Velocidad mata
El eslogan "Velocitas Eradico", tomado por el estadounidense flota Para su investigación sobre pistolas de riel electromagnéticas, es totalmente consistente con el objetivo final. En una traducción libre del latín, esta expresión significa "La velocidad mata". Las tecnologías electromagnéticas se están desarrollando con éxito en el ámbito marítimo, abriendo perspectivas para las armas ofensivas y el trabajo de los portaaviones.
En un informe escrito por Ronald O'Rourke en octubre, 2016 para el Servicio de Investigación del Congreso, titulado "Láseres, cañones de riel y proyectiles hipersónicos: historia Las preguntas y problemas para el Congreso de los EE. UU. "dice lo siguiente:" Aunque los buques de superficie de la flota tienen varios medios para protegerse contra los misiles de crucero antiaéreos (CRP) y los misiles balísticos contra buques (FGP), algunos observadores están preocupados por la capacidad de supervivencia de los buques de superficie en posible combate con tales oponentes. , como China, que está armada con PKR moderno y FGP ". El primer y único (hasta ahora) FGP DF-21D (Dufeen-21) de medio alcance desarrollado por la Academia de Mecánica y Electrónica de China, China Changfeng, fue discutido activamente en la marina del mundo; Este cohete se mostró en Beijing en septiembre 2015, en el desfile que marca el final de la Segunda Guerra Mundial. Mientras tanto, el informe señala que la flota rusa continúa desplegando una familia de misiles de crucero terrestres y antitanque 3M-54 con guía satelital inercial / radar desarrollada por la Oficina de Diseño de Novator.
Mientras que algunos países, como China y Rusia, continúan equipando a sus barcos con poderosas armas, la flota de los Estados Unidos, junto con otras flotas occidentales, muestra cada vez más preocupación por la supervivencia de sus buques de combate de superficie. Una reducción en las fuerzas de personal en las flotas de todo el mundo recurre cada vez más a tecnologías prometedoras. Por ejemplo, de acuerdo con globalsecurity.org, se espera que la cantidad de personal militar activo en el ejército de los EE. UU. Disminuya en miles de 2017 al final del año 200, a 1,28 millones de personas. En este contexto, en el ámbito de la defensa, hay un rápido desarrollo de las tecnologías electromagnéticas como una solución prometedora para problemas complejos, que están relacionados en gran medida con el armamento de adversarios potenciales y la reducción de personal. En comparación con los sistemas tradicionales actuales, estas tecnologías, desde catapultas de portaaviones a cañones de riel (cañones de riel), serán más eficientes desde el punto de vista económico y reducirán la cantidad de personal.
Electricidad y magnetismo.
La energía electromagnética es una combinación de campos eléctricos y magnéticos. De acuerdo con la definición publicada en el sitio web de la Organización Mundial de la Salud: “Los campos eléctricos se crean debido a la diferencia de voltaje, a mayor voltaje, más fuerte será el campo resultante. Los campos magnéticos surgen cuando las partículas cargadas se mueven: cuanto más fuerte es la corriente, más fuerte es el campo magnético ".
Sistema de lanzamiento prometedor para aviones de cubierta aviación EMALS (Sistema de lanzamiento de aeronaves electromagnéticas) está siendo desarrollado por General Dynamics para reemplazar las catapultas de vapor, que tienen una serie de inconvenientes significativos, que incluyen la gran masa, el tamaño y la necesidad de almacenar una gran cantidad de agua en el barco, que no se puede llevar al agua debido a las propiedades químicas agresivas del agua de mar. El nuevo sistema consta de dos rieles paralelos instalados dentro de la plataforma de despegue del portaaviones, compuestos por muchos elementos con bobinas de inducción, así como un carro, que está montado en la rueda delantera del avión. Megan Elke, portavoz de General Atomics (GA), explicó: “La excitación secuencial de los elementos de guía crea una onda magnética que se mueve a lo largo de las guías y fuerza el carro, y por lo tanto el avión mismo a lo largo de toda la longitud de las guías, a la velocidad necesaria para el despegue exitoso desde la cubierta. Este proceso requiere varios megavatios de electricidad ".
La figura muestra la cantidad de espacio bajo cubierta que ocupa el equipo del sistema EMALS a bordo del portaaviones.
El principio de funcionamiento del acelerador electromagnético de masas, es el cañón de riel, es el cañón de riel, similar al principio de la catapulta electromagnética EMALS. Los varios megavatios de energía generados se dirigen a lo largo de dos guías de riel (al igual que dos guías del sistema EMALS) para crear un campo magnético. Como John Finkenour, el jefe de nuevas tecnologías en Raytheon, explicó: "Después de que el sistema ha acumulado cierta cantidad de energía, los condensadores (almacenan la carga eléctrica generada) envían un impulso eléctrico a lo largo de dos carriles (uno de ellos tiene carga negativa y el segundo es positivo), creando una campo ". Bajo la influencia de este campo, el proyectil comienza a moverse en el tronco con dos carriles largos a una velocidad muy alta. Las fuentes abiertas afirman que las velocidades pueden alcanzar los números de 7 Mach (del orden de 8600 km / h). El proyectil pesa aproximadamente 11 kg y no tiene carga de combate. La cubierta del proyectil, llena de elementos de tungsteno llamativos, está encerrada en una carcasa de aleación de aluminio, que se cae después de que el proyectil sale del cañón. La alta velocidad del proyectil que se encuentra con el objetivo en combinación con los elementos en huelga causa una destrucción significativa sin explosivos.
La figura muestra dos ventajas del sistema EMALS: se instala fácilmente en portaaviones de varios tamaños y lanza aviones de diferente peso de despegue.
Tirón magnético
Las catapultas de vapor, que el sistema EMALS debería cambiar, han estado en portaaviones en muchos países desde el 50-s. Durante mucho tiempo, se les consideró la tecnología más eficiente, que es capaz, por ejemplo, de acelerar un avión que pesa 27300 kg a una velocidad de 240 km / h desde una plataforma de metros 300 de longitud. Para realizar este trabajo, una catapulta necesita aproximadamente 615 kg de vapor para cada entrada más equipo hidráulico, agua para detener la catapulta, así como bombas, motores eléctricos y sistemas de control. En otras palabras, la catapulta de vapor tradicional, aunque hace su trabajo perfectamente bien, es un equipo muy grande y pesado que requiere una cantidad significativa de mantenimiento. Además, el repentino impacto durante el despegue, según resultó, acorta la vida útil de los portaaviones aeronáuticos. Las catapultas a vapor también tienen limitaciones en cuanto a los tipos de aviones que pueden lanzar; La situación se complica especialmente por el hecho de que la masa de los aviones aumenta constantemente y puede suceder que la modernización de los aviones de cubierta sea imposible. Por ejemplo, de acuerdo con los datos proporcionados por la flota, el caza basado en el portaaviones Boeing F / A-18E / F Super Hornet tiene un peso máximo de despegue de 30 toneladas, mientras que el caza Douglas A-4F Skyhawk anterior, que finalmente se eliminó de la flota en medio de 80-s , tuvo un peso de despegue de 11,2 toneladas.
Según Elke: "Los aviones ahora se están volviendo más pesados, más rápidos y más funcionales, necesitan un sistema de lanzamiento eficiente con mayor eficiencia y más flexibilidad para tener diferentes velocidades de lanzamiento para despegar desde la cubierta de un avión de todo tipo". Según lo declarado por General Atomics, en comparación con las catapultas a vapor, el sistema EMALS será 30 por ciento más eficiente, requerirá menos volumen y mantenimiento en comparación con sus predecesores, lo que simplificará su instalación en diferentes barcos con diferentes configuraciones de catapultas. Por ejemplo, los portaaviones de clase Nimitz tienen cuatro catapultas de vapor, mientras que el único portaaviones francés Charles de Gaulle tiene solo dos catapultas. Además, las diferentes aceleraciones de EMALS, ajustadas por la masa de despegue de un avión tripulado o no tripulado de cada tipo, contribuirán a un aumento en la vida útil de los cuerpos de los aviones. "Debido al menor volumen de instalación, mejor eficiencia y flexibilidad, menor mantenimiento y número de personal, EMALS aumenta significativamente las oportunidades y reduce los costos, lo que contribuirá al mayor desarrollo de la flota", agregó Elke.
Según Alexander Chang, de la consultora Avascent, los ferroviarios también tienen varias ventajas. "Y lo principal, por supuesto, es que pueden disparar proyectiles a alta velocidad en el orden de siete números de Mach sin usar ningún explosivo". Dado que la fuente de energía del cañón de riel es el sistema general de suministro de energía de toda la nave, se excluyen los riesgos asociados con el transporte de explosivos o propulsores. Las altas velocidades iniciales del cañón de riel, aproximadamente el doble de las velocidades iniciales de los cañones tradicionales de los barcos, llevan a una reducción en el tiempo de derrota y permiten que el barco reaccione casi simultáneamente a muchas amenazas. Esto se debe al hecho de que con cada nuevo proyectil no hay necesidad de cargar cargas de combate o propulsión. Elke señaló que "debido a los cargos de combate y misiles, el suministro se simplifica, el costo de un solo disparo y la carga logística se reducen, mientras que el tamaño relativamente pequeño de la carabina aumenta la capacidad de la revista ... También tiene un rango mucho mayor que otras armas ( por ejemplo, con misiles tierra-aire utilizados para proteger barcos de superficie) ". El informe al Congreso señala que, en este momento, dos prototipos de rieles construidos por Raytheon y General Atomics para la Marina de los EE. UU. “Pueden disparar proyectiles a niveles de energía de 20 a megajulios de 32, lo cual es suficiente para que el proyectil vuele a 92-185 km ". Si se compara, según las fuentes abiertas, el cañón 76-mm de GTR Melara / Leonardo tiene una velocidad inicial de aproximadamente 2,6 Mach (3294 km / h), alcanzando un rango máximo de 40 km. Finkenour dijo que "el cañón de riel puede usarse para el apoyo de fuego de barcos de superficie cuando es necesario enviar un proyectil a cientos de millas náuticas, o se puede usar para bombardeos de corto alcance y defensa de misiles".
El proyectil hipersónico promete un aumento significativo en el alcance debido al diseño aerodinámico altamente eficiente. Actualmente, el proyectil está siendo probado.
Retos por delante
La tecnología utilizada en el sistema EMALS ya está en la etapa de introducción en la producción. La flota de EE. UU., Que eligió esta catapulta de desarrollo de General Atomics para despegar de los aviones de los nuevos portaaviones clase Ford, realizó las primeras pruebas de carga del 2016 de noviembre del año. En el primer barco de esta clase, "Gerald R. Ford", los pesos de lastre que imitan a un avión típico fueron catapultados al mar (video a continuación). Carcasas 15 usadas de carcasas de diferentes pesos. Los primeros lanzamientos fallaron, pero los siguientes fueron considerados exitosos. Por ejemplo, un carro que pesa alrededor de 6800 kg se aceleró a una velocidad de casi 260 km / h, y un carro más pequeño que 3600 kg se dispersó a 333 km / h. Según Elke, el sistema también está siendo fabricado e instalado en el portaaviones John Kennedy, que está programado para ser transferido a la flota en el año 2020. GA también fue seleccionado como un único contratista de EMALS para el USS Enterprise, cuya construcción está programada para comenzar en el año 2018. Elke señaló que "también vemos el interés de otros estados en nuestros sistemas electromagnéticos de despegue y aterrizaje, ya que quieren tener en sus flotas nuevas tecnologías y aviones de cubierta". Sin embargo, vale la pena señalar que, si bien la tecnología EMALS está lista para la producción, el sistema en sí no puede instalarse en la gran mayoría de los portaaviones en servicio debido a la cantidad de energía necesaria para su funcionamiento.
Además de la pistola de carril anterior tiene una serie de graves inconvenientes. Según Finkenaura, "uno de los problemas de la aplicación de tecnología electromagnética en la esfera de defensa es mantener el cañón en condiciones de trabajo y reducir el desgaste del cañón después de cada lanzamiento del proyectil". De hecho, la velocidad con la que el proyectil sale del cañón causa un desgaste tan grande que en las pruebas iniciales el barril debía restaurarse por completo después de cada disparo. "La potencia del impulso conlleva el problema de liberar una gran cantidad de energía y coordinar el trabajo conjunto de los módulos de potencia de pulso para un disparo". Todos estos módulos deben liberar la electricidad acumulada en el momento adecuado para crear la intensidad de campo magnético necesaria y expulsar el proyectil del cañón. Finalmente, la cantidad de energía necesaria para acelerar el proyectil a tales velocidades conlleva el problema de empaquetar los componentes necesarios de la pistola en dimensiones físicas suficientemente pequeñas para que pueda instalarse en buques de superficie de diferentes clases. Debido a estas razones, según Finkenour, es posible que los cañones de riel pequeño entren en servicio en los próximos cinco años, mientras que probablemente se instale un cañón de riel con una megajuleta 32 completa en un barco en los próximos años 10.
La compañía BAE Systems también está involucrada en el negocio de armas ferroviarias al desarrollar su propio proyecto como parte del programa de flotas de EE. UU.
Hiperactividad
Según Chang, "recientemente, la Marina de los EE. UU. Ha prestado menos atención a la mejora de la tecnología del cañón de riel y ha prestado atención a las capacidades del proyectil hipersónico HVP (proyectil de alta velocidad), que puede adaptarse fácilmente a las armas tradicionales existentes". El documento de HVP, publicado en septiembre por la Autoridad de Investigación y Desarrollo de la Armada de los EE. UU., Lo describe como un “proyectil universal guiado con baja resistencia aerodinámica, capaz de realizar diversas tareas de diferentes sistemas de armas”, que incluye, además del cañón de riel, los sistemas estándar de la Armada de los EE. UU .: 2012-mm MK.127 arma de la nave y 45-mm Advanced Gun System avanzado sistema de artillería desarrollado por BAE Systems. Según la compañía BAE Systems, el "ingrediente especial" en el diseño de HVP es su resistencia aerodinámica ultra baja, que elimina la necesidad de un motor de cohete, que se utiliza ampliamente en las municiones convencionales para aumentar su alcance.
Instalación de prototipos AGS en el sitio.
Artillería de buques Mk.45 Mod 4
De acuerdo con el informe del servicio de investigación CRS, al disparar desde una instalación Mk.45, este proyectil puede alcanzar solo la mitad (el 3 de Mach o aproximadamente 3704,4 km / h) de la velocidad que podría haber alcanzado al disparar una pistola de riel, pero , todavía el doble de la velocidad de un proyectil ordinario disparado desde la pistola Mk.Xnumx. Como se indica en el comunicado de prensa de la Marina de los EE. UU., “HVP en combinación con el Mk.45 proporcionará varias tareas, incluido el apoyo contra incendios de buques de superficie, expandirá las capacidades de la flota en la lucha contra las amenazas aéreas y de superficie, además, permitirá luchar no solo con el actual , pero también con amenazas emergentes ”.
Según Chang, la decisión del Departamento de Investigación del Ministerio de Defensa de invertir importantes fondos en el desarrollo de HVP tiene como objetivo resolver el problema de la reequipación de los buques para instalarles un arma de riel. Por lo tanto, la flota estadounidense podrá usar el proyectil hipersónico HVP en sus cruceros de clase Ticonderoga y destructores de la clase Arly Burk, que están equipados con dos cañones del Mk.45. Hasta el momento, la pistola ferroviaria no está tecnológicamente lista para ser instalada en los nuevos destructores de la clase Zamvolt, el primero de los cuales fue aceptado en la Armada de los EE. UU. En octubre 2016. Pero, al menos después de que se complete el desarrollo, el proyectil HVP podrá entrar en la munición de sus unidades de artillería Advanced Gun System 155-mm. A juzgar por el comunicado de prensa, la flota realizó en enero pruebas de disparo de un proyectil HVP desde un obús del ejército. La Marina de los Estados Unidos no proporciona información sobre cuándo el HVP puede entrar en servicio con sus buques de guerra.
Se está probando la pistola Rail Blitzer de General Atomics. Se demostró la posibilidad de instalar tal arma en vehículos.
Desarrollos industriales
En 2013, BAE Systems recibió un contrato por un valor de 34,5 millones de dólares del Departamento de Investigación de la Marina para desarrollar un cañón de riel para la segunda fase del programa de construcción de prototipos de armas. En la primera etapa, los ingenieros del Centro de Desarrollo de Armas Navales de la Armada llevaron a cabo con éxito el disparo del prototipo EM Railgun de Raytheon, alcanzando el nivel de energía 33 de los megajoules. Según BAE Systems, en la segunda etapa, la compañía tiene la intención de cambiar de ráfagas individuales a ráfagas de disparo y desarrollar un sistema de cargador automático, así como un sistema de control térmico para enfriar la pistola después de cada disparo. En 2013, BAE Systems también recibió un contrato de esta gerencia para desarrollar y demostrar HVP.
General Atomics comenzó a desarrollar una tecnología de armas ferroviarias en 1983, como parte del programa Iniciativa de Defensa Estratégica del presidente Ronald Reagan. Esta iniciativa tenía como objetivo "desarrollar un programa de defensa de misiles espacial que pudiera proteger al país de un ataque nuclear a gran escala". La iniciativa perdió su relevancia después del final de la Guerra Fría y fue abandonada rápidamente, incluso debido a su costo exorbitante. Los problemas técnicos eran más que suficientes y la excepción no eran los cañones de riel. La primera versión de la pistola de riel requería tal cantidad de energía para el funcionamiento de la pistola que solo podía colocarse en un hangar grande y, por lo tanto, según Elke, "en los últimos ocho años hemos reducido el tamaño de los componentes electrónicos y los semiconductores y hemos creado condensadores ultra grandes".
Hoy, General Atomics ya ha desarrollado un cañón ferroviario de megajíboles 30 y un cañón ferroviario Blitzer de mediano alcance con energía de megajígrulos 10. Mientras tanto, el condensador, que simplifica el proceso de almacenamiento de energía para disparar desde pistolas lanzadas desde tierra en vehículos terrestres, se demostró con éxito en julio del año 2016 en un rango abierto. Elke agregó a este respecto: "También demostramos con éxito la transportabilidad del arma Blitzer. "Desmontamos el arma y la transportamos desde el rango de prueba de Dagway al rango de prueba de Fort Sill y nos reunimos allí para una serie de pruebas de tiro exitosas durante las maniobras del ejército de 2016 del año".
Raytheon también participa activamente en el desarrollo de la tecnología de cañones de riel y en una innovadora red de energía pulsada. Finkenour explicó: “La red consiste en un conjunto de contenedores de potencia pulsada con una longitud de 6,1 m y una altura del medidor 2,6, que alberga docenas de pequeños bloques llamados módulos de potencia de pulsos. El trabajo de estos módulos es acumular la energía requerida en unos segundos y liberarla en un instante ". Si tomamos el número requerido de módulos y los conectamos juntos, pueden proporcionar la potencia requerida para el cañón de riel.
Amenazas de contrapeso
En un discurso pronunciado en Bruselas en abril, 2016, el subsecretario de Defensa de Estados Unidos, Bob Work, señaló que “tanto Rusia como China mejoran a diario las capacidades de sus fuerzas de operaciones especiales para trabajar en el mar, en tierra y en el aire. Se están volviendo bastante fuertes en el ciberespacio, las contramedidas electrónicas y en el espacio ". Las amenazas que estos desarrollos han provocado que los Estados Unidos y los países de la OTAN desarrollen la denominada "Tercera estrategia de contrapeso" (TOI) (Iniciativa de la tercera compensación). Como el entonces Ministro de Defensa Hagel declaró en 2014, el objetivo de TOI es alcanzar el nivel o la superioridad sobre las capacidades militares de China y Rusia, desarrolladas a través de la introducción de las últimas tecnologías. En este contexto, los cañones de ferrocarril, y los proyectiles hipersónicos en particular, representan oportunidades clave para contrarrestar o neutralizar las amenazas potenciales planteadas por las armas de China y Rusia, que se mencionaron en la parte introductoria del artículo.
En los materiales de los sitios:
www.nationaldefensemagazine.org
www.navy.mil
www.nti.org
www.globalsecurity.org
www.okb-novator.ru
www.ga.com
www.baesystems.com
www.raytheon.com
pinterest.com
www.wikipedia.org
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