Loosung "Velocitas Eradico", mille Ameerika merevägi võttis elektromagnetiliste rööppüstolite uurimiseks, on lõppeesmärgiga üsna kooskõlas. Lausalt ladina keelest tõlgituna tähendab see väljend "kiirus tapab". Elektromagnetilised tehnoloogiad arenevad edukalt merenduse valdkonnas, avades väljavaateid ründerelvadele ja lennukikandjatele.
Ronald O'Rurki poolt 2016. aasta oktoobris Kongressi uurimisteenistusele kirjutatud raportis pealkirjaga Laserid, raudteerelvad ja hüpersoonilised mürsud: USA kongressi taust ja väljakutsed on märgitud: laevavastastest tiibrakettidest (ASM) ja laevavastasest ballistiliste rakettide (ABM) puhul on mõned vaatlejad mures pinnalaevade ellujäämise pärast võimalikes lahingkokkupõrgetes selliste vastastega nagu Hiina, kes on relvastatud kaasaegsete laeva- ja ballistiliste rakettidega. Maailma esimene ja ainus keskmise ulatusega FGM DF-21D (Dufeen-21), mille on välja töötanud Hiina mehaanika- ja elektroonikaakadeemia China Changfeng, arutati aktiivselt maailma mereväes; seda raketti näidati Pekingis 2015. aasta septembris Teise maailmasõja paraadi lõpus. Vahepeal märgitakse aruandes, et Venemaa laevastik jätkab laeva- ja maapealsete tiibrakettide 3M-54 Caliber perekonna kasutuselevõttu satelliit-inertsiaalsete / radarijuhtidega, mille on välja töötanud Novaatori disainibüroo.
Kui mõned riigid, näiteks Hiina ja Venemaa, varustavad oma laevu jätkuvalt võimsate relvadega, on USA merevägi koos teiste Lääne merevägedega üha enam mures oma pinnalaevade ellujäämise pärast. Ja personali vähenemine sunnib kogu maailma laevastikke üha enam paljutõotavate tehnoloogiate poole pöörduma. Näiteks veebisaidi globalsecurity.org andmetel peaks USA sõjaväe aktiivsete liikmete arv 2017. aasta lõpuks vähenema 200 000 inimese võrra, 1,28 miljonini. Selles kontekstis arenevad kaitsesfääris kiiresti elektromagnetilised tehnoloogiad kui paljulubav lahendus keerulistele probleemidele, mis on suuresti seotud võimalike vastaste relvastamisega ja personali vähendamisega. Võrreldes praeguste traditsiooniliste süsteemidega on need tehnoloogiad, alustades lennukikandjate katapultidest ja lõpetades rööbaste relvadega (raudpüssid), kulutõhusamad ja vähendavad personali arvu.
Elekter ja magnetism
Elektromagnetiline energia on elektriliste ja magnetväljade kombinatsioon. Vastavalt Maailma Terviseorganisatsiooni veebisaidil avaldatud määratlusele: „Elektriväljad tekivad pinge erinevuse tõttu, mida kõrgem on pinge, seda tugevam on saadud väli. Laetud osakeste liikumisel tekivad magnetväljad: mida tugevam on vool, seda tugevam on magnetväli."
General Dynamics töötab välja paljulubavat kanderakettidele mõeldud lennukite stardisüsteemi EMALS (Electromagnetic Aircraft Launch System), mis asendab aurukatalooge, millel on mitmeid olulisi puudusi, sealhulgas nende suur mass, suurus ja vajadus suure vee maht laeval, mida ei saa merevee agressiivsete keemiliste omaduste tõttu üle parda võtta. Uus süsteem koosneb kahest paralleelsest rööbastest, mis koosnevad paljudest elementidest koos induktsioonmähistega, mis on paigaldatud lennukikandja kabiini sisse, ning vankrist, mis on paigaldatud lennuki esirattale. Megan Elke, General Atomics (GA), selgitas: „Juhtelementide järjestikune ergastamine tekitab magnetlaine, mis liigub mööda juhtrööpaid ja sunnib kandurit ja seega ka õhusõidukit kogu juhtrööbaste pikkuse ulatuses vajalikul kiirusel edukas õhkutõusmine tekilt. See protsess nõuab mitu megavatti elektrit."
Elektromagnetilise massikiirendi ehk röövpüstoli ehk rööppüstoli tööpõhimõte sarnaneb elektromagnetilise katapuldi EMALS tööpõhimõttega. Tekkinud mitu megavatti energiat suunatakse magnetvälja loomiseks mööda kahte juhtrööpa (täpselt nagu EMALS -süsteemi kaks juhtrööpa). Nagu selgitas Raytheoni uute tehnoloogiate juht John Finkenaur: „Kui süsteem on kogunud teatud hulga energiat, saadavad kondensaatorid (salvestavad tekkinud elektrilaengu) elektrilise impulsi mööda kahte rööpa (üks neist on negatiivselt laetud ja teine on positiivne), luues elektromagnetvälja . Selle välja mõjul hakkab mürsk kahe pika rööpaga tünnis väga suure kiirusega liikuma. Avatud allikad väidavad, et kiirus võib ulatuda 7 Machi numbrini (umbes 8600 km / h). Mürsk kaalub ligikaudu 11 kg ja sellel puudub lahingulaeng. Mürsu korpus, mis on täidetud volframist löögi elementidega, on ümbritsetud alumiiniumisulamist korpusega, mis visatakse ära pärast mürsu tünnist lahkumist. Mürsu ja sihtmärgi kohtumise suur kiirus koos löögi elementidega põhjustab märkimisväärset hävitamist ilma lõhkeaineteta.
Magnetiline atraktsioon
Aurukatapulte, mis tuleb asendada EMALS -süsteemiga, on paljudes riikides lennukikandjatel olnud alates 50ndatest. Pikka aega peeti neid kõige tõhusamaks tehnoloogiaks, mis on võimeline näiteks kiirendama 300 meetri tekipikkuselt 27 300 kg kaaluvat lennukit kiirusele 240 km / h. Selle töö tegemiseks vajab katapult iga sisenemise jaoks ligikaudu 615 kg auru, pluss hüdraulilised seadmed, katapuldi peatamiseks vett, samuti pumbad, elektrimootorid ja juhtimissüsteemid. Teisisõnu, traditsiooniline aurukatapult, kuigi teeb oma tööd suurepäraselt, on väga suur ja raske varustus, mis nõuab märkimisväärset hooldust. Lisaks on tõestatud, et õhkutõusmise ajal tekkinud äkilised šokid lühendavad lennukikandjatel põhinevate õhusõidukite eluiga. Auru katapultidel on ka piiranguid õhusõidukite tüüpidele, mida nad võivad käivitada; olukorra teeb eriti keeruliseks asjaolu, et lennukite mass suureneb pidevalt ja peagi võib juhtuda, et vedajapõhiste lennukite moderniseerimine muutub võimatuks. Näiteks laevastiku esitatud andmete kohaselt on Boeingi F / A-18E / F Super Hornet kandjapõhise hävitaja maksimaalne stardimass 30 tonni, samal ajal kui eelmine hävitaja Douglas A-4F Skyhawk, mis lõpuks 1980. aastate keskel teenistusest kõrvaldatud, stardimass oli 11, 2 tonni.
Elke sõnul: "Lennukid muutuvad tänapäeval raskemaks, kiiremaks ja funktsionaalsemaks, vajavad nad tõhusat ja paindlikumat tõhusat stardisüsteemi, et oleks olemas erinevad stardikiirused, mis on vajalikud iga lennukitüübi tekilt tõusmiseks." General Atomicsi andmetel on EMALS -süsteem aurukatapultidega võrreldes 30 protsenti efektiivsem, nõudes eelkäijatest väiksemat mahtu ja hooldust, mis lihtsustab selle paigaldamist erinevatele katapuldi konfiguratsiooniga erinevatele laevadele. Näiteks Nimitz-klassi lennukikandjatel on neli aurukatapulti, samas kui ainsal Prantsuse lennukikandjal Charles de Gaulle'il on ainult kaks katapuldi. Lisaks aitavad erinevad EMALS-i kiirendused, mis on kohandatud iga mehitatud või mehitamata õhusõiduki tüübi stardimassiga, pikendada lennuki kere kasutusiga. "Väiksema paigaldusruumi, parema efektiivsuse ja paindlikkuse ning väiksema hooldus- ja tööjõumahu tõttu suurendab EMALS oluliselt võimalusi ja vähendab kulusid, mis toetab veelgi laevastiku arengut," lisas Elke.
Avascenti konsultatsioonifirma Alexander Changi sõnul on raudteerelvadel ka mitmeid eeliseid. "Ja peamine on muidugi see, et nad suudavad mürske tulistada suurel kiirusel suurusjärgus seitse Machi ilma lõhkeaineid kasutamata." Kuna relva energiaallikas on kogu laeva üldine toitesüsteem, ei ole lõhkeainete või raketikütuste transpordiga seotud riskid välistatud. Rööpüstoli suured algkiirused, mis on ligikaudu kaks korda suuremad kui traditsiooniliste laevakahurite algkiirused, põhjustavad lühemaid löögiaegu ja võimaldavad laeval peaaegu samaaegselt reageerida mitmele ohule. See on tingitud asjaolust, et iga uue mürsuga ei ole vaja lahingu- ega raketikütust laadida. Elke märkis, et „lõhkepeade ja raketikütuste abil lihtsustatakse pakkumist, vähendatakse ühe lasu maksumust ja logistilist koormust, samal ajal kui rööppüstoli suhteliselt väikesed mõõtmed võimaldavad ajakirja võimsust suurendada. võrreldes teiste relvadega (näiteks maa-õhk rakettidega, mida kasutatakse pinnalaevade kaitseks) palju pikem. Kongressile esitatavas aruandes märgitakse, et seni on kaks Raytheoni ja General Atomicsi poolt USA mereväele ehitatud raudteepüstoli prototüüpi „suutma tulistada mürske energiatasemel 20–32 megajoule, millest piisab mürsu läbimiseks 92–185 km”. Kui me võrdleme, siis avatud allikate kohaselt on OTO Melara / Leonardo 76 mm laevapüstoli algkiirus suurusjärgus 2,6 Mach (3294 km / h), ulatudes maksimaalsele vahemikule 40 km. Finkenaur märkis, et "rööppüssi saab kasutada pinnalaevade tuletoetuseks, kui on vaja saata mürsk sadade meremiilide kaugusele, või seda saab kasutada lähitulistamiseks ja raketitõrjeks."
Väljakutsed ees
EMALS -süsteemis kasutatav tehnoloogia on tootmises juba rakendamise järgus. USA merevägi, kes valis selle General Atomics'i disainitud katapuldi uutelt Ford-klassi lennukikandjatelt startimiseks, viis läbi esimesed stressitestid 2016. aasta novembris. Selle klassi esimesel laeval Gerald R. Ford heideti merre tüüpilist lennukit simuleerivad liiteseadised (video allpool). Kasutatud 15 erineva kaaluga kestavankrit. Esimesed stardid lõppesid ebaõnnestunult, kuid järgmised tunnistati edukaks. Näiteks umbes 6800 kg kaaluv pöördvanker kiirendati kiirusele ligi 260 km / h ja väiksem pöördvanker kaaluga 3600 kg kiirendati kiirusele 333 km / h. Elke sõnul toodetakse ja paigaldatakse süsteemi ka lennukikandjale John F. Kennedy, mis plaanitakse 2020. aastal lennukiparki üle anda. GA on valitud ka ainsaks EMALS -i töövõtjaks lennukikandja Enterprise jaoks, mille ehitustööd peaksid algama 2018. Elke märkis, et "näeme ka teiste osariikide huvi meie elektromagnetiliste õhkutõusmis- ja maandumissüsteemide vastu, kuna nad tahavad, et nende lennukipargis oleks uusi tehnoloogiaid ja kandjapõhiseid lennukeid." Siiski väärib märkimist, et kuigi EMALS -tehnoloogia on tootmiseks valmis, ei saa süsteemi ennast enamikule kasutusele võetud lennukikandjatele paigaldada selle käitamiseks vajaliku energiahulga tõttu.
Lisaks ülaltoodule on rööppüstolil mitmeid tõsiseid puudusi. Finkenauri sõnul on "üks elektromagnetilise tehnoloogia kasutamise probleeme kaitsesektoris tünni töökorras hoidmine ja tünni kulumise vähendamine pärast iga mürsulaskmist". Tõepoolest, mürsu tünnist väljumise kiirus põhjustab sellist kulumist, et esialgsetel katsetel tuli tünn pärast iga lasku täielikult üles ehitada. "Impulssvõimsusega kaasneb väljakutse vabastada tohutult energiat ja koordineerida impulssvõimsusmoodulite koostööd ühe lasu jaoks." Kõik need moodulid peavad kogunenud elektri õigel hetkel vabastama, et tekitada vajalik magnetvälja tugevus ja lükata mürsk tünnist välja. Lõpuks toob mürsu selliseks kiiruseks kiirendamiseks vajalik energiahulk kaasa relva vajalike komponentide pakkimise piisavalt väikesteks füüsilisteks mõõtmeteks, nii et seda saab paigaldada eri klasside pinnalaevadele. Nendel põhjustel võivad Finkenauri sõnul järgmise viie aasta jooksul kasutusele võtta väikesed rööppüstolid, samas kui järgmise kümne aasta jooksul paigaldatakse laevale tõenäoliselt 32 megajoule täisvõimsusega relvapüstol.
Hüperaktiivsus
Changi sõnul on "hiljuti hakanud USA merevägi vähem tähelepanu pöörama rööppüstoli tehnoloogia täiustamisele ja pööranud tähelepanu HVP (Hyper Velocity Projectile) hüperhelipilduja võimalustele, mis sobivad kergesti olemasolevate traditsiooniliste relvadega." Tehnilises dokumendis HVP kohta, mille avaldas 2012. aasta septembris USA mereväe uurimisbüroo, kirjeldatakse seda kui „mitmekülgset, vähese takistusega juhitavat mürsku, mis on võimeline täitma mitmesuguseid ülesandeid erinevatest relvasüsteemidest”. Lisaks rööppüstolile sisaldab Ameerika standardseid mereväesüsteeme: 127 mm mereväekahurit Mk. 45 ja 155 mm täiustatud suurtükiväe kinnitust Advanced Gun System, mille on välja töötanud BAE Systems. BAE Systemsi andmetel on HVP disaini "eriline koostisosa" selle ülimadal aerodünaamiline takistus, mis välistab vajaduse raketimootori järele, mida kasutatakse laialdaselt tavalaskemoona ulatuses.
CRS -i uurimisteenistuse aruande kohaselt võib Mk.45 seadmest tulistades see mürsk jõuda vaid pooleni (mis on 3 Machi ehk umbes 3704,4 km / h) kiirusest, mille ta võiks saavutada rööbast tulistades. relv, mis on siiski kaks korda kiirem kui Mk. 45 püstolist tulistatud tavaline mürsk. Nagu USA mereväe pressiteates öeldud, „HVP koos Mk.45 -ga tagab erinevate ülesannete täitmise, sealhulgas pinnalaevade tuletoetus, laiendab see laevastiku võimalusi võitluses õhu- ja pinnaohtudega.. aga ka esilekerkivate ohtudega."
Changi sõnul on kaitseministeeriumi teadusosakonna otsus investeerida olulisi vahendeid HVP arendamisse suunatud laevade ümberehitamisprobleemi lahendamisele rööppüstoli paigaldamiseks. Seega saab USA merevägi kasutada TP-hüperheli mürsku oma Ticonderoga-klassi ristlejatel ja Arleigh Burke-klassi hävitajatel, mõlemal on kaks Mk.45 relva. Raudteepüstol ei ole veel tehnoloogiliselt valmis paigaldamiseks uutele Zamvolt-klassi hävitajatele, millest esimene võeti USA mereväkke vastu 2016. aasta oktoobris. Kuid vähemalt arenduse lõpus suudab HVP mürsk siseneda oma 155 mm suurtükiväe aluste, näiteks täiustatud relvasüsteemi, laskemoona koormusesse. Pressiteate kohaselt viis laevastik jaanuaris läbi sõjaväe haubitsast pärit HVP mürsu tulistamiskatseid. USA merevägi ei anna teavet selle kohta, millal võib HVP oma sõjalaevadega teenistusse asuda.
Tööstuse arengud
2013. aastal sai BAE Systems mereväe uurimis- ja arendusametilt 34,5 miljoni dollari suuruse lepingu relvaprototüübi ehitusprogrammi teise etapi raudteepüstoli väljatöötamiseks. Esimeses faasis tulistasid mereväe Surface Weapons Development Centeri insenerid edukalt Raytheon EM Railgun prototüübi, jõudes energiatasemeni 33 megajoule. BAE Systemsi andmetel kavatseb ettevõte teises etapis ühelasuliselt plahvatusohtlikult üle minna ja arendada välja automaatse laadimissüsteemi, samuti pärast iga lasku püssi jahutamiseks termokontrollisüsteemid. 2013. aastal sai BAE Systems ka sellelt osakonnalt lepingu HVP arendamiseks ja tutvustamiseks.
General Atomics alustas raudteerelvade tehnoloogia arendamist juba 1983. aastal president Ronald Reagani strateegilise kaitse algatuse raames. Algatuse eesmärk oli "välja töötada kosmosepõhine raketitõrjeprogramm, mis suudaks kaitsta riiki ulatusliku tuumarünnaku eest". Algatus kaotas pärast külma sõja lõppu oma tähtsuse ja sellest loobuti kiiresti, osaliselt selle üüratute kulude tõttu. Siis oli tehnilisi probleeme rohkem kui piisavalt ja raudteerelvad ei olnud erand. Rööppüstoli esimene versioon nõudis relva käitamiseks nii palju energiat, et seda oli võimalik paigutada ainult suuresse angaari, ja seetõttu oleme Elke sõnul "viimase kaheksa aasta jooksul vähendanud elektroonika ja pooljuhtide suurust ning lõi super suured kondensaatorid."
Tänaseks on General Atomics juba välja töötanud 30 megajoule düüssuurtüki ja 10 megajoulega Blitzeri universaalse rööpakahuri. Vahepeal demonstreeriti 2016. aasta juulis avamaal edukalt kondensaatorit, mis lihtsustab energia salvestamise protsessi maapealsetele sõidukitele relvadest tulistamiseks. Elke lisas sellega seoses: „Oleme ka edukalt demonstreerinud Blitzeri kahuri transporditavust. Kahur võeti lahti ja transporditi Dagway katsepolügoonilt Fort Silli katsepolügoonile ning pandi seal kokku, et 2016. aasta armee manöövrite ajal teha mitmeid edukaid laskekatseid.”
Raytheon arendab aktiivselt ka raudteepüstolitehnoloogiat ja uuenduslikku impulss -energiavõrku. Finkenaur selgitas: „Võrk koosneb paljudest 6,1 m pikkustest ja 2,6 meetri kõrgustest impulssvoolukonteineritest, kus asuvad kümned väikesed plokid, mida nimetatakse impulssvõimsusmooduliteks. Nende moodulite ülesanne on koguda vajalikku energiat mõneks sekundiks ja vabastada see hetkega. Kui võtame vajaliku arvu mooduleid ja ühendame need kokku, siis saavad need anda relva tööks vajaliku võimsuse.
Vastukaal ähvardustele
USA kaitseministri asetäitja Bob Work märkis 2016. aasta aprillis Brüsselis peetud kõnes, et „nii Venemaa kui ka Hiina parandavad oma erioperatsioonide üksuste võimet tegutseda igapäevaselt merel, maal ja õhus. Nad muutuvad küberruumis, elektroonilistes vastumeetmetes ja kosmoses üsna tugevaks. " Nende arengutega kaasnevad ohud sundisid USA-d ja NATO riike välja töötama niinimetatud ühise "kolmanda tasakaalustrateegia" TOI (Third Offset Initiative). Nagu toonane kaitseminister Heigel 2014. aastal väitis, on TOI eesmärk Hiina ja Venemaa sõjaliste võimete võrdsustamine või domineerimine, mis on välja töötatud uusima tehnoloogia kasutuselevõtu kaudu. Selles kontekstis kujutavad raudteerelvad ja eriti hüpersoonilised mürsud võtmevõimeid, et võidelda või neutraliseerida artikli ja sissejuhatavas osas mainitud Hiina ja Venemaa relvade potentsiaalsed ohud.
