Kauli mbiu "Velocitas Eradico", iliyochukuliwa na Jeshi la Wanamaji la Amerika kwa utafiti wao juu ya bunduki za reli ya umeme, inaambatana kabisa na lengo kuu. Iliyotafsiriwa kwa uhuru kutoka Kilatini, usemi huu unamaanisha "Kasi inaua." Teknolojia za umeme zinakua kwa mafanikio katika uwanja wa bahari, kufungua matarajio ya silaha za kukera na uendeshaji wa wabebaji wa ndege.
Ripoti iliyoandikwa na Ronald O'Rurk mnamo Oktoba 2016 kwa Huduma ya Utafiti wa Kikongamano, iliyoitwa Lasers, Bunduki za Reli, na Miradi ya Hypersonic: Usuli na Changamoto kwa Bunge la Merika, inasema: kutoka kwa makombora ya kusafiri kwa meli (ASM) na anti-meli makombora ya balistiki (ABMs), waangalizi wengine wana wasiwasi juu ya uhai wa meli za juu katika mapigano yanayowezekana ya mapigano na wapinzani kama China, ambayo ina silaha za makombora ya kisasa ya kupambana na meli na makombora ya kupambana na mpira. FGM DF-21D ya kwanza na ya kati tu ya masafa ya kati (Dufeen-21) iliyotengenezwa na Chuo cha Ufundi na Umeme cha China China Changfeng ilijadiliwa kikamilifu katika majini ya ulimwengu; roketi hii ilionyeshwa Beijing mnamo Septemba 2015 mwishoni mwa gwaride la Vita vya Kidunia vya pili. Wakati huo huo, ripoti inabainisha kuwa meli ya Urusi inaendelea kupeleka familia ya 3M-54 Caliber ya makombora ya kupambana na meli na ardhini na mwongozo wa satelaiti wa ndani / rada uliotengenezwa na ofisi ya muundo wa Novator.
Wakati nchi zingine, kama China na Urusi, zinaendelea kuvipa meli zao silaha kali, Jeshi la Wanamaji la Merika, pamoja na majini mengine ya Magharibi, inazidi kuwa na wasiwasi juu ya uhai wa meli zake za kivita za uso. Na kupunguzwa kwa wafanyikazi kunalazimisha meli za ulimwengu wote kuzidi kugeukia teknolojia za kuahidi. Kwa mfano, kulingana na wavuti globalsecurity.org, idadi ya wanajeshi wanaofanya kazi wa jeshi la Merika inatarajiwa kupungua na 200,000 ifikapo mwisho wa 2017, hadi milioni 1.28. Katika muktadha huu, katika uwanja wa ulinzi, teknolojia za umeme zinakua haraka kama suluhisho la kuahidi la shida ngumu, ambazo zinahusiana sana na upeanaji silaha wa wapinzani na upunguzaji wa wafanyikazi. Ikilinganishwa na mifumo ya jadi ya sasa, teknolojia hizi, kutoka kwa manati ya wabebaji wa ndege hadi bunduki za reli (reli), zitagharimu zaidi na kupunguza idadi ya wafanyikazi.
Umeme na sumaku
Nishati ya umeme ni mchanganyiko wa uwanja wa umeme na sumaku. Kulingana na ufafanuzi uliochapishwa kwenye wavuti ya Shirika la Afya Ulimwenguni: "Mashamba ya umeme hutengenezwa kwa sababu ya tofauti ya voltage, ndivyo voltage inavyozidi kuongezeka, uwanja unaosababishwa utakuwa wenye nguvu. Sehemu za sumaku hutokea wakati chembe zilizochajiwa zinahama: nguvu ya sasa ina nguvu, na nguvu ya uwanja wa sumaku."
EMALS (Mfumo wa Uzinduzi wa Ndege za Umeme wa Umeme), mfumo wa kuahidi wa uzinduzi wa ndege zinazotegemea wabebaji, unatengenezwa na Jenerali Dynamics kuchukua nafasi ya manati, ambayo yana shida kadhaa kubwa, pamoja na misa yao kubwa, saizi na hitaji la kuhifadhi kubwa ujazo wa maji kwenye meli, ambayo haiwezi kupitishwa baharini kwa sababu ya kemikali kali ya maji ya bahari. Mfumo huo mpya una reli mbili zinazofanana, zilizo na vitu vingi na coil za kuingiza, zilizowekwa ndani ya staha ya kukimbia ya mbebaji wa ndege, na pia gari, ambayo imewekwa kwenye gurudumu la mbele la ndege. Megan Elke, Jenerali Atomiki (GA), alielezea: kuondoka kwa mafanikio kutoka kwa staha. Utaratibu huu unahitaji megawati kadhaa za umeme."
Kanuni ya utendaji wa kichocheo cha umati wa umeme, aka railgun, aka bunduki ya reli, ni sawa na kanuni ya utendaji wa manati ya umeme wa EMALS. Megawati kadhaa za nishati zinazozalishwa hupelekwa kando ya reli mbili za mwongozo (kama reli mbili za mwongozo wa mfumo wa EMALS) kuunda uwanja wa sumaku. Kama ilivyoelezewa na John Finkenaur, mkuu wa teknolojia mpya huko Raytheon: "Baada ya mfumo kukusanya kiasi fulani cha nishati, capacitors (kuhifadhi malipo ya umeme yanayotokana) hutuma msukumo wa umeme kwenye reli mbili (moja yao imeshtakiwa vibaya na nyingine ni nzuri), kuunda uwanja wa sumakuumeme ". Chini ya ushawishi wa uwanja huu, projectile huanza kusonga kwenye pipa na reli mbili ndefu kwa kasi kubwa sana. Vyanzo vya wazi vinadai kwamba kasi inaweza kufikia nambari 7 za Mach (karibu 8600 km / h). Projectile ina uzani wa takriban kilo 11 na haina malipo ya kupigana. Mwili wa projectile, umejazwa na vitu vya kushangaza vya tungsten, imefungwa kwenye bati ya aloi ya aluminium, ambayo hutupwa baada ya projectile kuondoka kwenye pipa. Kasi kubwa ya mkutano wa projectile na shabaha, pamoja na vitu vya kushangaza, husababisha uharibifu mkubwa bila milipuko yoyote.
Kivutio cha sumaku
Manati ya mvuke, ambayo yatabadilishwa na mfumo wa EMALS, yamekuwa kwenye wabebaji wa ndege katika nchi nyingi tangu miaka ya 50. Kwa muda mrefu, walizingatiwa kama teknolojia inayofaa zaidi, ambayo inaweza, kwa mfano, kuharakisha ndege yenye uzito wa kilo 27,300 hadi kasi ya 240 km / h kutoka urefu wa staha ya mita 300. Ili kufanya kazi hii, manati yanahitaji takriban kilo 615 za mvuke kwa kila kiingilio, pamoja na vifaa vya majimaji, maji ya kukomesha manati, pamoja na pampu, motors za umeme na mifumo ya kudhibiti. Kwa maneno mengine, manati ya jadi ya mvuke, ingawa inafanya kazi yake kikamilifu, ni vifaa kubwa sana na nzito ambavyo vinahitaji matengenezo makubwa. Kwa kuongezea, majanga ya ghafla wakati wa kuruka yameonyeshwa kufupisha maisha ya ndege zinazobeba ndege. Manati ya mvuke pia yana vizuizi kwa aina ya ndege ambazo wanaweza kuzindua; hali ni ngumu sana na ukweli kwamba umati wa ndege unazidi kuongezeka kila wakati na inaweza kutokea hivi karibuni kuwa kisasa cha ndege zinazobeba hubeba. Kwa mfano, kulingana na data iliyotolewa na meli, mpiganaji wa Boeing's F / A-18E / F Super Hornet anayesimamia ndege ana uzani wa juu wa tani 30, wakati mpiganaji wa zamani wa Douglas A-4F Skyhawk, ambaye mwishowe alikuwa kujiondoa kwenye huduma katikati ya miaka ya 1980, ilikuwa na uzito wa kuruka wa tani 11, 2.
Kulingana na Elke: "Ndege leo zinakuwa nzito, haraka na zinafanya kazi zaidi, zinahitaji mfumo mzuri wa uzinduzi na ufanisi zaidi na kubadilika zaidi ili kuwa na kasi tofauti za uzinduzi zinahitajika kuchukua kutoka kwa staha ya kila aina ya ndege." Kulingana na General Atomics, ikilinganishwa na manati ya mvuke, mfumo wa EMALS utakuwa na ufanisi zaidi wa asilimia 30, ukihitaji kiasi kidogo na matengenezo kuliko watangulizi wake, ambayo itarahisisha usanikishaji wake kwenye meli tofauti na mipangilio tofauti ya manati. Kwa mfano, wabebaji wa darasa la Nimitz wana manati manne ya mvuke, wakati carrier wa ndege wa Ufaransa, Charles de Gaulle, ana manati mawili tu. Kwa kuongezea, kasi tofauti za EMALS, zilizobadilishwa kwa uzani wa kila aina ya ndege zilizo na manyoya au zisizo na mania, zitachangia katika kuongeza maisha ya huduma ya vibanda vya ndege. "Pamoja na nafasi ndogo ya ufungaji, ufanisi bora na kubadilika, na matengenezo yaliyopunguzwa na hesabu za kichwa, EMALS inaongeza sana uwezo na inapunguza gharama, ambayo itasaidia zaidi maendeleo ya meli," Elke aliongeza.
Kulingana na Alexander Chang wa kampuni ya ushauri ya Avascent, bunduki za reli pia zina faida kadhaa. "Na jambo kuu, kwa kweli, ni kwamba wanaweza kuwasha projectiles kwa kasi kubwa ya agizo la Mach saba bila kutumia milipuko yoyote." Kwa kuwa chanzo cha nishati ya reli ni mfumo wa usambazaji wa umeme wa meli nzima, hatari zinazohusiana na usafirishaji wa vilipuzi au vinjari hutengwa. Kasi kubwa ya awali ya reli, takriban mara mbili ya kasi ya awali ya mizinga ya jadi, husababisha nyakati fupi fupi na kuruhusu meli kujibu karibu wakati huo huo kwa vitisho vingi. Hii ni kwa sababu ya ukweli kwamba kwa kila projectile mpya hakuna haja ya kuchaji mashtaka ya kupigana au ya kushawishi. Elke alibaini kuwa "kwa njia ya vichwa vya vita na vifaa vya kupeperusha, ugavi umerahisishwa, gharama ya risasi moja na mzigo wa vifaa hupunguzwa, wakati vipimo vidogo vya reli huruhusu kuongezeka kwa uwezo wa jarida … Pia ina masafa marefu zaidi ikilinganishwa na silaha zingine (kwa mfano, na makombora ya uso-kwa-hewa yaliyotumika kulinda meli za uso)”. Ripoti hiyo kwa Bunge inabainisha kuwa hadi sasa, bunduki mbili za reli zilizojengwa na Raytheon na General Atomics kwa Jeshi la Wanamaji la Merika "zinaweza kufyonza projectiles katika viwango vya nishati kati ya megajoules 20 na 32, ambayo ni ya kutosha kwa projectile kusafiri km 92-185". Ikiwa tunalinganisha, basi kulingana na vyanzo vya wazi, bunduki ya meli ya 76-mm kutoka OTO Melara / Leonardo ina kasi ya awali ya agizo la Mach 2.6 (3294 km / h), kufikia kiwango cha juu cha 40 km. Finkenaur alisema kuwa "reli ya reli inaweza kutumika kwa msaada wa moto wa meli za uso wakati inahitajika kutuma projectile mamia ya maili ya baharini, au inaweza kutumika kwa makombora ya karibu na ulinzi wa kombora."
Changamoto Mbele
Teknolojia inayotumiwa katika mfumo wa EMALS tayari iko katika hatua ya utekelezaji katika uzalishaji. Jeshi la Wanamaji la Merika, ambalo lilichagua manati haya yaliyoundwa na Atomiki ya jumla kuchukua kutoka kwa wabebaji mpya wa ndege wa aina ya Ford, ilifanya majaribio yake ya kwanza ya mafadhaiko mnamo Novemba 2016. Kwenye meli ya kwanza ya darasa hili, Gerald R. Ford, uzani wa ballast unaofanana na ndege ya kawaida ulitolewa baharini (video hapa chini). Imetumika mikokoteni 15 ya shehena ya uzito anuwai. Uzinduzi wa kwanza ulimalizika bila mafanikio, lakini yafuatayo yalitambuliwa kama mafanikio. Kwa mfano, bogie yenye uzani wa kilo 6800 iliharakishwa hadi kasi ya karibu 260 km / h, na bogi ndogo yenye uzani wa kilo 3600 iliharakishwa hadi 333 km / h. Kulingana na Elke, mfumo pia unatengenezwa na kusanikishwa kwa mbebaji wa ndege John F. Kennedy, ambayo imepangwa kuhamishiwa kwa meli mnamo 2020. GA pia imechaguliwa kama mkandarasi pekee wa EMALS wa Kampuni ya kubeba ndege, ambayo inapaswa kuanza ujenzi mnamo 2018. Elke alibainisha kuwa "tunaona pia kupendezwa na majimbo mengine katika mifumo yetu ya umeme ya kutua na kutua, kwani wanataka kuwa na teknolojia mpya na ndege zinazotegemea wabebaji katika meli zao." Walakini, ni muhimu kuzingatia kwamba wakati teknolojia ya EMALS iko tayari kwa uzalishaji, mfumo yenyewe hauwezi kusanikishwa kwa idadi kubwa ya wabebaji wa ndege katika huduma kwa sababu ya nguvu inayohitajika kuiendesha.
Mbali na hayo hapo juu, bunduki ya reli ina shida kadhaa kubwa. Kulingana na Finkenaur, "moja ya shida ya kutumia teknolojia ya umeme katika sekta ya ulinzi ni kudumisha pipa katika hali ya kufanya kazi na kupunguza kuvaa kwa pipa kila baada ya uzinduzi wa projectile." Kwa kweli, kasi ambayo projectile inaacha pipa inasababisha kuchakaa hivi kwamba katika mitihani ya awali pipa ililazimika kujengwa kabisa baada ya kila risasi. "Nguvu ya kunde inajumuisha changamoto ya kutoa kiasi kikubwa cha nishati na kuratibu kufanya kazi pamoja kwa moduli za nguvu za kunde kwa risasi moja." Moduli hizi zote lazima zitoe umeme uliokusanywa kwa wakati unaofaa ili kuunda nguvu inayofaa ya uwanja wa nguvu na kusukuma projectile nje ya pipa. Mwishowe, kiwango cha nishati inayohitajika kuharakisha projectile kwa kasi kama hii inajumuisha shida ya kupakia vifaa muhimu vya bunduki kwa vipimo vya kutosha vya mwili ili iweze kuwekwa kwenye meli za uso za matabaka tofauti. Kwa sababu hizi, kulingana na Finkenaur, bunduki ndogo za reli zinaweza kuingia katika miaka mitano ijayo, wakati boti ya reli yenye nguvu kamili ya megajoules 32 inaweza kuwekwa kwenye meli katika miaka 10 ijayo.
Ukosefu wa utendaji
Kulingana na Chang, "hivi majuzi Jeshi la Wanamaji la Merika limeanza kutilia maanani sana kuboresha teknolojia ya bunduki ya reli na kuelekeza nguvu zake kwa uwezo wa HVP (Hyper Velocity Projectile) projectile ya hypersonic, ambayo inaweza kutoshea bunduki za jadi zilizopo kwa urahisi." Katika jarida la kiufundi juu ya HVP, iliyochapishwa mnamo Septemba 2012 na Ofisi ya Utafiti wa Jeshi la Wanamaji la Merika, inaelezewa kama "projectile inayobadilika-badilika, ya chini, iliyoongozwa inayoweza kufanya misioni anuwai kutoka kwa mifumo anuwai ya silaha," ambayo Mbali na bunduki ya reli, inajumuisha mifumo ya kawaida ya majini ya Amerika: Bunduki ya majini 127-mm Mk. Kulingana na BAE Systems, "kingo maalum" katika muundo wa HVP ni nguvu yake ya chini-chini ya anga, ikiondoa hitaji la gari la roketi, ambalo hutumiwa sana katika risasi za kawaida kupanua anuwai yake.
Kulingana na ripoti kutoka kwa huduma ya utafiti wa CRS, wakati wa kufyatua risasi kutoka kwa usanidi wa Mk.45, projectile hii inaweza kufikia nusu tu (ambayo ni Mach 3, au karibu 3704.4 km / h) ya kasi ambayo ingeweza kufikia wakati wa kurusha kutoka kwenye reli bunduki, ambayo, hata hivyo, bado ni mara mbili ya kasi ya makombora ya kawaida yanayopigwa kutoka kwa bunduki ya Mk. 45. Kama ilivyosemwa katika vyombo vya habari kutoka kwa Jeshi la Wanamaji la Merika, "HVP pamoja na Mk.45 itatoa utendaji wa majukumu anuwai, pamoja na msaada wa moto kwa meli za uso, itapanua uwezo wa meli katika vita dhidi ya vitisho vya anga na uso.. lakini pia na vitisho vinavyoibuka."
Kulingana na Chang, uamuzi wa Idara ya Utafiti ya Wizara ya Ulinzi kuwekeza pesa kubwa katika ukuzaji wa HVP inakusudia kutatua shida ya kuandaa tena meli kwa usanikishaji wa bunduki ya reli. Kwa hivyo, Jeshi la Wanamaji la Merika litaweza kutumia projectile ya hypodic ya HVP kwenye wasafiri wake wa darasa la Ticonderoga na waharibifu wa darasa la Arleigh Burke, kila mmoja akiwa amebeba bunduki mbili za Mk.45. Bunduki ya reli bado iko tayari kiteknolojia kwa usanikishaji wa waharibifu wapya wa darasa la Zamvolt, ambayo ya kwanza ilikubaliwa katika Jeshi la Wanamaji la Merika mnamo Oktoba 2016. Lakini, angalau mwishoni mwa maendeleo, projectile ya HVP itaweza kuingiza shehena ya risasi ya milima yao ya milimita 155 kama vile Mfumo wa Bunduki ya Juu. Kulingana na kutolewa kwa vyombo vya habari, meli hiyo ilifanya majaribio ya kurusha makombora ya HVP kutoka kwa jeshi la jeshi mnamo Januari. Jeshi la Wanamaji la Merika halitoi habari juu ya lini HVP inaweza kuingia katika huduma na meli zake za kivita.
Maendeleo ya Viwanda
Mnamo 2013, Mifumo ya BAE ilipokea kandarasi ya $ 34.5 milioni kutoka kwa Utawala wa Utafiti wa Naval na Maendeleo kwa maendeleo ya bunduki ya reli kwa awamu ya pili ya mpango wa ujenzi wa bunduki. Katika awamu ya kwanza, wahandisi kutoka Kituo cha Maendeleo ya Silaha za Jeshi la Wananchi walifanikiwa kufyatua mfano wa Raytheon EM Railgun, na kufikia kiwango cha nishati ya megajoules 33. Kulingana na BAE Systems, katika awamu ya pili, kampuni hiyo inakusudia kuhama kutoka risasi moja kwenda kupasuka na kuendeleza mfumo wa upakiaji wa kiatomati, na pia mifumo ya kudhibiti mafuta ili kupoza bunduki kila baada ya risasi. Mnamo 2013 Mifumo ya BAE pia ilipokea kandarasi kutoka idara hii kwa maendeleo na maonyesho ya HVP.
General Atomics ilianza kukuza teknolojia ya reli nyuma mnamo 1983 kama sehemu ya Mkakati wa Ulinzi wa Mkakati wa Rais Ronald Reagan. Mpango huo ulikuwa na lengo la "kuandaa mpango wa ulinzi wa makombora unaotegemea nafasi ambao unaweza kulinda nchi kutokana na shambulio kubwa la nyuklia." Mpango huo ulipoteza umuhimu wake baada ya kumalizika kwa Vita Baridi na iliachwa haraka, kwa sababu ya gharama yake kubwa. Kulikuwa na shida za kiufundi zaidi ya wakati huo, na bunduki za reli hazikuwa tofauti. Toleo la kwanza la bunduki ya reli lilihitaji nguvu nyingi kuendesha bunduki ambayo inaweza kuwekwa tu kwenye hangar kubwa, na kwa hivyo, kulingana na Elke, "kwa miaka nane iliyopita, tumepunguza saizi ya umeme na semiconductors na imeunda capacitors kubwa zaidi."
Leo, Jumuiya ya Atomiki tayari imeunda kanuni 30 ya reli ya megajoule na kanuni 10 ya megajoule Blitzer ya reli. Wakati huo huo, capacitor ambayo inarahisisha mchakato wa kuhifadhi nishati kwa kufyatua risasi kutoka kwa bunduki za misaada kwenye gari za ardhini ilionyeshwa kwa mafanikio mnamo Julai 2016 katika anuwai wazi. Elke aliongeza kwa suala hili: "Tumefanikiwa pia kuonyesha usafirishaji wa kanuni ya Blitzer. Kanuni hiyo ilitenganishwa na kusafirishwa kutoka eneo la majaribio la Dagway hadi kwenye tovuti ya majaribio ya Fort Sill na kukusanywa tena huko kwa mfululizo wa majaribio ya kufaulu kwa risasi wakati wa ujanja wa jeshi la 2016."
Raytheon pia anaendeleza kikamilifu teknolojia ya bunduki ya reli na mtandao wa nguvu wa ubunifu wa nguvu. Finkenaur alielezea: "Mtandao huo una vyombo vingi vya umeme vilivyopulizwa vyenye urefu wa mita 6.1 na urefu wa mita 2.6, ambayo huweka kadhaa ya vitalu vidogo vinavyoitwa moduli za umeme zilizopigwa. Kazi ya moduli hizi ni kukusanya nishati inayohitajika kwa sekunde chache na kuitoa kwa papo hapo. " Ikiwa tunachukua idadi inayohitajika ya moduli na kuziunganisha pamoja, basi zinaweza kutoa nguvu inayohitajika kwa operesheni ya reli.
Uwiano wa vitisho
Katika hotuba ya Aprili 2016 huko Brussels, Naibu Katibu wa Ulinzi wa Merika Bob Work alibaini kuwa "Urusi na Uchina zinaboresha uwezo wa vikosi vyao maalum vya kufanya kazi baharini, ardhini na hewani kila siku. Wanakuwa na nguvu kabisa kwenye nafasi ya mtandao, hatua za elektroniki za kukabiliana na katika nafasi. " Vitisho vinavyotokana na maendeleo haya vililazimisha Merika na nchi za NATO kuendeleza ile inayoitwa "Mkakati wa Tatu wa Ulinganishaji" TOI (Tatu ya Mpango wa Kukomesha). Kama Waziri wa Ulinzi wakati huo Heigel alisema katika 2014, lengo la TOI ni kusawazisha au kutawala uwezo wa kijeshi wa China na Urusi, uliotengenezwa kupitia kuletwa kwa teknolojia ya kisasa. Katika muktadha huu, bunduki za reli, na projectiles za hypersonic haswa, zinawakilisha uwezo muhimu wa kukabiliana au kupunguza vitisho vinavyoweza kutolewa na silaha za Uchina na Urusi, ambazo zilitajwa katika sehemu ya utangulizi ya nakala hiyo.
