Рельсотрон, або рейкова гармата, — електромагнітний прискорювач мас, який використовує силу Лоренца для розгону електропровідного снаряда. Технологія обіцяє високу швидкість і дальність, при випробуванні прототипу, який використовував снаряд масою близько 10,4 кг, заявлена початкова швидкість составила приблизно 7200 км/год.
Рельсотрон — це рейковий прискорювач мас, який перетворює електричну енергію на кінетичну. На відміну від традиційної артилерії, де для розгону боєприпасу використовується хімічна енергія порохового заряду, електромагнітна система використовує силу Лоренца.
Конструктивно рейкова гармата складається з двох паралельних металевих електродів — рейок, підключених до потужного джерела постійного струму. Між ними розміщується електропровідна арматура, яка одночасно замикає електричне коло та передає електромагнітну силу снаряду.
Після подачі імпульсу струму навколо рейок формується потужне магнітне поле. Взаємодія електричного струму з цим полем створює силу Лоренца, яка переміщує арматуру вздовж рейок і надає їй надзвичайно високого прискорення. У певних конструкціях замість традиційної арматури може використовуватися плазма, сформована з електропровідного матеріалу.
Переваги електромагнітного прискорювача
Головна перевага рельсотрона полягає у можливості надавати відносно невеликому снаряду дуже високу кінетичну енергію. Відсутність традиційного вибухового метального заряду потенційно спрощує сам боєприпас, а висока швидкість польоту зменшує вплив вітру та скорочує час перебування снаряда на траєкторії.
Теоретично така система може використовувати снаряди з різних матеріалів, якщо конструкція дозволяє забезпечити необхідну взаємодію з електромагнітним полем. Це відрізняє рейкову гармату від деяких інших електромагнітних прискорювачів, де геометрія та магнітні властивості боєприпасу мають принципове значення.
Енергоживлення для потужного пострілу
Попри вражаючі характеристики, практичне застосування рельсотрона вимагає вирішення низки складних інженерних проблем. Найважливіша з них — накопичення та швидка передача величезної кількості електричної енергії.
Для потужного пострілу необхідні системи накопичення енергії, зокрема великі конденсаторні установки. Вони займають значний об'єм і мають велику масу. Саме тому інтеграція такого озброєння на кораблях або мобільних платформах вимагає серйозної модернізації енергетичної інфраструктури.
Не менш складною проблемою є нагрівання рейок. Значний струм спричиняє втрати енергії у вигляді тепла, а контакт арматури з поверхнею електродів створює додаткове навантаження. За високих енергетичних режимів це може призводити до пошкодження та прискореного зношування рейок.
Досвід BAE Systems та General Atomics
Ідея рейкової гармати пройшла перевірку на експериментальних системах. BAE Systems спільно з ВМС США проводила дослідження в Naval Surface Warfare Center Dahlgren Division. У 2010 році повідомлялося про випробування прототипу, який використовував снаряд масою близько 10,4 кг і заявлену початкову швидкість приблизно 7200 км/год. Для системи розглядалася дальність порядку 160 км, а енергія одного пострілу оцінювалася приблизно у 32 МДж.
У 2016 році General Atomics представила наземний прототип Blitzer. Систему встановили на причепі, продемонструвавши можливість створення мобільної платформи. Заявлена дульна енергія становила близько 3 МДж.
У перспективі рейкова гармата може розглядатися для перехоплення повітряних цілей, ураження віддалених об'єктів або запуску високошвидкісних вантажів. Однак між демонстрацією принципу та створенням надійної серійної системи залишається значна технологічна дистанція.
