Перспективное ПРО наземного базирования

[Коури]

КИНЕТИЧЕСКОЕ И ПУЧКОВОЕ ОРУЖИЕ

Новейшие виды вооружения не ограничиваются источниками электромагнитного излучения. Космический вакуум дает возможность использовать в качестве оружия и вещественные носители энергии, движущиеся с большой скоростью: ракеты-перехватчики, самонаводящиеся высокоскоростные снаряды ($m \approx 1$ кг, $v \approx 10-40$ км/с), разгоняемые в электромагнитных ускорителях, и микроскопические частицы (атомы водорода, дейтерия; $v \sim c$), также ускоренные электромагнитным полем. Все эти виды оружия рассматриваются в связи с программой "звездных войн".

(с)

[Коури]

Их называют также оружием высокой кинетической энергии, или электродинамическими ускорителями массы. Заметим сразу, что они интересуют не только военных. С помощью ЭП предполагается осуществлять выброс радиоактивных отходов с Земли за пределы Солнечной системы, транспортировку с поверхности Луны материалов для космического строительства, запуск межпланетных и межзвездных зондов. Предварительные подсчеты показывают, что доставка грузов в космос с помощью ЭП обойдется в 10 раз дешевле, чем с помощью шаттла (300 долл. за 1 кг, а не 3000 долл., как у шаттла).

В рамках СОИ предполагается использовать ЭП для запуска баллистических (неуправляемых) или самонаводящихся снарядов для поражения взлетающих МБР (возможно, еще в верхних слоях атмосферы) и боеголовок вдоль всей траектории их полета.

Идея использования ЭП восходит еще к началу нашего века. В 1916 г. была первая попытка создать ЭП, надевая на ствол орудия обмотки из провода, по которым пропускался ток. Снаряд под действием магнитного поля последовательно втягивался в катушки, получал ускорение и вылетал из ствола. В этих экспериментах снаряды массой 50 г удавалось разогнать до скорости только 200 м/с. С 1978 г. в США была начата программа создания ЭП в качестве тактического оружия, а в 1983 г. она была переориентирована для создания стратегических средств ПРО.
Обычно в качестве космической ЭП рассматривается "рельсотрон" - две токопроводящие шины ("рельсы"), между которыми создается разность потенциалов. Токопроводящий снаряд (или его часть, например, облачко плазмы в хвостовой части снаряда) располагается между рельсами и замыкает электрическую цепь (рис.7.). Ток создает магнитное поле, взаимодействуя с которым снаряд ускоряется силой Лоренца. При токе в несколько миллионов ампер можно создать поле в сотни килогаусс, которое способно разгонять снаряды с ускорением до 105g. Чтобы снаряд приобрел необходимую скорость 10-40 км/с, потребуется ЭП длиной 100-300 м. Снаряды у таких орудий, вероятно, будут иметь массу $\sim 1$ кг (при скорости 20 км/с запас его кинетической энергии будет $\sim 10^8$ Дж, что эквивалентно взрыву 20 кг тротила) и будут снабжены полуактивной системой самонаведения. Прототипы таких снарядов уже созданы: они имеют ИК-датчики, реагирующие на факел ракеты или на излучение "подсвечивающего" лазера, отраженное от боеголовки. Эти датчики управляют реактивными двигателями, создающими снаряду боковой маневр. Вся система выдерживает перегрузки до 105g.

Созданные сейчас американскими фирмами опытные образцы ЭП стреляют снарядами массой 2-10 г со скоростью 5-10 км/с. Одной из важнейших проблем при создании ЭП является разработка мощного импульсного источника тока, в качестве которого обычно рассматривается униполярный генератор (ротор, разгоняемый турбиной до нескольких тысяч оборотов в минуту, с которого путем короткого замыкания снимается огромная пиковая мощность). Сейчас созданы униполярные генераторы с энергоемкостью до 10 Дж на 1 г собственной массы. При их использовании в составе ЭП масса энергоблока будет достигать сотни тонн. Как и для газовых лазеров, большую проблему для ЭП представляет рассеяние тепловой энергии в элементах самого устройства. При современной технике исполнения КПД ЭП вряд ли будет превышать 20%, а значит, большая часть энергии выстрела будет уходить на разогрев орудия. Можно не сомневаться, что прекрасные перспективы для разработчиков ЭП открывает недавнее создание высокотемпературных сверхпроводников. Использование этих материалов, вероятно, приведет к значительному улучшению характеристик ЭП.

http://www.astronet.ru/db/msg/1173134/ch3.html

[Коури]

[Коури]

Мощный пучок заряженных частиц (электронов, протонов, ионов) или пучок нейтральных атомов также может быть использован в качестве оружия. Исследования по пучковому оружию начались более 10 лет назад с целью создать морскую боевую станцию для борьбы с противокорабельными ракетами (ПКР). При этом предполагалось использовать пучок заряженных частиц, которые активно взаимодействуют с молекулами воздуха, ионизуют и нагревают их. Расширяясь, нагретый воздух существенно уменьшает свою плотность, что дает возможность заряженным частицам распространяться дальше. Серия коротких импульсов может сформировать своеобразный канал в атмосфере, сквозь который заряженные частицы будут распространяться почти беспрепятственно (для "пробивания канала" можно использовать и луч УФ-лазера). Импульсный пучок электронов с энергией частиц $\sim 1$ ГэВ и силой тока в несколько тысяч ампер, распространяясь через атмосферный канал, может поразить ракету на расстоянии 1-5 км. При энергии "выстрела" 1-10 МДж ракета получит механические повреждения, при энергии $\sim 0,1$ МДж может произойти подрыв боезаряда, а при энергии 0,01 МДж может быть повреждена электронная аппаратура ракеты.

Однако использовать пучки заряженных частиц в космосе для целей ПРО считается бесперспективным. Во-первых, такие пучки имеют заметную расходимость из-за кулоновского отталкивания одноименно заряжен ных частиц, а во-вторых, траектория заряженного пучка искривляется при взаимодействии с магнитным полем Земли. При ведении морского боя это не заметно, но на расстояниях в тысячи километров оба эти эффекта становятся весьма существенными. Для создания космической ПРО считается целесообразным использовать пучки нейтральных атомов (водорода, дейтерия), которые в виде ионов предварительно разгоняются в обычных ускорителях.

Быстролетящий атом водорода является достаточно слабо связанной системой: он теряет свой электрон при соударении с атомами на поверхности мишени. Но образующийся при этом быстрый протон обладает большой проникающей способностью: он может поразить электронную "начинку" ракеты, а при определенных условиях даже расплавить ядерную "начинку" боеголовки.

Поскольку в основе своей пучковое оружие связано с электромагнитными ускорителями и концентраторами электрической энергии, можно предположить, что создание промышленных высокотемпературных сверхпроводников ускорит разработку и улучшит характеристики этого оружия.

.astronet.ru

[Коури]

2022

ВМС США протестировали новый тип рельсотрона. Электромагнитной пушке удалось разогнать снаряд до 7400 километров в час (6 Махов). Испытания проходили на Северо-западном военном полигоне, помимо баллистических характеристик оценивалось воздействие оружия на окружающую среду.
Оружие накапливает необходимый энергетический импульс за две минуты, сам выстрел происходит за доли секунды. Пушка оснащена особой защитой, чтобы ее излучение не влияло на работу корабельных систем. Нынешние испытания проходили на суше, в ближайшим будущем ВМС планируют установить электромагнитную пушку на корабль и испытать ее стрельбой по морским и сухопутным целям.
Одной из задач при создании рейлгана является разработка оружия большой дальности, пишет Space.com. Также наработки военных могут пригодиться при освоении Луны - идея запускать грузы в космос с ее поверхности при помощи электромагнитной пушки появилась еще в 1974 году.

Помимо США, созданием электромагнитных пушек занимаются Китай, Россия, Турция и Япония. Преимуществами рейлгана являются высокая скорость снаряда и дальность стрельбы. ПРи этом отсутствие на текущий момент компактных источников энергии и необходимость накапливать перед выстрелом мощный импульс делают оружие громоздким и ухудшают скорострельность.

https://rg.ru/2019/06/06/ssha-ispytali- ... ushku.html

[Джамп. А]

В новой российской госпрограмме вооружения особое место будет отведено нетрадиционным видам оружия, о чём заявил вице-премьер Юрий Борисов на встрече с президентом России Владимиром Путиным. По словам Борисова, эта категория включает «оружие направленной энергии, кинетическое оружие, системы управления с применением искусственного интеллекта, роботизированные комплексы». О создании кинетического оружия публично говорят нечасто. Что оно собой представляет, выяснил «Октагон».
Быстрее, дальше, разрушительнее

Согласно военному энциклопедическому словарю на сайте Минобороны РФ, действие кинетического оружия основано на использовании кинетической энергии поражающих элементов, скорость движения которых значительно выше, чем у традиционных видов вооружения (более 1 тыс. метров в секунду). Эффект при поражении цели достигается за счёт высокоскоростного движения. Из этого можно сделать вывод, что для такого вооружения необходимы принципиально новые способы разгона боеприпасов – скажем, с помощью реактивных двигателей или электромагнитных пушек. Это даёт увеличение дальности стрельбы и разрушительного эффекта.
Используется кинетическое оружие для ударов по высокоскоростным целям поражающими элементами и их осколками, а также выделяющимися при этом соприкосновении жидкостями, газом и плазмой. Наиболее эффективно оно может быть использовано в системах противоракетной, противовоздушной обороны при наземном и космическом базировании, убеждены создатели словаря.

Как заявляет писатель, автор книг о советском военно-промышленном комплексе Максим Калашников, разработка этого вида вооружений имеет давнюю историю:
– В этом оружии используется «живая сила» – именно такое определение в советский период на уроках физики давалось кинетической энергии, этот термин ввёл в оборот Лейбниц. Ещё в 1974 году журнал «Техника – молодёжи» опубликовал материал о разработках в США (у нас подобные, конечно, тоже велись) скоростных пуль с использованием гелиевой заправки. В общем, это физическое явление оружейники стремились использовать довольно давно.

Первые попытки создать кинетическое оружие зафиксированы ещё в начале XX века.

[Джамп. А]

Как считает военный эксперт Дмитрий Корнев, в настоящее время есть два варианта разработки кинетического оружия.

– Пока сложно понять, что имел в виду Юрий Борисов в докладе президенту, но это может быть создание электромагнитной пушки – наземного комплекса, когда снаряд может быть разогнан до гиперзвуковой скорости, что даёт дальность поражения и уникальную пробивную силу. Видимо, над этим и ведутся работы. Это так называемый рельсотрон. Но нельзя исключать и работу над кинетическими перехватчиками искусственных спутников Земли – перехват осуществляется в ближнем космосе неядерным объектом, – рассказал он «Октагону».

По словам Корнева, в рельсотроне снаряд загоняется в платформу, необходимую для снижения трения поражающего элемента о рельс.

– Здесь перспективы очень большие. Ёмкости аккумуляторов в наше время довольно значительны. Но нам потребуются необходимые технологии – скажем, электроника для управления и наведения. Тут вопрос в том, сможем ли мы их получить или будем создавать сами, – заметил эксперт.
Испытание рельсотрона в Объединённом институте высоких температур РАН.Фото: Сергей Савостьянов/ТАСС
Кстати, ещё в мае 2016-го тогдашний первый зампред комитета по обороне Совета Федерации Франц Клинцевич сообщил, что в России ведётся работа над созданием рельсотрона, но никаких подробностей не привёл. Вскоре появилась информация, что в Шатурском филиале Объединённого института высоких температур РАН провели испытание этого устройства.

За океаном работа над рельсотроном велась в рамках проекта Velocitas Eradico. Вооружить электромагнитными пушками собирались эсминцы типа Zumwalt, которые как раз под них и проектировались. Однако в 2021 году финансирование «рельсотронного» проекта Соединённых Штатов было остановлено – не в последнюю очередь по причине дороговизны и частых поломок кораблей.

[Джамп. А]

Что касается России, то ещё в декабре 2020-го Пентагон заявил, что в 2017 и 2020 годах российская орбитальная противоспутниковая система проводила испытание кинетического оружия.

– Для использования кинетического оружия на околоземной орбите необходимы космические штурмовики, – отмечает Максим Калашников. – У США он есть – это Х-37. Если мы посмотрим на него, то увидим поразительное сходство с нашим кораблём БОР-5 Глеба Лозино-Лозинского, испытания которого велись в 1984–1988 годах и завершились успешно. В 1990-е Лозино-Лозинский пытался реанимировать проект, но неудачно.

Очевидно, что работа над кинетическим оружием сегодня находится в центре внимания российского руководства. На прошлогоднем большом совещании в Сочи с представителями Минобороны и оборонно-промышленного комплекса Владимир Путин назвал кинетическое оружие в одном ряду с гиперзвуковым и лазерным и охарактеризовал его как «настоящий прорыв в области военных технологий».

https://octagon.media/vojna/sozdanie_ro ... hlogo.html