Orožje s prelaza
Tema članka je ultrahitro hitro kinetično orožje. Ta tema je nastala iz analize tragičnih dogodkov na prelazu Dyatlov februarja 1959. Smrt devetih turistov je glede na vsoto razpoložljivih dejstev, tudi v uradni preiskavi, označena kot nasilna z uporabo neznanega orožja. O tem je bilo govora v člankih, ki so neposredno posvečeni tem dogodkom: "Nerazvrščeni materiali - resnica je nekje v bližini" in "Mrtvi ne lažejo".
Ker je škoda na truplih mrtvih ustrezala moči puščave krogle, narava poškodbe pa je kazala na zelo majhno velikost te krogle, je bilo sklenjeno, da mora ta krogla, da ohrani svojo smrtonosno silo, imajo mikroskopske dimenzije in hitrost približno 1000 km / s.
V prejšnjem članku "Orožje s prelaza" je bila utemeljena možnost hitrega premika krogle skozi ozračje, ne da bi jo uničilo zaradi trenja o zraku; v tem članku bomo poskušali rekonstruirati orožje samo.
Še enkrat o različici dogodkov na prelazu Dyatlov. Verjamem, da je februarja 1959 naša država (takrat ZSSR) izvedla operacijo zasega neznanega visokotehnološkega objekta. Umrlo je najmanj 9 ljudi, najverjetneje se ta neznani predmet "ni zdel malo", sicer si država ne bi toliko prizadevala, da bi prikrila svojo udeležbo na teh dogodkih.
To je samo različica, lahko se motim. Vsota dejstev ne zadošča za nedvoumno razlago teh starih dogodkov, vendar v kontekstu aktualne teme ni pomembna.
Pomembno je, da se postavi vprašanje o resničnosti obstoja ultra hitrega kinetičnega orožja.
Pomembno je, da se krogle takšnega orožja lahko učinkovito premikajo v plinskih (zračnih) okoljih.
Pomembno je, da je takšno orožje dejansko mogoče ustvariti na podlagi tehnologij, ki so nam na voljo.
Toda o tem se pogovorimo podrobneje, seveda lahko rečemo, da če je "mikro krogla" produkt neznanih tehnologij, potem tudi orožje temelji na fizikalnih načelih, ki so nam neznana. Morda je tako, vendar tehnologije, ki jih poznamo, lahko pospešijo kroglo do hitrosti reda 1000 km / s. Ne govorim o eksotičnih stvareh, kot so gausovo orožje, tirnice, najpogostejše tehnologije prahu, samo v novi, sodobni embalaži.
Začnimo z obstoječimi tehnologijami hitrega kinetičnega orožja in šele nato preidimo na domišljijo.
Omejitev topništva
Za tradicionalne topniške sisteme je bila doslej dosežena teoretična meja hitrosti izstrelka - približno 2-3 km / s. Hitrost produktov zgorevanja smodnika je ravno na tej ravni, saj ustvarjajo pritisk na dno izstrelka in ga pospešujejo v cevi pištole.
Da bi dosegli ta rezultat, je bilo treba uporabiti podkalibrski izstrelek (za izgubo pomembnega dela energije), brez ohišja tehnologijo (ohišje se zatakne pri visokih tlakih v zadnjici), posnetke z normalizirano hitrostjo zgorevanja prahu in več sistem točkovne detonacije (za ustvarjanje enakomernega pritiska med gibanjem izstrelka vzdolž cevi) …
Meja je bila dosežena, nadaljnje povečanje hitrosti izstrelka v tej tehnologiji temelji na omejevalnih pritiskih, ki jih vzdrži cev, ki so že na robu možnega. Posledično imamo tak izstrelek, posnetek pravega posnetka, v času ponastavitve zavihkov za umerjanje:
Bodite pozorni na loke v bližini letečih podstavkov izstrelkov, to so udarni valovi, o katerih je pisalo v prejšnjem članku. V udarnem valu se molekule plina premikajo hitreje od hitrosti zvoka. Padec pod tak val ne bo videti malo. A nabrušeno jedro izstrelka ne more ustvariti takega vala, hitrost ni dovolj ….
Toda sodobna civilizacija ima na voljo še eno tehnologijo za ustvarjanje hitrega kinetičnega orožja, dobesedno kozmičnega obsega.
Božje puščice
Človeštvo se je pri izgorevanju tisoč ton goriva z največjo energetsko intenzivnostjo naučilo izstreljevati v vesolje predmete s težo več deset ton in s hitrostjo reda 10 km / s. Greh je, če teh vesoljskih "izstrelkov" z ogromno kinetično energijo ne uporabimo kot orožje. Ideja ni izvirna, ZDA od leta 2000 delajo na tem projektu, njegovo prvotno ime je "Božje puščice". Predvidevalo se je, da bodo predmete na tleh zadeli volframove puščice dolge približno šest metrov in težke približno sto kilogramov. Kinetična energija takšne puščice pri takih hitrostih je približno 0,1-0,3 kilotona ekvivalenta TNT. Tako je bil projekt predstavljen pred več kot 10 leti:
V zadnjih letih je projekt šel v senco, bodisi je bil pozabljen, bodisi obratno, stopil je v fazo resnega oblikovalskega dela in je v skladu s tem pridobil pečat "Top Secret".
Druga je bolj verjetno, boleče mamljiva možnost, le s satelita, saj naj bi prvotno to orožje ne uporabljalo učinkovito, zakoni balistike so neizprosni. Usmeritev v predmet bo povzročila močno zmanjšanje hitrosti takšne volframove puščice in zato ne bo prenesla vse energije do točke uničenja, v najboljšem primeru bo hitrost puščice na mestu uničenja 5- 6 km / s.
Obstaja le en izhod, začetno ciljanje se izvede s popravljanjem orbite samega satelita, za to pa ne uporabljajo običajnih satelitov, ampak manevrirajoče orbitalne sisteme, za nas je to "Spirala", ki je umrla v Boseju in njegov nosilec "Puščica". Za Američane tema ni zamrla, nasprotno, zdaj je naslednji vesoljski šatl X-37B v vesolju. Takole izgleda:
Eden od očitnih načinov uporabe tega brezpilotnega vozila je vesoljski bombnik, oborožen z že opisanimi "božjimi puščicami".
Torej je orbitalno kinetično orožje prihodnost lokalnih konfliktov, mimogrede idealno. Ampak to ni naša tema, vrnimo se k »našim ovnom«, tradicionalnim praškastim tehnologijam.
Kinematika pospeška izstrelkov
Nosilec pištole se po načelu delovanja ni spremenil od trenutka izuma, gre za valj (cev), bat (izstrelek) in naboj (prah), ki je nameščen med njimi. V tej shemi je hitrost izstrelka v meji določena s hitrostjo širjenja produktov zgorevanja naboja, ta vrednost je največ 3-4 km / s in je odvisna od tlaka v prostornini zgorevanja (med izstrelek in dno bata).
Sodobni topniški sistemi so se v tej kinematični shemi približali teoretični meji hitrosti izstrelkov, nadaljnje povečanje hitrosti pa je skoraj nemogoče.
Zato je treba shemo spremeniti, toda ali je na splošno mogoče izstrelek pospešiti na hitrost, ki je večja od produktov zgorevanja smodnika? Na prvi pogled je nemogoče, nemogoče potiskati izstrelek hitreje od hitrosti plinov, ki izvajajo ta hitri pritisk.
Toda jadralci so se že dolgo naučili pospešiti svoje jadrnice do hitrosti, ki so večje od hitrosti vetra, v našem primeru je to neposredna analogija, premikajoči se plinski medij svojo energijo prenaša na fizični objekt, tukaj je njihov zadnji dosežek:
Ta "čudež" s hitrostjo vetra 40 km / h zaradi "poševnega" jadra se lahko premika s hitrostjo 120 km / h, torej trikrat hitreje kot zrak, ki premika to jadrnico. Ta na prvi pogled paradoksalen rezultat je dosežen zaradi dejstva, da je hitrost vektorska količina in je gibanje pod kotom proti smeri vetra s pomočjo "poševnega" jadra mogoče hitrejše od vetra samega.
Topničarji imajo torej nekoga, ki si ga lahko izposodijo iz novih načel razprševanja granat, krojači imajo primerno načelo ali bolje rečeno iz svojega glavnega orodja, škarij.
Učinek zapiranja lopatic
Obstaja takšen koncept, "miselni eksperiment", vse, kar zadeva, še naprej predpostavlja prisotnost domišljije, vsaj na vsakdanjem nivoju … enajstletnega otroka.
Predstavljajte si škarje, ločeni so, njihovi konici naj bi bili ločeni za centimeter, rezila pa imajo zapiralno točko na razdalji 10 centimetrov od konic.
Začnemo jih zapirati "do konca".
Torej, v času, ko konice preidejo en centimeter, se bo zaključna točka premaknila za deset centimetrov.
V takem sistemu bodo hitrosti gibanja fizičnih predmetov največje na konicah škarij. Najpomembneje pa je, da se bo točka uporabe sil (točka zapiranja rezil) premikala s hitrostjo 10 -krat večjo od hitrosti fizičnih predmetov v takem sistemu. Ker se v času zapiranja (medtem ko konice škarij preidejo en centimeter), se bo zapiralna točka premaknila za 10 centimetrov.
Zdaj pa si predstavljajte, da je na presečišču rezil (na mestu zapiranja) postavljen majhen fizični predmet (na primer krogla) in tako se bo premikal s hitrostjo premika točke zapiranja, t.j. desetkrat hitreje od škarjastih konic.
Ta preprosta analogija omogoča razumevanje, kako je pri dani hitrosti fizičnega procesa mogoče doseči točko uporabe sil, ki se premika veliko hitreje kot sam fizični predmet.
Še več, kako lahko ta točka uporabe sil pospeši fizične predmete do hitrosti, ki so veliko višje od hitrosti gibanja fizičnih predmetov, ki sodelujejo pri pospeševanju (rezila v našem primeru).
Zaradi preprostosti bomo ta mehanizem pospeševanja poklicali za fizične predmete "Učinek zapiranja škarij".
Mislim, da je to enostavno razumeti tudi osebi, ki ne pozna osnov fizike, vsaj moja 11-letna hči mi je takoj, potem ko sem ji to razložil, dala očitno povezavo in rekla: ".. da, kot da bi s prsti ustrelil limonino seme … ".
Dejansko genialni otroci zaradi svoje preprostosti že dolgo uporabljajo ta učinek za potegavščine, s palcem in kazalcem stisnejo spolzko seme in "streljajo" iz tako improviziranega ojačevalnega kompleta. Tako smo to metodo že mnogi od nas v praksi uporabljali že v otroštvu …
Pospeševanje krogel po metodah "zapiranje škarij" in "vektorsko dodajanje hitrosti"
Nekdo bo morda mislil, da je avtor odkritelj novih tehnologij, nekomu se lahko, nasprotno, zdi, da je sanjač. Ni potrebe po čustvih, dokler ne pridem do nečesa novega. Te tehnologije se že uporabljajo v topniških sistemih v resničnem življenju, ki temeljijo na načelih kumulativne eksplozije. Samo besede se tam uporabljajo preveč zapleteno, a kot veste: "kakor poimenujete ladjo, tako bo … letela."
Kumulativni učinek je bil po naključju odkrit v 30 -ih letih prejšnjega stoletja in je takoj našel uporabo v topništvu. Oblikovani naboj za pospeševanje curka plinov uporablja dva zgoraj omenjena učinka hkrati - učinek vektorskega seštevanja hitrosti in učinek zapiranja škarij. V naprednejših izvedbah je v kumulativni curek postavljeno kovinsko jedro, ki ga s tem curkom pospeši do hitrosti samega curka, tako imenovanega "udarnega jedra".
Toda ta tehnologija ima fizično mejo, hitrost detonacije je 10 km / s (omejuje), kot odpiranja kumulativnega stožca pa je 1:10 (fizična največja moč). Posledično dobimo hitrost odtoka plina na ravni 100-200 km / s. V teoriji.
To je zelo neučinkovit proces, večina energije se zapravi. Poleg tega obstaja problem pri ciljanju, ki je odvisen od enakomernosti detonacije oblikovanega naboja in njegove enotnosti.
Kljub temu je tehnologija že zapustila laboratorije in se od sredine osemdesetih let prejšnjega stoletja uporablja v standardnem orožju, to je znana protitankovska "mina" TM-83 z območjem ubijanja več kot 50 metrov. In tu je zadnji in še več, domači primer:
To je "mina" proti helikopterju, domet "pljuvanja" oblikovanega naboja je do 180 metrov, udarni element izgleda takole:
To je fotografija udarnega jedra med letom, takoj po njegovem odhodu iz kumulativnega plinskega curka (črni oblak na desni) je sled udarnega vala vidna na površini (Mach stožec).
Pokličimo vse s svojimi lastnimi imeni, jedro šoka je Krogla visoke hitrosti, le razpršeni ne v sodu, ampak v toku plinov. In sam oblikovan naboj je Brezstopenjski topniški nosilec, točno to potrebujemo za obnovo orožja s prelaza.
Hitrost takšne krogle je 3 km / s, zelo daleč je od teoretične tehnološke meje 200 km / s. Naj pojasnim, zakaj - teoretična omejitev hitrosti je dosežena med znanstvenimi poskusi v laboratorijskih pogojih, tam je dovolj, da med poskusi dobimo vsaj en rekordni rezultat. In v pravem orožju bi morala oprema delovati s stoodstotno garancijo.
Metoda pospeševanja predmeta s kumulativnim curkom pri majhnih kotih zapiranja eksplozivnega stožca (25-45 stopinj) ne daje natančnega ciljanja in pogosto udarno jedro preprosto zdrsne iz žarišča plinskega curka, pri čemer ostane tako imenovano " mleko ".
Za bojno uporabo je narejena kumulativna vdolbina z zapiralnim kotom več kot 100 stopinj, pri takšnih kotih kumulativne vdolbine hitrosti več kot 5 km / s ni mogoče doseči niti v teoriji, vendar tehnologija deluje zanesljivo in je velja v bojnih razmerah.
Možno je pospešiti proces "zapiranja škarij", vendar je v tem primeru treba opustiti detonacijsko metodo, da se oblikuje točka delovanja sil v eksplozivnem kanalu. Za to je potrebno, da eksplozija poteka po poti pospeševanja krogle z večjo hitrostjo, kot jo lahko zagotovi mehanizem za detonacijo.
V tem primeru bi morala shema detonacije zagotoviti hkratno detonacijo eksploziva po celotni dolžini eksplozivnega kanala, škarjast učinek pa je treba doseči zaradi stožčaste razporeditve sten eksplozivnega kanala, kot je prikazano na sliki:
Ustvarjanje sheme za hkratno detonacijo eksploziva v kanalu za razprševanje krogel je za sodobno tehnološko raven povsem izvedljiva naloga.
Poleg tega bo vprašanje fizične moči takoj rešeno, cev iz detonirajoče snovi se med letom krogle ne bo imela časa zrušiti, saj se bo mehanska obremenitev prenašala počasneje, kot bo šel eksplozivni proces.
Za kroglo je pomembna točka uporabe sile, edini problem je nadzor nad hitrostjo premikanja točke sile, tako da je krogla vedno na tej točki, o tem pa kasneje, to je že tehnika, ne teorija.
Še vedno je treba ugotoviti obseg postopka overclockinga takšne krogle, in sicer, v kakšnih masno-dimenzijskih parametrih bi ta teoretski mehanizem uresničili v praksi.
Zakon o skaliranju RTT
Živimo v vztrajnih zablodah, primer takšne zablode je asociativni sveženj pojmov: "več pomeni močnejši". Artilerijska znanost je zelo konservativna in doslej popolnoma spoštuje to načelo, vendar nič ne traja večno pod luno.
Do nedavnega je bila ta asociativna paradigma v marsičem pravilna in cenejša v smislu praktične izvedbe. Zdaj pa temu ni več tako, izvajajo se tehnološki preboji, kjer se načela spreminjajo v ravno nasprotno.
Navedel bom primer iz svojega poklica, računalniki so se v 20-30 letih zmanjšali za 1000-krat, njihova računalniška moč pa se je povečala tudi za tisočkrat.
Ta primer bi posplošil na svetovni ravni in ga oblikoval v obliki zakona, na primer: " Povečanje učinkovitosti fizičnega procesa je obratno sorazmerno s prostornino, uporabljeno za izvedbo tega procesa ".
Poimenovala ga bom zakon R_T_T, po pravici odkritelja, kaj pa če se bo ime ukoreninilo?
Postal bom slaven!
Seveda je šala, a vsaka šala ima zrno resnice, zato bomo topničarjem poskušali dokazati, da tudi njihova inženirska znanost spoštuje ta zakon.
Preštejmo "naše ovne", če poznamo tlak plinov produktov zgorevanja eksploziva, maso "mikro krogle", njeno učinkovito površino lahko izračunamo razdaljo pospeška, z drugimi besedami, dolžino cevi v ki se "mikro krogla" pospeši na določeno hitrost.
Izkazalo se je, da je takšno "mikro kroglo" mogoče pospešiti do 1000 km / sek na razdalji le 15 centimetrov.
Naše "škarje" se zaprejo z dvojno hitrostjo plinov eksplozijskih produktov - 20 km / s, kar pomeni, da za dosego hitrosti zapiranja 1000 km / s in vhodnega merilnika s premerom 1 mm za eksplozivni kanal 150 mm dolg, izhodni profil mora biti 1,3 mm.
Še vedno je treba razumeti, koliko eksploziva je potrebno za tak pospešek, vendar je tukaj vse preprosto, fizika je univerzalna in njeni zakoni nespremenjeni, da bi razstrelili kroglo milijonkrat lažje in tisočkrat hitreje od našega standarda, bo za puško potrebna krogla. popolnoma enako energijo kot pri pospeševanju naboja običajne puške.
Zato mora energija eksploziva ostati nespremenjena, vendar mora biti narava eksploziva drugačna, smodnik se ne prilega, gori prepočasi, potreben je eksplozivni eksploziv. Z drugimi besedami, iz 5 gramov eksploziva, kot je RDX, morate narediti cevko dolžine 150 mm. in premer vstopa 1 mm. vikend pa 1, 3 mm..
Za moč in koncentracijo eksplozije v prehodnem kanalu "mikro krogle" je potrebno to konstrukcijo postaviti v močan kovinski valj. In uspeti proizvesti sočasno in enakomerno eksplozivno detonacijo na celotni razdalji leta "mikro-krogla".
Če povzamemo, so fizična načela za pospeševanje krogle do hitrosti 1000 km / s na voljo tudi na podlagi praškastih tehnologij, poleg tega se ta načela uporabljajo v resničnih sistemih orožja.
Samo ne hitite v laboratorij in poskusite izvesti takšen eksplozivni sistem pospeševanja, obstaja en pomemben problem, začetna hitrost "mikro krogle" v takem eksplozivnem kanalu mora biti večja od hitrosti zapiranja eksplozivnih front, sicer učinek "zapiranja škarij" ne bo deloval.
Z drugimi besedami, da bi "eksplozivno kroglo" vbrizgali v eksplozivni kanal, jo je treba najprej pospešiti na hitrost približno 10 km / s, kar pa sploh ni enostavno.
Zato bomo tehnične podrobnosti o izvajanju takšnega hipotetičnega strelskega sistema pustili za naslednji del tega članka, zato ga bomo nadaljevali….
