Призрачные перспективы: почему рельсотрон не станет артиллерией будущего
"Тупой "бронебойный" наконечник изготовляется из сравнительно мягкого металла, это позволяет ему не скользнуть по броне, а как бы прилипнуть к ней. Поэтому снаряд, снабжённый таким наконечником, обычно не рикошетирует, если даже угол встречи невелик. Расплющиваясь при ударе о крепкую броню, сравнительно мягкий тупой наконечник сильно нагревается и становится из-за этого ещё более мягким. Таким образом, он служит как бы "смазкой" для корпуса снаряда, создавая ему лучшие условия для пробивания брони" (Артиллерия - М.: Воениздат МО СССР, 1953). К концу 19 века бронебойные снаряды с наконечниками Макарова были приняты на вооружение военно-морских сил всех европейских государств.
Когда во время Первой мировой войны появились первые танки, у полевой артиллерии не оказалось снарядов "системы Макарова". Поэтому, несмотря на свою медлительность и пулемётное вооружение, первые танки долгое время были грозной силой, которая зачастую обеспечивала успешность многих наступательных операций. К концу войны решение было найдено, но перед Второй мировой войной выяснилось, что производители танков усовершенствовали качественные свойства брони танков. С тех пор соревнование брони и снаряда продолжается и в наши дни.
В качестве основных путей развития бронепробиваемости снарядов можно выделить два направления - увеличение массы снаряда и увеличение его скорости. Как известно, если массу снаряда увеличить вдвое, его "пробивная" энергия также увеличится вдвое, а если вдвое увеличить его скорость, то энергия пробития вырастет вчетверо.
Интересное техническое решение перед Первой мировой войной предложил русский изобретатель-самоучка, отставной фельдфебель Назаров. Суть его предложения заключалась в добавлении в конструкцию снаряда твердотельного сердечника, который при соприкосновении с бронёй имел шанс значительно увеличить его "пробивную" энергию. К сожалению, идея самоучки не была воспринята всерьёз в военном ведомстве царской России, но она была запатентована и реализована оружейной фирмой Круппа в 1913 году.
Снаряды с такими сердечниками получили название подкалиберных. Преимущество таких снарядов заключалось в том, что при меньшей массе снаряда стандартный пороховой заряд разгонял его до скорости в полтора-два раза большей, чем у обычных бронебойных снарядов. В результате подкалиберный снаряд может пробивать броню почти вдвое толще той, которую пробивает обыкновенный бронебойный снаряд.
Кажется, вот оно - решение задачи "снаряда против брони", но конструкторы танков придумали многослойную гомогенную броню и комплексы активной и динамической защиты. Поэтому борьба снаряда с бронёй перешла в область высоких технологий, где очередной прорыв совершается на стыке знаний из области металлургии, баллистики и химии. Современные подкалиберные снаряды изготавливаются из карбида вольфрама, вольфрама или из сплавов на основе урана. При этом эффективность пробития этих снарядов строго ограничена диапазоном скоростей. Например, при скорости ниже 2 км/сек снаряд с сердечником из вольфрама теряет свои пробивные свойства, а с урановым сердечником - остаётся неизменным.
Есть ещё множество факторов, которые не делают подкалиберные снаряды универсальным оружием. Дальнейшее увеличение скорости снаряда ограничено химическими свойствами порохового заряда, который не может разогнать его свыше 2,5 км/сек. Как преодолеть это ограничение, вновь придумали у нас. В 50-е годы прошлого века появился термин "рельсотрон". В обиход его ввёл академик Лев Андреевич Арцимович, специалист в области плазмы и термоядерной физики, когда придумал ускоритель плазмы - устройство, состоящее из двух направляющих (рельсов). При подаче мощного заряда постоянного тока между рельсами образуется плазменная дуга, которую можно перемещать вдоль направляющих. Если в зону действия этой дуги поместить предмет, то он под действием силы Лоренца начнёт движение с большой скоростью. Нашим учёным из филиала Объединённого института высоких температур РАН удалось разогнать пулю весом в несколько грамм до скорости около 6,3 км/сек.
Естественно, такая инновация вскоре появилась и в США. Компании General Atomics и BAE Systems разработали рельсотрон, с помощью которого смогли разогнать 23-килограммовый снаряд до скорости 2 км/сек. На тестовых испытаниях снаряд на близком расстоянии (не более 500 метров) с успехом пробивал различные тестовые мишени из железобетона и бронесталей. Успех был настолько ошеломительным, что Пентагон задумал на основе рельсотрона создать "чудо-оружие" - эсминец-невидимку "Зумвальт", который благодаря 2 рельсотронам мог бы поражать цели на дистанции 160-200 км.
Однако вскоре выяснилось, что у этого "чуда" есть существенные недостатки. Во-первых, необходимо использовать дорогостоящие материалы для изготовления ствола орудия и снарядов. Во-вторых, нужен мощный источник энергии постоянного тока. Первый испытательный комплекс рельсотрона с таким источником занимал целое здание.
В-третьих, при выстреле сильно нагревается само орудие, что даёт не только демаскирующий эффект (корабль с рельсотроном увидит любой спутник-разведчик), но и приводит к быстрому износу ствола орудия, которое после серии выстрелов надо заменять полностью. В-четвертых, снаряд рельсотрона летит строго по прямой, забывая законы баллистики, так что попасть в цель на максимальном расстоянии - это нереальная задача.
Поэтому перспективы рельсотрона в качестве морской или полевой артиллерии будущего весьма призрачны. Другое дело, если его вывести в космос, чей холод может охладить перегретый ствол орудия. Пока это направление для американцев "терра инкогнита", а для России пройденный этап.