Kosmické dělostřelectvo. Dělostřelectvo na oběžné dráze: Orbitální bojové stanice
Předmět zákazu: umístit na oběžnou dráhu kolem Země jakékoli předměty s jadernými zbraněmi nebo jinými typy zbraní hromadné ničení, instalaci takových zbraní na nebeská tělesa a jejich umístění do vesmíru jiným způsobem.
Hlavní zakazující dokument: Smlouva o zásadách činnosti států při průzkumu a využívání kosmického prostoru, včetně Měsíce a dalších nebeských těles(Valné shromáždění OSN)
Ratifikováno státy (od ledna 2012): 101
Na nízké oběžné dráze Země létá mnoho vojenských kosmických lodí – americký GPS (NAVSTAR) a ruský GLONASS, stejně jako četné sledovací, průzkumné a komunikační satelity. Na oběžné dráze ale zatím nejsou žádné zbraně, i když pokusy o jejich vypuštění do vesmíru proběhly opakovaně. Výsledkem bylo pochopení skutečnosti, že konvenční zbraně ve vesmíru můžete bojovat pouze s hypotetickými mimozemskými útočníky. A rozmístění jaderných zbraní, stejně jako jakékoli jiné zbraně hromadného ničení, bylo rezolucí zakázáno Valné shromáždění OSN. Navzdory tomuto zákazu však byly vyvinuty projekty na umístění konvenčních i jaderných zbraní na nízkou oběžnou dráhu Země.
Počátkem 60. let se už armáda dívala vesmír, ale absolutně netušil, jak budou vypadat vojenské operace ve vesmíru. Analogicky s letecká válka vypadalo to jako něco jako vesmírné pevnosti s atomovými bombami, děly a kulomety.
Orbitální dělostřelectvo
Na začátku 60. let nikdo nevěděl, jak bude válka ve vesmíru vypadat. Armáda si představovala „vesmírné pevnosti“ vyzbrojené bombami (včetně atomových bomb), raketami, děly a kulomety, obklopené rojem bojovníků a sbíhajících se v bitvě na oběžné dráze (pamatujte, že George Lucas své „Hvězdné války“ natočil až v roce 1977. ). Proto byl jak v SSSR, tak v USA navržen zcela vážně vesmírná zbraň- od řízené střely„vesmír-prostor“ do vesmírné dělostřelectvo. SSSR vyvíjel válečné lodě – průzkumný letoun Sojuz R a stíhač Sojuz P (1962–1965), Zvezda 7K-VI vybavená kulometem (1965–1967) a dokonce i pilotovanou orbitální stanici Almaz (OPS). „s dělem namontovaným na něm. Pravda, rakety mezi vesmírem a vesmírný kulomet nikdy „nečichly k vesmíru“, ale dělo mělo větší štěstí.
Letecký rychlopalný kanon Nudelman-Richter NR-23 instalovaný na Almazu (modifikace ocasního děla proudového bombardéru Tu-22) byl určen k ochraně před nepřátelskými inspektorskými satelity a interceptory na vzdálenost více než 3000 m. Zbraň vychrlila 950 nábojů o hmotnosti 200 g rychlostí 690 m/s a vytvořila zpětný ráz 218,5 kgf, který kompenzovaly dva hlavní motory s tahem 400 kgf nebo tuhé stabilizační motory s tahem 40 kgf.
Výbuch na oběžné dráze
Co se stane, když dojde k výbuchu jaderné zbraně v horních vrstvách atmosféry (30-100 km a více)? Není tam žádná tlaková vlna a hlavní poškozující faktor v tomto případě se objeví gama záření a elektromagnetický impuls (EMP). Silný tok gama paprsků způsobí ionizaci spodních atmosférických plynů, čímž se vytvoří masa rychlých elektronů a relativně pomalých iontů. Elektrony interagují s magnetickým polem Země a tvoří se na krátkou dobu nejsilnější proudy. Mezi ionizovanou vrstvou a zemským povrchem vznikne na několik minut gigantický potenciálový rozdíl (síla pole řádově desítky kV/m). To vše povede k vytvoření mocného elektromagnetický impuls(EMP), který bude indukovat ve všech vodičích v dosahu působení vysokého napětí a vyřadí z provozu téměř všechna elektronická zařízení, která nejsou speciálně chráněna, telekomunikační vedení, elektrická přenosová vedení a transformátorové rozvodny, jakož i dlouhá doba(mnoho hodin) naruší rádiovou komunikaci. Poloměr ničení EMP zbraní je obrovský - s jaderný výbuch ve výšce 500 km se odhaduje přes 2000 km! Nevýhodou EMP zbraní je jejich „nerozlišitelnost“: jsou stejně účinné při poškození jak vaší vlastní, tak cizí elektroniky.
V dubnu 1973 byl do vesmíru vypuštěn Almaz-1, známý také jako Saljut-2 a v následujícím roce se uskutečnil první let Almaz-2 (Salyut-3) s posádkou. Přestože na oběžné dráze nebyly žádné nepřátelské orbitální interceptory, tato stanice přesto vypálila první (a poslední) salvu z vesmírných děl. Když vypršela životnost stanice, 24. ledna 1975 byla před opuštěním oběžné dráhy z kanónu proti vektoru orbitální rychlosti vypálena dávka granátů (shořelých v atmosféře), aby se zjistilo, jak střelba ovlivňuje dynamiku OPS. . Testy byly úspěšné, ale to znamenalo konec věku orbitálního dělostřelectva.
Orbitální meč
Na konci 70. let si Spojené státy stanovily ambiciózní cíl vytvořit spolehlivý systém protiraketové obrany, který by dokázal zachytit vysokorychlostní hlavice. balistické střely. Lasery byly považovány za ideální prostředek, který jim umožňoval zachytit cíl rychlostí světla a umístit jej na oběžnou dráhu. Za účelem radikálního snížení divergence paprsku a zvýšení výkonu se v rámci projektu Excalibur v USA pokusili vytvořit orbitální rentgenový laser. Jako pracovní tekutinu použil plně ionizované plazma, do kterého se při výbuchu 30kt jaderné nálože přeměnily tenké (0,1−0,5 mm) dlouhé (10 m) měděné nebo zinkové tyčinky.
Za 50 let vývoje prošla vojenská vesmírná doktrína významnými změnami. Orbitální bitevní pevnosti zůstaly fikcí, ale protisatelitní střely se staly realitou. Rakety SM-3 (na obrázku) Systémy Aegis, instalované na raketových křižnících tříd Arleigh Burke a Ticonderoga, umožňují sestřelovat satelity na nízké oběžné dráze Země.
Plazma se začalo rozpínat rychlostí asi 50 km/s, ale čerpání a vysílání krátkého (méně než 1 ns) laserového pulzu vyžadovalo přibližně 30 ns, takže průměr plazmatu sotva stačil překročit 1–2 mm. Každá nálož se odpařila a ionizovala asi sto tyčinek, které měly být jednotlivě zaměřeny, zajišťující přenos 1-ns pulsu o energii 5−6 kJ na vzdálenost až 100 km. Takové nálože byly buď umístěny na oběžnou dráhu předem, nebo když byly detekovány odpaly sovětských raket, byly vypuštěny z ponorek.
Na papíře to vypadalo krásně, ale ve skutečnosti... 26. března 1983 došlo v podzemním dole na zkušebním místě v Nevadě v rámci programu Cabra k prvnímu a jedinému výbuchu rentgenového laseru s jadernou pumpou. s výkonem 30 kt byla provedena. Všechny tyče mířily na jeden cíl, energie pulzu byla 130 kJ, ale vysokou divergenci se nepodařilo překonat – velikost spotu na vzdálenost 100 km byla vypočítána na téměř deset metrů.
Sen Julese Verna dostat se z děla na Měsíc je mnohými považován za směšný, ale v průběhu desetiletí se k němu inženýři a vědci znovu a znovu vraceli. Přestože vypouštění lidí do vesmíru tímto způsobem nebude fungovat, malé satelity snadno vydrží přetížení výstřelu. Takže je příliš brzy říkat, kdo se bude „dobře smát“.
Vesmírná děla, jejichž různé verze se ve fantaziích vynálezců objevily nejednou, slibují snížení nákladů na dopravu nákladu na nízkou oběžnou dráhu Země přibližně o řád. Na takový exotický start se samozřejmě nebude hodit ledajaký předmět, ale jeho odhadovaná cena 550 dolarů za kilogram je dostatečně lákavá na to, abyste se pokusili uvést letitý nápad do života.
Myslí si to John Hunter, americký vědec a inženýr, prezident a jeden ze zakladatelů společnosti Quicklaunch, která si dala za cíl zorganizovat start malých zařízení do vesmíru pomocí děla... dlouhého 1,1 kilometru.
Hlavním vrcholem nového systému je mořský systém, který s sebou přináší spoustu výhod (ilustrace John Hunter/Quicklaunch/Google Tech Talks).
Jak vidíte, hlaveň děla s pomocnými systémy musí plout v mořských hlubinách pod určitým úhlem k horizontu. Spodní hrana celé stavby se údajně nachází v hloubce cca 490 m a zářez kmene je několik metrů nad vodou.
Tato technika elegantně řeší problém ohýbání monstrózní hlavně vlastní vahou (vzpomeňme na inženýry, kteří staví podobné dělo na souši). Zároveň usnadňuje nasměrování instalace v azimutu (což je nutné pro změnu sklonu drah). Zbraň bude také možné snadno odtáhnout na libovolné požadované místo na rovníku (optimální pro vypouštění kosmické lodi).
Jednou z možností využití vesmírného děla by mohla být dodávka raketového paliva na nízkou oběžnou dráhu Země. Možná bude možné vzít si z toho trochu s sebou při každém startu, ale nízké náklady na jeden výstřel vám umožní vyslat nahoru celou flotilu granátů, které „zaparkují“ u čerpací stanice.
Meziplanetární lodě cestující na Měsíc nebo Mars z něj již mohou přijímat své palivo. To zase sníží množství užitečného zatížení, které je u takových projektů potřeba zvednout (ilustrace John Hunter/Quicklaunch/Google Tech Talks).
Ale tady je to, co Jules Verne pravděpodobně nevěděl: je nemožné dosáhnout slušné rychlosti s prachovou náplní, bez ohledu na to, jak moc ji zatlačíte do zbraně. Střela nepoletí rychleji, než jsou schopny se rozpínat horké plyny daného složení a tento parametr závisí na rychlosti zvuku v pracovní tekutině. Proto byly kdysi vynalezeny lehké plynové zbraně: střela v nich je tlačena expandujícím heliem (nebo vodíkem). Jejich nízká molekulová hmotnost je klíčem k úspěchu. Patří do této rodiny vesmírná zbraň z Quicklaunch.
Zde je třeba říci, že Hunter psa sežral lehkými plynovými zbraněmi. V Lawrence Livermore National Laboratory vedl projekt největší lehké plynové zbraně na světě, SHARP (Super High Altitude Research Project), která úspěšně fungovala v letech 1992 až 1995.
V prvním úseku (ráže 36 cm a délka 82 m) této instalace ve tvaru L docházelo ke spalování metanu, jehož zplodiny hoření tlačily na tunový ocelový píst, který stlačoval vodík umístěný na jeho druhé straně. Když tlak dosáhl 4 000 atmosfér, byla zničena speciální pojistka, vodík vstoupil do druhé hlavně (10 cm x 47 m), čímž urychlil projektil o hmotnosti 5 kg na 3 kilometry za sekundu.
Po roce 1995 byla zbraň SHARP příležitostně používána pro testování miniaturní modely hypersonická vozidla(fotografie od daviddarling.info, astronautix.com, John Hunter/Quicklaunch/Google Tech Talks).
Do budoucna plánovali tuto zbraň upravit, naučit ji střílet nahoru (ve skutečnosti ležela vodorovně) a zároveň zvýšit rychlost projektilů na 7 km/s, což by umožnilo mluvit o vesmírných startech. Tyto plány však nebyly realizovány, především z finančních důvodů.
Je třeba poznamenat, že lehká plynová děla mnohem menší velikosti a se střelami mnohem menší hmotnosti dosahovala vysokých rychlostí - až 11 km/s. Tady se ale bavíme o praktické aplikaci pro vesmírné starty a není třeba mluvit, ledaže byste najednou potřebovali vypustit na oběžnou dráhu ocelovou část vážící několik gramů.
Tyto zbraně však nikdy nesnily o vesmíru. Studium obtékání těles při hyperzvuku, chování materiálů při obrovských tlacích a teplotách (vyvinuté ve chvíli, kdy vysokorychlostní projektil zasáhne cíl), modelování eroze kosmických lodí pod vlivem mikrometeoritů a podobné vědecké experimenty - to je práce stávajících lehkých plynových zbraní. Aby se z nich stala kosmická děla, bylo nutné výrazně přepracovat jejich konstrukci.
Systém nová zbraň Hunter: 1 – projektil, 2 – ventil, 3 – spalovací komora (aka výměník tepla), 4 – vodík (ilustrace Popular Science).
Při Quicklaunchi se Hunter zbavil pístu. V novém systému zemní plyn hoří uvnitř speciální komory výměníku tepla, která je obklopena druhou komorou - s vodíkem. Teplo se přenáší přes stěny, což způsobí, že teplota vodíku stoupne na 1430 stupňů Celsia.
Jakmile tlak dosáhne požadované hodnoty, otevře se speciální posuvný ventil a horký vodík začne urychlovat střelu podél hlavně.
Po vzletu zařízení se membrána na konci hlavně okamžitě uzavře, čímž se minimalizuje ztráta vodíku - poté bude ochlazena a znovu stlačena pro použití v další spuštění.
Posuvný ventil je zobrazen světle červenou barvou (ilustrace John Hunter/Quicklaunch/Google Tech Talks).
Podle výpočtů Johna a jeho spolupracovníků by pistole Quicklaunch měla „vrhat“ 450-kilogramová zařízení rychlostí šest kilometrů za sekundu. A přestože přetížení při výstřelu dosáhne 5000 g, je již docela možné vytvořit maličké satelity, jejichž elektronika takový start přežije.
Kromě toho by jednou ze zátěží při startu děla mohl být nejjednodušší a nejšetrnější zásobovací materiál pro vesmírné stanice ( pitná voda, zejména).
Trajektorie výstupu bude docela plochá, ale náboje supergun nebudou mít čas se příliš zahřát třením o vzduch, protože opustí atmosféru za méně než 100 sekund. Hunter navíc zvažuje možnost ochrany nanesením hořlavého nátěru na vnější povrch zařízení.
Tato zařízení by měla zrychlit na první kosmickou rychlost na vrcholu. Ve výšce 100 km takový projektil odhodí kapotáž a zapne svůj vlastní miniaturní raketový motor.
Vzor letu podkaliberního vesmírného projektilu vystřeleného z děla Quicklaunch. V této verzi je zařízení chráněno v atmosféře odhoditelným pláštěm (ilustrace John Hunter/Quicklaunch/Google Tech Talks).
Skutečnost, že projektil s vysokou počáteční rychlostí snadno překoná první úsek cesty s hustou atmosférou a dokonce se dostane do vesmíru, byla prokázána již v roce 1966. Pak americko-kanadská výzkumná superguna z projektu
25. června 1974 letěla do vesmíru vesmírná stanice Saljut-3 s posádkou dvou kosmonautů. Na první pohled to vypadalo jen jako další obyčejný let do vesmíru. Saljuty byly sovětskou obdobou americké civilní kosmické lodi Skylab, jejíž úkoly zahrnovaly provádění experimentů – např. lidské tělo při dlouhém letu. Navíc v éře studená válka měl za úkol získat body propagandy.
Ale název „Salyut-3“ byl jen zástěrkou. Ve skutečnosti byl Saljut 3 vojenskou vesmírnou stanicí Almaz 2.
Posláním stanic Almaz bylo pozorování zemského povrchu, podobně jako pilotovaná orbitální laboratoř amerického letectva, která na oběžné dráze fungovala v 60. letech. Představa byla, že výhodná poloha ve výšce 270 kilometrů dá dobrá recenze a proměnil stanici v ideální pozorovací místo. Amerika opustila svou pilotovanou orbitální laboratoř, ale Sověti v letech 1973 až 1976 vypustili tři kosmické lodě Almaz.
Ale Saljut-3/Almaz-2 měl jeden zásadní rozdíl. Nebyla to jen vojenská vesmírná stanice. Almaz-2 byl vyzbrojen malým kanónem, aby bylo možné zjistit, zda se Sověti mohou bránit. proti americkým protisatelitním zbraním.
Je známo jen málo podrobností, ale postupem času se začaly objevovat nějaké informace. Jak píše moderátorka Západní expert podle sovětského vesmírného programu James Oberg „podle zveřejněných údajů, které potvrdil velitel lodi Pavel Popovič, bylo na stanici instalováno upravené sovětské letecké dělo pro zachycení letadel. Bylo to dělo Nudelman-Richter, podobné těm, které byly vybaveny MiG-19, MiG-21 a Su-7.“
Některé zdroje se domnívají, že šlo o 23mm dělo, zatímco jiné se domnívají, že šlo o ráži 30mm. „Hlavně zbraně byla nasměrována rovnoběžně s podélnou osou stanice a zbraň byla namířena na cíl změnou orientace kosmické lodi pomocí zaměřovací obrazovky na řídicí stanici,“ píše Oberg. Wikipedia uvádí, že náboj munice do zbraně byl 32 nábojů.
Zkušební odpal byl zřejmě proveden dálkovým ovládáním ze Země v době, kdy na palubě stanice nebyli žádní astronauti. To znamená, že Almaz střílel ze svých zbraní, i když ne v bojových podmínkách. „Dne 24. ledna 1975 proběhly testy speciální systém na palubě Saljut-3, která dala pozitivní výsledky na vzdálenost od tří tisíc do 500 metrů, uvádí článek Encyclopedia Astronautica. - Není pochyb o tom, že to byly testy palubního 23-mm letadlová zbraň Nudelman (jiné zdroje tvrdí, že šlo o 30mm kanón Nudelman NR-30). Kosmonauti potvrdili, že během testů byl satelit zničen.“
Pistole na stanici Almaz rozhodně nebyla útočnou zbraní jako paprsek hvězdy smrti nebo explodující planetu vodíkové bomby, kterých se velmi obávali Američané, kteří v 50. letech zpanikařili kvůli přeletům sovětských satelitů. Mysleli si, že tyto bomby spadnou na jejich hlavy. Ale odborníci různé názory o tom, jak účinná by tato zbraň byla ve vesmírném boji.
Oberg píše: „Na vzdálenost menší než kilometr by mohla být extrémně účinná, pokud by nebyla vypálena napříč orbitálním pohybem stanice, protože v tomto případě se podle pravidel orbitální mechaniky musely kulky vrátit zpět na nádraží!"
Tony Williams, který tvoří historii děl a kulometů, řekl The Národní zájem: „Vibrace byly určitě problém. Byla objevena, když děla instalovaná na palubě stanice začala pálit na zem. To znamená, že zkušební střelba ve vesmíru byla prováděna pouze během bezpilotních letů. Zpětný ráz musel kompenzovat pohonný systém a řízení. Bezvzduchový prostor by neměl být problém, ale mám podezření, že extrémní teploty ano.“
Expert na vesmírné války Paul Szymanski řekl, že by bylo možné střílet z děla ve vesmíru, ale představovalo by to určité problémy, zejména pokud jde o řízení palby. „Dráha vystřeleného projektilu bude vlivem gravitace zakřivená (stejně jako na zemi), a proto je třeba s tím počítat v zaměřovacím mechanismu. Musíme také vzít v úvahu obrovské rychlosti, kterými Almaz a cíl letí,“ řekl tento specialista The National Interest. Navíc při ničení vysokorychlostního vesmírného cíle na krátkou vzdálenost by Almaz mohl trpět rychle létajícími úlomky.
Sovětské vesmírné dělo bylo obrannou zbraní – ale proti komu se mělo bránit? Od fiktivních vesmírných mariňáků v té slavné a podivné scéně z filmu s Jamesem Bondem Moonraker? Protidružicové zbraně existují – podle dostupných informací je vyvíjí Čína; a v roce 2006 použili Američané protiraketovou střelu ke zničení jednoho ze svých vadných satelitů. Tato technika však ještě nebyla plně vyzkoušena.
V každém případě bude škoda nebohého astronauta, který se pokusí sestřelit raketu letící rychlostí osm kilometrů za vteřinu.
Nehledě na to, že z hlediska dnes Tento projekt vypadá jako sci-fi v první polovině 20. století se Němci vážně připravovali na jeho realizaci. Vývoj solárního děla provedli vědci umístění ve výzkumných centrech malé vesničky Hillersleben. Více než 150 fyziků, konstruktérů a talentovaných inženýrů pracovalo dnem i nocí na těch nejfantastičtějších projektech, které by v budoucnu mohly Německu přinést absolutní vojenskou převahu na bojišti. Když spojenecké jednotky na jaře 1945 vstoupily do Hillerslebenu, mezi technickou dokumentací našly dokumenty o vývoji „solárního děla“. Je pozoruhodné, že autor tento projekt Byl tam slavný německý vědec, jeden ze zakladatelů raketové techniky, Hermann Oberth. Nejzajímavější je, že již v roce 1929 vědec ve své knize „Cesta ke kosmickému letu“ navrhl vytvoření pilotované orbitální stanice na oběžné dráze Země. Orbert ve svém hlavním díle prorocky brilantně popsal principy, podle kterých se dnes moderní orbitální stanice sestavují ze samostatných bloků. Zároveň počáteční plány vědce nezahrnovaly vojenskou složku stanice. Orbert právě plánoval umístit na oběžnou dráhu planety konkávní zrcadlo o průměru 100 m pro přenos na Zemi solární energie pro ohřev vody a rotační turbíny elektráren. Armáda se však po seznámení s jeho projektem rozhodla jinak. Vědec měl za úkol vyvinout obří zrcadlo umístěné ve vesmíru pro použití jako smrtící zbraň.
"Vesmírné" granáty od Geralda Bulla
Jak víte, všechno nové je dobře zapomenuté staré. Na příkladu materiálu v předchozí kapitole jsme se přesvědčili, že vývoj techniky je z velké části založen na této známé úvaze.
Čas od času se designové myšlení v další fázi vrací ke starým „zapomenutým“ schématům, aby je oživilo v nové kvalitě pro nové úkoly. Elektrické raketové motory a využití atomové energie, solární plachty a antigravitace – to vše bylo vynalezeno v první čtvrtině 20. století, ale realizuje se až dnes.
Myšlenka vesmírného děla, navržená, jak si pamatujeme, Isaacem Newtonem, rozvinutá v románech Julese Verna, Faureho a Graffignyho a vtělená do programu pro vytvoření děla V-3 s ultra dlouhým dostřelem, nefungovala. zůstat zapomenuti.
Nicméně i přes zdánlivou marnost těchto projektů se s nástupem vesmírný věk a objevení se potřeby levných prostředků do každého počasí, které by doručovaly různá zařízení na nízkou oběžnou dráhu Země, se znovu hovořilo o zbraních. Už jsme samozřejmě nemluvili o pilotovaném letu, ale bylo možné tímto způsobem vypouštět malé družice do vesmíru a nápad se dočkal druhého (nebo třetího?) zrodu.
Vděčí za to především talentovanému kanadskému návrháři Dr. Geraldu Bullovi.
Gerald Buhl se narodil v roce 1928 v kanadské provincii Ontario. Jeho kariéra začala ohromujícím úspěchem – ve věku 22 let se Bull stal nejmladším lékařem, který kdy obhájil disertační práci na University of Toronto.
Od roku 1961 vyučoval na McGill University a v roce 1964 vedl Kanadský institut pro výzkum vesmíru. Právě v pozici ředitele tohoto ústavu měl Bulle možnost realizovat myšlenku kanónu schopného vrhat projektily do suborbitálních a orbitálních výšek.
V roce 1961 udělilo ministerstvo výzkumu zbraní Dr. Bullovi 10 milionů dolarů jako součást společné vědecký program, iniciovaný americkým a kanadským ministerstvem obrany a nazvaný High Altitude Research Program (HARP).
Na počáteční fázi Během své práce na programu se Dr. Bull zavázal dokázat, že děla s ultra dlouhým dosahem lze použít k vypouštění vědeckých a vojenských nákladů do suborbitálních výšek. Odpalovací rampa byla vztyčena na ostrově Barbados a starty byly prováděny směrem k Atlantiku. „Vesmírné“ dělo bylo 16palcové (406 mm) dělo amerického námořnictva o hmotnosti 125 tun. Standardní 20 metrů dlouhá hlaveň byla vyměněna za novou - 36 metrů. V letech 1963 až 1967 provedl Dr. Bull více než dvě stě experimentálních startů s touto zbraní.
Gerald Bull představil první projektil Martlet 1, dlouhý 1,78 metru a vážící 205 kilogramů, zákazníkovi v červnu 1962. Střela byla vyrobena ze silného ocelového plechu, zařízení pro radiotelemetrické sledování průběhu letu bylo umístěno uvnitř těla. Na střelu bylo navíc namontováno speciální zařízení pro vypouštění barevného kouře, jehož prostřednictvím bylo možné sledovat dráhu střely a posuzovat vliv výškových proudů vzduchu na letoun.
Martlet 1 byl spuštěn 21. ledna 1963. Let trval 145 sekund a střela během něj dosáhla výšky 26 kilometrů a dopadla 11 kilometrů od místa startu.
Druhý start byl stejně úspěšný a výzkumná skupina Projekt HARP se začal rozvíjet nová série Skořápky "Martlet 2", které již mohly být použity jako suborbitální letadlo.
V rámci série „Martlet 2“ byly navrženy granáty tří hlavních modifikací: 2A, 2B a 2C. Navenek jsou téměř totožné, ale jsou vyrobeny z různých materiálů. Typická střela Martlet 2 je šípového tvaru s průměrem těla 13 centimetrů a délkou 1,68 metru. Ve spodní části karoserie jsou přivařeny čtyři zkosené stabilizátory. Užitečná hmotnost střely je 84 kilogramů, celková hmotnost včetně výstřelu je přibližně 190 kilogramů.
Suborbitální letouny Martlet 2 dostaly za úkol podrobnou studii fyzický stav horní vrstvy atmosféry. Tyto informace byly životně důležité pro americké a kanadské ministerstvo obrany, protože, jak si pamatujeme, ve stejné době probíhaly práce na vytvoření stratosférických hypersonických letadel a nových raketových systémů a nebyl dostatek údajů o vlastnostech vzdušné prostředí ve vysokých nadmořských výškách. Užitná zátěž Martlet 2 zahrnovala magnetometry, teplotní senzory, elektronické hustoměry a dokonce i Langmuirovu meteorologickou laboratoř. Aby zařízení po startu normálně fungovalo, byla celá měřicí jednotka vyplněna epoxidovou pryskyřicí, která chránila komponenty systému před posunutím a poškozením při zrychlení 15 000 g.
Podle prvotních propočtů by rychlost u projektilů řady Martlet 2 neměla přesáhnout 1400 m/s a maximální dosažitelná výška by měla být 125 kilometrů. Díky řadě vylepšení (prodloužení hlavně děla, použití nových typů střelného prachu a způsobů jeho zapalování) se však podařilo dosáhnout mnohem větších výšek.
Rychlost střely byla zvýšena na 2100 m/s a 19. listopadu 1966 dosáhl Martlet 2C rekordní výšky 180 kilometrů s dobou letu 400 sekund.
Během testovacího cyklu se navíc doktoru Bullovi podařilo snížit náklady na vypuštění užitečného nákladu do suborbitální výšky na 3000 dolarů za kilogram.
Vyhlídky na program výzkumu vysokých nadmořských výšek (HARP)
Dne 30. června 1967 v důsledku prudkého „ochlazení“ vztahů mezi USA a Kanadou způsobeného válkou ve Vietnamu oficiálně oznámilo kanadské ministerstvo pro výzkum zbraní uzavření Výzkumného programu ve velkých nadmořských výškách.
Projekt byl opuštěn právě ve chvíli, kdy skupina vedená Dr. Bullem pracovala na vytvoření nejmenší kosmické lodi v historii lidstva – rakety Martlet 2G-1 se stupněm na tuhé palivo. Hmotnost nákladu vypuštěného na oběžnou dráhu tímto projektilem nepřesáhla 2 kilogramy – optimální pro „nano-satelity“ vyvíjené dnes v NASA. Samotný projektil byl 4,3 metru dlouhý a 30 centimetrů v průměru. Celková hmotnost projektilu a střely byla 500 kilogramů.
Mezi další velmi slibné oblasti programu HARP patří práce na střelách řady Martlet 3 a Martlet 4. Tyto střely, mající stupně na pevné palivo, byly vlastně již kompaktními střelami, jejichž počáteční dráha byla nastavena kanónem. Největší zájem Série Martlet 4 nás reprezentuje. Promluvme si o tom podrobněji.
Zpočátku program HARP nepočítal s vytvořením orbitálních dopravních prostředků, soustředil se pouze na úkol studovat horní vrstvy atmosféry. Až v roce 1964, kdy dodatečná dohoda mezi kanadským ministerstvem výzkumu a vládou USA poskytla garantované financování programu na další tři roky, začala skupina Dr. Bulla vážně mluvit o orbitálních startech. Vedení ministerstva však na tuto myšlenku reagovalo chladně a až do uzavření programu se nadšencům orbitálních startů nepodařilo „protlačit“ sérii „Martlet 4“.
Podle projektu, který zůstal na papíře, by vícestupňové rakety Martlet 4 mohly být použity k vynesení nákladu o hmotnosti od 12 do 24 kilogramů na nízkou oběžnou dráhu Země. V první verzi projektu měly střely dva (nebo tři) stupně na pevné palivo, v pozdějších verzích - stupně s kapalným palivem.
První stupeň typické modifikace střely „Martlet 4“ o hmotnosti 735 kilogramů tuhé palivo, měl šest stabilizátorů. Stabilizátory musely být při průchodu hlavní pistole ve sklopené poloze a při výstupu se měly narovnat a udělovat střele rotační pohyb kolem podélné osy rychlostí 4,5–5,5 otáčky za sekundu – tím bylo zajištěno gyroskopická stabilita střely během počáteční části letu daná výstřelem z děla. Protože se pohyb střely v této oblasti řídil zákony elementární balistiky (to znamená, že záležel pouze na síle náboje, úhlu sklonu děla a aerodynamice střely), nebylo potřeba komplexní řídicí a monitorovací systém. První stupeň měl odstartovat ve výšce 27 kilometrů a shořet během 30 sekund, přičemž měl dávat tah 6900 kilogramů.
Druhý a třetí stupeň Martlet 4 byly rovněž na tuhé palivo (181,5, resp. 72,6 kilogramů paliva) a zajišťovaly let projektilu ve stratosféře a mezosféře, přičemž náklad dopravily do výšky až 425 kilometrů.
Mezi druhou a třetí etapu umístili konstruktéři řídicí a orientační jednotku. Mělo se zapnout ihned po oddělení prvního stupně při zachování úhlů náklonu a sklonu určených programem. Všimněte si, že v 60. letech ještě nebyly integrované obvody a tradiční mechanické gyroskopy nemohly být použity v řídicí a orientační jednotce, protože by nevydržely monstrózní přetížení. K vyřešení tohoto problému se do vývoje zapojili specialisté z McGill University a US Army Ballistics Laboratory. V důsledku toho byl navržen kompletně nový systém orientace. Skládal se z analogového modulu, který přijímal informace z několika senzorů namontovaných na těle střely a porovnával příchozí data se standardem. Rychlost otáčení kolem podélné osy byla stanovena pomocí akcelerometru a úhel sklonu byl stanoven dvěma infračervenými senzory. Další informace také pocházel ze dvou fotocitlivých prvků orientovaných směrem ke slunci.
Jednotlivé komponenty řídicího a orientačního systému byly testovány na odolnost proti přetížení na zkušebním místě v Quebecu k jejich odpálení bylo použito malé 155mm dělo schopné udělit nádobě s prvky systému zrychlení více než 10 000 g; .
Nejdůležitější výhodou raket Martlet 4 oproti raketovým vozidlům byla krátká doba předletové přípravy. Konstruktéři věřili, že taková příprava bude trvat jen několik hodin oproti několika týdnům nebo dokonce měsícům u vícestupňové nosné rakety. V případě potřeby by bylo možné odpálit čtyři až šest granátů Martlet 4 denně, bez ohledu na povětrnostní podmínky.
Malá suborbitální děla
Práce Geralda Bulla v Kanadě přitáhla pozornost vědců v americkém vojensko-průmyslovém komplexu. Jak jsme již dříve opakovaně poznamenali, americkým konstruktérům pracujícím na vytvoření slibných letadel chyběly údaje fyzikální vlastnosti a chemické složení horní atmosféry. Některé otázky byly odstraněny jako součást společná práce v rámci programu HARP. K řešení konkrétních problémů však Američané použili malá děla, která umožňovala vypouštět malé sondy do výšek až 70 kilometrů.
Začátkem března 1960 generálporučík Arthur Tradier, vedoucí výzkumných programů americké armády, pověřil svou podřízenou balistickou laboratoř, aby vyhodnotila možnost použití dělostřelectva k vypouštění meteorologických balónů. V červenci vědci Laboratoře experimentálně prokázali, že vhodně navržená sonda odolá účinkům přetížení vznikajícího při výstřelu, a práce začala vřít.
Jako výchozí zbraň pro suborbitální starty bylo použito armádní dělo o ráži 120 milimetrů a délce hlavně 8,9 metru. Děla této třídy byla velmi snadno ovladatelná a měla potřebnou mobilitu - mohla být dodána do palebného postavení na železniční plošině nebo na korbě speciálního nákladního automobilu.
Odpalovací komplexy založené na 120mm dělech byly postaveny na testovacích místech na ostrově Barbados, Quebec, ve státech Aljaška, Virginie, Nové Mexiko a Arizona S jejich pomocí byly do suborbitálních výšek vypuštěny malé sondy pro různé účely (. řada suborbitálních projektilů „BRL“): dipól reflektor, jehož dráha byla sledována radarem, driftující meteorologický balón s padákem, návratové kontejnery a podobně. Cena jednoho startu se pohybovala od 300 do 500 amerických dolarů.
Provoz malých „suborbitálních“ děl prokázal vysokou účinnost takových startů při studiu atmosféry a brzy byly 120 mm zbraně nahrazeny novými - s ráží 175 milimetrů a délkou hlavně 16,8 metru. Tato děla umožňovala odpalovat třikrát těžší náklady do výšky přes 100 kilometrů.
V souladu s tím se rozšířil seznam použitých sond. Kromě tradiční sady dipólových reflektorů nesly nové projektily kapsle s dusičnanem cesným k vytvoření umělých mraků a Langmuirova meteorologická laboratoř s telemetrickým ovládáním.
Odpalovací komplex založený na 175mm kanónu se však ukázal být méně spolehlivým systémem než jeho předchůdci. Projektily často nedosáhly vypočítané výšky a poté skupina doktora Bulla s využitím nashromážděných zkušeností navrhla konstrukci střely na tuhá paliva „Martlet 3E“, která by mohla sloužit jako urychlovací stupeň pro užitečné zatížení vypouštěné pomocí 175- mm dělo.
Odhadovaný strop přitom stoupl na 250 kilometrů.
Střely Martlet 3E by mohly nahradit celou sérii Martlet 3 a uvolnit hlavní 406mm dělo pro orbitální starty. Ale bohužel byl tento projekt předurčen zůstat na papíře.
Projekt "Babylon"
Navzdory uzavření programu HARP neztratil Dr. Gerald Bull zájem o téma „vesmírných“ zbraní. Navíc v roce 1968 obdržel McCurdyho cenu, nejprestižnější kanadské ocenění za výzkum související s vesmírem. Při hledání nových investorů založil Bull svou vlastní společnost Space Exploration Corporation. S využitím svých konexí v Pentagonu vyjednal dohodu s Izraelem. V roce 1973 tam Bulletin „Corporation“ dodal asi 50 tisíc dělostřeleckých granátů. Ve stejné době se konstruktér seznámil s budoucím velitelem izraelského dělostřelectva generálem Abrahamsem Davidem. Bulle nadšeně prohlásil, že generál byl „jediným člověkem, který hromadí všechny možnosti k sestavení superguny“. Pravděpodobně právě proto, že generál David byl „jediným“ zájemcem, Bull nedokázal svůj projekt v Izraeli realizovat.
V polovině 70. let se Dr. Bull dostal do kontaktu s jihoafrickou vládou. Jeho společnost s tichým souhlasem CIA dodala Pretorii 55 tisíc granátů spolu s dokumentací k jejich výrobě. Jižní Afrika, izolovaná OSN od trhů se zbraněmi, za smrtící produkt štědře zaplatila. Věci šly dobře a návrhář se rozhodl rozšířit své podnikání. S jeho pomocí se v Jižní Africe začaly vyrábět nejmodernější 155mm děla. Brzy se však podrobnosti této dohody dostaly na veřejnost a v roce 1980 byl Bull uvězněn na základě obvinění z nezákonného prodeje vojenské technologie zemím třetího světa. Společnost Space Exploration Corporation byla zlikvidována.
Po propuštění se Dr. Bulle přestěhoval do Belgie, kde pokračoval ve své činnosti jako dělostřelecký expert. V březnu 1988 uzavřela smlouvu s iráckou vládou na výrobu tří děl s ultra dlouhým dostřelem: jednoho prototypu děla ráže 350 mm (Project Little Babylon) a dvou děl v plné velikosti 1000 mm (Project Babylon).
Pokud věříte výpočtům doktora Bulla, pak by hlavní děla s hmotností výstřelu 9 tun mohla poslat 600 kilogramový náklad na vzdálenost přes 1000 kilometrů a střela o hmotnosti 2 tuny s užitečným zatížením 200 kilogramů - na nízkou oběžnou dráhu Země. Náklady na vynesení kilogramu užitečného nákladu na oběžnou dráhu by přitom neměly přesáhnout 600 dolarů.
Projekt dostal označení RS-2 a v oficiálních dokumentech byl popisován jako projekt nového petrochemického komplexu. Stavbu startoviště provedla britská stavební korporace pod vedením Christophera Cowleyho.
Délka děla projektu Babylon dosáhla 156 metrů a vážila 1510 tun. Hlaveň zbraně byla prefabrikovaná a skládala se z 26 fragmentů. Síla zpětného rázu výstřelu by byla 27 000 tun, což odpovídá výbuchu malého jaderného zařízení, a mohla by způsobit seismické poruchy po celém světě.
V kruzích vojenských specialistů je dobře známo, že poměr délky hlavně k ráži zbraně by měl být v rozmezí od 40 do 70, pro houfnice - od 20 do 40. Tyto hodnoty vyplývají z principu činnosti hlavně zbraně. Střela dostává primární zrychlení pod vlivem rázové vlny vzniklé při zapálení hnací látky (urychlovací náplně) a následně plyny - zplodiny hoření této látky - tlačí na střelu v hlavni. Směrem k výstupu jejich tlak postupně klesá. Proto nemůže být hlaveň tak dlouhá, jak je požadováno - v určitém okamžiku bude tření mezi projektilem a stěnami kanálu větší než účinek plynů. Existují také limity týkající se dostřelu a závislosti na síle urychlujícího náboje. Jsou způsobeny tím, že rychlost vznícení moderních pohonných hmot je výrazně nižší než rychlost šíření rázové vlny. Proto se zvýšením hmotnosti náboje, ještě před jeho úplným spálením, může střela vyletět z hlavně.
Babylonské dělo je z tohoto pohledu absurdita a fantazie šíleného inženýra. Gerald Bull ale našel řešení problému v dokumentaci k projektu ultradalekého kanónu V-3: je možné zvýšit rychlost střely v hlavni díky dodatečným, sekvenčně zapalovaným náložím.
Projekt V-3 selhal kvůli neschopnosti zapálit mezinálože umístěné ve vývrtu hlavně v přesně ten správný okamžik. Technické prostředky, poskytující požadované milisekundy, nebyly tehdy nalezeny. Náboj buď vystřelil příliš brzy a zpomalil projektil, který hrozil výbuchem uvnitř hlavně, nebo příliš pozdě, neplnil své urychlovací funkce. Bull vyřešil problém synchronizace pomocí přesných kondenzátorů.
Ty byly mimochodem zabaveny na londýnském letišti Heathrow v dubnu 1990 a zprvu se uvažovalo, že budou použity jako pojistky pro atomové bomby. Ve skutečnosti měly tyto kondenzátory zajistit přesnost sekvenčního zapalování přídavných nábojů s chybou pikosekund! Zapalovací zařízení by byla spouštěna povelem z pneumatických senzorů, které reagují na změny tlaku ve vývrtu hlavně.
Bylo plánováno umístit 15 mezináloží do 156metrové hlavně „Velkého Babylonu“. Ty by zajistily střele opouštějící dělo počáteční rychlost přibližně 2400 m/s. I další zrychlení má přirozeně své limity – zdá se, že se jim Bull přiblížil. Střela ve své konstrukci stále rychleji zrychluje a nakonec dosahuje rychlosti šíření tlaku hořící směsi plynu a prášku mezináplně.
Prototyp zbraně „Little Babylon“ o hmotnosti 102 tun byl postaven v květnu 1989. Jí palebné postavení se nacházel 145 kilometrů severně od Bagdádu a při testech bylo plánováno vyslání projektilu do vzdálenosti 750 kilometrů.
Irácký dezertér později vypověděl, že zbraň bude použita k doručování hlavic s chemickou nebo bakteriologickou náplní na nepřátelské území a také ke zničení nepřátelských průzkumných satelitů.
Zpočátku izraelská rozvědka působící v Iráku nevěnovala projektu Babylon pozornost, považovala to za hazard, ale když irácká vláda zapojila doktora Bulla do vývoje mezikontinentální vícestupňové střely založené na sovětských raketách Scud, konstruktér byl dostalo varování.
Bulle však odmítl porušit smlouvu s Irákem a byl za záhadných okolností 22. března 1990 zabit.
Děla projektu Babylon nebyla nikdy dokončena. Podle rozhodnutí Rady bezpečnosti OSN přijatého po skončení operace Pouštní bouře byly zničeny pod kontrolou mezinárodních pozorovatelů.
"Program výzkumu super nadmořské výšky" ("SHARP")
Americký konstruktér John Hunter z Lawrence Livermore National Laboratory (Kalifornie) přistoupil k problému vytvoření „vesmírné“ zbraně poněkud jinak. Jeho vývoj se odrazil v „Ultra-high výzkumný program"("SHARP", "Projekt výzkumu super vysoké nadmořské výšky").
Studiem materiálů projektu elektromagnetického děla vytvořeného v rámci programu SDI v roce 1985 John Hunter dospěl k závěru, že více účinná zbraň K vyřešení problému ničení nepřátelských balistických střel ve velkých výškách lze použít „plynové“ dělo.
Pro konstruktéra dělostřelectva platí ještě jedno pravidlo – rychlost střely nemůže překročit rychlost plynů v hlavni. Pro zvýšení této rychlosti (a tedy i výšky a dostřelu střely) navrhl Hunter nahradit konvenční produkty spalování vodíkem, který má mnohem nižší molekulovou hmotnost a vyšší rychlost. Při studiu archivů americký konstruktér zjistil, že v roce 1966 už inženýři NASA testovali malé vodíkové dělo, které vystřelovalo projektily rychlostí 2,5 km/s. Na základě tohoto vývoje sestrojil John Hunter počítačový model dvoukomorové plynové zbraně, jejíž úsťová rychlost mohla dosahovat 8 km/s. Hunterův projekt se začal zajímat a Lawrence Laboratory získala peníze na vybudování plynové zbraně v plné velikosti určené k vypouštění projektilů kosmickou rychlostí; Vývoj byl nazván „Výzkumný program ultra-výšky“.
Dvoumodulová plynová pistole Hunter se skládala z hlavně ve tvaru L o délce 82 metrů a tzv. „čerpací jednotky“, což byla utěsněná trubka o průměru 36 centimetrů a délce 47 metrů. Do ocelového čerpacího potrubí se vhání metan a zapálí se.
Jak se plyn rozpíná, tlačí píst o hmotnosti jedné tuny dolů po trubici čerpadla, čímž stlačuje a zahřívá vodík na druhé straně pístu. Když tlak vodíku dosáhne 4000 atmosfér, střela umístěná na začátku hlavně, v pravém úhlu konstrukce ve tvaru L, se dá do pohybu.
Hlaveň byla samozřejmě utěsněna a v okamžiku odletu musel projektil vyrazit plastový kryt. Sílu zpětného rázu odstraňovaly tři vodní kompenzátory: jeden 10tunový a dva 100tunové.
Experimentální plynová pistole byla postavena v Lawrence Laboratory Explosives Test Facility v roce 1992. První testy proběhly v prosinci a 5kilogramový projektil vystřelený z děla dokázal dosáhnout rychlosti 3 km/s. Pro další zvýšení rychlosti Hunter navrhl vyrobit projektil s raketovým pohonem a dvoustupňovým, přičemž užitečné zatížení mělo být 66 % celkové hmotnosti projektilu.
Nicméně 1 miliarda dolarů potřebná k tomu, aby specialisté Laboratoře mohli pokračovat v experimentech s vypouštěním menších projektilů na oběžnou dráhu vesmíru, nebyla nikdy přidělena. V důsledku toho byly všechny práce na programu SHARP omezeny.
V roce 1996 byla pistole Hunter použita ke studiu proudění kolem modelů náporových motorů při rychlostech kolem 9 Mach.
"Spouštěcí společnost Julese Verna"
V roce 1996 poté, co vláda USA odmítla financovat další etapy SHARP, John Hunter založil společnost pod honosným názvem „Jules Verne Launcher Company“.
Společnost původně plánovala postavit prototyp odpalovacího zařízení podobného plynové pistoli Lawrence Laboratory. Na prototypu, jehož velikost projektilů neměla přesáhnout 1,3 milimetru, se Hunter a jeho soudruzi chystali testovat nové nápady a vyvíjet technologie související s vytvořením obřího děla. Samotné obří dělo by podle jejich plánů mělo být postaveno v hoře na Aljašce, což by umožnilo vypouštět náklad na oběžné dráhy s vysokým sklonem. Podle Hunterových výpočtů by s pomocí tohoto děla bylo možné dosáhnout úsťové rychlosti 7 km/s, vysílající projektily o hmotnosti 3300 kilogramů (rozměry: průměr - 1,7 metru, délka - 9 metrů) na nízkou oběžnou dráhu Země při nadmořské výšce 185 kilometrů.
V budoucnu by se nosnost mohla zvýšit až na 5000 kilogramů.
Kosmické dělo společnosti Jules Verne Launch Company je svým designem kombinací plynového děla Lawrence Laboratory a „lunárního“ děla Guida von Pirqueta. Je zde spalovací komora, kde se zapaluje metan přiváděný ze zásobníku, čerpací agregát s vodíkem a také boční šikmé komory, uvnitř kterých jsou umístěny nálože, které při detonaci dávají střele další impuls a zrychlení.
Společnost Jules Verne Launch Company plánuje přijímat objednávky na starty s více než 1500 tunami užitečného zatížení ročně. Předpokládá se, že náklady na vynesení kilogramu nákladu na oběžnou dráhu budou 20krát nižší než náklady na stejný start pomocí raketové technologie.
Celý startovací komplex by se měl zaplatit a začít vyplácet dividendy po 50. startu.
Jediným problémem je, že John Hunter stále nenašel investora ochotného financovat tento ambiciózní mnohamiliardový projekt.
Laserová pistole
Mezitím ještě fantastickější projekt prochází předběžným testováním v Lawrence Livermore National Laboratory. Tentokrát se bavíme o použití výkonného laseru, jehož paprsek by měl projektil vytlačit na nízkou oběžnou dráhu Země.
Laserový startovací komplex byl navržen specialisty Lawrence Laboratory jako součást programu Advanced Technology Program (ATP), zaměřeného na rozvoj teoretických základů alternativních konceptů kosmických lodí.
Princip fungování tohoto komplexu je poměrně neobvyklý.
Laserový paprsek nasměrovaný ze země zahřívá speciální látku, která pokrývá spodní část projektil ve tvaru paraboloidu. Odpařováním tato látka vytváří proudový tah, tlačí projektil nahoru. Při vstupu do bezvzduchového prostoru je parabolický pohár odhozen a do činnosti vstupuje běžný motor na tuhá paliva, opět zapálený laserovým paprskem.
Projektil vypuštěný laserovým odpalovacím komplexem má následující parametry: průměr - 2 metry, počáteční hmotnost - 1000 kilogramů, užitečné zatížení vypuštěné do výšky až 1000 kilometrů - 150 kilogramů. Spotřeba laseru by neměla přesáhnout 100 MW, doba trvání pulsu by měla být 800 sekund.
Samozřejmě, že takový komplex stále zůstává pouze krásnou fantazií, která má k realizaci velmi daleko. Nicméně experimenty provedené na modelech v Lawrence Laboratory prokázaly možnost vytvoření takového startovacího schématu.
Elektromagnetické katapultové zbraně
Myšlenka elektromagnetického děla (nebo elektromagnetického katapultu) byla poprvé navržena v roce 1915 ruskými inženýry Podolským a Yampolským s využitím principu lineárního elektromotoru vynalezeného v 19. století ruským fyzikem Borisem Jacobim. Vytvořili projekt magnetického fugalového děla s 50metrovou hlavní zabalenou do indukčních cívek. Předpokládalo se, že střela urychlená elektrickým proudem dosáhne počáteční rychlosti 915 m/s a uletí 300 kilometrů. Projekt byl zamítnut jako neaktuální.
V následujícím roce však Francouzi Fachon a Villeple navrhli podobný dělostřelecký systém a při testování jeho modelu zrychlila 50gramová střela na 200 m/s. Tvrdili to vynálezci elektromagnetické zbraně bude delší než obvykle; navíc se jim při delší střelbě nepřehřívají hlavně. Skeptici si ale všimli, že taková instalace by vyžadovala sud dlouhý alespoň 200 metrů, který by muselo být drženo několika stacionárními nosníky, které by jen nepatrně měnily úhel sklonu, a o vodorovném vyrovnání by nebylo třeba mluvit. A aby byla zajištěna energie i pro tu nejjednodušší elektromagnetickou pistoli, bude nutné vedle ní postavit celou elektrárnu...
Experimenty s elektromagnetickými pohonnými systémy byly obnoveny až po druhé světové válce. Nejvážnější projekt elektromagnetického katapultu, určeného k vypouštění malých projektilů na nízkou oběžnou dráhu Země, vyvinula v polovině 80. let Národní laboratoř v Albuquerque (USA) pod vedením Williama Korna. Byl dokonce postaven model startovacího komplexu, který byl šestistupňový elektromagnetický urychlovač. Je určen k urychlení střely o hmotnosti 4 kilogramy a průměru 139 milimetrů. Později se objevil projekt desetistupňového urychlovače určeného k vypouštění 400kilogramových projektilů ráže 750 milimetrů.
Zajímavý je také projekt startovacího komplexu vyvíjený v americkém Lewis Research Center. Je určen k odesílání kontejnerů do vesmíru s radioaktivní odpad a zahrnuje několik technických a odpalovacích míst, místnosti pro přípravu granátů kontejnerů, podzemní skladovací zařízení, „střelecké“ centrum a radarové sledovací stanice.
Podle propočtů zaměstnanců Lewis Center by náklady na vybudování takového zařízení mohly činit 6,4 miliardy dolarů s ročními provozními náklady 58 milionů dolarů. Na druhou stranu úspory, které budou přijaty jaderná energie, pokud bude radioaktivní odpad s dlouhodobými izotopy odstraněn mimo sluneční soustavu, uhradí veškeré náklady.
Proces spouštění kontejneru s radioaktivním odpadem bude vypadat takto. Tyče použité v jaderné elektrárně budou dopraveny do odpalovacího komplexu a odeslány do recyklačního místa. Tam se odpad přemístí z transportních kontejnerů do stíněných kapslí, které jsou součástí orbitálního projektilu. Konstrukce takové střely, vyrobené ze žáruvzdorného wolframu, závisí na účelu a typu užitečného zatížení, ale v každém případě musí mít tělo minimální aerodynamický odpor pro pohyb po vodicí liště hlavně, boty, které se po výstřelu shazují; a pro stabilizaci během letu v atmosféře jsou nutné stabilizátory.
Krátce před startem se namontovaný projektil přesune do zásobníku a odtud do nabíječka. Za ním je plynodynamická přídavná akcelerační sekce, která přechází v měděnou hlaveň railgunu. Nejprve navrhli hlaveň čtvercového průřezu, ale po experimentech provedených v laboratoři v Livermore dali přednost kulatému průřezu „ve tvaru pistole“, obklopeném mnoha cívkami elektromagnetu spojenými do bloků.
Před spuštěním jsou cívky buzeny střídavým proudem s rostoucí frekvencí. Takže na jednom z prototypů vrhací instalace bylo na první blok přivedeno napětí s frekvencí 4,4 kHz, na druhém - až 8,8 kHz, na třetím se zvýšilo na 13,2 kHz atd.
Každý blok cívek, interagující s projektilem řítícím se podél railgunu, jej jakoby zvedne a zrychlí, dokud rychlost nedosáhne konstrukční rychlosti.
V tomto případě jsou jednotky vybaveny vlastními generátory s fotoelektrickými spínači, které se aktivují, když se střela přiblíží k pevným bodům v hlavni. Kromě toho jsou generátory připojeny k multiplexeru připojenému k solenoidovým výkonovým zesilovačům.
Je výhodné umístit takové elektromagnetické zbraně do dolů; Kromě toho se pro snížení nákladů na energii navrhuje jejich instalace v horách, v nadmořských výškách 2,5–3 kilometry.
Aby projektil získal další zrychlení při opuštění hranic gravitace, bude vybaven elektrárnou. Jako palivo je v současnosti plánována kombinace hydrazinu a fluoridu chloričitého, který má vysokou hustotu a dostatečný specifický impuls.
Sovětský svaz také opakovaně předložil projekty pro elektromagnetické katapulty. Například na začátku 70. let se na stránkách populárně-vědeckých časopisů vážně diskutovalo o projektu obří katapultové stanice umístěné na nízké oběžné dráze Země a sloužící jako mezilehlý bod na cestě kosmických lodí k jiným planetám.
Bylo plánováno použití jaderné energie jako zdroje energie na palubě katapultační stanice. elektrárna- reaktor a měnič tepelné energie na elektrickou energii. Energie se měla akumulovat v akumulačních zařízeních na bázi supravodivých elektromagnetů – kryogenních systémech s elektromagnetickými cívkami chlazenými do supravodivých podmínek. Akcelerační systém „zbraně“ sestával z řetězce solenoidů. Cívky byly spojeny tak, že úseky, kterými projektil již prošel (resp kosmická loď), vysuňte jej a části umístěné vpředu zařízení zatáhnou. Pro připojení cívek v tomto pořadí je zapotřebí speciální vysokoproudé spínací zařízení, jehož vytvoření je samostatným a závažným problémem.
Bohužel všechny tyto projekty zůstaly na papíře.
Hlavním důvodem tak chladného postoje k výkonným elektromagnetickým katapultovým dělům je to, že lidstvo dosud nestálo před úkolem, který by vyžadoval prudké zvýšení toku nákladu mezi Zemí a vesmírem. Pokud se takový úkol objeví zítra, není pochyb o tom, že všechny tyto „papírové“ novinky budou okamžitě žádané...