Wiaczesław Szpakowskij
W szkole na lekcjach fizyki demonstrowano nam takie doświadczenie. Do cewki wkładano metalową sztabkę, a potem do cewki podłączano prąd elektryczny, poczym sztabka była wyrzucana z wnętrza cewki, jakby ją wyrzucała jakaś niewidzialna siła. Nauczyciel przy tym zazwyczaj mówił, że tak na sztabkę działa pole elektromagnetyczne (EM), które wytwarzane jest w cewce, kiedy przepływa przez nią prąd. Takie urządzenie nazywa się solenoidem. Istnieją silniki solenoidowe, w których nie trzeba spalać chemicznego paliwa, a czynnikiem roboczym jest prąd elektryczny.
No a jeżeli przewód owinięty wokół rury tworzącej cewkę będzie bardzo długi, to co wtedy?
To wtedy powstanie działo!
W krótkiej cewce siła pola EM jest niewielka i dlatego sztabka nie dostaje dużego przyśpieszenia. Ale co będzie, jak połączy się wiele takich cewek i przyłoży się odpowiednio silny prąd, to wtedy umieszczony w nich metalowy przedmiot będzie można rozpędzić do ogromnej prędkości. No i wtedy otrzymamy już normalne działo, choć będzie ono niezwykłe.
Pierwszy wielki rel’sotron (impulsowy elektryczny przyspieszacz mas, którego zasadę działania oparto na prawie Ampere’a, przekształcający energię elektryczną w kinetyczną – więcej na ten temat można przeczytać na stronie - http://vikno.eu/eng/sciense-and-technology/sciense-and-technology/the-new-weapon-of-russia-rel-sotron-artsimovicha.html - przyp. tłum.) został zaprojektowany i zbudowany w latach 70. ubiegłego stulecia przez Johna P. Barbera z Kanady i jego naukowego kierownika Richarda A. Marshalla z Nowej Zelandii w Naukowej Szkole Nauk Fizycznych Australijskiego Uniwersytetu Narodowego. Urządzenie to nazwano rel’sotronem dlatego, że stoi ono na dwóch równoległych elektrodach – jak wagon na kolejowych szynach, podłączonych do źródła wysokiego napięcia.
A wszystko zaczęło się jeszcze w XIX wieku, w 1895 roku austriacki inżynier F. Heft zamierzał wypuszczać aparaty kosmiczne na Księżyc przy pomocy railgun – będący zestawem solenoidów.
W Rosji, w roku 1897 znany uczony Borys Siemionowicz Jakobi wynalazł tzw. liniowy silnik elektryczny. Ale cel tego był najzupełniej pokojowy – zabezpieczenie pracy systemów transportowych, w których wagony unosiłyby się nad szynami nie dotykając ich i dlatego poruszające się z ogromnymi prędkościami.[1]
Norweg – K. Brikland w 1901 roku uzyskał patent na elektryczne działo. Potem nie opatentowywano już tego wynalazku.
Wojna – motorem postępu
W lata I Wojny Światowej idea artylerii strzelającej na duże odległości owładnęła wielu wojskowych. Niemieccy inżynierowie postawili na tradycyjną artylerię i już w 1918 roku ostrzeliwali Paryż z ogromnego działa Kaiser Wilhelm, z odległości 120 - 130 km . Ogromna była tylko armata, bowiem jej kaliber był stosunkowo niewielki – tylko 210 mm . Lufa armaty była tak wielka, że po każdym strzale trzeba było ponownie naprowadzać ją na cel, bo wystrzał powodował silny odrzut i podrzut lufy.[2] Jednakże efekt działania tej broni był czysto psychologiczny.[3]
Jeszcze wcześniej, a dokładniej w 1915 roku, rosyjscy specjaliści N. Podolskij i M. Jampolskij przedstawili elektryczną armatę strzelającą na odległość 300 km , a w 1916 we Francji skonstruowano model eksperymentalny wystrzeliwujący pociski o masie 50 g z prędkością 200 m/s! Nowa broń otrzymała nazwę „armata Gaussa” – na cześć tego znanego fizyka. Ale jak na razie wszystko zatrzymało się na stadium eksperymentu.
Przyspieszacz Wahla i „elektryczny kulomiot” Rigsby’ego
W latach 30. XX wieku Niemiec – Max Wahl opublikował oryginalną ideę kołowego przyspieszacza elektronów[4] – swego rodzaju przodka dzisiejszego Wielkiego Zderzacza Hadronów – w którym pocisk mógł być rozpędzony do ogromnych prędkości. A zatem wystarczyło tylko wyprostować jeden z kolistych odcinków akceleratora, by pocisk leciał w linii prostej i … pocisk wylatywałby z niego, jak z armaty! W ten sposób można by było wystrzelić nawet sztuczne satelity Ziemi, tylko poziom ówczesnej nauki i techniki nie pozwalał na wykorzystanie tego wynalazku inżynierii wojskowej.
Także na początku lat 30. Amerykanin Virgil Rigsby opracował i skonstruował karabin maszynowy z napędem elektrycznym, który miał szybkostrzelność około 600 strzałów na minutę.[5] Jednak ta „maszynówka” okazała się być zbyt złożona i energochłonną, i można ja było potraktować tylko jako techniczne kuriozum, nie inaczej…
Rosyjska twórczość lat 30.
W Rosji Radzieckiej pracą nad nowymi rodzajami broni artyleryjskiej zajmował się KOSARTOP – Komisja ds. Specjalnych Doświadczeń Artyleryjskich, w perspektywicznych planach którego były także działa elektromagnetyczne – broń DEM. Jednym ze zwolenników nowego kształtu artylerii był znany pisarz SF – Aleksandr Kazancew. Opracował on model takiego działa i przebił się z nim do narkoma[6] Sergo Ordżonikidze, któremu – jak to zostało napisane we wstępie do jednej z powieści Kazancewa pt. „Płonąca wyspa” (1936) – wystrzałem z tej broni rozwalił drewniany panel w jego gabinecie. Zapalonym stronnikiem wprowadzenia nowej broni stał się Tuchaczewski (jak na wojskowego to jest zrozumiałe, że zajmował się on nowinkami tego rodzaju), jednakże obliczenia dokonane przez specjalistów wykazały, że owszem – takie działo można wykonać, ale będzie ono miało wielkie rozmiary, a na dodatek będzie potrzebował taką wielką ilość energii, że trzeba będzie obok niego postawić elektrownię…!
No i tak elektryczne działa pozostały jedynie na stronicach powieści „Płonąca wyspa”, w której postępowe społeczeństwo za pomocą DEM rozprawia się z kapitalizmem i kapitalistami oraz innymi wrogami klasy robotniczej.[7] Jednakże DEM na uzbrojenie Armii Czerwonej nie weszły. […]
W roku 1938 E. I. Barsukow – znany specjalista z zakresu artylerii – pisał o plusach DEM: bezgłośność i bezpłomienność wystrzału, co powoduje, że takie działo nie zdradza swej obecności. DEM może prowadzić ostrzał na duże i bardzo duże odległości, ale wszystkie te plusy przekreśla jeden minus, a mianowicie – ogromna długość lufy i ogromna ilość zużytej na wystrzał energii, którą szacuje się na miliony kV!
Niepancerny czołg
W latach 60. i 70. ubiegłego stulecia pojawił się pomysł postawienia DEM na podwoziu czołgu, na co już pozwalały istniejące źródła energii elektrycznej. Przyczyna, dla której konstruktorzy zaczęli się interesować takim rozwiązaniem, miała związek z ograniczoną mocą konwencjonalnych dział, bowiem gazy prochowe nie były w stanie rozpędzić pocisków do prędkości >1,8 km/s. DEM byłby w stanie rozpędzać pociski do 3, a nawet 6-7 km/s (!!!) – co bardzo wydłużyłoby zasięg ognia w strzale poziomym i przebijalność pancerza czołgowego. A jednak „armata Gaussa” na czołgach nie pokazała się do dziś dnia. Dlaczego?
A to dlatego, ze waga takiego działa wynosiłaby co najmniej 20 ton, więc skoro taki amerykański Abrams waży 60 ton, to połowa tej wagi przypada na opancerzenie. A w przypadku czołgu z DEM byłoby: 20 ton na uzbrojenie, 20 ton na część silnikową + paliwo i 20 ton na resztę osprzętowania. Czołg z DEM okazałby się jednostką silnie uzbrojoną, ale nie chronioną pancerzem i walczyć nim byłoby bardzo niebezpiecznie.
Cała energia okrętu
No i na koniec cały Internet zaroił się od informacji o tym, że US Navy wypróbowali DEM będące w stanie trafić w cel odległy o 200 km . Energia wystrzału tej fantastycznej armaty wynosi 33 MJ i pobiła światowy rekord w tej dziedzinie. A najważniejsze jest to, że prędkość początkowa 9-kilogramowego pocisku wynosi 7 Ma![8] Do tego pocisk nie zawiera żadnych materiałów wybuchowych. Są one niepotrzebne, bowiem przy uderzeniu pocisku w cel jego cała energia kinetyczna zamienia go w plazmę, tak jak i wszystko z czym się on zetknie.[9] Wygoda takiego rozwiązania jest oczywista, bowiem zmniejszona jest do zera możliwość eksplozji materiałów wybuchowych w komorze amunicyjnej okrętu w przypadku bezpośredniego trafienia, DEM pozwala na zaatakowanie wrogich okrętów spoza zasięgu ich dział, a także stwarza możliwość zestrzeliwania wrogich skrzydlatych pocisków rakietowych.[10]
A teraz o tym, dlaczego taka broń jest bardzo użyteczna, kiedy się ja zainstaluje na okręcie. Po prostu dlatego, że do wystrzału potrzebuje ona dużej ilości energii, którą można bardzo łatwo wyprodukować na okręcie. Szczególnie nadają się do tego okręty z napędem gazowo - turbo –elektrycznym – czyli okrętu, w których turbina gazowa obraca generator, który dostarcza prąd do uzwojeń DEM. Taki okręt w czasie strzelania może dowolnie włączać i wyłączać zasilanie silników, a całą energię skierować na uzwojenia rel’sotronu.[11] Planuje się, że DEM zostaną zainstalowane na okrętach już na początkach lat 20. tego stulecia.
I to jest właśnie ta realna broń XXI wieku!
Źródło – „Tajny XX wieka” nr 16/2011, ss. 8-9
Przekład z j. rosyjskiego –
Robert K. Leśniakiewicz ©
[1] Projekt takiego urządzenia, który zastosowano jako napęd bezszynowego pociągu znajduje się w pracy J. Perelmana - „Zajmująca fizyka”, Warszawa 1954.
[2] Prędkość początkowa pocisku wynosiła 1600 m/s czyli 5 Ma, masa pocisku wynosiła 94 kg .
[3] Wystrzelono z niego ok. 350 pocisków z których 180 trafiło w obręb miasta Paryża, wskutek tego ostrzału zginęło 250 osób, a 620 zostało rannych.
[4] Cyklotron albo akcelerator cząstek.
[5] Czyli mniej więcej taka jak szybkostrzelność kbk AK-74 wynoszącą 600 – 650 strz./min.
[6] Narkom – narodowy komisarz (minister), w przypadku Ordżonikidzego narodowy komisarz ds. przemysłu ciężkiego.
[7] W innej ze swych powieści pt. „Wybuch” Kazancew twierdzi, że Tunguskie Ciało Kosmiczne było statkiem kosmicznym, który eksplodował nad syberyjską tajgą w dniu 30 czerwca 1908 roku, zaś ocalały z katastrofy Kosmita-rozbitek spędził resztę swego życia wśród jednego z tunguskich plemion.
[8] Czyli ok. 2,31 km/s.
[9] Energię kinetyczną takiego pocisku jest łatwo wyliczyć z szkolnego wzoru Ek = ½ mv2. Wynik otrzymujemy w dżulach.
[10] Wynika z tego, że jest to idealna broń antyrakietowa, przeciwbalistyczna, a także antysatelitarna.
[11] Jeszcze bardziej użyteczny w takim przypadku jest napęd atomowy.