Relv passist
Artikli teemaks on ülikiired kineetilised relvad. See teema tekkis 1959. aasta veebruaris Djatlovi passi traagiliste sündmuste analüüsist. Üheksa turisti surm, vastavalt olemasolevatele faktidele, isegi ametliku uurimise käigus, on vägivaldne tundmatu relva kasutamisel. Seda arutati nendele sündmustele otseselt pühendatud artiklites: "Salastamata materjalid - tõde on kusagil lähedal" ja "Surnud ei valeta".
Kuna surnukehade kahjustused vastasid vintpüssi kuuli võimsusele ja kahjustuste iseloom viitas sellise kuuli väga väikesele suurusele, järeldati, et see kuul peab oma surmava jõu säilitamiseks millel on mikroskoopilised mõõtmed ja kiirus umbes 1000 km / sek.
Eelmises artiklis "Relvad passist" kinnitati kuuli ülikiire liikumise võimalust läbi atmosfääri ilma seda õhu hõõrdumise tõttu hävitamata; selles artiklis püütakse rekonstrueerida relv ise.
Veel kord Djatlovi passi sündmuste versiooni kohta. Usun, et juba 1959. aasta veebruaris viis meie riik (toonane NSV Liit) läbi tundmatu kõrgtehnoloogilise rajatise vallutamise operatsiooni. Hukkus vähemalt 9 inimest, tõenäoliselt ei tundunud see tundmatu objekt "vähe", vastasel juhul poleks riik nii palju pingutanud, et varjata oma osalemist nendel üritustel.
See on ainult versioon, võin eksida. Faktide summast ei piisa nende vanade sündmuste ühemõtteliseks tõlgendamiseks, kuid see pole praeguse teema kontekstis oluline.
Oluline on tõstatada küsimus ülikiirete kineetiliste relvade olemasolu tegelikkuse kohta.
On oluline, et selliste relvade kuulid saaksid gaasi (õhu) keskkonnas tõhusalt liikuda.
Oluline on see, et sellist relva saab tegelikult luua meie käsutuses olevate tehnoloogiate põhjal.
Kuid räägime sellest üksikasjalikumalt, võime muidugi öelda, et kui "mikrokuul" on tundmatute tehnoloogiate toode, siis relv ise põhineb ka meile tundmatutel füüsikalistel põhimõtetel. Võib -olla nii, kuid meie teadaolevad tehnoloogiad on võimelised kuuli kiirendama suurusjärgus 1000 km / s. Ma ei räägi eksootilistest asjadest, nagu Gaussi relvad, raudpüssid, kõige levinumad pulbertehnoloogiad, ainult uues, kaasaegses pakendis.
Alustame kiirete kineetiliste relvade olemasolevate tehnoloogiatega ja alles seejärel liigume fantaasia juurde.
Suurtükivägi
Traditsiooniliste suurtükisüsteemide puhul on mürsu kiiruse teoreetiline ülemmäär saavutatud tänaseks - umbes 2-3 km / sek. Püssirohu põlemisproduktide kiirus on täpselt sellel tasemel, nimelt tekitavad nad survet mürsu põhjale, kiirendades seda relva silindris.
Selle tulemuse saavutamiseks oli vaja kasutada alamkaliibriga mürsku (et kaotada märkimisväärne osa energiast), ilma korpusteta tehnoloogiat (korpuse kiilud kõrgel rõhul tuharas), normaliseeritud pulbri põlemiskiirusega kaadreid ja punkt -detonatsioonisüsteem (ühtlase rõhu tekitamiseks kogu mürsu liikumisel mööda tünni) …
Piir on saavutatud, mürsu kiiruse edasine suurenemine selles tehnoloogias põhineb piiravatel rõhkudel, mida tünn talub, mis on juba võimaliku piiril. Selle tulemusena on meil kalibreerimiskaartide lähtestamise ajal selline mürsk, tegeliku võtte hetktõmmis:
Pöörake tähelepanu lendavate mürsu vooderdiste lähedal asuvatele kaartele, need on lööklained, millest kirjutati eelmises artiklis. Lööklaine korral liiguvad gaasimolekulid helikiirusest kiiremini. Sellise laine alla sattumine ei tundu vähe. Kuid mürsu teritatud südamik ei suuda sellist lainet tekitada, kiirusest ei piisa ….
Kuid kaasaegse tsivilisatsiooni käsutuses on veel üks tehnoloogia kiirete kineetiliste relvade loomiseks, sõna otseses mõttes kosmilise ulatusega.
Jumala nooled
Põletades tuhandeid tonne maksimaalse energiamahukusega kütust, on inimkond õppinud kümneid tonne kaaluvaid esemeid kosmosesse laskma kiirusega 10 km / sek. On patt mitte kasutada neid tohutu kineetilise energiaga kosmosemürske relvana. Idee ei ole originaalne, alates 2000. aastast töötab USA selle projekti kallal, selle algne nimi on "Jumala nooled". Eeldati, et maapinnal olevaid esemeid tabavad umbes kuue meetri pikkused ja umbes sada kilogrammi kaaluvad volframnooled. Sellise noole kineetiline energia sellistel kiirustel on ligikaudu 0,1–0,3 kilotonni TNT ekvivalenti. Seda projekti esitleti siis, rohkem kui 10 aastat tagasi:
Viimastel aastatel on projekt jäänud varju, kas see unustati ära või vastupidi, astus tõsise kujundustöö etappi ja omandas vastavalt ka templi "Ülisalajane".
Teine on tõenäolisem, valusalt ahvatlev väljavaade, ainult satelliidilt, kuna algselt ei pidanud seda relva tõhusalt kasutama, on ballistika seadused järeleandmatud. Objektile sihtimine viib sellise volframnoole kiiruse järsu vähenemiseni ja seetõttu ei vii see kogu energiat hävitamiskohta, parimal juhul on noole kiirus hävitamise kohas 5- 6 km / s.
On ainult üks väljapääs, esialgne sihtimine toimub satelliidi enda orbiidi korrigeerimise teel ja selleks ei kasuta nad mitte tavalisi satelliite, vaid manööverdavaid orbitaalsüsteeme, meie jaoks on see Bose'is surnud "spiraal" ja selle kandja "Arrow". Ameeriklaste jaoks pole see teema surnud, vastupidi, praegu on kosmoses järgmine Shuttle X-37B. See näeb välja selline:
Selle mehitamata sõiduki üks ilmne kasutus on juba kirjeldatud „Jumala nooltega” relvastatud kosmosepommitaja.
Niisiis, orbiidi kineetilised relvad on kohalike konfliktide tulevik, muide, ideaalsed. Kuid see pole meie teema, naaskem tagasi “meie jäärade”, traditsiooniliste pulbritehnoloogiate juurde.
Mürsu kiirenduse kinemaatika
Püstoli kinnitus ei ole oma tegevuse põhimõtte kohaselt muutunud pärast selle leiutamise hetke, see on silinder (tünn), kolb (mürsk) ja nende vahele asetatud laeng (pulber). Selles skeemis määratakse mürsu kiirus piirväärtuses laengu põlemisproduktide paisumiskiirusega, see väärtus on maksimaalselt 3-4 km / s ja sõltub rõhust põlemismahus (vahemikus mürsk ja kolvi põhi).
Kaasaegsed suurtükisüsteemid on selles kinemaatilises skeemis lähenenud mürsu kiiruse teoreetilisele piirile ja kiiruse edasine suurendamine on peaaegu võimatu.
Seega tuleb skeemi muuta, kuid kas üldiselt on võimalik mürsku kiirendada kiirusele, mis on suurem püssirohu põlemisproduktidest? Esmapilgul on võimatu, võimatu suruda mürsku kiiremini kui seda kiiret survet teostavate gaaside kiirus.
Kuid meremehed on juba ammu õppinud oma purjelaevu kiirendama tuulekiirusest suuremale kiirusele, meie puhul on see otsene analoogia, liikuv gaasikeskkond kannab oma energia füüsilisele objektile, siin on nende viimane saavutus:
See "ime", mille tuule kiirus on 40 km / h tänu "kaldus" purjele, suudab liikuda kiirusega 120 km / h, see tähendab kolm korda kiiremini kui seda purjekat liigutav õhk. See on esmapilgul paradoksaalne tulemus, mis on tingitud asjaolust, et kiirus on vektori suurus ja liikumine tuule suuna suhtes nurga all "kaldus" purje abil on võimalik kiirem kui tuul ise.
Nii et suurtükiväelastel on kedagi laenata kestade laialisaatmise uutest põhimõtetest, rätsepadel on sobiv põhimõte või õigemini nende põhivahend, käärid.
Sulgemisterade efekt
On olemas selline mõiste, "mõtteeksperiment", kõik, mis puudutab veelgi, eeldab kujutlusvõime olemasolu, vähemalt igapäevasel tasandil … üheteistkümneaastase lapse puhul.
Kujutage ette käärid, need on lahutatud, nende otsad peaksid olema sentimeetri võrra lahutatud ja lõiketerade sulgemispunkt on 10 sentimeetri kaugusel otstest.
Me hakkame neid "lõpuni" sulgema.
Niisiis, selle aja jooksul, kui näpunäited läbivad ühe sentimeetri, liigub sulgemispunkt kümme sentimeetrit.
Sellises süsteemis on füüsiliste objektide liikumiskiirused kääride otstes maksimaalsed. Kuid mis kõige tähtsam - jõudude rakendamise punkt (labade sulgemispunkt) liigub sellise süsteemi füüsilise objekti kiirusest 10 korda suurema kiirusega. Kuna sulgemisajal (kui kääride otsad läbivad ühe sentimeetri), liigub sulgemispunkt 10 sentimeetrit.
Kujutage nüüd ette, et labade ristumiskohas (sulgemispunktis) asetatakse väike füüsiline objekt (näiteks pall) ja see liigub sulgemispunkti nihke kiirusel, s.t. kümme korda kiiremini kui kääride otsad.
See lihtne analoogia võimaldab mõista, kuidas füüsilise protsessi antud kiirusel on võimalik saavutada jõudude rakenduspunkt, mis liigub palju kiiremini kui füüsiline objekt ise.
Ja pealegi, kuidas see jõudude rakendamise punkt võib kiirendada füüsilisi objekte kiirustele, mis on palju suuremad kui kiirendusega seotud füüsiliste objektide (meie näite labad) liikumiskiirus.
Lihtsuse huvides nimetame seda kiirendusmehhanismi füüsiliste objektide jaoks "Kääride sulgemise efekt".
Ma arvan, et seda on lihtne mõista isegi inimesel, kes ei tunne füüsika põhitõdesid, vähemalt minu 11-aastane tütar kohe pärast seda, kui ma talle seda selgitasin, tekitas mulle ilmselge seose, öeldes: ".. jah, see on nagu sõrmedega sidruniseemne tulistamine … ".
Tõepoolest, geeniuslapsed oma lihtsuses on seda efekti juba ammu oma jantide jaoks kasutanud, näpistanud pöidla ja nimetissõrmega libedat seemet ning “tulistanud” sellisest eksprompt võimenduskomplektist. Nii et seda meetodit on paljud meist juba lapsepõlves praktikas kasutanud …
Kuulide kiirendamine "kääride sulgemise" ja "kiiruste vektori lisamise" meetoditega
Keegi võib arvata, et autor on uute tehnoloogiate avastaja, kellelegi võib vastupidi tunduda, et ta on unistaja. Pole vaja emotsioone enne, kui ma midagi uut välja mõtlen. Neid tehnoloogiaid kasutatakse juba reaalsetes suurtükiväesüsteemides, mis põhinevad kumulatiivse plahvatuse põhimõtetel. Ainult sõnu kasutatakse seal liiga keeruliselt, kuid nagu teate: "nagu nimetate laeva, nii see ka lendab".
Kumulatiivne efekt avastati kogemata eelmise sajandi 30ndatel ja leidis kohe rakendust suurtükiväes. Gaasijoa kiirendamiseks kasutatav vormitud laeng kasutab korraga kahte ülalnimetatud efekti - kiiruste vektorliitmise mõju ja sulguvate kääride mõju. Arenenumate rakenduste korral pannakse kumulatiivsesse jugasse metallist südamik, mida see joa kiirendab joa enda kiirusele, nn "löögisüdamikule".
Kuid sellel tehnoloogial on füüsiline piir, detonatsioonikiirus on 10 km / sek (piirav) ja kumulatiivse koonuse avanemisnurk on 1:10 (füüsiline lõplik tugevus). Selle tulemusena saame gaasi väljavoolu kiiruse 100-200 km / sek. Teoorias.
See on väga ebaefektiivne protsess, suurem osa energiast läheb raisku. Lisaks on sihtimisega probleem, mis sõltub vormitud laengu detoneerimise ühtlusest ja selle ühtlusest.
Sellegipoolest on tehnoloogia laboritest juba lahkunud ja seda on kasutatud standardrelvades alates eelmise sajandi kaheksakümnendate keskpaigast, see on tuntud tankitõrje "miin" TM-83, mille tapmispiirkond on üle 50 meetri. Ja siin on viimane ja pealegi kodumaine näide:
See on helikopterivastane "miin", "sülitamise" kujuga laengu ulatus on kuni 180 meetrit, silmatorkav element näeb välja selline:
See on foto šoki tuumast lennu ajal, vahetult pärast selle väljumist kumulatiivsest gaasijugast (paremal must pilv) on lööklaine jälg pinnal nähtav (Mach -koonus).
Nimetagem seda kõike nende õigete nimedega, šoki tuum on Suure kiirusega kuul, ainult hajutatud mitte tünnis, vaid gaasivoolus. Ja vormitud laeng ise on Tünnita suurtükivägi, see on täpselt see, mida vajame relvade ümberehitamiseks passist.
Sellise kuuli kiirus on 3 km / s, see on teoreetilisest tehnoloogiapiirist 200 km / s väga kaugel. Lubage mul selgitada, miks - teoreetiline kiirusepiirang saavutatakse teaduslike katsete käigus laboritingimustes, seal piisab katsete käigus vähemalt ühe rekordtulemuse saamiseks. Ja päris relvades peaks varustus töötama sajaprotsendilise garantiiga.
Meetod objekti kiirendamiseks kumulatiivse joaga plahvatusoonuse väikeste sulgemisnurkade juures (25–45 kraadi) ei anna täpset sihtimist ja sageli libiseb löögisüdamik lihtsalt gaasijuga fookusest välja, jättes nn. piim.
Võitluseks kasutatakse kumulatiivset süvendit, mille sulgemisnurk on üle 100 kraadi, selliste kumulatiivse süvendi nurkade korral ei saa isegi teoreetiliselt saavutada kiirust üle 5 km / s, kuid tehnoloogia töötab usaldusväärselt ja on lahingutingimustes rakendatav.
Võimalik on kiirendada "kääride sulgemise" protsessi, kuid sel juhul tuleks lõhkamismeetodist loobuda, et moodustada plahvatusohtlikus kanalis jõudude rakenduspunkt. Selleks on vaja, et plahvatus kulgeks mööda kuuli kiirendusteed suuremal kiirusel, kui detonatsioonimehhanism suudab pakkuda.
Sel juhul peaks plahvatusskeem tagama lõhkematerjalide samaaegse plahvatuse kogu plahvatuskanali ulatuses ning kääriefekt tuleks saavutada plahvatuskanali seinte koonilise paigutuse tõttu, nagu on näidatud joonisel:
Skeemi loomine lõhkeainete samaaegseks lõhkamiseks kuulide levikukanalis on kaasaegse tehnoloogilise taseme jaoks üsna teostatav ülesanne.
Pealegi lahendatakse füüsilise jõu küsimus kohe, detoneeriva aine torul pole aega kuuli lennu ajal kokku kukkuda, kuna mehaaniline koormus edastatakse aeglasemalt kui plahvatusohtlik protsess.
Kuuli jaoks on oluline jõu rakendamise punkt, ainus probleem on jõu rakendamise punkti liikumiskiiruse kontrollimine, nii et kuul on alati selles kohas, kuid sellest lähemalt hiljem, see on juba tehnika, mitte teooria.
Jääb välja mõelda sellise kuuli kiirendamise protsessi skaleerimine, nimelt millistes massilistes parameetrites seda teoreetilist mehhanismi praktikas rakendada.
RTT skaleerimise seadus
Me elame püsivates pettekujutlustes, sellise eksitamise näiteks on assotsiatiivne mõistete kogum: "rohkem tähendab võimsam". Suurtükiväe teadus on väga konservatiivne ja järgib seda põhimõtet siiani täielikult, kuid miski ei kesta igavesti kuu all.
Kuni viimase ajani oli see assotsiatiivne paradigma paljuski õige ja praktilise rakendamise poolest odavam. Nüüd aga pole see enam nii, tehakse tehnoloogilisi läbimurdeid, kus põhimõtted muudetakse täpselt vastupidiseks.
Toon näite oma elukutsest, arvutite maht on 20-30 aastaga vähenenud 1000 korda ja ka nende arvutusvõimsus on tuhandekordselt suurenenud.
Ma üldistaksin seda näidet globaalses mastaabis, sõnastades selle näiteks seaduse kujul: „ Füüsilise protsessi efektiivsuse kasv on pöördvõrdeline selle protsessi rakendamiseks kasutatud mahuga. .
Ma nimetan seda R_T_T seaduseks, avastaja õigusega, mis siis, kui nimi juurdub?
Ma saan kuulsaks!
See on muidugi nali, kuid igal naljal on tõetera, seega püüame suurtükiväelastele tõestada, et ka nende inseneriteadus järgib seda seadust.
Loendame “meie jäärad”, teades lõhkeainete põlemisproduktide gaaside rõhku, “mikrokuuli” massi, selle efektiivset pinda saab arvutada kiirenduskauguse, teisisõnu tünni pikkuse mida “mikrokuul” kiirendab etteantud kiirusele.
Selgus, et sellist "mikrokuuli" saab kiirendada kuni 1000 km / sek vaid 15 sentimeetri kaugusel.
Meie "käärid" sulguvad plahvatusohtlike gaaside kahekordse kiirusega - 20 km / s, mis tähendab, et sulgemiskiiruse 1000 km / s ja 1 mm läbimõõduga sisendmõõturi saamiseks plahvatusohtliku kanali jaoks 150 mm pikk, peaks väljundi gabariit olema 1,3 mm.
Jääb veel aru saada, kui palju sellise kiirenduse jaoks lõhkekeha vaja on, kuid siin on kõik lihtne, füüsika on universaalne ja selle seadused on muutumatud, et kuuli laiali ajada miljon korda lihtsamalt ja tuhat korda kiiremini kui meie standard, nõuab püssikuul. täpselt sama energia kui tavalise vintpüssi kuuli kiirendamisel.
Järelikult peab lõhkeaine energia jääma muutumatuks, kuid lõhkematerjali olemus peab olema erinev, püssirohi ei sobi, põleb liiga aeglaselt, on vaja lõhkeainet. Teisisõnu, 5 grammist lõhkeainest, näiteks RDX, peate valmistama toru 150 mm pikkuseks. ja sisselaskeava läbimõõt on 1 mm. ja nädalavahetus on 1, 3 mm..
Plahvatuse tugevuse ja kontsentratsiooni tagamiseks "mikrokuuli" läbipääsukanalis on vaja see konstruktsioon paigutada tugevasse metallisilindrisse. Ja suuta toota samaaegne ja ühtlane lõhkeaine plahvatus kogu "mikrokuuli" lennu kaugusel.
Kokkuvõtteks võib öelda, et füüsilised põhimõtted kuuli kiirendamiseks kiirusele 1000 km / s on saadaval isegi pulbertehnoloogiate alusel, pealegi kasutatakse neid põhimõtteid tõelistes relvasüsteemides.
Lihtsalt ärge kiirustage laborisse ja proovige sellist plahvatusohtlikku kiirendussüsteemi rakendada, seal on üks oluline probleem, "mikrokuuli" algkiirus sellises plahvatusohtlikus kanalis peab olema suurem kui plahvatusohtlike esipaneelide sulgemise kiirus, muidu "sulguvate kääride" efekt ei toimi.
Teisisõnu, selleks, et "mikrokuuli" plahvatusohtlikku kanalisse süstida, tuleb see kõigepealt kiirendada kiirusele ligikaudu 10 km / s ja see pole sugugi lihtne.
Seetõttu jätame sellise hüpoteetilise pildistamissüsteemi rakendamise tehnilised üksikasjad käesoleva artikli järgmisse ossa, nii et jätkame….
