Senjata dari pas
Topik artikelnya adalah senjata kinetik berkecepatan sangat tinggi. Topik ini muncul dari analisis peristiwa tragis di Dyatlov Pass pada Februari 1959. Kematian sembilan turis, menurut jumlah fakta yang ada, bahkan dalam penyelidikan resmi, dikualifikasikan sebagai kekerasan dengan penggunaan senjata yang tidak diketahui. Ini dibahas dalam artikel yang secara langsung ditujukan untuk acara-acara ini: "Materi yang tidak diklasifikasikan - kebenaran ada di suatu tempat di dekatnya" dan "Orang mati tidak berbohong."
Karena kerusakan pada tubuh orang mati sesuai dengan kekuatan peluru senapan, dan sifat kerusakannya menunjukkan ukuran peluru yang sangat kecil, disimpulkan bahwa peluru ini, untuk mempertahankan kekuatan mematikannya, harus memiliki dimensi mikroskopis dan kecepatan sekitar 1000 km/detik.
Dalam artikel sebelumnya, "Weapon from the Pass", kemungkinan pergerakan peluru berkecepatan super tinggi melalui atmosfer tanpa menghancurkannya karena gesekan terhadap udara telah dibuktikan; dalam artikel ini, akan dilakukan upaya untuk merekonstruksi senjata itu sendiri.
Sekali lagi tentang versi acara di Dyatlov pass. Saya percaya bahwa pada bulan Februari 1959, negara bagian kita (saat itu Uni Soviet) melakukan operasi untuk merebut fasilitas teknologi tinggi yang tidak diketahui. Setidaknya 9 orang tewas, kemungkinan besar objek yang tidak diketahui ini "tampaknya tidak sedikit", jika tidak, negara tidak akan melakukan banyak upaya untuk menyembunyikan partisipasinya dalam peristiwa ini.
Ini hanya versi, saya bisa saja salah. Jumlah fakta tidak cukup untuk interpretasi yang jelas dari peristiwa-peristiwa lama, tetapi tidak penting dalam konteks topik saat ini.
Penting untuk mengangkat pertanyaan tentang realitas keberadaan senjata kinetik berkecepatan sangat tinggi.
Adalah penting bahwa peluru senjata tersebut dapat bergerak secara efektif di lingkungan gas (udara).
Yang penting adalah senjata semacam itu benar-benar dapat dibuat berdasarkan teknologi yang kita miliki.
Tetapi mari kita bicarakan ini secara lebih rinci, tentu saja kita dapat mengatakan bahwa jika "peluru mikro" adalah produk dari teknologi yang tidak diketahui, maka senjata itu sendiri juga didasarkan pada prinsip-prinsip fisik yang tidak kita ketahui. Mungkin begitu, tetapi teknologi yang kita ketahui mampu mempercepat peluru hingga kecepatan di orde 1000 km/s. Saya tidak berbicara tentang hal-hal eksotis, seperti senjata Gaussian, railgun, teknologi bubuk yang paling umum, hanya dalam kemasan baru yang modern.
Mari kita mulai dengan teknologi senjata kinetik berkecepatan tinggi yang ada, dan baru kemudian beralih ke fantasi.
Batas artileri
Untuk sistem artileri tradisional, batas teoritis kecepatan proyektil telah dicapai hingga saat ini - sekitar 2-3 km / detik. Kecepatan produk pembakaran bubuk mesiu persis pada tingkat ini, yaitu, mereka menciptakan tekanan di bagian bawah proyektil, mempercepatnya di laras pistol.
Untuk mencapai hasil ini, perlu menggunakan proyektil sub-kaliber (untuk kehilangan sebagian besar energi), teknologi caseless (casing terjepit pada tekanan tinggi di sungsang), tembakan dengan laju pembakaran bubuk yang dinormalisasi dan multi- sistem detonasi titik (untuk menciptakan tekanan yang seragam di seluruh pergerakan proyektil di sepanjang laras) …
Batasnya telah tercapai, peningkatan lebih lanjut dalam kecepatan proyektil dalam teknologi ini bertumpu pada tekanan pembatas yang ditahan oleh laras, yang sudah di ambang kemungkinan. Akibatnya, kami memiliki proyektil seperti itu, snapshot dari bidikan nyata, pada saat mengatur ulang tab kalibrasi:
Perhatikan busur di dekat liner proyektil terbang, ini adalah gelombang kejut yang telah ditulis di artikel sebelumnya. Dalam gelombang kejut, molekul gas bergerak lebih cepat dari kecepatan suara. Jatuh di bawah gelombang seperti itu sepertinya tidak sedikit. Tetapi inti proyektil yang tajam tidak dapat menciptakan gelombang seperti itu, kecepatannya tidak cukup ….
Tetapi pada pembuangan peradaban modern ada teknologi lain untuk menciptakan senjata kinetik berkecepatan tinggi, secara harfiah dalam skala kosmik.
panah dewa
Membakar ribuan ton bahan bakar dengan intensitas energi maksimum, umat manusia telah belajar meluncurkan benda dengan berat puluhan ton ke luar angkasa dan dengan kecepatan 10 km / detik. Adalah dosa untuk tidak menggunakan "proyektil" ruang angkasa ini dengan energi kinetik yang sangat besar sebagai senjata. Idenya tidak orisinal, sejak tahun 2000 USA telah mengerjakan proyek ini, nama aslinya adalah "panah Tuhan". Diasumsikan bahwa benda-benda di tanah akan terkena panah tungsten dengan panjang sekitar enam meter dan berat sekitar seratus kilogram. Energi kinetik panah seperti itu pada kecepatan seperti itu kira-kira 0,1-0,3 Kiloton setara TNT. Inilah bagaimana proyek ini disajikan saat itu, lebih dari 10 tahun yang lalu:
Dalam beberapa tahun terakhir, proyek tersebut telah masuk ke dalam bayang-bayang, entah itu dilupakan, atau sebaliknya, memasuki tahap pekerjaan desain yang serius dan, karenanya, memperoleh cap "Top Secret".
Yang kedua lebih mungkin, prospek yang sangat menggoda, hanya dari satelit, karena pada awalnya seharusnya tidak menggunakan senjata ini secara efektif, hukum balistik tidak dapat ditawar-tawar. Membidik suatu objek akan menyebabkan penurunan tajam dalam kecepatan panah tungsten seperti itu, dan karena itu tidak akan membawa semua energi ke titik kehancuran, paling-paling kecepatan panah pada titik kehancuran akan menjadi 5- 6 km/detik.
Hanya ada satu jalan keluar, penargetan awal dilakukan dengan mengoreksi orbit satelit itu sendiri, dan untuk ini mereka tidak menggunakan satelit biasa, tetapi sistem orbital manuver, bagi kami "Spiral" yang telah mati di Bose dan pembawanya "Panah". Bagi orang Amerika, topiknya belum mati, sebaliknya, saat ini Shuttle X-37B berikutnya ada di luar angkasa. Begini tampilannya:
Salah satu kegunaan yang jelas dari kendaraan tak berawak ini adalah pembom luar angkasa yang dipersenjatai dengan "panah Tuhan" yang telah dijelaskan.
Jadi, senjata kinetik orbit adalah masa depan konflik lokal, omong-omong. Tapi ini bukan topik kita, mari kita kembali ke "domba jantan kita", teknologi bubuk tradisional.
Kinematika percepatan proyektil
Dudukan pistol, menurut prinsip aksinya, tidak berubah sejak saat penemuannya, itu adalah silinder (barel), piston (proyektil) dan muatan (bubuk) yang ditempatkan di antara mereka. Dalam skema ini, kecepatan proyektil dalam batas ditentukan oleh kecepatan ekspansi produk pembakaran muatan, nilai ini maksimum 3-4 km / s dan tergantung pada tekanan dalam volume pembakaran (antara proyektil dan bagian bawah piston).
Sistem artileri modern telah mendekati batas teoritis kecepatan proyektil dalam skema kinematik ini, dan peningkatan kecepatan lebih lanjut hampir tidak mungkin.
Jadi skemanya perlu diubah, tetapi apakah secara umum mungkin untuk mempercepat proyektil ke kecepatan yang lebih tinggi daripada yang dapat diberikan oleh produk pembakaran mesiu? Pada pandangan pertama, tidak mungkin, tidak mungkin untuk mendorong proyektil lebih cepat dari kecepatan gas yang melakukan tekanan berkecepatan tinggi ini.
Tetapi para pelaut telah lama belajar untuk mempercepat kapal layar mereka ke kecepatan yang lebih besar dari kecepatan angin, dalam kasus kami ini adalah analogi langsung, media gas yang bergerak mentransfer energinya ke objek fisik, inilah pencapaian terbaru mereka:
"Keajaiban" dengan kecepatan angin 40 km / jam karena layar "miring" ini mampu bergerak dengan kecepatan 120 km / jam, yaitu tiga kali lebih cepat dari udara yang menggerakkan perahu layar ini. Ini, pada pandangan pertama, hasil paradoks dicapai karena fakta bahwa kecepatan adalah besaran vektor dan gerakan pada sudut ke arah angin dengan bantuan layar "miring" mungkin lebih cepat daripada angin itu sendiri.
Jadi artileri memiliki seseorang untuk meminjam dari prinsip-prinsip baru penyebaran kerang, penjahit memiliki prinsip yang sesuai, atau lebih tepatnya, dari alat utama mereka, gunting.
Menutup Efek Pisau
Ada konsep seperti itu, "eksperimen pikiran", segala sesuatu yang menyangkut lebih jauh mengandaikan kehadiran imajinasi, setidaknya pada tingkat sehari-hari … seorang anak berusia sebelas tahun.
Bayangkan gunting, mereka diceraikan, ujungnya seharusnya diceraikan satu sentimeter, dan bilahnya memiliki titik penutupan pada jarak 10 sentimeter dari ujungnya.
Kami mulai menutupnya "sepanjang jalan".
Jadi, selama ujung melewati satu sentimeter, titik penutupan akan bergerak sepuluh sentimeter.
Dalam sistem seperti itu, kecepatan gerakan benda fisik akan maksimal di ujung gunting. Tapi, yang paling penting, titik penerapan gaya (titik penutupan bilah) akan bergerak dengan kecepatan 10 kali lebih besar dari kecepatan benda fisik dalam sistem seperti itu. Karena selama waktu penutupan (sementara ujung gunting melewati satu sentimeter), titik penutupan akan bergerak 10 sentimeter.
Sekarang bayangkan, di persimpangan bilah, (pada titik penutupan) sebuah benda fisik kecil (misalnya, bola) ditempatkan, sehingga akan bergerak dengan kecepatan perpindahan titik penutupan, yaitu. sepuluh kali lebih cepat dari ujung gunting.
Analogi sederhana ini memungkinkan untuk memahami bagaimana, pada kecepatan tertentu dari proses fisik, adalah mungkin untuk memperoleh titik penerapan gaya yang bergerak jauh lebih cepat daripada objek fisik itu sendiri.
Dan terlebih lagi, bagaimana titik penerapan gaya ini dapat mempercepat objek fisik ke kecepatan yang jauh lebih tinggi daripada kecepatan pergerakan objek fisik yang terlibat dalam percepatan (pisau dalam contoh kita).
Untuk mempermudah, kita akan menyebut mekanisme percepatan ini untuk objek fisik "Menutup efek gunting".
Saya pikir itu mudah dipahami bahkan oleh orang yang tidak tahu dasar-dasar fisika, setidaknya putri saya yang berusia 11 tahun segera, setelah saya menjelaskannya kepadanya, memberi saya asosiasi yang jelas, dengan mengatakan: ".. ya, itu seperti menembak biji lemon dengan jari-jari Anda …".
Memang, anak-anak jenius dalam kesederhanaan mereka telah lama menggunakan efek ini untuk lelucon mereka, mencubit benih licin dengan ibu jari dan telunjuk mereka dan "menembak" dari set booster dadakan seperti itu. Jadi metode ini sudah banyak digunakan oleh kita dalam praktik di masa kecil …
Percepatan peluru dengan metode "gunting penutup" dan "penambahan vektor kecepatan"
Seseorang mungkin berpikir bahwa penulisnya adalah penemu teknologi baru, bagi seseorang, sebaliknya, tampaknya dia adalah seorang pemimpi. Tidak perlu emosi sampai saya menemukan sesuatu yang baru. Teknologi ini sudah digunakan dalam sistem artileri kehidupan nyata berdasarkan prinsip ledakan kumulatif. Hanya kata-kata yang digunakan di sana terlalu rumit, tetapi seperti yang Anda tahu: "seperti yang Anda beri nama kapal, jadi itu akan … terbang."
Efek kumulatif secara tidak sengaja ditemukan pada 30-an abad terakhir dan segera ditemukan dalam aplikasi artileri. Muatan berbentuk untuk mempercepat pancaran gas menggunakan dua efek yang disebutkan di atas sekaligus - efek penambahan vektor kecepatan dan efek gunting penutup. Dalam implementasi yang lebih maju, inti logam ditempatkan di jet kumulatif, yang dipercepat oleh jet ini dengan kecepatan jet itu sendiri, yang disebut "inti tumbukan".
Namun teknologi ini memiliki batasan fisik, kecepatan detonasi 10 km/detik (limiting) dan sudut bukaan kerucut kumulatif 1:10 (kekuatan ultimate fisik). Hasilnya, kami mendapatkan kecepatan aliran keluar gas pada level 100-200 km / detik. Dalam teori.
Ini adalah proses yang sangat tidak efisien, sebagian besar energi terbuang sia-sia. Selain itu, ada masalah dengan penargetan, yang tergantung pada keseragaman bentuk muatan detonasi dan keseragamannya.
Namun demikian, teknologi telah meninggalkan laboratorium dan telah digunakan dalam senjata standar sejak pertengahan tahun delapan puluhan abad terakhir, ini adalah "tambang" anti-tank TM-83 yang terkenal dengan zona pembunuhan lebih dari 50 meter.. Dan inilah yang terakhir, dan terlebih lagi, contoh domestik:
Ini adalah "tambang" anti-helikopter, jangkauan muatan berbentuk "meludah" hingga 180 meter, elemen yang mencolok terlihat seperti ini:
Ini adalah foto inti kejut dalam penerbangan, segera setelah keberangkatannya dari jet gas kumulatif (awan hitam di sebelah kanan), jejak gelombang kejut terlihat di permukaan (kerucut Mach).
Mari kita sebut semuanya dengan nama aslinya, inti kejutannya adalah Peluru berkecepatan tinggi, hanya tersebar tidak dalam laras, tetapi dalam aliran gas. Dan muatan berbentuk itu sendiri adalah Pemasangan artileri tanpa laras, inilah yang kita butuhkan untuk rekonstruksi senjata dari celah.
Kecepatan peluru seperti itu adalah 3 km / s, sangat jauh dari batas teknologi teoritis 200 km / s. Mari saya jelaskan mengapa - batas kecepatan teoretis tercapai selama eksperimen ilmiah dalam kondisi laboratorium, di sana cukup untuk mendapatkan setidaknya satu hasil rekaman selama eksperimen. Dan dalam senjata nyata, peralatan harus bekerja dengan jaminan seratus persen.
Metode percepatan sebuah objek dengan pancaran kumulatif pada sudut penutupan kecil dari kerucut peledak (25-45 derajat) tidak memberikan tujuan yang akurat dan seringkali inti tumbukan keluar begitu saja dari fokus pancaran gas, meninggalkan apa yang disebut " susu".
Untuk penggunaan pertempuran, reses kumulatif dibuat dengan sudut penutupan lebih dari 100 derajat, pada sudut reses kumulatif seperti itu, kecepatan lebih dari 5 km / s tidak dapat dicapai bahkan secara teori, tetapi teknologinya bekerja dengan andal dan berlaku dalam kondisi pertempuran.
Dimungkinkan untuk mempercepat proses "menutup gunting", tetapi dalam hal ini metode peledakan harus ditinggalkan untuk membentuk titik penerapan gaya di saluran peledak. Untuk melakukan ini, ledakan harus melewati jalur akselerasi peluru dengan kecepatan lebih tinggi daripada yang dapat disediakan oleh mekanisme detonasi.
Dalam hal ini, skema peledakan harus memastikan peledakan bahan peledak secara simultan di sepanjang saluran bahan peledak, dan efek gunting harus diperoleh karena susunan kerucut dinding saluran bahan peledak, seperti yang ditunjukkan pada gambar:
Penciptaan skema untuk ledakan simultan bahan peledak di saluran penyebaran peluru adalah tugas yang cukup layak untuk tingkat teknologi modern.
Dan selain itu, masalah kekuatan fisik akan segera teratasi, tabung dari bahan peledak tidak akan punya waktu untuk runtuh selama penerbangan peluru, karena beban mekanis akan ditransmisikan lebih lambat daripada proses ledakan.
Untuk peluru, itu adalah titik penerapan gaya yang penting, satu-satunya masalah adalah kontrol atas kecepatan gerakan titik penerapan gaya, sehingga peluru selalu pada titik ini, tetapi lebih pada nanti, ini sudah merupakan teknik, bukan teori.
Masih mencari tahu penskalaan proses overclocking dari peluru semacam itu, yaitu, dalam parameter dimensi massa apa untuk menerapkan mekanisme teoretis ini dalam praktik.
Hukum skala RTT
Kita hidup dalam delusi yang terus-menerus, contoh delusi semacam itu adalah kumpulan konsep asosiatif: "lebih banyak berarti lebih kuat." Ilmu artileri sangat konservatif dan sepenuhnya mematuhi prinsip ini sejauh ini, tetapi tidak ada yang bertahan selamanya di bawah bulan.
Sampai saat ini, paradigma asosiatif ini dalam banyak hal benar, dan lebih murah dalam hal implementasi praktis. Namun kini hal itu tidak lagi terjadi, terobosan teknologi dilakukan di mana prinsipnya diubah menjadi kebalikannya.
Saya akan memberikan contoh dari profesi saya, komputer dalam 20-30 tahun volumenya berkurang 1000 kali lipat, dan daya komputasinya juga meningkat seribu kali lipat.
Saya akan menggeneralisasi contoh ini ke skala global, merumuskannya dalam bentuk undang-undang, misalnya: “ Peningkatan efisiensi proses fisik berbanding terbalik dengan volume yang digunakan untuk melaksanakan proses ini”.
Saya akan menyebutnya hukum R_T_T, dengan hak penemu, bagaimana jika nama itu akan berakar?
Saya akan menjadi terkenal!
Ini lelucon, tentu saja, tetapi setiap lelucon memiliki kebenaran, jadi kami akan mencoba membuktikan kepada pasukan artileri bahwa ilmu teknik mereka juga mematuhi hukum ini.
Mari kita hitung "domba jantan kami", mengetahui tekanan gas dari produk pembakaran bahan peledak, massa "peluru mikro", permukaan efektifnya dapat dihitung jarak akselerasi, dengan kata lain, panjang laras di di mana "peluru mikro" dipercepat ke kecepatan tertentu.
Ternyata "peluru mikro" semacam itu dapat dipercepat hingga 1000 km / detik pada jarak hanya 15 sentimeter.
"Gunting" kami menutup dengan kecepatan dua kali lipat dari gas produk ledakan - 20 km / s, yang berarti bahwa untuk mendapatkan kecepatan penutupan 1000 km / s dan pengukur input dengan diameter 1 mm untuk saluran peledak 150 panjang mm, pengukur keluaran harus 1,3 mm..
Masih harus dipahami berapa banyak bahan peledak yang dibutuhkan untuk percepatan seperti itu, tetapi semuanya sederhana di sini, fisika bersifat universal dan hukumnya tidak berubah, untuk membubarkan peluru sejuta kali lebih mudah dan seribu kali lebih cepat dari standar kita, peluru senapan akan membutuhkan energi yang sama persis dengan percepatan peluru senapan konvensional.
Akibatnya, energi bahan peledak harus tetap tidak berubah, tetapi sifat bahan peledak harus berbeda, bubuk mesiu tidak cocok, terbakar terlalu lambat, diperlukan bahan peledak yang meledak. Dengan kata lain, Anda perlu membuat tabung sepanjang 150 mm dari 5 gram bahan peledak, seperti RDX. dan diameter saluran masuk 1 mm. dan akhir pekan adalah 1, 3 mm..
Untuk kekuatan dan konsentrasi ledakan di dalam saluran bagian "peluru mikro" perlu menempatkan struktur ini dalam silinder logam yang kuat. Dan untuk berhasil menghasilkan ledakan eksplosif simultan dan seragam di seluruh jarak penerbangan "peluru mikro".
Untuk meringkas, prinsip-prinsip fisik untuk mempercepat peluru hingga kecepatan 1000 km / s tersedia bahkan berdasarkan teknologi bubuk, apalagi, prinsip-prinsip ini digunakan dalam sistem senjata nyata.
Hanya saja, jangan terburu-buru ke laboratorium dan mencoba menerapkan sistem akselerasi eksplosif seperti itu, ada satu masalah yang signifikan, kecepatan awal "peluru mikro" di saluran eksplosif semacam itu harus lebih besar daripada kecepatan menutup bagian depan ledakan, jika tidak, efek "gunting penutup" tidak akan berfungsi.
Dengan kata lain, untuk menyuntikkan "peluru mikro" ke saluran peledak, pertama-tama harus dipercepat hingga kecepatan sekitar 10 km / s, dan ini sama sekali tidak mudah.
Oleh karena itu, kami akan meninggalkan detail teknis penerapan sistem pemotretan hipotetis tersebut untuk bagian selanjutnya dari artikel ini, jadi bersambung….
