PALUBA
December 18, 2017, 09:29:02 pm *
Welcome, Guest. Please login or register.
Did you miss your activation email?

Login with username, password and session length
News:
Glavni pokrovitelj foruma Paluba
kompanija
Protexi Group System
http://www.protexigroup.co.rs/
 
   Home   Help Search Calendar Login Register  
Pages:  [1] 2   Go Down
  Print  
Author Topic: Magnetni top Rail Gun  (Read 10898 times)
 
0 Members and 1 Guest are viewing this topic.
ML
kapetan korvete
*
Offline Offline

Posts: 6 628



« on: April 15, 2011, 09:47:16 pm »

Rail Gun
Malo futuristike
Jedno od najperspektivnijih područja razvoja artiljerijskog naoružanja je na području elektromagnetskih topova rail-tipa, koji su sposobni streljivu obezbjediti hipersonične brzine koristeći visoko energetski magnetski impuls.
Trenutno na tom području rade aktivno SAD. Planovi za izgradnju prototipa za potrebe mornarice predviđaju da to bude 2012g., a potpuno spreman sustav za ugradnju bi po predviđanjima trebao biti spreman 2015g. Uvođenje u flotu bi bilo 2018g.
Elektromagnetski rail top ima značajne prednosti nad konvencjonalnim artiljerijskim oruđima. Brzina projektila (za top  gdje je kinetička energija projektila 64 MJ) je 2400m/s (oko 7 Maha), domet cca 370km, a brzina gađanja 10 granata u minuti. Top može gađati izravnom vatrom na bliske površinske mete, kao i  balističkim putanjama na velike udaljenosti. Tjeme putanje kod maksimalnog dometa bi bilo na 150km, a let do cilja kod maksimalnog dometa bi trajao 6 minuta. Dio putanje je izvan atmosfere.
Projektil sa 1kg kemijskog eksploziva pri brzini 5Maha je 3-4 puta efikasniji od konvencjonalnih projektila. Posebno je efikasan protiv bunkera koji mogu izdržati čak i raketne napade.
Municija za nove topove može biti različitoh kalibra, a za testni prototip se planira koristiti projektil od volframa težine 15kg i dužine 1m, kompletno sa  armaturom masa bi bila 20kg.
Dramatično bi se smanjili operativni i tekući troškovi održavanja, kao i troškovi municije, koja je mnogo jeftinija od cijene raketa ,kao i konvencijonalnih artiljerijskih oruđa.
Usvajanje takvih artiljerijskih sustava uveliko če uticati i na dizajn i izgled brodova ratne mornarice.

Princip rada

Top je u biti veliki električni krug koji je sastavljen od tri dijela:
-izvora napajanja
-dvije paralelne šine (ujedno provodnici)
-krače armature sa projektilom. Armature premoščuju razmak između tračnica. To može biti komad metala ili samo krilca. Neki topovi koriste plazma armature. Plazma nastaje isparenjem tanke metalne folije ( pri prolasku struje) koja se nalazi pozadi neprovodljivog dijela projektila

* osnovni dijelovi 1883x1954.JPG (132.62 KB. 771x800 - viewed 541 times.)


Električna struja teče od pozitivnog terminala napajanja preko šine, pa zatim preko armature na drugu šinu do negativnog pola.

* uticaj magnetnog polja 1995x1960.JPG (148.03 KB. 800x786 - viewed 607 times.)

Kod topa dvije šine djeluju kao žice i oko njih se stvara jako magnetno polje. Silnice magnetskog polja su okomite na tračnice. Tračnice se snažno odbijaju. Sada se pojavljuje i treči provodnik i pojavljuje se Lorenzova sila, koja je usmjerena okomito na magnetsko polje i na smjer struje koji teče kroz aramaturu(treći provodnik) što posljedično daje armaturi sa projektilom veliku brzinu. Sila može biti povečana bilo dužinom šina, bilo jačinom struje.

* lorenzova sila 1968x1741.JPG (122.34 KB. 800x708 - viewed 491 times.)

Pošto je dužina šine ograničena ide se na korištenje jakih struja, reda miljuna ampera za generiranje ogromne sile potrebne za postizanje velikih brzina projektila.

Slike sa http://science.howstuffworks.com/

Logged
ML
kapetan korvete
*
Offline Offline

Posts: 6 628



« Reply #1 on: April 15, 2011, 09:49:40 pm »

<iframe width="640" height="385" src="//www.youtube.com/embed/4OqlTXwLG40?fs=1&start=" frameborder="0" allowfullscreen></iframe>
Logged
ML
kapetan korvete
*
Offline Offline

Posts: 6 628



« Reply #2 on: April 15, 2011, 10:39:41 pm »

The Yugoslavian MTI (MTI - Military - technology institute) developed, within a project named EDO-0, a rail gun with 7 kJ kinetic energy, in 1985. In 1987 a successor was created, project EDO-1, that used projectile with a mass of 0.7 g and achieved speeds of 3,000 m/s, and with a mass of 1.1 g reached speeds of 2,400 m/s. It used a track length of 0.7 m. According to those working on it, with other modifications it was able to achieve a speed of 4,500 m/s. The aim was to achieve projectile speed of 7,000 m/s. At the time, it was considered a military secreta

Na ovo sam naletio u wikipediji, možda neko na palubi zna nešto više o tome.
Logged
rotring
Prijatelj foruma
zastavnik I klase
*
Offline Offline

Posts: 1 551


Najkraci put do ludnice!?Jednostavno,samo skrenes!


« Reply #3 on: April 15, 2011, 11:10:30 pm »

The Yugoslavian MTI (MTI - Military - technology institute) developed, within a project named EDO-0, a rail gun with 7 kJ kinetic energy, in 1985. In 1987 a successor was created, project EDO-1, that used projectile with a mass of 0.7 g and achieved speeds of 3,000 m/s, and with a mass of 1.1 g reached speeds of 2,400 m/s. It used a track length of 0.7 m. According to those working on it, with other modifications it was able to achieve a speed of 4,500 m/s. The aim was to achieve projectile speed of 7,000 m/s. At the time, it was considered a military secreta

Na ovo sam naletio u wikipediji, možda neko na palubi zna nešto više o tome.
Projekat je predvidjao tri aerodinamicka akcekeratora: EDA-0, EDA-1 i EDA-2.
Zadatak elektrodinamickog akceleratora "EDA-0" bio je provera osnovnog funkcionisanja sinskog topa-uspesno obavljeno 1985. god. ( izgradnja instalacije sinskog topa ukupne energije od 7kJ.)
Aerodinamicki akcelerator "EDA-1" je trebao da omoguci merenje udarne snage u nizu metala tj. da se razvilu metode za dijagnosticiranje funkcija uredjeja pri lansiranju projektila, kao imetoda merenja brzine projektila, udarnog talasa i brzine mase u meti.- krajem 1987. god. realizovan uredjaj
"EDA-1" a u periodu od 1988 do 1990 izvrseno vise od 50 opaljenja. Dostignuto priblizno 3000 metara u sekundi sa projektilom mase od 0.7 gr i 2500 metara u sekundi sa projektilom mase od 1.1 gr.
"EDA-2" trebalo je da ispaljuje projektile mase od 1 gr brzinom od 7000 metara u sekundi ali je tacno dostignuta brzina i danas nepoznata, citaj tajna. Cool Wink
Logged
Bozo13
Global Moderator
kapetan bojnog broda
*
Offline Offline

Gender: Male
Posts: 15 183



« Reply #4 on: April 16, 2011, 07:54:27 am »

Hvala na tim informacijama ML i Rotring!

Nisam znao, sa je SFRJ razvijala takav tip topa.


* WNUS_Rail_Gun_Slide_pic.jpg (44.6 KB. 719x466 - viewed 417 times.)


* wnus_rail_gun_mounting_pic.jpg (24.43 KB. 577x657 - viewed 407 times.)


LPB

Logged
ML
kapetan korvete
*
Offline Offline

Posts: 6 628



« Reply #5 on: April 16, 2011, 09:31:02 am »

Preuzeto sa http://www.cet.rs/CETcitaliste/CitalisteTekstovi/614.pdf
 
Top bez zrna baruta
Topovi su nekada bili neprikosnoveno oružje. Setimo se samo namačkog dalekometnog topa ''dora'' kalibra 800 mm (da, da, dobro ste pročitali – celih 80 cm) koji je firma Krup radila od 1937 do 1942. godine. Domet sa razornom granatom 47 km. Pancirna granata probija 1m čelika ili 8 m armiranog betona. Pa onda čuveni pariski top (Paris-Kanone) dometa 130 km, kalibra 210 mm i početne brzine od čitavih 1600 m/s iz I svetskog rata. Zbog svoje ogromne težine jedino su mogli biti stavljeni na železničke šine, tj. šinske platforme. Zato ih možemo zvati šinskim topovima. Koliko samo baruta tu treba? Pa pucanj. Pa dim.
E, vidite, postoji još jedna vrsta šinskog topa. A ima veze sa železničkim šinama koliko Marica sa Pentijum procesorima. (Ako ovo bude čitala neka Marica koja radi sa ovim procesorima molimo je za izvinjenje). Još manje ima veze ovaj top sa barutom. Ima veze kao ona prethodna Marica sa............, samo da se setim, sa..... (vidite da ima sve manje tačaka, što znači da sam blizu ''dosećavanja''), sa..., gotovo, setio sam se, sa dva Pentijuma. Uhh!. Teško beše. Al' sam se dobro setio. Dakle, radi bez zrna baruta.
Pa 'ajde više reci nam, pobogu, čoveče, ne drži nas više u neizvesnost. Nije ti ovo latinoamerička serija pa da toliko otežeš scenario, kažete vi. Dobro, kažem je. Čitaj naslov.
Elektromagnetni top
Lepše je da se kaže elektromagnetni akcelerator, manje ubistveno zvuči. U suštini, to je linearni električni motor koji daje veoma veliko ubrzanje. Čuli ste za voz na magnetnoj šini. E to je samo jedna vrsta, hoću reći samo jedna primena. A ima ih nekoliko vrsta. Da počnemo sa najjednostavnijim.
Klasični šinski top
Nemojte da vas naslov zavede. To nema nikakve veze sa bilo kakvim vozom iako smo gore pomenuli voz. Ipak, on ima dve paralelne šine koje su spojene za izvor jednosmerne struje. Između je smešten projektil koji u stvari predstavlja kratkospojni klizač i kreće se pod dejstvom tzv. Lorencove sile koja iznosi

F=1/2 BLI

gde je B jačina magnetnog polja između šina (u teslama), L dužina strujne konture kroz klizač, hoću reći širina ''koloseka'' i I struja kroz kolo. Faktor ½ potiče od činjenice da je polje iza klizača jednako B a ispred klizača jednako nuli, tako da je njegova srednja vrednost jednaka ½B. EM top, odnosno, pardon, elektromagnetni akcelerator, da budemo fini u ovo doba poštovanja ljudskih prava i da nas neko ne optuži za militarističku terminologiju, je prikazan šematski na Sl.1.

* DSCF5715.JPG (54.88 KB. 800x440 - viewed 213 times.)

Slika 1. Struktura klasičnog EM topa. Impulsni izvor jednosmerne struje priključen je na šine (bakarne ili posrebrene). Preko metalnog (bolje reći provodni, npr. grafitni) klizača se zatvara strujno kolo. Lorencova sila (F) od proizvedenog magnetnog polja deluje na klizač koji gura projektil.
Klasični šinski top je najprostiji i nasavršeniji akcelerator a može da radi na dva načina, tj. u dva moda. U režimu provođenja kroz metal struja teče kroz sami klizeći projektil, koji je od metala ili provodnogmaterijala (grafita). Sa tim konceptom postizana su ubrzanja od 2000 g (nije gram nego ubrzanje zemljine teže g=9,81 m/s2), odnosno 20.000 m/s2 mase od 1 kg (e ovo g sad nije ubrzanje zemljine teže nago gram – znam da ćete reći: ''Ovjaj ne zna šta hoće'', ali to vam je što vam je).
Nezgodna strana ovakve konfiguracije je što ako jako nagazite ''gas'' pojavljuje se luk plazme koji teži da prespoji projektil koji onda zaostaje iza.
Drugi režim rada se zasniva na upotebi neprovodnog projektila čime se luk ograničava iza njega. Na taj način su postignuta ubrzanja projektila mase 16 g od neverovatnih 250.000 g duž šina od 5 m, čime je dobijena brzina od 5,9 km/s. Aa? Šta kažete na ovo? Ostali ste bez teksta! Ma za malo i ja da ostanem bez teksta pa da više nemate šta da čitate.
Teži se da se konstruiše praktično oruđe koje bi moglo da ubrza projektil od 0,33 kg do brzine od 3 km/s, što odgovara energiji na ''ustima cevi'' od 1,5 MJ. Pri tome bi se posebna pažnja poklonila ukupnoj težini oružja. Kada se govori o težini i dimenzijama oružja onda se prvenstveno misli na izvor za napajanje. Naime, ako pogledamo prethodnu formulu, ukoliko niste pobegli od nje glavom bez obzira, zapažamo da od tri veličine koje određuju silu najbolji način da se utiče na njenu veličinu je preko veličine struje I. To se još bolje vidi iz izraza za brzinu projektila
           
         2
V= LI   delta t /2m

jer je struja na kvadrat. Δt trajanje strujnog impulsa a m masa projektila. Ako se želi velika brzina onda vam treba velika struja, desetine kiloampera. Koji izvor to može da obezbedi? Najbolje kondenzatorska baterija i to ogromnog kapaciteta. A to je dozlaboga glomazno. Jel' možete da zamislite takav top? To je kao da za topčićem od 20 mm ide šleper. Zato se u današnjim realizacijama kao napajanje koristi tzv. homopolarni generator.
Dobro, kažete vi, barem nema pucanja, vatre, dima, velikih pritisaka barutnih gasova od kojih može da prsne cev. E, malo sutra. Tokom proticanja struje kroz šine i pokretni klizač nastaju ogromne udarne mehaničke sile koje teže da razdvoje šine, što je elektromagnetna analogija sile barutnih gasova u običnom topu. 
Slika 2. Opaljenje EM topa je praćeno velikim bljeskom koji potiče od plazme izazvane velikom energijom sadržanom u magnetnom polju.
To je i razumljivo s obzirom da se u tom sistemu javljaju tolika ubrzanja i teku tolike struje. Jeste li nekad gledali efekat kratakog spoja automobilskog akumulatora? E to vam je mačji kašalj u odnosu na ono što se dešava u EM topu. Da stvar bude još gora, ovaj mehanički efekat u EM topu ostaje konstantan tokom celog procesa ubrzanja. 

* pr 252x121.pdf - Adobe Reader.jpg (7.09 KB. 252x121 - viewed 898 times.)

Slika 3. Nije raketa nego projektil ispaljen iz EM topa. Plamen nije plamen nego plazme jer je luk projektilu ''oprljio'' zadnji deo.
Nije kao kod običnog, hemijskog topa, gde pritisak opada kako se zrno približava ustima cevi. Ima još. Umesto hemijsko-toplotnog habanja cevi ovde postoji efekat isparavanja metala zbog luka koji se formira između šina i klizećeg projektila, uzrokovanog velikim gustinama struje na mestu kontakta.
Sve to određuje praktične limite ostvarivanja ovakvog oruđa koji bi imao prihvatljivu cenu i period eksploatacije.

autor Dr Ranko Babić

Logged
dzumba
Stručni saradnik - specijalne jedinice
kapetan bojnog broda
*
Offline Offline

Posts: 15 656


« Reply #6 on: April 16, 2011, 10:35:09 am »

Колико је реално, узимајући у обзир поменуте проблеме, да америчка морнарица добије овај "топ" до 2015., односно 2018.године?
Logged
ML
kapetan korvete
*
Offline Offline

Posts: 6 628



« Reply #7 on: April 16, 2011, 10:51:39 am »

Gledano realno, projekat će popričekati dok dođe u operativnu upotrebu, mada bez sumnje ima budučnost.
Logged
vathra
potporučnik
*
Offline Offline

Posts: 2 280



« Reply #8 on: April 16, 2011, 10:52:50 am »

И још једно питање, може ли да се из оваквог топа испаљује вођена муниција?
Logged
ML
kapetan korvete
*
Offline Offline

Posts: 6 628



« Reply #9 on: April 16, 2011, 10:58:29 am »

Predviđeno je da u drugom dijelu balističke putanje projektil bude vođen, kontroliran.
Logged
ML
kapetan korvete
*
Offline Offline

Posts: 6 628



« Reply #10 on: April 19, 2011, 06:53:24 pm »

Brodski elektromagnetski topovi
S potpuno električnim brodovima koji se naziru na horizontu i suvremenim naprednim tehnologijama čini se da je sazrelo vrijeme za daljnji razvoj brodskih tračnih elektromagnetskih topova koji će se po dometu približiti mogućnostima hipersoničnih raketa i cijenom mnogo bližoj onoj koju dosiže klasično brodsko topništvo

Američka ratna mornarica tijekom prošle i ove godine iznijela je svoju viziju kako se želi organizirati, integrirati i transformirati prema zahtjevima koje nameću realnosti 21. stoljeća. Prema konceptu Sea Strike programa "Sea Power 21" pomorske snage će primjenjivati nove tehnologije uključujući i "elektromagnetske tračne topove" radi poboljšavanja ofenzivnih udarnih mogućnosti kompletnih oružanih snaga. Studijska grupa XVI u sklopu Zapovjedništva pomorskih operacija prva je zaključila da evidentne prednosti koje nudi tehnologija elektromagnetnog topništva obećava brzo i uspješno produljenje efikasnog dometa brodskog topništva.
Nekoliko studija koje je naručio ured za pomorska istraživanja (Office of Naval Research) slažu se da je ta tehnologija sada dovoljno razvijena da se počne s ispitivanjima mogućnosti dalekometnih elektromagnetskih tračnih topova postavljenih na ratne brodove. Investiranje u tu tehnologiju u sklopu Sea Trial koncepta nudi mogućnost zadovoljenja svih zahtjeva za brodskom topničkom potporu koja će se po mogućnostima dometa približiti današnjim hipersoničnim raketama, a po cijeni koja će biti mnogo bliža onoj koju doseže klasično brodsko topništvo.
U budućim konfliktima američke pomorske snage i dalje predviđaju izvođenje manevara u smjeru brod - objekt kao integralni dio združenih operacija. Združeni zemaljski elementi i dalje će povećavati lake, visokopokretljive snage koje će se koristiti paljbenom potporom sa suvremenih kopnenih borbenih vozila i koja će biti znatno ojačana združenom paljbenom potporom s mora i zraka. Integracija specijalnih operativnih snaga i združena paljbena potpora tijekom operacije Endurnig Freedom upravo je pokazala kakav će biti međuodnos između kopnenih snaga, elemenata manevra i vatrene potpore koja će u budućnosti promijeniti sliku vojnih operacija. Pomorske snage moraju nastaviti s procesom proširivanja operativne osnovice s obalnog područja na 200 milja duboko u kopno, pa čak i više od toga. Buduće vojne operacije zahtijevat će pokrivanje tisuće meta dnevno što će daleko premašivati mogućnosti današnjih raketnih potencijala i zrakoplovstva ukrcanog na pomorske platforme i koje danas može pokriti samo nekoliko stotina ciljeva u istom vremenskom okviru. Radi potpore kopnenim operacijama buduće brodsko topništvo mora dostići performance u najmanju ruku jednake onima kakve ima današnji zemaljski topnički sustavi. Zahtjevi koje je definirao Marinski korpus za pomorskom paljbenom potporom (NSFS - Naval Surface Fire Support) predstavlja dobar mjerodavni program za razvojem budućeg topničkog sustava koji će moći poduprijeti vrlo široki opseg djelovanja združenih snaga.


 
Elektromagnetski top pri ispitivanju
Američka ratna mornarica danas raspolaže s tri opcije vatrene potpore: topništvom za kraći domet potpore, dugodometnim raketnim projektilima i zrakoplovstvom ukrcanim na nosače zrakoplova. Pri tome taktičko zrakoplovstvo nosi na sebi lavovski dio zadaće projekcije paljbene potpore. Suvremena paljbena potpora definirana je u svim relevantnim studijama kao kombinacija uporabe topništva i raketa u kojoj se topništvom djeluje po najvećem dijelu ciljeva izabranih po kriteriju odnosa cijene i učinkovitosti izabranog sustava. Precizno topništvo dugog dometa omogućit će revolucionarne sposobnosti - zaključak je tih studija - ali ipak ističu jednu stvar: nijedan konvencionalni topnički sustav ne može pokriti područje ciljeva velike udaljenosti koje definira koncepcija Sea Strike. Primjena nekonvencionalih tehnologija radi povećanja dometa brodskog topništva može ujedno osigurati potrebnu preciznost i gustoću vatre te osloboditi taktičko zrakoplovstvo za fokusiranje na mobilne i visokovrijedne ciljeve o kojima postoji malo informacija.

Nove krivulje mogućnosti
Ograničeno fizičkim zakonima i cijenom, konvencionalno topništvo je gotovo doseglo krajnje granice svog razvoja. Ekspanzija plinova u trenutku ispaljenja onemogućava postojećim topničkim sustavima lansiranje projektila brzinama većim od 1,5 km/sec uz ograničenje dometa do 50 milja. Alternativno, postojeće streljivo produljenog dometa (ERGM - Extended Range Guided Munition) kao i napredni topnički sustavi (AGS - Advanced Guns Systems) koji mogu ispaljivati raketno-pogonjena topnička zrna (reaktivno streljivo) mogu povećati domet konvencionalnog topništva. No dodatni zahtjevi koji se tiču veličine, gabarita, uporabe raketnog goriva i eksplozivnog punjenja takvog streljiva čine takvu opciju dovoljno skupom da je vojni stručnjaci smatraju neprihvatljivom iznad određenih granica. Cijena je ta koja je navela vojne stručnjake na zaključak da je vođena raketa bolja opcija od raketno-pogonjene granate za gađanje ciljeva na udaljenostima većim od 100 milja. Povijesno gledano cijena raketa se približno ustalila na cijeni od 1000 USD po milji dometa. Kako tehničke opcije mogu utjecati na reduciranje cijene i za više od 50% gotovo nevjerojatno zvuči zaključak do kojeg su došli američki stručnjaci da će bilo koji raketni program (a posebno oni s hipersoničnim brzinama) biti ekonomski isplativiji u usporedbi s ERGM i AGS sustavima. Zbog toga je tehnički problem produljenja dometa (preko mogućnosti koje pružaju AGS sustavi i reaktivno streljivo) kod brodskog topništva potrebno rješavati nekonvencionalnim metodama.

Elektromagnetska tračna topnička tehnologija nudi najzreliji nekonvencionalni pristup produljenog dometa za paljbenu potporu kako za zemaljsko tako i za brodsko topništvo. Povećana izlazna brzina granate ključni je čimbenik za povećanje dometa i ubojitosti na cilju. Osim toga primjena te tehnologije ima i druge prednosti kao što je izostanak potrebe za ukrcajem porivnog goriva ili eksplozivnog punjenja granata. Elektromagnetska tračna tehnologija jedina je koja je dosad demonstrirala sposobnost lansiranja (ispaljenja) projektila brzinom od 4,4 km/sec. Dosadašnji tempo razvoja te tehnologije i postignuti rezultati obećavaju i daljnje uspješno rješavanje tehničkih problema koji stoje na putu do operativne primjene prvenstveno na polju brodskih topničkih sustava.
Suština te tehnologije sastoji se u produkciji i konverziji električne energije dobivene brodskim pomoćnim strojevima radi izazivanja ubrzanja projektila u cijevi EM-topa do hipersoničnih brzina. Elektromagnetski tračni top zahtijeva postojanje pulsirajućeg energetskog sustava koji će moći primarno proizvedenu električnu energiju konvertirati u trenutačni strujni impuls koji je potreban za ispaljenje granate.
Trenutačno najnapredniji pulsirajući energetski sustavi koriste se rotacijskim izmjeničnim strujnim generatorima (tzv. "pulsni generatori"). Strujni tok kroz tračnice stvara magnetsko polje između njih, koje djeluje na strujni tok u armaturi u stvaranju Lorentzove sile koja "gura" projektil prema ustima cijevi. Očekivani dijapazon izlaznih brzina projektila na izlazu iz cijevi kreće se od 2,5 - 6,0 km/sec.
Razvoj EM tračne tehnologije znatno će promijeniti mogućnosti pomorske paljbene potpore, omogućavajući joj u skoroj budućnosti golem prirast mogućnost po svim kriterijima, a brodskom topništvu dati još veće značenje i ulogu.
Stavljanjem te problematike u današnju perspektivu može se pokazati kako današnji topnički projektili kalibra 122 mm (5 inča) na izlazu iz cijevi razvijaju energiju od 10 MJ. Streljivo ERGM tipa razvija do 18 MJ. Sustavi AGS pritješnjeni su fizikalnim zakonima konvencionalnog topništva u pokušajima da razviju 30 -33 MJ.
Nasuprot njima brodski EM-tračni topovi moći će razvijati energiju između 60 - 300 MJ. Dosad provedena ispitivanja i proračuni pokazuju da bi EM-tračni top sa početnom brzinom granate od 2,5 km/sec mogao ispaliti vođeni projektil koji bi postigao brzinu od 5 Macha u trenutku udara na cilju udaljenom 250 Nm (oko 463 km).
Pritom bi mogao ostvariti brzinu paljbe od 6 ispaljenja u minuti. Ti rezultati su impresivni ali razvoj te tehnologije nagovještava još bolje mogućnosti.

Brzina ubija
U 21. stoljeću mornaričke udarne mogućnosti samo će se povećavati uključujući duboki udar i površinsku vatrenu potporu uz isključivanje bliske protuzračne obrane. Elektromagnetni tračni topovi posebno su konstruirani upravo za NSFS zadaće (Naval Surface Fire Support). Napravljene su i prve analize i komparacije paljbenih mogućnosti EM-topa s dometom od 200 milja s udarnim mogućnostima eskadrile borbenih zrakoplava F/A-18, ukrcani na nosač zrakoplova. U prvih osam sati sukoba EM top može ispaliti na ciljeve dvostruko više eksploziva, na izabrane ciljeve djelovati s tri puta više energije i istodobno napasti deset puta više fiksnih ciljeva nego što to može učiniti zrakoplovna eskadrila.




 Brodski elektromagnetni topovi
 
Velika prednost elektromagnetskih topova je njihova mogućnost iskorištavanja vrlo velike kinetičke energije pohranjene u projektilima s hipersoničnom brzinom i njihovom vrlo razornom djelovanju na ciljevima. Jedna od demonstracija pokazala je da oslobođena kinetička energija manjeg hipersoničnog projektila može u čvrstom tlu napraviti krater promjera 30 metara i dubine 3 metra. Slični pokusi su potvrdili da sličan projektil može penetrirati i do 12 metara duboko kroz srednje čvrsto tlo. Hipersonični projektili omogućavaju vrlo duboku penetraciju i uništenje utvrđenih meta koje su inače ekstremno teške za eliminaciju drugim metodama. Iako nema eksplozivno punjenje kinetička energija hipersoničnog streljiva je toliko velika da je i njezin manji dio dovoljan za uništavanje ciljeva. Kinetička energija kojom raspolažu projektili ispaljeni iz EM topa veća je i ubojitija za 3-5 puta od bilo kojeg današnjeg topničkog sustava. Osim povećanja dometa i ubojitosti EM tračni topovi nude još jednu prednost: skraćenje vremena leta projektila do cilja što će postati u budućnosti sve važniji čimbenik u paljbenoj potpori visokomobilnih zemaljskih snaga. S brzinom ispaljenog projektila od 7 Macha cilj udaljen 100 Nm (185 km) bit će pogođen za oko 2 minute.
Visoki energetski zahtjevi će ipak vrlo vjerojatno limitirati brzinu paljbe EM topova. Znanstvenici se uglavnom slažu u procjeni da će se moći ostvariti brzina paljbe od 6 hitaca u minuti. Matematičke analize pokazuju da će vrlo kratko vrijeme leta projektila do cilja sasvim kompenzirati nešto manju brzinu paljbe.
Količina granata koja je izručena na cilj vrlo je važan čimbenik u postavljanju svih relacija kada se kompariraju ostali topnički sustavi sa sustavom elektromagnetskog ispaljivanja. Na ratnom brodu taj čimbenik je vrlo važan budući da su brodska spremišta streljiva ograničenog volumena. Budući da se rušilački efekt EM tračnih topova zasniva na kinetičkoj energiji njegovih projektila, otpada potreba za skladištenjem reaktivnih komponenti i eksplozivnih punjenja. Postaju nepotrebne i posebne tehničke mjere za čuvanje i sigurno skladištenje takvog streljiva što u konačnici opet utječe na uštedu brodskog prostora. Potpuno metalna zrna manjih su gabarita i stoga zahtijevaju i manje skladišne prostore, odnosno moguće ih je uskladištiti znatno više u sadašnjim brodskim spremištima streljiva. Tako npr. u standardiziranom spremištu streljiva za AGS topnički sustav na modelu budućeg razarača može stati 1500 granata. U isti volumen može se smjestiti više od 10 000 granata za EM tračni top. Razlika je više nego očita.

Rizici tračne topničke tehnologije
Prisiljena potrebom probijanja eksplozivnog reaktivnog oklopa, američka kopnena vojska uložila je ozbiljne investicije u topničku EM tračnu tehnologiju izravno spregnutu na kopnena borbena vozila. Primjena te tehnologije na kopnenim borbenim platformama uzrokovala je velike probleme i zahtijevala određene promjene u odnosu na istovrsnu tehnologiju koja se planira ugrađivati na brodove.
Cijelo posljednje desetljeće američka vojska je radila na unapređenju pulsnog napajanja, konstrukcije tračnog cijevnog sustava i elektromagnetskog lansiranja.
Mornarica je dosta pomogla kopnenoj vojsci i imala znatan utjecaj na području ispitivanja energetskog sustava i materijala za topovsku cijev koji su uz znatno manji rizik ugrađeni na brodsku platformu. Dosadašnja iskustva pokazuju da će primjena te tehnologije biti znatno jednostavnija i sigurnija ako na platformi, na koju se ugrađuje, postoji električni pogon (propulzija) i integrirani energetski sustav.

Projektili i topovska cijev
Znanstvenici znaju kako treba razriješiti probleme i izazove izrade topničkih granata (projektila) za EM top, kontrole njezinog leta, ugradnje elektronike te stabiliziranja na dugom dometu hipersoničnim brzinama. No, razrješavanje bilo kojeg od tih problema zasebno, izvan "integriranog paketa" elektromagnetskog lansiranja može prouzročiti znatan tehnički rizik.
Limitiranje prve generacije EM-tračnih topova s brzinom projektila od 2,5 km/sec (Mach 7,5) na ustima cijevi ubrzale su inženjerske napore u razvoju zahtjeva za prikladnim i sigurnim rukovanjem koje će na koncu svakako biti jednostavnije, sigurnije i u konačnici mnogo jeftinije nego rukovanje raketnim vođenim projektilima.
Dosadašnji uspjesi i rezultati postignuti kinetičkim projektilom Barrage Round ATD koji ima domet od 40 milja (~ 74 km) predviđenog za ispaljivanje s EM tračnih topova uklonili su mnoge od razvojnih rizika. Dugački trajektorij leta zahtijevat će vrlo jeftin sustav navođenja. Za izabrane vrste streljiva razvijen je i testiran minijaturni GPS/INS (Global Position System / Inertial Navigation System) integrirani modulni sustav. Taj 16 cm3 (8 incha3) veliki modul uključuje potpuno GPS/INS vođenje, električnu opremu za proizvodnju električne energije i strujom pokretani minijaturni elektromehanički akutatorski sustav. Prognozirana cijena tog modula sa svim komponentama neće biti veća od 3000 USD što će ukupnu cijenu EM tračnog projektila podići do maksimalnih 10 000 USD. Ako ti predviđeni rezultati budu pomnoženi faktorom 3, ti projektili će još uvijek biti jeftiniji od bilo koje rakete.

Jedan od najvećih inženjerskih izazova u razvoju EM tračne tehnologije je pitanje kvalitete i materijala od kojeg će biti izrađene tračnice, odnosno cijev topa. Za tu namjenu mora se uporabiti takav materijal koji će se oduprijeti golemom habanju koje će uzrokovati projektil koji će se po njemu ubrzavati do hipersoničnih brzina. U posljednjih godinu - dvije ispitivanja materijala za izradu tračnica postigla su impresivne rezultate. Uporabom napredne tehnologije razvijeno je nekoliko vrsta materijala na kojima su obavljeni deseci lansiranja pri brzinama većim od 2,5 km/sec koja su dokazala njihovu laku uporabljivost ali što je još važnije potvrdila su visoki stupanj tvrdoće i otpornosti na habanje.
Pulsni generatori dobivaju električnu energiju primarno od brodskog energetskog sustava i pretvaraju je u trenutačni električni impuls koji je potreban za lansiranje projektila. U posljednjih deset godina napredak tehnologije omogućio je da se izmjenični strujni impulsni generatori toliko smanje u svojim gabaritima da kao kompaktne instalacije postanu pogodni za ugradnju i u mobilne borbene sustave.
Pomorski stručnjaci su iskoristili mogućnosti koju pruža brodski prostor za razvoj i ugradnju pulsnih generatora znatno većih snaga i gabarita koje su daleko manje rizične od onih koje je demonstrirala američka vojska s rotacijskim poddimenzioniranim pulsnim generatorima. Studije su pokazale da pulsni generator koji može lansirati projektil na udaljenost od 250 milja može biti konstruiran u gabaritima četiriju cilindara promjera 1 metar. Ako bi se ugradnja EM topa izvela u sklopu postojećih instalacija sadašnjeg klasičnog brodskog topa od 5 inča (122 mm) ostalo bi slobodno 70% zauzetog prostora koji bi se mogao iskoristiti za povećanje prostora skladišta streljiva.

Energetski zahtjevi

Razvoj EM-tračne tehnologije pokazao je da će njegova primjena dovesti do znatnih promjena u vojnoj brodogradnji. Brodski EM topovi s velikom brzinom paljbe (do šest hitaca u minuti) zahtijevat će velike količine energije gotovo jednake onoj koja je potrebna za brodsku propulziju. Da bi se mogle iskoristiti sve prednosti EM tehnologije morat će posebno voditi računa o energetskom menagmentu na budućim ratnim brodovima.
Zahtjevi za energijom EM tračnih brodskih topova najbolje bi bili zadovoljeni razvojem potpuno električnih ratnih brodova s IPS (Integrated Power System - integriranim energetskim sustavima) koji istodobno mogu zadovoljiti tražene zahtjeve električne propulzije i visoko energetskih oružnih sustava.
IPS donosi također mnogo dodatnih prednosti, uključujući i povećanje životnog vijeka generatora za više od 25% uz očuvanje efikasnosti i pouzdanosti rada, uz manje opterećenje distribucijskog sustava.
EM tračni topovi mogu se također ugraditi i u brodove koji nemaju IPS ali će takvo rješenje rezultirati mnogo manjom brzinom paljbe od 1-2 hica u minuti.
Daljnji razvoj EM tračne topničke tehnologije ovisit će od brzine razvoja električnih ratnih brodova. Energetski zahtjevi povećavali su se znatno od približno 15 MW koncem 80-ih i početkom devedesetih godina pa do današnjih zahtjeva koji premašuju 60 MW. Adekvatni brodski električni koncept već postoji i razvijen je radi potpore koncepta budućih razarača projekta DD(X). Po tom konceptu energetske potrebe iznosit će oko 80 MW instalirane snage. Uz problem adektvatnog energetskog napajanja morat će se riješiti i niz drugih tehničkih problema vezanih uz prespajanja, izolaciju i termičke karakteristike kako samog topa tako i dodatne opreme.

Budući eksperimenti
Sea Trial je popratni program velikog koncepta "Sea Power 21" za ubrzavanje transformacije američkih oružanih snaga. Taj program je ključni za razvoj novih mogućnosti oružanih snaga, odlučno vođen i usmjeren program s jasno definiranim točkama izlaska iz faze ispitivanja pokaže li se da je ispitivani projekt iz bilo kojeg razloga neostvariv.

Razvojno-ispitna strategija na taj način smanjuje tehničke rizike, uvodi znatno bolju kontrolu troškova i promiče izlaz perspektivnih tehnologija iz laboratorija i njihovu primjenu u praksi. Kao izvršni činilac Sea Trial će nadzirati razvoj, testiranja, operativne demonstracije i flotne eksperimente namijenjene procjenjivanju i selekciji novih koncepata te nastavku financiranja daljnjeg razvoja istih. Zbog svojih fizikalnih karakteristika i malog izvedbenog rizika brodski EM tračni topovi su idealan kandidat za uključivanje u procese Sea Trial programa.
Izabrani tehnološki razvojni program uveden je od proljeća 2003. godine u fazu serijskih eksperimenata koji će kulminirati ispitivanjem maksimalnih performanci topa na dometu od 250 Nm. Zapovjedništvo Flotnih snaga odobrilo je početak tog ispitnog procesa s 1/8 mogućnosti topa koje bi trebalo završiti u fiskalnoj 2008. godini.
Uspješne pomorske inovacije zahtijevaju usklađivanje operativnih načela s revolucionarnim tehnološkim razvojem. Američka mornarica je sasvim ozbiljna u procesu transformacije paljbene potpore na velikim daljinama jer se više ne može pouzdavati u skupe raketne sustave ili konvencionalno topništvo koje se sasvim približilo svojim fizikalnim granicama. Američka mornarica smatra da je sazrjelo vrijeme za ozbiljno investiranje u daljnji razvoj elektromagnetne tračne topničke tehnologije koja će uvesti revoluciju u paljbene mogućnosti njihove ratne flote.
 
Izvor Hrvatski vojnik,Pripremio Igor SPICIJARIĆ.
Logged
ML
kapetan korvete
*
Offline Offline

Posts: 6 628



« Reply #11 on: April 20, 2011, 08:04:27 am »

Rail gun tehnologija osim za izbacivanje projektila, postala je realnost i u katapultiranju borbenih zrakoplova i bit če primijenjivana na nosačima aviona(Navy’s Electromagnetic Aircraft Launch System (EMALS)). Prvo če biti postavljeni na nosaču aviona USS Gerald R. Ford , koji se počeo graditi 2009g i treba da bude vodeči u klasi super nosača aviona.
Dole je video sa ispitivanja katapulta.
<iframe width="640" height="385" src="//www.youtube.com/embed/euLsg_viWW0?fs=1&start=" frameborder="0" allowfullscreen></iframe>
« Last Edit: April 20, 2011, 11:01:26 am by KUZMA® » Logged
ML
kapetan korvete
*
Offline Offline

Posts: 6 628



« Reply #12 on: April 20, 2011, 06:24:03 pm »

Rail gun "Blitzer" proizvod je General Atomic-a, projektil je proizvod Boening-a, video pokazuje testiranje 2011g.,
kada je projektil probivši čeličnu ploču od 1,8 inča nastavio da leti još 4 milje. Projektil je ispaljen iz cijevi u horizontalnom položaju. Postoje namjere da se instalira na razarače DDG-51 klase do 2020g.
video na http://www.military.com/video/guns/naval-guns/railgun-update-from-general-atomics/904431955001/

projektil

* General-Atomic-Railgun-Ammo.jpg (46.31 KB. 650x301 - viewed 317 times.)

rail gun

* blitzer-railgun.jpg (66.01 KB. 525x333 - viewed 267 times.)



Logged
švercer011
Prijatelj foruma
potporučnik
*
Offline Offline

Gender: Male
Posts: 2 576


« Reply #13 on: March 01, 2012, 07:48:29 pm »

<iframe width="640" height="385" src="//www.youtube.com/embed/-uV1SbEuzFU?fs=1&start=" frameborder="0" allowfullscreen></iframe>
Logged
Solaris
kapetan bojnog broda
*
Offline Offline

Gender: Male
Posts: 10 391



« Reply #14 on: March 03, 2012, 06:44:51 pm »

Malo teorije kao prilog temi, iz HV br. 64.
Autor : Dubravko Risović


* EM-1.jpg (201.88 KB. 900x1179 - viewed 282 times.)


* EM-2.jpg (218.77 KB. 900x1175 - viewed 231 times.)


* EM-3.jpg (223.95 KB. 900x1177 - viewed 171 times.)


* EM-4.jpg (274.64 KB. 900x1160 - viewed 268 times.)


* EM-5.jpg (245.06 KB. 900x1185 - viewed 411 times.)


Poz.

Logged
Pages:  [1] 2   Go Up
  Print  
 
Jump to:  

Powered by MySQL Powered by PHP Powered by SMF 1.1.19 | SMF © 2013, Simple Machines
Simple Audio Video Embedder

SMFAds for Free Forums
Valid XHTML 1.0! Valid CSS!
Page created in 0.043 seconds with 46 queries.