Geçişten gelen silah
Makalenin konusu ultra yüksek hızlı kinetik silahlardır. Bu konu, Şubat 1959'da Dyatlov Geçidi'ndeki trajik olayların analizinden ortaya çıktı. Eldeki gerçeklerin toplamına göre, resmi soruşturmada bile dokuz turistin ölümü, bilinmeyen bir silahın kullanılmasıyla şiddet olarak nitelendiriliyor. Bu, doğrudan bu olaylara ayrılmış makalelerde tartışıldı: "Sınıflandırılmamış materyaller - gerçek yakınlarda bir yerde" ve "Ölüler yalan söylemez."
Ölülerin vücutlarındaki hasarın tüfek mermisinin gücüne tekabül etmesi ve hasarın niteliğinin böyle bir merminin çok küçük boyutunu göstermesi nedeniyle, bu merminin öldürücü gücünü korumak için kullanılması gerektiği sonucuna varıldı. mikroskobik boyutlara ve yaklaşık 1000 km / sn hıza sahiptir.
Bir önceki makalede, "Geçitten Gelen Silahlar"da, bir merminin atmosferde süper hızlı hareket etmesinin, havaya sürtünmesi nedeniyle onu yok etme olasılığı doğrulanmış; bu makalede, yeniden inşa edilmeye çalışılacaktır. silahın kendisi.
Dyatlov geçidindeki olayların versiyonu hakkında bir kez daha. Şubat 1959'da devletimizin (o zamanlar SSCB) bilinmeyen bir yüksek teknoloji tesisini ele geçirmek için bir operasyon düzenlediğine inanıyorum. En az 9 kişi öldü, büyük olasılıkla bu bilinmeyen nesne “biraz görünmüyordu”, aksi takdirde devlet bu olaylara katılımını gizlemek için bu kadar çaba göstermezdi.
Bu sadece bir versiyon, yanılıyor olabilirim. Olguların toplamı, bu eski olayların açık bir yorumu için yeterli değildir, ancak mevcut konu bağlamında önemli değildir.
Ultra yüksek hızlı kinetik silahların varlığının gerçekliği hakkında sorunun gündeme getirilmesi önemlidir.
Bu tür silahların mermilerinin gaz (hava) ortamlarında etkin bir şekilde hareket edebilmesi önemlidir.
Önemli olan, böyle bir silahın aslında elimizdeki teknolojiler temelinde yaratılabilmesidir.
Ancak bundan daha detaylı bahsedelim, tabii ki "mikro mermi" bilinmeyen teknolojilerin bir ürünü ise, o zaman silahın kendisi de bizim bilmediğimiz fiziksel prensiplere dayanıyor diyebiliriz. Belki öyledir, ancak bildiğimiz teknolojiler bir mermiyi 1000 km/s hıza çıkarma yeteneğine sahiptir. Gauss silahları, raylı tüfekler, en yaygın barut teknolojileri gibi egzotik şeylerden bahsetmiyorum, sadece yeni, modern ambalajlarda.
Mevcut yüksek hızlı kinetik silah teknolojileriyle başlayalım ve ancak o zaman fanteziye geçelim.
topçu limiti
Geleneksel topçu sistemleri için, mermi hızının teorik tavanına bugüne kadar ulaşıldı - yaklaşık 2-3 km / sn. Barutun yanma ürünlerinin hızı tam olarak bu seviyededir, yani merminin dibinde basınç oluşturarak silahın namlusunda hızlandırırlar.
Bu sonuca ulaşmak için, alt kalibreli bir mermi (enerjinin önemli bir bölümünü kaybetmek için), kasasız teknoloji (makatta yüksek basınçlarda kasa takozları), normalize edilmiş barut yanma oranlarına sahip atışlar ve çoklu mermi kullanmak gerekiyordu. nokta patlama sistemi (merminin namlu boyunca hareketi boyunca tek tip basınç oluşturmak için) …
Sınıra ulaşıldı, bu teknolojide merminin hızında daha fazla artış, zaten mümkün olanın eşiğinde olan namlunun dayandığı sınırlayıcı baskılara dayanıyor. Sonuç olarak, kalibrasyon sekmelerini sıfırlarken, gerçek bir atışın anlık görüntüsü olan böyle bir mermimiz var:
Uçan mermi gömleklerinin yakınındaki yaylara dikkat edin, bunlar bir önceki makalede anlatılan şok dalgalarıdır. Bir şok dalgasında gaz molekülleri ses hızından daha hızlı hareket eder. Böyle bir dalganın altına düşmek pek az gibi görünmeyecektir. Ancak merminin keskinleştirilmiş çekirdeği böyle bir dalga oluşturamaz, hız yeterli değildir ….
Ancak modern uygarlığın emrinde, kelimenin tam anlamıyla kozmik ölçekte yüksek hızlı kinetik silahlar yaratmak için başka bir teknoloji var.
Tanrı'nın okları
Binlerce ton maksimum enerji yoğunluğunda yakıt yakan insanlık, onlarca ton ağırlığındaki nesneleri uzaya ve 10 km / sn hızlarında fırlatmayı öğrendi. Büyük kinetik enerjiye sahip bu uzay "mermilerini" silah olarak kullanmamak günahtır. Fikir orijinal değil, 2000'den beri ABD bu proje üzerinde çalışıyor, orijinal adı "Tanrı'nın okları". Yerdeki nesnelere yaklaşık altı metre uzunluğunda ve yaklaşık yüz kilogram ağırlığındaki tungsten oklarla çarpılacağı varsayıldı. Böyle bir okun bu hızlardaki kinetik enerjisi yaklaşık olarak 0.1-0.3 Kiloton TNT eşdeğeridir. 10 yıldan fazla bir süre önce bu proje şu şekilde sunuldu:
Son yıllarda proje gölgede kaldı, ya unutuldu ya da tam tersi ciddi tasarım çalışmaları aşamasına girdi ve buna göre "Çok Gizli" damgasını aldı.
İkincisi, daha muhtemeldir, acı verici bir şekilde cazip bir ihtimal, yalnızca uydudan, başlangıçta bu silahı etkili bir şekilde kullanmaması gerektiği için, balistik yasaları acımasızdır. Bir cisme nişan almak, böyle bir tungsten okun hızında keskin bir düşüşe yol açacaktır ve bu nedenle tüm enerjiyi imha noktasına taşımayacaktır, en iyi ihtimalle imha noktasındaki okun hızı 5 olacaktır. 6 km / s.
Tek bir çıkış yolu var, ilk hedefleme uydunun yörüngesini düzelterek yapılır ve bunun için normal uyduları değil, yörünge sistemlerini manevra yaparlar, bizim için Bose'da ölen "Spiral" dir. ve taşıyıcısı "Ok". Amerikalılar için konu ölmedi, aksine, şu anda bir sonraki Mekik X-37B uzayda. İşte böyle görünüyor:
Bu insansız aracın bariz kullanımlarından biri, daha önce tarif edilen “Tanrı'nın okları” ile donanmış bir uzay bombacısıdır.
Yani, yörüngesel kinetik silahlar, bu arada, ideal olan yerel çatışmaların geleceğidir. Ama konumuz bu değil, gelelim geleneksel toz teknolojilerine, “koçlarımıza”.
Mermi ivmesinin kinematiği
Silah mesnedi, hareket prensibine göre, icat edildiği andan itibaren değişmemiş, bir silindir (namlu), bir piston (mermi) ve bunların arasına yerleştirilmiş bir şarj (toz) 'dir. Bu şemada, merminin limitteki hızı, yükün yanma ürünlerinin genleşme hızı ile belirlenir, bu değer maksimum 3-4 km / s'dir ve yanma hacmindeki basınca bağlıdır (arasında). mermi ve pistonun altı).
Modern topçu sistemleri, bu kinematik şemada mermi hızının teorik sınırına yaklaştı ve hızda daha fazla artış neredeyse imkansız.
Öyleyse şemanın değiştirilmesi gerekiyor, ancak mermiyi barutun yanma ürünlerinin sağlayabileceğinden daha yüksek bir hıza hızlandırmak genellikle mümkün mü? İlk bakışta, mermiyi bu yüksek hızlı basıncı gerçekleştiren gazların hızından daha hızlı itmek imkansızdır, imkansızdır.
Ancak denizciler uzun zamandır yelkenli gemilerini rüzgar hızından daha yüksek hızlara çıkarmayı öğrendiler, bizim durumumuzda bu doğrudan bir benzetmedir, hareketli bir gaz ortamı enerjisini fiziksel bir nesneye aktarır, işte en son başarıları:
"Eğik" yelken nedeniyle 40 km / s rüzgar hızına sahip bu "mucize" 120 km / s hızla, yani bu yelkenliyi hareket ettiren havadan üç kat daha hızlı hareket edebilmektedir. Bu, ilk bakışta, hızın bir vektör miktarı olması ve "eğik" yelken yardımıyla rüzgar yönüne bir açıda hareketin rüzgarın kendisinden daha hızlı olması nedeniyle paradoksal bir sonuç elde edilir.
Bu nedenle, topçuların mermileri dağıtmanın yeni ilkelerinden ödünç alacakları biri var, terzilerin uygun bir ilkesi var, daha doğrusu ana araçları makastan.
Kapanış Bıçakları Etkisi
Böyle bir kavram var, "düşünce deneyi", daha fazla ilgili olan her şey, en azından günlük düzeyde … on bir yaşında bir çocuğun hayal gücünün varlığını varsayar.
Bir makas hayal edin, boşandılar, uçlarının bir santimetre boşanması gerekiyor ve bıçakların uçlarından 10 santimetre uzaklıkta bir kapanma noktası var.
Onları "tamamen" kapatmaya başlıyoruz.
Böylece uçlar bir santimetreyi geçtiğinde, kapanma noktası on santimetre hareket edecektir.
Böyle bir sistemde, fiziksel nesnelerin hareket hızları makasın uçlarında maksimum olacaktır. Ama en önemlisi, böyle bir sistemde kuvvetlerin uygulama noktası (kanatların kapanma noktası) fiziksel nesnelerin hızından 10 kat daha hızlı hareket edecektir. Kapanma süresi boyunca (makasların uçları bir santimetreyi geçerken), kapanma noktası 10 santimetre hareket edecektir.
Şimdi, kanatların kesişme noktasına (kapanma noktasında) küçük bir fiziksel nesnenin (örneğin bir top) yerleştirildiğini ve böylece kapanma noktasının yer değiştirme hızında hareket edeceğini hayal edin, yani. makas uçlarından on kat daha hızlı.
Bu basit benzetme, fiziksel bir sürecin belirli bir hızında, fiziksel nesnenin kendisinden çok daha hızlı hareket eden bir kuvvet uygulama noktası elde etmenin nasıl mümkün olduğunu anlamayı mümkün kılar.
Ayrıca, bu kuvvet uygulama noktasının, fiziksel nesneleri, ivmeye dahil olan fiziksel nesnelerin hareket hızından çok daha yüksek hızlara nasıl hızlandırabileceği (örneğimizde bıçaklar).
Basit olması için, fiziksel nesneler için bu hızlandırma mekanizmasını arayacağız. "Kapatma makası etkisi".
Fiziğin temellerini bilmeyen birisinin bile anlaması kolay olduğunu düşünüyorum, en azından 11 yaşındaki kızım, kendisine anlattıktan hemen sonra, bana bariz bir çağrışım yaptı ve şöyle dedi: ".. evet, parmaklarınla limon çekirdeği vurmak gibi…"
Gerçekten de, basitliklerinde dahi çocuklar, bu etkiyi şakaları için uzun zamandır kullanıyorlar, kaygan tohumu baş ve işaret parmaklarıyla sıkıştırıyorlar ve böyle bir doğaçlama güçlendirici setinden “ateş ediyorlar”. Yani bu yöntem çoğumuz tarafından çocuklukta pratikte zaten kullanılmıştır …
"Makas kapama" ve "hızların vektörel eklenmesi" yöntemleriyle mermilerin hızlandırılması
Birisi yazarın yeni teknolojilerin kaşifi olduğunu düşünebilir, birine tam tersine hayalperest gibi görünebilir. Yeni bir şey bulana kadar duyguya gerek yok. Bu teknolojiler, kümülatif patlama ilkelerine dayanan gerçek hayattaki topçu sistemlerinde halihazırda kullanılmaktadır. Orada sadece kelimeler çok zor kullanılıyor, ama bildiğiniz gibi: "gemiye nasıl isim verirseniz, o yüzden … uçacak."
Kümülatif etki, geçen yüzyılın 30'larında tesadüfen keşfedildi ve hemen topçuda uygulama buldu. Bir gaz jetini hızlandırmak için şekillendirilmiş bir yük, yukarıda belirtilen etkilerden ikisini aynı anda kullanır - hızların vektör eklenmesinin etkisi ve kapama makasının etkisi. Daha gelişmiş uygulamalarda, kümülatif jete, bu jet tarafından jetin kendi hızına hızlandırılan, "darbe çekirdeği" adı verilen bir metal çekirdek yerleştirilir.
Ancak bu teknolojinin fiziksel bir sınırı vardır, patlama hızı 10 km/sn (sınırlayıcı) ve kümülatif koninin açılma açısı 1:10'dur (fiziksel nihai güç). Sonuç olarak gaz çıkış hızını 100-200 km/sn düzeyinde elde ederiz. Teoride.
Bu çok verimsiz bir süreçtir, enerjinin çoğu boşa gider. Ek olarak, şekillendirilmiş şarj patlamasının tekdüzeliğine ve tekdüzeliğine bağlı olan hedefleme ile ilgili bir sorun vardır.
Bununla birlikte, teknoloji zaten laboratuvarları terk etti ve geçen yüzyılın seksenlerinin ortalarından beri standart silahlarda kullanılıyor, bu, 50 metreden daha fazla bir öldürme alanına sahip iyi bilinen tanksavar "mayın" TM-83.. Ve işte son ve dahası, yerel bir örnek:
Bu bir helikopter karşıtı "mayın", "tükürme" şeklindeki yükün menzili 180 metreye kadar, çarpıcı unsur şöyle görünüyor:
Bu, uçuş halindeki şok çekirdeğinin bir fotoğrafı, kümülatif gaz jetinden (sağdaki siyah bulut) ayrıldıktan hemen sonra, yüzeyde şok dalgasının izi görülebilir (Mach konisi).
Hepsini uygun isimleriyle adlandıralım, şok çekirdeği Yüksek hızlı mermi, sadece namluda değil, bir gaz akışında dağılmıştır. Ve şekilli yükün kendisi Namlusuz topçu bineği, geçişten silahların yeniden inşası için tam olarak ihtiyacımız olan şey bu.
Böyle bir merminin hızı 3 km / s'dir, teorik teknoloji sınırı olan 200 km / s'den çok uzaktır. Nedenini açıklayayım - laboratuvar koşullarında bilimsel deneyler sırasında teorik hız sınırına ulaşılır, orada deneyler sırasında en az bir kayıt sonucu almak yeterlidir. Ve gerçek silahlarda ekipman yüzde yüz garanti ile çalışmalıdır.
Bir nesneyi, patlayıcı koninin küçük kapanma açılarında (25-45 derece) kümülatif bir jet ile hızlandırma yöntemi, doğru nişan almayı sağlamaz ve çoğu zaman darbe çekirdeği, gaz jetinin odağından basitçe kayar ve " Süt".
Savaş kullanımı için, 100 dereceden fazla bir kapanma açısı ile kümülatif bir girinti yapılır, bu tür bir kümülatif girintinin açılarında, teorik olarak bile 5 km / s'den fazla bir hız elde edilemez, ancak teknoloji güvenilir bir şekilde çalışır ve savaş koşullarında geçerlidir.
"Makas kapatma" sürecini hızlandırmak mümkündür, ancak bu durumda patlayıcı kanalda kuvvetlerin uygulama noktasını oluşturmak için patlatma yönteminden vazgeçilmelidir. Bunu yapmak için, patlamanın mermi hızlanma yolu boyunca patlama mekanizmasının sağlayabileceğinden daha yüksek bir hızda geçmesi gerekir.
Bu durumda, patlama şeması, patlayıcı kanalın tüm uzunluğu boyunca patlayıcıların eşzamanlı patlamasını sağlamalı ve şekilde gösterildiği gibi patlayıcı kanalın duvarlarının konik düzeni nedeniyle makas etkisi elde edilmelidir:
Mermi dağıtım kanalında bir patlayıcının eşzamanlı patlaması için bir planın oluşturulması, modern bir teknolojik seviye için oldukça uygun bir görevdir.
Ayrıca, fiziksel güç sorunu hemen çözülecek, patlayıcı maddeden gelen tüpün, merminin uçuşu sırasında çökmesi için zamanı olmayacak, çünkü mekanik yük, patlayıcı süreçten daha yavaş iletilecektir.
Bir mermi için önemli olan kuvvet uygulama noktasıdır, tek sorun kuvvet uygulama noktasının hareket hızının kontrolüdür, böylece mermi her zaman bu noktadadır, ancak daha sonra bu noktada, bu zaten bir teknik, teori değil.
Böyle bir merminin hız aşırtma işleminin ölçeklendirilmesini, yani bu teorik mekanizmayı pratikte uygulamak için hangi kütle boyutlu parametrelerde olduğunu anlamaya devam ediyor.
RTT ölçeklendirme yasası
Kalıcı sanrılar içinde yaşıyoruz, bu tür bir yanılsamanın bir örneği, çağrışımsal kavramlar demetidir: "daha fazla, daha güçlü demektir." Topçu bilimi çok muhafazakardır ve şimdiye kadar bu ilkeye tamamen uyar, ancak hiçbir şey ayın altında sonsuza kadar sürmez.
Yakın zamana kadar, bu ilişkisel paradigma birçok yönden doğruydu ve pratik uygulama açısından daha ucuzdu. Ama artık durum böyle değil, prensiplerin tam tersine değiştirildiği teknolojik atılımlar yapılıyor.
Mesleğimden bir örnek vereceğim, 20-30 yılda bilgisayarların hacmi 1000 kat azaldı ve hesaplama güçleri de bin kat arttı.
Bu örneği küresel ölçekte genelleştirirdim, onu bir yasa şeklinde formüle ederdim, örneğin: “ Fiziksel işlemin verimliliğindeki artış, bu işlemi uygulamak için kullanılan hacimle ters orantılıdır.
Ben buna R_T_T yasası diyeceğim, keşfedenin hakkıyla, ya isim kök salacaksa?
Ünlü olacağım!
Elbette bu bir şaka, ama her şakanın bir gerçek payı vardır, bu yüzden topçulara mühendislik bilimlerinin de bu yasaya uyduğunu kanıtlamaya çalışacağız.
Patlayıcıların yanma ürünlerinin gazlarının basıncını, “mikro merminin” kütlesini bilerek “koçlarımızı” sayalım, etkili yüzeyi ivme mesafesini, başka bir deyişle namlunun uzunluğunu hesaplayabilir. hangi "mikro mermi" belirli bir hıza hızlandırılır.
Böyle bir "mikro merminin" sadece 15 santimetre mesafede 1000 km / sn'ye kadar hızlandırılabileceği ortaya çıktı.
"Makaslarımız", patlama ürünlerinin gazlarının iki katına çıkan hızıyla kapanır - 20 km / s, bu, 1000 km / s'lik bir kapanma hızı ve patlayıcı kanal 150 için 1 mm çapında bir giriş göstergesi elde etmek anlamına gelir. mm uzunluğunda, çıkış mastarı 1,3 mm olmalıdır..
Böyle bir hızlanma için ne kadar patlayıcı gerektiğini anlamak için kalır, ancak burada her şey basittir, fizik evrenseldir ve yasaları değişmez, bir mermiyi standartlarımızdan milyon kat daha kolay ve bin kat daha hızlı dağıtmak için bir tüfek mermisi gerekir. geleneksel bir tüfek mermisinin hızlanmasıyla tamamen aynı enerji.
Sonuç olarak, patlayıcının enerjisi değişmeden kalmalıdır, ancak patlayıcının doğası farklı olmalıdır, barut uymaz, çok yavaş yanar, infilaklı bir patlayıcıya ihtiyaç vardır. Yani RDX gibi 5 gram patlayıcıdan 150 mm uzunluğunda bir tüp yapmanız gerekiyor. ve 1 mm'lik bir giriş çapı. ve hafta sonu 1, 3 mm..
"Mikro merminin" geçiş kanalı içindeki patlamanın gücü ve konsantrasyonu için bu yapıyı güçlü bir metal silindire yerleştirmek gerekir. Ve "mikro mermi" uçuşunun tüm mesafesinde eşzamanlı ve tek tip patlayıcı patlama üretmeyi başarmak.
Özetlemek gerekirse, bir mermiyi 1000 km / s hıza çıkarmak için fiziksel ilkeler, barut teknolojileri temelinde bile mevcuttur, ayrıca bu ilkeler gerçek silah sistemlerinde kullanılır.
Sadece laboratuvara acele etmeyin ve böyle bir patlayıcı hızlandırma sistemini uygulamaya çalışmayın, önemli bir sorun var, böyle bir patlayıcı kanaldaki "mikro merminin" ilk hızı, patlayıcı cepheleri kapatma hızından daha büyük olmalıdır, aksi takdirde "makas kapama"nın etkisi çalışmayacaktır.
Başka bir deyişle, patlayıcı kanala bir "mikro mermi" enjekte etmek için önce yaklaşık 10 km/s hıza çıkarılmalıdır ve bu hiç de kolay değildir.
Bu nedenle, böyle bir varsayımsal atış sisteminin uygulanmasının teknik ayrıntılarını bu makalenin bir sonraki bölümüne bırakacağız, böylece devam edeceğiz….
