Wapen uit die pas
Die onderwerp van die artikel is kinetiese wapens met baie hoë spoed. Hierdie onderwerp het ontstaan uit die ontleding van die tragiese gebeure by die Dyatlovpas in Februarie 1959. Die dood van nege toeriste, volgens die som van die beskikbare feite, selfs in die amptelike ondersoek, word as gewelddadig beskou met die gebruik van 'n onbekende wapen. Dit is bespreek in artikels wat direk gewy is aan hierdie gebeure: "Ongeklassifiseerde materiaal - die waarheid is êrens in die buurt" en "Die dooies lieg nie."
Aangesien die skade aan die lyke van die dooies ooreenstem met die krag van die geweerkoeël, en die aard van die skade dui op die baie klein grootte van so 'n koeël, is die gevolgtrekking gekom dat hierdie koeël, om sy dodelike krag te behou, moet het mikroskopiese afmetings en 'n snelheid van ongeveer 1000 km / sek.
In die vorige artikel, "Wapens uit die pas", is die moontlikheid van 'n supersnelle beweging van 'n koeël deur die atmosfeer gestaaf sonder om dit te vernietig weens wrywing teen die lug; in hierdie artikel sal gepoog word om te rekonstrueer die wapen self.
Weereens oor die weergawe van gebeure by die Dyatlov -pas. Ek glo dat ons staat (toe die USSR) in Februarie 1959 'n operasie uitgevoer het om 'n onbekende hoëtegnologiefasiliteit in beslag te neem. Minstens 9 mense sterf, waarskynlik het hierdie onbekende voorwerp 'nie 'n bietjie gelyk nie', anders sou die staat nie soveel pogings aangewend het om sy deelname aan hierdie geleenthede te verberg nie.
Dit is slegs 'n weergawe, ek kan verkeerd wees. Die som van die feite is nie genoeg vir 'n ondubbelsinnige interpretasie van die ou gebeure nie, maar dit is nie belangrik in die konteks van die huidige onderwerp nie.
Dit is belangrik dat die vraag gevra word oor die werklikheid van die bestaan van ultra-hoë spoed kinetiese wapens.
Dit is belangrik dat die koeëls van sulke wapens effektief in gas (lug) omgewings kan beweeg.
Die belangrikste is dat so 'n wapen eintlik geskep kan word op grond van die tegnologieë tot ons beskikking.
Maar kom ons praat meer hieroor, ons kan natuurlik sê dat as die 'mikro-koeël' 'n produk is van onbekende tegnologie, dan is die wapen self ook gebaseer op fisiese beginsels wat ons nie ken nie. Miskien wel, maar die tegnologieë wat ons ken, kan 'n koeël versnel tot 'n snelheid van ongeveer 1000 km / s. Ek praat nie van eksotiese dinge nie, soos Gaussiese wapens, spoorwapens, die algemeenste poeiertegnologieë, slegs in nuwe, moderne verpakking.
Kom ons begin met die bestaande tegnologie van hoëspoed kinetiese wapens, en gaan dan eers oor na fantasie.
Artillerie limiet
Vir tradisionele artilleriestelsels is die teoretiese plafon van die projektielsnelheid tot dusver bereik - ongeveer 2-3 km / sek. Die snelheid van die verbrandingsprodukte van kruit is presies op hierdie vlak, naamlik dat dit druk op die onderkant van die projektiel veroorsaak en dit in die loop van die geweer versnel.
Om hierdie resultaat te behaal, was dit nodig om 'n subkaliber projektiel te gebruik (om 'n aansienlike deel van die energie te verloor), tegnologie sonder omhulsel (die wig by hoë druk in die stut), skote met genormaliseerde verbrandingsnelheid van poeiers en 'n multi- puntontploffingstelsel (om eenvormige druk te skep tydens die beweging van die projektiel langs die loop) …
Die limiet is bereik, 'n verdere toename in die snelheid van die projektiel in hierdie tegnologie berus op die beperkende druk wat die vat weerstaan, wat reeds op die rand van die moontlike is. As gevolg hiervan het ons so 'n projektiel, 'n momentopname van 'n werklike skoot, ten tyde van die herstelling van die kalibrasie -oortjies:
Gee aandag aan die boë naby die vlieënde projektielvoering, dit is die skokgolwe waaroor in die vorige artikel geskryf is. In 'n skokgolf beweeg gasmolekules vinniger as die spoed van klank. Om onder so 'n golf te val, sal nie 'n bietjie lyk nie. Maar die skerpgemaakte kern van die projektiel kan nie so 'n golf skep nie, die spoed is nie genoeg nie ….
Maar tot die beskikking van die moderne beskawing is daar 'n ander tegnologie vir die vervaardiging van hoëspoed kinetiese wapens, letterlik kosmies.
Pyle van God
Die mensdom het duisende ton brandstof met 'n maksimum energie -intensiteit verbrand en geleer om voorwerpe wat tien ton weeg in die ruimte en teen 'n snelheid van 10 km / sek. Dit is 'n sonde om nie hierdie ruimte "projektiele" met groot kinetiese energie as 'n wapen te gebruik nie. Die idee is nie oorspronklik nie, sedert 2000 werk die VSA aan hierdie projek, die oorspronklike naam is "die pyle van God". Daar word aanvaar dat voorwerpe op die grond getref sal word deur wolframpyle van ongeveer ses meter lank en met 'n gewig van ongeveer honderd kilogram. Die kinetiese energie van so 'n pyl met sulke snelhede is ongeveer 0,1-0,3 kiloton TNT-ekwivalent. Dit is hoe hierdie projek destyds, meer as 10 jaar gelede, aangebied is:
Die afgelope paar jaar het die projek in die skaduwee gegaan, of dit vergeet is, of andersom, dit het die stadium van ernstige ontwerpwerk betree en gevolglik die stempel "Top Secret" gekry.
Die tweede is waarskynlik 'n pynlik aanloklike vooruitsig, net van die satelliet af, aangesien dit oorspronklik veronderstel was om nie hierdie wapen effektief te gebruik nie, die wette van ballistiek is onverbiddelik. Deur op 'n voorwerp te mik, sal die spoed van so 'n wolframpyl skerp afneem, en dit sal dus nie al die energie na die vernietigingspunt bring nie, maar die spoed van die pyl op die punt van vernietiging sal ten beste 5 wees 6 km / s.
Daar is net een uitweg; die aanvanklike doelwit word gedoen deur die baan van die satelliet self reg te stel, en hiervoor gebruik hulle nie die gewone satelliete nie, maar maneuverende orbitale stelsels; vir ons is dit die 'spiraal' wat in die Bose gesterf het en sy draer "Arrow". Vir die Amerikaners is die onderwerp nie dood nie, inteendeel, op die oomblik is die volgende Shuttle X-37B in die ruimte. So lyk dit:
Een van die voor die hand liggende gebruike vir hierdie onbemande voertuig is 'n ruimtebommenwerper gewapen met die "pyle van God" wat reeds beskryf is.
Dus, orbitale kinetiese wapens is terloops die toekoms van plaaslike konflikte. Maar dit is nie ons onderwerp nie, laat ons terugkeer na 'ons ramme', tradisionele poeiertegnologieë.
Kinematika van projektielversnelling
Die geweerhouer, volgens die beginsel van sy werking, het sedert die uitvinding nie verander nie; dit is 'n silinder (vat), 'n suier (projektiel) en 'n lading (poeier) wat tussen hulle geplaas is. In hierdie skema word die snelheid van die projektiel in die limiet bepaal deur die ekspansiesnelheid van die verbrandingsprodukte van die lading, hierdie waarde is maksimum 3-4 km / s en hang af van die druk in die verbrandingsvolume (tussen die projektiel en die onderkant van die suier).
Moderne artilleriestelsels het die teoretiese limiet van die projektielsnelheid in hierdie kinematiese skema benader, en 'n verdere snelheidsverhoging is byna onmoontlik.
Die skema moet dus verander word, maar is dit oor die algemeen moontlik om die projektiel te versnel tot 'n spoed wat hoër is as die verbrandingsprodukte van kruit? Op die eerste oogopslag is dit onmoontlik, onmoontlik om die projektiel vinniger te stoot as die snelheid van die gasse wat hierdie hoë spoeddruk uitvoer.
Maar matrose het al lank geleer om hul seilskepe te versnel tot snelhede groter as die windsnelheid, in ons geval is dit 'n direkte analogie, 'n bewegende gasmedium dra sy energie oor na 'n fisiese voorwerp, hier is hul nuutste prestasie:
Hierdie 'wonderwerk' met 'n windsnelheid van 40 km / h as gevolg van die 'skuins' seil kan teen 'n snelheid van 120 km / h beweeg, dit wil sê drie keer vinniger as die lug wat hierdie seilboot beweeg. Dit word met die eerste oogopslag 'n paradoksale resultaat, aangesien die snelheid 'n vektorhoeveelheid is en beweging skuins in die rigting van die wind met behulp van die 'skuins' seil moontlik vinniger is as die wind self.
Die artilleriste het dus iemand om van die nuwe beginsels van die verspreiding van skulpe te leen, die kleermakers het 'n geskikte beginsel, of liewer, van hul hoofgereedskap, die skêr.
Sluit lemme effek
Daar is so 'n konsep, 'gedagte-eksperiment', alles wat aangaan veronderstel verder die teenwoordigheid van verbeelding, ten minste op die alledaagse vlak … van 'n elfjarige kind.
Stel jou voor 'n skêr, hulle is geskei, hul punte moet 'n sentimeter geskei word, en die lemme het 'n sluitingspunt op 'n afstand van 10 sentimeter van die punte af.
Ons begin hulle "heeltemal" toemaak.
Dus, gedurende die tyd dat die punte een sentimeter verbygaan, beweeg die sluitingspunt tien sentimeter.
In so 'n stelsel is die bewegingsnelheid van fisiese voorwerpe maksimum aan die punte van die skêr. Maar die belangrikste is dat die punt van toediening van kragte (die punt van sluiting van die lemme) teen 'n spoed van 10 keer groter as die spoed van fisiese voorwerpe in so 'n stelsel sal beweeg. Sedert die sluitingstyd (terwyl die punte van die skêr 'n sentimeter verbygaan), sal die sluitingspunt 10 sentimeter beweeg.
Verbeel jou nou, by die kruising van die lemme (op die punt van sluiting) word 'n klein fisiese voorwerp (byvoorbeeld 'n bal) geplaas, en dit sal beweeg teen die snelheid van die verplasing van die sluitingspunt, d.w.s. tien keer vinniger as skêrpunte.
Hierdie eenvoudige analogie maak dit moontlik om te verstaan hoe dit met 'n gegewe spoed van 'n fisiese proses 'n toepassingspunt van kragte kan verkry wat baie vinniger beweeg as die fisiese voorwerp self.
En boonop hoe hierdie toepassingspunt van kragte fisiese voorwerpe kan versnel tot snelhede wat baie hoër is as die bewegingsnelheid van fisiese voorwerpe wat by versnelling betrokke is (lemme in ons voorbeeld).
Vir eenvoud noem ons hierdie versnellingsmeganisme vir fisiese voorwerpe "Sluit skêr effek".
Ek dink dit is maklik om te verstaan, selfs vir 'n persoon wat nie die basiese beginsels van fisika ken nie, ten minste het my 11-jarige dogter dadelik, nadat ek dit aan haar verduidelik het, my 'n duidelike assosiasie gegee en gesê: "ja, ja, dit is soos om 'n suurlemoensaad met jou vingers te skiet … ".
Inderdaad, kinders van genie gebruik hierdie effek al lankal vir hul grappe, knyp die gladde saad met hul duim en wysvinger en "skiet" uit so 'n impromptu boosterstel. Hierdie metode is dus al in die kinderjare deur baie van ons in die praktyk gebruik …
Versnelling van koeëls deur die metodes van "sluitskêr" en "vektortoevoeging van snelhede"
Iemand dink miskien dat die skrywer die ontdekker van nuwe tegnologie is, vir iemand, inteendeel, dit lyk asof hy 'n dromer is. Geen emosie nodig totdat ek met iets nuuts vorendag kom nie. Hierdie tegnologieë word reeds gebruik in werklike artilleriestelsels gebaseer op die kumulatiewe ontploffingsbeginsels. Net die woorde word daar te moeilik gebruik, maar soos u weet: "soos u die skip noem, sal dit … vlieg."
Die kumulatiewe effek is per ongeluk in die dertigerjare van die vorige eeu ontdek en het onmiddellik in artillerie toegepas. 'N Vormige lading vir die versnelling van 'n straal gasse gebruik twee van die bogenoemde effekte tegelyk - die effek van die vektortoevoeging van snelhede en die effek van die sluitskêr. In meer gevorderde implementerings word 'n metaalkern in die kumulatiewe straal geplaas, wat deur hierdie straal versnel word tot die spoed van die straal self, die sogenaamde "impakkern".
Maar hierdie tegnologie het 'n fisiese limiet, die ontploffingsnelheid is 10 km / sek (beperkend) en die openingshoek van die kumulatiewe kegel is 1:10 (fisiese eindsterkte). As gevolg hiervan kry ons die gasuitvloeisnelheid van 100-200 km / sek. In teorie.
Dit is 'n baie ondoeltreffende proses, die meeste energie word vermors. Daarbenewens is daar 'n probleem met doelgerigtheid, wat afhang van die eenvormigheid van die gevormde ladingontploffing en die eenvormigheid daarvan.
Tog het die tegnologie reeds die laboratoriums verlaat en word dit sedert die middel van die tagtigerjare van die vorige eeu in standaardwapens gebruik, dit is die bekende anti-tenk "myn" TM-83 met 'n doodmaakgebied van meer as 50 meter. En hier is die laaste en boonop 'n huishoudelike voorbeeld:
Dit is 'n anti-helikopter "myn", die reeks "spoegvormige" lading is tot 180 meter; die opvallende element lyk so:
Dit is 'n foto van die skokkern wat vlug, onmiddellik na sy vertrek uit die kumulatiewe gasstraal (swart wolk aan die regterkant), is die spoor van die skokgolf op die oppervlak sigbaar (Mach cone).
Kom ons noem dit alles op hul regte name, die skokkern is Hoë snelheid koeël, versprei net in die vat, maar in 'n stroom gasse. En die gevormde lading self is Barrelless artillery mount, dit is presies wat ons nodig het vir die rekonstruksie van wapens uit die pas.
Die snelheid van so 'n koeël is 3 km / s, dit is baie ver van die teoretiese tegnologiegrens van 200 km / s. Laat ek verduidelik waarom - die teoretiese spoedgrens bereik word tydens wetenskaplike eksperimente in laboratoriumtoestande; daar is genoeg om ten minste een rekordresultaat in die loop van die eksperimente te behaal. En in regte wapens moet toerusting werk met 'n honderd persent waarborg.
Die metode om 'n voorwerp met 'n kumulatiewe straal by klein sluithoeke van die plofbare keël (25-45 grade) te versnel, gee nie 'n akkurate mikpunt nie en dikwels glip die impakkern eenvoudig uit die fokus van die gasstraal en laat dit wat genoem word " melk ".
Vir gevegsgebruik word 'n kumulatiewe uitsparing gemaak met 'n sluitingshoek van meer as 100 grade, in sulke hoeke van 'n kumulatiewe uitsparing kan 'n snelheid van meer as 5 km / s nie eers in teorie bereik word nie, maar die tegnologie werk betroubaar en is in gevegstoestande van toepassing.
Dit is moontlik om die proses om die skêr te sluit, te versnel, maar in hierdie geval moet die ontploffingsmetode laat vaar word om die kragpunt in die plofbare kanaal te vorm. Om dit te kan doen, is dit nodig dat die ontploffing met 'n hoër spoed langs die koeëlversnelpad gaan as wat die ontploffingsmeganisme kan bied.
In hierdie geval moet die ontploffingskema die gelyktydige ontploffing van plofstof oor die hele lengte van die plofbare kanaal verseker, en die skêr -effek moet verkry word as gevolg van die koniese rangskikking van die mure van die plofbare kanaal, soos in die figuur getoon:
Die opstel van 'n skema vir die gelyktydige ontploffing van 'n plofstof in die koeëlverspreidingskanaal is nogal 'n haalbare taak vir 'n moderne tegnologiese vlak.
Boonop word die kwessie van fisiese sterkte onmiddellik opgelos; die buis van die ontploffende stof sal nie tyd hê om ineen te stort tydens die koeëlvlug nie, aangesien die meganiese lading stadiger oorgedra word as wat die plofbare proses gaan.
Vir 'n koeël is dit die punt van krag wat belangrik is; die enigste probleem is beheer oor die bewegingsnelheid van die krag van toepassing, sodat die koeël altyd op hierdie punt is, maar meer hieroor later, dit is reeds 'n tegniek, nie 'n teorie nie.
Dit bly om die skaal van die oorklokproses van so 'n koeël uit te vind, naamlik in watter massadimensionele parameters om hierdie teoretiese meganisme in die praktyk te implementeer.
RTT -skaalwet
Ons leef in volgehoue dwalings, 'n voorbeeld van sulke dwalings is die assosiatiewe bundel konsepte: "meer beteken kragtiger." Artillerie -wetenskap is baie konserwatief en gehoorsaam hierdie beginsel tot dusver heeltemal, maar niks duur vir ewig onder die maan nie.
Tot onlangs was hierdie assosiatiewe paradigma in baie opsigte korrek en goedkoper in terme van praktiese implementering. Maar nou is dit nie meer die geval nie; tegnologiese deurbrake word uitgevoer waar die beginsels na presies die teenoorgestelde verander word.
Ek gee 'n voorbeeld uit my beroep, rekenaars in 20-30 jaar het 1000 keer in volume afgeneem, en hul rekenaarvermoë het ook duisend keer toegeneem.
Ek sou hierdie voorbeeld op 'n globale skaal veralgemeen en dit in die vorm van 'n wet formuleer, byvoorbeeld: ' Die toename in die doeltreffendheid van die fisiese proses is omgekeerd eweredig aan die volume wat gebruik word om hierdie proses te implementeer .
Ek sal dit regs van die ontdekker die R_T_T -wet noem, wat as die naam wortel skiet?
Ek sal beroemd word!
Dit is natuurlik 'n grap, maar elke grap het 'n greintjie waarheid, so ons sal aan die artilleriste probeer bewys dat hul ingenieurswetenskap ook hierdie wet nakom.
Kom ons tel "ons ramme", deur die druk van die gasse van die verbrandingsprodukte van plofstof, die massa van die "mikrokoeël" te ken, kan die effektiewe oppervlak daarvan die versnellingsafstand bereken word, met ander woorde die lengte van die vat in wat die "mikro-koeël" tot 'n gegewe spoed versnel.
Dit het geblyk dat so 'n "mikro-koeël" tot 'n afstand van slegs 15 sentimeter tot 1000 km / sek versnel kan word.
Ons "skêr" sluit met 'n verdubbelde snelheid van die gasse van die ontploffingsprodukte - 20 km / s, wat beteken dat 'n sluitingsnelheid van 1000 km / s en 'n insetmeter met 'n deursnee van 1 mm vir 'n plofbare kanaal 150 verkry word mm lank, moet die uitsetmeter 1,3 mm wees.
Dit bly om te verstaan hoeveel plofstof nodig is vir so 'n versnelling, maar alles is eenvoudig hier, die fisika is universeel en die wette daarvan is onveranderd, om 'n koeël 'n miljoen keer makliker en duisend keer vinniger as ons standaard te versprei, sal 'n geweerkoeël vereis presies dieselfde energie as vir die versnelling van 'n konvensionele geweerkoeël.
Gevolglik moet die energie van die plofstof onveranderd bly, maar die aard van die plofstof moet anders wees, die kruit pas nie, brand te stadig, 'n ontploffende plofstof is nodig. Met ander woorde, u moet 'n buis van 150 mm lank maak van 5 gram plofstof, soos RDX. en 'n inlaatdiameter van 1 mm. en die naweek is 1, 3 mm..
Vir die sterkte en konsentrasie van die ontploffing binne die deurgangskanaal van die "mikro-koeël" is dit nodig om hierdie struktuur in 'n sterk metaalsilinder te plaas. En om te slaag om gelyktydige en eenvormige plofbare ontploffing op die hele afstand van die "mikro-koeël" vlug te produseer.
Om op te som, fisiese beginsels vir die versnelling van 'n koeël tot snelhede van 1000 km / s is beskikbaar, selfs op grond van poeiertegnologieë. Boonop word hierdie beginsels in werklike wapensisteme gebruik.
Moenie haastig na die laboratorium gaan nie en probeer om so 'n plofbare versnellingstelsel te implementeer; daar is 'n groot probleem: die aanvanklike snelheid van die 'mikro-koeël' in so 'n plofbare kanaal moet groter wees as die snelheid van die sluit van die plofbare fronte, anders werk die effek van 'sluitskêr' nie.
Met ander woorde, om 'n "mikro-koeël" in die plofbare kanaal te spuit, moet dit eers versnel word tot 'n snelheid van ongeveer 10 km / s, en dit is glad nie maklik nie.
Daarom laat ons die tegniese besonderhede van die implementering van so 'n hipotetiese skietstelsel vir die volgende deel van hierdie artikel, sodat ons dit sal voortsit …
