Dovondan qurol
Maqolaning mavzusi-juda yuqori tezlikli kinetik qurollar. Bu mavzu 1959 yil fevral oyida Dyatlov dovonidagi fojiali voqealar tahlilidan kelib chiqqan. To'qqiz sayyohning o'limi, mavjud faktlar yig'indisiga ko'ra, hatto rasmiy tergovda ham, noma'lum quroldan foydalanish bilan zo'ravonlik deb tan olingan. Bu to'g'ridan -to'g'ri ushbu voqealarga bag'ishlangan maqolalarda muhokama qilingan: "Tasniflanmagan materiallar - haqiqat yaqin joyda" va "O'lganlar yolg'on gapirmaydi".
O'lganlarning jasadiga etkazilgan zarba miltiq o'qining kuchiga to'g'ri kelganligi va shikastlanishning xarakteri bunday o'qning juda kichikligini ko'rsatganligi sababli, bu o'q o'lim kuchini saqlab qolish uchun kerak, degan xulosaga keldi. mikroskopik o'lchamlari va tezligi taxminan 1000 km / sek.
Oldingi "Dovon qurollari" maqolasida o'qni havoga ishqalanish tufayli uni yo'q qilmasdan atmosfera bo'ylab juda yuqori tezlikda harakat qilish ehtimoli isbotlangan edi; ushbu maqolada rekonstruktsiya qilishga urinish bo'ladi. qurolning o'zi.
Yana bir bor Dyatlov dovonidagi voqealar versiyasi haqida. Menimcha, 1959 yil fevral oyida bizning davlatimiz (o'sha paytda SSSR) noma'lum yuqori texnologiyali ob'ektni tortib olish bo'yicha operatsiya o'tkazgan. Kamida 9 kishi vafot etdi, ehtimol bu noma'lum ob'ekt "unchalik ko'rinmasdi", aks holda davlat bu tadbirlarda ishtirokini yashirish uchun ko'p harakat qilmagan bo'lardi.
Bu faqat versiya, men xato qilishim mumkin. Faktlarning yig'indisi o'sha eski voqealarni birma -bir talqin qilish uchun etarli emas, lekin hozirgi mavzu kontekstida bu muhim emas.
Ultra yuqori tezlikda kinetik qurollarning mavjudligi haqiqati haqida savol tug'ilishi juda muhim.
Bunday qurollarning o'qlari gaz (havo) muhitida samarali harakatlanishi muhim.
Muhimi shundaki, bunday qurol aslida bizning ixtiyorimizda bo'lgan texnologiyalar asosida yaratilishi mumkin.
Ammo bu haqda batafsilroq gaplashaylik, albatta aytishimiz mumkinki, agar "mikro o'q" noma'lum texnologiyalar mahsuli bo'lsa, qurolning o'zi ham bizga noma'lum jismoniy printsiplarga asoslangan. Balki shundaydir, lekin biz bilgan texnologiyalar o'qni 1000 km / s tezlikka etkazishga qodir. Men ekzotik narsalar haqida gapirmayapman, masalan, Gauss qurollari, temir yo'l qurollari, eng keng tarqalgan chang texnologiyalari, faqat yangi, zamonaviy qadoqlarda.
Keling, yuqori tezlikli kinetik qurollarning mavjud texnologiyalaridan boshlaylik va shundan keyingina fantaziyaga o'tamiz.
Artilleriya chegarasi
An'anaviy artilleriya tizimlari uchun raketa tezligining nazariy chegarasi shu kungacha etib kelgan - taxminan 2-3 km / sek. Kukunning yonish mahsulotlarining tezligi aynan shu darajadadir, ya'ni ular raketaning pastki qismiga bosim o'tkazib, uni qurol o'qida tezlashtiradi.
Bu natijaga erishish uchun kalibrli raketa (energiyaning katta qismini yo'qotish uchun), befarq bo'lmagan texnologiya (korpus yuqori bosim ostida ishlangan), kukunning yonish tezligi normallashgan va ko'p qirrali o'qlardan foydalanish kerak edi. nuqta portlash tizimi (o'q bo'ylab o'q bo'ylab harakatlanish paytida bir xil bosim hosil qilish uchun) …
Chegaraga erishildi, bu texnologiyada raketa tezligining yanada oshishi bochkaning bardoshli bosimiga bog'liq bo'lib, ular allaqachon mumkin bo'lgan yoqada turibdi. Natijada, bizda kalibrlash yorliqlarini tiklash paytida haqiqiy o'qning surati bor:
Uchuvchi raketa laynerlari yaqinidagi yoylarga e'tibor bering, bular oldingi maqolada yozilgan zarba to'lqinlari. Shok to'lqinida gaz molekulalari tovush tezligidan tezroq harakat qiladi. Bunday to'lqin ostiga tushish ozgina tuyulmaydi. Ammo raketaning o'tkir yadrosi bunday to'lqinni yaratolmaydi, tezlik etarli emas ….
Ammo zamonaviy tsivilizatsiya ixtiyorida, kosmik miqyosda, yuqori tezlikda ishlaydigan kinetik qurollarni yaratishning yana bir texnologiyasi mavjud.
Xudoning o'qlari
Minglab tonna yoqilg'i yoqilg'isini yoqib, insoniyat og'irligi o'nlab tonnalarni kosmosga va 10 km / sek tezlikda uchirishni o'rgandi. Kinetik energiyasi katta bo'lgan bu kosmik "raketalarni" qurol sifatida ishlatmaslik gunohdir. Bu g'oya asl emas, 2000 yildan beri AQSh ushbu loyiha ustida ishlamoqda, uning asl ismi "Xudoning o'qlari". Taxminlarga ko'ra, erdagi ob'ektlar uzunligi olti metr va og'irligi yuz kilogrammga yaqin volfram o'qlari bilan uriladi. Bunday o'qning kinetik energiyasi bunday tezlikda taxminan 0,1-0,3 Kiloton trotil ekvivalentiga teng. Bu loyiha 10 yildan ko'proq vaqt oldin shunday taqdim etilgan edi:
So'nggi yillarda loyiha soyaga tushdi, yo unutildi, yoki aksincha, u jiddiy dizayn ishlari bosqichiga kirdi va shunga mos ravishda "Eng maxfiy" tamg'asini sotib oldi.
Ikkinchisi, ehtimol, sun'iy yo'ldoshdan, alamli jozibali istiqbolli, chunki dastlab bu quroldan unchalik samarali foydalanmaslik kerak edi, balistik qonunlar beqiyos. Ob'ektni nishonga olish bunday volfram o'qining tezligini keskin pasayishiga olib keladi va shuning uchun u barcha energiyani vayronagarchilikka etkazmaydi, eng yaxshisi o'qning vayronagarchilik tezligi 5- bo'ladi. 6 km / s.
Chiqishning bitta yo'li bor, dastlabki maqsad yo'ldoshning orbitasini to'g'rilash orqali amalga oshiriladi va buning uchun ular oddiy yo'ldoshlardan emas, balki manevrli orbital tizimlardan foydalanadilar, biz uchun bu "Bose" da o'lgan "spiral". va uning tashuvchisi "Ok". Amerikaliklar uchun mavzu o'lmagan, aksincha, hozir Shuttle X-37B navbatdagi kosmosda. Bu shunday ko'rinadi:
Bu uchuvchisiz transport vositasining aniq ishlatilishlaridan biri bu allaqachon tasvirlangan "Xudoning o'qlari" bilan qurollangan kosmik bombardimonchi.
Aytgancha, orbital kinetik qurol - bu mahalliy to'qnashuvlarning kelajagi. Ammo bu bizning mavzu emas, keling, "bizning qo'chqorlar" ga, an'anaviy chang texnologiyasiga qaytaylik.
Raketa tezlanishining kinematikasi
Qurol -yarog ', harakat tamoyiliga ko'ra, ixtiro qilingan paytdan beri o'zgarmagan, bu silindr (barrel), piston (o'q) va ularning orasiga joylashtirilgan zaryad (chang). Ushbu sxemada o'qning chegaradagi tezligi zaryadning yonish mahsulotlarining kengayish tezligi bilan belgilanadi, bu qiymat maksimal 3-4 km / s ni tashkil qiladi va yonish hajmidagi bosimga bog'liq o'q va pistonning pastki qismi).
Zamonaviy artilleriya tizimlari ushbu kinematik sxemada raketa tezligining nazariy chegarasiga yaqinlashdi va tezlikni yanada oshirish deyarli mumkin emas.
Shunday qilib, sxemani o'zgartirish kerak, lekin, odatda, snaryadni porox yonish mahsulotlaridan ko'ra yuqori tezlikka etkazish mumkinmi? Bir qarashda, raketani bu yuqori bosimli gazlar tezligidan tezroq surish mumkin emas, imkonsiz.
Ammo dengizchilar yelkanli kemalarini shamol tezligidan yuqori tezlik bilan tezlashtirishni uzoq vaqtdan beri o'rgandilar, bizda bu to'g'ridan -to'g'ri o'xshashlik, harakatlanuvchi gaz muhiti o'z energiyasini jismoniy ob'ektga o'tkazadi, mana ularning so'nggi yutug'i:
Shamol tezligi soatiga 40 km bo'lgan "qiyshiq" yelkan tufayli bu "mo''jiza" soatiga 120 km tezlikda harakat qila oladi, ya'ni bu yelkanli qayiqni aylantirayotgan havodan uch barobar tezroq. Bu, bir qarashda, paradoksal natijaga erishiladi, chunki tezlik vektor miqdori va "qiyshiq" yelkan yordamida shamol yo'nalishiga burchak ostida harakat, ehtimol, shamolning o'zidan ham tezroq.
Shunday qilib, artilleriyada qobiqlarni tarqatishning yangi tamoyillaridan qarz oladigan kishi bor, tikuvchilar mos printsipga ega, aniqrog'i, ularning asosiy vositasi - qaychi.
Pichoqlarning yopilish effekti
"Fikrlash tajribasi" degan tushuncha bor, bundan tashqari, hamma narsa, hech bo'lmaganda, o'n bir yoshli bolaning kundalik darajasida tasavvurning mavjudligini nazarda tutadi.
Tasavvur qiling, qaychi, ular ajrashgan, uchlari santimetrga ajralishi kerak va pichoqlar uchidan 10 santimetr masofada yopilish nuqtasiga ega.
Biz ularni "oxirigacha" yopishni boshlaymiz.
Shunday qilib, uchlari bir santimetr o'tganda, yopilish nuqtasi o'n santimetrga siljiydi.
Bunday tizimda jismoniy narsalarning harakat tezligi qaychi uchida maksimal bo'ladi. Ammo, eng muhimi, kuchlarni qo'llash nuqtasi (pichoqlar yopilish nuqtasi) bunday tizimdagi jismoniy jismlarning tezligidan 10 barobar katta tezlikda harakatlanadi. Yopish vaqtida (qaychi uchlari bir santimetrdan o'tganda), yopish nuqtasi 10 santimetrga siljiydi.
Endi tasavvur qiling -a, pichoqlar kesishgan joyda (yopilish joyida) kichik jismoniy ob'ekt (masalan, to'p) qo'yiladi va shuning uchun u yopilish nuqtasining siljish tezligida harakat qiladi, ya'ni. qaychi uchidan o'n barobar tezroq.
Bu oddiy o'xshashlik, jismoniy jarayonning ma'lum tezligida, jismoniy ob'ektning o'zidan ancha tez harakat qiladigan kuchlarni qo'llash nuqtasini qanday olish mumkinligini tushunishga imkon beradi.
Qolaversa, bu kuchlarning qo'llanilish nuqtasi jismoniy ob'ektlarni tezlashuvda ishtirok etadigan jismoniy narsalarning harakat tezligidan ancha yuqori tezlikka qanday tezlashtirishi mumkin (bizning misolimizdagi pichoqlar).
Oddiylik uchun biz jismoniy ob'ektlar uchun tezlashtirish mexanizmini chaqiramiz "Yopish qaychi effekti".
O'ylaymanki, hatto fizika asoslarini bilmagan odamga ham tushunish oson, hech bo'lmaganda mening 11 yoshli qizim, men unga tushuntirgandan so'ng, menga aniq birlashma berdi: ".. ha, bu barmoqlar bilan limon urug'ini otishga o'xshaydi … ".
Darhaqiqat, daho bolalar soddaligi bilan bu effektni uzoq vaqtdan buyon va barmog'i bilan silliq urug'ini chimchilashda va bunday bostirib keluvchi kuchaytirgich to'plamidan "otish" da o'z ta'siridan foydalanishgan. Shunday qilib, bu usulni ko'pchiligimiz bolaligimizda amalda ishlatganmiz …
O'qlarni "yopish qaychi" va "tezlikni vektorli qo'shish" usullari bilan tezlashtirish
Kimdir muallifni yangi texnologiyalar kashfiyotchisi deb o'ylashi mumkin, kimgadir aksincha, u xayolparast bo'lib tuyulishi mumkin. Men yangi narsa o'ylab topgunimcha, hissiyotga hojat yo'q. Bu texnologiyalar kümülatif portlash tamoyillariga asoslangan real hayotiy artilleriya tizimlarida allaqachon ishlatilgan. U erda faqat so'zlar juda murakkab ishlatiladi, lekin siz bilganingizdek: "siz kemani qanday nomlasangiz, u ham shunday … uchib ketadi".
Kümülatif ta'sir o'tgan asrning 30 -yillarida tasodifan topilgan va darhol artilleriyada qo'llanilgan. Gaz oqimini tezlashtirish uchun shakllangan zaryad bir vaqtning o'zida yuqorida aytib o'tilgan ikkita effektdan foydalanadi - vektorlarning tezlik qo'shilishi va yopuvchi qaychi ta'siri. Keyinchalik ilg'or dasturlarda, metall yadro to'plangan reaktivga joylashtiriladi, u bu reaktiv tomonidan "zarba yadrosi" deb nomlangan samolyot tezligiga qadar tezlashadi.
Ammo bu texnologiyaning jismoniy chegarasi bor, portlash tezligi sekundiga 10 km (cheklovchi) va kümülatif konusning ochilish burchagi 1:10 (jismoniy yakuniy kuch). Natijada, biz gazning chiqish tezligini 100-200 km / sek darajasida olamiz. Nazariy jihatdan.
Bu juda samarasiz jarayon, energiyaning katta qismi behuda ketadi. Bundan tashqari, nishonga olish muammosi mavjud, bu shakllangan zaryad detonatsiyasining bir xilligi va uning bir xilligiga bog'liq.
Shunga qaramay, texnologiya allaqachon laboratoriyalardan chiqib ketgan va o'tgan asrning saksoninchi yillarining o'rtalaridan beri standart qurollarda ishlatilgan, bu 50 metrdan oshiq o'ldirish zonasi bo'lgan taniqli tanklarga qarshi TM-83.. Mana, oxirgi va bundan tashqari, mahalliy misol:
Bu vertolyotga qarshi "mina", "tupurish" shaklidagi zaryadning diapazoni 180 metrgacha, ajoyib element shunday ko'rinadi:
Bu zarba yadrosining uchishdagi fotosurati, u gazli gaz oqimi (o'ngdagi qora bulut) dan chiqqandan so'ng, zarba to'lqinining izi sirtda ko'rinadi (Mach konus).
Keling, barchasini o'z nomlari bilan ataymiz, zarba yadrosi Yuqori tezlikdagi o'q, faqat bochkada emas, balki gazlar oqimida tarqaldi. Va shakllangan zaryadning o'zi Barrelsiz artilleriya quroli, dovondan qurollarni rekonstruksiya qilish uchun aynan shu narsa kerak.
Bunday o'qning tezligi 3 km / s ni tashkil qiladi, bu nazariy texnologiya chegarasidan 200 km / sek. Sababini tushuntirib beray - laboratoriya sharoitida ilmiy tajribalar davomida nazariy tezlik chegarasiga erishiladi, u erda tajribalar davomida kamida bitta rekord natijani olish kifoya. Haqiqiy qurollarda esa uskunalar yuz foiz kafolat bilan ishlashi kerak.
Portlovchi konusning kichik yopilish burchaklarida (25-45 daraja) to'plangan jeti bo'lgan ob'ektni tezlashtirish usuli aniq nishonni bermaydi va tez-tez zarba yadrosi gaz jeti fokusidan chiqib ketadi. sut.
Jangovar foydalanish uchun 100 gradusdan oshiq yopilish burchagi bilan kumulyativ chuqurchaga aylanadi, bunday burchakda 5 km / s dan yuqori tezlikka hatto nazariy jihatdan ham erishib bo'lmaydi, lekin texnologiya ishonchli ishlaydi. jangovar sharoitda qo'llaniladi.
"Qaychi yopish" jarayonini tezlashtirish mumkin, lekin bu holda portlovchi kanalda kuchlarni qo'llash nuqtasini yaratish uchun detonatsiya usulidan voz kechish kerak. Buning uchun portlash o'qning tezlanish yo'li bo'ylab portlash mexanizmi ta'minlay oladigan tezlikdan yuqori o'tishi kerak.
Bunday holda, portlash sxemasi portlovchi kanalning butun uzunligi bo'ylab portlovchi moddalarni bir vaqtning o'zida portlatilishini ta'minlashi kerak va rasmda ko'rsatilgandek portlovchi kanal devorlarining konusning joylashishi tufayli qaychi effekti olinishi kerak:
Portlovchi moddani o'q tarqatish kanalida bir vaqtning o'zida portlatish sxemasini yaratish zamonaviy texnologik darajadagi mumkin bo'lgan vazifadir.
Bundan tashqari, jismoniy kuch masalasi darhol hal qilinadi, portlovchi moddaning naychasi o'qning uchishi paytida qulab tushmaydi, chunki mexanik yuk portlash jarayoniga qaraganda sekinroq uzatiladi.
O'q uchun kuch ishlatish nuqtasi muhim, yagona muammo - bu kuch ishlatish nuqtasining harakat tezligini nazorat qilish, shuning uchun o'q har doim shu nuqtada bo'ladi, lekin keyinroq bu haqida. bu allaqachon nazariya emas, balki texnikadir.
Bunday o'qning overclocking jarayonining miqyosi, ya'ni bu nazariy mexanizmni amalda qanday massa o'lchovli parametrlarda qo'llash kerakligini aniqlash qoladi.
RTT miqyosi bo'yicha qonun
Biz doimiy aldanishlar ichida yashayapmiz, bunday aldanishga misol - assotsiativ tushunchalar to'plami: "ko'proq kuchliroq degani". Artilleriya fani juda konservativ va hozirgacha bu tamoyilga to'liq bo'ysunadi, lekin oy ostida hech narsa abadiy qolmaydi.
Yaqin vaqtgacha bu assotsiativ paradigma ko'p jihatdan to'g'ri edi va amalda amalga oshirish nuqtai nazaridan arzonroq edi. Ammo endi bunday emas, tamoyillar qarama -qarshi tomonga o'zgartirilgan joyda texnologik yutuqlar amalga oshiriladi.
Men o'z kasbimdan misol keltiraman, 20-30 yil ichida kompyuterlar hajmi 1000 barobar kamaydi, ularning hisoblash qobiliyati ham ming barobar oshdi.
Men bu misolni global miqyosda umumlashtirgan bo'lardim, uni qonun shaklida tuzardim, masalan: " Jismoniy jarayonning samaradorligi bu jarayonni amalga oshirish uchun ishlatilgan hajmga teskari proportsionaldir "..
Men buni R_T_T qonuni deb atayman, kashfiyotchining huquqi bilan, agar bu nom ildiz otsa nima bo'ladi?
Men mashhur bo'laman!
Bu, albatta, hazil, lekin har bir hazilda bir dona haqiqat bor, shuning uchun biz artilleriyaga ularning muhandislik fani ham bu qonunga bo'ysunishini isbotlashga harakat qilamiz.
Keling, portlovchi moddalarning yonish mahsulotlari gazlarining bosimini, "mikro o'q" ning massasini, uning samarali yuzasini tezlashuv masofasini, boshqacha aytganda, bochkaning uzunligini bilib, "qo'chqorlarimizni" hisoblaymiz. "mikro o'q" berilgan tezlikka tezlashadi.
Ma'lum bo'lishicha, bunday "mikro o'q" ni atigi 15 santimetr masofada 1000 km / s gacha tezlashtirish mumkin.
Bizning "qaychi" portlash mahsuloti gazlarining ikki baravar tezligi bilan yopiladi - 20 km / s, bu yopilish tezligini 1000 km / s va portlovchi kanal 150 uchun diametri 1 mm bo'lgan kirish o'lchagichini olish demakdir. mm uzunlikda, chiqish o'lchagichi 1,3 mm bo'lishi kerak.
Bunday tezlashuv uchun qancha portlovchi moddaga ehtiyoj borligini tushunish kerak, lekin bu erda hamma narsa oddiy, fizika universal va uning qonunlari o'zgarmaydi, o'qni tarqatish miltiqdan million marta osonroq va ming marta tezroq bo'lishi uchun miltiq o'qi kerak bo'ladi. oddiy miltiq o'qining tezlashuvi bilan bir xil energiya.
Binobarin, portlovchi moddaning energiyasi o'zgarishsiz qolishi kerak, lekin portlovchi moddaning tabiati boshqacha bo'lishi kerak, porox mos kelmaydi, juda sekin yonadi, portlovchi portlovchi kerak bo'ladi. Boshqacha qilib aytganda, RDX kabi 5 gramm portlovchi moddadan uzunligi 150 mm bo'lgan naycha yasash kerak. va kirish diametri 1 mm. va hafta oxiri 1,3 mm.
Portlashning kuchi va konsentratsiyasi uchun "mikro o'q" ning o'tish kanali ichidagi konstruktsiyani kuchli metall tsilindrga joylashtirish kerak. Va "mikro o'q" parvozining butun masofasida bir vaqtning o'zida va bir xil portlovchi portlashni ishlab chiqarishni boshqarish.
Xulosa qilib aytganda, o'qni 1000 km / s tezlikka etkazishning fizik tamoyillari chang texnologiyalari asosida ham mavjud, bundan tashqari, bu tamoyillar haqiqiy qurol tizimlarida qo'llaniladi.
Faqat laboratoriyaga shoshilmang va bunday portlovchi tezlashtirish tizimini joriy qilishga urinmang, bitta muhim muammo bor, bunday portlovchi kanaldagi "mikro o'q" ning boshlang'ich tezligi portlovchi jabhalarni yopish tezligidan katta bo'lishi kerak, aks holda "yopuvchi qaychi" effekti ishlamaydi.
Boshqacha qilib aytganda, portlovchi kanalga "mikro o'q" quyish uchun uni avvaliga taxminan 10 km / s tezlikka etkazish kerak va bu umuman oson emas.
Shunday qilib, biz bunday gipotetik tortishish tizimini joriy etishning texnik tafsilotlarini ushbu maqolaning keyingi qismiga qoldiramiz, davom ettirish uchun ….
