Китайская пушка Гаусса успешно испытана
Sep. 3rd, 2023 09:00 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
fonzeppelinЧитатели моего блога, думаю, помнят, что еще в 2018 году я писал об установке экспериментального орудия, очень напоминающего рельсотрон, на десантный корабль ВМФ НОАК "Haiyang Shan"? Так вот, я должен признать, что ошибался — это не рельсотрон. Это пушка Гаусса.
Вкратце напомню различия между этими системами (а то их постоянно путают)
* Рельсотрон (рейлган) действует посредством силы Ампера, возникающей когда проводящий снаряд замыкает цепь между двумя параллельными электродами. Возникающая при этом сила пытается растолкнуть проводники: так как «рельсы» закреплены неподвижно, то единственный подвижный элемент (снаряд) ускоряется параллельно им.
* Катушкотрон (пушка Гаусса) действует посредством сил электромагнитного притяжения/отталкивания в катушке соленоида. При подаче тока, катушка начинает действовать как электромагнит, втягивая в себя магнитный снаряд. Когда снаряд проходит за середину катушки, полярность переключается и катушка начинает отталкивать снаряд, выталкивая его с высокой скорость. Расположив последовательно ряд катушек, можно разогнать снаряд до произвольной скорости.
Оба типа электромагнитных ускорителей являются весьма старыми концептами, и их военное применение рассматривалось еще с Первой Мировой Войны. Но только в последние десятилетия к электромагнитному оружию начали относиться всерьез. Его главное преимущество — возможность разгона снарядов до скоростей, намного превосходящих достижимые при использовании обычных пороховых пушек. Что, в свою очередь, позволяет добиться дальности стрельбы, сравнимой с таковой для баллистических ракет малой дальности.
Долгое время лидерами в разработке электромагнитных орудий считались США. Еще с 1990-ых лаборатория электромагнитных исследований Офиса Военно-Морских Разработок (англ. Office of Naval Research) флота США работала над проектом рельсотрона для вооружения перспективных кораблей флота (в первую очередь, эсминцев типа «Зумвальт»). В 2007 году, компания BAE Systems доставила на полигон в Дальгрене (штат Вирджиния) прототип с энергией снаряда в 32 мегаджоуля. К 2017 году, флот США считал технологию уже достаточно развитой, для перехода от стендовых прототипов к полноценным системам вооружений.
Однако, полтора десятилетия исследований так и не сумели разрешить все возникающие проблемы, стоящие на пути полноценного развертывания боевого рельсотрона. Судя по опубликованной информации, инженеры полигона Дальгрена так и не сумели решить один принципиальный вопрос: сильнейшую эрозию «рельсов» под действием создаваемой при выстреле плазмы. «Ствол» установки выходил из строя после всего десяти-двадцати выстрелов — слишком мало для любого практического применения. В итоге, при планировании бюджета на 2022 год, ВМФ США не запросил дальнейшего финансирования программы разработки рейлгана.
Долгое время считалось, что китайцы повторяют путь американских исследований — то есть работают над рельсотроном. Но согласно данным, опубликованным в газете «South China Morning Post», китайская электромагнитная пушка основана на совершенно другом физическом принципе, и представляет собой катушкотрон (англ. coilgun), или пушку Гаусса.
Согласно имеющимся данным, китайцам удалось запустить 124-кг снаряд с начальной скоростью около 700 метров в секунду. Масса снаряда на данный момент является абсолютным рекордом среди запущенных с помощью электромагнитных орудий. Скорость не столь впечатляет — в пределах дульных скоростей пороховой артиллерии, и примерно вдвое меньше достигнутых американским рейлганом - но нужно понимать, что речь идет об испытательном, не боевом снаряде значительного веса. Более легкий боеприпас (например, 50-килограммовый — в весовой категории 152-мм снаряда) может быть запущен той же установкой со скоростью в разы большей.
Снаряд, имевший по сообщениям прессы «форму торпеды», был оснащен встроенной сенсорной аппаратурой и предназначался в первую очередь для передачи телеметрии о динамике электромагнитных полей внутри орудия. При этом преследовалось две основные цели; во-первых, многие практические аспекты динамики разгона снаряда в катушкотроне (с его стремительно переключающимися электромагнитными полями высокой мощности и неравномерным ускорением) изучены еще недостаточно. В частности выяснилось, что из-за неравномерного действия электромагнитных полей на разные концы снаряда, тот имеет тенденцию «раскачиваться» в пределах разгонной катушки.
Во-вторых, экранирование внутренней электроники снаряда от мощных внешних электромагнитных полей представляет собой сложную задачу. Практический боеприпас катушкотрона должен быть управляемым; иначе невозможно обеспечить поражение точечной цели на дистанциях в десятки и сотни километров. А это значит, что снаряд должен нести собственный автопилот, систему наведения, и сервомеханику, способную работать с органами управления на высоких сверхзвуковых скоростях. Вся эта аппаратура должна быть надежно экранирована от мощных наведенных токов, возникающих при разгоне снаряда.
Испытываемая в настоящий момент пушка, судя по всему, является всего лишь тестовым прототипом с относительно коротким стволом и малой начальной скоростью снаряда. Однако тот факт, что она была успешно испытана на корабле в море уже наглядно демонстрирует, насколько китайская программа разработки электромагнитных пушек обогнала американскую. По заявлениям китайских военных, сейчас ВМФ НОАК работает над более мощным, 30-ступенчатым прототипом (т.е. имеющим тридцать последовательно установленных разгонных катушек), который сможет посылать снаряды со скоростью более 1000 м/с на дистанцию свыше 100 км.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2023-09-03 06:36 pm (UTC)Отлично, теперь нужно разработать красный, жёлтый и зелёный броники, квад ну и мегахелс, конечно же.
no subject
Date: 2023-09-03 06:43 pm (UTC)Тут необходимо видео с "Разрушительного Ранчо"!
Хотя оно уже довольно старенькое, да и переводчик рекламу вставил.
8)
no subject
Date: 2023-09-03 08:08 pm (UTC)no subject
Date: 2023-09-03 07:14 pm (UTC)no subject
Date: 2023-09-03 09:20 pm (UTC)no subject
Date: 2023-09-04 03:34 am (UTC)Ну так радиоактивных отходов уже слили...
no subject
Date: 2023-09-03 10:32 pm (UTC)E=(mv^2)/2
no subject
Date: 2023-09-04 02:58 am (UTC)> Более легкий боеприпас (например, 50-килограммовый — в весовой категории 152-мм снаряда) может быть запущен той же установкой со скоростью в разы большей.
А какая зависимость скорости от веса?
Я прогнал симляцию на github com / arda-guler / FEMM-Coilgun
Если просто уменьшить размер снаряда то скорость даже падает — видно ухудшается магнитное сцепление. Те катушки придется перемотать.
Тогда я прогнал симуляцию просто уменьшив вес и получил зависимость в степени 1/2. Если уменьшать и диаметр снаряда и внутренний катушек то примерно то же самое. Те 50 кг разгонит лишь до 1100 м/с
Плюс там симуляция медленного любительского гаусса, а на таких скоростях уже появятся новые проблемы — вроде того что индуктивность катушек или паразитная и. конденсатора не даст току нарасти до максимума при увеличении скорости.
no subject
Date: 2023-09-16 04:19 pm (UTC)"Тогда я прогнал симуляцию просто уменьшив вес и получил зависимость в степени 1/2."
Зуммеры изобрели формулу кинетической энергии:
E = 0.5*m*V^2
no subject
Date: 2023-09-04 03:32 am (UTC)124-кг снаряд с начальной скоростью около 700 метров в секунду.
Нормалды, ящетаю!
no subject
Date: 2023-09-12 09:41 am (UTC)no subject
Date: 2023-09-04 04:34 am (UTC)"Судя по опубликованной информации, инженеры полигона Дальгрена так и не сумели решить один принципиальный вопрос: сильнейшую эрозию «рельсов» под действием создаваемой при выстреле плазмы. «Ствол» установки выходил из строя после всего десяти-двадцати выстрелов — слишком мало для любого практического применения."
То есть, ствол, по идее, нужно вакуумировать. Но для артиллерийского орудия, которое должно делать около 10 выстрелов в минуту, это не реально.
no subject
Date: 2023-09-04 05:40 am (UTC)no subject
Date: 2023-09-04 12:09 pm (UTC)no subject
Date: 2023-09-04 12:20 pm (UTC)no subject
Date: 2023-09-04 08:32 am (UTC)Не проще поставить блок сменных стволов как в схеме Гатлинга?
no subject
Date: 2023-09-04 09:01 am (UTC)На создание плазмы тратится та энергия, которую можно было бы потратить на доразгон снаряда. Или, наоборот, просто сэкономить.
no subject
Date: 2023-09-04 07:43 am (UTC)И "Кинжал" с Су-34 применили :)
no subject
Date: 2023-09-04 01:09 pm (UTC)no subject
Date: 2023-09-04 07:09 pm (UTC)Добавлю свой пять копеек: в рельсотроне который испытывали американцы, основную энергию давала не сила ампера, а реактивная струя, которая возникала в ходе импарения снаряда. Это прекрасно видно, по видео где эта пушка стреляет и из ствола после снаряда выходит огненная струя.
Дело в том, что американцы так и не смогли решить проблему, как предотвратить нагрев и испарение снаряда, что решили использовать это на пользу.
no subject
Date: 2023-09-04 07:21 pm (UTC)Интересная деталь! Не знал.
no subject
Date: 2023-09-05 08:01 am (UTC)Это тот случай, когда баг стал фичей. Хотя если будут открыты высокотемпературные сверхпроводники, то тогда это проблема рельсотрона просто отпадет.
no subject
Date: 2023-09-05 11:50 am (UTC)Не поможет, у раилганов принципиальная проблема "контакт рельсов со снарядом" там электрическое сопротивление всегда будет. А при тех амперажах при которых большая пушка стреляет следом высокотемпературная плазма получиться. Пока пульки граммовые и скорость невысокая все вроде красиво, а как начинаешь переходить к килогаммам и скорости >1000м/с все плохо.
Гаусс пушки тут переспективней.
no subject
Date: 2023-09-05 12:27 pm (UTC)Мне тоже больше нравиться Гаусс пушка, только КПД у нее маленькое, в этом загвоздка.
no subject
Date: 2023-09-07 05:54 pm (UTC)no subject
Date: 2023-09-06 10:21 pm (UTC)> тот факт, что она была успешно испытана на корабле в море уже наглядно демонстрирует, насколько китайская программа разработки электромагнитных пушек обогнала американскую
Да ладно? Поставить экспериментальную установку (степень применимости которой неизвестна) на корабль — значит "обогнать"?
no subject
Date: 2023-09-07 06:02 am (UTC)Ну, учитывая что американская программа вообще не вышла за рамки стендового прототипа — да, значит "обогнать". Китайская пушка по крайней мере мобильна, и работоспособна в море.
no subject
Date: 2023-09-07 08:27 am (UTC)> учитывая что американская программа вообще не вышла за рамки стендового прототипа — да, значит "обогнать"
Не значит. Китайцы могли водрузить на корабль то, что у американцев было бы малоразмерным стендовым прототипом. Без знания характеристик утверждения об "обгоне" основываются разве что на том, что у американцев койлгана вообще нет, а у китайцев — есть.
no subject
Date: 2023-09-07 08:31 am (UTC)Вообще-то американцы несколько лет рассуждали как раз о том, чтобы поставить прототип на корабль. Но дело закончилось закрытием программы.
no subject
Date: 2023-09-07 08:34 am (UTC)Какжется, я выражался недостаточно понятно. Ну и ладно.
no subject
Date: 2023-09-12 09:44 am (UTC)... можно говорить, что американцы умеют считать деньги.
no subject
Date: 2023-09-12 09:27 am (UTC)наглядно демонстрирует, насколько китайская программа разработки
электромагнитных пушек обогнала американскую.
А в чем именно обогнала? С одной стороны — недоведенное оружие, с другой — очень ранний прототив.
И в чем смысл, если даже перспективные 1000 м/с это лишь уровень нарезной ствольной артиллерии 80-летней давности?
Более легкий боеприпас (например, 50-килограммовый — в весовой категории 152-мм снаряда) может быть запущен той же установкой со скоростью в разы большей.
Во-первых, физика сильно против. Для этого, как минимум, нужно гораздо больше энергии.
Во-вторых, если мог бы — был бы запущен. Вероятно, у установки есть проблемы, которые пока удается побороть только увеличением массы снаряда и снижением скорости.
И нет информации, способно ли это попадать по целям меньше моря.