Американдық Әскери -теңіз күштері электромагниттік рельсті зеңбіректерді зерттеу үшін алған «Velocitas Eradico» ұраны түпкі мақсатқа толық сәйкес келеді. Латын тілінен аударғанда бұл өрнек «Жылдамдық өлтіреді» дегенді білдіреді. Теңіз саласында электромагниттік технологиялар табысты дамып келеді, бұл шабуыл қаруының перспективаларын ашады және авиациялық тасымалдаушылармен жұмыс жасайды.
Рональд О'Рурк 2016 жылдың қазанында Конгресстің зерттеу қызметі үшін жазған «Лазерлер, рельстік зеңбіректер және гиперсониялық снарядтар: АҚШ Конгресі үшін фон мен қиындықтар» деп аталатын есеп: кемеге қарсы круиздік зымырандардан (ASM) және кемеге қарсы баллистикалық зымырандар (АБР), кейбір бақылаушылар заманауи кемеге қарсы және баллистикалық зымырандармен қаруланған Қытай сияқты қарсыластармен ықтимал жауынгерлік қақтығыстарда жер үсті кемелерінің аман қалуына алаңдайды ». Қытайдың механика және электроника Қытай Чанфэн академиясы әзірлеген әлемдегі бірінші және жалғыз орташа диапазондағы FGM DF-21D (Dufeen-21) әлемдік флоттарда белсенді түрде талқыланды; Бұл зымыран Бейжіңде 2015 жылдың қыркүйегінде Екінші дүниежүзілік соғыстың соңында өткен шеруде көрсетілді. Сонымен қатар, есепте ресейлік флот Новатор конструкторлық бюросы жасаған спутниктік инерциялық / радарлық нұсқаулықпен 3М-54 Калибрлі отбасына қарсы және жердегі қанатты зымырандар тобын орналастыруды жалғастыруда.
Кейбір елдер, мысалы, Қытай мен Ресей, өз кемелерін қуатты қару -жарақпен жабдықтауды жалғастырып жатқанда, АҚШ -тың Әскери -теңіз күштері басқа батыс флоттарымен бірге өзінің жер үсті әскери кемелерінің аман қалуына көбірек алаңдайды. Ал кадрлардың қысқаруы бүкіл әлем флотын перспективалы технологияларға бет бұруға мәжбүр етеді. Мысалы, globalsecurity.org сайтына сәйкес, АҚШ әскерінің белсенді мүшелерінің саны 2017 жылдың соңына қарай 200 мыңға азайып, 1,28 млн. Бұл тұрғыда қорғаныс саласында электромагниттік технологиялар потенциалды қарсыластарды қаруландыруға және жеке құрамды қысқартуға байланысты күрделі мәселелердің перспективалы шешімі ретінде тез дамып келеді. Қазіргі дәстүрлі жүйелермен салыстырғанда, бұл технологиялар, әуе кемесінің катапультынан рельске арналған зеңбіректерге дейін (рельс), үнемді болады және қызметкерлер санын азайтады.
Электр және магниттік
Электромагниттік энергия - бұл электр және магнит өрістерінің қосындысы. Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымының сайтында жарияланған анықтамаға сәйкес: «Электр өрістері кернеудің айырмашылығына байланысты пайда болады, кернеу неғұрлым жоғары болса, нәтижесінде өріс соғұрлым күшті болады. Магнит өрістері зарядталған бөлшектер қозғалғанда пайда болады: ток күшейген сайын магнит өрісі күшейеді ».
EMALS (Electromagnetic Aircraft Launch System), әуе кемесіне арналған перспективалы ұшыру жүйесі General Dynamics-те будың катапульталарын алмастыру үшін әзірленуде, олардың бірқатар үлкен кемшіліктері бар, олардың үлкен массасы, көлемі мен үлкен көлемді сақтау қажеттілігі. теңіз суының агрессивті химиялық қасиеттеріне байланысты кемеге шығарылмайтын су көлемі. Жаңа жүйе индукциялық катушкалары бар көптеген элементтерден тұратын, параллельді екі рельстен тұрады, әуе кемесінің ұшу палубасына орнатылады, сондай -ақ әуе кемесінің алдыңғы дөңгелегіне бекітілген күймеден тұрады. Меган Элке, General Atomics (GA) түсіндірді: «Бағыттаушы элементтердің дәйекті қозуы магниттік толқын жасайды, ол бағыттаушы рельстер бойымен қозғалады және вагонды, осылайша ұшақты бағыттаушы рельстердің барлық ұзындығы бойымен қажетті жылдамдықпен мәжбүрлейді. палубадан сәтті ұшу. Бұл процесс бірнеше мегаватт электр энергиясын қажет етеді ».
Электромагниттік массалық үдеткіштің жұмыс принципі, рельстік тапанша, рельстік тапанша, EMALS электромагниттік катапультінің жұмыс принципіне ұқсас. Өндірілген бірнеше мегаватт энергия магнит өрісін құру үшін екі бағыттаушы рельстің бойымен (EMALS жүйесінің екі бағыттаушы рельстері сияқты) бағытталады. Raytheon жаңа технологиялар бөлімінің жетекшісі Джон Финкенавр түсіндіргендей: «Жүйе белгілі бір мөлшерде энергия жинап алғаннан кейін, конденсаторлар (өндірілген электр зарядын сақтайды) екі рельстің бойымен электр импульсін жібереді (олардың біреуі теріс зарядталған. басқасы оң), электромагниттік өріс жасайды ». Бұл өрістің әсерінен снаряд екі ұзын рельсті баррельде өте жоғары жылдамдықпен қозғала бастайды. Ашық ақпарат көздері жылдамдықтың 7 Mach нөміріне (шамамен 8600 км / сағ) жететінін айтады. Снарядтың салмағы шамамен 11 кг және жауынгерлік заряд жоқ. Вольфрам соққы элементтерімен толтырылған снарядтың корпусы алюминий қорытпасымен қапталған, ол снаряд бөшкеден шыққан соң тасталады. Снарядтың нысанаға жетуінің жоғары жылдамдығы, соққы беретін элементтермен бірге ешқандай жарылғыш затсыз айтарлықтай қирауды тудырады.
Магниттік тартылыс
EMALS жүйесімен алмастырылатын бу катапульттері 50 -ші жылдардан бастап көптеген елдердің әуе кемелерінде болды. Ұзақ уақыт бойы олар ең тиімді технология болып саналды, ол қабілетті, мысалы, салмағы 27 300 кг ұшақты палубаның ұзындығы 300 метрден 240 км / сағ жылдамдыққа дейін үдете алады. Бұл жұмысты орындау үшін катапультаға әр кіру үшін шамамен 615 кг бу қажет, сонымен қатар гидравликалық жабдықтар, катапультті тоқтату үшін су, сондай -ақ сорғылар, электр қозғалтқыштары мен басқару жүйелері қажет. Басқаша айтқанда, дәстүрлі бумен катапульт, ол өз жұмысын мінсіз атқарғанымен, айтарлықтай техникалық қызмет көрсетуді қажет ететін өте үлкен және ауыр жабдық. Сонымен қатар, ұшу кезінде күтпеген соққылар әуе кемесінің ұшақтарының қызмет ету мерзімін қысқартады. Бу катапульттерінде ұшатын ұшақтардың түрлеріне де шектеулер бар; жағдай әсіресе ұшақтардың массасы үнемі өсіп келе жатқандығымен қиындатады және жақын арада тасымалдаушы ұшақтарды жаңғырту мүмкін болмай қалуы мүмкін. Мысалы, флот ұсынған мәліметтерге сәйкес, Boeing F / A-18E / F Super Hornet тасығышының максималды ұшу салмағы 30 тонна, ал алдыңғы Douglas A-4F Skyhawk жойғыш, ақырында 1980 жылдардың ортасында қызметтен алынды, ұшу салмағы 11,2 тонна болды.
Элкенің айтуынша: «Бүгінгі таңда ұшақтар ауыр, жылдам және функционалды бола бастады, әр ұшақтың палубасынан ұшу үшін әр түрлі ұшыру жылдамдығына ие болу үшін оларға тиімділігі мен икемділігі жоғары тиімді ұшыру жүйесі қажет». General Atomics мәліметтері бойынша, бу катапульталарымен салыстырғанда, EMALS жүйесі 30 пайыз тиімдірек болады, оның көлемі бұрынғыға қарағанда аз көлемді және техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді, бұл оны катапульт конфигурациясы әр түрлі кемелерге орнатуды жеңілдетеді. Мысалы, «Нимиц» сыныбындағы авиатасымалдаушылардың төрт бу катапульты бар, ал француздық жалғыз Шарль де Голльдің екі катапульты бар. Сонымен қатар, басқарылатын немесе ұшқышсыз ұшақтардың әр түрінің ұшу салмағына қарай реттелген әр түрлі EMALS үдеулері ұшақ корпустарының қызмет ету мерзімін ұзартуға ықпал етеді. «Орнату орны аз болса, тиімділік пен икемділік жоғарыласа, техникалық қызмет көрсету мен жұмысшылар саны азайса, EMALS мүмкіндіктерді едәуір арттырады және шығындарды азайтады, бұл флоттың дамуын одан әрі қолдайды», - деп қосты Элке.
Avascent консалтингтік компаниясының қызметкері Александр Чангтың айтуынша, рельсті қарудың да бірқатар артықшылықтары бар. «Ең бастысы, әрине, олар снарядтарды Мах жеті тәрізді жылдамдықпен ешқандай жарылғыш зат қолданбай атып шығара алады». Теміржолдың энергия көзі бүкіл кемені электрмен жабдықтаудың жалпы жүйесі болғандықтан, жарылғыш заттарды немесе отындарды тасымалдауға байланысты тәуекелдер алынып тасталады. Рельс мылтығының жоғары бастапқы жылдамдығы, дәстүрлі кеме зеңбіректерінің бастапқы жылдамдығынан шамамен екі есе көп, соғу уақытын қысқартады және кемеге бір мезгілде көптеген қауіптерге жауап беруге мүмкіндік береді. Бұл әрбір жаңа снарядпен жауынгерлік немесе отындық зарядтарды зарядтаудың қажеті болмауына байланысты. Элке «оқтұмсықтар мен отындардың көмегімен жеткізу жеңілдетілгенін, бір оқтың құны мен материалдық -техникалық жүктемені төмендететінін, ал рельстің тапаншасының салыстырмалы түрде кіші өлшемдері журналдың сыйымдылығын арттыруға мүмкіндік беретінін айтты. басқа қару-жарақтармен салыстырғанда әлдеқайда ұзақ (мысалы, жер үсті кемелерін қорғау үшін пайдаланылатын жер-әуе зымырандарымен) ». Конгресстегі баяндамада АҚШ-тың Әскери-теңіз күштері үшін Raytheon мен General Atomics құрастырған екі рельсті зеңбірек «снарядтарды 20 мен 32 мегаджоуль арасындағы энергия деңгейінде атуға болады, бұл снаряд 92-185 км жүруге жеткілікті» деп көрсетілген. Егер біз салыстыратын болсақ, онда ашық дереккөздер бойынша, ОТО Мелара / Леонардодан алынған 76 мм кеме зеңбірекінің максималды қашықтығы 40 км жететін Mach 2.6 (3294 км / сағ) жылдамдығы бар. Финкенавр «рельсті қаруды жүздеген теңіз милясын жіберу қажет болған кезде жер үсті кемелерін өртке қарсы қолдау үшін қолдануға болады немесе жақын қашықтықтан ату мен зымыранға қарсы қорғаныс үшін қолдануға болады» деп мәлімдеді.
Алда қиындықтар
EMALS жүйесінде қолданылатын технология өндіріске ену сатысында. АҚШ-тың Әскери-теңіз күштері, General Atomics-тің осы катапультын Форд сыныбындағы жаңа ұшақ қондырғыларынан алу үшін таңдаған, 2016 жылдың қарашасында алғашқы стресс-тесттерін өткізді. Осы кластағы бірінші кемеде Джеральд Р. Форд әдеттегі ұшақты модельдейтін балласты салмақпен теңізге шығарылды (төмендегі бейне). Әр түрлі салмақтағы 15 раковиналық арба қолданылды. Алғашқы ұшырулар сәтсіз аяқталды, бірақ келесі сәтті деп танылды. Мысалы, салмағы шамамен 6800 кг боги шамамен 260 км / сағ жылдамдыққа дейін, ал салмағы 3600 кг кіші боги 333 км / сағ дейін жылдамдатылды. Элкенің айтуынша, бұл жүйе сонымен қатар 2020 жылы флотқа ауыстырылады деп жоспарланған Джон Кеннеди авиатасымалдағышында шығарылады және орнатылады. GA сонымен қатар 2018 жылы құрылысын бастайтын Enterprise авиакомпаниясының жалғыз EMALS мердігері ретінде таңдалды. Элке «біз басқа мемлекеттердің біздің электромагниттік ұшу мен қону жүйелеріне қызығушылығын көріп отырмыз, өйткені олар өз флотында жаңа технологиялар мен тасымалдаушыға негізделген ұшақтар болуын қалайды» деп атап өтті. Алайда, айта кету керек, EMALS технологиясы өндіріске дайын болғанымен, жүйенің өзі жұмыс істеуге қажет энергия көлеміне байланысты қызмет көрсететін әуе тасымалдаушыларының басым көпшілігіне орнатыла алмайды.
Жоғарыда айтылғандардан басқа, рельсті тапаншаның бірқатар елеулі кемшіліктері бар. Финкенаурдың айтуынша, «қорғаныс секторында электромагниттік технологияны қолданудағы проблемалардың бірі - бөшкені жұмыс жағдайында ұстау және әрбір снаряд ұшырылғаннан кейін бөшкелердің тозуын азайту». Шынында да, снарядтың бөшкеден шығу жылдамдығы мұндай тозуды тудырады, алғашқы сынақтарда әр оқтан кейін бөшкені толығымен қалпына келтіру керек болды. «Импульстік қуат үлкен мөлшерде энергия бөлуді және импульстік қуат модульдерінің бір ату үшін жұмысты үйлестіруді талап етеді». Барлық осы модульдер магнит өрісінің кернеулігін жасау және снарядты бөшкеден шығару үшін жинақталған электр энергиясын қажет уақытта шығаруы керек. Ақырында, снарядты мұндай жылдамдыққа тездету үшін қажет энергия мөлшері тапаншаның қажетті компоненттерін әр түрлі сыныптағы жерүсті кемелеріне орнатуға болатындай жеткілікті шағын физикалық өлшемдерге орау мәселесін туғызады. Осы себептерге байланысты, Финкенаврдың айтуынша, шағын рельсті зеңбіректер алдағы бес жылда қызметке кірісуі мүмкін, ал кемеде алдағы 10 жылда толық қуаты 32 мегаджоуль болатын рельсті мылтық орнатылады.
Гиперактивтілік
Чангтың айтуынша, «соңғы уақытта АҚШ Әскери -теңіз күштері рельс мылтығының технологиясын жетілдіруге аз көңіл бөле бастады және қолданыстағы дәстүрлі зеңбіректерге оңай сәйкес келетін HVP (Hyper Velocity Projectile) гиперсониялық снарядының мүмкіндіктеріне назар аударды». 2012 жылдың қыркүйегінде АҚШ Әскери-теңіз күштерінің зерттеу кеңсесінде жарияланған HVP туралы техникалық құжатта ол «әр түрлі қару-жарақ жүйесінен түрлі миссияларды орындауға қабілетті, әмбебап, төмен тартылатын, басқарылатын снаряд» ретінде сипатталған. рельс зеңбірегіне американдық стандартты әскери-теңіз жүйелері кіреді: 127 мм Mk. 45 және 155 мм жетілдірілген артиллериялық қондырғы BAE Systems жасаған Advanced Gun System. BAE Systems мәліметтері бойынша, HVP конструкциясындағы «арнайы ингредиент»-бұл оның ұшу ауқымын кеңейту үшін қарапайым оқ-дәрілерде кеңінен қолданылатын зымыран қозғалтқышының қажеттілігін жоққа шығаратын өте төмен аэродинамикалық тартылыс.
CRS зерттеу қызметінің есебіне сәйкес, Mk.45 қондырғысынан ату кезінде бұл снаряд теміржолдан ату кезінде қол жеткізе алатын жылдамдықтың жартысына ғана жетеді (бұл Mach 3 немесе шамамен 3704.4 км / сағ). мылтық, ол, дегенмен, Mk.45 зеңбірегінен атылған кәдімгі снарядтың жылдамдығынан әлі де екі есе жоғары. АҚШ Әскери -теңіз күштерінің пресс -релизінде айтылғандай, «HVP Mk.45 -пен бірге әр түрлі міндеттердің орындалуын қамтамасыз етеді, оның ішінде жер үсті кемелерін өртке қарсы қамтамасыз ету, әуе мен жердегі қауіптерге қарсы күресте флоттың мүмкіндіктерін кеңейтеді. бірақ сонымен бірге пайда болған қатерлермен ».
Чангтың айтуынша, Қорғаныс министрлігінің Ғылыми-зерттеу департаментінің АЖЖ дамытуға қомақты қаражат бөлу туралы шешімі оларға рельсті зеңбірек орнату үшін кемелерді қайта жабдықтау мәселесін шешуге бағытталған. Осылайша, АҚШ Әскери-теңіз күштері әрқайсысында екі Mk.45 зеңбірегі бар Ticonderoga сыныбындағы крейсерлерде және Арлэй Берк сынды эсминецтерінде HVP гиперсониялық снарядын қолдана алады. Рельстік тапанша технологиялық тұрғыдан жаңа Замволт сынды жойғыштарға орнатуға дайын емес, олардың біріншісі 2016 жылдың қазанында АҚШ Әскери-теңіз күштеріне қабылданды. Бірақ, кем дегенде, дамудың соңында HVP снаряды Advanced Gun System сияқты 155 мм артиллериялық қондырғыларының оқ-дәрі жүктемесіне ене алады. Баспасөз хабарламасына сәйкес, флот қаңтарда армиялық гаубицадан HVP снарядының ату сынақтарын өткізді. АҚШ -тың Әскери -теңіз күштері HVP өзінің әскери кемелерімен қызметке қашан кіре алатыны туралы ақпарат бермейді.
Өнеркәсіптік даму
2013 жылы BAE Systems Теңіз зерттеулер мен әзірлемелер басқармасынан қарудың прототипін құру бағдарламасының екінші кезеңі үшін рельсті зеңбірек жасауға 34,5 миллион долларлық келісім -шарт алды. Бірінші кезеңде Әскери -теңіз күштерінің жер үсті қаруын дамыту орталығының инженерлері Raytheon EM Railgun прототипін сәтті ұшырып, 33 мегаджоуль энергия деңгейіне жетті. BAE Systems мәліметтері бойынша, екінші кезеңде компания бір оқтан жарылысқа көшіп, автоматты жүктеу жүйесін, сондай-ақ әр атудан кейін мылтықты салқындату үшін термиялық басқару жүйесін дамытпақшы. 2013 жылы BAE Systems сонымен қатар осы бөлімнен АЖ әзірлеуге және көрсетуге келісімшарт алды.
General Atomics 1983 жылы президент Рональд Рейганның стратегиялық қорғаныс бастамасы аясында теміржол технологиясын дамыта бастады. Бұл бастама «елді ауқымды ядролық шабуылдан қорғай алатын ғарыштық зымыранға қарсы қорғаныс бағдарламасын әзірлеуге» бағытталған. «Қырғи қабақ соғыс» аяқталғаннан кейін бұл бастама өзектілігін жоғалтты және оның қымбаттығына байланысты тез тоқтатылды. Ол кезде техникалық ақаулар жеткілікті болды, ал рельс мылтығы да ерекшелік емес еді. Рельстік тапаншаның бірінші нұсқасы мылтықты іске қосу үшін соншалықты көп энергияны қажет етті, оны үлкен ангарға орналастыруға болады, сондықтан Элкенің айтуынша, «соңғы сегіз жылда біз электроника мен жартылай өткізгіштердің көлемін қысқарттық. өте үлкен конденсаторлар құрылды ».
Бүгінде General Atomics 30 мегаджоульдік рельс зеңбірегін және 10 мегаджоульдық Блитцер әмбебап зеңбірегін жасап шығарды. Сонымен қатар, жер үсті көліктерінде жеңіл қарудан оқ ату үшін энергияны жинақтау процесін жеңілдететін конденсатор 2016 жылдың шілдесінде ашық алаңда сәтті көрсетілді. Элке осыған байланысты былай деп қосты: «Біз сонымен қатар Блицер зеңбірегінің тасымалдану мүмкіндігін сәтті көрсеттік. Зеңбірек бөлшектеліп, Дагуэй полигонынан Форт Силл полигонына жеткізілді және 2016 жылдың армиялық маневрлері кезінде сәтті ату сынақтары үшін қайта жиналды ».
Raytheon сонымен қатар рельсті зеңбірек технологиясын және инновациялық импульсті энергия желісін белсенді түрде дамытады. Финкенавр түсіндірді: «Желі ұзындығы 6,1 м және биіктігі 2,6 метр болатын импульсті қуат модульдері деп аталатын ондаған шағын блоктардан тұратын көптеген импульсті қуат контейнерлерінен тұрады. Бұл модульдердің жұмысы - қажетті энергияны бірнеше секундқа жинақтап, оны бір сәтте босату ». Егер біз модульдердің қажетті санын алып, оларды бір -бірімен байланыстыратын болсақ, онда олар рельстің жұмысына қажетті қуатты бере алады.
Қауіп -қатерге қарсы тұру
2016 жылдың сәуірінде Брюссельде АҚШ қорғаныс министрінің орынбасары Боб Ворк сөйлеген сөзінде «Ресей де, Қытай да өздерінің арнайы операциялық күштерінің теңізде, құрлықта және ауада күнделікті жұмыс істеу қабілетін жақсартып жатыр. Олар киберкеңістікте, электронды қарсы шараларда және ғарышта өте күшті болып келеді ». Бұл оқиғалар тудыратын қауіптер АҚШ пен НАТО елдерін ортақ «Үшінші қарсы теңгерім стратегиясы» деп аталатын TOI (Үшінші офсет бастамасы) әзірлеуге мәжбүр етті. Сол кездегі Қорғаныс министрі Хейгел 2014 жылы айтқанындай, TOI мақсаты-соңғы технологияларды енгізу арқылы әзірленген Қытай мен Ресейдің әскери мүмкіндіктерін теңестіру немесе үстемдік ету. Бұл тұрғыда рельсті зеңбіректер мен гипертониялық снарядтар мақаланың кіріспе бөлігінде айтылған Қытай мен Ресейдің қаруынан болатын ықтимал қауіптерге қарсы тұрудың немесе залалсыздандырудың негізгі мүмкіндіктерін білдіреді.
