Далеко не новый, но до сих пор надлежащим образом не исследованный вид электромагнитного оружия. Гаусс-пушка получила своё название в честь выдающегося немецкого учёного Карла Гаусса, который был основоположником математической теории электромагнетизма. Многие учёные пытаются усовершенствовать её принцип действия, но до сих пор характеристики большинства образцов оставляют желать лучшего. Ниже пойдёт речь о довольно интересных исследованиях, проводимых в одном из криворожских университетов (Украина).
Началось всё с того, что один студент решил создать небольшой научный проект, который хотел представить на предстоящей научной конференции. Про Гаусс-пушку он услышал несколько лет назад, но не особо этим интересовался. Научная конференция была отличным поводом для того, чтоб начать исследования пушки. Первые шаги в исследованиях были весьма неутешительными, что неоднократно разочаровывало парня. Первый образец, работающий по принципу разгона пули с помощью электромагнитного поля, был крайне примитивным и вовсе не работал (батарея конденсаторов заряжалась от источника постоянного тока напряжением около 400 В. С помощью ключа она подключалась к катушке индуктивности, имеющей цилиндрическое отверстие внутри, которое использовалось в качестве ствола. При замыкании ключа происходил выстрел – энергия конденсаторов превращалась в энергию магнитного поля катушки, которое втягивало в её центр пулю, и придавало ей изначальную скорость). Использовались конденсаторы слишком высокой ёмкости, что приводило к тому, что их разряд длился относительно долго (около 1 с), а для того, чтоб придать пуле начальную скорость, нужно максимально сокращать время выстрела. И вот однажды получилось сделать первый выстрел. Пуля массой 2 г разогналась до скорости 15 м/с. Хоть это и крайне маленькие величины, но это послужило толчком для дальнейших усовершенствований пушки. Главной ошибкой исследователя было то, что он использовал параллельное соединение конденсаторов. В дальнейшем использовалось исключительно последовательное. Постепенно результаты исследований становились более высокими. За первые несколько дней удалось увеличить коэффициент полезного действия пушки (отношение энергии пули к общей энергии, затраченной на её разгон) с 0.13% до 2%. Позже было решено использовать в качестве пули более тяжёлый снаряд из трансформаторной стали (массой 24 г, диаметром 9 мм и длиной 4 см). Первый выстрел очень удивил исследователя – коэффициент полезного действия был равен 4%! В дальнейшем исследовалась зависимость КПД от массы пули, её материала, от начального расстояния центра масс пули до геометрического центра катушки индуктивности, от начального напряжения батареи конденсаторов и активного сопротивления катушки. Выяснилось, что все вышеуказанные характеристики очень влияют на эффективность выстрела. Для сравнения: при использовании пули массой 2 г, диаметром 3 мм КПД был в пределах 0.13-2%, а при использовании 24-граммовой пули – 4-14%! Стоит заметить, что увеличение напряжения (и соответственно – общей энергии) конденсаторов не означает увеличение КПД. При использовании 13-ти конденсаторов (каждый по 100 мкФ 400 В, общая энергия = 104 Дж) КПД был в пределах 11-13%. Пуля разгонялась до 34 м/с. Имея большую массу, пуля на такой скорости пробивала стальной лист толщиной 0.5-0.6 мм. А максимальный КПД достигался при использовании 7 конденсаторов, заряженных до 2100 В (каждый до 300 В) – 14%. Исследования с большим количеством конденсаторов (более 13-ти) не проводились в силу того, что возникали некоторые проблемы: при использовании батареи конденсаторов с общим напряжением 5200 В случались пробои изоляции между первым и последним конденсатором в батарее. Это можно исправить путем использования высококачественных изоляционных материалов. Итак, на нынешнем этапе развития науки пока нельзя утверждать, что Гаусс-пушка может превосходить по своим характеристикам классическое стрелковое оружие – ей присущи как недостатки, так и преимущества над последним. Но, тем не менее, она имеет огромные перспективы. Большинство аматорских образцов Гаусс-пушки, описания которых можно найти в сети Интернет, имеют КПД от 0.3% до 6%. В вышеописанных исследованиях КПД достигал 14%, и это ещё далеко не предел.
Основные недостатки пушки – длительное время заряда конденсаторов и высокая их стоимость. Основное преимущество – использование дешёвых источников энергии (батареек типа АА или ААА), полная бесшумность выстрела и отдача, которая обусловлена лишь импульсом пули в момент выстрела (в стрелковом оружии помимо импульса пули отдачу обусловливают и пороховые газы). Когда-нибудь мы сможем изобрести агрегат, способный выдавать и 90%, вот только вряд ли он будет продаваться на рынке по соседству с такими изделиями рук человеческих как сельхозтехника или органические удобрения.
