un canon à l'intérieur (généralement constitué d'un diélectrique). Un projectile (fait de ferromagnétique) est inséré dans une extrémité du canon. Lorsqu'un courant électrique circule dans le solénoïde, un champ magnétique apparaît, qui accélère le projectile, le "attirant" dans le solénoïde. Dans ce cas, le projectile reçoit aux extrémités du pôle symétriquement aux pôles de la bobine, à cause de quoi, après avoir passé le centre du solénoïde, le projectile est attiré dans la direction opposée, c'est-à-dire. inhibé. Mais si, au moment où le projectile passe au milieu du solénoïde, le courant est coupé, le champ magnétique disparaîtra et le projectile s'envolera de l'autre extrémité du canon. Mais lorsque la source d'alimentation est coupée, un courant d'auto-induction se forme dans la bobine, qui a direction inverse courant, et inverse donc la polarité de la bobine. Cela signifie que lorsque la source d'alimentation est soudainement coupée, le projectile qui a traversé le centre de la bobine sera repoussé et accéléré davantage. Sinon, si le projectile n'a pas atteint le centre, il sera ralenti.Pour le plus grand effet, l'impulsion de courant dans le solénoïde doit être de courte durée et puissante. Typiquement, des condensateurs électriques sont utilisés pour générer une telle impulsion. Si un condensateur polaire est utilisé (par exemple, sur un électrolyte), le circuit doit comporter des diodes qui protégeront le condensateur du courant d'auto-induction et de l'explosion.
Les paramètres de l'enroulement, du projectile et des condensateurs doivent être coordonnés de telle manière que, lors du tir, au moment où le projectile s'approche du milieu de l'enroulement, le courant dans ce dernier ait déjà le temps de diminuer jusqu'à une valeur minimale, que c'est-à-dire que la charge des condensateurs aurait déjà été complètement consommée. Dans ce cas, l'efficacité d'un canon gaussien à un étage sera maximale.
Calculs
Énergie stockée dans le condensateur
V - tension du condensateur (en Volts)C - capacité du condensateur (en Farads)
L'énergie stockée dans la connexion série et parallèle des condensateurs est égale.
Energie cinétique du projectile
m - la masse du projectile (en kilogrammes)
vous - sa vitesse (en m/s)
Temps de décharge des condensateurs
C'est le temps pendant lequel le condensateur est complètement déchargé. Il est égal au quart de la période :L - inductance (en Henry)
C - capacité (en Farads)
Temps de fonctionnement de l'inducteur
C'est le temps pendant lequel la FEM de l'inductance augmente jusqu'à sa valeur maximale (décharge complète du condensateur) et tombe complètement à 0. Elle est égale à la demi-période supérieure de la sinusoïde.L - inductance (en Henry)
C - capacité (en Farads)
Avantages et inconvénients
Le Gauss Cannon a des avantages en tant qu'arme que les autres espèces n'ont pas. petites armes... C'est l'absence de douilles et le choix illimité de la vitesse initiale et de l'énergie de la munition, ainsi que la cadence de tir du canon, la possibilité d'un tir silencieux (si la vitesse du projectile ne dépasse pas la vitesse de son), y compris sans changer le canon et les munitions, un recul relativement faible (égal à la quantité de mouvement du projectile qui s'est envolé, aucune impulsion supplémentaire des gaz en poudre ou des pièces mobiles), théoriquement, une plus grande fiabilité et durabilité, ainsi que le capacité de travailler dans n'importe quelles conditions, y compris dans l'espace extra-atmosphérique.Cependant, malgré l'apparente simplicité du canon de Gauss et ses avantages, son utilisation comme arme se heurte à de sérieuses difficultés.
La première difficulté est la faible efficacité de l'installation. Seulement 1-7% de la charge du condensateur est transféré dans l'énergie cinétique du projectile. Cet inconvénient peut être partiellement compensé en utilisant un système d'accélération de projectile à plusieurs étages, mais dans tous les cas, le rendement atteint rarement même 27%. Par conséquent, le canon de Gauss est inférieur à la puissance du tir, même avec des armes pneumatiques.
La deuxième difficulté est une consommation d'énergie élevée (due à un faible rendement) et un temps de recharge suffisamment long des condensateurs, ce qui oblige à transporter une source d'alimentation (en règle générale, un puissant batterie). Il est possible d'augmenter considérablement l'efficacité si des solénoïdes supraconducteurs sont utilisés, mais cela nécessitera un système de refroidissement puissant, ce qui réduira considérablement la mobilité du canon gaussien.
La troisième difficulté (suite des deux premières) - poids lourd et les dimensions de l'installation, avec son faible rendement.
Ainsi, aujourd'hui, le canon de Gauss n'a pas de perspectives particulières en tant qu'arme, car il est nettement inférieur aux autres types d'armes légères. Des perspectives ne sont possibles à l'avenir que si des sources compactes mais puissantes de courant électrique et des supraconducteurs à haute température (200-300K) sont créées.
RailGun
Pistolet à rail(eng. Railgun) - une forme d'arme basée sur la conversion de l'énergie électrique en énergie cinétique du projectile. Autres noms : accélérateur de masse ferroviaire, railgun, railgun. A ne pas confondre avec le canon de Gauss.Principe de fonctionnement
Un canon à rail utilise une force électromagnétique appelée force Ampère pour propulser un projectile électriquement conducteur qui fait à l'origine partie d'un circuit. Parfois, des raccords mobiles sont utilisés pour connecter les rails. Courant je la traversée des rails excite un champ magnétique B entre eux, perpendiculaire au courant traversant le projectile et le rail adjacent. En conséquence, il y a une répulsion mutuelle des rails et l'accélération du projectile sous l'action de la force F.Avantages et inconvénients
Un certain nombre de Problèmes sérieux: l'impulsion de courant devrait être si puissante et pointue que le projectile n'aurait pas le temps de s'évaporer et de se disperser, mais une force d'accélération se produirait, l'accélérant vers l'avant. Par conséquent, le matériau du projectile et du rail doit avoir la conductivité la plus élevée possible, le projectile doit avoir le moins de masse possible et la source de courant doit avoir autant de puissance et moins d'inductance que possible. Cependant, la particularité de l'accélérateur ferroviaire est qu'il est capable d'accélérer des masses ultra-faibles à des vitesses ultra-élevées. En pratique, les rails sont en cuivre sans oxygène recouvert d'argent, des barres ou des fils d'aluminium sont utilisés comme projectiles, une batterie de condensateurs électriques haute tension, des générateurs Marx, des générateurs unipolaires de choc, des compulseurs sont utilisés comme source d'alimentation, et ils essaient de donner au projectile lui-même autant que possible avant d'entrer dans les rails.vitesse initiale élevée, en utilisant des armes pneumatiques ou à feu pour cela. Dans les canons à rail où le projectile est un fil, une fois que la tension est appliquée aux rails, le fil chauffe et brûle, se transformant en un plasma conducteur, qui accélère également davantage. Ainsi, le railgun peut tirer du plasma, mais en raison de son instabilité, il se désintègre rapidement.Salutations de Quake 3 Arena
Railgun (Railgun), ou dans le commun des mortels "rail" - un accélérateur de masse à électrodes pulsées, dont le principe est expliqué à l'aide de la force de Lorentz, qui convertit l'énergie électrique en cinétique. Est un arme prometteuse, qui présente de nombreux avantages par rapport disposition classique basé sur une explosion chimique. ET épreuves de combat cette beauté est juste au coin de la rue.
Principe de fonctionnement et limitations
Le canon à rail utilise une force électromagnétique appelée force de Lorentz pour propulser un projectile électriquement conducteur qui fait à l'origine partie du circuit. Parfois, des raccords mobiles sont utilisés pour connecter les rails. Le courant I traversant les rails excite un champ magnétique B entre eux, perpendiculaire au courant traversant le projectile et le rail adjacent. Il en résulte une répulsion mutuelle des rails et l'accélération du projectile sous l'action de la force F.
L'un des problèmes avec le railgun est qu'un matériau avec la conductivité la plus élevée possible est nécessaire pour fabriquer ses projectiles. pour créer une force motrice, une décharge de courant instantanée très puissante est lancée le long des rails. Si le matériau du projectile a une conductivité insuffisante, il peut s'évaporer dans le canon à rails sous l'influence de l'ampérage avant même de sortir du canon.
Le deuxième limiteur est l'alimentation. Dans un avenir proche, l'US Navy prévoit de tester le railgun à la base du navire (seul un navire peut aujourd'hui résister à un tir de cette arme). Pour une salve d'un railgun moderne, une impulsion de 25 (!) Mégawatts est requise. L'un des navires de l'US Navy, spécialement conçu en tenant compte de la possibilité de compléter un railgun, est équipé de centrales électriquesà 78 mégawatts, et la valeur la plus courante pour el. la capacité de l'installation sur le navire est un chiffre de 9 mégawatts. Pour un tir du railgun, près de 30% de la puissance de l'installation spéciale est nécessaire. navire de la flotte. À propos de l'utilisation de ce genre armes sur des navires ordinaires et je pense que cela n'en vaut pas la peine.
Vidéo de l'installation expérimentale de l'US Navy :
Une question au public : d'où vient l'éclair de feu ? :)
Parfois, pour donner au projectile du railgun la vitesse initiale la plus élevée, à laquelle le tir sera plus efficace, une explosion chimique est produite (détonation de poudre à canon, par exemple). En exagérant, le railgun peut être utilisé comme "accessoire d'accélération" pour les canons, augmentant la vitesse du projectile à la sortie. Mais je ne prendrais pas le risque de faire passer un tel courant à travers des explosifs.
Projectile non conducteur
Il existe un autre type de railgun qui utilise un projectile non conducteur. Dans le cas décrit, les rails sont fermés non par le projectile lui-même, ce qui conduit à la formation de la force de Lorentz, mais séparément, derrière le projectile, formant une décharge en arc. Cette dernière conduit à l'évaporation du projectile et à la formation d'un jet stream qui, déplaçant le projectile le long des rails, l'accélère.A ne pas confondre avec le canon de Gauss
Le canon de Gauss et le railgun sont souvent confondus. La raison en est la nature similaire du fonctionnement de ces dispositifs, mais ils utilisent des approches et des lois électrophysiques différentes pour accélérer le projectile. Le railgun met en œuvre l'utilisation de la force de Lorentz ou d'un jet stream, et le canon de Gauss utilise des champs électromagnétiques. Le projectile ferromagnétique est accéléré le long du tube diélectrique à travers une série de solénoïdes qui, lorsqu'ils sont allumés, forment un champ magnétique, qui « pousse » le projectile ferromagnétique vers l'avant.
Le canon de Gauss a une efficacité nettement inférieure à celle du canon à rails, ce principe n'est donc pas pris en compte par l'armée pour créer des armes.
Alors pourquoi un railgun aussi sophistiqué est-il si savoureux pour les militaires ?
Tout au point est simple - l'argent. "Rail" est capable de tirer à une distance allant jusqu'à 180 km déjà aujourd'hui, et à l'avenir, il est prévu d'atteindre des indicateurs allant jusqu'à 400 km. À de telles distances, il n'est possible de tirer qu'avec des missiles, dont chacun coûte des millions de dollars, en plus ils savent se battre avec tout. Le railgun peut déjà tirer des projectiles pesant 2-3 kg, ce qui, à une vitesse allant jusqu'à 2000-2500 m / s, entraîne une destruction colossale. Le projectile lui-même coûte environ 20 à 25 000 dollars, par rapport au coût des missiles, il est gratuit et le transport et l'utilisation de telles munitions sont un plaisir: les munitions n'explosent pas, aucun problème de chargement, aucune urgence due à le facteur humain (sauf, bien sûr, qui ne le laisse pas tomber sur sa jambe).Les scientifiques doivent résoudre le problème uniquement avec la source d'alimentation, tk. construire des navires spécifiquement pour le "rail" est très coûteux (une centrale électrique de 70 mégawatts est une consommation d'énergie petite ville). Dès que le problème d'alimentation sera résolu, nous pourrons voir les railguns en service. Et comment gérer un blanc de trois kilogrammes volant à Mach 7 et capable de couler un navire n'est pas clair.
Il semble que les militaires américains soient friands de nouveautés diverses, parfois même trop nouvelles : soit ils se précipitent avec la Strategic Defense Initiative, soit ils commandent un laser de combat. Enfin, depuis quelques années, BAE Systems, mandaté par l'agence DARPA, développe un autre échantillon, comme s'il venait dans notre monde de livres et de films de science-fiction. Cette canon de rail, également appelé « railgun » (de l'anglais railgun) ou railgun.
Le principe de fonctionnement de cette arme miracle est relativement simple : un objet électriquement conducteur est installé sur deux électrodes parallèles (les mêmes rails), qui sert de projectile. Un courant continu est fourni aux électrodes, grâce auquel le projectile non sécurisé, ayant fermé le circuit électrique, commence à se déplacer sous l'action de la force de Lorentz. Cependant, le railgun a ensemble complet contre, qui, en fait, est le principal casse-tête des créateurs armes similaires... Ainsi, un railgun nécessite une source de courant d'une puissance suffisante, en fonction des caractéristiques requises de l'arme. De plus, il faut choisir les bons matériaux pour le rail et le projectile : d'une part, pour réduire les pertes sur la résistance des conducteurs, et d'autre part, pour éviter leur surchauffe et leur endommagement. En d'autres termes, la création d'un railgun applicable dans la pratique est une tâche difficile, longue et très coûteuse.
Ce qui a attiré l'armée américaine le nouveau genre armes? Le fait est qu'un canon à rails peut accélérer de petits projectiles (jusqu'à 10-15 kilogrammes) à des vitesses telles qu'ils peuvent causer des dommages importants à l'équipement et aux objets ennemis uniquement en raison de leur propre énergie cinétique. En plus des armes de combat évidentes, de telles armes présentent également des avantages dans le domaine de l'approvisionnement: les munitions pour le railgun s'avèrent simples et pratiques, et également peu sujettes à la détonation, car elles ne contiennent aucun explosif.
L'agence DARPA s'est intéressée aux canons ferroviaires au milieu des années 90 du siècle dernier. Ensuite, évaluer les perspectives de travail sur le sujet, le calendrier approximatif de la livraison de nouvelles armes aux troupes (après 2020) et sa niche cible - remplacer les installations d'artillerie dans la marine. Bientôt, BAE Systems a commencé à rechercher une nouvelle direction et à construire les premiers canons expérimentaux à faible puissance. Progressivement, toutes les technologies nécessaires et les découvertes structurelles ont été élaborées, à la suite de quoi, fin 2006, ils ont commencé à construire un prototype Avec énergie de la boucheà 10 mégajoules. Les vérifications du système et les premiers lancements de tests ont commencé au second semestre 2007, et en février de l'année prochaine, l'existence de cet appareil a été officiellement annoncée. Au même moment apparaissent les premières vidéos de prises de vue et de données sur les paramètres d'installation : vitesse de démarrage les blancs étaient à 2520 mètres par seconde, soit huit fois la vitesse du son. En décembre 2010, les designers américains se sont à nouveau « vantés », mais maintenant l'énergie initiale était déjà supérieure à 32 MJ. Le même coup de canon a tiré le millième anniversaire depuis le début des travaux sur le sujet. Toutes ces expériences présentent un certain intérêt, mais jusqu'ici exclusivement scientifiques. Le fait est que les canons ferroviaires expérimentaux eux-mêmes ne sont pas petits - ils constituent une structure de quelques dizaines de mètres de long et de 2,5 à 3 mètres de large / haut. Et ce n'est que le railgun lui-même, et en fait il est également "attaché" à la batterie correspondante de condensateurs avec générateurs. En d'autres termes, les canons ferroviaires actuels ne sont pas prêts pour application pratique armes, mais des échantillons purement expérimentaux de laboratoire.
Bien sûr, vous ne serez pas intéressé par de tels canons de la taille d'un bâtiment entier. Pour cette raison, la DARPA a récemment embauché Raytheon. Le contrat de 10 milliards l'oblige à créer et à construire prototype Nouveau centrale électrique capable de fournir de l'énergie au railgun. De plus, la mission implique que la centrale électrique aura des dimensions et une masse adaptées à son placement sur des navires. Si Raytheon parvient à créer un système appelé PFN (Pulse Forming Network), il pourra à l'avenir être utilisé non seulement en tandem avec des railguns, mais aussi, par exemple, avec des lasers de combat. Raytheon n'a pas beaucoup de temps pour développer et fabriquer le premier PFN, car il est prévu de commencer à tester le railgun installé sur le navire en 2018. Néanmoins, il n'est pas exclu que les dates soient modifiées, peut-être même plusieurs fois.
Dans le même temps, BAE Systems et General Atomics (cette société a été impliquée dans le projet de "dupliquer" le travail) doivent fabriquer un canon d'une énergie initiale d'environ 64 MJ, portée de visée lancer un projectile de neuf kilogrammes d'au moins 450 à 500 kilomètres et une cadence de tir de 6 à 7 coups par minute. Pour des raisons évidentes, les tests de portée à grande échelle n'ont pas encore été effectués, mais les calculs montrent qu'un canon à rails de 32 mégajoules "lance" une munition de 10 kg sur 350-400 kilomètres. Il n'y a pas encore d'exigences pour augmenter la vitesse du projectile : il est probable que la DARPA considère la portée et le poids de l'ébauche comme une priorité plus élevée. Cependant, où gros problèmes en attendant les développeurs de l'arme dans le "baril". Le fait est que l'énorme accélération initiale du projectile conduit à une usure complète des rails existants en 8 à 10 coups. En conséquence, en plus d'améliorer les qualités de combat direct, BAE Systems et General Atomics devront sérieusement modifier la conception.
Les premiers porteurs du railgun devraient être les destroyers du projet Zumwalt. Selon les rumeurs, ces navires ont été conçus à l'origine de manière à ce que de nouveaux systèmes, par exemple le PFN, et de nouvelles armes puissent être inclus dans leur équipement à faible coût. Dans quelle mesure les rumeurs sont vraies est encore inconnue. Néanmoins, même à partir des informations sur les "Zumvolts", on peut tirer des conclusions appropriées. Il semble que l'armée américaine ait l'intention de disposer d'une large gamme d'armes dans son arsenal, en plus des missiles disponibles. Il convient de noter que le railgun diffère d'eux d'une manière avantageuse en ce que chaque fusée coûte beaucoup d'argent et, une fois son objectif atteint, est détruite. Un canon sur rail, à son tour, coûte encore plus cher, mais seuls les obus sont consommés, ce qui est des ordres de grandeur moins chers qu'une seule roquette. De plus, un disque hypersonique est quasiment impossible à intercepter avec les moyens existants. Il convient également de rappeler l'envie américaine d'attaquer à une distance décente, à laquelle l'ennemi ne sera pas en mesure de fournir une réponse adéquate.
Maintenant, le milieu des années 1920 est appelé le terme pour l'adoption du Zumvolt avec l'artillerie ferroviaire. Cependant, cela nécessite la poursuite des travaux, et le projet de railgun a récemment été menacé de fermeture. Rappelons que l'automne dernier, le Sénat américain a exigé, au moins, de réduire les coûts des programmes « futuristes », voire de les abandonner purement et simplement. L'armée a réussi à maintenir le projet sur la création de canons à rail dans son intégralité, mais le laser aéroporté(Boeing YAL) n'était pas destiné à continuer les tests.
La science ne reste pas immobile, dans la course à la domination du monde, les gens inventent des armes toujours plus parfaites qui menacent la stabilité du globe et gardent les ennemis et les méchants en échec.
Les scientifiques américains vont une fois de plus surprendre le monde entier en présentant une nouvelle arme, qui a déjà été surnommée "l'arme du XXIe siècle". Ce nom terrible et prometteur cache un prototype industriel de canon électromagnétique. Le plus puissant du monde pistolet électromagnétique s'appelle "Railgun" et prévoit de commencer absolument nouveau chapitre armement mondial.
RailGun, étant un accélérateur de masse à électrodes pulsées, convertit l'énergie électrique en énergie cinétique. Le nom de l'appareil est né en raison de apparence systèmes. Strictement parlant, ce qu'on appelle des "rails" sont en fait des électrodes positionnées en parallèle et connectées à une source de courant continu. Le projectile est placé entre eux, et un circuit électrique est fermé pour donner l'accélération. L'objectif principal du développement d'une telle technologie est d'équiper l'US Navy de telles armes à l'avenir. On suppose que la portée du tir atteindra quatre cents kilomètres.
Un canon sur rail utilise la force électromagnétique (force Lawrence) pour disperser un projectile qui fait à l'origine partie du circuit.
Les avantages d'utiliser un railgun sont indéniables :
- Fort pouvoir destructeur du tir ;
- Portée de tir impressionnante (de 150 à 350 km);
- La sécurité de ce type d'arme du fait de l'absence de poudre à canon/carburant explosif ;
- Un poids réduit permettra de compléter l'équipement grande quantité des charges;
- La vitesse du projectile peut atteindre neuf mille kilomètres par heure.
Le prototype industriel sera plus durable. Cependant, malgré l'apparente promesse, le projet comporte de nombreuses restrictions qui empêchent l'équipement rapide des navires de guerre américains :
- Une impulsion nette et nette est nécessaire, que le projectile accélérera et poussera avant de se disperser ou de s'évaporer ;
- Une énorme quantité d'énergie, à l'aide de laquelle le canon à impulsions sera activé;
- Effets néfastes de l'humidité et du sel, corrodant le système ;
- Stabilisation du système ;
- Démasquage complet lanceur qui se produit après le premier tir ;
De grosses sommes d'argent dépensées pour tester et améliorer un échantillon de laboratoire avec des délais peu clairs pour une mise en œuvre à grande échelle. Afin de résoudre le problème de l'équipement énergétique du RailGun, des recherches complémentaires sont menées en parallèle. Le projectile doit avoir une masse minimale, le matériau pour la fabrication du projectile et le rail doivent avoir une conductivité élevée.
Le travail sur le railgun continue
Parallèlement aux travaux sur une source d'énergie permettant de tirer plusieurs coups sans remplacement complet, les scientifiques travaillent à l'amélioration du système : sa taille compacte, les matériaux à partir desquels les pièces du pistolet sont fabriquées et sa sécurité.
Si les résultats du test du canon sont concluants, cela deviendra véritablement une véritable percée dans l'organisation des opérations militaires sur l'eau. Les Américains, ayant réussi à mettre en œuvre le railgun, pourront dominer le sphère militaire... Engagement de haute précision des cibles sur grande distance, et la vitesse énorme atteinte par le projectile contribuera à un effet destructeur énorme. Un fait important est que le coût d'un projectile pour un railgun est plusieurs fois inférieur au coût d'autres projectiles anti-navire, et la maintenance du système peut être assurée par une seule personne - le tireur.
Des travaux d'amélioration du railgun sont en cours aux États-Unis avec un succès variable. En 2011, il y avait menace sérieuse clôturant le projet comme désespéré et « futuriste ». Pourtant, Barack Obama a défendu « l'arme du XXIe siècle » en signant un décret correspondant. A ce jour, plusieurs grandes entreprises travaillent sur le projet, comme General Atomics et BAE Systems), qui envisagent d'équiper les navires de guerre de canons à rails dans dix ans. Pour mettre en œuvre ce programme, il est nécessaire de modifier la source d'énergie qui entraîne le RailGun. Il devrait fonctionner comme une batterie, en stockant suffisamment un grand nombre de de l'énergie, et des demi-mesures ne résoudront pas le problème : à quoi bon une arme coûteuse capable de tirer plusieurs coups simples ? De plus, la cadence de tir déclarée du canon de 6 à 10 coups par minute n'est qu'une théorie, et même alors insuffisante.
Le travail sur l'augmentation de la cadence de tir est associé à la recherche de matériaux plus résistants à l'usure : les guides du canon doivent être changés tous les deux coups. Les travaux sur l'augmentation de la vitesse conduisent à la destruction des projectiles en vol, ce qui devient également un obstacle sérieux à l'introduction à grande échelle du railgun. A cette liste peut s'ajouter le besoin système de haute précision viser et viser, et il devient évident que les plans des Américains peuvent être qualifiés de trop optimistes en toute sécurité.
L'histoire de la création de RailGun
Mais les Allemands étaient encore engagés dans les premiers essais de telles armes pendant la Seconde Guerre mondiale. L'arme a été testée dans un tunnel ferroviaire en Bavière, et les résultats ont inspiré l'espoir d'une formidable arme électromagnétique. Le prototype du pistolet a accéléré un cylindre en aluminium de dix grammes à une vitesse de plus de 4 000 km / h, mais a été capturé par les Américains, qui ont apprécié l'idée.
Les réflexions sur la création d'une telle arme sont entrées dans la tête de scientifiques canadiens, australiens et britanniques. Dans les années guerre froide« Des travaux similaires ont également été effectués par des scientifiques soviétiques. Ces développements étaient hautement secrets, mais les rumeurs de réalisations et d'armes planifiées armée soviétique des armes basées sur un principe similaire ont été combattues avant l'effondrement de l'État. La Russie n'avait pas suffisamment d'opportunités économiques pour continuer à travailler dans cette direction, et le projet a été réduit à pendant longtemps... Aujourd'hui, des travaux sur la création d'armes électromagnétiques sont menés dans notre pays, et en parallèle, des débats sont en cours sur l'opportunité d'introduire de telles armes.
Le pouvoir, qui pourra mettre en œuvre l'idée d'armer l'armée arme à impulsion, pourra dicter ses conditions au monde, mais pour l'instant ça arrive seulement sur la domination théorique.