سلاح من الممر
موضوع المقال أسلحة حركية فائقة السرعة. نشأ هذا الموضوع من تحليل الأحداث المأساوية في ممر دياتلوف في فبراير 1959. مقتل تسعة سائحين ، بحسب مجمل المعطيات المتوفرة ، حتى في التحقيق الرسمي ، يوصف بالعنف مع استخدام سلاح مجهول. نوقش هذا في مقالات مكرسة مباشرة لهذه الأحداث: "مواد غير مصنفة - الحقيقة في مكان قريب" و "الموتى لا يكذبون".
نظرًا لأن الأضرار التي لحقت بجثث القتلى تتوافق مع قوة رصاصة البندقية ، وطبيعة الضرر تشير إلى صغر حجم هذه الرصاصة ، فقد استنتج أن هذه الرصاصة ، من أجل الحفاظ على قوتها المميتة ، يجب أن ذات أبعاد مجهرية وسرعة حوالي 1000 كم / ثانية.
في المقال السابق ، "أسلحة من الممر" ، تم إثبات إمكانية تحرك رصاصة بسرعة فائقة عبر الغلاف الجوي دون تدميرها بسبب الاحتكاك مع الهواء ؛ في هذه المقالة ، سيتم إجراء محاولة لإعادة البناء السلاح نفسه.
مرة أخرى حول إصدار الأحداث في ممر Dyatlov. أعتقد أنه في فبراير 1959 ، نفذت دولتنا (الاتحاد السوفيتي آنذاك) عملية للاستيلاء على منشأة غير معروفة عالية التقنية. مات ما لا يقل عن 9 أشخاص ، والأرجح أن هذا الشيء المجهول "لم يبد قليلاً" ، وإلا لما بذلت الدولة الكثير من الجهود لإخفاء مشاركتها في هذه الأحداث.
هذه ليست سوى نسخة ، قد أكون مخطئا. مجموع الحقائق لا يكفي لتفسير لا لبس فيه لتلك الأحداث القديمة ، لكنها ليست مهمة في سياق الموضوع الحالي.
من المهم أن يُطرح السؤال حول حقيقة وجود أسلحة حركية فائقة السرعة.
من المهم أن رصاص هذه الأسلحة يمكن أن تتحرك بشكل فعال في بيئات الغاز (الهواء).
الشيء المهم هو أن مثل هذا السلاح يمكن صنعه بالفعل على أساس التقنيات المتوفرة لدينا.
لكن دعونا نتحدث عن هذا بمزيد من التفصيل ، يمكننا بالطبع أن نقول أنه إذا كانت "الرصاصة الدقيقة" نتاج تقنيات غير معروفة ، فإن السلاح نفسه يعتمد أيضًا على مبادئ فيزيائية غير معروفة لنا. ربما يكون الأمر كذلك ، لكن التقنيات التي نعرفها قادرة على تسريع رصاصة إلى سرعات تصل إلى 1000 كم / ثانية. أنا لا أتحدث عن أشياء غريبة ، مثل الأسلحة الغوسية ، والمدافع الكهرومغناطيسية ، وتقنيات المسحوق الأكثر شيوعًا ، فقط في عبوات جديدة وحديثة.
لنبدأ بالتقنيات الحالية للأسلحة الحركية عالية السرعة ، وعندها فقط ننتقل إلى الخيال.
حد المدفعية
بالنسبة لأنظمة المدفعية التقليدية ، تم الوصول إلى السقف النظري لسرعة المقذوف حتى الآن - حوالي 2-3 كم / ثانية. سرعة نواتج الاحتراق للبارود هي بالضبط عند هذا المستوى ، أي أنها تخلق ضغطًا على الجزء السفلي من القذيفة ، مما يؤدي إلى تسريعها في فوهة البندقية.
لتحقيق هذه النتيجة ، كان من الضروري استخدام مقذوف من عيار ثانوي (لفقد جزء كبير من الطاقة) ، وتقنية بدون غلاف (أسافين العلبة عند ضغوط عالية في المؤخرة) ، وطلقات بمعدلات احتراق مسحوق طبيعية ومتعددة نظام تفجير نقطي (لخلق ضغط موحد طوال حركة المقذوف على طول البرميل) …
تم الوصول إلى الحد الأقصى ، وتعتمد الزيادة الأخرى في سرعة القذيفة في هذه التقنية على الضغوط المحدودة التي يتحملها البرميل ، والتي أصبحت بالفعل على وشك الحد الممكن. نتيجة لذلك ، لدينا مثل هذا المقذوف ، لقطة من لقطة حقيقية ، في وقت إعادة ضبط علامات تبويب المعايرة:
انتبه للأقواس القريبة من بطانات المقذوفات الطائرة ، فهذه هي موجات الصدمة التي كتبت عنها المقالة السابقة. في موجة الصدمة ، تتحرك جزيئات الغاز أسرع من سرعة الصوت. الوقوع تحت هذه الموجة لن يبدو قليلاً. لكن قلب المقذوف الحاد لا يمكن أن يخلق مثل هذه الموجة ، فالسرعة ليست كافية …
ولكن تحت تصرف الحضارة الحديثة ، هناك تقنية أخرى لصنع أسلحة حركية عالية السرعة ، كونية في الحجم بالمعنى الحرفي للكلمة.
سهام الله
بحرق آلاف الأطنان من الوقود بأقصى كثافة للطاقة ، تعلمت البشرية إطلاق أجسام تزن عشرات الأطنان في الفضاء وبسرعات تصل إلى 10 كم / ثانية. من الخطيئة عدم استخدام هذه "المقذوفات" الفضائية ذات الطاقة الحركية الضخمة كسلاح. الفكرة ليست أصلية ، منذ عام 2000 كانت الولايات المتحدة الأمريكية تعمل في هذا المشروع ، واسمه الأصلي "سهام الله". كان من المفترض أن تصطدم الأجسام الموجودة على الأرض بسهام التنغستن التي يبلغ طولها حوالي ستة أمتار ويزن حوالي مائة كيلوغرام. تبلغ الطاقة الحركية لمثل هذا السهم عند هذه السرعات حوالي 0.1-0.3 كيلو طن من مكافئ مادة تي إن تي. هكذا تم تقديم هذا المشروع بعد ذلك ، منذ أكثر من 10 سنوات:
في السنوات الأخيرة ، ذهب المشروع إلى الظل ، إما أنه نسي ، أو العكس ، دخل مرحلة أعمال التصميم الجادة ، وبالتالي حصل على ختم "سري للغاية".
والثاني هو الأرجح ، وهو احتمال مغرٍ بشكل مؤلم ، فقط من القمر الصناعي ، حيث كان من المفترض في الأصل عدم استخدام هذا السلاح بشكل فعال ، فإن قوانين المقذوفات لا هوادة فيها. سيؤدي التصويب على شيء ما إلى انخفاض حاد في سرعة سهم التنغستن ، وبالتالي لن يحمل كل الطاقة إلى نقطة التدمير ، وفي أحسن الأحوال ستكون سرعة السهم عند نقطة التدمير 5- 6 كم / ثانية.
لا يوجد سوى مخرج واحد ، ويتم الاستهداف الأولي عن طريق تصحيح مدار القمر الصناعي نفسه ، ولهذا لا يستخدمون الأقمار الصناعية المعتادة ، بل يستخدمون الأنظمة المدارية المناورة ، بالنسبة لنا ، فإن "الحلزون" الذي مات في بوز وحاملها "Arrow". بالنسبة للأمريكيين ، الموضوع لم يمت ، على العكس من ذلك ، الآن المكوك التالي X-37B موجود في الفضاء. هكذا تبدو:
أحد الاستخدامات الواضحة لهذه المركبة غير المأهولة هو قاذفة فضائية مسلحة بـ "سهام الله" التي سبق وصفها.
إذن ، الأسلحة الحركية المدارية هي مستقبل الصراعات المحلية ، بالمناسبة ، مثالية. لكن هذا ليس موضوعنا ، فلنعد إلى "كباشنا" ، تقنيات البودرة التقليدية.
حركية تسارع القذيفة
حامل المسدس ، وفقًا لمبدأ عمله ، لم يتغير منذ لحظة اختراعه ، فهو عبارة عن أسطوانة (برميل) ومكبس (قذيفة) وشحنة (مسحوق) موضوعة بينهما. في هذا المخطط ، يتم تحديد سرعة القذيفة في الحد الأقصى من خلال سرعة تمدد نواتج الاحتراق للشحنة ، وهذه القيمة بحد أقصى 3-4 كم / ثانية وتعتمد على الضغط في حجم الاحتراق (بين المقذوف وقاع المكبس).
اقتربت أنظمة المدفعية الحديثة من الحد النظري لسرعة القذيفة في هذا المخطط الحركي ، ويكاد يكون من المستحيل زيادة السرعة.
لذا يجب تغيير المخطط ، لكن هل من الممكن بشكل عام تسريع القذيفة إلى سرعة أعلى من التي يمكن أن توفرها منتجات احتراق البارود؟ للوهلة الأولى ، من المستحيل ، من المستحيل دفع القذيفة بشكل أسرع من سرعة الغازات التي تقوم بهذا الضغط عالي السرعة.
لكن البحارة تعلموا منذ فترة طويلة تسريع سفنهم الشراعية إلى سرعات أكبر من سرعة الرياح ، وفي حالتنا هذا تشبيه مباشر ، حيث ينقل وسط غاز متحرك طاقته إلى جسم مادي ، وإليك آخر إنجاز لهم:
هذه "المعجزة" التي تبلغ سرعة الرياح فيها 40 كم / ساعة بسبب الشراع "المائل" قادرة على التحرك بسرعة 120 كم / ساعة ، أي ثلاث مرات أسرع من الهواء الذي يحرك هذا المراكب الشراعية.هذه ، للوهلة الأولى ، تتحقق نتيجة متناقضة بسبب حقيقة أن السرعة عبارة عن كمية متجهة وأن الحركة بزاوية اتجاه الريح بمساعدة الشراع "المائل" ربما تكون أسرع من الريح نفسها.
لذا فإن رجال المدفعية لديهم من يستعير من المبادئ الجديدة لتشتيت القذائف ، والخياطين لديهم مبدأ مناسب ، أو بالأحرى ، من أداتهم الرئيسية ، المقص.
تأثير إغلاق الشفرات
يوجد مثل هذا المفهوم ، "تجربة الفكر" ، كل ما يهم أكثر يفترض مسبقًا وجود الخيال ، على الأقل على المستوى اليومي … لطفل يبلغ من العمر أحد عشر عامًا.
تخيل أن المقصات مطلقة ، ومن المفترض أن تكون أطرافها منفصلة عن السنتيمتر ، وأن الشفرات لها نقطة إغلاق على مسافة 10 سنتيمترات من الأطراف.
نبدأ في إغلاقها "على طول الطريق".
لذلك ، خلال الوقت الذي تمر فيه الأطراف بسنتيمتر واحد ، ستتحرك نقطة الإغلاق بمقدار عشرة سنتيمترات.
في مثل هذا النظام ، ستكون سرعات حركة الأشياء المادية قصوى عند أطراف المقص. ولكن الأهم من ذلك أن نقطة تطبيق القوى (نقطة إغلاق الشفرات) ستتحرك بسرعة أكبر بعشر مرات من سرعة الأجسام المادية في مثل هذا النظام. نظرًا لأنه خلال وقت الإغلاق (بينما تمر أطراف المقص بسنتيمتر واحد) ، ستتحرك نقطة الإغلاق بمقدار 10 سم.
تخيل الآن ، عند تقاطع الشفرات ، (عند نقطة الإغلاق) يتم وضع جسم مادي صغير (على سبيل المثال ، كرة) ، وبالتالي سيتحرك بسرعة إزاحة نقطة الإغلاق ، أي عشر مرات أسرع من رؤوس المقص.
هذا التشبيه البسيط يجعل من الممكن فهم كيف ، بسرعة معينة من عملية فيزيائية ، من الممكن الحصول على نقطة تطبيق للقوى التي تتحرك أسرع بكثير من الجسم المادي نفسه.
علاوة على ذلك ، كيف يمكن لنقطة تطبيق القوى هذه تسريع الأجسام المادية إلى سرعات أعلى بكثير من سرعة حركة الأجسام المادية المشاركة في التسارع (الشفرات في مثالنا).
للتبسيط ، سوف نسمي آلية التسريع هذه للأشياء المادية "تأثير مقص الإغلاق".
أعتقد أنه من السهل أن نفهم حتى لشخص لا يعرف أساسيات الفيزياء ، على الأقل ابنتي البالغة من العمر 11 عامًا فورًا ، بعد أن شرحتها لها ، أعطتني ارتباطًا واضحًا ، قائلة: ".. نعم ، إنه مثل إطلاق النار على بذرة ليمون بأصابعك … ".
في الواقع ، لطالما استخدم الأطفال العبقريون في بساطتهم هذا التأثير في مقالبهم ، حيث يقرصون البذور الزلقة بإبهامهم وسبابتهم و "يطلقون" من مجموعة التعزيز المرتجلة هذه. لذلك تم بالفعل استخدام هذه الطريقة من قبل الكثير منا في الممارسة في مرحلة الطفولة …
تسريع الرصاص عن طريق طرق "مقص الإغلاق" و "إضافة السرعات المتجهية"
قد يعتقد شخص ما أن المؤلف هو مكتشف التقنيات الجديدة ، بالنسبة لشخص ما ، على العكس من ذلك ، قد يبدو أنه حالم. لا حاجة للعاطفة حتى أتوصل إلى شيء جديد. تُستخدم هذه التقنيات بالفعل في أنظمة المدفعية الواقعية بناءً على مبادئ الانفجار التراكمي. فقط الكلمات المستخدمة هناك صعبة للغاية ، ولكن كما تعلم: "كما تسمي السفينة ، لذلك سوف … تطير."
تم اكتشاف التأثير التراكمي بالصدفة في الثلاثينيات من القرن الماضي ووجد على الفور تطبيقًا في المدفعية. تستخدم الشحنة المشكلة لتسريع نفاثة من الغازات اثنين من التأثيرات المذكورة أعلاه في وقت واحد - تأثير إضافة ناقلات السرعات وتأثير إغلاق المقص. في التطبيقات الأكثر تقدمًا ، يتم وضع قلب معدني في الطائرة التراكمية ، والتي يتم تسريعها بواسطة هذه النفاثة إلى سرعة الطائرة نفسها ، ما يسمى "قلب الصدمة".
لكن هذه التقنية لها حد مادي ، وسرعة التفجير 10 كم / ثانية (محدودة) وزاوية فتح المخروط التراكمي 1:10 (القوة المادية القصوى). نتيجة لذلك نحصل على سرعة تدفق الغاز عند مستوى 100-200 كم / ثانية. نظريا.
هذه عملية غير فعالة للغاية ، حيث يضيع معظم الطاقة.بالإضافة إلى ذلك ، هناك مشكلة في الاستهداف ، والتي تعتمد على توحيد تفجير الشحنة المشكلة وتوحيدها.
ومع ذلك ، فقد غادرت هذه التقنية المعامل بالفعل وتم استخدامها في الأسلحة القياسية منذ منتصف الثمانينيات من القرن الماضي ، وهو "لغم" مضاد للدبابات TM-83 معروف بمنطقة قتل تزيد عن 50 مترًا. وهنا المثال الأخير ، وعلاوة على ذلك ، مثال محلي:
هذا "لغم" مضاد للطائرات الهليكوبتر ، ومدى شحنة "البصق" على شكل يصل إلى 180 مترًا ، والعنصر اللافت للنظر يبدو كالتالي:
هذه صورة لنواة الصدمة أثناء الطيران ، فور خروجها من نفاث الغاز التراكمي (سحابة سوداء على اليمين) ، يظهر أثر موجة الصدمة على السطح (مخروط ماخ).
دعنا نسميها جميعًا بأسمائها الصحيحة ، جوهر الصدمة رصاصة عالية السرعة ، فقط ليس في البرميل ، ولكن في تيار من الغازات. والشحنة المشكلة نفسها هي جبل مدفعية باريل ، هذا هو بالضبط ما نحتاجه لإعادة بناء الأسلحة من الممر.
تبلغ سرعة هذه الرصاصة 3 كم / ثانية ، وهي بعيدة جدًا عن حد التكنولوجيا النظري البالغ 200 كم / ثانية. اسمحوا لي أن أشرح السبب - تم الوصول إلى الحد الأقصى النظري للسرعة في سياق التجارب العلمية في ظروف المختبر ، ويكفي الحصول على نتيجة قياسية واحدة على الأقل في سياق التجارب. وفي الأسلحة الحقيقية ، يجب أن تعمل المعدات بضمان مائة بالمائة.
لا تعطي طريقة تسريع جسم بنفث تراكمي بزوايا إغلاق صغيرة للمخروط المتفجر (25-45 درجة) هدفًا دقيقًا وغالبًا ما ينزلق قلب الصدمة ببساطة من بؤرة نفاثة الغاز ، تاركًا ما يسمى " حليب".
بالنسبة للاستخدام القتالي ، يتم إجراء استراحة تراكمية بزاوية إغلاق تزيد عن 100 درجة ، في مثل هذه الزوايا من العطلة التراكمية ، لا يمكن تحقيق سرعة تزيد عن 5 كم / ثانية حتى من الناحية النظرية ، ولكن التكنولوجيا تعمل بشكل موثوق وهي قابلة للتطبيق في ظروف القتال.
من الممكن تسريع عملية "إغلاق المقص" ، ولكن في هذه الحالة يجب التخلي عن طريقة التفجير لتشكيل نقطة تطبيق القوى في القناة المتفجرة. للقيام بذلك ، من الضروري أن يمر الانفجار على طول مسار تسريع الرصاصة بسرعة أعلى مما يمكن أن توفره آلية التفجير.
في هذه الحالة ، يجب أن يضمن مخطط التفجير التفجير المتزامن للمتفجرات على طول القناة المتفجرة بالكامل ، ويجب الحصول على تأثير المقص بسبب الترتيب المخروطي لجدران القناة المتفجرة ، كما هو موضح في الشكل:
إن إنشاء مخطط للتفجير المتزامن لمتفجر في قناة تشتت الرصاص هو مهمة مجدية تمامًا للمستوى التكنولوجي الحديث.
وإلى جانب ذلك ، سيتم حل مشكلة القوة البدنية على الفور ، لن يكون للأنبوب من المادة المتفجرة وقت للانهيار أثناء تحليق الرصاصة ، لأن الحمل الميكانيكي سينتقل بشكل أبطأ من عملية التفجير.
بالنسبة للرصاصة ، فإن نقطة تطبيق القوة هي المهمة ، المشكلة الوحيدة هي التحكم في سرعة حركة نقطة تطبيق القوة ، بحيث تكون الرصاصة دائمًا في هذه المرحلة ، ولكن أكثر من ذلك لاحقًا ، هذه بالفعل تقنية وليست نظرية.
يبقى معرفة حجم عملية رفع تردد التشغيل لمثل هذه الرصاصة ، أي في أي معلمات كتلة الأبعاد لتنفيذ هذه الآلية النظرية في الممارسة العملية.
قانون تحجيم RTT
نحن نعيش في أوهام مستمرة ، ومن الأمثلة على هذا الوهم مجموعة المفاهيم الترابطية: "المزيد يعني أكثر قوة". علم المدفعية متحفظ للغاية ويلتزم تمامًا بهذا المبدأ حتى الآن ، لكن لا شيء يدوم إلى الأبد تحت القمر.
حتى وقت قريب ، كان هذا النموذج الترابطي صحيحًا من نواح كثيرة ، وأقل تكلفة من حيث التطبيق العملي. ولكن الآن لم يعد هذا هو الحال ، يتم تنفيذ الاختراقات التكنولوجية حيث يتم تغيير المبادئ إلى العكس تمامًا.
سأعطي مثالًا من مهنتي ، فقد انخفض حجم أجهزة الكمبيوتر في 20-30 عامًا بمقدار 1000 مرة ، وزادت أيضًا قوتها الحاسوبية ألف مرة.
أود تعميم هذا المثال على نطاق عالمي ، وصياغته في شكل قانون ، على سبيل المثال: " تتناسب الزيادة في كفاءة العملية الفيزيائية عكسياً مع الحجم المستخدم لتنفيذ هذه العملية ".
سأطلق عليه قانون R_T_T ، بحق المكتشف ، ماذا لو ترسخ الاسم؟
سأصبح مشهورا!
إنها مزحة بالطبع ، لكن كل نكتة لها ذرة من الحقيقة ، لذلك سنحاول أن نثبت لرجال المدفعية أن علمهم الهندسي يطيع هذا القانون أيضًا.
دعونا نحسب "كباشنا" ، مع معرفة ضغط غازات نواتج الاحتراق للمتفجرات ، وكتلة "الرصاصة الدقيقة" ، ويمكن حساب مسافة التسارع ، بمعنى آخر ، طول البرميل في التي يتم تسريع "الرصاصة الدقيقة" بها إلى سرعة معينة.
اتضح أن مثل هذه "الرصاصة الصغيرة" يمكن تسريعها حتى 1000 كم / ثانية على مسافة 15 سم فقط.
يغلق "المقص" الخاص بنا بسرعة مضاعفة لغازات نواتج الانفجار - 20 كم / ث ، مما يعني أنه للحصول على سرعة إغلاق تبلغ 1000 كم / ثانية ومقياس إدخال بقطر 1 مم لقناة متفجرة 150 بطول مم ، يجب أن يكون مقياس الإخراج 1.3 مم..
يبقى أن نفهم مقدار المتفجرات اللازمة لمثل هذا التسارع ، ولكن كل شيء بسيط هنا ، الفيزياء عالمية وقوانينها لم تتغير ، لتفريق رصاصة أسهل مليون مرة وأسرع ألف مرة من معيارنا ، تتطلب رصاصة بندقية بالضبط نفس الطاقة لتسريع رصاصة بندقية تقليدية.
وبالتالي ، يجب أن تظل طاقة المتفجرات دون تغيير ، ولكن يجب أن تكون طبيعة المتفجرات مختلفة ، والبارود لا يصلح ، ويحترق ببطء شديد ، وهناك حاجة إلى متفجر متفجر. بمعنى آخر ، تحتاج إلى صنع أنبوب بطول 150 مم من 5 جرامات من المتفجرات ، مثل RDX. وقطر مدخل 1 مم. وعطلة نهاية الاسبوع 1، 3 مم..
لقوة وتركيز الانفجار داخل قناة مرور "الرصاصة الدقيقة" من الضروري وضع هذا الهيكل في أسطوانة معدنية قوية. ولإنتاج تفجير متزامن وموحد على كامل مسافة رحلة "الرصاصة الدقيقة".
لتلخيص ، المبادئ الفيزيائية لتسريع رصاصة إلى سرعات 1000 كم / ثانية متوفرة حتى على أساس تقنيات البارود ، علاوة على ذلك ، يتم استخدام هذه المبادئ في أنظمة الأسلحة الحقيقية.
فقط لا تتسرع في المختبر وتحاول تنفيذ نظام تسريع متفجر ، هناك مشكلة واحدة مهمة ، السرعة الأولية لـ "الرصاصة الصغيرة" في مثل هذه القناة المتفجرة يجب أن تكون أكبر من سرعة إغلاق الجبهات المتفجرة ، وإلا فإن تأثير "إغلاق المقص" لن يعمل.
بمعنى آخر ، من أجل حقن "رصاصة صغيرة" في القناة المتفجرة ، يجب أولاً تسريعها إلى ما يقرب من 10 كم / ثانية ، وهذا ليس بالأمر السهل على الإطلاق.
لذلك ، سنترك التفاصيل الفنية لتنفيذ مثل هذا النظام الافتراضي للرماية للجزء التالي من هذه المقالة ، حتى نتابع….
