Американский рельсотрон - тупой распил бюджетного бабла

Иными словами, плотность энергии, накопленная в кинетической форме оказывается в 10 раз больше, чем у ТНТ (и примерно в 5 раз больше, чем у бензина), а при скорости в 20 км/c, энергия снаряда будет эквивалентна энергии 40 кг ТНТ и, соответственно, плотность энергии - в 40 выше, чем у ТНТ (и в 20 раз выше, чем у бензина). Понятно, что с учетом конечного КПД, потребная энергия для ускорения снаряда до приведенных скоростей нужна еще больше. При этом,электро-механический КПД такого роду устройств высок и достигает 90% и основные потери связаны с преобразованием исходной энергии "топлива" (о чем позже) в электрическую.

2. Характерное время выстрела. Энергия выстрела должна быть выделена за достаточно короткое время, равное времени ускорения снаряда до потребной скорости. При этом, сила, ускоряющая снаряд не должна превышать его порога разрушения.  Ускорение снаряда в рельсотроне осуществляется за счет давления магнитного поля, формирующегося позади снаряда. Сама по себе потребная величина магнитного поля нас сейчас интересовать не будет, но максимально допустимое давление можно оценить, если знать "калибр" снаряда. Ориентируясь на обычную артиллерию, можно предположить, что калибр D килограммового снаряда будет близок к 40 мм=0.04 м.
Полагая порог пластичности Pl для материала болванки порядка 1 ГПа=10⁹ Паскаля (для сравнения, у оружейной стали предел текучести легированной стали 0.8 ГПа. Опять же для сравнения, у 122 мм гаубицы давление пороховых газов 0.25 ГПа.), получим для предельной ускоряющей силы величину в:


Соответственно, максимальное возможное ускорение a_max составит 1.26 10⁶ м/сек ². При таком ускорении, скорость в 10 км/сек будет достигнута  за время T=V/a_max =10⁴/1.26 10⁶ =0.008 сек.

Значит, энергия в 5 10⁷ джоулей должна выделиться за 0.008 сек.

Таких параметров разряда можно достичь с помощью устройства, аналогичного устройству электромагнитной бомбы, предложенной в свое время Сахаровым - путем быстрого сжатия зародышевого магнитного поля взрывом, или с помощью взрывных, опять же, магнитогидродинамических генераторов.

3. Длина "ствола". Характерное время ускорения определяет и минимальную длину ствола L. Как нетрудно сообразить,
                                              L=V*T/2=10⁴*0.008/2=40 метров

и уменьшить эту длину можно только использую материал снаряда с прочностью, на порядок (порядки) превышающей прочность оружейной стали. Увеличение скорости снаряда увеличивает и потребную минимальную длину ускорения.

Для сравнения, немецкая пушка "Дора", существовавшая во время ВОВ и считающаяся самой большой пушкой в истории человечества, имела длину ствола в 32,5 м.

В реальности, длина может быть меньше, так возникающие в снаряде пластические деформации снаряда могут просто не успеть развиться за время ускорения.

Однако, в любом случае эта длина не может быть малой.

Поэтому, речь, прежде всего, идет о применении рельсотронов в качестве оружия морского флота.

3. Проблема скорострельности. Важным вопросом является скорострельность, которая ограничена либо временем подзарядки конденсаторов если таковые применяются, либо временем перезарядка "взрывных" источников тока.   Поскольку речь идет об использовании зарядов, содержащих десятки, если не сотни килограммов взрывчатки (порохов), то вряд ли скорострельность - без учета времени наведения на цель - у рельсотрона  будет существенно выше, чем у обычных судовых орудий. А вот время наведения очень сомнительно, что будет сопоставимо с временем наведения даже орудий главного калибра, так как, скорее всего потребует для наведения по азимуту разворота судна.

4. Износ "направляющих". Над иметь в виду, что магнитное поле, генерируемое при выстреле и ускоряющее снаряд, будет оказывать сильное ударное воздействие и на сами рельсы рельсотрона. Вопрос, сколько выстрелов смогут выдержать направляющие - тоже вопрос.

5. Проблема наведения.

Точное наведение устройства длиной как минимум в десятки метров по азимуту и, тем более по углу места - достаточно сложная задача, возможность решения которой я обсуждать не буду. Будем считать, что нет таких крепостей, которые не могут взять силовики.

6. Проблема скрытности. Выстрел из такой пушки будет сопровождаться сильнейшим электромагнитным излучением. которое легко обнаружить и такое оружие потребует мощнейшей обороны от обычных и ядерных видов вооружения. Иначе носитель рельсотрона вряд ли переживет несколько выстрелов в лучшем случае

7. Применение. Не вполне понятна область применения рельсотронов. Во-первых, вряд ли с их помощью можно доставлять на большие расстояния сколько-нибудь существенные ядерные заряды, а эффект кинетической болванки хорош против танков - у них, грубо говоря, башню снесет или подорвет поезапас. Однако, болванки малополезны, например, в качестве орудия разрушения строений. От того, что болванка пролетит строение насквозь - эффекта мало. По самолетам - нужны скорее, "мелкокалиберные рельсотроны", но с ними возникают иные проблемы, как и с рельстронными ружьями. Пока нет для снайперских рельсотронных установок. Немаловажную роль в этом опять же играют электромагнитные поля, которые трудно заэкранировать. Остается в лучшем случае применение по кораблям противника, причем практически в пределах прямой видимости, так как снаряд выпущенный со скоростью в 10-20 км/сек будет продолжать лететь практически по прямой намного дальше линии горизонта и шарообразность земли помешает ему (в отличие от ракеты) достать не слишком высокую загоризонтную цель.

8. В чем же преимущество?

Преимущество рельсотрона по сравнению обычными орудиями в том, что скорость снаряда в обычной пушке ограничена скоростью истечения пороховых газов в вакуум: очевидно снаряд не может обогнать ускоряющие его газы. Магнитное же поле распространяется со скоростью света и в этом смысле ограничений на достижимую снарядом скорость у рельсотрона нет.

Однако, как мы видели, для достижения высоких скоростей рельсотрон неизбежно должен быть длинным и эта длина ограничена механической прочностью снаряда и рельсовой системы.

9. Мой вывод На мой взгляд, если рельсотронное оружие и будет доведено до ума, его боевое применение вряд ли будет достаточно широким, чтобы оказать принципиальное влияние на стратегию и тактику боевых действий и на суше, и на море, и в воздухе.

Не случайно, идея, рожденная в 50-е годы до сих пор не была реализована, хотя, в отличие от ядерного, к примеру, оружия, особых теоретических или практических сложностей его реализация не представляла.

PS. Возник вопрос: не сгорит ли снаряд в атмосфере, подобно метеориту? - Ответ: непременно сгорит! - Если стрелять на сотни километров. А если стрелять на разумное расстояние в десятки километров, то не сгорит. Не успеет. Даже с учетом абляции. Ну а навесная стрельба - это двойное прохождение через атсосферу. Даже если не сгорит, то точности это не прибавит.