В небольшом полигоне филиала Объединенного института высоких температур РАН (ОИВТ РАН) в Шатуре людно: ученые собираются провести демонстрационный запуск рельсотрона. Интерес подогрело и разлетевшееся по Интернету видео демонстрации опытного образца рельсотрона для военно-морских сил США в конце мая. Впрочем, при длине американской пушки в 10 метров и весе снаряда более 10 килограмм (если быть точнее, то 25 фунтов) российский рельсотрон выглядит куда скромнее. Длина его ствола составляет 70 сантиметров, а вес ударников, как ученые называют снаряды, пока не доходит даже до десятков граммов. Тем не менее такая компактность не мешает достигать высоких, близких к космическим, скоростей. По словам заведующего лабораторией плазмодинамических процессов ОИВТ РАН Владимира Полищука, максимальная скорость, с которой в России рельсотрон разгонял снаряд, была 5,5 километра в секунду.

Где у пушки рельсы

Наш рельсотрон выглядит довольно неожиданно: это металлическое устройство прямоугольной формы, утыканное крепежами, без какого-либо намека на рельсы. Но они есть. Внутри. Это две металлические пластины внутри бандажа, к которым подсоединена батарея. Электрический ток течет от электрода к электроду, а магнитный импульс выталкивает зажатый между рельсами снаряд. Его делают из диэлектрика, то есть материала, не проводящего ток. В ОИВТ РАН его изготавливают из поликарбоната — пластика, из которого часто делают зубные протезы.

Размер ударников, которыми стреляют из рельсотрона в Шатурском филиале ОИВТ РАН, не превышает нескольких сантиметров. Фото: Сергей Савостьянов / ТАСС

«С этим рельсотроном мы можем выйти на массу снаряда в десятки грамм. У нас увеличилась емкость источника энергии в полтора раза. Есть еще четыре секции, но мы их увезли на полигон, — сказал Полищук. — Сейчас у нас здесь запасенной энергии 1 мегаджоуль. В полном комплекте у нас 4 мегаджоуля. Американский накопитель на большую пушку — 32 мегаджоуля, но они собираются его увеличить до 64 мегаджоулей».

Не новая разработка

«Это разработка не новая, мы сейчас выходим на новый уровень энергетики. Мы увеличили энергию примерно в пять раз», — сказал Полищук. Действительно, рельсовые ускорители известны уже более 50 лет. Однако интерес к ним, по словам ученого, появился лет 40 назад, когда научное сообщество заинтересовалось достижением скоростей, близких к космическим, — от 7,9 км/с (первая космическая скорость) и выше.

Мишени, пробитые ударником рельсотрона. Фото: Сергей Савостьянов / ТАСС

«Мировой рекорд, чему можно верить, где-то 6,5 км/с. По нашим представлениям, максимально достижимая скорость — 10-12 км/с. Это очень интересно, такие параметры не освоены», — сказал Полищук.

Физика высоких скоростей

Над лежащей в основе рельсотрона технологией активно работает Китай. По словам участвовавшего в демонстрации на полигоне ОИВТ РАН президента РАН Владимира Фортова, китайские ученые за год опубликовали около 150 статей в этой области. В то же время США сконцентрировались на метании больших масс, а не на увеличении скорости, отмечает Полищук.

«Американцы задачи получения сверхвысоких скоростей свернули. Они занимаются метанием больших масс. Цель — электромагнитная пушка и, что более реально, катапульты для разгона ракет. А пушка — это перспективы, лет через 10, не раньше», — сказал ученый, добавив, что СССР в 80-х годах достиг хороших результатов в разработке катапульт, но технология не получила развития, поскольку у страны почти не было авианосцев, на которых ее можно было бы использовать.

Российские же ученые сейчас заинтересованы не массами, а высокими скоростями и давлением.

«Наша задача — попытаться получить в лабораторных условиях при помощи таких систем такие большие давления и исследовать поведение вещества при экстремальных высоких температурах и давлениях. Это надо для понимания того, как устроена Вселенная, потому что 95% всего видимого вещества Вселенной находится как раз в сильно сжатом и разогретом состоянии. Мы пытаемся при помощи этих систем получать состояния со многими миллионами атмосфер», — сказал Фортов.

От сварки до астероидов

Рельсотрон можно применять не только в военных целях, но и в мирных, даже «благородных». Например, изучение того, как снаряд на очень больших скоростях сталкивается с мишенью, поможет изучить историю обстрела метеоритами планет, включая нашу, и в перспективе создать систему защиты космических аппаратов от небольших частиц в межзвездном пространстве.

Правда, Фортов сильно сомневается в возможности использовать рельсотрон для защиты Земли от крупных астероидов и метеоритов. А Полищук, наоборот, уверен, что выпущенный рельсотроном снаряд со скоростью 10—15 км/с мог бы отклонить с курса астероид размером в десятки или даже сотни метров. Кроме того, принцип рельсотрона в будущем можно будет использовать для ввода термоядерного топлива в реактор.

Выстрел ударником весом 2 грамма со скоростью 3,2 км/с из рельсотрона на полигоне филиала ОИВТ РАН. Видео: ОИВТ РАН

«Нужно вводить частицы дейтерий-тритиевой смеси внутрь токамака (тороидальная камера с магнитными катушками, удерживающая плазму, чтобы создать условия для протекания управляемого термоядерного синтеза — прим. «Чердака» ), скорость должна быть большая: километры в секунду, иначе оно просто не влетит, а испарится по дороге», — сказал Полищук.

Если из рельсотрона убрать ударник, то вылетающий из него сгусток плазмы можно использовать для упрочнения материалов в 3-4 раза, заметил Фортов.

«Кроме того, есть такое направление, как сварка взрывом, когда ударяются две пластины, которые обычно не свариваются, но из-за воздействия больших, хоть и краткосрочных, давлений они дают очень прочную сварку. Эта сварка используется, например, для изготовления ракетных сопел», — добавил президент РАН.

Большой ба-бах

По словам Фортова, российские ученые пока «очень далеки от световых скоростей».
«Ток, который течет по схеме, создает очень большое магнитное давление, оно находится на уровне нескольких тысяч атмосфер. Эти силы пытаются «раздвинуть» электроды. Поэтому конструкция очень мощная. И часто, когда что-то идет не так, то винты разрывает. Есть и другая проблема, связанная с тем, что плазма неустойчива. Когда она разгоняет ударник, она сама расслаивается на элементы и снижается скорость ускорения», — сказал президент РАН.

Президент РАН Владимир Фортов рядом с рельсотроном. Выстрелом из ускорителя вырвало пару крепежных шпилек на вертикальных стенках прибора. Фото: Сергей Савостьянов / ТАСС

Видимо, в этот раз что-то действительно пошло не так. После оглушительного взрыва, пробившись через облако пыли, журналисты увидели, что выстрел двухграммовым ударником, скорость которого была 3,2 км/ч, начисто вырвал пару увесистых крепежных шпилек из рельсотрона.

«Оторвались крепежные шпильки, потому что слишком большое усилие было. Бандаж используется многократно, десятки раз, — сказалась усталость», — объяснил Полищук.

В то же время Фортов заявил, что ученые «на правильном пути» и уже через несколько часов устройство починят.

В конце прошлого месяца появилась информация об успешном испытании в США электромагнитной пушки (railgun), у нас эту разработку называют рельсотроном. Статью по этому поводу опубликовало весьма уважаемое издание The Wall Street Journal, разместив в нем видеоматериал с испытаниями электромагнитной пушки. Разработкой этого оружия занимаются корпорации General Atomics и BAE Systems. Американцы уже заявили, что это оружие после его доработки приведет к настоящей революции в военном деле и сможет защитить союзников США от посягательств Китая и России.

Эта новость вызвала громадный резонанс в российской прессе. СМИ патриотической направленности разразились целым потоком материалов, которые можно объединить в две большие группы: «американцы опять безбожно пилят военный бюджет» и «российский рельсотрон все равно будет лучше». Однако давайте попытаемся спокойно разобраться, что в действительности представляет собой данная технология, и каковы ее потенциальные возможности. Есть ли перспективы у нового оружия, действительно ли это революционный прорыв?

Что такое электромагнитная пушка рельсотрон?

Рельсотрон – это система, которая для придания скорости снаряду использует электромагнитное поле. Снаряд, изготовленный из материала проводящего ток, разгоняется между двух направляющих (рельсы), которые подключены к мощному источнику постоянного тока. Сила тока такова, что между рельсами образуется плазменная дуга.

Человечество почти тысячу лет знакомо с порохом и использует энергию сгорающих пороховых газов для метания различных снарядов на весьма приличные дистанции. Зачем же городить огород, и выбрасывать миллиарды долларов на непонятные электромагнитные пушки?

Дело в том, что в сегодня мы практически подошли к пределу возможности пороха. Разогнать снаряд до скорости выше 2,5 км/секунду ему уже не под силу. Это стало понятно давно, поиски оружейных систем, построенных на иных физических принципах, идут уже много десятилетий.

Еще одной проблемой, связанной с традиционной артиллерией , является ресурс орудийных стволов. При выстреле они испытывают огромные нагрузки. Естественно, что современная металлургия предлагает конструкторам материалы с большим потенциалом и ресурсом, их нельзя сравнить с тем, что было сто или даже пятьдесят лет назад. Но и здесь мы подошли к пределу.

Физический принцип, на котором основан рельсотрон, предельно прост: снаряд замыкает электрическую цепь и движется вперед благодаря силе Лоуренца. Эти физические законы изучаются детьми в школьном курсе физики. Однако воплотить их в реальности оказалось очень непросто. Все дело в материалах и технологиях и, конечно же, в источниках энергии, которой на один выстрел нужно столько, что хватит освещать небольшой город.

В чем сила рельсотрона?

Какими же преимуществами будут обладать вооруженные силы , имеющие в своем арсенале рельсотроны? Их несколько, и они действительно впечатляют. Вот полный список:

• высокая скорость, а значит и разрушительная сила снаряда;
• значительная дальность стрельбы;
• сравнительно низкая стоимость одного выстрела;
• более высокая безопасность рельсотрона по причине отсутствия пороха;
• больший боезапас, по сравнению с ракетным оружием .

Давайте пройдемся по всем вышеуказанным пунктам.

Одним из недостатков традиционных артиллерийских система является тот факт, что снаряд получает импульс только непосредственно после взрыва пороха. То есть, время его разгона весьма невелико. Рельсотрон же разгоняет снаряд на протяжении всей длины направляющих, поэтому он может получить чудовищное ускорение, достигающее 60 G. Этот параметр и определяет остальные «прорывные» характеристики этого оружия.

Скорость снаряда, вылетающего из подобной электромагнитной пушки, может достигать 6-8 Махов, что позволяет поражать цели на дистанциях до 400 км. При стрельбе прямой наводкой (8-9 км) не нужно считать поправки, делать упреждения – снаряд из рельсотрона преодолевает такую дистанцию меньше, чем за секунду. Увернуться от него невозможно.

Подобный снаряд не нуждается во взрывчатом веществе , поражение объектов происходит за счет его кинетической энергии. Российский экспериментальный образец рельсотрона разогнал трехграммовый снаряд до скорости 6 км/с, что позволило испарить стальной лист-мишень.

Еще одним важным преимуществом подобного оружия является низкая стоимость одного выстрела. Сегодня она составляет примерно 25 тыс. долларов. По сравнению с современными управляемыми ракетами, некоторые из которых имеют ценник в 10 млн долларов, – это настоящие копейки.

Снаряды для рельсотрона имеют небольшой размер, что значительно увеличивает боезапас. Современный американский корабль с сотней ракет вполне может нести на своем борту несколько тысяч снарядов для рельсотрона.

Подобная система не имеет в своем составе взрывоопасных веществ (пороха или ракетного топлива), что значительно повышает безопасность военных объектов.

Нерешенные проблемы электромагнитных пушек

Если этот вид оружия настолько смертоносен, почему он до сих пор не стоит на вооружении ни одной из армий мира? Рельсотрон — это действительно весьма перспективное оружие , но чтобы начать его практическое применение, разработчикам необходимо решить множество сложнейших технических проблем.

Проект электромагнитной пушки впервые был предложен еще в период Первой мировой войны, в честь своего создателя ее назвали «пушкой Гаусса». По понятным причинам данный проект так и остался на бумаге.

Первый рельсотрон был построен учеными Австралийского университета в 70-х годах, он использовался в чисто научных целях. Строили подобные установки и в Советском Союзе. Однако военных не слишком интересовали модели, которые стреляли пульками с весом в несколько грамм, им нужна была более мощная установка. О рельсотроне думали разработчики программы «Звездных войн» во времена президента Рейгана, с его помощью хотели сбивать советские боеголовки. Но материалы и технологии того времени были таковы, что ствол пушки можно было использовать только один раз, потом нужно ставить новый. И это первая самая серьезная проблема, которая и сегодня стоит перед разработчиками рельсотрона. Только представьте себе на мгновенье, что происходит внутри этой пушки: огромные энергии, потоки плазмы, гигантские скорости снаряда.

Сегодня американцы заявляют, что ствол прототипа, который они испытывают, может пережить тысячу выстрелов. Идеальным это оружие стало бы при скорострельности в 5-6 выстрелов в минуту и при ресурсе ствола в несколько тысяч выстрелов.

Не меньшей проблемой является теплоотвод, а также нормальная работа энергетической установки. Также есть проблемы по интеграции оружия в бортовую энергетическую систему.

Источник питания для рельсотрона – это громадная батарея конденсаторов, способных выдать короткий и мощный импульс, а еще сотни кабелей, передающих этот заряд.

В 2012 году прототип был испытан на мощности 32 мегаджоуля, а в будущем (до 2025 года) разработчики планируют увеличить мощность вдвое.

Однако не эти вопросы являются самыми важными, более актуальна проблема возможности управления снарядом рельсотрона в полёте, то есть, повышение его точности.

Американцы заявляют, что они уже могут управлять снарядом, выпущенным из рельсотрона. Речь идет и о дистанционном управлении (радиоволны), и о самоуправлении.

Еще в прошлом году разработчики рельсотрона (General Atomics Electromagnetic Systems) заявили, что снаряд с электронной начинкой не только пережил испытания, но и успешно выполнил свои функции.

Если это соответствует действительности (не верить нет оснований), то американцам удалось создать такую электронную систему управления, которая может выдерживать чудовищные ускорения, плазму и электромагнитное поле с огромным напряжением, а также нагрев поверхности снаряда до нескольких сотен градусов.

В этом случае рельсотрон действительно может стать прорывом в военном деле. Пока что на море, потому что установку с такими размерами и энергопотреблением вряд ли можно использовать иначе.

Американцы планируют к 2020 году спустить на воду несколько эсминцев класса Zumwalt, которые разрабатывались для установки перспективных видов электромагнитного вооружения, в первую очередь рельсотронов.

Перспективы рельсотрона

Если разработчики сумеют решить последние трудности, то мы можем стать свидетелями начала новой эпохи: эры возрождения артиллерии. Эпоха линкоров с их громадными орудиями канула в Лету по причине их малого радиуса боевого поражения. Их вытеснили авианосцы и ракетные корабли. А что будет, если артиллерийские орудия получат возможность стрелять на 300-400 км с высокой точностью?

Вероятно, что подобная технология полностью изменит боевые действия на море.

На суше рельсотроны можно будет использовать в качестве элемента системы ПРО. Они отлично подойдут и для защиты кораблей против крылатых ракет противника.

Огромная скорость и невысокая стоимость позволит уничтожать даже вражеские ядерные боеголовки.

General Atomics уже заявила, что в настоящее время разрабатывает наземный рельсотрон, но здесь все упирается в источники питания.

Многие эксперты считают, что электромагнитные пушки (рельсотроны), твердотельные лазеры и гиперзвуковые боеприпасы – это наиболее перспективные направления развития вооружений в настоящее время. Если хотя бы одно из них доведут до ума – это станет реальным прорывом, а начало практического применения сразу двух технологий – приведет к революции.

Видео о рельсотроне

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Специалисты центра разработки надводного вооружения ВМС США в Далгрен (штат Виргиния) создали экспериментальный образец электромагнитной пушки, которая, согласно планом войдет в состав вооружения перспективных боевых кораблей, в частности эсминцев DDG-1000 «Замволт».

Рельсовая электромагнитная пушка (Electromagnetic Railgun), это оружие, воздействующее на цель посредством разогнанного до скорости несколько километров в секунду снаряда. Свое название оружие получило из-за воздействия на цель кинетической энергией поражающих элементов.

Командование ВМС США занимается вопросами разработки систем артиллерийского вооружения сверхдальнего поражения для надводных кораблей, которые войдут в состав флота после 2016 года. Одним из наиболее перспективных направлений и является создание электромагнитных рельсовых пушек.

В рамках проводимых научных исследований фирма «BAE Systems» в январе 2012 года поставила в Центр наземных военных исследований ВМС США полноразмерный демонстрационный образец рельсовой электромагнитной пушки с кинетической энергией разогнанного снаряда в конце канала ствола около 32 МДж. С помощью этой пушки снаряды массой 18 кг будут лететь со скоростью до 2,5 км/с на дальность от 89 и до 161 км.

Испытания различных моделей электромагнитных пушек начались в США в марте 2007 года. За все время проведения тестов были проверены различные конфигурации ствола и конструкции направляющих рельсового типа. При этом производились и испытания сплавов, из которых изготовлены различные элементы пушки.

Проектированием и изготовлением импульсного источника энергии, который должен обеспечить работу на борту корабля электромагнитной пушки и других систем оружия, занимается американская компания «Рейтеон».

В настоящее время соответствующие научные исследования возглавляет управление по военно-морским исследованиям ВМС страны, которое реализует план исследований и разработок с дальнейшим принятием на вооружение нового вида оружия.

Испытания будут продолжаться вплоть до 2017 года. По заявлению представителя фирмы «BAE Systems», пока стрельба ведется снарядами не аэродинамической формы. Их форма оптимизирована для наиболее эффективного разгона в канале ствола.

В дальнейшем ожидается, что в качестве боеприпасов будут использоваться управляемые снаряды. При этом поражение цели должно происходить не за счет использования обычных взрывчатых веществ, а за счет высокой кинетической энергии самого снаряда.

Целью специалистов но данном этапе является проверка работы всех систем и узлов установки. В дальнейшем планируется начать испытания на дальность стрельбы до 160 км, а затем это расстояние будет увеличено до 350 км.

В 2013 году командование ВМС США заключило контракт с компанией «BAE Systems» на разработку нового образца рельсовой пушки, который будет способен вести огонь очередями без перегрева ствола.

В 2016 году, согласно его планам, будут проведены испытания новой рельсовой пушки с борта корабля. Предполагается установить опытный образец электронной пушки на быстроходный транспорт JHSV-3 «Millinocket» и продемонстрировать работу пушки.

Исходя из анализа совокупности работ, проводимых в этой области, можно сделать вывод, что в настоящее время они находятся на этапе натурных испытаний промышленно произведенных демонстрационных прототипов, результаты которых предсказать невозможно.

Кроме того, разработчикам еще предстоит окончательно решить проблемы скорострельности и стрельбы очередями, а также живучести ствола при сохранении им требуемых параметров. В связи с этим техническая готовность рельсовых электромагнитных пушек, создаваемых по заказу ВМС США, ожидается не ранее 2025 года.

Принцип действия

Принцип действия.

Рельсотрон состоит из двух параллельных электродов, называемых рельсами, подключенных к источнику мощного постоянного тока. Разгоняемая электропроводная масса располагается между рельсами, замыкая электрическую цепь, и приобретает ускорение под действием силы Лоренца , которая возникает при замыкании цепи в возбужденном нарастающим током магнитном поле . Сила Лоренца (cила Ампера) действует и на рельсы, приводя их к взаимному отталкиванию. Иногда используется подвижная арматура , соединяющая рельсы.

Преимущества и недостатки

С изготовлением рельсотрона связан ряд серьёзных проблем: импульс тока должен быть настолько мощным и резким, чтобы снаряд не успел испариться и разлететься, но возникла бы ускоряющая сила, разгоняющая его вперед. На снаряд или плазму действует сила Лоренца , поэтому сила тока важна для достижения необходимой индукции магнитного поля и важен ток, протекающий через снаряд перпендикулярно силовым линиям индукции магнитного поля. При протекании тока через снаряд, материал снаряда (часто используется ионизированный газ сзади легкого полимерного снаряда) и рельса должны обладать:

• как можно более высокой проводимостью ,
• снаряд - как можно меньшей массой ,
• - как можно большей мощностью и меньшей индуктивностью .

Однако особенность рельсового ускорителя в том, что он способен разгонять сверхмалые массы до сверхбольших скоростей (скорость снаряда в огнестрельном оружии ограничивается кинетикой проходящей в оружии химической реакции). На практике рельсы изготавливают из бескислородной меди , покрытой серебром , в качестве снарядов используют алюминиевые брусочки или проволоку, может использоваться полимер в сочетании с проводящей средой, в качестве источника питания - батарею высоковольтных электрических конденсаторов которая заряжается от генератора Маркса , ударных униполярных генераторов, компульсаторов, и прочих источников электрического питания с высоким рабочим напряжением, а самому снаряду перед вхождением на рельсы стараются придать как можно большую начальную скорость , используя для этого пневматические или огнестрельные пушки . В тех рельсотронах, где снарядом является проводящая среда, после подачи напряжения на рельсы снаряд разогревается и сгорает, превращаясь в токопроводную плазму , которая далее также разгоняется. Таким образом, рельсотрон может стрелять плазмой, однако вследствие её неустойчивости она быстро дезинтегрируется. При этом необходимо учитывать, что движение плазмы, точнее, движение разряда (катодные, анодные пятна), под действием силы Лоренца возможно только в воздушной или иной газовой среде не ниже определенного давления, так как в противном случае, например, в вакууме, плазменная перемычка рельсов движется в направлении обратном силе Лоренца - т. н. обратное движение дуги. При использовании в рельсотронных пушках непроводящих снарядов, снаряд помещается между рельсами, сзади снаряда тем или иным способом между рельсами зажигается дуговой разряд , и тело начинает ускоряться вдоль рельсов. Механизм ускорения в этом случае отличается от вышеизложенного: сила Лоренца прижимает разряд к задней части тела, которая, интенсивно испаряясь, образует реактивную струю, под действием которой и происходит основное ускорение тела.

Существующие образцы

Испытания рельсотрона в Naval Surface Warfare Center, ВМС США, январь 2008 года

Первый крупный рельсотрон был спроектирован и построен в 1970-х годах Джоном П. Барбером из Канады и его научным руководителем Ричардом А. Маршаллом из Новой Зеландии в Исследовательской школе физических наук Австралийского национального университета .

В середине 80-х советскими учёными был создан прототип рельсотрона который на данный момент мощнее аналогичных систем нашего времени. Скорость снаряда изготовленного из пластмассы размером сравнимым с бутылочной пробкой достигала 9960м/с и прошибала 3 слоя дюралюминия толщиной 4 см. [источник? ]

К 2018 году планируется произвести первые испытания на воде. К 2020 году эти орудия должны поступить на вооружение строящихся в США эсминцев типа «Замволт» , их модульная конструкция и электрическая трансмиссия рассчитывались с учетом перспективного ЭМ-вооружения. К 2025 году планируется достичь дульной энергии 64 МДж.

В массовой культуре

В литературе

• В книгах серии Halo рельсотронами оборудованы некоторые космические корабли людей.
• В фантастической книге Армагеддон серий Империя автор Роман Злотников описывает рельсовые станковые пулемёты а также пушки установленные на доспехах Латников

Кинематограф

• В фильме «Трансформеры: Месть падших » рельсотрон установлен на корабле ВМС США.
• В фильме «Стиратель » протагонист борется с нелегальным распространением ручных рельсотронов.
• В сериале «Звездные врата SG-1 » на земные корабли устанавливались рельсотроны.
• В аниме и манге «To Aru Majutsu no Index » эспер Мисака Микото благодаря своей силе может использовать способность схожую с выстрелом рельсотрона.
• В фильме «Терминатор » сам терминатор стреляет из двух рельсотронов

Компьютерные игры

• В Quake II , Quake III Arena и Quake 4 рельсотрон стреляет снарядами из обедненного урана и является популярным снайперским оружием вследствие высокой точности стрельбы и убойной силы. Во всех трех играх выстрел имеет характерный закрученный винтом дымный след (в Quake III Arena - опционально).
• В игре Mass Effect 3 спаренные рельсотроны представляют собой колоссальное оружие класса "земля-космос", установленные на родине расы кроганов - планете Тучанка.
• В игре Eve Online рельсотроны являются штатным оружием рас Галленте и Калдари.
• В игре Санитары подземелий также используется рельсотрон. Подразумевается, что это «тот самый» Рэйлган из Quake.
• В Command & Conquer: Tiberian Sun рельсотроном вооружены GDI Mammoth Mk. 2 и ghost stalker. Также рельсотрон присутствует в Command & Conquer: Renegade .
• В Command & Conquer 3: Tiberium Wars и Command & Conquer 3: Kane"s Wrath рельсотрон можно установить на танки: "Мамонт" и "Раптор", оборонительную структуру GDI "Гуардиан" им вооружены штурмовики по умолчанию, а также он добавляется на эпический юнит СТ-ТМ.
• В Metal Gear Solid рельсотроном вооружен передвижной пусковой комплекс Metal Gear REX; в Metal Gear Solid 2: Sons of Liberty и Metal Gear Solid 4: Guns of the Patriots встречается переносной рельсотрон, причём в последней он доступен игроку в качестве личного оружия.
• В Warhammer 40000 рельсотроны используются Империей Тау.
• Рельсотрон ("Рельса") присутствует в Танки Онлайн
• В играх серии Red Faction (первой и второй части) в качестве личного переносного вооружения присутствует рельсотрон («railgun» / «rail driver»), а в третьей части (Red Faction: Guerrilla) - болтер («bolter»), по принципу действия напоминающий рельсовую пушку.
• В игре Metro 2033 в качестве личного переносного вооружения присутствует рельсотрон.
• В MMOTPS игре S4 League в качестве снайперского оружия используется рейлган.
• В игре Ace Combat X2: Joint Assault присутствует вражеский рельсотрон, способный стрелять на огромное расстояние.
• В игре Duke Nukem Forever есть рельсотрон со снайперским прицелом.
• В игре Shadow_Warrior есть прекрасно выглядящий и довольно мощный рэйлган.
• В игре Warzone 2100 можно разработать и использовать как рельсотроны, так и пушки Гаусса (впрочем, судя по описанию и внешнему виду, все они на самом деле - разновидности пушки Гаусса).
• В игре Resident Evil 3: Nemesis главная героиня Джил уничтожает выстрелом из рельсотрона финального босса.
• Космическая стратегия «Sins of a Solar Empire » демонстрирует путаницу между рельсотроном и пушкой Гаусса во всей красе: линкоры и стационарные спутники-батареи оснащены «рельсовыми пушками Гаусса» (англ. Gauss Rail Guns ).
• В игре (Galaxy on fire 2) в качестве основного оружия

Неужели резерв для дальнейшего развития разных видов оружия близок к исчерпанию и придать ему новый импульс способно только появление его разновидностей, действующих на основании совершенно иных физических принципов? Да, это так, но первые кандидаты на роль оружия будущего уже имеются. Наиболее перспективными из них считаются "рельсотроны".

Сегодня у публицистов и футурологов стало хорошим тоном рассказывать про остановку прогресса. "Техническая история человечества, — говорят они — прекратила течение свое. В каждое новое открытие приходится вкладывать миллионы денег, сотни тысяч человеко-часов, а прогресс в результате уже не идет семимильными шагами, а ползет с скоростью миллиметр в год ".

В отношении огнестрельного оружия это утверждение отчасти кажется справедливым. Если мысленно положить рядом китайское "огненное копье" X века (бамбуковую палку с трубкой., начиненную порохом и камешками) и современную штурмовую винтовку — прогресс кажется очевидным. А уж если мысленно поставить неподалеку, скажем, французскую кулеврину "Убийцу" образца XIV века и САУ "Коалиция -СВ", то все эти орудия из музеев и вовсе начинают казаться чем-то вроде дубины неандертальца.

А вот если "разобрать и посмотреть что там внутри", то выяснится что огнестрельное оружие за 7 веков своего развития прошло куда меньший путь чем авиация со времен опытов Бартоломеу де Гусмана и полета братьев Монгольфье, и никаких "революций", подобных появлению летательных аппаратов тяжелее воздуха в его истории не наблюдалось. Фактически и САУ "Коалиция" и "огненное копье" используют один и тот же принцип — вместо мускульной или механической энергии, снаряд в сторону противника выбрасывается при помощи газа, образующегося в ограниченном объеме в ходе химической реакции самоокисления, то есть сгорания вещества, из которого состоит метательный заряд. Все инновации в этой области можно пересчитать по пальцам: многовековая эволюция системы заряжания от засыпки пороха прямо в ствол до унитарных зарядов, путь от вставлявшегося в отверстие фитиля до современной автоматики, обеспечивающей скорострельность в 6000 выстрелов в минуту, нарезка канала ствола, изобретение нитроцеллюлозы и баллистита…

Сегодня инженерная мысль нацелена на решение трех основных проблем: полного сгорания гильзы, совершенствования активно-реактивных боеприпасов и создания пуль с корректируемой траекторией полета для ручного огнестрельного оружия. Общий принцип остается точно таким же, каким он был в X веке. Резерв для дальнейшего развития и модернизации близок к исчерпанию и придать развитию новый импульс способно только появление оружия, действующего на основании совершенно иных физических принципов.

Первую попытку сойти в сторону с проторенного пути предпринял не кто иной, как Леонардо да Винчи, предложивший выталкивать снаряд из ствола при помощи пара. С тех пор паровую пушку пытались изобрести неоднократно, но каждый новый образец по своим баллистическим характеристикам, надежности и сложности изготовления бесславно проигрывал соревнование с "традиционными" пороховыми системами. Скорострельность наиболее известного экземпляра отечественного парового орудия — 7-линейной (17,5 мм) пушки Карелина по меркам 1829 года, была впечатляющей — 50 выстрелов в минуту и все равно она осталась экспонатом Артиллерийского музея в Санкт-Петербурге, существующим в единственном экземпляре. Такая же судьба постигла и современную ей паровую пушку Перкинса, делавшую на 10 выстрелов в минуту больше.

Интереснее сложилась история орудий, принцип действия которых основывался на выталкивании метательного снаряда из ствола при помощи силы сжатого газа. Но, несмотря на то, что дело дошло до вооружения специальных подразделений и даже до корабельной артиллерии, понятие "пневматика" у нас в большей степени ассоциируется в основном с игрушечным, спортивным и охотничьим оружием, но никак не с боевым. Почему так сложилось — тема для отдельной публикации, пока лишь можно заметить, что одним из важнейших препятствий на пути внедрения "воздушек" стал непреложный закон, выявившийся в ходе конструирования всех подобных систем: при достижении баллистических характеристик сходных с пороховым аналогом, вес пневматического орудия увеличивается в три раза.

Одним словом, ни пар, ни сжатый газ на роль "оружия будущего" не подходят хотя бы потому, что основной принцип действия паровых пушек и пневматики фактически просто имитирует порох другими средствами. Период бурного развития науки и техники в конце XIX-первой половине XX века породил совершенно новые концепции того, чем предстоит заменить привычный "огнестрел", но их практическое воплощение пока что остается уделом авторов фантастических романов и создателей компьютерных игр. Инженерная мысль пока лишь осторожными шагами приближается к практическому воплощению оружия на новых физических принципах и существует оно,в основном, в виде лабораторных установок. Но "тройка лидеров" уже определилась — это лазер, пушка Гаусса и рельсовая пушка, она же "рельсовый ускоритель массы".

"Рельсотроны" и "гауссы" наиболее близки к нашим устоявшимся представлениям об оружии. Поражение цели в них осуществляется материальным снарядом, а не "лучами смерти", действенность которых ограничивается прежде всего самой атмосферой Земли, и, например, тем, что человеческое тело более чем на 70% состоит из воды, нагреть которую тепловым лучом на порядок сложнее. Зато электромагнитное оружие, способное выбросить снаряд со скоростью почти девятикратно превышающей скорость звука дает множество неоспоримых преимуществ в сравнении с "традиционным" огнестрелом.

"Гауссы", несмотря на внешнюю простоту схемы пока что безнадежно проигрывают соревнование "рельсотронам" и, скорее всего, боевое оружие, основанное на данном принципе вряд ли появится вообще. Разгон снаряда обеспечивается за счет прохождения пули, сделанной из электропроводящего материала, по стволу из диэлектрика, через ряд создающих магнитное поле катушек. На примере домашних поделок, способных загнать гвоздик в мишень для дартса с расстояния в несколько метров, выглядит эффектно, но при этом дает крайне низкий КПД (1-2 процента).

Даже при применении многоступенчатой системы разгона с последовательным переключением катушек, в кинетическую энергию переходит только 27 процентов заряда (для сравнения — у современного огнестрельного оружия этот показатель колеблется в районе 30-35 процентов). Достаточно высокий расход энергии в сочетании с большим весом установки и относительно низкой разгонной скоростью снаряда, делает развитие "гауссов" делом бесперспективным, по крайней мере — на нынешнем уровне технологий.

Схема рельсовых ускорителей дает конструкторам оружия будущего куда больше преимуществ над порохом, в первую очередь за счет возможности разгонять сверхмалые массы до сверхвысоких скоростей. В общем виде схема выглядит следующим образом: по двум электродам, подключенным к источнику постоянного тока, силой воздействия электромагнитного поля разгоняется, снаряд, одновременно замыкая цепь. Сам принцип, согласно которому электрическая энергия переходит в кинетическую в физике называется "силой Лоренца" .

Первый патент на рельсовое оружие был получен французом Андрэ Луи-Октавом Фошоном Виепле еще в 1902 году. Испытания проводились с 1916 по 1918-й год, причем велись крайне небрежно, измерения силы тока и начальной скорости снаряда не проводились, и в результате удалось установить только саму возможность создания такого оружия.

Во время следующей мировой войны трофейными материалами по рельсовым пушкам заинтересовалось руководство германского Управления вооружений, судорожно хватавшееся за любой проект, который мог бы сыграть роль чудо-оружия. Тема по электромагнитному оружию (включавшая как рельсотроны, так и пушки Гаусса) была поручена доктору Иоахиму Хэнслеру, испытания проводились в 1944-45 годах в железнодорожном тоннеле близ города Клайс в Верхней Баварии. Первый созданный группой Хэнслера прототип рельсовой пушки LM-2 с длиной направляющих в 2 метра разгонял алюминиевый цилиндр весом в 10 граммов до скорости в 1080 м/с; при наращивании длины ствола вдвое, скорость возросла до 1200 м/c. Для сравнения — лучшее германское зенитное орудие периода Второй мировой войны — 12,8 sm. Flak 40 имело начальную скорость всего в 880 м/c.

Неудивительно что результатами испытаний очень заинтересовалось командование Люфтваффе, выдавшее Хэнслеру заказ на рельсовое зенитное орудие, способное вести огонь снарядами, содержащими по полкило взрывчатого вещества, со скоростью разгона в 2000 м/c и скорострельностью в 10-15 выстрелов в минуту. Однако такое орудие так и не было построено, а прототип LM-2 в 1945 году был захвачен американцами, выдавшими после новой серии испытаний следующее заключение: баллистические характеристики безусловно выдающиеся, однако для каждого выстрела требуется количество электроэнергии, "которого хватило бы на освещение половины Чикаго".

И тем не менее попытки продолжались. Новые модели рельсотронов разрабатывались в США, Австралии, Великобритании, СССР и даже в Югославии. Но о том что эпоха оружия без пороха все-таки уже видна на горизонте, все заговорили только после того, как 10 декабря 2010 года в США успешно прошли испытания рельсовой пушки разработки компании BAE Systems мощностью в 33 мегаджоуля с начальной скоростью снаряда в 2520 м/с. С тех пор прототип успел сделать более десятка тысяч выстрелов (видео можно посмотреть на Youtube) и речь уже идет об установке первого поколения таких орудий на эсминцы типа DDG-1000 Zumwalt.

Скорость снаряда в дальнейшем планируется довести до 5,8 тысячи м/c, скорострельность — до 6-15 выстрелов в минуту, а дальность прицельного огня — до 370 километров. Мощность приэтом возрастет до 64 мегаджоулей и энергии такая установка будет потреблять не менее 16 Мвт, что существенно даже по меркам корабельных 72 Мвт газотурбинных генераторов, которые планируется установить на "Цумвальты". Пока же энергетическая установка, необходимая для произведения выстрела из рельсотрона, занимает небольшой зал в Центре разработки надводного вооружения ВМС США Дальгрен, где проходят его испытания. Судя по тому, что программу до сих пор не подвели под сокращение военного бюджета — результаты были признаны значимыми и появления рельсовых орудий на вооружении американского флота следует ожидать в течении 10-15 лет.

В России разработкой рельсового оружия занимаются ученые из Шатурского филиала Объединенного института высоких температур РАН, причем там пошли по пути несколько отличному от американского. Создатели отечественной "рельсы", не мудрствуя лукаво, решили что все новое — это хорошо забытое старое и предложили для решения проблемы подачи энергии устройство, в чем-то напоминающее о привычных нам артиллерийских снарядах. Роль гильзы с порохом в "рельсотроне Арцимовича" играет взрывомагнитный генератор, полное сгорание которого создает мощный электромагнитный импульс, необходимый для разгона снаряда силой Лоренца.

Внутри генератора находится… еще одна пушка, на сей раз — электротермическая, в которую изначально и помещен снаряд. От рельсовой пушки она отличается отсутствием собственно "рельс", разгон осуществляется при помощи давления, создаваемого мгновенным выбросом высокотемпературной плазмы. Кадры с испытаний, хоть и выглядят не столь красочно как у американцев, тем не менее, впечатляют: отлитая из легких полимеров пулька весом всего в 2 грамма насквозь прошибает несколько поставленных в ряд мишеней из сплава стали с дюралем, оставляя в каждой из них огромные рваные дыры.

Сотрудники шатурского филиала, кстати, предлагают использовать свои "гильзы" отдельно от рельсовой пушки — в качестве боевых частей зенитных ракет, что даст возможность не только наносить воздушным целям физические повреждения, но и выжигать всю их электронную "начинку" импульсом от подрыва взрывомагнитного генератора.

На сей оптимистической ноте заставим фанфары умолкнуть и поговорим о тех проблемах, к решению которых разработчики "рэйлганов" и "рельсотронов" еще не приступали. Источниками энергии их список далеко не исчерпывается, для нового оружия понадобятся еще и новые материалы. Дело в том что пресловутая сила Лоренца в момент выстрела действует не только на снаряд, но еще и на сами рельсы, стремясь развести их в разные стороны. Кроме того, разгоняющийся снаряд от нагревания расширяется и, ускоряясь, буквально снимает с рельсов стружку.

Направляющие у американской пушки сделаны из покрытой серебром бескислородной меди, и после каждых двух-трех выстрелов их приходится менять, так что скорострельность в 10-15 выстрелов в минуту может быть достигнута лишь теоретически. Кроме того, не очень понятно из чего должен быть сделан снаряд, учитывая что даже наиболее тугоплавкие из используемых нами материалов, на скорости, превышающей 7500 м/с, попросту разрушаются от трения о воздух, превращаясь в сгустки плазмы. А еще придется создать совершенно иные системы наведения и прицелы, пригодные для решения задачи "попасть пулей в пулю". Работы, как говорится — непочатый край.

Осталось ответить на последний вопрос — а зачем вообще все это нужно? Зачем тратить огромные средства на создание оружия на новых физических принципах, если существуют проверенные сотнями войн пороховые пушки и винтовки для которых, к тому же, активно разрабатываются "умные" снаряды и пули, способные достать цель практически при любых обстоятельствах?

Главное преимущество "рельсового оружия" заключается в его способности поражать цель снарядом относительно малого калибра на скорости, превышающей скорость распространения звука в материале, из которого состоит эта цель. И, разумеется, в возможности регулировать скорость полета снаряда в зависимости от того эффекта, которого мы хотим добиться.

К примеру при стрельбе из "рэйлгана" по танку по желанию можно будет пробить броню, устроить взрыв на ее поверхности или добиться такой силы соударения, что снаряд превратится в поток ионизированных частиц, гарантированно уничтожающих всю электронику, а заодно и весь экипаж. Того же эффекта можно будет добиться и при стрельбе по укрытым живым целям.

Еще можно будет создать зенитные орудия для того чтобы "снимать" спутники с низкой орбиты. И рельсовые катапульты для того чтобы их же туда запускать. Как видите, осталось всего-то навсего решить пару десятков физических и инженерных проблем — и будущее уже не за горами.