Плазмова гармата — це експериментальний тип артилерійської або стрілецької зброї, яка використовує плазмовий розряд для прискорення снаряда або поліпшення процесу роботи у порівнянні із традиційними пороховими системами. Термін застосовується як до гібридних технологій, що поєднують електричну плазму з хімічним порохом, так і до концепцій прискорення за допомогою самосутньої плазми.
Основне визначення
Плазмова гармата (також називається електротермічним прискорювачем, електротермічно-хімічною гарматою або ETC-гарматою) — це експериментальна зброя, яка прискорює снаряд шляхом створення плазмового розряду між електродами в задній частині ствола, що призводить до різкого збільшення тиску і прискорює снаряд вперед.
У гібридних ETC-системах плазма застосовується для іскрового запалювання та контролю горіння твердого пороха, що дозволяє досягати вищих швидкостей та кращої балістичної ефективності, ніж при звичайному хімічному запалюванні.
Принцип дії
Плазмовий розряд
Для створення плазми використовується джерело високої напруги та великий банк конденсаторів. При розряді між електродами повітря або інший робочий газ чи матеріал в іонізованому стані перетворюється на плазму — надгарячий іонізований газ. Ця плазма різко розширюється та створює великий тиск, який штовхає снаряд по стволу.
У гібридних ETC-системах плазма формується в капілярі чи спеціальній камері, звідки струменем іонізованого газу або аблатованого матеріалу нагріває твердий порох, що забезпечує рівномірне й швидке запалювання та стабільне горіння.
Конструктивні компоненти
Типовий плазмовий прискорювач включає:
- Високовольтне джерело та сховище енергії (конденсатори) для створення потужних електричних імпульсів.
- Електродну систему, що ініціює плазмовий розряд.
- Плазмовий генератор або капілярне джерело плазми для запуску розряду.
- Ствол або канал прискорення, який витримує високі тиски та температури.
Типи плазмових гармат
1) Електротермічно-хімічні (ETC) гармати
Це гібридні системи, де плазма використовується для ініціювання та контролю горіння традиційного твердого пороху. Такий підхід підвищує ефективність горіння й може збільшити початкову швидкість снаряда, зменшуючи залежність від температурних умов.
Такі технології досліджувалися для танкових гармат, артилерії та систем ближнього бою.
Історія та розвиток
Концепції ETC-гармат почали розвиватися в 1980-х роках як частина досліджень з підвищення енергії та ефективності сучасних гармат. Ранні випробування включали лабораторні зразки і демонстраційні моделі 120-мм гармат, що показували підвищення вихідної енергії порівняно з базовими системами.
У 1990-х роках активно проводилися дослідження електротермічної зброї для перспективних основних бойових танків і артилерії, проте широке впровадження такої зброї не відбулося через складність інтеграції високої потужності та забезпечення надійності.
Переваги
- Покращена балістична ефективність — завдяки швидкому та рівномірному запаленню пороху снаряд може досягати вищих початкових швидкостей.
- Менший вплив температури навколишнього середовища на роботу у порівнянні зі звичайними гарматами.
- Регульована передача енергії завдяки використанню електричної енергії.
Недоліки і виклики
- Необхідність потужного джерела енергії для створення плазми, що робить систему важкою і складною.
- Ерозія електродів і знос ствола через екстремальні температури.
- Складність реалізації у портативних масштабах через великі конденсатори і систему живлення.
- Інженерні та технічні бар’єри у повністю плазмових системах без традиційного пороху досі не подолані.
Сфера застосування
Військові дослідження
Плазмові гармати розглядалися як засіб поліпшення танкових гармат, артилерії та систем ближнього бою у перспективі.
Науково-дослідні проєкти
Технології ETC вивчаються в лабораторних умовах для дослідження фізики плазми та взаємодії плазми з речовиною.
Відмінність від інших плазмових систем
Плазмова гармата не обов’язково випускає плазму в повітрі як самостійний уражаючий струмінь — зазвичай вона використовує плазму для поліпшення процесу запалювання та передачі енергії на снаряд.
Це відрізняє її від:
- Плазмових рейлганів, де плазма може слугувати провідним елементом між рейками.
- Фантастичних “плазмових гармат”, які не мають прямого фізичного підґрунтя у реальних технологіях.
Поточний стан технології
Станом на 2025 рік плазмові гармати та ETC-системи залишаються передовими експериментальними технологіями у військових дослідженнях і не отримали широкого практичного застосування через технічні складнощі.