Войти
Электротермально-химическая (ETC ) технология - это попытка повысить точность и дульную энергию будущих танка, артиллерии и орудий системы ближнего боя за счет улучшения предсказуемости и скорости расширения пороха внутри ствола.
Электротермально-химическая пушка использует плазменный патрон для воспламенения и контроля метательного заряда боеприпаса, используя электрическую энергию для запуска процесса. ETC увеличивает характеристики обычного твердого топлива, снижает влияние температуры на расширение ракетного топлива и позволяет использовать более совершенные топлива с более высокой плотностью.
Эта технология разрабатывалась с середины 1980-х и в настоящее время активно исследуется в США Армейской исследовательской лабораторией, Национальными лабораториями Сандиа и подрядчиков оборонной промышленности, включая FMC Corporation, General Dynamics Land Systems, Olin Ordnance и Центр ядерных исследований Soreq. Возможно, что силовая установка электротермино-химической пушки станет неотъемлемой частью будущей боевой системы армии США и других стран, таких как Германия и Великобритания. Электротермально-химическая технология является частью обширной программы исследований и разработок, охватывающей всю технологию электрических пушек, таких как рельсотроны и ружья.
XM360. Постоянная борьба между броней и бронебойным снарядом привела к постоянному развитию конструкции основного боевого танка. Эволюция американского противотанкового оружия восходит к требованиям к боевым советским танкам. В конце 1980-х считалось, что уровень защиты Future Soviet Tank (FST) может превышать 700 мм эквивалент катаной гомогенной брони при максимальной толщине, что было эффективно против современных M829 бронебойный стабилизатор стабилизированного оперения для выбрасывания башмака. В 1980-х годах самым непосредственным методом, доступным НАТО для противодействия советским достижениям в бронетехнике, было использование 140-мм основной пушки, но для этого потребовалась модернизированная башня, которая могла бы включать в себя более крупный казенник и боеприпасы, а также потребовалась какая-то автоматическая установка. погрузчик. Хотя 140-мм орудие считалось реальным промежуточным решением, после распада Советского Союза было решено, что увеличение дульной энергии, которое оно обеспечивало, не стоит увеличения веса. Поэтому ресурсы были потрачены на исследования других программ, которые могли обеспечить необходимую дульную энергию. Одной из наиболее успешных альтернативных технологий остается электротермино-химическое зажигание.
Большинство предлагаемых достижений в области оружейной технологии основаны на предположении, что твердое топливо в качестве автономной двигательной установки больше не способно обеспечивать необходимую дульную энергию. Это требование было подчеркнуто появлением российского основного боевого танка Т-90. Даже удлинение нынешних пушечных стволов, таких как новый немецкий 120-мм L / 55, представленный Rheinmetall, считается лишь временным решением, поскольку оно не обеспечивает необходимого увеличения начальной скорости пули. Даже современные боеприпасы с кинетической энергией, такие как американский M829A3, считаются лишь временным решением против будущих угроз. В этой степени считается, что твердое топливо достигло конца своего полезного использования, хотя оно будет оставаться основным методом приведения в движение по крайней мере в течение следующего десятилетия, пока не станут зрелыми новые технологии. Чтобы улучшить возможности твердотопливного оружия, электротермино-химическая пушка может быть запущена в производство уже в 2016 году.
Технология ETC предлагает модернизацию со средней степенью риска и доведена до такой степени, что дальнейшие улучшения настолько незначительны, что его можно считать зрелым. Легкий американский 120-мм XM291 был близок к достижению 17 МДж дульной энергии, что является нижним спектром дульной энергии для 140-мм орудия. Однако успех XM291 не означает успеха технологии ETC, поскольку есть ключевые части двигательной установки, которые еще не изучены или полностью не разработаны, например, процесс плазменного зажигания. Тем не менее, существуют существенные доказательства того, что технология ETC жизнеспособна и стоит денег, необходимых для продолжения разработки. Кроме того, его можно интегрировать в существующие системы пистолетов.
Схема работающего электротермино-химического пистолета. Электротермально-химический пистолет использует плазменный картридж для зажигания и управления топливо боеприпасов, использующее электрическую энергию в качестве катализатора для запуска процесса. Изначально исследованная доктором Джоном Парментолой для армии США, она превратилась в весьма вероятного преемника стандартной твердотопливной танковой пушки. С начала исследований Соединенные Штаты профинансировали проект пистолета XM291 на сумму 4 000 000 долларов США, фундаментальные исследования - на 300 000 долларов США и прикладные исследования - на 600 000 долларов США. С тех пор было доказано, что это работает, хотя эффективность до требуемого уровня еще не достигнута. ETC увеличивает характеристики обычного твердого топлива, снижает влияние температуры на расширение ракетного топлива и позволяет использовать более совершенные топлива с более высокой плотностью. Это также снизит давление на ствол по сравнению с альтернативными технологиями, которые предлагают такую же дульную энергию, учитывая тот факт, что это помогает гораздо более плавно распределять пороховой газ во время воспламенения. В настоящее время существует два основных метода инициирования плазмы: импульсный излучатель большой площади (FLARE) и тройной коаксиальный плазменный воспламенитель (TCPI).
Flashboards работает в несколько параллельных цепочек, чтобы обеспечить большую площадь плазмы или ультрафиолетового излучения, и использует пробой и испарение зазоров алмазов для получения необходимой плазмы. Эти параллельные гирлянды установлены в трубках и ориентированы так, чтобы их зазоры были азимутальны к оси трубки. Он выпускается за счет использования воздуха под высоким давлением для удаления воздуха с пути. Инициаторы ВСПЫШКИ могут воспламенить топливо за счет выброса плазмы или даже за счет использования ультрафиолетового теплового излучения. Длина поглощения твердого топлива достаточна для воспламенения излучением от источника плазмы. Тем не менее, FLARE, скорее всего, не достиг оптимальных требований к конструкции, и дальнейшее понимание FLARE и того, как он работает, полностью необходимо для обеспечения развития технологии. Если FLARE обеспечит проект пушки XM291 достаточным тепловым излучением для воспламенения пороха и достижения дульной энергии 17 МДж, можно было бы только представить себе возможности полностью разработанного плазменного воспламенителя FLARE. Текущие области исследований включают в себя влияние плазмы на топливо посредством излучения, передачу механической энергии и тепла напрямую и за счет движения потока газа. Несмотря на эти сложные задачи, FLARE считается наиболее подходящим воспламенителем для будущего применения в пушках ETC.
Коаксиальный воспламенитель состоит из полностью изолированного проводника, покрытого четырьмя полосами из алюминиевой фольги. Все это дополнительно изолируется трубкой диаметром около 1,6 см с небольшими отверстиями. Идея состоит в том, чтобы использовать электрический поток через проводник, затем превратить поток в пар и затем превратить его в плазму. Следовательно, плазма выходит через постоянные перфорационные отверстия в изоляционной трубке и инициирует окружающее топливо. Воспламенитель TCPI устанавливается в индивидуальные гильзы для каждого боеприпаса. Однако TCPI больше не считается жизнеспособным методом воспламенения пороха, потому что он может повредить плавники и не доставляет энергию так эффективно, как воспламенитель FLARE.
60-мм пушка ETC, разработанная в США Военно-морской флот в FMC в качестве демонстратора принципа ETC CIWS. XM291 - лучший из существующих образцов работающего электротермино-химического оружия. Это была технология, альтернативная более крупнокалиберному 140-мм орудию, с использованием двухкалиберного подхода. В нем используется казенная часть, которая достаточно велика, чтобы принимать боеприпасы калибра 140 мм, и может быть установлена как со стволом диаметром 120 мм, так и со стволом 135 или 140 мм. На XM291 также установлена большая ствол пистолета и большая камера зажигания, чем у существующего основного пистолета M256 L / 44. Благодаря применению электротермино-химической технологии, XM291 смог достичь дульной энергии, приравниваемой к низкоуровневой 140-мм пушке, при этом достигая дульной скорости большей, чем у более крупной 140-мм пушки. Хотя XM291 не означает, что технология ETC жизнеспособна, он предлагает пример того, что это возможно.
ETC также более жизнеспособный вариант, чем другие альтернативы по определению. ETC требует гораздо меньше энергии от внешних источников, таких как батарея, чем рельсотрон или койлган. Испытания показали, что выходная энергия пороха выше, чем энергия, потребляемая от внешних источников на пушках ETC. Для сравнения, рельсотрон в настоящее время не может достичь более высокой начальной скорости, чем количество вложенной энергии. Даже при 50% -ной эффективности рельсовая пушка, запускающая снаряд с кинетической энергией 20 МДж, потребует подводимой энергии к рельсам 40 МДж, а 50% -ная эффективность еще не достигнута. Чтобы представить это в перспективе, рельсовая пушка, запускающая энергию в 9 МДж, потребует примерно 32 МДж энергии от конденсаторов. Текущие достижения в области накопления энергии позволяют достичь плотности энергии до 2,5 МДж / дм³, что означает, что для батареи, дающей 32 МДж энергии, потребуется объем 12,8 дм³ на выстрел; этот объем не подходит для использования в современном основном боевом танке, особенно в том, что он легче существующих моделей. Была даже дискуссия об устранении необходимости во внешнем электрическом источнике при воспламенении ETC путем инициирования плазменного картриджа с помощью небольшой взрывной силы.
Кроме того, технология ETC применима не только к твердому топливу. Для увеличения дульной скорости даже дальнейшее электротермально-химическое зажигание может работать с жидким топливом, хотя для этого потребуются дальнейшие исследования плазменного зажигания. Технология ETC также совместима с существующими проектами по уменьшению отдачи, передаваемой машине при стрельбе. Понятно, что отдача пистолета, стреляющего снарядом мощностью 17 МДж или более, будет увеличиваться непосредственно с увеличением дульной энергии в соответствии с третьим законом движения Ньютона, и успешная реализация механизмов уменьшения отдачи будет иметь жизненно важное значение для установки. артиллерийского орудия ETC в существующей конструкции автомобиля. Например, новое легкое 120-мм орудие L / 45 OTO Melara достигло силы отдачи 25 т за счет использования более длинного противооткатного механизма (550 мм) и дульного тормоза перчинки. Уменьшение отдачи также может быть достигнуто за счет уменьшения массы теплового рукава. Возможность применения технологии ETC к существующим конструкциям орудий означает, что для будущих модернизаций орудий больше нет необходимости переделывать башню, чтобы включить в нее казенную часть или ствол орудия большего калибра.
Некоторые страны уже определили, что технология ETC жизнеспособна в будущем, и значительно профинансировали местные проекты. К ним, среди прочего, относятся США, Германия и Великобритания. Американская модель XM360, которая планировалась для оснащения лёгкого танка Future Combat Systems Mounted Combat System и может быть следующей модернизацией орудия M1 Abrams, является как сообщается, основан на XM291 и может включать технологию ETC или ее части. Испытания этого пистолета проводились с использованием технологии «прецизионного зажигания», которая может относиться к зажиганию ETC.
