Рельсотрон способен разогнать обычную металлическую болванку до скоростей, многократно превышающих звуковые, что позволяет поражать цели на расстоянии сотен километров. Однако, несмотря на развитие баллистики, точность таких систем часто оставляет желать лучшего из-за сложности управления полетом снаряда. Ранее создание управляемых боеприпасов для этого типа оружия сталкивалось с непреодолимыми техническими барьерами.
Основная проблема заключается в экстремальных условиях внутри ствола рельсотрона. В момент выстрела снаряд подвергается воздействию колоссальных перегрузок и мощнейшего электромагнитного поля. Если обычный металлический стержень легко переносит такие нагрузки, то любая встроенная электроника или система подруливания мгновенно выходит из строя под воздействием перегрузок, вибраций и электромагнитных импульсов.
Китайские исследователи из Северного университета Китая (NUC) первыми в мире публично сообщили об успешных испытаниях управляемого снаряда, способного выжить после выстрела из рельсотрона. Результаты их работы были опубликованы в профильном издании Journal of North University of China.
В ходе работы рельсотрона на направляющие подается ток, создающий электромагнитное поле индукцией до 7 тесла — это в 140 000 раз сильнее магнитного поля нашей планеты. При ускорении снаряд испытывает перегрузки до 20 000 g. Китайским инженерам удалось разработать многослойную защиту: внешняя медная и внутренняя железная оболочки эффективно экранируют электронику от мощного магнитного поля. Сами электронные компоненты были залиты полиуретаном, который вместе с внутренней стальной капсулой поглощает механические удары и вибрации. По заявлениям разработчиков, такая конструкция повысила выживаемость электроники на 74%.
Для поиска оптимальной конфигурации защитных слоев специалисты применили алгоритм эволюции NSGA-II. Имитируя естественный отбор, компьютерная модель просчитала тысячи вариантов распределения материалов, чтобы найти лучший баланс между весом и защитными свойствами. В серии испытаний один из трех прототипов успешно перенес выстрел и сохранил работоспособность бортовой аппаратуры, подтвердив жизнеспособность концепции.
Технологии защиты чувствительного оборудования в экстремальных условиях важны не только для военных целей. Развитие рельсотронов рассматривается как перспективное направление для создания систем космических запусков, где электромагнитные катапульты могут использоваться для вывода полезной нагрузки на орбиту. Успехи китайских ученых доказывают, что проблема выживаемости аппаратуры в таких системах постепенно переходит из разряда нерешаемых в категорию инженерных задач.
