Oružje s prijevoja
Tema članka je kinetičko oružje ultrabrzih brzina. Ova je tema nastala analizom tragičnih događaja na prijevoju Dyatlov u veljači 1959. godine. Smrt devet turista, prema zbroju dostupnih činjenica, čak i u službenoj istrazi, kvalificirana je kao nasilna uz uporabu nepoznatog oružja. O tome se govorilo u člancima izravno posvećenim tim događajima: "Nerazvrstani materijali - istina je negdje u blizini" i "Mrtvi ne lažu".
Budući da je oštećenje na tijelima poginulih odgovaralo snazi puščanog metka, a priroda oštećenja ukazivala je na vrlo malu veličinu takvog metka, zaključeno je da ovaj metak, kako bi održao smrtonosnu silu, mora imaju mikroskopske dimenzije i brzinu od oko 1000 km / s.
U prethodnom članku, "Oružje s prijevoja", dokazana je mogućnost superbrzinskog kretanja metka kroz atmosferu bez uništavanja zbog trenja o zrak; u ovom će se članku pokušati rekonstruirati samo oružje.
Još jednom o verziji događaja na prijevoju Dyatlov. Vjerujem da je još u veljači 1959. naša država (tada SSSR) izvela operaciju zauzimanja nepoznatog visokotehnološkog objekta. Umrlo je najmanje 9 ljudi, najvjerojatnije se ovaj nepoznati objekt "nije činio malo", inače država ne bi uložila toliko napora da prikrije svoje sudjelovanje u tim događajima.
Ovo je samo verzija, možda griješim. Zbir činjenica nije dovoljan za jednoznačno tumačenje tih starih događaja, ali nije važan u kontekstu aktualne teme.
Važno je postaviti pitanje o stvarnosti postojanja ultra-brzog kinetičkog oružja.
Važno je da se metci takvog oružja mogu učinkovito kretati u plinskim (zračnim) okruženjima.
Važno je da se takvo oružje zapravo može stvoriti na temelju tehnologija kojima raspolažemo.
No, razgovarajmo o tome detaljnije, možemo naravno reći da ako je "mikro-metak" proizvod nepoznatih tehnologija, onda se i samo oružje temelji na nama nepoznatim fizičkim principima. Možda je tako, ali tehnologije koje poznajemo sposobne su ubrzati metak do brzine reda veličine 1000 km / s. Ne govorim o egzotičnim stvarima, poput gausovog oružja, šina, najčešćih tehnologija praha, samo u novom, modernom pakiranju.
Počnimo s postojećim tehnologijama brzog kinetičkog oružja, pa tek onda pređimo na fantaziju.
Granica topništva
Za tradicionalne topničke sustave do danas je dosegnuta teoretska granica brzine projektila - oko 2-3 km / s. Brzina produkata izgaranja baruta je upravo na ovoj razini, naime stvaraju pritisak na dno projektila, ubrzavajući ga u cijevi pištolja.
Da bi se postigao ovaj rezultat, bilo je potrebno upotrijebiti projektil podkalibra (za gubitak značajnog dijela energije), tehnologiju bez kućišta (kućište klinova pri visokim pritiscima u zatvaraču), snimke s normaliziranim brzinama izgaranja praha i više sustav točkaste detonacije (za stvaranje ujednačenog pritiska tijekom kretanja projektila uz cijev) …
Granica je dosegnuta, daljnje povećanje brzine projektila u ovoj tehnologiji počiva na graničnim pritiscima koje izdržava cijev, a koji su već na rubu mogućeg. Kao rezultat toga, imamo takav projektil, snimku stvarnog hica, u vrijeme resetiranja kalibracijskih kartica:
Obratite pozornost na lukove u blizini letećih košuljica projektila, to su udarni valovi o kojima je pisano u prethodnom članku. U udarnom valu molekule plina kreću se brže od brzine zvuka. Pad pod takav val neće se činiti kao malo. Ali izoštrena jezgra projektila ne može stvoriti takav val, brzina nije dovoljna ….
No, modernoj civilizaciji na raspolaganju postoji još jedna tehnologija za stvaranje brzog kinetičkog oružja, doslovno kozmičkih razmjera.
Božje strijele
Sagorjevši tisuće tona goriva najvećeg energetskog intenziteta, čovječanstvo je naučilo lansirati u svemir objekte teške desetke tona i brzinama od oko 10 km / s. Grijeh je ne koristiti ove svemirske "projektile" s ogromnom kinetičkom energijom kao oružje. Ideja nije originalna, od 2000. SAD rade na ovom projektu, izvorni naziv joj je "strijele Božje". Pretpostavljalo se da će objekti na tlu biti pogođeni volframovim strijelama dugim oko šest metara i teškim oko sto kilograma. Kinetička energija takve strijele pri takvim brzinama iznosi približno 0,1-0,3 kilotona ekvivalenta TNT-a. Ovako je ovaj projekt predstavljen tada, prije više od 10 godina:
Posljednjih godina projekt je otišao u sjenu, ili je zaboravljen, ili obrnuto, ušao je u fazu ozbiljnog dizajnerskog rada i, sukladno tome, stekao pečat "Top Secret".
Druga je vjerojatnija, bolno primamljiva mogućnost, samo sa satelita, budući da se izvorno pretpostavljalo da neće učinkovito koristiti ovo oružje, zakoni balistike su neumoljivi. Ciljanje prema objektu dovest će do naglog smanjenja brzine takve volframove strijele, pa stoga neće prenijeti svu energiju do točke uništenja, u najboljem slučaju brzina strijele na mjestu uništenja bit će 5- 6 km / s.
Postoji samo jedan izlaz, početno ciljanje vrši se ispravljanjem orbite samog satelita, a za to ne koriste uobičajene satelite, već manevarske orbitalne sustave, za nas je to "Spirala" koja je poginula u Boseu i njezin nosač "Strela". Za Amerikance tema nije umrla, naprotiv, upravo sada je sljedeći Shuttle X-37B u svemiru. Ovako to izgleda:
Jedna od očitih upotreba ovog bespilotnog vozila je svemirski bombarder naoružan već opisanim "božjim strijelama".
Dakle, orbitalno kinetičko oružje budućnost je lokalnih sukoba, uzgred rečeno, idealno. No, to nije naša tema, vratimo se “našim ovanima”, tradicionalnim tehnologijama u prahu.
Kinematika ubrzanja projektila
Nosač pištolja, prema principu njegovog djelovanja, nije se promijenio od trenutka izuma, to je cilindar (cijev), klip (projektil) i naboj (prah) postavljen između njih. U ovoj shemi, brzina projektila u granici određena je brzinom širenja produkata izgaranja naboja, ta vrijednost je najviše 3-4 km / s i ovisi o tlaku u volumenu izgaranja (između projektil i dno klipa).
Suvremeni topnički sustavi približili su se teoretskoj granici brzine projektila u ovoj kinematičkoj shemi, a daljnje povećanje brzine gotovo je nemoguće.
Dakle, shemu je potrebno promijeniti, no je li općenito moguće ubrzati projektil brzinom većom od produkata izgaranja baruta? Na prvi pogled nemoguće je, nemoguće gurnuti projektil brže od brzine plinova koji izvode ovaj pritisak velike brzine.
No, mornari su odavno naučili ubrzati svoje jedrenjake brzinama većim od brzine vjetra, u našem slučaju ovo je izravna analogija, pokretni plinski medij prenosi svoju energiju na fizički objekt, evo njihovog posljednjeg postignuća:
Ovo "čudo" sa brzinom vjetra od 40 km / h zbog "kosog" jedra u stanju se kretati brzinom od 120 km / h, odnosno tri puta brže od zraka koji se kreće ovom jedrilicom. Ovaj, na prvi pogled, paradoksan rezultat postiže se zbog činjenice da je brzina vektorska veličina i da je kretanje pod kutom prema smjeru vjetra uz pomoć "kosog" jedra moguće brže od samog vjetra.
Tako da topnici imaju koga posuditi iz novih načela rasipanja granata, krojači imaju prikladno načelo, točnije iz svog glavnog alata, škara.
Učinak zatvaranja oštrica
Postoji takav koncept, "misaoni eksperiment", sve što se tiče nadalje pretpostavlja prisutnost mašte, barem na svakodnevnoj razini … jedanaestogodišnjeg djeteta.
Zamislite škare, razvedene su, njihovi vrhovi trebali bi biti razvedeni za centimetar, a oštrice imaju točku zatvaranja na udaljenosti od 10 centimetara od vrhova.
Počinjemo ih zatvarati "do kraja".
Dakle, tijekom vremena dok vrhovi prođu jedan centimetar, točka zatvaranja pomaknut će se deset centimetara.
U takvom će sustavu brzine kretanja fizičkih objekata biti najveće na vrhovima škara. No, najvažnije, točka primjene sila (točka zatvaranja lopatica) kretat će se brzinom 10 puta većom od brzine fizičkih objekata u takvom sustavu. Budući da će se tijekom vremena zatvaranja (dok vrhovi škara prolaze jedan centimetar) točka zatvaranja pomaknuti 10 centimetara.
Sada zamislite, na sjecištu lopatica (na mjestu zatvaranja) postavljen je mali fizički objekt (na primjer, kugla), pa će se kretati brzinom pomaka točke zatvaranja, t.j. deset puta brže od vrhova škara.
Ova jednostavna analogija omogućuje razumijevanje kako je, pri datoj brzini fizičkog procesa, moguće postići točku primjene sila koja se kreće mnogo brže od samog fizičkog objekta.
Štoviše, kako ta točka primjene sila može ubrzati fizičke objekte brzinama mnogo većim od brzine kretanja fizičkih objekata uključenih u ubrzanje (oštrice u našem primjeru).
Radi jednostavnosti, nazvat ćemo ovaj mehanizam ubrzanja za fizičke objekte "Učinak zatvaranja škara".
Mislim da je to lako razumjeti čak i osobi koja ne poznaje osnove fizike, barem mi je moja 11-godišnja kći odmah, nakon što sam joj to objasnio, dala očitu asocijaciju, rekavši: .. da, to je kao da prstima izbiješ sjemenku limuna …”.
Doista, genijalna djeca u svojoj jednostavnosti dugo su koristila ovaj efekt za svoje podvale, uštipnuvši klizavo sjeme palcem i kažiprstom i "pucajući" iz takvog improviziranog pojačivača. Tako su ovu metodu mnogi od nas već koristili u praksi u djetinjstvu …
Ubrzanje metaka metodama "zatvaranja škara" i "vektorskog zbrajanja brzina"
Netko može pomisliti da je autor otkrivač novih tehnologija, nekome se, naprotiv, može činiti da je sanjar. Nema potrebe za emocijama dok ne smislim nešto novo. Ove se tehnologije već koriste u stvarnim topničkim sustavima temeljenim na načelima kumulativne eksplozije. Tamo se samo riječi koriste previše lukavo, ali kao što znate: "kako imenujete brod, tako će … letjeti."
Kumulativni učinak slučajno je otkriven 30 -ih godina prošlog stoljeća i odmah je našao primjenu u topništvu. Oblikovani naboj za ubrzavanje mlaza plinova koristi dva gore spomenuta učinka odjednom - učinak vektorskog zbrajanja brzina i učinak zatvaranja škara. U naprednijim izvedbama, metalna jezgra smještena je u kumulativni mlaz, koji se ovim mlazom ubrzava do brzine samog mlaza, takozvane "udarne jezgre".
Ali ova tehnologija ima fizičko ograničenje, brzina detonacije je 10 km / s (ograničavajući), a kut otvaranja kumulativnog stošca je 1:10 (fizička krajnja snaga). Kao rezultat toga, dobivamo brzinu istjecanja plina na razini 100-200 km / sec. U teoriji.
Ovo je vrlo neučinkovit proces, većina energije se troši. Osim toga, postoji problem s ciljanjem, što ovisi o ujednačenosti detonacije oblikovanog naboja i njegovoj ujednačenosti.
Ipak, tehnologija je već napustila laboratorije i koristila se u standardnom naoružanju od sredine osamdesetih godina prošlog stoljeća, ovo je poznati protuoklopni „minski“TM-83 sa zonom ubijanja većom od 50 metara. I evo posljednjeg, štoviše, domaćeg primjera:
Ovo je "mina" protiv helikoptera, domet naboja u obliku "pljuvanja" je do 180 metara, upečatljiv element izgleda ovako:
Ovo je fotografija udarne jezgre u letu, odmah nakon njezina odlaska iz kumulativnog plinskog mlaza (crni oblak s desne strane), trag udarnog vala vidljiv je na površini (Mach stožac).
Nazovimo to sve vlastitim imenima, jezgro šoka je Metak velike brzine, samo raspršeni ne u cijevi, već u struji plinova. I sam oblikovani naboj je Topnički nosač bez cijevi, upravo nam je to potrebno za obnovu oružja s prijevoja.
Brzina takvog metka je 3 km / s, vrlo je daleko od teoretske tehnološke granice od 200 km / s. Dopustite mi da objasnim zašto - teoretsko ograničenje brzine postiže se tijekom znanstvenih pokusa u laboratorijskim uvjetima, tamo je dovoljno dobiti barem jedan rekordni rezultat tijekom pokusa. A u pravom oružju oprema bi trebala raditi sa stopostotnim jamstvom.
Metoda ubrzanja objekta kumulativnim mlazom pod malim kutovima zatvaranja eksplozivnog stošca (25-45 stupnjeva) ne daje točno ciljanje i često udarna jezgra jednostavno isklizne iz fokusa mlaza plina, ostavljajući ono što se naziva " mlijeko".
Za borbenu uporabu izrađuje se kumulativno udubljenje s kutom zatvaranja većim od 100 stupnjeva, pri takvim kutovima kumulativnog udubljenja brzina veća od 5 km / s ne može se postići ni u teoriji, ali tehnologija radi pouzdano i primjenjivo u borbenim uvjetima.
Moguće je ubrzati proces "zatvaranja škara", ali u ovom slučaju treba napustiti metodu detonacije kako bi se formirala točka primjene sila u eksplozivnom kanalu. Da bi se to učinilo, potrebno je da eksplozija prođe putem ubrzanja metka većom brzinom nego što mehanizam za detonaciju može pružiti.
U tom slučaju shema detonacije trebala bi osigurati istovremenu detonaciju eksploziva cijelom duljinom eksplozivnog kanala, a učinak škara trebao bi se postići zbog stožastog rasporeda stijenki eksplozivnog kanala, kao što je prikazano na slici:
Stvaranje sheme za istovremenu detonaciju eksploziva u kanalu za raspršivanje metaka sasvim je izvediv zadatak za suvremenu tehnološku razinu.
Osim toga, pitanje fizičke snage bit će odmah riješeno, cijev iz detonirajuće tvari neće imati vremena za kolaps tijekom leta metka, jer će se mehaničko opterećenje prenositi sporije nego što će ići eksplozivni proces.
Za metak je važna točka primjene sile, jedini problem je kontrola brzine kretanja točke primjene sile, tako da je metak uvijek u ovoj točki, ali o tome kasnije, ovo je već tehnika, a ne teorija.
Ostaje shvatiti skaliranje procesa overklokiranja takvog metka, naime, u kojim će se maso-dimenzionalnim parametrima primijeniti ovaj teorijski mehanizam u praksi.
Zakon o skaliranju RTT -a
Živimo u upornim zabludama, primjer takve zablude je asocijativni skup pojmova: "više znači moćnije". Artiljerijska znanost vrlo je konzervativna i do sada se u potpunosti pridržava ovog načela, ali ništa ne traje vječno pod Mjesecom.
Donedavno je ta asocijativna paradigma na mnogo načina bila točna, a jeftinija u smislu praktične implementacije. No sada to više nije slučaj, provode se tehnološki iskoraci gdje se principi mijenjaju u potpuno suprotno.
Navest ću primjer iz svoje struke, računala su se u 20-30 godina smanjila u volumenu 1000 puta, a i njihova računalna moć također se povećala tisuću puta.
Generalizirao bih ovaj primjer na globalnoj razini, formulirajući ga u obliku zakona, na primjer: „ Povećanje učinkovitosti fizičkog procesa obrnuto je proporcionalno volumenu koji se koristi za provedbu ovog procesa .
Nazvat ću ga zakonom R_T_T, po pravu otkrivača, što ako se ime ukorijeni?
Postat ću slavan!
To je šala, naravno, ali svaka šala ima zrnce istine, pa ćemo pokušati dokazati topnicima da i njihova inženjerska znanost poštuje ovaj zakon.
Prebrojimo "naše ovnove", znajući tlak plinova produkata izgaranja eksploziva, masu "mikro-metka", njegovu učinkovitu površinu možemo izračunati udaljenost ubrzanja, drugim riječima, duljinu cijevi u kojim se "mikro-metak" ubrzava do zadane brzine.
Pokazalo se da se takav "mikro-metak" može ubrzati do 1000 km / s na udaljenosti od samo 15 centimetara.
Naše se "škare" zatvaraju udvostručenom brzinom plinova produkata eksplozije - 20 km / s, što znači da za postizanje brzine zatvaranja od 1000 km / s i ulaznog mjerača promjera 1 mm za eksplozivni kanal 150 mm dugačak, izlazni mjerač bi trebao biti 1,3 mm.
Ostaje razumjeti koliko je eksploziva potrebno za takvo ubrzanje, ali ovdje je sve jednostavno, fizika je univerzalna i njezini zakoni su nepromijenjeni, da bi se raspršio metak milijun puta lakše i tisuću puta brže od našeg standarda, puščani metak će zahtijevati potpuno istu energiju kao i za ubrzanje metka konvencionalne puške.
Slijedom toga, energija eksploziva mora ostati nepromijenjena, ali priroda eksploziva mora biti drugačija, barut se ne uklapa, gori presporo, potreban je eksplozivni eksploziv. Drugim riječima, morate napraviti cijev duljine 150 mm od 5 grama eksploziva, poput RDX -a. i promjer ulaza 1 mm. a vikend je 1,3 mm..
Za jačinu i koncentraciju eksplozije unutar prolaznog kanala "mikro-metka" potrebno je postaviti ovu strukturu u jak metalni cilindar. I uspjeti proizvesti istovremenu i jednoliku eksplozivnu detonaciju na cijeloj udaljenosti leta "mikro-metak".
Ukratko, fizički principi za ubrzavanje metka do brzine od 1000 km / s dostupni su čak i na temelju tehnologija praha, štoviše, ti se principi koriste u stvarnim oružnim sustavima.
Samo nemojte žuriti u laboratorij i pokušati implementirati takav eksplozivni sustav ubrzanja, postoji jedan značajan problem, početna brzina "mikro-metka" u takvom eksplozivnom kanalu mora biti veća od brzine zatvaranja eksplozivnih fronti, inače učinak "zatvaranja škara" neće raditi.
Drugim riječima, da bi se "eksplozivni metak" ubacio u eksplozivni kanal, prvo se mora ubrzati do brzine od približno 10 km / s, a to nije nimalo lako.
Stoga ćemo tehničke pojedinosti implementacije takvog hipotetičkog sustava snimanja ostaviti za sljedeći dio ovog članka, pa će se nastaviti….
