속도 사살
미국인이 촬영 한 슬로건 "Velocitas Eradico" 함대 전자기 레일 건에 대한 연구는 궁극적 인 목표와 완전히 일치합니다. 라틴어의 무료 번역에서이 표현은 "스피드 킬"을 의미합니다. 해상 분야에서 전자기 기술이 성공적으로 개발되어 공격 무기와 항공 모함 작업에 대한 전망이 열렸습니다.
10 월 2016에서 Ronald O'Rourke가 의회 연구 서비스를 위해 작성한 보고서에서 "레이저, 철도 총과 극 초음속 발사체 : 역사 "함대의 지상 함대가 대함 순항 미사일 (CRP) 및 대함 탄도 미사일 (FGP)으로부터 자신을 보호 할 수있는 몇 가지 수단을 가지고 있긴하지만, 일부 관측통은 그러한 상대와 가능한 전투에서 지상 함대의 생존 가능성에 대해 우려하고 있습니다 현대 PKR과 FGP로 무장 한 중국과 같은 " China Academy of Mechanics and Electronics 중국 창펑 (Changfeng)이 개발 한 세계 최초이자 유일한 중거리 FGP DF-21D (Dufeen-21)가 세계 해군에서 활발히 논의되었습니다. 이 로켓은 제 2 차 세계 대전의 끝을 알리는 퍼레이드에서 9 월 2015의 베이징에서 전시되었습니다. 한편 보고서는 러시아 함대가 Novator Design Bureau에서 개발 한 위성 관성 / 레이더 유도 기능을 갖춘 대함 및 지상 순항 미사일 인 3M-54 Calibre를 계속 배치하고 있다고 언급했다.
중국과 러시아와 같은 일부 국가는 계속해서 강력한 무기를 장비하고 있지만 다른 서방 함대와 함께 미국 함대는 지상 전투함의 생존 가능성에 대한 우려를 점점 제기하고 있습니다. 또한 인원 감축으로 전 세계가 더 자주 유망 기술로 변모하게되었습니다. 예를 들어, globalsecurity.org에 따르면 미군의 현역 군인 수는 2017 년 말까지 200 천 명만큼 줄고 1,28 만 명이 감소 할 것으로 예상됩니다. 이러한 맥락에서 방위 분야에서는 복합적인 문제에 대한 유망한 해결책으로서 전자기 기술의 급속한 발전이 있습니다.이 문제는 잠재적 인 적의 무장과 인력 감축과 관련이 있습니다. 현재의 전통적인 시스템과 비교하면, 항공기 캐리어 투석기에서부터 레일 건 (레일 건)에 이르기까지 이러한 기술은 경제적 관점에서 볼 때보다 효율적이며 직원 수를 줄여줍니다.
전기 및 자력
전자기 에너지는 전기장과 자기장의 조합입니다. 세계 보건기구 (WHO) 웹 사이트에 게재 된 정의에 따르면 : "전기장은 전압의 차이로 인해 만들어지며, 전압이 높을수록 결과 필드가 강해집니다. 대전 된 입자가 움직일 때 자기장이 발생합니다 : 전류가 강할수록 자기장이 강해집니다. "
데크 항공기 유망 발사 시스템 항공 EMALS (Electromagnetic Aircraft Launch System)는 General Dynamics에 의해 개발되어 대규모 질량, 크기 및 선박에 대량의 물을 저장해야하는 많은 양의 결점을 가진 증기 투석기를 대체하기 위해 개발되었습니다. 새로운 시스템은 항공 모함의 이륙 데크 내부에 설치된 XNUMX 개의 평행 레일로 구성되며, 유도 코일이있는 많은 요소와 항공기의 앞 바퀴에 장착 된 캐리지로 구성됩니다. General Atomics (GA) 대변인 인 Megan Elke는 다음과 같이 설명했습니다.“가이드 요소를 순차적으로 여기 시키면 가이드를 따라 이동하는 마그네틱 웨이브가 생성되어 캐리지, 즉 데크에서 성공적인 이륙에 필요한 속도로 가이드의 전체 길이를 따라 비행기 자체가 움직입니다. 이 과정에는 몇 메가 와트의 전기가 필요합니다.”
그림은 항공 모함에 탑재 된 EMALS 시스템의 장비가 우주 공간에 얼마나 많이 차지하고 있는지를 보여줍니다
대중의 전자기 가속기의 작동 원리는 전자기 투석기 EMALS의 원리와 유사한 레일 건입니다. 생성 된 수 메가 와트의 에너지는 두 개의 레일 가이드 (EMALS 시스템의 두 가이드처럼)를 따라 이동하여 자기장을 생성합니다. Raytheon의 신기술 책임자 인 John Finkenour는 다음과 같이 설명했습니다. "시스템에 일정량의 에너지가 축적 된 후 커패시터 (생성 된 전하를 저장함)는 두 개의 레일을 따라 전기 임펄스를 전송합니다 (그 중 하나는 음으로 충전되고 두 번째는 양극입니다) 필드 ". 이 필드의 영향으로 발사체는 두 개의 긴 레일이있는 트렁크에서 매우 빠른 속도로 움직이기 시작합니다. 오픈 소스는 속도가 7 마하 수 (8600 km / h의 순서대로)에 도달 할 수 있다고 주장합니다. 발사체의 무게는 약 11 kg이며 전투 비용은 없습니다. 눈에 띄는 텅스텐 요소로 채워진 발사체의 껍질은 알루미늄 합금 케이스에 넣어져 발사체가 배럴을 떠난 후에 떨어 뜨립니다. 눈에 띄는 요소와 결합 된 표적과의 발사체 회의의 빠른 속도는 폭발물없이 심각한 파괴를 일으 킵니다.
이 그림은 EMALS 시스템의 두 가지 이점을 보여줍니다. 다양한 크기의 항공기 캐리어에 쉽게 설치되고 다양한 이륙 중량의 비행기를 출시합니다.
마그네틱 풀
EMALS 시스템이 변경되어야하는 스팀 캐터필트는 50-s 이후 많은 국가의 항공 모함에 있었다. 오랫동안, 그들은 가장 효율적인 기술로 여겨졌습니다. 예를 들어 27300 kg의 무게를 가진 항공기를 240 미터 길이의 갑판에서 300 km / h의 속도까지 가속 할 수 있습니다. 이 작업을 수행하려면 투석기가 각 입력에 대해 유압 장비, 투석기를 멈추게하는 물, 펌프, 전기 모터 및 제어 시스템을 비롯하여 약 615 kg의 스팀이 필요합니다. 다시 말해, 전통적인 증기 터빈은 작업이 완벽하게 잘 수행 되더라도 상당한 양의 유지 보수가 필요한 매우 크고 무거운 장비입니다. 또한 이륙 중 급격한 충격으로 인해 항공기 기내 항공 모함의 수명이 단축됩니다. 증기 투석기는 발사 할 수있는 항공기의 종류에 제한이 있습니다. 상황은 특히 항공기의 질량이 지속적으로 증가하고 있으며 곧 갑판 항공기의 현대화가 불가능해질 수 있다는 사실 때문에 복잡합니다. 예를 들어, 함대가 제공 한 데이터에 따르면 보잉 F / A-18E / F 수퍼 호넷 캐리어 기반 전투기는 30 톤의 최대 이륙 중량을 가지고 있지만 4-s 중간에있는 함대에서 최종적으로 제거 된 이전 Douglas A-80F Skyhawk 전투기 11,2 톤의 이륙 중량을 가졌습니다.
Elke는 "비행기는 이제 점점 더 무겁고, 빠르고 기능적으로 변하고 있으며, 모든 유형의 비행기 갑판에서 다른 발사 속도를 갖기 위해서는 효율성과 유연성이 뛰어난 효율적인 발사 시스템이 필요합니다." General Atomics에서 언급했듯이 EMALS 시스템은 스팀 캐터필라와 비교하여 30 % 효율이 좋으며 이전 제품에 비해 적은 양과 유지 관리가 필요하므로 다른 투석기로 설치하는 것을 단순화합니다. 예를 들어, Nimitz 급 항공기 캐리어에는 4 개의 스팀이 출현하며, 프랑스 항공 모함 인 Charles de Gaulle에는 2 개의 투석기가 있습니다. 또한 각 유인 또는 무인 항공기의 이륙 질량에 맞게 조정 된 다양한 EMALS 가속도는 항공기 기관의 서비스 수명 증가에 기여합니다. "설치량이 적고 효율성과 유연성이 뛰어나고 유지 보수 횟수와 인원이 적기 때문에 EMALS는 기회를 크게 늘리고 비용을 줄여서 함대의 추가 개발에 기여할 것"이라고 덧붙였다.
Avascent 컨설팅 회사의 Alexander Chang에 따르면, 철도 건에는 여러 가지 장점이 있습니다. "물론 가장 중요한 것은 폭발물을 사용하지 않고도 7 마하 정도의 속도로 발사체를 고속으로 발사 할 수 있다는 것입니다." 선탄의 에너지 원은 선박 전체의 일반적인 전원 공급 장치이므로 폭발물이나 추진제의 운송과 관련된 위험은 제외됩니다. 기존의 총기류의 초기 속도의 약 두 배인 레일 건의 초기 속도가 높으면 패배 시간이 단축되고 많은 위협에 거의 동시에 대응할 수 있습니다. 이것은 각각의 새로운 발사체가 전투 또는 추진 혐의를 청구 할 필요가 없다는 사실 때문입니다. 엘크 장관은 전투 및 미사일 혐의로 공급이 단순화되고 단일 탄도와 물류 부하 비용은 줄지 만 레일 건의 크기가 상대적으로 작아 잡지 용량이 늘어난다는 점을 강조했다. 또한 다른 무기보다 훨씬 큰 범위를 가지고있다. 예를 들어, 지상 배를 보호하기 위해 사용되는 지대공 미사일) 미 의회에보고 한 보고서에 따르면 현재 미 해군을 위해 Raytheon과 General Atomics에서 제작 한 두 개의 프로토 타입 레일 건은 "20에서 32 메가줄로의 에너지 레벨에서 발사체를 발사 할 수 있습니다. 발사체가 92-185 km ". 만약 오픈 소스에 따르면, GTR Melara / Leonardo의 76-mm 함포 대포는 대략 2,6 Mach (3294 km / h)의 초기 속도를 가지고 40 km의 최대 범위에 도달합니다. Finkenour는 "철도 건은 수백 해리의 발사체를 보낼 필요가있을 때 지상 선의 화력 지원에 사용될 수 있거나 단거리 포격과 미사일 방어에 사용될 수있다"고 말했다.
극 초음속 발사체는 매우 효율적인 공기 역학적 설계로 인해 범위가 크게 증가 할 것으로 예상됩니다. 현재 발사체는 테스트 중입니다.
앞으로의 도전 과제
EMALS 시스템에 사용 된 기술은 이미 생산에 도입 단계에 있습니다. 새로운 포드 클래스 항공 모함에서 항공기를 떼어 내린이 General Atomics 개발을 선택한 미국 함대는 2016 11 월에 첫 번째 로딩 테스트를 실시했습니다. 이 클래스의 첫 번째 선박 인 "Gerald R. Ford"에서 전형적인 항공기를 모방 한 밸러스트 중량이 바다로 나왔습니다 (아래 비디오). 다른 무게의 15 카트를 사용했습니다. 첫 번째 발사는 실패했으나 다음은 성공으로 간주되었습니다. 예를 들어, 약 6800 kg의 무게를 지닌 카트는 거의 260 km / h의 속도로 가속되었고, 3600 kg보다 작은 카트는 333 km / h로 분산되었습니다. Elke에 따르면,이 시스템은 2020 년에 함대로 이전 될 예정인 항공기 캐리어 John Kennedy에도 제조 및 설치되고 있습니다. GA는 또한 USS Enterprise의 단일 EMALS 계약자로 선정되었으며, 건설은 2018 해에 시작될 예정입니다. Elke는 "우리는 전자기 이륙 시스템과 착륙 시스템에서 다른 국가의 관심도 보았습니다. 항공기에 새로운 기술과 갑판 항공기를 갖기를 원합니다." 그럼에도 불구하고 EMALS 기술은 생산 준비가되어 있지만 작동에 필요한 에너지 양 때문에 압도적 인 다수의 항공기 캐리어에 시스템 자체를 설치할 수는 없습니다.
위의 레일 건 이외에도 몇 가지 심각한 단점이 있습니다. Finkenaura에 따르면, "전자기 기술을 방위 분야에 적용하는 문제 중 하나는 총구를 작동 상태로 유지하고 발사체가 발사 될 때마다 배럴 마모를 줄이는 것입니다." 사실, 발사체가 배럴을 떠나는 속도로 인해 마모가 발생하여 초기 테스트에서 총구가 매 사후 완전히 복원되어야했습니다. "충동의 힘은 엄청난 양의 에너지를 방출하고 한 발의 총력을위한 펄스 전력 모듈의 공동 작업을 조정하는 문제를 수반합니다." 이 모든 모듈은 적정한 순간에 누적 된 전기를 방출하여 필요한 자기장 강도를 생성하고 발사체를 배럴 밖으로 밀어 내야합니다. 마지막으로, 발사체를 그러한 속도로 가속 시키는데 필요한 에너지의 양은, 필요한 건 구성 요소를 충분히 작은 물리적 치수로 패킹하여 상이한 등급의 지상 선박에 설치 될 수있는 문제점을 수반한다. 이러한 이유로 Finkenour에 따르면 32 메가 줄 전체가 장착 된 레일 건은 다음 10 년 안에 배에 설치 될 가능성이있는 반면 소형 FNN은 향후 5 년 이내에 소형 열차 대대가 서비스에 들어갈 수 있습니다.
BAE Systems는 또한 미국 함대 프로그램의 일환으로 자체 프로젝트를 개발하여 철도 총 사업에 참여하고 있습니다.
과다 활동
Chang에 따르면 "최근 미국 해군은 철도 건 기술 향상에 관심을 덜 기울였으며 HVP (Hyper Velocity Projectile) 극 초음속 발사체의 기능에 관심을 돌 렸습니다. 미국 해군 연구 개발청 (US Navy Research and Development Authority)에 의해 9 월에 출간 된 HVP 백서는 이것을 "총기 시스템 이외의 다른 시스템에서 다양한 작업을 수행 할 수있는 낮은 공기 역학적 인 항력을 가진 보편적 인 유도 발사체"라고 설명한다. 2012-mm MK.127 선 건 및 BAE Systems에서 개발 한 45-mm Advanced Gun System 고급 포병 시스템. BAE 시스템에 따르면, HVP 설계의 "특수 성분"은 초저 공기 역학 항력으로, 기존의 탄약에서 널리 사용되는 로켓 엔진이 필요 없기 때문에 범위를 늘릴 수 있습니다.
현장에서 프로토 타입 AGS 설치
Ship gunnery Mk.45 모드 4
CRS 연구 조사 보고서에 따르면, Mk.45 설비에서 발사 할 때,이 발사체는 레일 건을 발사 할 때 달성 할 수있는 속도에서 단지 절반 (마하의 3 또는 약 3704,4 km / h)에 도달 할 수 있지만 , Mk.Xnumx 총에서 발사 된 일반 발사체의 두 배 속도. 미 해군의 보도 자료에서 밝힌 바와 같이 "HKP와 Mk.45의 결합은 지상 선의 화력 지원을 포함한 다양한 임무를 제공 할 것이며 항공 및 지상 위협과의 전투에서 함대의 기능을 확장 할뿐만 아니라 현재와의 전투뿐만 아니라 떠오르는 위협들과도 관련이 있습니다. "
Chang에 따르면 HVP 개발에 상당한 자금을 투자하는 국방부 연구 부서의 결정은 철도 건을 설치하기 위해 선박을 재 장비하는 문제를 해결하는 것을 목표로하고있다. 따라서 미국 함대는 Ticonderoga 등급 순양함과 Arly Burk 클래스의 구축함에 HVP 극 초음속 탄환을 사용할 수 있습니다.이 발사대에는 Mk.45의 총 2 개가 장착되어 있습니다. 지금까지 레일 건은 새로운 Zamvolt 급 구축함에 기술적으로 장착 할 준비가되지 않았으며 그 중 첫 번째가 10 월 2016의 미 해군에 인수되었습니다. 그러나 개발이 끝나면 HVP 발사체는 155-mm 포병 부대의 탄약에 들어갈 수 있습니다. 보도 자료에 따르면, 1 월의 함대는 육군 곡사포의 HVP 발사체 발사 시험을 실시했다. 미 해군은 HVP가 군함에 서비스를 시작할 수있는시기에 대한 정보를 제공하지 않습니다.
General Atomics의 Blitzer 총이 테스트 중입니다. 차량에 그러한 총을 설치할 가능성이 입증되었습니다.
산업 발전
2013에서 BAE Systems는 프로토 타입 건 건설 프로그램의 두 번째 단계에 대한 철도 대포를 개발하기 위해 해군 연구부로부터 34,5 백만 달러 상당의 계약을 수령했습니다. 첫 단계에서는 해군 해군 무기 개발 센터의 엔지니어가 Raytheon의 EM Railgun 프로토 타입을 성공적으로 발사하여 33 메가 줄의 에너지 수준에 도달했습니다. BAE Systems에 따르면, 두 번째 단계에서 회사는 단일 발사에서 발사 버스트로 전환하고 자동 로더 시스템을 개발할 계획이며 각 발사 후에 총을 냉각시키기위한 열 제어 시스템을 개발하려고합니다. 2013에서 BAE Systems는 HVP를 개발하고 시연하기 위해이 경영진과 계약을 체결했습니다.
General Atomics는 Ronald Reagan 대통령의 Strategic Defense Initiative 프로그램의 일환으로 1983에서 레일 건 기술을 개발하기 시작했습니다. 이 계획은 "대규모 핵 공격으로부터 국가를 보호 할 수있는 우주 기반 미사일 방어 계획을 개발하는 것"을 목표로했다. 이 이니셔티브는 냉전 종식 후 관련성을 잃었으며 엄청난 비용 때문에 신속하게 포기되었습니다. 그런 다음 기술적 인 문제가 충분하지 않았으며 예외적으로 철도 건이 없었다. 레일 건의 첫 번째 버전은 총 작동에 필요한 양의 에너지가 필요했기 때문에 대형 격납고에만 설치할 수 있었기 때문에 지난 8 년 동안 "전자 및 반도체의 크기를 줄이고 초대형 커패시터를 만들었습니다"라고 Elke는 말했습니다.
오늘날, General Atomics는 이미 30 메가 줄 (megajoule) 철도 대포와 10 메가 줄 에너지를 지닌 중거리 블리 쳐 (Blitzer) 철도 대포를 개발했습니다. 한편, 지상 차량에서 지상 던지기 총에서 발사 에너지를 저장하는 과정을 단순화하는 커패시터는 개방형 범위에서 2016 년 7 월에 성공적으로 시연되었습니다. Elke는 이와 관련하여 다음과 같이 덧붙였습니다. "우리는 또한 Blitzer 건의 운반 능력을 성공적으로 입증했습니다. 우리는 총을 해체하고 Dagway 테스트 범위에서 Fort Sill 테스트 범위로 이송 한 후 2016 군대 기동 중에 일련의 성공적인 총격 테스트를 위해 재 조립했습니다. "
Raytheon은 또한 철도 건 기술 및 혁신적인 펄스 형 에너지 네트워크의 개발에도 적극적으로 참여하고 있습니다. Finkenour는 "네트워크는 6,1 m의 길이와 2,6 미터의 높이를 가진 펄스 전원 용기 세트로 구성되어 있으며 펄스 전원 모듈이라는 수십 개의 작은 블록이 있습니다. 이 모듈의 작업은 필요한 에너지를 몇 초 만에 축적하여 즉시 방출하는 것입니다. " 필요한 수의 모듈을 가져와 함께 연결하면 레일 건에 필요한 전력을 공급할 수 있습니다.
카운터 밸런스 위협
밥 일 (Bob Work) 미 국방부 차관보는 4 월 2016 브뤼셀에서 연설을 통해 "러시아와 중국은 해상과 육상, 공중에서 특수 작전 부대의 능력을 매일 향상시킨다. 그들은 사이버 공간, 전자 대책 및 우주에서 아주 강하게되고 있습니다. " 이러한 발전으로 인해 미국과 나토 국가들은 소위 "제 3의 카운터 웨이트 전략"TOI (Third Offset Initiative)를 개발하게되었다. 당시 Hagel 국방부 장관이 2014에서 언급했듯이 TOI의 목적은 최신 기술의 도입을 통해 개발 된 중국과 러시아의 군대 역량에 대한 수준 또는 우위를 확보하는 것입니다. 이런 맥락에서 특히 철도 대포와 극 초음속 발사체는 기사의 소개 부분에서 언급 한 중국과 러시아의 무기로 인한 잠재적 위협에 대항하거나 중화 할 수있는 주요 기회를 나타냅니다.
해당 사이트의 자료 :
www.nationaldefensemagazine.org
www.navy.mil
www.nti.org
www.globalsecurity.org
www.okb-novator.ru
www.ga.com
www.baesystems.com
www.raytheon.com
pinterest.com
www.wikipedia.org
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