از رؤیای سلاح ماخ ۷ تا توقف پروژه؛ چه چیزی پروژه ساخت توپ ریلی آمریکا را شکست داد؟

به گزارش مجله خبری نگار،در بخش بزرگی از دهه‌های ۲۰۰۰ و ۲۰۱۰، توپ‌های ریلی الکترومغناطیسی (Railgun) به‌عنوان آینده جنگ‌های دریایی معرفی می‌شدند. این سلاح‌های آینده‌نگر به‌جای استفاده از باروت، گلوله‌های فلزی را با استفاده از انفجار‌های قدرتمند الکتریکی شلیک می‌کردند و قرار بود به سرعتی معادل ماخ ۶ تا ۷ برسند، اهدافی در فاصله بیش از ۱۰۰ مایل دریایی (۱۸۵ کیلومتر) را مورد اصابت قرار دهند و این کار را بدون حمل کلاهک‌های انفجاری انجام دهند.

این سلاح‌ها وعده مهمات ارزان‌تر، ظرفیت ذخیره‌سازی بیشتر روی کشتی‌ها و انرژی جنبشی کافی برای نابودی کشتی‌ها، موشک‌ها یا اهداف زمینی را می‌دادند.

اما چه اتفاقی افتاد؟ پاسخ ترکیبی از چالش‌های مهندسی، تغییر اولویت‌های نظامی و ظهور فناوری‌های رقیب است.

توپ ریلی چیست؟

توپ ریلی به‌جای پیشران‌های شیمیایی از نیروی الکترومغناطیسی برای شتاب دادن به پرتابه استفاده می‌کند. دو ریل رسانای موازی، میلیون‌ها آمپر جریان الکتریکی را منتقل می‌کنند و یک میدان مغناطیسی قدرتمند ایجاد می‌شود که یک پرتابه فلزی را با سرعت‌های مافوق‌صوت از داخل لوله به بیرون پرتاب می‌کند.

از آنجا که پرتابه تقریباً کاملاً به انرژی جنبشی عظیم خود متکی است و از مواد منفجره استفاده نمی‌کند، این سلاح در تئوری می‌تواند اهدافی در فاصله صد‌ها کیلومتری را هدف قرار دهد و در عین حال میزان مهمات انفجاری حمل‌شده روی کشتی‌های جنگی را کاهش دهد.

نیروی دریایی آمریکا تصور می‌کرد ریل‌گان‌ها می‌توانند برای پشتیبانی آتش دوربرد دریایی، جنگ ضدکشتی و حتی در آینده برای دفاع موشکی استفاده شوند.

چرا همه به آن امیدوار بودند؟

این فناوری در ظاهر می‌توانست چندین مشکل قدیمی جنگ دریایی را هم‌زمان حل کند.

اولین مزیت، هزینه بود. درحالی‌که یک موشک کروز یا ضدکشتی مدرن می‌تواند صد‌ها هزار یا حتی میلیون‌ها دلار هزینه داشته باشد، انتظار می‌رفت یک گلوله توپ ریلی تنها چند ده هزار دلار قیمت داشته باشد؛ زیرا فاقد موتور موشکی یا سامانه هدایت پیچیده بود.

دومین مزیت، سرعت بود. خروج پرتابه از لوله با چند برابر سرعت صوت، زمان واکنش مدافعان را به‌شدت کاهش می‌داد.

مزیت سوم نیز ظرفیت مهمات بود. از آنجا که این پرتابه‌ها مواد منفجره نداشتند، کشتی‌ها می‌توانستند تعداد بسیار بیشتری از آنها را با خطر ایمنی کمتر نسبت به انبار‌های موشکی سنتی ذخیره کنند.

در اوایل دهه ۲۰۱۰، دفتر تحقیقات نیروی دریایی آمریکا نمونه‌های اولیه‌ای را آزمایش کرده بود که انرژی دهانه‌ای بیش از ۳۰ مگاژول تولید می‌کردند و توجه زیادی در سراسر جهان به خود جلب کردند.

مهندسی بسیار سخت‌تر از انتظار بود

با وجود نمایش‌های موفق اولیه، تبدیل یک نمونه آزمایشگاهی به یک سلاح دریایی قابل اعتماد بسیار دشوارتر از آن چیزی بود که تصور می‌شد.

بزرگ‌ترین مشکل، فرسایش لوله بود. هر شلیک گرمای شدید، فشار بالا و قوس الکتریکی ایجاد می‌کرد که به‌سرعت ریل‌های رسانا را فرسوده می‌کرد.

یک سلاح دریایی واقعی باید بتواند بار‌ها با دقت ثابت شلیک کند، اما افزایش عمر مفید لوله به یکی از سخت‌ترین چالش‌های مهندسی برنامه تبدیل شد.

توان الکتریکی نیز مانع بزرگی بود. یک توپ ریلی به حجم عظیمی از انرژی نیاز دارد که باید در چند میلی‌ثانیه آزاد شود.

اگرچه کشتی‌های تمام‌برقی مانند ناوشکن‌های کلاس Zumwalt با ظرفیت تولید برق کافی طراحی شده بودند، نصب این سلاح روی ناوگان گسترده‌تر نیازمند تغییرات اساسی در کشتی‌های موجود بود.

مدیریت گرما، ذخیره‌سازی انرژی پالسی، هدایت پرتابه در سرعت‌های مافوق‌صوت و نیاز‌های تعمیر و نگهداری، پیچیدگی‌های بیشتری به پروژه اضافه کردند.

سپس میدان نبرد تغییر کرد

شاید بزرگ‌ترین دلیل کاهش توجه به توپ ریلی، مسائل فیزیکی نبود. در اواخر دهه ۲۰۱۰ و اوایل دهه ۲۰۲۰، اولویت‌های نظامی به‌طور چشمگیری به سمت موشک‌های هایپرسونیک، سلاح‌های حمله دقیق دوربرد، سامانه‌های خودکار و سلاح‌های انرژی هدایت‌شده تغییر کرد.

این فناوری‌ها سریع‌تر به بلوغ رسیدند و نیاز‌های عملیاتی فوری‌تری را پاسخ می‌دادند.

در همین زمان، نیروی دریایی آمریکا به این نتیجه رسید که ادامه سرمایه‌گذاری سنگین روی ریل‌گان ارزش کمتری نسبت به توسعه سریع‌تر دیگر سلاح‌های نسل آینده دارد.

پس از سرمایه‌گذاری حدود ۵۰۰ میلیون دلار طی بیش از ۱۵ سال، نیروی دریایی آمریکا در سال ۲۰۲۱ بودجه اختصاصی برنامه توپ ریلی الکترومغناطیسی را متوقف کرد.

آیا توپ ریلی کاملاً مرده است؟

نه کاملاً.

اگرچه برنامه اصلی نیروی دریایی آمریکا در این زمینه متوقف شد، فناوری پایه آن از بین نرفته است.

شرکت General Atomics که یکی از شرکت‌های فعال در توسعه اولیه این فناوری بود، همچنان برخی بخش‌های آن را توسعه می‌دهد و ایده‌های کوچک‌تر توپ ریلی را برای مأموریت‌های دفاع هوایی و موشکی پیشنهاد کرده است.

مسئولان این شرکت همچنین اعلام کرده‌اند که در حال بررسی کاربرد‌های احتمالی آینده دریایی با ظهور کلاس‌های جدید کشتی‌ها هستند.

در همین حال، کشور‌های دیگر همچنان به توسعه سلاح‌های الکترومغناطیسی ادامه می‌دهند.

ژاپن به‌صورت عمومی یک توپ ریلی نصب‌شده روی کشتی آزمایشی JS Asuka را آزمایش کرده و این فناوری را به‌عنوان یک راهکار احتمالی برای مقابله با موشک‌های هایپرسونیک و تهدید‌های پیشرفته دنبال می‌کند.

چین نیز، بر اساس گزارش ها، چندین برنامه توسعه توپ ریلی را پیش می‌برد، اگرچه اطلاعات رسمی کمی درباره آن منتشر شده است.

درس‌هایی از توپ ریلی

داستان توپ ریلی نشان می‌دهد که فناوری‌های نظامی انقلابی باید همچنان با محدودیت‌های مهندسی، بودجه و تغییر اولویت‌های راهبردی رقابت کنند.

بسیاری از فناوری‌های توسعه‌یافته در این برنامه، از جمله پیشرفت‌ها در سامانه‌های توان پالسی، مدیریت حرارت، فناوری پرتاب الکترومغناطیسی و پرتابه‌های هایپرسونیک، همچنان روی پروژه‌های دفاعی دیگر تأثیر می‌گذارند؛ حتی اگر خود این سلاح هرگز وارد خدمت عملیاتی نشد.

توپ ریلی به‌جای تبدیل شدن به توپ دریایی غالب آینده، به یادآوری تبدیل شد که بسیاری از ایده‌های انقلابی برای رسیدن به بلوغ به دهه‌ها زمان نیاز دارند.

با ادامه پیشرفت در تولید برق، علوم مواد و ذخیره‌سازی انرژی، ممکن است سلاح‌های الکترومغناطیسی دوباره بازگردند؛ اما فعلاً موشک‌ها، لیزر‌ها و سامانه‌های خودکار جایگاهی را که زمانی برای توپ ریلی تصور می‌شد، به خود اختصاص داده‌اند.

منبع:روزیاتو