Оружие будущего:Тайны новейших военных разработок

Несмотря на большую легкость обнаружения ракет противника на активном участке их траектории по выделяемому ракетным факелом теплу, считается более перспективным распологать кинетическое оружие на станциях баллистического участка на высоте около 1000 км. При этом время прохождения ракетами второго участка довольно велико (около 1000 с против 100 с на активном участке), а траектория их движения легко рассчитывается, что позволяет создать более легкие снаряды-перехватчики и значительно увеличить боезапас космической станции. Это преимущество тем более значимо, что количество целей на баллистическом участке (включая ложные) возрастает на порядок.

Энергозатраты кинетического оружия, в принципе, сравнимы с теми, что упоминались выше для лазерного оружия — порядка 100 Мдж/выстрел. Это легко определить исходя из того, что кинетическая энергия снаряда, имеющего массу 1 кг и скорость 10 км/с, составляет 50 МДж. В принципе, можно уменьшить эту величину за счет выбора геометрии относительного движения снаряда и мишени, т. к. средняя скорость самих орбитальных станций, на борту которых будет находиться оружие, уже составляет порядка 8 км/с.

Из разработанных к настоящему времени возможностей придания массивным телам больших скоростей внимания заслуживают следующие:

— стрельба из артиллерийских орудий, т. е. набор скорости под давлением пороховых газов;

— электромагнитное ускорение, т. е. набор скорости за счет электрического поля или под давлением магнитного поля;

— использование реактивного разгонного двигателя, т. е. набор скорости за счет сжигания ракетного топлива.

Артиллерийские системы позволяют достичь предельной скорости лишь около 3 км/с, которая определяется скоростью молекул пороховых газов. Кроме того, возникает проблема отдачи при выстреле, которая даже при ее решении с помощью системы стабилизации и ориентации ограничит скорострельность. Поэтому мы рассмотрим только два последних варианта.

Их называют также оружием высокой кинетической энергии, или электродинамическими ускорителями массы. Заметим сразу, что они интересуют не только военных. Созданы проекты по осуществлению с помощью электромагнитных пушек (ЭП) выброса радиоактивных отходов с Земли за пределы Солнечной системы, транспортировки с поверхности Луны материалов для космического строительства, запуска 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 расширена для создания стратегических средств ПРО.

Обычно в качестве космической ЭП рассматривается так называемый «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. 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 10 5g. Чтобы снаряд приобрел необходимую скорость 10–40 км/с, потребуется электромагнитная пушка длиной 100–300 м. Снаряды у таких орудий, вероятно, будут иметь массу около 1 кг (при скорости 20 км/с запас его кинетической энергии эквивалентен 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, позволяющими снаряду маневрировать. Вся система выдерживает перегрузки до 10 5g.

Принцип действия рельсотрона

Токопроводящая часть снаряда вследствие протекания через нее больших токов должна расплавиться, испариться и частично превратиться в плазму. Такое плазменное облако становится своеобразным поршнем для снаряда, который должен быть электрически изолирован от плазмы. В связи с этим в последнее время рассматриваются возможности изготовления снарядов для рельсотрона из пластика.

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.

Хотя с первого взгляда кажется, что стратегия «звездных войн» полностью основана на новых технических принципах, но это не так. Большие средства (примерно 1/3 всех ассигнований) тратятся на развитие традиционных средств ПРО, т. е. на разработку ракет-перехватчиков, или, как их еще называют, противоракет. В связи с прогрессом электроники и улучшением системы управления ПРО противоракеты теперь все чаще снабжаются неядерными боеголовками, поражающими ракету противника путем прямого соударения с ней. Чтобы повысить вероятность поражения цели, такие ракеты снабжены специальным поражающим элементом зонтичного типа, который представляет из себя раскрывающуюся конструкцию диаметром 5—10 м из упругих металлических лент или сетки.