Không giống như các loại vũ khí dựa vào phản ứng hóa học của chất nổ để đẩy đạn bay đi như thuốc súng, khẩu súng điện từ tăng tốc viên đạn dọc theo đường rãnh kim loại bằng cách sử dụng một lực từ trường được sản sinh bởi dòng điện. Trong khi tốc lực của một khẩu súng sử dụng thuốc súng giới hạn tro...
Không giống như các loại vũ khí dựa vào phản ứng hóa học của chất nổ để đẩy đạn bay đi như thuốc súng, khẩu súng điện từ tăng tốc viên đạn dọc theo đường rãnh kim loại bằng cách sử dụng một lực từ trường được sản sinh bởi dòng điện. Trong khi tốc lực của một khẩu súng sử dụng thuốc súng giới hạn trong khoảng 4389km/h thì Hải quân Mỹ cho biết khẩu railgun sẽ có khả năng phóng đạn ở vận tốc từ 7242 đến 9012km/h.
Điều này giúp mở rộng pham vi tấn công mục tiêu lên nhiều lần đạt đến 407km thay vì chỉ từ 92 đến 185km như dự tính ban đầu. Hải quân cũng nói rằng điều này sẽ tạo ra nhiều lợi thế tăng cường, chẳng hạn như mang đến sự chính xác về hỏa lực hỗ trợ bề mặt, tấn công các điểm trên đất liền và nâng cao hiệu suất của tên lửa hành trình và tên lửa đạn đạo phòng thủ. Ngoài ra, việc sử dụng súng điện từ mới sẽ giúp cải thiện sự an toàn của các vũ khí khi sử dụng trên tàu bởi vì nó không sử dụng chất nổ.
Tuy vậy, tốc độ cao của phản ứng sẽ gây ra nhiều sự ma sát trong quá trình bắn và khi dòng điện đi xuyên qua thì nó sẽ làm tăng nhiệt lượng sản sinh. Để giải quyết vấn đề này, giai đoạn tiếp theo của chương trình railgun EM là tập trung vào phát triển hệ thống nạp đạn tự động và hệ thống quản lý nhiệt giúp tăng tỷ lệ bắn của vũ khí. ONR gần đây đã ký kết hợp đồng giá trị 10 triệu đô để phát triển một hệ thống điện xung liên tiếp. Các hợp đồng này đánh dấu sự khởi đầu của kế hoạch 5 năm nhằm đạt được tỷ lệ bắn sáu đến 10 viên đạn mỗi phút của Hải quân Mỹ. Và tại thời điểm hiện tại thì mọi sự chú ý đang được dành cho việc thử nghiệm súng megajune 32 được tiến hành bởi General Atomics.
Hải quân Mỹ đang tiến hành thử nghiệm súng điện từ, công nghệ vũ khí được kỳ vọng tạo khác biệt lớn so với các hệ thống pháo sử dụng thuốc súng truyền thống hiện nay. Thay vì dựa vào phản ứng hóa học của chất nổ để đẩy đạn, khẩu railgun dùng dòng điện tạo ra lực từ trường, tăng tốc viên đạn dọc theo các rãnh kim loại. Cách vận hành này mở ra hướng phát triển mới cho hỏa lực trên tàu chiến, nơi tốc độ, tầm bắn, độ chính xác và mức an toàn đều có ý nghĩa đặc biệt quan trọng.
Với súng sử dụng thuốc súng, tốc độ đạn bị giới hạn ở khoảng 4389km/h do đặc điểm của quá trình đốt cháy và tạo khí đẩy trong nòng. Hải quân Mỹ cho biết railgun có khả năng phóng đạn với vận tốc từ 7242 đến 9012km/h, cao hơn đáng kể so với giới hạn nói trên. Vận tốc vượt trội này giúp viên đạn tiếp cận mục tiêu nhanh hơn, đồng thời tạo điều kiện mở rộng đáng kể phạm vi tác chiến của vũ khí.
Theo thông tin được công bố, tầm tấn công của súng điện từ có thể đạt tới 407km, thay vì khoảng 92 đến 185km như dự tính ban đầu của chương trình. Sự gia tăng này cho phép tàu chiến duy trì khoảng cách xa hơn với mục tiêu, đồng thời vẫn cung cấp hỏa lực mạnh cho các nhiệm vụ trên biển và đất liền. Tầm bắn lớn cũng khiến railgun trở thành phương án đáng chú ý trong những tình huống yêu cầu phản ứng nhanh, đánh trúng mục tiêu ở khoảng cách xa.
Hải quân Mỹ kỳ vọng công nghệ này mang lại độ chính xác cao hơn cho hoạt động hỏa lực hỗ trợ trên mặt biển, đặc biệt khi các lực lượng cần yểm trợ từ ngoài tầm nguy hiểm. Railgun còn được xem xét cho nhiệm vụ tấn công những điểm trên đất liền, nhờ vận tốc đạn lớn và khả năng vươn tới các mục tiêu cách xa hàng trăm kilomet. Bên cạnh đó, hệ thống mới có thể góp phần nâng cao hiệu suất của tên lửa hành trình và tên lửa đạn đạo phòng thủ trong mạng lưới tác chiến của Hải quân Mỹ.
Một ưu điểm khác nằm ở an toàn vận hành, bởi súng điện từ không cần mang theo chất nổ để tạo lực đẩy cho đạn trong quá trình khai hỏa. Việc loại bỏ thuốc phóng có thể giảm bớt một phần nguy cơ cháy nổ trên tàu, nơi không gian lưu trữ hạn chế và môi trường tác chiến luôn tiềm ẩn nhiều rủi ro. Tuy nhiên, thiết kế không dùng chất nổ không đồng nghĩa công nghệ đã giải quyết được toàn bộ những thách thức kỹ thuật phức tạp.
Tốc độ rất cao của viên đạn tạo ra ma sát lớn trong quá trình bắn, trong khi dòng điện truyền qua hệ thống lại làm lượng nhiệt sinh ra tăng mạnh. Nhiệt lượng và ma sát có thể ảnh hưởng đến độ bền của rãnh kim loại, hiệu suất hoạt động và khả năng duy trì nhịp bắn ổn định qua nhiều lần khai hỏa. Vì vậy, giai đoạn tiếp theo của chương trình railgun EM tập trung phát triển hệ thống nạp đạn tự động cùng hệ thống quản lý nhiệt hiệu quả hơn.
Những cải tiến này hướng tới mục tiêu tăng tỷ lệ bắn, giúp khẩu súng không chỉ bắn nhanh mà còn duy trì hoạt động liên tục trong điều kiện tác chiến thực tế. ONR gần đây đã ký các hợp đồng trị giá 10 triệu đô để phát triển hệ thống điện xung liên tiếp, nền tảng cần thiết cho việc cung cấp năng lượng ổn định. Các hợp đồng đánh dấu khởi đầu kế hoạch kéo dài 5 năm, nhằm đạt tỷ lệ bắn từ sáu đến 10 viên đạn mỗi phút cho Hải quân Mỹ.
Hiện tại, sự chú ý tập trung vào thử nghiệm khẩu súng megajoule 32 do General Atomics tiến hành, một bước quan trọng trong quá trình đánh giá năng lực thực tế của railgun. Kết quả thử nghiệm sẽ giúp giới chức xác định mức độ đáp ứng của hệ thống về vận tốc, tầm bắn, độ bền, khả năng tản nhiệt và nhịp khai hỏa. Nếu các bài toán kỹ thuật được giải quyết, súng điện từ có thể trở thành thành phần đáng kể trong tương lai hỏa lực hải quân, dù chương trình vẫn còn cần nhiều thử nghiệm trước khi triển khai rộng rãi.