Пекинские ученые разработали генератор, который можно использовать для оружия будущего. Например, для мгновенной зарядки военных лазеров, рельсовых пушек и микроволнового оружия. Эти виды оружия только будут применять в войнах XXI века. В войска они не поступают, потому что военные инженеры никак не могут решить главную проблему — орудия потребляют гигантское количество электроэнергии.
Китайское импульсное оружие вселяет страх в Пентагон
Военные конфликты по всему миру до сих пор напоминают то, что творилось на полях сражений еще Первой мировой войны. Огромное количество артиллерийских орудий и танков, которые беспрестанно палят друг в друга.
«Дистанционная война» пока что остается уделом фантастов. Боевые беспилотники используют многие страны — от Ирана до Израиля, но они до сих пор так и не вытеснили старые добрые гаубицы и зенитные ракеты.
При этом генералы по всему миру продолжают мечтать об оружии, которое перевернет представления о войне. На роль такого оружия претендуют микроволновые (СВЧ), плазменные, лазерные пушки. Уже много лет ведутся эксперименты по созданию боевого рельсотрона — это рельсовая пушка, которая способна за счет силы Ампера разгонять снаряд до гиперзвуковой скорости (6 Махов — то есть в 6 раз больше скорости звука в воздухе).
Ближе всего к созданию боевого рельсотрона подошли китайцы. Еще в 2018 году появилась информация о том, что рельсовая пушка установлена на большом десантном корабле проекта Haiyang Shan. Официального подтверждения этого от китайских властей не поступало. Некоторые эксперты предполагали, что на Haiyang Shan смонтирована не рельсовая, а гауссова пушка — это похожий, но все же несколько иной, тип вооружения.
Главное ограничение, из-за которого сверхсовременные виды пушек, будь то рельсовые или лазерные, еще не стали по-настоящему массовыми — это их гигантская энергоемкость. Обычные реактивные двигатели не подходят для импульсного оружия: они не могут выдавать пиковую мощность за сверхкороткий промежуток времени.
Либо нужны были суперконденсаторы — они могли бы хранить электроэнергию, выработанную с помощью реактивных двигателей. Энергия должна высвобождаться за доли секунды. Суперконденсаторы тяжелые и громоздкие, и многократное использование создает огромную нагрузку на их дорогостоящие и сложные компоненты. Так что это тоже не слишком удачный выход.
А ученые из Института механики Китайской академии наук заявляют, что проблему решили. Создали генератор, который может превращать горячий газ, движущийся с гиперзвуковой скоростью, в мощный электрический ток. Такие генераторы могут питать рельсотроны, СВЧ-пушки и любые другие виды импульсного оружия. Для одного дальнобойного залпа такому оружию нужен мегаватт электроэнергии. Или даже больше.
Тысяча лазерных выстрелов будет «стоить» 5 кубометров аргона
Генератор был собран и испытан в исследовательском центре по разработке гиперзвукового оружия. Базирующийся в Пекине институт, созданный в 1956 году Цянь Сюэсэнем, отцом ракетной программы Китая, — это один из мозговых центров китайской армии.
Огромные инвестиции Пекина в свою программу создания гиперзвукового оружия стимулировали исследования во многих других секторах, включая новые материалы, коммуникации, искусственный интеллект. И военную энергетику.
Продуктом пекинского военного НИИ и стал магнитогидродинамический энергогенератор. В замкнутом контуре происходит серия детонаций, которая превращает инертный газ в быстро движущуюся и токопроводящую плазму. Затем энергия плазмы преобразуется в электричество высокой мощности.
Причем такой генератор не имеет вращающихся частей (в отличие от реактивного двигателя), что повышает срок его службы.
В одном эксперименте система генерировала высокоэнергетические ударные волны в результате водородно-кислородного взрыва. Ударные волны сжали газообразный аргон и разогнали его до скорости 14 Маха — то есть или в 14 раз выше скорости звука.
Созданное в пекинском НИИ устройство вырабатывало в 10 раз больше энергии, чем все предыдущие аналоги. Чтобы выработать 212 киловатт электроэнергии потребовалось менее одного литра инертного газа.
А из 5 кубометров инертного газа можно выработать 1 гигаватт электроэнергии — этого хватит на тысячу выстрелов рельсотрона.
Авианосцы и бомбардировщики Китая оснастят детонационными тоннелями
— Генератор обладает большой производительностью и высокой эффективностью. Нет необходимости в промежуточных компонентах для хранения энергии. Энергия может быть непосредственно передана на нагрузку без мощного переключателя. И устройство может быстро запуститься, — говорится в научной статье, опубликованной в Journal of Theoretical and Applied Mechanics.
Исследователи из Пекина говорят, что их генератор также может быть использован в гражданских целях: генераторы можно использовать, скажем, на кораблях для отправки сигналов SOS в чрезвычайной ситуации.
Чтобы внедрить новый генератор, нужно еще решить ряд проблем. Главный компонент генератора — это детонационный тоннель, состоящий из нескольких секций труб, разделенных металлическими мембранами.
Перезарядка такого генератора включает закачку новой порции инертного газа — и на поле боя такого добиться сложно. Нужны революционные инженерные решения для военных кораблей самолетов и грузовиков, на которых в будущем будут устанавливать импульсное оружие.
Есть и еще один нюанс. Выхлоп генератора очень громкий, даже оглушающий. Так что местоположение такого оружия легко обнаружить. Так что китайским ученым еще есть, над чем поработать.
Китай сегодня
В Китае началось строительство крупнейшего в мире моста
Руководство КПК: Китай смог добиться победы в борьбе с COVID-19
Первый в Китае большой круизный лайнер в этом году будет сдан заказчику
Китайская нефтегазовая компания пробурила самую глубокую скважину в Азии
Все материалы по теме (1991)
