اسلحه از پاس
موضوع مقاله سلاح های جنبشی فوق سریع است. این موضوع از تحلیل وقایع غم انگیز در گذرگاه دیاتلوف در فوریه 1959 ناشی شد. مرگ XNUMX گردشگر با توجه به مجموع حقایق موجود، حتی در تحقیقات رسمی نیز به عنوان خشونت با استفاده از سلاح های ناشناس شناخته شده است. این در مقالاتی که مستقیماً به این رویدادها اختصاص داده شده بود بیان شد: "مواد طبقه بندی نشده - حقیقت در جایی نزدیک است" و "مرده ها دروغ نمی گویند."
از آنجایی که آسیب وارده به بدن کشته شدگان با قدرت گلوله تفنگ مطابقت داشت و ماهیت آسیب نشان دهنده اندازه بسیار کوچک چنین گلوله ای بود، نتیجه گرفته شد که این گلوله برای حفظ قدرت تخریب خود باید دارای ابعاد میکروسکوپی و سرعتی در حدود 1000 کیلومتر بر ثانیه است.
در مقاله قبلی “سلاح از گذرگاه” امکان حرکت سریع گلوله در جو بدون تخریب آن در اثر اصطکاک هوا اثبات شد، در این مقاله سعی خواهد شد تا خود سلاح بازسازی شود.
یک بار دیگر در مورد نسخه حوادث در گذرگاه دیاتلوف. من معتقدم که در فوریه 1959، ایالت ما (در آن زمان اتحاد جماهیر شوروی سابق) عملیاتی را برای تصرف یک مرکز ناشناخته با فناوری پیشرفته انجام داد. حداقل 9 نفر جان باختند، به احتمال زیاد این شی ناشناخته "به نظر کافی نبود"، در غیر این صورت دولت تلاش زیادی برای پنهان کردن مشارکت خود در این رویدادها انجام نمی داد.
این فقط یک حدس است، ممکن است اشتباه کنم. مجموع حقایق برای تفسیر بدون ابهام از آن وقایع باستانی کافی نیست، اما این در زمینه موضوع فعلی مهم نیست.
آنچه مهم است این است که مسئله واقعی بودن وجود سلاح های جنبشی فوق سریع مطرح شده است.
مهم است که گلوله های این گونه سلاح ها به طور موثر در محیط های گازی (هوا) حرکت کنند.
نکته مهم این است که ساخت چنین سلاح هایی بر اساس فناوری هایی که در اختیار داریم واقع بینانه است.
اما بیایید در این مورد با جزئیات بیشتری صحبت کنیم، البته می توان گفت که از آنجایی که "میکروگلوله" محصول فناوری های ناشناخته است، پس خود سلاح نیز بر اساس اصول فیزیکی ناشناخته برای ما ساخته شده است. شاید اینطور باشد، اما فناوری های شناخته شده برای ما می توانند گلوله را تا سرعت 1000 کیلومتر در ثانیه شتاب دهند. من در مورد چیزهای عجیب و غریب، مانند سلاح های گاوسی، تفنگ های ریلی، نه رایج ترین فن آوری های باروتی، فقط در بسته بندی های جدید و مدرن صحبت نمی کنم.
بیایید با فناوری موجود سلاح های جنبشی پرسرعت شروع کنیم و تنها پس از آن به سراغ داستان های علمی تخیلی برویم.
محدودیت توپخانه
برای سیستم های توپخانه سنتی، سقف نظری سرعت پرتابه تا به امروز رسیده است - حدود 2-3 کیلومتر در ثانیه. سرعت فرآورده های احتراق باروت دقیقاً در این سطح است، یعنی فشاری را در کف پرتابه ایجاد می کنند که باعث تسریع آن در لوله تفنگ می شود.
برای دستیابی به این نتیجه، استفاده از پرتابه زیر کالیبر (از دست دادن بخش قابل توجهی از انرژی)، فناوری بدون کیس (پیچ کردن کیس در فشارهای بالا در بریچ)، شلیک با سرعت احتراق پودر نرمال و انفجار چند نقطه ای ضروری بود. سیستم ها (برای ایجاد فشار یکنواخت در سراسر حرکت پرتابه در طول لوله).
حد رسیده است، افزایش بیشتر سرعت پرتابه در این فناوری به حداکثر فشار تحمل شده توسط لوله بستگی دارد، که در حال حاضر در آستانه ممکن است. در نتیجه، در زمان تنظیم مجدد زبانه های کالیبره، چنین پرتابه ای داریم، یک عکس فوری از یک شلیک واقعی:
به قوس های نزدیک پوسته های پرنده دقت کنید، این امواج ضربه ای است که در مقاله قبل در مورد آن نوشته شد. در یک موج شوک، مولکول های گاز سریعتر از سرعت صوت حرکت می کنند. قرار گرفتن در زیر چنین موجی، کمی به نظر نمی رسد. اما هسته تیز شده پرتابه نمی تواند چنین موجی ایجاد کند، سرعت کافی وجود ندارد ....
اما در اختیار تمدن مدرن، فناوری دیگری برای ایجاد سلاح های جنبشی با سرعت بالا، به معنای واقعی کلمه در مقیاس کیهانی، وجود دارد.
تیرهای خدا
با سوزاندن هزاران تن سوخت با حداکثر شدت انرژی، بشریت آموخته است که اشیاء فضایی با وزن ده ها تن و با سرعت حدود 10 کیلومتر بر ثانیه را به فضا پرتاب کند. گناه است که از این "پرتابه های" کیهانی با انرژی جنبشی عظیم به عنوان سلاح استفاده نکنیم. ایده اصلی نیست، از سال 2000 ایالات متحده روی این پروژه کار می کند، نام اصلی آن "تیرهای خدا" است. فرض بر این بود که اجسام روی زمین با تیرهای تنگستن به طول حدود شش متر و وزن حدود صد کیلوگرم مورد اصابت قرار می گیرند. انرژی جنبشی چنین پیکانی در چنین سرعت هایی تقریباً 0,1-0,3 کیلوتن معادل TNT است. در اینجا نحوه ارائه این پروژه در آن زمان، بیش از 10 سال پیش است:
این پروژه در سال‌های اخیر زیر سایه رفته یا به فراموشی سپرده شده و یا برعکس، وارد مرحله طراحی جدی شده و بر همین اساس، تمبر «فوق سری» را به خود اختصاص داده است.
دومی محتمل‌تر است، یک چشم‌انداز دردناک وسوسه‌انگیز، فقط از یک ماهواره، زیرا در ابتدا قرار بود به طور موثر استفاده نشود، قوانین بالستیک غیرقابل انکار هستند. هدف گیری به یک جسم منجر به کاهش شدید سرعت چنین فلش تنگستنی می شود و بنابراین تمام انرژی را به نقطه نابودی منتقل نمی کند، در بهترین حالت سرعت فلش در نقطه تخریب خواهد بود. 5-6 کیلومتر بر ثانیه باشد..
تنها یک راه برای خروج وجود دارد، هدف گیری اولیه این است که با تصحیح مدار خود ماهواره انجام شود و برای این کار از ماهواره های آشنا به ما استفاده نمی کنند، بلکه از سیستم های مداری مانور دهنده استفاده می کنند. بوز و حامل آن استرلا. این موضوع در بین آمریکایی ها از بین نرفته است، برعکس، در حال حاضر شاتل X-37B بعدی در فضا است. در اینجا به نظر می رسد:
یکی از کاربردهای آشکار این وسیله نقلیه بدون سرنشین، بمب افکن فضایی است که به «تیرهای خدا» که قبلاً توضیح داده شد، مسلح شده است.
بنابراین سلاح‌های جنبشی مداری آینده درگیری‌های محلی هستند، اتفاقاً ایده‌آل. اما موضوع ما این نیست، اجازه دهید به "گوسفندان ما"، فناوری های سنتی باروت برگردیم.
سینماتیک شتاب پرتابه
پایه تفنگ با توجه به اصل عملکرد خود از زمان اختراع خود تغییری نکرده است، این یک استوانه (شکه)، یک پیستون (پرتابه) و یک بار (پودر) است که بین آنها قرار می گیرد. در چنین طرحی، سرعت پرتابه در حد توسط سرعت انبساط محصولات احتراق بار تعیین می شود، این مقدار حداکثر 3-4 کیلومتر در ثانیه است و به فشار در حجم احتراق بستگی دارد. بین پرتابه و پایین پیستون).
سیستم های توپخانه مدرن در این طرح سینماتیکی به حد تئوریک سرعت پرتابه نزدیک شده اند و افزایش بیشتر سرعت تقریبا غیرممکن است.
بنابراین این طرح نیاز به تغییر دارد، اما آیا حتی می‌توان پرتابه را تا سرعتی بیشتر از آن چیزی که محصولات احتراق باروت می‌توانند فراهم کنند، شتاب داد؟ در نگاه اول، غیرممکن است، غیرممکن است که پرتابه را سریعتر از سرعت گازهایی که این فشار سرعت را انجام می دهند، فشار دهید.
اما ملوانان مدت‌هاست که یاد گرفته‌اند که کشتی‌های بادبانی خود را با سرعت‌هایی بیشتر از سرعت باد شتاب دهند، در مورد ما این یک تشبیه مستقیم است، یک رسانه متحرک گاز انرژی خود را به یک جسم فیزیکی منتقل می‌کند، در اینجا آخرین دستاورد آنها است:
این "معجزه" با سرعت باد 40 کیلومتر در ساعت به دلیل بادبان "مورب" قادر است با سرعت 120 کیلومتر در ساعت حرکت کند، یعنی سه برابر سریعتر از محیط هوایی که این قایق بادبانی را هدایت می کند. این، در نگاه اول، به یک نتیجه متناقض می توان دست یافت، زیرا سرعت یک کمیت برداری است و حرکت در زاویه نسبت به جهت باد با کمک بادبان "میب" احتمالاً سریعتر از باد است. خود
بنابراین توپچی ها کسی را دارند که اصول جدیدی را برای پراکنده کردن پوسته ها قرض بگیرد، خیاط ها یک اصل مناسب یا بهتر بگوییم ابزار اصلی آنها، قیچی دارند.
جلوه تیغه بستن
چنین مفهومی وجود دارد، یک "آزمایش فکری"، هر چیزی که به آینده مربوط می شود، حاکی از حضور تخیل است، حداقل در سطح روزمره .. یک کودک یازده ساله.
قیچی را در ذهن خود تصور کنید، آنها جدا شده اند، قرار است نوک آنها یک سانتی متر جدا شود و تیغه ها دارای یک نقطه بسته شدن در فاصله 10 سانتی متری از نوک هستند.
ما شروع به بستن آنها "تا توقف" می کنیم.
بنابراین، در مدت زمانی که نوک ها از یک سانتی متر عبور می کنند، نقطه بسته شدن ده سانتی متر حرکت می کند.
در چنین سیستمی سرعت حرکت اجسام فیزیکی در نوک قیچی حداکثر خواهد بود. اما مهمتر از همه، نقطه اعمال نیرو (نقطه بسته شدن تیغه ها) با سرعتی 10 برابر بیشتر از سرعت اجسام فیزیکی در چنین سیستمی حرکت می کند. از آنجایی که در زمان بسته شدن (در حالی که نوک قیچی یک سانتی متر می گذرد)، نقطه بسته شدن 10 سانتی متر حرکت می کند.
حال تصور کنید که یک جسم فیزیکی کوچک (مثلاً یک توپ) در محل تلاقی تیغه ها (در نقطه بسته شدن) قرار گرفته باشد و به این ترتیب با سرعت جابجایی نقطه بسته حرکت کند، یعنی. ده برابر سریعتر از نوک قیچی
این قیاس بدون عارضه به ما امکان می دهد بفهمیم که چگونه می توان با سرعت معین یک فرآیند فیزیکی، نقطه اعمال نیروها را به دست آورد که بسیار سریعتر از خود جسم فیزیکی حرکت می کند.
و علاوه بر این، چگونه این نقطه اعمال نیرو می تواند اشیاء فیزیکی را به سرعت های بسیار بالاتر از سرعت حرکت اجسام فیزیکی درگیر در شتاب (پره ها در مثال ما) شتاب دهد.
برای سادگی، این مکانیسم را شتاب اجسام فیزیکی می نامیم "اثر قیچی قیچی".
فکر میکنم حتی برای کسی که حتی اصول فیزیک را هم نمی‌داند، درک آن آسان است، حداقل دختر 11 ساله‌ام بلافاصله بعد از اینکه این موضوع را برای او توضیح دادم، تداعی آشکاری به من داد و گفت: «.. بله، مثل این است که با انگشتان خود به یک دانه لیمو شلیک کنید...».
در واقع، کودکان، که در سادگی خود مبتکر هستند، مدت‌هاست که از این اثر برای شوخی‌های خود استفاده می‌کنند، دانه‌ای لغزنده را با انگشت شست و سبابه خود در دست می‌گیرند و از چنین تقویت‌کننده‌ای بداهه «تیراندازی می‌کنند». بنابراین این روش قبلاً توسط بسیاری از ما در عمل در دوران کودکی استفاده شده است ...
شتاب دادن گلوله ها با روش های "بستن قیچی" و "جمع بردار سرعت ها"
ممکن است برای برخی به نظر برسد که نویسنده پیشگام فناوری های جدید است، برای کسی، برعکس، ممکن است به نظر برسد که او یک رویاپرداز است. تا زمانی که چیز جدیدی به ذهنم نرسد نیازی به احساسات نیست. این فناوری ها در حال حاضر در سیستم های توپخانه واقعی بر اساس اصول انفجار تجمعی استفاده می شوند. فقط کلماتی که در آنجا استفاده می‌شوند بسیار مشکل هستند، اما همانطور که می‌دانید: "هر چه کشتی را بنامید، بنابراین ... پرواز خواهد کرد."
اثر تجمعی به طور تصادفی در دهه 30 قرن گذشته کشف شد و بلافاصله در توپخانه کاربرد پیدا کرد. بار تجمعی برای تسریع جت گازها از دو اثر فوق الذکر به طور همزمان استفاده می کند - اثر جمع بردار سرعت ها و اثر بسته شدن قیچی. در پیاده سازی های پیشرفته تر، یک هسته فلزی در جت تجمعی قرار می گیرد که توسط این جت به سرعت خود جت شتاب می گیرد که اصطلاحا به آن "هسته ضربه ای" می گویند.
اما این فناوری دارای محدودیت فیزیکی است، سرعت انفجار 10 کیلومتر بر ثانیه (محدود کننده) و زاویه باز شدن مخروط تجمعی 1:10 (استحکام کششی فیزیکی) است. در نتیجه سرعت خروج گازها را در سطح 100-200 کیلومتر بر ثانیه به دست می آوریم. در تئوری.
این یک فرآیند بسیار ناکارآمد است، بیشتر انرژی هدر می رود. علاوه بر این، هدف گیری مشکلی دارد که بستگی به یکنواختی انفجار بار شکل گرفته و یکنواختی آن دارد.
با این وجود ، این فناوری قبلاً آزمایشگاه ها را ترک کرده است و از اواسط دهه هشتاد قرن گذشته در سلاح های استاندارد استفاده شده است ، این "مین" معروف ضد تانک TM-83 با منطقه کشتار بیش از 50 متر است. . و در اینجا آخرین، و علاوه بر این، یک مثال داخلی است:
این یک "مین" ضد هلیکوپتر است، برد "تف" شارژ شکل تا 180 متر است، عنصر ضربه گیر چیزی شبیه به این است:
این عکسی از هسته شوک در حال پرواز است، بلافاصله پس از خروج آن از جت تجمعی گاز (ابر سیاه در سمت راست)، اثری از موج ضربه (مخروط ماخ) روی سطح قابل مشاهده است.
بیایید همه چیز را به نام خود بنامیم، هسته شوک است گلوله با سرعت بالا، فقط نه در بشکه، بلکه در جریانی از گازها پراکنده شده است. و بار تجمعی خود است پایه تفنگ بدون تفنگ، این دقیقاً همان چیزی است که ما برای بازسازی سلاح ها از گذرگاه نیاز داریم.
سرعت چنین گلوله ای 3 کیلومتر بر ثانیه است که با حد تئوری فناوری در 200 کیلومتر بر ثانیه بسیار فاصله دارد. من توضیح خواهم داد که چرا - محدودیت سرعت نظری در دوره آزمایش های علمی در آزمایشگاه به دست می آید، در آنجا کافی است حداقل یک نتیجه رکورد در طول آزمایش به دست آوریم. و در سلاح های واقعی تجهیزات باید با ضمانت صد در صد کار کنند.
روش شتاب دادن به یک جسم با جت تجمعی در زوایای کوچک بسته شدن مخروط انفجاری (25-45 درجه) هدف گیری دقیقی را ارائه نمی دهد و اغلب هسته ضربه به سادگی از کانون جت گاز خارج می شود و چیزی را ترک می کند که به آن می گویند. شیر".
برای استفاده رزمی، یک فرورفتگی تجمعی با زاویه بسته شدن بیش از 100 درجه ساخته می شود، در چنین زوایایی از یک فرورفتگی تجمعی، سرعت بیش از 5 کیلومتر در ثانیه حتی در تئوری قابل دستیابی نیست، اما این فناوری به طور قابل اعتماد کار می کند و قابل اجرا در شرایط جنگی
امکان تسریع روند «بستن قیچی» وجود دارد، اما در این صورت باید از روش انفجار صرف نظر کرد تا نقطه اعمال نیرو در کانال انفجاری شکل بگیرد. برای این کار لازم است که انفجار از مسیر شتاب گلوله با سرعتی بالاتر از مکانیزم انفجار عبور کند.
طرح انفجار در این مورد باید از انفجار همزمان مواد منفجره در تمام طول کانال انفجاری اطمینان حاصل کند و اثر قیچی باید به دلیل آرایش مخروطی دیواره های کانال انفجاری به دست آید، همانطور که در شکل نشان داده شده است:
ایجاد طرحی برای انفجار همزمان یک ماده منفجره در کانال شتاب گلوله یک کار کاملاً عملی برای سطح فناوری مدرن است.
و علاوه بر این، موضوع قدرت بدنی بلافاصله حل می شود، لوله ماده منفجر کننده در طول پرواز گلوله فرصتی برای فروپاشی نخواهد داشت، زیرا بار مکانیکی کندتر از روند انفجار منتقل می شود.
برای گلوله، نقطه اعمال نیرو است که مهم است، تنها مشکل کنترل سرعت حرکت نقطه اعمال نیرو است، به طوری که گلوله همیشه در این نقطه باشد، اما بعداً، این در حال حاضر یک تکنیک است و نه یک نظریه.
باقی مانده است که با مقیاس پذیری روند شتاب چنین گلوله ای بپردازیم، یعنی در چه پارامترهای جرمی بعدی این مکانیسم نظری را در عمل پیاده سازی کنیم.
قانون مقیاس بندی RTT
ما در باورهای نادرست مداوم زندگی می کنیم، نمونه ای از چنین تصور نادرستی مجموعه ای از مفاهیم است: "بیشتر به معنای قدرتمندتر است." علم توپخانه بسیار محافظه کار است و تا کنون کاملاً از این اصل پیروی می کند، اما هیچ چیز برای همیشه در زیر ماه باقی نمی ماند.
تا همین اواخر، این پارادایم تداعی تا حد زیادی درست بود و از نظر اجرای عملی هزینه کمتری داشت. اما اکنون دیگر اینطور نیست، پیشرفت های تکنولوژیکی انجام می شود که در آن اصول دقیقاً برعکس تغییر می کند.
بگذارید یک مثال از حرفه ام بزنم: در 20-30 سال، حجم کامپیوترها 1000 برابر کاهش یافته است، در حالی که قدرت محاسباتی آنها نیز هزار برابر شده است.
من این مثال را به مقیاس جهانی تعمیم می دهم و آن را به عنوان یک قانون فرموله می کنم، به عنوان مثال:افزایش راندمان فرآیند فیزیکی با حجم استفاده شده برای اجرای این فرآیند نسبت معکوس دارد..
من آن را قانون R_T_T می نامم، به حق کاشف، اگر نام ریشه کند چه؟
معروف می شوم!
البته یک شوخی، اما در هر شوخی مقداری حقیقت وجود دارد، بنابراین ما سعی خواهیم کرد به توپچی ها ثابت کنیم که علم مهندسی آنها نیز از این قانون پیروی می کند.
بیایید "گوسفندان خود" را بشماریم، با دانستن فشار گازهای محصولات احتراق مواد منفجره، جرم "ریز گلوله"، سطح موثر آن، می توانیم فاصله شتاب را محاسبه کنیم، به عبارت دیگر، طول بشکه ای که در آن وجود دارد. "microbullet" به سرعت معینی شتاب می گیرد.
معلوم شد که چنین "ریز گلوله" تا 1000 کیلومتر در ثانیه می تواند در فاصله 15 سانتی متری پراکنده شود.
"قیچی" ما با سرعت دو برابر گازهای محصولات انفجار بسته می شود - 20 کیلومتر در ثانیه، به این معنی که برای به دست آوردن سرعت بسته شدن 1000 کیلومتر در ثانیه و کالیبر ورودی با قطر 1 میلی متر برای یک ماده منفجره. کانال 150 میلی متر طول، کالیبر خروجی باید 1,3 میلی متر باشد.
باید فهمید که برای چنین شتابی به چند ماده منفجره نیاز است، اما همه چیز در اینجا ساده است، فیزیک جهانی است و قوانین آن بدون تغییر است، برای شتاب دادن به یک گلوله یک میلیون بار سبکتر و هزار بار سریعتر از استاندارد ما - یک گلوله تفنگ می تواند دقیقاً به همان مقدار انرژی برای پراکنده کردن یک گلوله تفنگ معمولی نیاز دارد.
در نتیجه، انرژی ماده منفجره باید بدون تغییر باقی بماند، اما ماهیت ماده منفجره باید متفاوت باشد، باروت مناسب نیست، خیلی آهسته می سوزد، به یک ماده منفجره منفجره نیاز است. به عبارت دیگر باید از 5 گرم مواد منفجره مانند RDX یک لوله به طول 150 میلی متر بسازید. و قطر ورودی 1 میلی متر و خروجی 1,3 میلیمتر
برای قدرت و غلظت انفجار در داخل کانال عبور "ریز گلوله"، این ساختار باید در یک استوانه فلزی قوی قرار گیرد. و موفق به تولید یک انفجار همزمان و یکنواخت مواد منفجره در کل مسافت پرواز "میکروگلوله" شود.
به طور خلاصه، اصول فیزیکی برای شتاب دادن گلوله به سرعت 1000 کیلومتر در ثانیه حتی بر اساس فناوری های پودر نیز در دسترس است، علاوه بر این، این اصول در سیستم های سلاح واقعی استفاده می شود.
فقط بلافاصله وارد آزمایشگاه نشوید و سعی کنید چنین سیستم شتاب دهنده انفجاری را پیاده سازی کنید، یک مشکل مهم وجود دارد، سرعت اولیه "ریز گلوله" در چنین کانال انفجاری باید بیشتر از سرعت بسته شدن جبهه های انفجاری باشد، در غیر این صورت اثر "بستن قیچی" کار نخواهد کرد.
به عبارت دیگر، برای تزریق یک "ریز گلوله" به کانال انفجاری، ابتدا باید به سرعت تقریباً 10 کیلومتر بر ثانیه شتاب داده شود و این اصلاً آسان نیست.
بنابراین جزئیات فنی اجرای چنین سیستم تیراندازی فرضی را برای قسمت بعدی این مقاله می گذاریم، پس ادامه ....