Разочарование, ухмыляясь, идёт позади энтузиазма — эта фраза Анны Сталь как нельзя лучше описывает историю электромагнитного оружия. Ведь идея, возникшая ещё в XIX веке, до сих пор балансирует между блестящими перспективами и суровой реальностью, где технические ограничения раз за разом отбрасывают разработчиков назад. Но прежде чем погрузиться в перипетии этой гонки, стоит вспомнить простой школьный опыт, который и лежит в основе всего.

На уроках физики нам показывали: в катушку, обмотанную проводом, вставляют металлический стержень, пропускают ток — и стержень резко вылетает, будто его толкает невидимая сила. Учитель объяснял, что это работает электромагнитное поле, а само устройство называется соленоидом. Существуют даже соленоидные двигатели, где поршни движет электричество, а не сгорающее топливо. А теперь представьте: если взять не одну катушку, а множество, и включать их последовательно, то стержень внутри можно разогнать до колоссальной скорости. Получится самая настоящая пушка — правда, стреляющая не порохом, а электромагнитными импульсами.

Истоки: от соленоида до рельсотрона

Корни этой идеи уходят в XIX век. В 1895 году австрийский инженер Ф. Гефт задумал запускать космические аппараты на Луну с помощью «рейлгана» — ствола-соленоида. Идеи, опередившие время, часто появлялись в XIX веке — например, художник Альбер Робида предсказал интернет и ядерную катастрофу. Двумя годами позже, в 1897-м, российский учёный Борис Семёнович Якоби предложил линейный электродвигатель, правда, с мирной целью: создать транспорт, где вагон парит над рельсами без касания, развивая огромную скорость. В 1901 году норвежец К. Брикланд запатентовал электрическую пушку, но дальше бумаги дело не пошло.

Сам термин «рельсотрон» появился позже. Это импульсный электродный ускоритель масс, работающий на силе Ампера: электрическая энергия превращается в кинетическую. Устройство состоит из двух параллельных электродов — рельсов, подключённых к источнику высокого постоянного напряжения. Первый крупный рельсотрон спроектировали и построили в 1970-х годах канадец Джон П. Барбер и его научный руководитель Ричард А. Маршалл из Новой Зеландии в Исследовательской школе физических наук Австралийского национального университета. Но до этого момента идея прошла долгий путь через войны и амбиции.

Война как двигатель прогресса

Первая мировая подстегнула интерес к сверхдальней стрельбе. Германия сделала ставку на традиционную артиллерию: в 1918 году пушка «Кайзер Вильгельм» обстреляла Париж с расстояния 120 километров. Орудие имело калибр всего 210 миллиметров, но ствол был таким длинным, что после каждого выстрела колебался, словно удилище, несмотря на растяжки. Эффект оказался чисто психологическим.

Ещё раньше, в 1915 году, российские специалисты Н. Подольский и М. Ямпольский предложили электрическую пушку с дальностью 300 километров. А в 1916-м во Франции построили экспериментальную модель, выбрасывавшую 50-граммовые снаряды со скоростью 200 метров в секунду. Новое орудие окрестили «пушкой Гаусса» — в честь знаменитого физика. Но и эти опыты остались лишь экспериментами.

В 1930-е годы немец Макс Валье выдвинул идею кольцевого электроускорителя — своего рода предка адронного коллайдера. Трагические судьбы изобретателей нередко сопровождали военные разработки — как в случае с гением взрывчатки, погибшим в своей лаборатории. В нём снаряд мог бы разгоняться до огромных скоростей, а затем вылетать через прямой отрезок, как из пушки. Так можно было бы запускать даже спутники, но уровень науки и техники того времени не позволил воплотить замысел. Примерно тогда же американец Вирджел Ригсби сконструировал электрический пулемёт со скорострельностью 600 выстрелов в минуту. Однако машина вышла настолько сложной и громоздкой, что её отнесли к техническим курьёзам.

Советские мечты и суровая реальность

В Советской России разработкой новых видов артиллерии занималась Комиссия особых артиллерийских опытов (КОСАРТОП). В её планах фигурировали и электрические орудия. Среди энтузиастов был будущий писатель-фантаст Александр Казанцев. Он изготовил модель такой пушки и пробился на приём к наркому С. Орджоникидзе, где, по легенде, даже испортил выстрелом деревянную панель в кабинете. Горячим сторонником идеи стал и маршал Тухачевский, но расчёты специалистов охладили пыл: орудие получалось огромным и требовало собственной электростанции. В итоге электрические пушки остались лишь на страницах романа Казанцева «Пылающий остров», где прогрессивное человечество с их помощью побеждает козни капиталистов. Хорошо ещё, что автора не расстреляли как «врага народа» — «живое творчество народных масс» в 1930-е годы порой оборачивалось трагедией. В те же годы другой советский учёный пытался скрестить человека с обезьяной, и его эксперименты тоже балансировали на грани фантастики и репрессий.

В 1938 году известный артиллерийский специалист Е.И. Барсуков писал, что выгоды электромагнитного оружия несомненны: бесшумность, беспламенность выстрела — орудие не демаскирует себя, возможна дальняя и сверхдальняя стрельба. Но всё перечёркивала огромная длина ствола и потребность в энергии, исчисляемой миллионами киловольт.

Танк с электрической пушкой: почему не взлетело

В 1960–70-х годах возникла идея установить электрическое орудие на танк. К тому времени появились подходящие источники тока. Причина крылась в ограничении пороховых пушек: газы не могли разогнать снаряд быстрее 1800 метров в секунду. Электромагнитный привод теоретически позволял достичь скорости от трёх до семи километров в секунду, резко увеличивая дальность прямого выстрела и бронепробиваемость. Но «пушка Гаусса» на танках так и не появилась. Почему? Вес такой установки превышал бы 20 тонн. Для сравнения: современный американский «Абрамс» весит 60 тонн, и более половины приходится на броню. Если 20 тонн отдать под вооружение, ещё 20 — на ходовую часть и топливо, то на защиту останется лишь 20 тонн. Танк получился бы мощно вооружённым, но слабо защищённым — воевать на нём было бы слишком опасно.

Прорыв на море: рельсотрон ВМС США

И вот интернет запестрил новостями: военно-морские силы США испытали электромагнитное орудие, способное поражать цели на расстоянии до 200 километров. Мощность выстрела составила 33 мегаджоуля — мировой рекорд. Пушка выбрасывает девятикилограммовые снаряды со скоростью, в семь раз превышающей скорость звука. Взрывчатого вещества в снаряде нет — оно и не нужно. При попадании вся кинетическая энергия превращается в раскалённый газ вместе с тем, с чем снаряд соприкоснётся. Это снижает количество взрывчатки на борту и риск случайных взрывов, а дальнобойность позволяет атаковать вражеские суда с безопасного расстояния и сбивать крылатые ракеты.

Почему такое орудие выгодно ставить именно на корабли? Для выстрела нужен мощный всплеск электроэнергии, а на судне его получить сравнительно легко. Особенно удобны газотурбоэлектроходы: газовая турбина вращает генератор, питающий ходовые электродвигатели. Во время стрельбы корабль может отключить питание двигателей и направить всю энергию в рельсотрон, а затем снова включить их. Планируется, что на боевых кораблях такие орудия установят уже в начале 2020-х годов. Это реальное оружие XXI века, но путь к нему был долгим и полным разочарований — ведь энтузиазм всегда опережает возможности, а реальность лишь ухмыляется вслед.