Ieroči no piespēles
Raksta tēma ir īpaši ātrgaitas kinētiskie ieroči. Šī tēma radās, analizējot traģiskos notikumus Djatlova pārejā 1959. gada februārī. Deviņu tūristu nāve, saskaņā ar pieejamo faktu summu, pat oficiālajā izmeklēšanā tiek kvalificēta kā vardarbīga, izmantojot nezināmu ieroci. Tas tika apspriests rakstos, kas tieši veltīti šiem notikumiem: "Neklasificēti materiāli - patiesība ir kaut kur tuvumā" un "Mirušie nemelo".
Tā kā bojā gājušo ķermeņu bojājumi atbilda šautenes lodes spēkam un bojājuma raksturs liecināja par šādas lodes ļoti nelielo izmēru, tika secināts, ka šai lodei, lai saglabātu savu nāvējošo spēku, ir jābūt ir mikroskopiski izmēri un ātrums aptuveni 1000 km / sek.
Iepriekšējā rakstā “Ieroči no caurlaides” tika pierādīta iespēja, ka lode varētu pārvietoties pa lielu ātrumu pa atmosfēru, neiznīcinot to berzes dēļ pret gaisu; šajā rakstā tiks mēģināts rekonstruēt pats ierocis.
Vēlreiz par notikumu versiju Djatlova pārejā. Es uzskatu, ka jau 1959. gada februārī mūsu valsts (toreizējā PSRS) veica operāciju, lai sagrābtu nezināmu augsto tehnoloģiju objektu. Vismaz deviņi cilvēki gāja bojā, visticamāk, šis nezināms objekts “nelikās maz”, pretējā gadījumā valsts nebūtu pielikusi tik daudz pūļu, lai slēptu savu dalību šajos notikumos.
Šī ir tikai versija, es varu kļūdīties. Faktu summa nav pietiekama, lai viennozīmīgi interpretētu šos vecos notikumus, taču tā nav svarīga pašreizējās tēmas kontekstā.
Ir svarīgi, lai tiktu izvirzīts jautājums par īpaši ātrgaitas kinētisko ieroču esamību.
Ir svarīgi, lai šādu ieroču lodes varētu efektīvi pārvietoties gāzes (gaisa) vidē.
Svarīgi ir tas, ka šādu ieroci faktiski var izveidot, pamatojoties uz mūsu rīcībā esošajām tehnoloģijām.
Bet parunāsim par to sīkāk, mēs, protams, varam teikt, ka, ja "mikro lodīte" ir nezināmu tehnoloģiju produkts, tad arī pats ierocis ir balstīts uz mums nezināmiem fiziskiem principiem. Varbūt tā, bet mums zināmās tehnoloģijas spēj paātrināt lodi līdz apmēram 1000 km / s ātrumam. Es nerunāju par eksotiskām lietām, piemēram, Gausa ieročiem, sliedēm, visizplatītākajām pulvera tehnoloģijām, tikai jaunā, mūsdienīgā iepakojumā.
Sāksim ar esošajām ātrgaitas kinētisko ieroču tehnoloģijām un tikai tad pāriesim pie fantāzijas.
Artilērijas limits
Tradicionālajām artilērijas sistēmām šāviņa ātruma teorētiskie griesti ir sasniegti līdz šim - apmēram 2-3 km / sek. Šaujampulvera sadegšanas produktu ātrums ir tieši šajā līmenī, proti, tie rada spiedienu uz šāviņa dibenu, paātrinot to lielgabala stobrā.
Lai sasniegtu šo rezultātu, bija jāizmanto apakškalibra šāviņš (lai zaudētu ievērojamu enerģijas daļu), bezkorpusa tehnoloģija (korpusa ķīļi pie augsta spiediena apakšstilbā), šāvieni ar normalizētiem pulvera sadegšanas ātrumiem un vairāku punktu detonācijas sistēma (lai radītu vienmērīgu spiedienu visā šāviņa kustībā gar stobru) …
Robeža ir sasniegta, turpmākais šāviņa ātruma palielinājums šajā tehnoloģijā balstās uz ierobežojošajiem spiedieniem, ko iztur stobrs, kas jau atrodas uz iespējamās robežas. Rezultātā kalibrēšanas cilņu atiestatīšanas laikā mums ir šāds šāviņš, īsta šāviena momentuzņēmums:
Pievērsiet uzmanību lokiem pie lidojošajiem šāviņu ieliktņiem, tie ir šoka viļņi, par kuriem tika rakstīts iepriekšējā rakstā. Šoka vilnī gāzes molekulas pārvietojas ātrāk nekā skaņas ātrums. Pakļauties šādam vilnim nešķiet maz. Bet uzasinātais šāviņa kodols nevar radīt šādu vilni, ātrums nav pietiekams ….
Bet mūsdienu civilizācijas rīcībā ir cita tehnoloģija ātrgaitas kinētisko ieroču radīšanai, burtiski kosmiskā mērogā.
Dieva bultas
Sadedzinot tūkstošiem tonnu maksimālās enerģijas intensitātes degvielas, cilvēce ir iemācījusies kosmosā palaist desmitiem tonnu smagus objektus ar ātrumu aptuveni 10 km / sek. Ir grēks neizmantot šos kosmosa "šāviņus" ar milzīgu kinētisko enerģiju kā ieroci. Ideja nav oriģināla, kopš 2000. gada pie šī projekta strādā ASV, tā sākotnējais nosaukums ir "Dieva bultas". Tika pieņemts, ka uz zemes esošajiem priekšmetiem trāpīs aptuveni sešus metrus garas un aptuveni simts kilogramus smagas volframa bultas. Šādas bultiņas kinētiskā enerģija pie šāda ātruma ir aptuveni 0,1-0,3 kilotoni TNT ekvivalenta. Šādi šis projekts tika prezentēts toreiz, pirms vairāk nekā 10 gadiem:
Pēdējos gados projekts ir nonācis ēnā, vai nu tas tika aizmirsts, vai otrādi, tas nonāca nopietnu projektēšanas darbu stadijā un attiecīgi ieguva zīmogu "Top Secret".
Otrais, visticamāk, sāpīgi vilinoša perspektīva, tikai no satelīta, jo sākotnēji bija paredzēts, ka šis ierocis netiks efektīvi izmantots, ballistikas likumi ir nepielūdzami. Tēmēšana uz objektu izraisīs strauju šādas volframa bultiņas ātruma samazināšanos, un tāpēc tā nenesīs visu enerģiju līdz iznīcināšanas punktam, labākajā gadījumā bultiņas ātrums iznīcināšanas vietā būs 5- 6 km / s.
Ir tikai viena izeja, sākotnējā mērķauditorijas atlase tiek veikta, koriģējot paša satelīta orbītu, un šim nolūkam tie izmanto nevis parastos satelītus, bet gan manevrēšanas orbitālās sistēmas, mums tā ir "spirāle", kas mirusi Bose un tā pārvadātājs "Arrow". Amerikāņiem tēma nav nomirusi, gluži pretēji, šobrīd kosmosā atrodas nākamais Shuttle X-37B. Tas izskatās šādi:
Viens no acīmredzamiem šī bezpilota transportlīdzekļa izmantošanas veidiem ir kosmosa bumbvedējs, kas bruņots ar jau aprakstītajām “Dieva bultām”.
Tātad, orbitālie kinētiskie ieroči ir vietējo konfliktu nākotne, starp citu, ideāli. Bet šī nav mūsu tēma, atgriezīsimies pie “mūsu auniem”, tradicionālajām pulvera tehnoloģijām.
Lādiņu paātrinājuma kinemātika
Pistoles stiprinājums saskaņā ar tā darbības principu kopš izgudrošanas brīža nav mainījies, tas ir starp tiem novietots cilindrs (stobrs), virzulis (šāviņš) un lādiņš (pulveris). Šajā shēmā šāviņa ātrumu ierobežojumā nosaka lādiņa sadegšanas produktu izplešanās ātrums, šī vērtība ir maksimāli 3-4 km / s un ir atkarīga no spiediena sadegšanas tilpumā (starp šāviņu un virzuļa dibenu).
Mūsdienu artilērijas sistēmas šajā kinemātiskajā shēmā ir pietuvojušās šāviņa ātruma teorētiskajai robežai, un turpmāks ātruma palielinājums ir gandrīz neiespējams.
Tātad shēma ir jāmaina, bet vai parasti ir iespējams paātrināt šāviņu līdz ātrumam, kas lielāks par šaujampulvera sadegšanas produktiem? No pirmā acu uzmetiena nav iespējams, neiespējami spiest lādiņu ātrāk par gāzu ātrumu, kas veic šo ātrgaitas spiedienu.
Bet jūrnieki jau sen ir iemācījušies paātrināt savus buru kuģus līdz ātrumam, kas lielāks par vēja ātrumu, mūsu gadījumā tā ir tieša analoģija, kustīga gāzes vide nodod savu enerģiju fiziskam objektam, šeit ir viņu jaunākais sasniegums:
Šis "brīnums" ar vēja ātrumu 40 km / h "slīpās" buras dēļ spēj pārvietoties ar ātrumu 120 km / h, tas ir, trīs reizes ātrāk nekā gaiss, kas pārvieto šo buru laivu. Tas, no pirmā acu uzmetiena, tiek sasniegts paradoksāls rezultāts, pateicoties tam, ka ātrums ir vektora daudzums un kustība leņķī pret vēja virzienu ar "slīpās" buras palīdzību, iespējams, ir ātrāka par pašu vēju.
Tātad artilēristiem ir kāds, ko aizņemties no jaunajiem šāviņu izkliedēšanas principiem, drēbniekiem ir piemērots princips, pareizāk sakot, no sava galvenā instrumenta - šķēres.
Aizvēršanas asmeņu efekts
Ir tāds jēdziens, "domu eksperiments", viss, kas skar tālāk, paredz iztēles klātbūtni, vismaz ikdienas līmenī … vienpadsmitgadīga bērna.
Iedomājieties šķēres, tās ir šķīrušās, domājams, ka to galiņi ir šķirti par centimetru, un asmeņiem ir aizvēršanās punkts 10 centimetru attālumā no padomiem.
Mēs sākam tos slēgt "līdz galam".
Tātad, laikā, kad padomi iet vienu centimetru, slēgšanas punkts pārvietosies par desmit centimetriem.
Šādā sistēmā šķēru galos fizisko objektu kustības ātrums būs maksimāls. Bet, pats galvenais, spēku pielietošanas punkts (asmeņu aizvēršanās punkts) pārvietosies ar ātrumu, kas ir 10 reizes lielāks par fizisko objektu ātrumu šādā sistēmā. Tā kā slēgšanas laikā (kamēr šķēru galiņi iet vienu centimetru), noslēguma punkts pārvietosies par 10 centimetriem.
Tagad iedomājieties, ka asmeņu krustojumā (aizvēršanās vietā) tiek novietots neliels fizisks priekšmets (piemēram, bumba), un tā tas kustēsies aizvēršanās punkta pārvietošanās ātrumā, t.i. desmit reizes ātrāk nekā šķērveida padomi.
Šī vienkāršā analoģija ļauj saprast, kā ar noteiktu fiziskā procesa ātrumu ir iespējams iegūt spēku pielietošanas punktu, kas pārvietojas daudz ātrāk nekā pats fiziskais objekts.
Turklāt, kā šis spēku pielietošanas punkts var paātrināt fiziskus objektus līdz ātrumam, kas ir daudz lielāks nekā paātrinājumā iesaistīto fizisko objektu (mūsu piemērā asmeņi) kustības ātrums.
Vienkāršības labad mēs šo paātrinājuma mehānismu sauksim par fiziskiem objektiem "Noslēdzošās šķēres efekts".
Es domāju, ka to ir viegli saprast pat cilvēkam, kurš nezina fizikas pamatus, vismaz mana 11 gadus vecā meita uzreiz, pēc tam, kad es viņai to paskaidroju, radīja man acīmredzamu asociāciju, sakot: ".. jā, tas ir tāpat kā ar pirkstiem izšaut citrona sēklu … ".
Patiesi, ģeniāli bērni savā vienkāršībā jau sen izmanto šo efektu blēņām, ar īkšķi un rādītājpirkstu saspiežot slideno sēklu un “šaujot” no šāda ekspromta pastiprinātāja komplekta. Tātad šo metodi daudzi no mums jau ir izmantojuši praksē bērnībā …
Ložu paātrināšana, izmantojot "šķēru aizvēršanas" un "ātruma vektoru pievienošanas" metodes
Kāds var domāt, ka autors ir jaunu tehnoloģiju atklājējs, kādam, gluži pretēji, var šķist, ka viņš ir sapņotājs. Emocijas nav vajadzīgas, kamēr es neizdomāju kaut ko jaunu. Šīs tehnoloģijas jau tiek izmantotas reālās dzīves artilērijas sistēmās, kuru pamatā ir kumulatīvā sprādziena principi. Tikai vārdi tur tiek izmantoti pārāk viltīgi, bet, kā jūs zināt: "kā nosauc kuģi, tā tas … lidos".
Kumulatīvais efekts tika nejauši atklāts pagājušā gadsimta 30. gados un uzreiz tika atrasts pielietojums artilērijā. Veidota lādiņš gāzu strūklas paātrināšanai izmanto uzreiz divus no iepriekšminētajiem efektiem - ātrumu pievienošanas vektoru efektu un aizvēršanas šķēru efektu. Uzlabotākos variantos kumulatīvajā strūklā tiek ievietots metāla kodols, kuru šī strūkla paātrina līdz pašas strūklas ātrumam, tā sauktajam "trieciena kodolam".
Bet šai tehnoloģijai ir fiziski ierobežojumi, detonācijas ātrums ir 10 km / sek (ierobežojošs), un kumulatīvā konusa atvēršanās leņķis ir 1:10 (fiziskais maksimālais spēks). Tā rezultātā mēs iegūstam gāzes izplūdes ātrumu 100-200 km / sek. Teorētiski.
Tas ir ļoti neefektīvs process, lielākā daļa enerģijas tiek izšķiesta. Turklāt ir mērķauditorijas atlases problēma, kas ir atkarīga no formas lādiņa detonācijas vienveidības un tās vienveidības.
Neskatoties uz to, tehnoloģija jau ir atstājusi laboratorijas un ir izmantota standarta ieročos kopš pagājušā gadsimta astoņdesmito gadu vidus, šī ir plaši pazīstamā prettanku "raktuve" TM-83 ar nogalināšanas zonu vairāk nekā 50 metrus. Un šeit ir pēdējais un turklāt vietējais piemērs:
Šī ir prethelikoptera "raktuve", "spļaušanas" formas lādiņa diapazons ir līdz 180 metriem, pārsteidzošais elements izskatās šādi:
Šī ir šoka kodola fotogrāfija lidojuma laikā, tūlīt pēc tā izlidošanas no kumulatīvās gāzes strūklas (melns mākonis labajā pusē), uz virsmas ir redzama šoka viļņa taka (Maka konuss).
Sauksim to visu īstajos vārdos, šoka kodols ir Liela ātruma lode, tikai izkliedēts nevis mucā, bet gāzu plūsmā. Un pats lādiņš ir Artilērijas stiprinājums bez mucām, tas ir tieši tas, kas mums vajadzīgs ieroču rekonstrukcijai no pārejas.
Šādas lodes ātrums ir 3 km / s, tas ir ļoti tālu no teorētiskās tehnoloģijas robežas 200 km / s. Paskaidrošu kāpēc - teorētiskais ātruma ierobežojums tiek sasniegts zinātnisku eksperimentu gaitā laboratorijas apstākļos, tur pietiek, lai eksperimentu gaitā iegūtu vismaz vienu rekordrezultātu. Un reālos ieročos aprīkojumam vajadzētu strādāt ar simtprocentīgu garantiju.
Metode objekta paātrināšanai ar kumulatīvu strūklu nelielos sprādzienbīstama konusa aizvēršanās leņķos (25–45 grādi) nedod precīzu mērķēšanu un bieži vien trieciena kodols vienkārši izslīd no gāzes strūklas fokusa, atstājot tā saukto. piens.
Kaujas vajadzībām tiek izveidots kumulatīvs padziļinājums ar aizvēršanās leņķi, kas lielāks par 100 grādiem, šādos kumulatīvās padziļinājuma leņķos pat teorētiski nevar sasniegt ātrumu, kas lielāks par 5 km / s, bet tehnoloģija darbojas droši un ir piemērojams kaujas apstākļos.
Ir iespējams paātrināt "šķēru aizvēršanas" procesu, taču šajā gadījumā vajadzētu atteikties no detonācijas metodes, lai veidotu spēku pielietošanas punktu sprādzienbīstamajā kanālā. Lai to izdarītu, ir nepieciešams, lai sprādziens iet gar lodes paātrinājuma ceļu ar lielāku ātrumu, nekā var nodrošināt detonācijas mehānisms.
Šajā gadījumā detonācijas shēmai jānodrošina vienlaicīga sprāgstvielu uzspridzināšana visā sprādzienbīstamā kanāla garumā, un šķērveida efekts jāiegūst sprādzienbīstamā kanāla sienu koniskā izvietojuma dēļ, kā parādīts attēlā:
Shēmas izveide sprāgstvielas vienlaicīgai detonēšanai ložu izkliedes kanālā ir diezgan iespējams mūsdienu tehnoloģiskā līmeņa uzdevums.
Turklāt fiziskā spēka jautājums tiks nekavējoties atrisināts, caurulei no detonējošās vielas nebūs laika sabrukt lodes lidojuma laikā, jo mehāniskā slodze tiks pārraidīta lēnāk nekā sprādzienbīstamais process.
Lodei svarīgs ir spēka pielietošanas punkts, vienīgā problēma ir spēka pielietošanas punkta kustības ātruma kontrole, lai lode vienmēr būtu šajā vietā, bet vairāk par to vēlāk, tā jau ir tehnika, nevis teorija.
Atliek noskaidrot šādas lodes ātruma pārsniegšanas procesa mērogošanu, proti, kādos masu dimensiju parametros šo teorētisko mehānismu ieviest praksē.
RTT mērogošanas likums
Mēs dzīvojam pastāvīgos maldos, šādas maldības piemērs ir asociatīvais jēdzienu kopums: "vairāk nozīmē spēcīgāk". Artilērijas zinātne ir ļoti konservatīva un līdz šim pilnībā ievēro šo principu, bet zem Mēness nekas nav mūžīgs.
Vēl nesen šī asociatīvā paradigma daudzējādā ziņā bija pareiza un lētāka praktiskās īstenošanas ziņā. Bet tagad tā vairs nav, tiek veikti tehnoloģiski sasniegumi, kad principi tiek mainīti uz pilnīgi pretēju.
Es minēšu piemēru no savas profesijas, datori 20-30 gadu laikā ir samazinājušies par 1000 reizēm, un arī to skaitļošanas jauda ir palielinājusies par tūkstoš reižu.
Es šo piemēru vispārinātu globālā mērogā, formulējot to likuma formā, piemēram: “ Fiziskā procesa efektivitātes pieaugums ir apgriezti proporcionāls apjomam, kas izmantots šī procesa īstenošanai. .
Es to nosaukšu par R_T_T likumu, ar atklājēja tiesībām, ja nu nosaukums iesakņojas?
Es kļūšu slavens!
Tas, protams, ir joks, bet katrā jokā ir patiesības grauds, tāpēc mēs centīsimies artilēristiem pierādīt, ka arī viņu inženierzinātne ievēro šo likumu.
Skaitīsim “savus aunus”, zinot sprāgstvielu sadegšanas produktu gāzu spiedienu, “mikro lodītes” masu, tās efektīvo virsmu var aprēķināt paātrinājuma attālumu, citiem vārdiem sakot, stobra garumu kuru “mikro lodīte” paātrina līdz noteiktam ātrumam.
Izrādījās, ka šādu "mikrolodi" var paātrināt līdz pat 1000 km / sek tikai 15 centimetru attālumā.
Mūsu "šķēres" aizveras ar sprādziena produktu gāzu dubulto ātrumu - 20 km / s, kas nozīmē, ka, lai iegūtu aizvēršanās ātrumu 1000 km / s un ievades mērierīci ar 1 mm diametru sprādzienbīstamam kanālam 150 mm garš, izejas mērītājam jābūt 1,3 mm..
Atliek saprast, cik daudz sprādzienbīstamas vielas ir vajadzīgas šādam paātrinājumam, taču šeit viss ir vienkārši, fizika ir universāla un tās likumi ir nemainīgi, lai izkliedētu lodi miljons reižu vieglāk un tūkstoš reižu ātrāk nekā mūsu standarts, šautenes lodei būs nepieciešama tieši tāda pati enerģija kā parastās šautenes lodes paātrināšanai.
Līdz ar to sprāgstvielas enerģijai jāpaliek nemainīgai, bet sprāgstvielas būtībai ir jābūt citādai, šaujampulveris neder, deg pārāk lēni, ir nepieciešama detonējoša sprāgstviela. Citiem vārdiem sakot, jums ir jāizgatavo 150 mm gara caurule no 5 gramiem sprāgstvielas, piemēram, RDX. un ieplūdes diametrs ir 1 mm. un nedēļas nogale ir 1, 3 mm..
Sprādziena stiprumam un koncentrācijai "mikro lodītes" ejas kanālā ir nepieciešams ievietot šo konstrukciju spēcīgā metāla cilindrā. Un, lai izdotos radīt vienlaicīgu un vienveidīgu sprādzienbīstamu detonāciju visā "mikro-ložu" lidojuma attālumā.
Rezumējot, fiziski principi lodes paātrināšanai līdz 1000 km / s ātrumam ir pieejami pat, pamatojoties uz pulvera tehnoloģijām, turklāt šie principi tiek izmantoti reālās ieroču sistēmās.
Vienkārši nesteidzieties laboratorijā un nemēģiniet ieviest šādu sprādzienbīstamu paātrinājuma sistēmu, ir viena būtiska problēma, "mikro lodītes" sākotnējam ātrumam šādā sprādzienbīstamā kanālā jābūt lielākam par sprādzienbīstamu priekšgalu aizvēršanas ātrumu, pretējā gadījumā "aizvēršanas šķēres" efekts nedarbosies.
Citiem vārdiem sakot, lai sprāgstvielā ievadītu "mikro lodīti", tā vispirms jāpaātrina līdz apmēram 10 km / s ātrumam, un tas nebūt nav viegli.
Tāpēc šādas hipotētiskas šaušanas sistēmas ieviešanas tehniskās detaļas mēs atstāsim šī raksta nākamajā daļā, tāpēc turpinām …
