Китайские ученые из Военно-морского инженерного университета во главе с Лу Цзюньеном (Lu Junyong) опубликовали в научном рецензируемом журнале Transactions of China Electrotechnical Society статью, посвященную проблемам использования рельсотронов (рельсовых пушек) для запуска гиперзвуковых управляемых снарядов в стратосферу.

В ходе полевых испытаний орудия при попытке запустить снаряд в стратосферу произошла неудача, что помогло выявить ряд проблем и наметить пути их решения. Как отмечается в статье, запущенный снаряд не следовал ожидаемой траектории, а максимальная дальность и высота полета не соответствовали расчетным значениям.

До выстрела ученые провели множество расчетов, экспериментов и цифровое моделирование процесса. Кроме того, снаряд прошел испытания в аэродинамической трубе, имитирующей гиперзвуковой полет. Все расчеты казались верными, однако после выстрела оперенный снаряд разогнался свыше 5 Махов примерно за 5 секунд, достиг высоты около 15 км, но затем сошел с заданной траектории и упал на землю через 3 минуты после выстрела.

Анализ данных с датчиков снаряда показал, что его скорость вращения оказалась выше необходимой и случайным образом менялась в процессе полета. Вращение снаряда необходимо для стабилизации полета, и в нарезном оружии это реализуется спиральными нарезами в стволе. Однако для гиперзвуковых снарядов задача намного сложнее – скорость вращения должна быстро снижаться по мере наращивания скорости полета и оставаться стабильной, иначе малейший крен приводит к резкому изменению траектории.

Для выяснения причины неудачи была задействована система машинного обучения, которая проанализировала все экспериментальные данные. Искусственный интеллект определил, что причиной нерегулярной и случайной смены скорости вращения гиперзвукового снаряда стали микродеформации на его оперении, возникающие во время нахождения снаряда в стволе рельсотрона.

В рельсотроне, где токопроводящий снаряд разгоняется, скользя между двух контактных рельсов или с помощью тележки, за доли секунды возникают запредельные давление, температура и электрические дуги на выходе из орудия. Эти условия создают незаметные невооруженным глазом деформации на кромках крыльев управляемого снаряда, что меняет его аэродинамику на гиперзвуковых скоростях.

Система ИИ также предложила способ стабилизировать полет снаряда с помощью работы закрылков для компенсации нестабильностей во время выстрела. В то время как в США несколько лет назад официально свернули работы по созданию рельсотронного оружия, Китай продолжает развивать эту технологию. Цель состоит не только в получении опыта для боевого применения рельсотронов, но также в совершенствовании левитирующих поездов, создании электромагнитных катапульт для запуска космопланов и вывода полезной нагрузки на орбиту.

В дополнение к описанным в статье деталям следует отметить, что рельсотроны представляют собой перспективный вид оружия, использующий электромагнитные силы для разгона снарядов до гиперзвуковых скоростей. Благодаря отсутствию взрывчатых веществ и высокой скорострельности они могут стать эффективным средством противовоздушной и противоракетной обороны. Однако для их успешного применения необходимо преодолеть ряд технических проблем, включая стабилизацию полета гиперзвуковых снарядов и защиту оборудования от экстремальных условий внутри ствола.

Источник: scmp.com