Arme du col
Le sujet de l'article est les armes cinétiques à ultra-rapide. Ce sujet est né de l'analyse des événements tragiques du col de Dyatlov en février 1959. La mort de neuf touristes, selon la somme des faits disponibles, même dans l'enquête officielle, est qualifiée de violente avec utilisation d'une arme inconnue. Cela a été discuté dans des articles directement consacrés à ces événements: « Documents non classifiés - la vérité est quelque part à proximité » et « Les morts ne mentent pas ».
Étant donné que les dommages sur les corps des morts correspondaient à la puissance de la balle de fusil et que la nature des dommages indiquait la très petite taille d'une telle balle, il a été conclu que cette balle, afin de maintenir sa force meurtrière, devait ont des dimensions microscopiques et une vitesse d'environ 1000 km/sec.
Dans l'article précédent, « Armes du col », la possibilité d'un mouvement à très grande vitesse d'une balle dans l'atmosphère sans la détruire en raison de la friction contre l'air a été démontrée; dans cet article, une tentative sera faite pour reconstruire l'arme elle-même.
Encore une fois sur la version des événements au col Dyatlov. Je crois qu'en février 1959, notre État (alors l'URSS) a mené une opération pour s'emparer d'une installation de haute technologie inconnue. Au moins 9 personnes sont mortes, très probablement cet objet inconnu "ne semblait pas un peu", sinon l'État n'aurait pas fait autant d'efforts pour dissimuler sa participation à ces événements.
Ceci n'est qu'une version, je peux me tromper. La somme des faits n'est pas suffisante pour une interprétation sans ambiguïté de ces anciens événements, mais elle n'est pas importante dans le contexte du sujet actuel.
Il est important que se pose la question de la réalité de l'existence des armes cinétiques ultra-rapides.
Il est important que les balles de ces armes puissent se déplacer efficacement dans des environnements gazeux (air).
L'important est qu'une telle arme puisse effectivement être créée sur la base des technologies à notre disposition.
Mais parlons de cela plus en détail, nous pouvons bien sûr dire que si la "micro-balle" est un produit de technologies inconnues, alors l'arme elle-même est également basée sur des principes physiques qui nous sont inconnus. Peut-être, mais les technologies que nous connaissons sont capables d'accélérer une balle à des vitesses de l'ordre de 1000 km/s. Je ne parle pas de choses exotiques, telles que les armes gaussiennes, les canons à rail, les technologies de poudre les plus courantes, uniquement dans des emballages neufs et modernes.
Commençons par les technologies existantes d'armes cinétiques à grande vitesse, puis passons à la fantaisie.
Limite d'artillerie
Pour les systèmes d'artillerie traditionnels, le plafond théorique de la vitesse du projectile a été atteint à ce jour - environ 2-3 km / s. La vitesse des produits de combustion de la poudre à canon est exactement à ce niveau, à savoir, ils créent une pression sur le fond du projectile, l'accélérant dans le canon du canon.
Pour arriver à ce résultat, il a fallu utiliser un projectile sous-calibré (pour perdre une partie importante de l'énergie), une technologie sans étui (l'étui se cale à haute pression dans la culasse), des coups avec des vitesses de combustion des poudres normalisées et un multi- système de détonation ponctuelle (pour créer une pression uniforme tout au long du mouvement du projectile le long du canon) …
La limite étant atteinte, une nouvelle augmentation de la vitesse du projectile dans cette technologie repose sur les pressions limites supportées par le canon, qui sont déjà à la limite du possible. En conséquence, nous avons un tel projectile, un instantané d'un tir réel, au moment de réinitialiser les onglets de calibrage:
Faites attention aux arcs près des doublures de projectiles volants, ce sont les ondes de choc dont on a parlé dans l'article précédent. Dans une onde de choc, les molécules de gaz se déplacent plus vite que la vitesse du son. Tomber sous une telle vague ne semblera pas peu. Mais le noyau affûté du projectile ne peut pas créer une telle vague, la vitesse ne suffit pas….
Mais à la disposition de la civilisation moderne, il existe une autre technologie pour créer des armes cinétiques à grande vitesse, littéralement à l'échelle cosmique.
Flèches de dieu
Brûlant des milliers de tonnes de carburant d'intensité énergétique maximale, l'humanité a appris à lancer des objets pesant des dizaines de tonnes dans l'espace et à des vitesses de l'ordre de 10 km/sec. C'est un péché de ne pas utiliser ces "projectiles" spatiaux avec une énorme énergie cinétique comme une arme. L'idée n'est pas originale, depuis 2000 les USA travaillent sur ce projet, son nom d'origine est "les flèches de Dieu". On supposait que les objets au sol seraient touchés par des flèches en tungstène d'environ six mètres de long et pesant environ cent kilogrammes. L'énergie cinétique d'une telle flèche à de telles vitesses est d'environ 0,1 à 0,3 kilotonne d'équivalent TNT. Voici comment ce projet était alors présenté, il y a plus de 10 ans:
Ces dernières années, le projet est tombé dans l'ombre, soit il a été oublié, soit vice versa, il est entré dans la phase de travail de conception sérieux et, par conséquent, a acquis le sceau "Top Secret".
La seconde est plus vraisemblable, une perspective douloureusement tentante, uniquement à partir du satellite, comme il était à l'origine censé ne pas utiliser cette arme efficacement, les lois de la balistique sont inexorables. Viser un objet entraînera une forte diminution de la vitesse d'une telle flèche en tungstène, et par conséquent elle ne transportera pas toute l'énergie jusqu'au point de destruction, au mieux la vitesse de la flèche au point de destruction sera de 5- 6 km/s.
Il n'y a qu'une seule issue, le ciblage initial se fait en corrigeant l'orbite du satellite lui-même, et pour cela ils n'utilisent pas les satellites habituels, mais des systèmes orbitaux de manœuvre, pour nous c'est la "Spirale" qui est morte dans le Bose et son porteur "Arrow". Pour les Américains, le sujet n'est pas mort, au contraire, en ce moment la prochaine navette X-37B est dans l'espace. Voilà à quoi ça ressemble:
L'une des utilisations évidentes de ce véhicule sans pilote est un bombardier spatial armé des « flèches de Dieu » déjà décrites.
Ainsi, les armes cinétiques orbitales sont l'avenir des conflits locaux, idéal d'ailleurs. Mais ce n'est pas notre sujet, revenons à « nos béliers », les technologies traditionnelles de la poudre.
Cinématique d'accélération du projectile
La monture du canon, selon le principe de son action, n'a pas changé depuis le moment de son invention, c'est un cylindre (canon), un piston (projectile) et une charge (poudre) placés entre eux. Dans ce schéma, la vitesse du projectile à la limite est déterminée par la vitesse d'expansion des produits de combustion de la charge, cette valeur est au maximum de 3-4 km / s et dépend de la pression dans le volume de combustion (entre le projectile et le fond du piston).
Les systèmes d'artillerie modernes ont approché la limite théorique de la vitesse du projectile dans ce schéma cinématique, et une nouvelle augmentation de la vitesse est presque impossible.
Le schéma doit donc être modifié, mais est-il généralement possible d'accélérer le projectile à une vitesse supérieure à celle que peuvent fournir les produits de combustion de la poudre à canon ? A première vue, il est impossible, impossible de pousser le projectile plus vite que la vitesse des gaz réalisant cette pression à grande vitesse.
Mais les marins ont depuis longtemps appris à accélérer leurs voiliers à des vitesses supérieures à la vitesse du vent, dans notre cas c'est une analogie directe, un milieu gazeux en mouvement transfère son énergie à un objet physique, voici leur dernière réalisation:
Ce "miracle" avec une vitesse de vent de 40 km/h due à la voile "oblique" est capable de se déplacer à une vitesse de 120 km/h, soit trois fois plus vite que l'air déplaçant ce voilier. Ceci, à première vue, un résultat paradoxal est obtenu du fait que la vitesse est une quantité vectorielle et que le mouvement sous un angle par rapport à la direction du vent à l'aide de la voile "oblique" est peut-être plus rapide que le vent lui-même.
Alors les artilleurs ont quelqu'un à emprunter aux nouveaux principes de dispersion des obus, les tailleurs ont un principe convenable, ou plutôt, à leur outil principal, les ciseaux.
Effet de lames de fermeture
Il y a un tel concept, "l'expérience de pensée", tout ce qui concerne en plus présuppose la présence d'imagination, du moins au niveau quotidien… d'un enfant de onze ans.
Imaginez des ciseaux, ils sont divorcés, leurs pointes sont censées être divorcées d'un centimètre, et les lames ont un point de fermeture à une distance de 10 centimètres des pointes.
Nous commençons à les fermer "tout le chemin".
Ainsi, pendant le temps que les pointes passent d'un centimètre, le point de fermeture se déplacera de dix centimètres.
Dans un tel système, les vitesses de déplacement des objets physiques seront maximales aux pointes des ciseaux. Mais, surtout, le point d'application des forces (le point de fermeture des lames) se déplacera à une vitesse 10 fois supérieure à la vitesse des objets physiques dans un tel système. Puisque pendant le temps de fermeture (alors que les pointes des ciseaux passent d'un centimètre), le point de fermeture se déplacera de 10 centimètres.
Imaginez maintenant, à l'intersection des lames, (au point de fermeture) un petit objet physique (par exemple, une balle) est placé, et ainsi il se déplacera à la vitesse du déplacement du point de fermeture, c'est-à-dire. dix fois plus rapide que les pointes de ciseaux.
Cette simple analogie permet de comprendre comment, à une vitesse donnée d'un processus physique, il est possible d'obtenir un point d'application de forces qui se déplace beaucoup plus vite que l'objet physique lui-même.
Et de plus, comment ce point d'application des forces peut accélérer des objets physiques à des vitesses bien supérieures à la vitesse de déplacement des objets physiques impliqués dans l'accélération (lames dans notre exemple).
Pour simplifier, nous appellerons ce mécanisme d'accélération pour les objets physiques "Effet ciseaux de fermeture".
Je pense que c'est facile à comprendre même pour une personne qui ne connaît pas les bases de la physique, au moins ma fille de 11 ans immédiatement, après que je lui ai expliqué, m'a donné une association évidente, en disant: ".. oui, c'est comme tirer sur une graine de citron avec les doigts…".
En effet, les enfants de génie dans leur simplicité utilisent depuis longtemps cet effet pour leurs farces, pinçant la graine glissante avec le pouce et l'index et "tirant" d'un tel ensemble de rappel impromptu. Cette méthode a donc déjà été utilisée par beaucoup d'entre nous en pratique dans l'enfance…
Accélération des balles par les méthodes de « ciseaux de fermeture » et « addition vectorielle de vitesses »
Quelqu'un peut penser que l'auteur est le découvreur de nouvelles technologies, pour quelqu'un, au contraire, il peut sembler qu'il est un rêveur. Pas besoin d'émotion jusqu'à ce que je trouve quelque chose de nouveau. Ces technologies sont déjà utilisées dans des systèmes d'artillerie réels basés sur les principes d'explosion cumulative. Seuls les mots utilisés sont là trop délicats, mais comme vous le savez: "comme vous nommez le navire, ainsi il volera…".
L'effet cumulatif a été découvert accidentellement dans les années 30 du siècle dernier et a immédiatement trouvé une application dans l'artillerie. Une charge creuse pour accélérer un jet de gaz utilise deux des effets mentionnés ci-dessus à la fois - l'effet de l'addition vectorielle des vitesses et l'effet de la fermeture des ciseaux. Dans des implémentations plus avancées, un noyau métallique est placé dans le jet cumulatif, qui est accéléré par ce jet à la vitesse du jet lui-même, ce que l'on appelle le "noyau d'impact".
Mais cette technologie a une limite physique, la vitesse de détonation est de 10 km/sec (limitation) et l'angle d'ouverture du cône cumulé est de 1:10 (résistance physique ultime). En conséquence, nous obtenons la vitesse de sortie du gaz au niveau de 100-200 km / sec. En théorie.
C'est un processus très inefficace, la plupart de l'énergie est gaspillée. De plus, il existe un problème de ciblage, qui dépend de l'uniformité de la détonation de la charge creuse et de son uniformité.
Néanmoins, la technologie a déjà quitté les laboratoires et est utilisée dans les armes standard depuis le milieu des années quatre-vingt du siècle dernier, il s'agit de la célèbre "mine" antichar TM-83 avec une zone de destruction de plus de 50 mètres.. Et voici le dernier, et d'ailleurs, un exemple domestique:
Il s'agit d'une "mine" anti-hélicoptère, la portée de la charge creuse "crachée" va jusqu'à 180 mètres, l'élément de frappe ressemble à ceci:
Il s'agit d'une photo du noyau de choc en vol, immédiatement après son départ du jet de gaz cumulé (nuage noir à droite), la traînée de l'onde de choc est visible en surface (cône de Mach).
Appelons tout cela par leurs noms propres, le noyau de choc est Balle à grande vitesse, seulement dispersé non dans le baril, mais dans un courant de gaz. Et la charge creuse elle-même est Monture d'artillerie sans canon, c'est exactement ce dont nous avons besoin pour la reconstitution des armes du col.
La vitesse d'une telle balle est de 3 km/s, c'est très loin de la limite technologique théorique de 200 km/s. Laissez-moi vous expliquer pourquoi - la limite de vitesse théorique est atteinte au cours d'expériences scientifiques dans des conditions de laboratoire, il suffit là d'obtenir au moins un résultat record au cours d'expériences. Et dans les armes réelles, l'équipement devrait fonctionner avec une garantie à cent pour cent.
La méthode d'accélération d'un objet avec un jet cumulatif à de petits angles de fermeture du cône explosif (25-45 degrés) ne donne pas une visée précise et souvent le noyau d'impact glisse simplement hors du foyer du jet de gaz, laissant ce qu'on appelle " Le Lait".
Pour une utilisation au combat, un évidement cumulatif est fait avec un angle de fermeture de plus de 100 degrés, à de tels angles d'un évidement cumulatif, une vitesse de plus de 5 km / s ne peut pas être atteinte même en théorie, mais la technologie fonctionne de manière fiable et est applicable dans des conditions de combat.
Il est possible d'accélérer le processus de "fermeture des ciseaux", mais dans ce cas la méthode de la détonation doit être abandonnée pour former le point d'application des forces dans le canal explosif. Pour ce faire, il est nécessaire que l'explosion passe le long de la trajectoire d'accélération de la balle à une vitesse supérieure à celle que peut fournir le mécanisme de détonation.
Dans ce cas, le schéma de détonation doit assurer la détonation simultanée des explosifs sur toute la longueur du canal explosif et l'effet de ciseaux doit être obtenu grâce à la disposition conique des parois du canal explosif, comme indiqué sur la figure:
La création d'un schéma pour la détonation simultanée d'un explosif dans le canal de dispersion des balles est une tâche tout à fait réalisable pour un niveau technologique moderne.
Et de plus, le problème de la force physique sera immédiatement résolu, le tube de la substance détonante n'aura pas le temps de s'effondrer pendant le vol de la balle, car la charge mécanique sera transmise plus lentement que le processus explosif.
Pour une balle, c'est le point d'application de la force qui est important, le seul problème est le contrôle de la vitesse de déplacement du point d'application de la force, pour que la balle soit toujours à ce point, mais plus sur cela plus tard, c'est déjà une technique, pas une théorie.
Il reste à déterminer la mise à l'échelle du processus d'overclocking d'une telle balle, à savoir dans quels paramètres dimensionnels de masse mettre en œuvre ce mécanisme théorique dans la pratique.
Loi d'échelle RTT
Nous vivons dans des délires persistants, un exemple d'un tel délire est le faisceau associatif de concepts: « plus signifie plus puissant. La science de l'artillerie est très conservatrice et obéit complètement à ce principe jusqu'à présent, mais rien ne dure éternellement sous la lune.
Jusqu'à récemment, ce paradigme associatif était à bien des égards correct et moins coûteux en termes de mise en œuvre pratique. Mais maintenant ce n'est plus le cas, des ruptures technologiques sont réalisées où les principes sont changés à l'exact opposé.
Je vais donner un exemple tiré de ma profession, les ordinateurs en 20-30 ans ont diminué en volume de 1000 fois, et leur puissance de calcul a également été multipliée par mille.
Je généraliserais cet exemple à une échelle globale, en le formulant sous la forme d'une loi, par exemple: « L'augmentation de l'efficacité du procédé physique est inversement proportionnelle au volume utilisé pour mettre en œuvre ce procédé.
Je l'appellerai la loi R_T_T, par droit du découvreur, et si le nom prenait racine ?
Je vais devenir célèbre !
C'est une blague, bien sûr, mais chaque blague a un grain de vérité, nous allons donc essayer de prouver aux artilleurs que leur science de l'ingénieur obéit également à cette loi.
Comptons "nos béliers", connaissant la pression des gaz des produits de combustion des explosifs, la masse de la "micro-balle", sa surface effective peut être calculée la distance d'accélération, autrement dit, la longueur du canon en laquelle la « micro-balle » est accélérée à une vitesse donnée.
Il s'est avéré qu'une telle "micro-balle" peut être accélérée jusqu'à 1000 km / s à une distance de seulement 15 centimètres.
Nos "ciseaux" se ferment avec une vitesse doublée des gaz des produits d'explosion - 20 km/s, ce qui veut dire que pour obtenir une vitesse de fermeture de 1000 km/s et une jauge d'entrée d'un diamètre de 1 mm pour un canal explosif 150 mm de long, la jauge de sortie doit être de 1,3 mm..
Reste à comprendre combien d'explosif est nécessaire pour une telle accélération, mais tout est simple ici, la physique est universelle et ses lois sont inchangées, pour disperser une balle un million de fois plus facilement et mille fois plus vite que notre standard, une balle de fusil nécessitera exactement la même énergie que pour l'accélération d'une balle de fusil classique.
Par conséquent, l'énergie de l'explosif doit rester inchangée, mais la nature de l'explosif doit être différente, la poudre à canon ne rentre pas, brûle trop lentement, un explosif détonant est nécessaire. En d'autres termes, vous devez fabriquer un tube de 150 mm de long à partir de 5 grammes d'explosif, comme le RDX. et un diamètre d'entrée de 1 mm. et le week-end c'est 1, 3 mm..
Pour la force et la concentration de l'explosion à l'intérieur du canal de passage de la "micro-balle", il est nécessaire de placer cette structure dans un cylindre métallique solide. Et d'arriver à produire une détonation explosive simultanée et uniforme sur toute la distance du vol "micro-balle".
Pour résumer, les principes physiques pour accélérer une balle à des vitesses de 1000 km / s sont disponibles même sur la base des technologies de la poudre. De plus, ces principes sont utilisés dans les systèmes d'armes réels.
Il suffit de ne pas se précipiter dans le laboratoire et d'essayer de mettre en œuvre un tel système d'accélération explosif, il y a un problème important, la vitesse initiale de la "micro-balle" dans un tel canal explosif doit être supérieure à la vitesse de fermeture des fronts explosifs, sinon, l'effet des "ciseaux de fermeture" ne fonctionnera pas.
Autrement dit, pour injecter une "micro-balle" dans le canal explosif, il faut d'abord l'accélérer à une vitesse d'environ 10 km/s, et ce n'est pas du tout facile.
Par conséquent, nous laisserons les détails techniques de la mise en œuvre d'un tel système de prise de vue hypothétique pour la prochaine partie de cet article, à suivre donc….
