Čína tvrdí, že jej railgun zvládol 120 výstrelov a dosiahol Mach 6. Vraj vyriešila problém, na ktorom Američania minuli takmer miliardu

Čínski výskumníci tvrdia, že ich experimentálny railgun zvládol sériu 120 výstrelov, pričom posledných 50 malo prebehnúť bez jedinej chyby. Zbraň mala projektil zrýchliť približne na Mach 6 a jej stav počas streľby sledovalo až 100-tisíc senzorov napojených na diagnostický systém s umelou inteligenciou. Na výsledky čínskeho programu najnovšie opäť upozornil portál 19FortyFive.

Railgun namiesto pušného prachu používa elektrický prúd a elektromagnetickú silu. Projektil tak dokáže zrýchliť na niekoľko kilometrov za sekundu, no práve obrovské prúdy a teplo ničia koľajnice, po ktorých sa pohybuje. Americké námorníctvo sa s týmto problémom trápilo celé roky a do vlastného programu nalialo takmer miliardu dolárov.

Čínske číslo 120 preto zaujme, no samo osebe ešte veľa nepovie. Pri teste poznáme kaliber 25 mm a deklarovanú rýchlosť, no nie energiu jedného výstrelu, hmotnosť projektilu ani stav koľajníc po skončení série. Práve na týchto údajoch stojí rozdiel medzi vydareným laboratórnym testom a zbraňou, ktorú možno bez veľkých obmedzení nasadiť na loď.

Dve kovové koľajnice rozbehnú projektil na hypersonickú rýchlosť

V hlavni railgunu vedú dve paralelné kovové koľajnice. Medzi nimi sedí vodivá armatúra spojená s projektilom. Keď cez sústavu prejde extrémne silný elektrický prúd, vytvorené magnetické pole začne armatúru tlačiť dopredu Lorentzovou silou. Projektil tak zrýchľuje priamo v hlavni bez toho, aby ho poháňali plyny zo spaľovania prachovej náplne.

Pri amerických experimentoch dosahoval prúd rádovo milióny ampérov. Takýto výkon nemožno do zbrane posielať nepretržite. Energia sa najskôr nahromadí v pulznom napájacom systéme a pri výstrele sa v priebehu veľmi krátkeho času uvoľní do koľajníc.

Súvisí s tým

Čína plánuje 60-tonový tank s 10 MW jadrovým reaktorom a railgunom. Dostrel má dosiahnuť až 450 kilometrov

Aj preto pri railgune nestačí vyriešiť samotné delo. Konštruktéri musia mať k dispozícii zdroj, ktorý dokáže podobné energetické impulzy opakovať bez toho, aby zahltil zvyšok systému. Pri jednom z čínskych návrhov sa tento problém riešil radikálne, 60-tonový tank s railgunom mal dostať 10 MW jadrový reaktor.

Pri Mach 6 už samotná rýchlosť robí z projektilu zbraň

Čínsky projektil má podľa Defense One opúšťať hlaveň rýchlosťou okolo Mach 6 a zasiahnuť cieľ vzdialený približne 100 až 200 kilometrov.

To je pri hladine mora zhruba dva kilometre za sekundu. Projektil teda nepotrebuje vlastný pohon, energiu dostane ešte v hlavni a k cieľu už letí zotrvačnosťou. Podobné rýchlosti dosahujú aj čínske hypersonické zbrane, tie však k Mach 5 a vyššie prichádzajú úplne iným spôsobom než railgun.

Miliónové prúdy ničia povrch koľajníc

Pri výstrele sa armatúra pohybuje po koľajniciach obrovskou rýchlosťou a zároveň cez ne tečie prúd rádovo v miliónoch ampérov. Naval Research Laboratory pri testoch zaznamenalo, že materiál armatúry sa taví, zachytáva na medených koľajniciach a ich povrch postupne eroduje. Po sérii výstrelov už nejde len o teplo, ale o fyzicky poškodený povrch, ktorý mení správanie celej zbrane.

Chladenie preto rieši len časť problému. Konštruktéri musia dostať z hlavne nahromadené teplo a zároveň sledovať, ako rýchlo sa mení stav koľajníc. S podobnými nárokmi na napájanie a chladenie pracujú aj bojové lasery, pri railgune však navyše pribúda priame mechanické opotrebovanie kovových častí.

Sto tisíc senzorov má sledovať, kedy sa zbraň začína meniť

Čínsky tím z Naval University of Engineering preto nesleduje len samotný výstrel, ale aj stav zbrane počas celej série. Do systému zapojil až 100-tisíc senzorov, ktoré zbierajú údaje počas streľby a posielajú ich do diagnostiky.

Algoritmy v dátach hľadajú zmeny, ktoré môžu predchádzať poruche alebo zrýchlenému opotrebovaniu. Zmyslom nie je „opraviť“ koľajnice pomocou AI, ale zachytiť problém skôr, než sa prejaví zlyhaním a podľa nameraných údajov upraviť ďalší výstrel.

120 výstrelov znie dobre. Háčik je v 25-milimetrovom kalibri

Čínski výskumníci hovoria o sérii 120 výstrelov. Pri posledných 50 údajne nezaznamenali jedinú chybu, kým Defense One opisuje celú sériu ako 120 výstrelov bez zlyhania.

Pri porovnaní s americkými railgunmi však treba pozerať aj na veľkosť zbrane. Defense One uvádza, že čínsky experiment pracoval so systémom kalibru 25 mm. Americké prototypy BAE Systems a General Atomics boli podstatne výkonnejšie a počítali s energiou približne 20 až 32 megajoulov.

Zároveň nie je doložené, že práve tento 25-mm railgun je zbraňou, ktorú Čína namontovala na výsadkovú loď Haiyangshan triedy Type 072III. Veľké zariadenie na jej prove zachytili fotografie už v roku 2018, no z jeho testov na mori máme len minimum konkrétnych technických údajov.

What the hell is this? https://t.co/sQDAsHd7A3

— dafeng cao (@dafengcao) January 31, 2018

Railgun je len jednou vetvou čínskeho výskumu elektromagnetických zbraní. Pri výkonných mikrovlnných systémoch určených na zásah elektroniky Číňania namiesto zrýchľovania kovového projektilu využívajú elektrickú energiu na vytvorenie intenzívneho elektromagnetického žiarenia.

Američania naliali do railgunu 954,6 milióna dolárov a napokon ho odložili

Americký program EMRG bežal od roku 2005 do roku 2021 a lacný rozhodne nebol. Podľa Congressional Research Service naň americké námorníctvo minulo približne 954,6 milióna dolárov. Ďalších 141,9 milióna dolárov stálo v rokoch 2012 až 2019 vyvíjanie Hypervelocity Projectile, projektilu určeného aj pre railgun, ktorý sa neskôr skúšal z klasických diel.

Američania sa pritom dostali k podstatne výkonnejším zariadeniam, než bol 25-mm systém opisovaný pri čínskom teste. Prototypy od BAE Systems a General Atomics pracovali s energiou približne 20 až 32 megajoulov a projektily mali dosahovať rýchlosť približne 4 500 až 5 600 míľ za hodinu.

Ani vysoký počet výstrelov nebol úplnou novinkou. Naval Research Laboratory zaznamenalo už v roku 2011 tisíci výstrel zo svojho laboratórneho railgunu. Išlo však o oveľa slabší systém s energiou približne 1,5 MJ. Po testoch výskumníci rozoberali koľajnice a pod mikroskopom sledovali, ako sa ich povrch postupne ničí.

Cieľ námorníctva bol omnoho náročnejší. Railgun mal fungovať priamo na lodi, automaticky sa nabíjať, chladiť a zvládnuť približne šesť až desať výstrelov za minútu. K operačnej zbrani sa program nedopracoval. V rozpočte na rok 2022 už EMRG nefiguroval a financovanie sa presunulo k hypersonickým zbraniam, directed-energy systémom a elektronickému boju.

Vývoj však pokračuje inde. Japonské námorné sily už vlastný railgun otestovali na mori a tamojšie ministerstvo obrany na technológii ďalej pracuje.

Čínska séria 120 výstrelov je preto zaujímavá najmä tým, že ukazuje pokrok v diagnostike a kontrole opotrebovania. Oveľa viac napovie až test veľkého námorného railgunu pri výkone porovnateľnom s americkými prototypmi.