Өтмөктөн курал
Макаланын темасы-өтө ылдам кинетикалык куралдар. Бул тема 1959 -жылдын февраль айында Дятлов ашуусунда болгон каргашалуу окуяларды талдоодон келип чыккан. Тогуз туристтин өлүмү, бар болгон фактылардын суммасына ылайык, атүгүл кызматтык иликтөөдө да, белгисиз курал колдонуу менен зомбулук көрсөтүлөт. Бул окуяларга арналган макалаларда талкууланды: "Классификацияланбаган материалдар - чындык жакын жерде" жана "Өлгөндөр калп айтышпайт."
Өлгөндөрдүн денесиндеги зыян мылтыктын октун күчүнө туура келгендиктен жана зыяндын мүнөзү мындай октун өтө кичине экендигин көрсөткөндүктөн, бул ок өзүнүн өлүмчүл күчүн сактап калуу үчүн керек деген тыянакка келген. микроскопиялык өлчөмдөрү бар жана ылдамдыгы болжол менен 1000 км / сек.
Мурунку макалада "Ашуудан курал" атылган октун абага сүрүлүүсүнөн улам аны атмосфера аркылуу жок кылбастан өтө ылдам кыймылдоо мүмкүнчүлүгү далилденген; бул макалада реконструкциялоо аракети көрүлөт курал өзү.
Дятлов ашуусундагы окуялардын версиясы жөнүндө дагы бир жолу. Менин оюмча, 1959-жылы февралда биздин мамлекет (ал кезде СССР) белгисиз жогорку технологиялык объектини басып алуу боюнча операция жүргүзгөн. Кеминде 9 адам өлдү, кыязы, бул белгисиз объект "кичине көрүнгөн жок", антпесе мамлекет бул окуяларга катышуусун жашыруу үчүн мынчалык аракет кылмак эмес.
Бул жөн гана версия, мен жаңылышып калышым мүмкүн. Факттардын суммасы ошол эски окуяларды бир беткей чечмелөө үчүн жетишсиз, бирок учурдагы теманын контекстинде маанилүү эмес.
Ультра жогорку ылдамдыктагы кинетикалык куралдардын бар экендигинин чындыгы жөнүндө суроо коюлушу маанилүү.
Мындай куралдардын октору газ (аба) чөйрөсүндө эффективдүү кыймылдай алышы маанилүү.
Маанилүүсү, мындай курал чынында биздин карамагыбыздагы технологиялардын негизинде түзүлүшү мүмкүн.
Бирок бул жөнүндө кененирээк сүйлөшөлү, албетте айта алабыз, эгер "микро-ок" белгисиз технологиялардын продуктусу болсо, анда куралдын өзү да бизге белгисиз физикалык принциптерге негизделген. Балким ошондой, бирок биз билген технологиялар окту 1000 км / сек ылдамдыкка чейин тездетүүгө жөндөмдүү. Мен экзотикалык нерселер жөнүндө, мисалы, Гаусс куралы, темир мылтык, эң кеңири таралган порошок технологиялары жөнүндө, жаңы, заманбап таңгактарда гана айтып жаткан жокмун.
Келгиле, жогорку ылдамдыктагы кинетикалык куралдардын бар технологияларынан баштайлы, андан кийин гана фантазияга өтөлү.
Артиллериялык чек
Салттуу артиллериялык системалар үчүн снаряддын ылдамдыгынын теориялык чеги ушул күнгө чейин жеткен - болжол менен 2-3 км / сек. Порохтун күйүүчү продуктуларынын ылдамдыгы так ушул деңгээлде, тактап айтканда, алар снаряддын түбүнө басым жасап, аны мылтыктын баррелинде тездетет.
Бул жыйынтыкка жетүү үчүн, суб-калибрдүү снарядды (энергиянын олуттуу бөлүгүн жоготуу үчүн), байкоосуз технологияны (корпустун жогорку басымдагы бүктөмөлөрү), нормаланган порошоктун күйүү ылдамдыгы менен жана көп мульти- чекит детонациялык тутуму (снаряддын баррель бою бою бирдей басымын түзүү үчүн) …
Чегине жетти, бул технологияда снаряддын ылдамдыгын андан ары жогорулатуу мүмкүн болгон чекте турган баррелге туруштук берген чектөөчү басымдарга таянат. Натыйжада, бизде калибрлөө өтмөктөрүн баштапкы абалга келтирүү учурунда, мындай снаряд, чыныгы атуунун сүрөтү бар:
Учуучу снаряддын лайнерлеринин жанындагы догаларга көңүл бургула, булар мурунку макалада жазылган сокку толкундары. Сокку толкунунда газдын молекулалары үндүн ылдамдыгына караганда ылдамыраак кыймылдашат. Мындай толкундун астына түшүү анча деле болбойт окшойт. Бирок снаряддын курчутулган өзөгү мындай толкунду жарата албайт, ылдамдык жетишсиз ….
Бирок заманбап цивилизациянын карамагында масштабы боюнча космостук жогорку ылдамдыктагы кинетикалык куралдарды түзүү үчүн дагы бир технология бар.
Кудайдын жебелери
Энергиянын сыйымдуулугунун миңдеген тонналарын күйгүзгөн адамзат ондогон тонна салмактагы объекттерди космоско жана 10 км / сек ылдамдыкта учурууну үйрөндү. Бул космостук "снаряддарды" зор кинетикалык энергия менен курал катары колдонбоо күнөө. Идея оригиналдуу эмес, 2000 -жылдан бери АКШ бул долбоордун үстүндө иштеп жатат, анын баштапкы аты "Кудайдын жебелери". Жердеги нерселердин узундугу болжол менен алты метр жана салмагы жүз килограммга жакын вольфрам жебелери менен урулат деп болжолдонгон. Мындай жебенин кинетикалык энергиясы мындай ылдамдыкта болжол менен 0,1-0,3 Килотон тротилге барабар. Бул долбоор 10 жылдан ашуун убакыт мурун ушундайча сунушталган:
Акыркы жылдары, долбоор көмүскөдө калды, же унутулду, же тескерисинче, олуттуу дизайн иштеринин стадиясына кирди жана ошого жараша "Өтө жашыруун" штампына ээ болду.
Экинчиси, балким, спутниктен гана, азгыруучу азгыруучу перспектива, анткени бул куралды эффективдүү колдонбош керек эле, баллистикалык мыйзамдар чексиз. Объектти көздөө мындай вольфрам жебесинин ылдамдыгынын кескин төмөндөшүнө алып келет, демек, ал бардык энергияны жок кылуучу жерге жеткирбейт, эң жакшы учурда жебенин кыйроо учурундагы ылдамдыгы 5- болот. 6 км / с.
Чыгуунун бир гана жолу бар, баштапкы багыттоо спутниктин орбитасын тууралоо аркылуу ишке ашат жана бул үчүн алар кадимки спутниктерди эмес, маневрдик орбиталык системаларды колдонушат, биз үчүн бул Боседе өлгөн "Спираль". жана анын алып жүрүүчүсү "Жебе". Америкалыктар үчүн тема өлгөн жок, тескерисинче, азыр кийинки Shuttle X-37B космосто. Мына ушундай көрүнөт:
Бул учкучсуз унаанын ачык колдонулушунун бири - буга чейин сүрөттөлгөн "Кудайдын жебелери" менен куралданган космостук бомбардир.
Ошентип, орбиталдык кинетикалык куралдар - жергиликтүү конфликттердин келечеги, айтмакчы. Бирок бул биздин тема эмес, келгиле, "биздин кочкорлорго", салттуу порошок технологияларына кайталы.
Снаряддын ылдамдануу кинематикасы
Мылтыктын тоосу, иштөө принциби боюнча, ойлоп табылган учурдан бери өзгөргөн жок, бул цилиндр (баррель), поршень (снаряд) жана алардын ортосуна коюлган заряд (порошок). Бул схемада снаряддын чегиндеги ылдамдыгы заряддын күйүү продуктуларынын кеңейүү ылдамдыгы менен аныкталат, бул чоңдук максимум 3-4 км / с жана күйүү көлөмүндөгү басымга көз каранды (ортосунда снаряд жана поршендин түбү).
Заманбап артиллериялык системалар бул кинематикалык схемада снаряддын ылдамдыгынын теориялык чегине жакындап калды жана ылдамдыкты андан ары жогорулатуу дээрлик мүмкүн эмес.
Ошентип, схеманы өзгөртүү керек, бирок, жалпысынан, снарядды порохтун күйүү продуктуларынан жогорку ылдамдыкта ылдамдатуу мүмкүнбү? Бир караганда, снарядды бул жогорку басымдагы газдардын ылдамдыгынан ылдамыраак түртүү мүмкүн эмес, мүмкүн эмес.
Бирок моряктар жел кемелерин шамалдын ылдамдыгынан чоң ылдамдыкка чейин ылдамдатууну көптөн бери үйрөнүшкөн, биздин учурда бул түздөн -түз окшоштук, кыймылдуу газ чөйрөсү өз энергиясын физикалык нерсеге өткөрөт, бул жерде алардын акыркы жетишкендиги:
Шамалдын ылдамдыгы 40 км / саат болгон "кыйшык" парустун айынан бул "керемет" 120 км / саат ылдамдыкта, башкача айтканда, бул парусту кыймылдаткан абадан үч эсе ылдам кыймылдай алат. Бул, биринчи караганда, парадоксалдуу натыйжага ылдамдык вектордук чоңдук жана "кыйшык" парустун жардамы менен шамалдын багыты боюнча бир бурч менен кыймыл болушу мүмкүн, анткени шамалдын өзүнө караганда ылдамыраак.
Ошентип, артиллеристтердин снаряддарды таркатуунун жаңы принциптеринен карыз ала турган бирөө бар, тигүүчүлөрдүн ылайыктуу принциби бар, тагыраагы, алардын негизги куралы - кайчы.
Жабуучу бычактар эффекти
Мындай түшүнүк бар, "ойлонуу эксперименти", андан ары тиешеси бар нерселер, жок дегенде, он бир жаштагы баланын күнүмдүк деңгээлинде … кыялдануунун болушун болжолдойт.
Кайчыны элестетип көрүңүз, алар ажырашкан, учтары бир сантиметрге ажырашы керек жана бычактардын учтарынан 10 сантиметр аралыкта жабылуу чекити бар.
Биз аларды "аягына чейин" жаба баштайбыз.
Ошентип, учтар бир сантиметр өткөндө, жабылуу чекити он сантиметрге жылат.
Мындай системада физикалык нерселердин кыймыл ылдамдыгы кайчынын учунда максималдуу болот. Бирок, эң башкысы, күчтөрдү колдонуу чекити (пышактардын жабылуу чекити) мындай системанын физикалык нерселеринин ылдамдыгынан 10 эсе чоң ылдамдыкта кыймылдайт. Жабуу убагында (кайчынын учтары бир сантиметрден өтсө), жабылуу чекити 10 сантиметрге жылат.
Эми элестетип көрүңүз, бычактардын кесилишинде, (жабуу учурунда) кичинекей физикалык нерсе (мисалы, шар) жайгаштырылган, ошондуктан ал жабылуу чекитинин жылыш ылдамдыгы менен кыймылдайт, б.а. кайчы учтарынан он эсе ылдамыраак.
Бул жөнөкөй окшоштук физикалык процесстин белгилүү бир ылдамдыгында физикалык нерсенин өзүнө караганда алда канча ылдамыраак кыймылдаган күчтөрдү колдонуу чекитин кантип алууга болорун түшүнүүгө мүмкүндүк берет.
Мындан тышкары, бул күчтөрдү колдонуу чекити физикалык объекттерди ылдамдатууга катышкан физикалык объекттердин кыймыл ылдамдыгынан алда канча жогору ылдамдата алат (биздин мисалда пышактар).
Жөнөкөйлүк үчүн, биз физикалык объекттер үчүн бул ылдамдатуу механизмин атайбыз "Жабуучу кайчы эффекти".
Менимче, физиканын негиздерин билбеген адамга да түшүнүү оңой деп ойлойм, жок дегенде менин 11 жаштагы кызым, мен аны түшүндүргөндөн кийин мага ачык бир пикир берди: ".. ооба, манжаларыңыз менен лимон уругун атуу сыяктуу … ".
Чынында эле, гениалдуу балдар жөнөкөйлүгү менен эффектти эбактан бери колдонуп келишет, тайгак урукту баш бармактары менен сөөмөйү менен чымчып алып, мындай өркүндөтүлгөн компрессор топтомунан "атышат". Ошентип, бул ыкманы көптөрүбүз бала кезибизде практикада колдонуп келгенбиз …
"Кайчыны жабуу" жана "ылдамдыктарды вектордук кошуу" ыкмалары менен октун ылдамдашы
Кимдир бирөө авторду жаңы технологиялардын ачылышы деп ойлошу мүмкүн, кимдир бирөөгө, тескерисинче, ал кыялкеч болуп көрүнүшү мүмкүн. Мен жаңы нерсе ойлоп тапмайынча эмоциянын кереги жок. Бул технологиялар буга чейин кумулятивдүү жарылуу принциптерине негизделген чыныгы артиллериялык системаларда колдонулган. Ал жерде сөздөр өтө эле татаал колдонулат, бирок сиз билгендей: "сиз кемеге кандай ат койсоңуз, ал дагы ошондой учат …".
Кумулятивдүү эффект өткөн кылымдын 30 -жылдарында кокустан ачылып, заматта артиллерияда колдонууну тапкан. Газдын агымын тездетүү үчүн формалуу заряд жогоруда айтылган эки эффектти - ылдамдыктын вектордук кошулушунун эффектин жана кайчынын жабылышын колдонот. Дагы өнүккөн ишке ашырууларда, металлдын өзөгү кумулятивдүү реактивдүү реактивге жайгаштырылган, ал бул учак менен "сокку өзөгү" деп аталган учактын ылдамдыгына чейин тездетилет.
Бирок бул технологиянын физикалык чеги бар, детонациянын ылдамдыгы 10 км / сек (чектөөчү) жана кумулятивдүү конустун ачылуу бурчу 1:10 (физикалык акыркы күч). Натыйжада, биз газдын чыгуу ылдамдыгын 100-200 км / сек деңгээлинде алабыз. Теорияда.
Бул өтө натыйжасыз процесс, энергиянын көбү текке кетет. Мындан тышкары, багытталган көйгөй бар, ал формаланган заряддын детонациясынын бир түрдүүлүгүнө жана анын бир түрдүүлүгүнө жараша болот.
Ошентсе да, технология лабораториялардан чыгып кеткен жана өткөн кылымдын сексенинчи жылдарынын ортосунан бери стандарттуу куралдарда колдонулган, бул 50 метрден ашык өлтүрүү зонасы менен белгилүү болгон танкка каршы "мина" TM-83.. Жана бул жерде акыркы жана үй мисалы:
Бул вертолетко каршы "мина", "түкүрүүчү" түрдөгү заряддын диапазону 180 метрге чейин, таң калтырган элемент мындай көрүнөт:
Бул учуп бараткан сокку ядросунун сүрөтү, кумулятивдүү газ учагынан кеткенден кийин (оң жагында кара булут), сокку толкунунун изи бетинде көрүнүп турат (Mach конусу).
Келгиле, бардыгын өз аттары менен атайлы, шок өзөгү Жогорку ылдамдыктагы ок, баррелге эмес, газдардын агымына таркады. Ал эми формалуу заряд өзү Баррелсиз артиллериялык монтаж, дал ушул бизге ашуудан куралдарды кайра куруу учун керек.
Мындай октун ылдамдыгы 3 км / с, ал теориялык технологиянын чегинен 200 км / с өтө алыс. Эмнеге экенин түшүндүрүп берейин - теориялык ылдамдыктын чеги лабораториялык шарттарда илимий эксперименттердин жүрүшүндө жетет, ал жерде эксперименттердин жүрүшүндө жок дегенде бир рекорддук натыйжаны алуу жетиштүү. Ал эми чыныгы курал -жаракта техникалар жүз пайыз кепилдик менен иштеши керек.
Жардыруучу конустун кичине жабуу бурчтарында (25-45 градус) кумулятивдүү реактивдүү объектини ылдамдатуу ыкмасы так багыттоону бербейт жана көбүнчө сокку өзөгү газ учагынын фокусунан чыгып кетет жана "деп аталат" сүт ".
Согуштук колдонуу үчүн кумулятивдүү тешик 100 градустан ашык жабылуу бурчу менен жасалат, кумулятивдүү тешиктин мындай бурчтарында 5 км / сек ашык ылдамдыкка теориялык жактан да жетишүү мүмкүн эмес, бирок технология ишенимдүү иштейт жана согуштук шарттарда колдонулат.
"Кайчыны жабуу" процессин тездетүүгө болот, бирок бул учурда жардыруучу каналдагы күчтөрдү колдонуу чекитин түзүү үчүн детонациялык ыкмадан баш тартуу керек. Бул үчүн жарылуунун ок ылдамдануу жолу менен жарылуу механизми бере ала турган ылдамдыкта өтүшү зарыл.
Бул учурда, жардыруу схемасы жардыруучу каналдын бүткүл узундугу боюнча бир убакта жарылуучу заттарды жардырууну камсыз кылышы керек жана сүрөттө көрсөтүлгөндөй жардыруучу каналдын дубалдарынын конустук жайгашуусунун эсебинен кайчы эффекти алынышы керек:
Ок таратуучу каналдагы жардыруучу затты бир убакта жардыруу схемасын түзүү заманбап технологиялык деңгээл үчүн абдан мүмкүн болгон иш.
Мындан тышкары, физикалык күч маселеси дароо чечилет, жардыруучу заттын түтүгү октун учуу учурунда кыйрап калбайт, анткени механикалык жүк жарылуу процессине караганда жайыраак өткөрүлөт.
Ок үчүн бул күч колдонуу чекити, бир гана көйгөй - бул күч колдонуу чекитинин кыймылынын ылдамдыгын көзөмөлдөө, ошондуктан ок дайыма ушул учурда болот, бирок кийинчерээк бул боюнча бул теория эмес, техника.
Бул теориянын механизмин иш жүзүндө ишке ашыруу үчүн кандай массалык өлчөмдүү параметрлерде, тактап айтканда, мындай ылдамдыкты ылдамдатуу процессинин масштабын аныктоо калды.
RTT масштабдоо мыйзамы
Биз туруктуу алдамчылыкта жашайбыз, мындай адаштыруунун мисалы - түшүнүктөрдүн ассоциативдүү топтому: "дагы күчтүү дегенди билдирет". Артиллерия илими абдан консервативдүү жана азырынча бул принципке толугу менен баш ийет, бирок Айдын астында эч нерсе түбөлүккө созулбайт.
Акыркы убакка чейин бул ассоциативдик парадигма көп жагынан туура болгон жана практикалык ишке ашыруу жагынан анча кымбат эмес болчу. Бирок азыр андай эмес, принциптер таптакыр карама -каршы өзгөртүлгөн жерде технологиялык жетишкендиктер ишке ашат.
Мен кесибимден бир мисал келтирейин, компьютерлер 20-30 жылдын ичинде көлөмү 1000 эсеге азайган, алардын эсептөө күчү да миң эсеге көбөйгөн.
Мен бул мисалды дүйнөлүк масштабда жалпылап, мыйзам түрүндө формулировкалап берер элем, мисалы: “ Физикалык процесстин эффективдүүлүгүнүн жогорулашы бул процессти ишке ашыруу үчүн колдонулган көлөмгө тескери пропорционалдуу .
Мен аны R_T_T мыйзамы деп атайм, ачуучунун укугу боюнча, эгер аты тамыры менен кете турган болсочу?
Мен атактуу болом!
Бул албетте тамаша, бирок ар бир тамашанын чындыгы бар, ошондуктан биз артиллеристтерге алардын инженердик илими да бул мыйзамга баш ийерин далилдөөгө аракет кылабыз.
Келгиле, "биздин кочкорлорду" санап көрөлү, жардыргыч заттардын күйүү продуктуларынын газдарынын басымын, "микро октун" массасын, анын эффективдүү бетин ылдамдатуу аралыкын, башкача айтканда баррелдин узундугун эсептеп чыгууга болот. кайсы "микро-ок" берилген ылдамдыкка чейин тездетилет.
Көрсө, мындай "микро-окту" болгону 15 сантиметр аралыкта 1000 км / сек чейин ылдамдатууга болот экен.
Биздин "кайчыбыз" жарылуу продуктуларынын газдарынын эки эсе ылдамдыгы менен жабылат - 20 км / с, бул 1000 км / с жабылуу ылдамдыгын жана жардыруучу канал 150 үчүн диаметри 1 мм болгон кирүү өлчөгүчүн алуу дегенди билдирет. мм узундугу, чыгуучу көрсөткүчү 1,3 мм болушу керек..
Мындай ылдамдануу үчүн канчалык жардыргыч зат керек экенин түшүнүү керек, бирок бул жерде баары жөнөкөй, физика универсалдуу жана анын мыйзамдары өзгөрүлбөйт, биздин стандартка караганда миллиондогон эсе жеңил жана миң эсе тез таркатуу үчүн мылтыктын огу талап кылынат. кадимки мылтыктын октун ылдамдашы үчүн так ошондой энергия.
Демек, жарылуучу заттын энергиясы өзгөрүүсүз калышы керек, бирок жарылуучу заттын табияты башкача болушу керек, порошок туура келбейт, өтө жай күйөт, жардыруучу жардыруучу зат керек. Башкача айтканда, RDX сыяктуу 5 грамм жардыргычтан узундугу 150 мм болгон түтүк жасашыңыз керек. жана кирүү диаметри 1 мм. жана дем алыш күндөрү 1, 3 мм.
Жарылуунун күчү жана концентрациясы үчүн "микро-ок" өтүүчү каналдын ичинде бул структураны күчтүү металл цилиндрге салуу керек. Жана "микро-ок" учуунун бардык аралыкында бир убакта жана бирдей жардыруучу детонацияны чыгарууга жетишүү.
Жыйынтыктап айтканда, 1000 км / сек ылдамдыкка чейин ылдамдатуунун физикалык принциптери порошок технологияларынын негизинде да бар, анын үстүнө бул принциптер реалдуу курал системаларында колдонулат.
Жөн эле лабораторияга шашылбаңыз жана мындай жарылуучу ылдамдатуу системасын ишке киргизүүгө аракет кылбаңыз, бир олуттуу көйгөй бар, мындай жарылуучу каналдагы "микробдун" баштапкы ылдамдыгы жарылуучу фронтторду жабуу ылдамдыгынан чоң болушу керек, антпесе "жабуучу кайчынын" таасири иштебейт.
Башкача айтканда, жарылуу коркунучу бар каналга "микро-ок" киргизүү үчүн, аны болжол менен 10 км / с ылдамдыкта ылдамдатуу керек жана бул такыр оңой эмес.
Ошондуктан, биз мындай гипотетикалык атуу системасын ишке ашыруунун техникалык деталдарын ушул макаланын кийинки бөлүгүнө калтырабыз, мындан ары да улантуу үчүн ….
