Armë nga kalimi
Tema e artikullit është armë kinetike me shpejtësi ultra të lartë. Kjo temë lindi nga analiza e ngjarjeve tragjike në Kalimin Dyatlov në Shkurt 1959. Vdekja e nëntë turistëve, sipas shumës së fakteve në dispozicion, edhe në hetimin zyrtar, cilësohet si e dhunshme me përdorimin e një arme të panjohur. Kjo u diskutua në artikujt kushtuar drejtpërdrejt këtyre ngjarjeve: "Materiale të paklasifikuara - e vërteta është diku afër" dhe "Të vdekurit nuk gënjejnë".
Meqenëse dëmtimi i trupave të të vdekurve korrespondonte me fuqinë e plumbit të pushkës dhe natyra e dëmit tregonte madhësinë shumë të vogël të një plumbi të tillë, u arrit në përfundimin se ky plumb, për të ruajtur forcën e tij vdekjeprurëse, duhet kanë përmasa mikroskopike dhe një shpejtësi prej rreth 1000 km / sek.
Në artikullin e mëparshëm, "Armët nga Qafa", u vërtetua mundësia e lëvizjes me një shpejtësi super të madhe të një plumbi përmes atmosferës pa e shkatërruar atë për shkak të fërkimit kundër ajrit; në këtë artikull, do të bëhet një përpjekje për të rindërtuar vetë arma.
Edhe një herë në lidhje me versionin e ngjarjeve në kalimin Dyatlov. Unë besoj se në shkurt 1959, shteti ynë (atëherë BRSS) kreu një operacion për të kapur një objekt të panjohur të teknologjisë së lartë. Të paktën 9 persona vdiqën, ka shumë të ngjarë që ky objekt i panjohur "nuk dukej pak", përndryshe shteti nuk do të kishte bërë aq shumë përpjekje për të fshehur pjesëmarrjen e tij në këto ngjarje.
Ky është vetëm një version, mund të gaboj. Shuma e fakteve nuk është e mjaftueshme për një interpretim të qartë të atyre ngjarjeve të vjetra, por nuk është e rëndësishme në kontekstin e temës aktuale.
Importantshtë e rëndësishme që të ngrihet pyetja për realitetin e ekzistencës së armëve kinetike me shpejtësi ultra të lartë.
Shtë e rëndësishme që plumbat e armëve të tilla të mund të lëvizin në mënyrë efektive në mjedise me gaz (ajër).
Gjëja e rëndësishme është se një armë e tillë mund të krijohet në bazë të teknologjive që kemi në dispozicion.
Por le të flasim për këtë në më shumë detaje, natyrisht që mund të themi se nëse "mikro-plumbi" është produkt i teknologjive të panjohura, atëherë vetë arma bazohet gjithashtu në parime fizike të panjohura për ne. Ndoshta kështu, por teknologjitë që ne njohim janë të afta të përshpejtojnë një plumb në shpejtësi të rendit prej 1000 km / s. Unë nuk po flas për gjëra ekzotike, të tilla si armët Gaussian, armët hekurudhore, teknologjitë më të zakonshme të pluhurit, vetëm në paketime të reja, moderne.
Le të fillojmë me teknologjitë ekzistuese të armëve kinetike me shpejtësi të lartë, dhe vetëm atëherë të kalojmë në fantazi.
Kufiri i artilerisë
Për sistemet tradicionale të artilerisë, tavani teorik i shpejtësisë së predhës është arritur deri më sot - rreth 2-3 km / sek. Shpejtësia e produkteve të djegies së barutit është pikërisht në këtë nivel, domethënë, ato krijojnë presion në pjesën e poshtme të predhës, duke e përshpejtuar atë në tytën e armës.
Për të arritur këtë rezultat, ishte e nevojshme të përdorni një predhë nën-kalibër (për të humbur një pjesë të konsiderueshme të energjisë), teknologji pa kasë (rasti ngjitet në presione të larta në breg), të shtëna me norma të normalizuara të djegies së pluhurit dhe një shumë- sistemi i shpërthimit të pikës (për të krijuar presion të njëtrajtshëm gjatë gjithë lëvizjes së predhës përgjatë fuçisë) …
Kufiri është arritur, një rritje e mëtejshme e shpejtësisë së predhës në këtë teknologji qëndron në presionet kufizuese të përballuara nga fuçi, të cilat tashmë janë në prag të së mundshmes. Si rezultat, ne kemi një predhë të tillë, një fotografi të një goditjeje të vërtetë, në kohën e rivendosjes së skedave të kalibrimit:
Kushtojini vëmendje harqeve pranë rreshtave të predhës fluturuese, këto janë valët e goditjes për të cilat u shkrua në artikullin e mëparshëm. Në një valë goditëse, molekulat e gazit lëvizin më shpejt se shpejtësia e zërit. Të biesh nën një valë të tillë nuk do të duket pak. Por thelbi i mprehur i predhës nuk mund të krijojë një valë të tillë, shpejtësia nuk është e mjaftueshme ….
Por në dispozicion të qytetërimit modern ekziston një teknologji tjetër për krijimin e armëve kinetike me shpejtësi të lartë, fjalë për fjalë në shkallë kozmike.
Shigjetat e Zotit
Duke djegur mijëra tonë karburant me intensitet maksimal të energjisë, njerëzimi ka mësuar të lëshojë objekte me peshë dhjetëra tonë në hapësirë dhe me shpejtësi të rendit prej 10 km / sek. Ashtë mëkat të mos përdorësh këto "predha" hapësinore me energji të madhe kinetike si armë. Ideja nuk është origjinale, që nga viti 2000 SHBA po punojnë në këtë projekt, emri i tij origjinal është "shigjetat e Zotit". Supozohej se objektet në tokë do të goditeshin nga shigjeta tungsteni rreth gjashtë metra të gjata dhe peshonin rreth njëqind kilogramë. Energjia kinetike e një shigjete të tillë me shpejtësi të tillë është afërsisht 0.1-0.3 kilotonë ekuivalent TNT. Kështu u paraqit ky projekt atëherë, më shumë se 10 vjet më parë:
Vitet e fundit, projekti ka rënë në hije, ose u harrua, ose anasjelltas, ai hyri në fazën e punës serioze të projektimit dhe, në përputhje me rrethanat, fitoi vulën "Top Secret".
E dyta ka më shumë të ngjarë, një perspektivë joshëse me dhimbje, vetëm nga sateliti, pasi fillimisht supozohej se nuk do ta përdorte këtë armë në mënyrë efektive, ligjet e balistikës janë të papërmbajtshme. Synimi ndaj një objekti do të çojë në një rënie të mprehtë të shpejtësisë së një shigjete të tillë tungsteni, dhe për këtë arsye nuk do ta mbajë të gjithë energjinë deri në shkatërrim, në rastin më të mirë shpejtësia e shigjetës në pikën e shkatërrimit do të jetë 5- 6 km / s
Ekziston vetëm një rrugëdalje, shënjestrimi fillestar bëhet duke korrigjuar orbitën e vetë satelitit, dhe për këtë ata përdorin jo satelitët e zakonshëm, por manovrimin e sistemeve orbitale, për ne është "Spiralja" që ka vdekur në Bose dhe bartësi i tij "Shigjeta". Për amerikanët, tema nuk ka vdekur, përkundrazi, tani anija tjetër X-37B është në hapësirë. Kështu duket:
Një nga përdorimet e dukshme për këtë automjet pa pilot është një bombardues hapësinor i armatosur me "shigjetat e Zotit" të përshkruara tashmë.
Pra, armët kinetike orbitale janë e ardhmja e konflikteve lokale, ideale, nga rruga. Por kjo nuk është tema jonë, le të kthehemi tek "deshët tanë", teknologjitë tradicionale të pluhurit.
Kinematika e nxitimit të predhës
Montimi i armës, sipas parimit të veprimit të tij, nuk ka ndryshuar që nga momenti i shpikjes së tij, është një cilindër (fuçi), një pistoni (predhë) dhe një ngarkesë (pluhur) e vendosur midis tyre. Në këtë skemë, shpejtësia e predhës në kufi përcaktohet nga shpejtësia e zgjerimit të produkteve të djegies së ngarkesës, kjo vlerë është një maksimum prej 3-4 km / s dhe varet nga presioni në vëllimin e djegies (midis predha dhe fundi i pistonit).
Sistemet moderne të artilerisë i janë afruar kufirit teorik të shpejtësisë së predhës në këtë skemë kinematike, dhe një rritje e mëtejshme e shpejtësisë është pothuajse e pamundur.
Pra, skema duhet të ndryshohet, por a është përgjithësisht e mundur që të përshpejtohet predha me një shpejtësi më të lartë sesa mund të sigurojnë produktet e djegies së barutit? Në shikim të parë, është e pamundur, e pamundur të shtyhet predha më shpejt se shpejtësia e gazrave që kryejnë këtë presion me shpejtësi të lartë.
Por marinarët kanë mësuar prej kohësh të përshpejtojnë anijet e tyre të lundrimit me shpejtësi më të madhe se shpejtësia e erës, në rastin tonë kjo është një analogji e drejtpërdrejtë, një medium lëvizës gazi transferon energjinë e tij në një objekt fizik, këtu është arritja e tyre e fundit:
Kjo "mrekulli" me një shpejtësi të erës 40 km / orë për shkak të velave "të zhdrejtë" është në gjendje të lëvizë me një shpejtësi prej 120 km / orë, domethënë tre herë më shpejt se ajri që lëviz këtë varkë me vela. Ky, në shikim të parë, arrihet një rezultat paradoksal për faktin se shpejtësia është një sasi vektoriale dhe lëvizja në një kënd në drejtim të erës me ndihmën e lundrimit "të zhdrejtë" është ndoshta më i shpejtë se vetë era.
Pra, artilerët kanë dikë për të marrë hua nga parimet e reja të shpërndarjes së predhave, rrobaqepësit kanë një parim të përshtatshëm, ose më saktë, nga mjeti i tyre kryesor, gërshërët.
Efekti i mbylljes së teheve
Ekziston një koncept i tillë, "eksperiment mendimi", gjithçka që shqetëson më tej presupozon praninë e imagjinatës, të paktën në nivelin e përditshëm … të një fëmije njëmbëdhjetë vjeç.
Imagjinoni gërshërët, ata janë të divorcuar, majat e tyre supozohet të jenë të divorcuara me një centimetër, dhe tehet kanë një pikë mbyllëse në një distancë prej 10 centimetra nga majat.
Ne fillojmë t'i mbyllim ato "deri në fund".
Pra, gjatë kohës që majat kalojnë një centimetër, pika e mbylljes do të lëvizë dhjetë centimetra.
Në një sistem të tillë, shpejtësia e lëvizjes së objekteve fizike do të jetë maksimale në majat e gërshërëve. Por, më e rëndësishmja, pika e zbatimit të forcave (pika e mbylljes së teheve) do të lëvizë me një shpejtësi 10 herë më të madhe se shpejtësia e objekteve fizike në një sistem të tillë. Meqenëse gjatë kohës së mbylljes (ndërsa majat e gërshërëve kalojnë një centimetër), pika e mbylljes do të lëvizë 10 centimetra.
Tani imagjinoni, në kryqëzimin e teheve, (në pikën e mbylljes) është vendosur një objekt i vogël fizik (për shembull, një top), dhe kështu ai do të lëvizë me shpejtësinë e zhvendosjes së pikës së mbylljes, d.m.th. dhjetë herë më shpejt se majat e gërshërëve.
Kjo analogji e thjeshtë bën të mundur të kuptohet se si, me një shpejtësi të caktuar të një procesi fizik, është e mundur të merret një pikë e zbatimit të forcave që lëviz shumë më shpejt sesa vetë objekti fizik.
Dhe për më tepër, si kjo pikë e zbatimit të forcave mund të përshpejtojë objektet fizike në shpejtësi shumë më të larta se shpejtësia e lëvizjes së objekteve fizike të përfshira në nxitim (tehet në shembullin tonë).
Për thjeshtësi, ne do ta quajmë këtë mekanizëm nxitimi për objektet fizike "Efekti i mbylljes së gërshërëve".
Unë mendoj se është e lehtë të kuptohet edhe për një person që nuk i njeh bazat e fizikës, të paktën vajza ime 11-vjeçare menjëherë, pasi ia shpjegova, më dha një shoqatë të qartë, duke thënë: ".. po, është si të gjuash një farë limoni me gishta … ".
Në të vërtetë, fëmijët gjenialë në thjeshtësinë e tyre e kanë përdorur prej kohësh këtë efekt për shakatë e tyre, duke shtrënguar farën rrëshqitëse me gishtin e madh dhe gishtin tregues dhe duke "gjuajtur" nga një grup i tillë nxitës i improvizuar. Pra, kjo metodë tashmë është përdorur nga shumë prej nesh në praktikë në fëmijëri …
Përshpejtimi i plumbave me metodat e "mbylljes së gërshërëve" dhe "shtimit vektor të shpejtësive"
Dikush mund të mendojë se autori është zbuluesi i teknologjive të reja, për dikë, përkundrazi, mund të duket se ai është një ëndërrimtar. Nuk ka nevojë për emocione derisa të dal me diçka të re. Këto teknologji janë përdorur tashmë në sistemet e artilerisë në jetën reale bazuar në parimet kumulative të shpërthimit. Vetëm fjalët përdoren atje shumë të ndërlikuara, por siç e dini: "siç e emërtoni anijen, ajo do të … fluturojë".
Efekti kumulativ u zbulua rastësisht në vitet '30 të shekullit të kaluar dhe u gjet menjëherë në artileri. Një ngarkesë e formuar për përshpejtimin e një avioni gazesh përdor dy nga efektet e sipërpërmendura në të njëjtën kohë - efektin e shtimit vektor të shpejtësive dhe efektin e mbylljes së gërshërëve. Në zbatimet më të avancuara, një bërthamë metalike vendoset në avionin kumulativ, i cili përshpejtohet nga ky avion në shpejtësinë e vetë avionit, i ashtuquajturi "bërthama e goditjes".
Por kjo teknologji ka një kufi fizik, shpejtësia e shpërthimit është 10 km / sek (kufizuese) dhe këndi i hapjes së konit kumulativ është 1:10 (forca përfundimtare fizike). Si rezultat, ne marrim shpejtësinë e daljes së gazit në nivelin 100-200 km / sek. Në teori.
Ky është një proces shumë joefikas, shumica e energjisë humbet. Përveç kësaj, ekziston një problem me shënjestrimin, i cili varet nga uniformiteti i shpërthimit të ngarkesës në formë dhe uniformiteti i tij.
Sidoqoftë, teknologjia tashmë është larguar nga laboratorët dhe është përdorur në armë standarde që nga mesi i viteve tetëdhjetë të shekullit të kaluar, kjo është "miniera" e njohur anti-tank TM-83 me një zonë vrasjeje më shumë se 50 metra Me Dhe këtu është shembulli i fundit, dhe për më tepër, vendas:
Kjo është një "minë" anti-helikopter, diapazoni i ngarkesës në formë "pështyme" është deri në 180 metra, elementi goditës duket kështu:
Kjo është një fotografi e bërthamës së goditjes në fluturim, menjëherë pas largimit të saj nga avioni kumulativ i gazit (re e zezë në të djathtë), gjurma e valës së goditjes është e dukshme në sipërfaqe (kon Mach).
Le t'i quajmë të gjitha me emrat e tyre të duhur, thelbi i shokut është Plumb me shpejtësi të lartë, vetëm të shpërndara jo në fuçi, por në një rrymë gazrash. Dhe vetë ngarkesa e formuar është Montim artilerie pa fuçi, kjo është pikërisht ajo që na nevojitet për rindërtimin e armëve nga qafa.
Shpejtësia e një plumbi të tillë është 3 km / s, është shumë larg kufirit teorik të teknologjisë prej 200 km / s. Më lejoni të shpjegoj pse - kufiri teorik i shpejtësisë arrihet gjatë eksperimenteve shkencore në kushte laboratorike, atje mjafton që të merrni të paktën një rezultat rekord gjatë eksperimenteve. Dhe në armët e vërteta, pajisjet duhet të funksionojnë me një garanci njëqind për qind.
Metoda e përshpejtimit të një objekti me një avion kumulativ në kënde të vogla mbyllëse të konit shpërthyes (25-45 gradë) nuk jep synim të saktë dhe shpesh bërthama e goditjes thjesht del nga fokusi i avionit të gazit, duke lënë atë që quhet " qumësht ".
Për përdorim luftarak, një pushim kumulativ bëhet me një kënd mbylljeje prej më shumë se 100 gradë, në kënde të tilla të një pushimi kumulativ, një shpejtësi prej më shumë se 5 km / s nuk mund të arrihet as në teori, por teknologjia funksionon në mënyrë të besueshme dhe është të zbatueshme në kushte luftarake.
Isshtë e mundur të shpejtohet procesi i "mbylljes së gërshërëve", por në këtë rast metoda e shpërthimit duhet të braktiset për të formuar pikën e zbatimit të forcave në kanalin shpërthyes. Për ta bërë këtë, është e nevojshme që shpërthimi të kalojë përgjatë shtegut të përshpejtimit të plumbave me një shpejtësi më të madhe sesa mund të sigurojë mekanizmi i shpërthimit.
Në këtë rast, skema e shpërthimit duhet të sigurojë shpërthimin e njëkohshëm të eksplozivit përgjatë gjithë gjatësisë së kanalit shpërthyes, dhe efekti i gërshërës duhet të merret për shkak të rregullimit konik të mureve të kanalit shpërthyes, siç tregohet në figurë:
Krijimi i një skeme për shpërthimin e njëkohshëm të një eksplozivi në kanalin e shpërndarjes së plumbave është një detyrë mjaft e realizueshme për një nivel teknologjik modern.
Dhe përveç kësaj, çështja e forcës fizike do të zgjidhet menjëherë, tubi nga substanca shpërthyese nuk do të ketë kohë të shembet gjatë fluturimit të plumbit, pasi ngarkesa mekanike do të transmetohet më ngadalë sesa do të shkojë procesi shpërthyes.
Për një plumb, është pika e zbatimit të forcës ajo që është e rëndësishme, problemi i vetëm është kontrolli mbi shpejtësinë e lëvizjes së pikës së zbatimit të forcës, në mënyrë që plumbi të jetë gjithmonë në këtë pikë, por më shumë për atë më vonë, kjo tashmë është një teknikë, jo një teori.
Mbetet për të kuptuar shkallëzimin e procesit të mbingarkesës së një plumbi të tillë, domethënë, në cilat parametra të dimensionit masiv për të zbatuar këtë mekanizëm teorik në praktikë.
Ligji i shkallëzimit RTT
Ne jetojmë në iluzione të vazhdueshme, një shembull i një mashtrimi të tillë është pako shoqëruese e koncepteve: "më shumë do të thotë më i fuqishëm". Shkenca e artilerisë është shumë konservatore dhe i bindet plotësisht këtij parimi deri më tani, por asgjë nuk zgjat përgjithmonë nën Hënë.
Deri kohët e fundit, kjo paradigmë shoqëruese ishte në shumë mënyra e saktë, dhe më pak e shtrenjtë për sa i përket zbatimit praktik. Por tani kjo nuk është më kështu, përparimet teknologjike kryhen aty ku parimet ndryshojnë në të kundërtën.
Unë do të jap një shembull nga profesioni im, kompjuterët në 20-30 vjet janë zvogëluar në vëllim me 1000 herë, dhe fuqia e tyre llogaritëse është rritur gjithashtu me një mijë herë.
Unë do ta përgjithësoja këtë shembull në një shkallë globale, duke e formuluar atë në formën e një ligji, për shembull: " Rritja e efikasitetit të procesit fizik është në përpjesëtim të kundërt me vëllimin e përdorur për të zbatuar këtë proces ".
Unë do ta quaj ligjin R_T_T, me të drejtën e zbuluesit, po sikur emri të zërë rrënjë?
Unë do të bëhem i famshëm!
It'sshtë një shaka, natyrisht, por çdo shaka ka një kokërr të së vërtetës, kështu që ne do të përpiqemi t'u provojmë artilerëve se shkenca e tyre inxhinierike gjithashtu i bindet këtij ligji.
Le të numërojmë "deshët tanë", duke ditur presionin e gazrave të produkteve të djegies së eksplozivëve, masën e "mikro-plumbit", sipërfaqja e tij efektive mund të llogaritet distanca e nxitimit, me fjalë të tjera, gjatësia e fuçisë në të cilin "mikro-plumbi" e përshpejton me një shpejtësi të caktuar.
Doli se një "mikro-plumb" i tillë mund të përshpejtohet deri në 1000 km / sek në një distancë prej vetëm 15 centimetra.
"Gërshërët" tanë mbyllen me një shpejtësi të dyfishuar të gazrave të produkteve të shpërthimit - 20 km / s, që do të thotë se për të marrë një shpejtësi mbyllëse prej 1000 km / s dhe një matës hyrës me një diametër 1 mm për një kanal shpërthyes 150 mm e gjatë, matësi i daljes duhet të jetë 1.3 mm..
Mbetet për të kuptuar se sa eksploziv nevojitet për një përshpejtim të tillë, por gjithçka është e thjeshtë këtu, fizika është universale dhe ligjet e saj janë të pandryshuara, për të shpërndarë një plumb një milion herë më lehtë dhe një mijë herë më shpejt se standardi ynë, një plumb pushkë do të kërkojë saktësisht e njëjta energji si për përshpejtimin e një plumbi konvencional të pushkës.
Rrjedhimisht, energjia e eksplozivit duhet të mbetet e pandryshuar, por natyra e eksplozivit duhet të jetë e ndryshme, baruti nuk përshtatet, digjet shumë ngadalë, nevojitet një eksploziv shpërthyes. Me fjalë të tjera, ju duhet të bëni një tub 150 mm të gjatë nga 5 gram eksploziv, siç është RDX. dhe një diametër hyrës prej 1 mm. dhe fundjava është 1, 3 mm..
Për forcën dhe përqendrimin e shpërthimit brenda kanalit të kalimit të "mikro-plumbit" është e nevojshme të vendosni këtë strukturë në një cilindër të fortë metalik. Dhe për të arritur të prodhojë shpërthim eksploziv të njëkohshëm dhe të njëtrajtshëm në të gjithë distancën e fluturimit "mikro-plumb".
Për ta përmbledhur, parimet fizike për përshpejtimin e një plumbi në shpejtësinë 1000 km / s janë të disponueshme edhe në bazë të teknologjive pluhur, për më tepër, këto parime përdoren në sistemet e vërteta të armëve.
Thjesht mos nxitoni në laborator dhe përpiquni të zbatoni një sistem të tillë nxitimi shpërthyes, ekziston një problem domethënës, shpejtësia fillestare e "mikro-plumbit" në një kanal të tillë shpërthyes duhet të jetë më e madhe se shpejtësia e mbylljes së fronteve shpërthyese, përndryshe efekti i "mbylljes së gërshërëve" nuk do të funksionojë.
Me fjalë të tjera, për të injektuar një "mikro-plumb" në kanalin shpërthyes, së pari duhet të përshpejtohet me një shpejtësi prej afërsisht 10 km / s, dhe kjo nuk është aspak e lehtë.
Prandaj, ne do t'i lëmë detajet teknike të zbatimit të një sistemi të tillë hipotetik të qitjes për pjesën tjetër të këtij artikulli, kështu që do të vazhdohet….
