Китай намерен создать 60-тонную ядерную боевую машину с силовой установкой на 10 МВт и электромагнитной пушкой на 50 МДж, способную поражать цели на дистанции до 450 километров. Китайские специалисты представили долгосрочный проект танка, объединяющего в себе энергетический блок и рельсотрон.
Ирина Медведева
Боевой танк AMX Leclerc. Иллюстративное изображение. Источник: Getty Images
В Китае задуман ядерный танк-гигант
В Китае разработали амбициозную концепцию перспективной боевой машины, которая будет самостоятельно вырабатывать электроэнергию и наносить удары по объектам, находящимся за сотни километров. Данный проект подразумевает использование компактного ядерного реактора и электромагнитного орудия с энергией выстрела в 50 мегаджоулей.
Масса предполагаемого танка составит около 60 тонн. Энергоснабжение машины будет обеспечиваться модульным реактором малой мощности с показателем в 10 мегаватт.
Как сообщает SCMP, по расчётам авторов, рельсотрон способен разгонять снаряды до скорости примерно 3,5 км/с. Это даёт теоретическую дальность стрельбы, достигающую около 450 километров.
Три этапа внедрения ядерной энергетики
Разработка начинается с применения стандартных двигательных систем. В первом опытном образце танка будет установлен дизельный генератор, выдающий 1500 лошадиных сил.
Его электромагнитное орудие с энергией 10 МДж обеспечит поражение целей на дистанции примерно 150 километров. Для питания систем, требующих высоких нагрузок, предусмотрены суперконденсаторы и маховичные накопители.
Первая версия машины также получит электромагнитную броню с энергией 2 МДж. Во втором поколении аппарата мощность оружия вырастет до 20 МДж.
Дальность стрельбы при этом увеличится примерно до 300 км. Данная модификация будет оснащена защитой с энергией 10 МДж и примерно пятью тоннами улучшенных накопителей энергии.
Исследователи также анализируют возможность применения твердотельных батарей и сверхпроводящих накопительных систем. Бортовая микросеть будет управлять работой всех электрических узлов аппарата.
На финальном этапе, после 2045 года, планируется внедрение ядерной двигательной установки, которая заменит дизельный генератор компактным реактором.
Размещение малогабаритного реактора
Предлагаемый реактор будет использовать охлаждение на основе свинца и висмута, а его тепловая мощность составит 10 МВт. Авторы рассчитывают, что реактор займёт объём всего два кубических метра.
Масса радиационной защиты не превысит трёх тонн. Периодичность замены топлива в реакторе составит не менее пяти лет.
Подобные параметры создают серьёзные трудности с компоновкой. Инженерам придётся разместить реактор, защитные экраны и оборудование для преобразования энергии внутри боевой машины.
Дополнительным препятствием становится тепловой режим. Реактор выделяет значительное количество тепла, которое необходимо эффективно отводить за пределы корпуса.
Кроме того, система обязана функционировать в условиях пересечённой местности. По утверждению исследователей, аппарат должен выдерживать перегрузки до 30 g.
Рельсотрон предъявляет ещё более жёсткие требования к электроснабжению. Орудие с энергией 50 МДж должно высвобождать колоссальный заряд энергии за предельно короткий интервал времени.
Компактный реактор способен выдавать стабильную мощность, однако он не может мгновенно отдать всю энергию, необходимую для одного выстрела. Для накопления заряда между выстрелами потребуются накопители.
Поэтому ключевое значение имеют конденсаторы, аккумуляторы и силовая электроника машины. Как отмечают авторы, требуются дополнительные мультифизические расчёты и испытания на уровне всего аппарата.
Таким образом, с точки зрения инженерной реализации, проект сталкивается с фундаментальным противоречием между требованиями к импульсной мощности и возможностями компактных накопителей. Даже при условии, что реактор стабильно выдаёт 10 МВт, для одного выстрела рельсотрона на 50 МДж необходима мгновенная отдача энергии, сопоставимая с работой крупной электростанции за доли секунды.
Это означает, что система накопления должна быть способна запасать и высвобождать энергию с плотностью, значительно превышающей показатели современных суперконденсаторов или маховиков.
Помимо этого, каждый выстрел сопровождается выделением тепла в обмотках орудия и накопителях, что требует мощной системы охлаждения, которая сама по себе потребляет значительную часть вырабатываемой энергии. В условиях ограниченного внутреннего объёма и массы, выделенных на электронику и теплоотвод, достижение заявленных характеристик выглядит крайне проблематичным.
Обеспечение энергией рельсотрона на 50 МДж
Ядерный реактор мог бы обеспечивать постоянное питание для энергоёмких вооружений и сенсорного оборудования. Однако он также занимал бы полезный объём и массу, необходимые для брони, боезапаса и защиты экипажа.
Военный эксперт в беседе с South China Morning Post заявил, что установка ядерного реактора в боевой танк по-прежнему остаётся нереалистичной задачей. Специалист также указал на требования к защите и теплоотводу.
Эксперт выразил сомнения относительно практической значимости фактически неисчерпаемого запаса электроэнергии на борту. Экипажам всё равно требуются отдых и смены, а танку — боеприпасы и техобслуживание.
Ещё одной проблемой является живучесть. Подбитая машина с экипажем, внутри которой находится реактор, может представлять опасность не только из-за потери платформы.
Особое внимание стоит уделить вопросам радиационной безопасности и боевой живучести. Размещение реактора с теплоносителем на основе свинца и висмута в 60-тонном корпусе подразумевает создание многослойной защиты, которая сама по себе станет дополнительным источником массы.
При попадании снаряда или осколков вероятность разгерметизации контура охлаждения остаётся высокой, что приведёт к радиоактивному заражению местности и делает машину непригодной для использования в условиях плотного боевого соприкосновения.
Кроме того, даже при штатной работе реактор создаёт фоновое излучение, которое потребует дополнительной защиты экипажа или полного перехода на дистанционное управление, что усложняет тактическую гибкость машины.
Эксперт предложил вариант с беспилотным управлением. Такое транспортное средство могло бы использовать большой объём электроэнергии для лазеров, микроволнового оружия, радаров и систем радиоэлектронной борьбы.
Подобный подход способен превратить обычный танк в автономную боевую платформу с высокой энерговооружённостью.
Возражения практиков
Практическая ценность дальней стрельбы в 450 километров также вызывает сомнения с точки зрения целеуказания. Для поражения объекта на такой дистанции требуется точная информация о его координатах, которая в условиях современного боя может быть получена только через развитую сеть беспилотных разведчиков, спутников или наземных станций.
При этом сам танк с ядерным реактором становится крайне уязвимым для высокоточного оружия противника, поскольку его тепловая сигнатура и электромагнитное излучение будут легко обнаруживаться с помощью инфракрасных и радиолокационных средств. Это превращает машину в дорогостоящую и малоподвижную цель, что противоречит самой идее мобильного бронированного средства.
Наконец, эксплуатационные аспекты, такие как техническое обслуживание реактора, подготовка топлива и утилизация отработавших элементов, требуют создания совершенно новой инфраструктуры. Военные базы должны быть оснащены специализированными комплексами для дозаправки и замены активной зоны, что значительно усложняет логистику.
При этом заявленный срок службы топлива в пять лет является теоретическим значением, которое в реальных условиях интенсивного использования может оказаться значительно меньшим.
Всё это делает проект скорее демонстрацией технологических амбиций, чем реальным прототипом, готовым к серийному производству, хотя исследования в области компактных реакторов и импульсных источников питания могут принести полезные наработки для других направлений, таких как корабельные энергетические установки или системы защиты от дронов.
Таким образом, ядерный танк остаётся перспективной исследовательской концепцией. Главная трудность состоит в создании мощных электрических импульсов внутри мобильной боевой машины.
Результаты исследования опубликованы в китайском рецензируемом журнале Acta Armamentarii.