Орудие с перевала. Принцип лимоновой косточки

Орудие с перевала

Тема статьи – сверхскоростное кинетическое орудие. Данная тема появилась из анализа катастрофических событий на перевале Дятлова в феврале 1959 года. Погибель 9 туристов по сумме имеющихся фактов даже в официальном следствии квалифицируется как насильная с применением неведомого орудия. Об этом говорилось в статьях, конкретно посвященных этим событиям: «Несекретные материалы, — правда кое-где рядом» и «Мертвые не лгут».

Так как повреждения на телах погибших соответствовали мощности винтовочной пули, а нрав повреждений указывал на очень мелкие размеры таковой пули, то следовал вывод о том, что эта пуля для сохранения собственной убойной силы, должна владеть микроскопичными размерами и скоростью порядка 1000км/сек.

В предшествующей статье «Орудие с перевала» была обусловлена возможность сверхскоростного движения пули через атмосферу без ее разрушения из-за трения об воздух, в этой статье будет предпринята попытка реконструкции самого орудия.

Снова по поводу версии событий на перевале Дятлова. Я считаю, что в дальнем феврале 1959 года наше правительство (тогда СССР) провело операцию по захвату неведомого сверхтехнологичного объекта. Как минимум 9 человек погибли, вероятнее всего и этому неведомому объекту «не много не показалось», по другому правительство настолько не мало усилий для сокрытия собственного роли в этих событиях не решало бы.

Это только версия, я могу и ошибаться. Сумма фактов недостаточна для конкретной трактовки тех давнешних событий, да это в контексте текущей темы и не принципиально.

Принципиально то, что поднят вопрос о действительности существовании сверхскоростного кинетического орудия.

Принципиально то, что пули такового орудия могут отлично продвигаться в газовых (воздушных) средах.

Принципиально то, что такое орудие реально сделать на базе имеющихся в нашем распоряжении технологий.

А вот об этом давайте поподробнее, можно естественно сказать, что коль «микропуля» продукт неведомых технологий, то и само орудие также основано на неведомых нам физических принципах. Может и так, да и известные нам технологии способны обеспечивать разгон пули до скоростей порядка 1000км/сек. Я не говорю об экзотике, типа гауссового орудия, рельсотронов, нет самые обыденные пороховые технологии, исключительно в новейшей, современной упаковке.

Начнем с имеющихся технологий высокоскоростного кинетического орудия, а позже перейдем к фантастике.

Артиллерийский предел

Для обычных артсистем достигнут на сегодня теоретический потолок скорости снаряда – около 2-3км/сек. Скорость товаров горения пороха как раз находится на этом уровне, а конкретно они делают давление на дно снаряда, разгоняющее ее в стволе орудия.

Для заслуги такового результата пришлось использовать подкалиберный снаряд (терять значительную часть энергии), безгильзовую технологию (гильзу при огромных давлениях в казеннике расклинивает), выстрелы с нормированными скоростями сгорания пороха и системы многоточечного подрыва(для сотворения равномерного давления на всем протяжении движения снаряда по стволу).

Предел достигнут, предстоящее увеличение скорости снаряда в таковой технологии упирается в предельные давления выдерживаемые стволом, которые и так уже на грани вероятного. В итоге имеем таковой вот снаряд, снимок реального выстрела, в момент сброса калибрующих вкладок:

Оружие с перевала. Принцип лимонной косточки

Направьте внимание на дуги около разлетающихся вкладышей снаряда, это и есть ударные волны, о которых писалось в предшествующей статье. В ударной волне молекулы газа движутся резвее скорости звука. Попасть под такую волну, не достаточно не покажется. А вот заточенный сердечник снаряда таковой волны сделать не может, скорости не хватает….

Но в распоряжении современной цивилизации есть и другая разработка сотворения скоростного кинетического орудия, в буквальном смысле галлактическая по собственному масштабу.

Стрелы бога

Сжигая тыщи тонн горючего наибольшей энергоемкости, население земли научилось выводить в космос объекты весом в 10-ки тонн и со скоростями порядка 10км/сек. Грех не использовать эти галлактические «снаряды» с большой кинетической энергией в качестве орудия. Идея не уникальная, уже с 2000 годов США работает над этим проектом, его первоначальное заглавие «стрелы бога». Предполагалось, что объекты на земле будут поражаться вольфрамовыми стрелами длиной около 6 метров и, весом около 100 килограмм. Кинетическая энергия таковой стрелы, на таких скоростях составляет примерно 0,1-0,3КилоТонн тротилового эквивалента. Вот  как этот проект представлялся тогда, более 10 годов назад:

Оружие с перевала. Принцип лимонной косточки

Проект в последние годы ушел в тень, или о нем запамятовали, или напротив, он перебежал в стадию суровых конструкторских работ и соответственно заполучил гриф «Совсем Секретно».

2-ое вероятнее, уж больно заманчивая перспектива, только вот со спутника, как сначало это предполагалось это орудие отлично не применить, законы баллистики неумолимы. Нацеливание на объект приведет к резкому понижению скорости таковой вольфрамовой стрелы, а как следует всей энергии в точку поражения она не донесет, в наилучшем случае скорость стрелы в точке поражения будет 5-6 км/сек..

Выход один, первоначальное нацеливание создавать корректировкой орбиты самого спутника, а для этого употребляют не обычные нам спутники, а маневрирующие орбитальные системы, у нас это почившая в бозе «Спираль» и ее носитель «Стрела». У янки тема не погибла, напротив, конкретно на данный момент очередной Шатл X-37B находится в космосе. Ах так он смотрится:

Оружие с перевала. Принцип лимонной косточки

Одно из тривиальных применений этого беспилотного аппарата,- галлактический бомбовоз, вооруженный уже описанными ранее «стрелами бога».

Так что орбитальное кинетическое орудие это будущее локальных конфликтов, безупречное, меж иным. Но это не наша тема, вернемся к «нашим баранам», обычным пороховым технологиям.

Кинематика разгона снаряда

Орудийная установка по принципу собственного деяния неизменна с момента собственного изобретения, это цилиндр (ствол), поршень (снаряд) и размещенный меж ними заряд (пороховой). В таковой схеме скорость снаряда в пределе определяется скоростью разлета товаров горения заряда, данная величина составляет максимум 3-4 км/сек и находится в зависимости от давления в объеме горения (меж снарядом и дном поршня).

Современные артиллеристские системы подошли к теоретическому лимиту скорости снаряда в этой кинематической схеме и предстоящее увеличение скорости фактически нереально.

Означает схему необходимо поменять, но есть ли вообщем возможность разогнать снаряд до скорости большей чем могут обеспечить продукты горения пороха? На 1-ый взор нельзя, нереально толкать снаряд резвее, чем скорость газов, осуществляющих этот высокоскоростной напор.

Но мореплаватели издавна научились разгонять свои парусные суда до скоростей огромных чем скорость ветра, в нашем случае это ровная аналогия, передвигающаяся газовая среда передает свою энергию физическому объекту, вот их последнее достижение:

Оружие с перевала. Принцип лимонной косточки

 

Это «волшебство» при скорости ветра в 40км/час за счет «косого» паруса способно двигаться со скоростью в 120 км/час, т.е втрое резвее чем движущая этот парусник воздушная среда. Этот, на 1-ый взор феноминальный итог удается достигнуть из-за того что скорость является векторной величиной и движение под углом к направлению ветра при помощи «косого» паруса может быть резвее самого ветра.  

Так что артиллеристам есть у кого заимствовать новые принципы разгона снарядов, подходящий принцип есть у портных, точнее, у их основного инструмента, — ножниц.

Эффект смыкающихся лезвий

Есть такое понятие, «мысленный опыт», все что касается предстоящего подразумевает наличие воображения, хотя бы на бытовом уровне.. одиннадцатилетнего малыша.

Представьте на уровне мыслей ножницы, они разведены, их кончики представим разведены на сантиметр, а лезвия имеют точку смыкания  на расстоянии 10 см от кончиков.

Начинаем их смыкать «до упора».

Итак вот, за время пока кончики будут проходить один сантиметр, точка смыкания переместится на 10 см.

В таковой системе скорости перемещения физических объектов будут максимальны на кончиках ножниц. Но, самое главное, точка приложения сил (точка смыкания лезвий) будет передвигаться со скоростью в 10 раз большей, чем скорости физических объектов в таковой системе. Так как за время смыкания (пока кончики ножниц проходят один сантиметр) точка смыкания переместится на 10 см.

Сейчас представьте, в месте скрещения лезвий, (в точке смыкания) помещен маленькой физический объект (например шарик), итак вот он будет передвигаться со скоростью смещения точки смыкания, т.е. в 10 раз резвее чем кончики ножниц.

Этот незамудреная аналогия позволяет осознать, как можно при данной скорости физического процесса,  получить точку приложения сил, двигающуюся значительно резвее самого физического объекта.

И поболее того, как эта точка приложения сил может разгонять физические объекты до скоростей существенно превосходящих скорости перемещения физических объектов участвующих в разгоне (лезвий в нашем примере).

Будем для простоты именовать этот механизм ускорения физических объектов «эффектом смыкающихся ножниц».

Я думаю это просто осознать даже не знающему основ физики человеку, по очень мере моя 11летняя дочь сходу, после того как я ей это растолковал, выдала мне явную ассоциацию, сказав: «.. да это все равно как лимоновую косточку пальцами пулять…».

Вправду, детки превосходные в собственной простоте издавна употребляют этот эффект для собственных шалостей, зажимая скользкую семечку огромным и указательным пальцем и «стреляя» из таковой импровизированной разгонной установки. Так что этот способ уже применялся многими из нас на практике в детстве…

Разгон пуль способами «смыкающихся ножниц» и «векторного сложения скоростей»

Кому-то может показаться что создатель первооткрыватель новых технологий, кому-то напротив, может показаться что он фантазер. Не нужно чувств, пока я ничего нового не выдумал. Эти технологии уже употребляются в реально имеющихся артиллерийских системах, основанных на принципах кумулятивного взрыва. Только слова там употребляются очень замысловатые, как понятно: «как корабль назовешь, так он и… полетит».

Кумулятивный эффект был случаем открыт в 30 годах прошедшего века и сходу отыскал применение в артиллерии. Кумулятивный заряд для разгона струи газов употребляет сходу два упомянутых выше эффекта,- эффект векторного сложения скоростей и эффект смыкающихся ножниц. В более продвинутых реализациях в кумулятивную струю помещают железный сердечник, который этой струей разгоняется до скорости самой струи, так именуемый «ударное ядро».

Но эта разработка имеет физический предел, скорость детонации – 10км/сек (предельное) и угол раскрытия кумулятивного конуса – 1:10 (физический предел прочности). В итоге получаем скорость истечения газов на уровне 100-200 км/сек. На теоретическом уровне.

Это очень не действенный процесс, большая часть энергии тратится впустую. Не считая этого есть неувязка с нацеливанием, которое находится в зависимости от равномерности подрыва кумулятивного заряда и его однородности.

Все же разработка уже вышла из лабораторий и применяется в штатных вооружениях с середины 80-х годов прошедшего века, это популярная противотанковая «мина» ТМ-83 с зоной поражения более 50 метров. А вот последний, и при этом российский пример:

Оружие с перевала. Принцип лимонной косточки

Это противовертолетная «мина», дальность «плевка» кумулятивного заряда до 180 метров, поражающий элемент смотрится примерно так:

Оружие с перевала. Принцип лимонной косточки

Это фото ударного ядра в полете, сходу за вылетом его из газовой кумулятивной струи (темное скопление справа), на поверхности виден след ударной волны (конус Маха).

Давайте назовем все своими именами, ударное ядро,- это Скоростная пуля, только разогнанная  не в стволе, а в струе газов. А сам кумулятивный заряд это Бесствольная артиллерийская установка, конкретно это нам и нужно для реконструкции орудия с перевала.

Скорость таковой пули  3км/сек, она очень далека от теоретического предела технологии в 200км/сек. Объясню почему,- теоретический предел скорости достигается в процессе научных тестов в лабораторных критериях, там довольно в процессе тестов получить хотя бы один рекордный итог. А в реальных вооружениях техника должна срабатывать со 100 процентной гарантией.

Способ разгона объекта кумулятивной струей при малеханьких углах смыкания взрывного конуса (25-45градусов) не дает четкого прицеливания и нередко ударное ядро просто выскальзывает из фокуса газовой струи, уходя, что именуется в «молоко».

Для боевого внедрения кумулятивную выемку делают с углом смыкания больше 100 градусов, при таких углах кумулятивной выемки скорость более 5км/сек достигнуть нереально даже в теории, но зато разработка работает накрепко и применима в боевых критериях.

Можно ускорить процесс «смыкания ножниц», но в данном случае следует отрешиться от способа детонации для формирования точки приложения сил во взрывном канале. Для этого необходимо чтоб взрыв проходил по трассе разгона пули с большей скоростью ежели может обеспечить механизм детонации.

Схема подрыва в таком случае должна обеспечивать одновременный подрыв ВВ по всей длине взрывного канала, а эффект ножниц получать за счет конусного расположения стен взрывного канала, как это представлено на рисунке:

Оружие с перевала. Принцип лимонной косточки

Создание схемы одновременного подрыва взрывчатого вещества в канале разгона пули полностью посильная задачка для современного технологического уровня.

И не считая того будет сходу решен вопрос физической прочности, трубка из детонирующего вещества не успеет разрушиться за время просвета пули, так как механическая нагрузка будет передаваться медлительнее чем пойдет взрывной процесс.

 Для пули принципиальна конкретно точка приложения силы, единственная неувязка, это контроль за скоростью перемещения точки приложения силы, таким макаром, чтоб пуля была всегда в этой точке, но об этом позднее, это уже техника а не теория.

Осталось разобраться с масштабированием процесса разгона таковой пули, а конкретно в каких массо-габаритных параметрах воплотить этот теоретический механизм на практике.

Закон масштабирования RTT

Мы живет в стойких заблуждениях, примером такового заблуждения является ассоциативная связка понятий: «больше,- означает сильнее». Артиллерийская науки очень консервативна и на сто процентов подчиняется пока этому принципу, но ничто не вечно под луной.

До недавнешнего времени эта ассоциативная парадигма была почти во всем правильной, и наименее накладной исходя из убеждений практической реализации. Но на данный момент это уже не так, прорывы технологий осуществляются там, где принципы изменяются на прямо обратные.

Приведу пример из собственной профессии, вычислительные машины за 20-30 лет уменьшились в объеме в 1000 раз, а вычислительная мощность их поднялась при всем этом также в тыщу раз.

Я бы этот пример обобщил до глобально масштаба, сформулировав в виде закона, к примеру так: «Повышение эффективности физического процесса назад пропорционально объему применяемого для реализации данного процесса».

Назову его законом R_T_T, по праву первооткрывателя, вдруг заглавие приживется?

Известным стану!

Шуточка естественно, но в каждой шуточке есть толика правды, вот и попытаемся обосновать артиллеристам, что их инженерная наука подчиняется тоже этому закону.

Посчитаем «наших баранов», зная давление газов товаров сгорания ВВ, массу «микропули», ее эффективную поверхность можно посчитать дистанцию разгона, другими словами длину ствола в каком ускоряется «микропуля» до данной скорости.

У меня вышло что такую «микропульку» до 1000км/сек можно разогнать на дистанции всего 15 см.

Наши «ножницы» смыкаются с двойной скоростью газов товаров взрыва — 20км/сек, означает для получения скорости смыкания в 1000км/сек  и входного калибра поперечником 1мм для взрывного канала длинноватой 150мм., выходной калибр должен составлять 1,3мм..

Осталось осознать, а сколько ВВ необходимо для такового разгона, но здесь все очень просто, физика универсальна и ее законы неизменны, для разгона пули в миллион раз легче и в тыщу раз резвее нашего образца,- винтовочной пули будет нужно ровно столько же энергии, сколько и для разгона обыкновенной винтовочной пули.

Как следует, энергия ВВ должна остаться постоянной, но нрав ВВ должен быть другой, порох не подходит, очень медлительно пылает, необходимо детонирующее ВВ. Другими словами необходимо из 5 граммов ВВ, типа гексогена сделать трубку длинноватой 150мм.  и входным поперечником 1мм. а выходным 1,3 мм..

Для прочности и концентрации взрыва внутрь канала просвета «микропули» необходимо поместить эту конструкцию в крепкий железный цилиндр. И ухитриться на всей дистанции просвета «микропули» произвести одновременный и равномерный подрыв ВВ.

Подведем результат, физические принципы для разгона пули до скоростей в 1000км/сек имеются даже на базе пороховых технологий, более того эти принципы употребляются в реальных системах вооружения.

Только не нужно сходу кидаться в лаборатории и пробовать воплотить такую взрывную разгонную систему, есть одна значимая неувязка, исходная скорость «микропульки» в таком взрывном канале должна быть больше скорости смыкания взрывных фронтов, по другому эффект «смыкающихся ножниц» не сработает.

Другими словами, чтоб инжектировать «микропульку» во взрывной канал ее необходимо за ранее разогнать до скорости примерно 10км/сек., а это совершенно не просто.

Потому технические подробности реализации таковой гипотетичной стрелковой системы оставим для последующей части этой статьи, так что продолжение следует…. 

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 46 | 0,241 сек. | 11.49 МБ