Американский гиперзвуковой самолёт AHW и Профессор Покровский

На сайте AVIA.MirTesen.ru

обнаружил довольно свежую, написанную живым языком статью от Слава П , которую и предлагаю вашему вниманию для разбора. Не менее интересно было для меня самого проследить за идеями профессора Покровского, на которые ссылается Слава и статью которого я добавил в конце.

ЮСОВСКОЕ ГИПЕРЗВУКОВОЕ ЗУБИЛО

17 ноября 2011 года опытный образец скоростного планера, первоначально разогнанный трёхступенчатой ракетой, после продолжительного свободного полёта в атмосфере поразил цель на полигоне. Так была показана возможность применения подобных аппаратов для точечных ударов по удалённым объектам.

Экспериментальный аппарат был запущен с полигона Pacific Missile Range на Гавайях и поразил цель на полигоне Reagan Test Site на атолле Кваджалейн, расстояние между которыми составляет примерно 3700 км. Зубило — оно же AHW (Advanced Hipersonic Weapon) преодолело сие расстояние всего за полчаса, причем не по баллистической траектории как заведено у "порядочных" ракет и снарядов, в общем нагло скользил в атмосфере на гиперзвуке.

 Данный опыт является продолжением частичного успешного теста гиперзвукового беспилотника Falcon HTV-2, напомню, что в августе 2011 гиперзвуковой сокол потонул в синем море-океяне и многие россияне радовались потирая ручки амерскому провалу. Но это был не провал, а опыт — сын ошибок трудных!

Обе машины являются элементами программы Быстрый Глобальный Удар, призванной создать неядерное оружие, способное поразить цель в любой точке мира в пределах часа после запуска.

В чем фишка спросите вы? А вот в чем, почти десять лет назад в журнале "Наука и жизнь" была опубликована любопытная статейка — "Металл взрывается". а по факту ноги растут из более древней статьи 1988 года "Энергия из ниоткуда" так же опубликованном в журнале Наука и жизнь. В статье сообщалось что при опытных испытаниях бронебойных средств поражения брони наблюдалось любопытное явление — при ударе бронебойного металлического снаряда возникала зона цветов побежалости, свидетельствующая о сильном нагреве таком, что КПД превышал 400% — что свидетельствовало о явно не кенетическом характере выделенной энергии. За консультацией обратились к сотрудникам ФИАН имени П.Н. Лебедева, но те на тот момент не смогли объяснить сие явление, сославшись на сложный характер взрыва. В начале 2001 года появилось много сообщений о боеприпасах из обедненного урана (U²³⁸, остающегося после выделения из природной смеси изотопов U²³⁵, делящегося материала для АЭС и атомного оружия), которые обладают "потрясающей эффективностью" за счет прожигающего действия. Сообщалось, что 120-мм снаряд с начальной скоростью около 1700 м/с пробивает навылет один танк, а затем прожигает броню другого. Пробив броню, он извергает внутрь горящее облако мелких, как пыль, частиц. Количество сжигающей пыли достигает 20% от массы уранового снаряда. 

Обычно в качестве материала для бронебойных снарядов применялся вольфрам, но вольфрам сложно обрабатывать механически и термически — жестоко тверд и тугоплавок зараза. 

И во время Второй мировой войны Германия уже начала заменять вольфрам в своих бронебойных снарядах более технологичным ураном с температурой плавления 1400°С. Они практически не отличаются по массе (18,95 г/см³), но твердость урана ниже (2160 МПа). Скорость снарядов тогда была невысокой — 870-990 м/с, и никто не заметил преимущества воздействия урановых боеприпасов по сравнению с вольфрамовыми.

Не получил должного объяснения и эффект выделения энергии из метеоритов, который демонстрирует нам сама природа. Большинство метеоритов железные, как и артиллерийские снаряды. Их скорость у поверхности Земли составляет 700-4000 м/с. Если скорость невелика, около 700 м/с, то на месте падения метеорита образуется яма, совпадающая с его контуром, а сам метеорит остается целым. Так было с 60-тонным метеоритом Гоба, найденным на юго-западе Африки в 1920 году.

При ударе со скоростью 2000 — 4000 м/с метеорит исчезает, и при его взрыве выделяется столько энергии, что на месте падения образуется огромный кратер (упавший в 1891 году железный Аризонский метеорит, например, оставил кратер диаметром 1207 м и глубиной 170 м). В таких кратерах никогда не находят крупных метеоритных тел: практически вся масса твердого метеорита превращается в пар.

Все эти факты позволяют заметить следующие закономерности. Во-первых, движение металлических тел в обоих случаях заканчивается ударом о твердую преграду. Во-вторых, если их скорость до удара была меньше некоторой величины, ничего особенного не происходило, но если больше, то при ударе либо выделялась лишняя теплота, либо тело взрывалось. Нам удалось понять причину этого странного явления и обнаружить неизвестное ранее свойство металла.

Структурной основой любого металла служит жесткая кристаллическая решетка, узлы которой заняты положительными ионами. Пространство между ними заполнено почти свободными отрицательными электронами, хаотическое движение которых напоминает обычный газ. Решетка сохраняет свою форму только благодаря энергии металлической связи, существующей между этими разноименно заряженными частицами. Под энергией связи подразумевают энергию, которая требуется для сублимации или разделения твердого тела на отдельные нейтральные атомы при его исходной температуре 0 К.

Электростатические силы притягивают ионы к электронам, и можно сказать, что электронный газ, как клей, скрепляет решетку. Пока существует металлическая связь, оба сорта частиц пребывают в энергетическом равновесии. Для его нарушения, говорит теория твердого тела, необходимо, "чтобы кинетическая энергия системы (ионов и электронов) лишь немного возросла". Но чему равно это "немного", до сих пор оставалось неизвестным. Вместе с тем, согласно квантовой теории, если облако электронов каким-то образом упорядочить, их кинетическая энергия возрастет. Иными словами, стоит хотя бы часть свободных электронов сгруппировать, "отвлечь" от роли клея, собрав, например, в направленный поток, как одноименно заряженные ионы мгновенно покинут узлы решетки, отталкиваясь друг от друга. В этом и кроется постоянная готовность металлического кристалла к взрыву.

При традиционной обработке металла — ковке, штамповке и плавке — тепловая или механическая энергия подводится ко всем ионам и электронам одновременно. Поэтому в металлических кристаллах сохраняется энергетическое равновесие зарядов. При повышении их внутренней энергии металл последовательно переходит сначала в жидкое состояние, а затем и в пар. Но равновесное состояние кристаллов исключает их взрыв.

Тем не менее взорвать металл можно двумя силами: электрической или механической, воздействуя ими только на свободные электроны. В лабораторных условиях проще пользоваться электрической силой. Поразительны в этом смысле опыты французского физика Георга Вертгейма (G. Wertheim). В 1844-1848 годах он показал, что небольшой электрический ток (примерно в 10 раз более сильный, чем в обычной электропроводке) существенно меняет характеристики металлов. Их сопротивление на разрыв уменьшается, а модуль упругости снижается на 18%. Получается так: если нет тока и свободные электроны движутся хаотически, они надежно "склеивают" узлы решетки, защищают металл от разрыва, обеспечивают его высокую упругость. Но стоит сформировать из них направленный поток, как металл становится податливым к воздействию силы.

Действие механической силы на свободные электроны заметили давно. Наиболее известен опыт Толмена и Стюарта (Tolman R. C., Stewart T. D., 1916 год), в котором катушку медного провода раскручивали, как волчок, до линейной скорости 19,8 — 56,4 м/с, а потом резко останавливали с отрицательным ускорением 39,6 — 282 м/с². Этого оказалось достаточно, чтобы свободные электроны пролетали по инерции мимо заторможенных ионов, выплескивались из меди во внешнюю цепь и фиксировались гальванометром как импульс электрического тока. Ток, однако, был настолько слаб, что не вызывал в металле никаких изменений. Скорость и ускорение метеоритов и снарядов намного выше, поэтому при их торможении возникает новое явление.

Рассмотрим снаряд как останавливающуюся катушку. Его атомы жестко связаны кристаллической решеткой в единый массив. Когда снаряд ударяет в броню, решетка останавливается, но свободные электроны продолжают двигаться по инерции так же, как в опыте Толмена и Стюарта. Только теперь их ускорение относительно ионов равно примерно 10⁷ м/с². Поскольку скорость направленного электронного потока пропорциональна ускорению, можно считать, что при торможении снаряда она на пять порядков больше, чем при остановке медной катушки. Это значит, что кинетическая энергия направленного потока электронов в снаряде будет на десять порядков выше, чем в меди. Именно эта энергия, обусловленная локализацией свободных электронов, и вызывает частичный распад снаряда или полный взрыв метеорита.

Кинетическая энергия служит лишь тем "запалом", который нарушает энергетический баланс кристалла во время торможения снаряда.

Теперь можно ответить на вопрос, поставленный в самом начале.

Автор статьи "Энергия "из ниоткуда" измерил теплоту, полученную мишенью, и посчитал, что эта энергия появилась неизвестно откуда потому, что кинетическая энергия снаряда меньше, чем тепловая энергия "перегретой" мишени. Но, взвесив снаряд до и после удара, он обнаружил бы, что снаряд стал легче. Расчеты показывают, что для получения 48% избыточной тепловой энергии снаряд массой 88,5 грамма должен потерять только 4,2 грамма металла. Исчезнувшая кристаллическая масса превратилась в пар, выделив ту избыточную энергию, которая "перегрела" мишень. Таким образом, нарушения закона сохранения энергии не произошло.

Итак, если нужно, чтобы металлическая болванка взорвалась, ударив о твердую преграду, необходимо увеличить ее скорость и выбрать для нее металл с максимальной атомной массой и минимальной энергией связи. По этим признакам металлы, способные взрываться при механическом взаимодействии, образуют ряд U²³⁵, W¹⁸⁴, Fe⁵⁶. Уран отвечает этим требованиям лучше всего. Прожигающий эффект урановых снарядов выражен очень ярко, а у стальных не наблюдается вовсе.

И так что мы имеем:

1. Очень быстрая хрень встречи с которой трудно избежать

2. Хрень не ядерная, потому политически и юридически все грамотно и "чисто"

3. У хрени моща взрыва как у ядерного заряда.

Что делать. Ну если подумать то видно, что делать нужно Зубило электрически дистабилизировать, а об этом еще профессор Покровский писал аж в 1937 году в статье "Энергия в наступлении и обороне". Ну там он собсно и не помышлял о встрече с гиперзвуковой хренью особенно от юсовцев, но детально описал электромагнитную пушку и пушку стреляющую сверхпроводниковой шайбой в которой циркулирует ток в несколько миллионов ампер. Грубо говоря шайба с таким вот током должна влепится в нечто бронированное естесно при нагреве сверхпроводимость разрушиться и передаст теплый привет и зубилу, в итоге оно разорвется еще в стратосфере либо атмосфере попутно взорвав своих гиперзвуковых соседей. Мне лично трудно предстаавить такие сверхпроводники оставлю их в качестве гипотезы, но плазменные кольца с током в несколько десятков кА можно запускать из плазменных кольцевых установок с начальной скоростью 10 км/с. В принципе такие могут обручить зубилки нащих заклятых "друзей" и устроить им горячий секас в стратосфЭре с разрывом головки от перевозбуждения — ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО, а так же секас в моск ученым и военным от инвесторов оборонной промышленности США. Но наиболее реальна на сегодня вот эта штука стреляющая маленькими гиперзвуковыми неинтеллектуальными фигнюшками по амерским высокоинтеллектуальным и дорогим соответственно

В дополнение можно обдумать и оргазмы для плутониевых и урановых ядерных боеголовок. Дабы в час Х вставшие ядреные фаллосы США и прочих "дружественных" нам государств разорвались в безудержных горячих конвульсиях, поглощая пламенем страсти военные склады, еродромы и прочую дорогую военную материальную часть.

—————————————

Дополнительно:

Самое обидное, что мы еще несколько десятилетий назад были очень близки к решению этой сложнейшей инженерной задачи. Советский Союз тут действительно опережал всех. Еще в 1979 году Центральный институт авиационного моторостроения (ЦИАМ) имени П. И. Баранова приступил к созданию гиперзвуковой летающей лаборатории «Холод» на базе ракеты 5В28 зенитной ракетной системы С-200В. В ходе испытаний в 1991-м этот аппарат достиг скорости 5,6 М. До 1999 года было выполнено 7 полетов, причем максимальная скорость доходила до 6,5 М. Кроме того, в 90-х годах ЦИАМ разрабатывал «Исследовательский гиперзвуковой летательный аппарат» (ИГЛА) и гиперзвуковую летающую лабораторию ГЛЛ-8. Но слишком скоро работы в этом перспективном направлении были остановлены.

http://www.newsland.ru/news/detail/id/958859/

—————————————————

Теперь о профессоре:

"Техника-молодежи" 1936 г №7, обл, с.6-12

Проф. Г. ПОКРОВСКИЙ Посмотрим теперь, к чему же привело развитие различных видов энергии в качестве средства поражения? Прежде всего остановимся на энергии механической. Чтобы сконцентрировать механическую энергию в каком-либо теле, удобнее всего придать этому телу большую скорость. Приобретаемая при этом телом кинетическая энергия, пропорциональна квадрату скорости.

Таким образом задача сводится к получению возможно более быстрого движения. Большая скорость может быть получена при помощи огнестрельного оружия. Нужно только устроить достаточно длинные стволы из материала, способного сопротивляться высоким температурам и громадным давлениям. Чем длиннее ствол, тем больше действуют пороховые газы на снаряд и тем большую скорость они ему сообщают. Именно этот путь избрали в 1918 г. германцы при устройстве своей знаменитой «Большой Берты» — сверхдальнобойного орудия для обстрела Парижа с расстояния свыше 100 километров.

Теоретически говоря, скорость снаряда можно довести до скорости молекул при температуре, образующейся во время взрыва газов. Такая скорость равна приблизительно 3 тыс. метров в секунду. Практически же можно достичь скорости в 1 тыс. и более метров в секунду.

Гораздо большие скорости можно получить, поражая врага снарядами, летящими по методу ракеты. Если масса взрывчатого или горючего вещества велика по сравнению с массой ракеты, то можно достичь громадных скоростей. Впрочем, пока скорости, достигнутые ракетами, еще не превзошли скорости артиллерийских снарядов. Необходимость загружать горючим движущееся тело весьма затрудняет практическое решение вопроса о ракетных снарядах.

Теоретические подсчеты обещают нам очень большую скорость при выбрасывании железного снаряда мощным электромагнитным полем. Для этого ствол орудия следует поместить внутри электромагнита. При мгновенном включении тока снаряд получит соответствующий импульс.

 Здесь изображен боковой вид электромагнитной пушки, приспособленной для железнодорожного транспорта. Пушка состоит из ствола, вокруг которого расположены восемь секций обмотки мощного электромагнита (1). При выстреле из такой пушки получается, как и обычно, отдача. Для уничтожения отдачи и для обратного наката ствола служит механизм (2), состоящий из системы тарельчатых пружин и гидравлического тормоза. Так как в данном случае масса ствола с обмотками электромагнитов и их креплением больше, чем у обычных орудий, то сила отдачи получается меньше. Поэтому электромагнитная пушка может быть весьма легко приспособлена для кругового обстрела без опасения, что платформа опрокинется. Для большей устойчивости служат домкраты (5) на откидных кронштейнах. Они упираются в грунт по обеим сторонам полотна. Ток к электромагнитам подводится по кабелю (3). Подъемный кран (4) служит для подачи снарядов или для установки специального конвейера, подающего снаряды автоматически. На специальной площадке установлен пульт управления всей системой (6).

Однако практическое осуществление электромагнитных пушек затруднено отсутствием или же чрезмерной громоздкостью необходимых источников тока, а также и невозможностью накоплять в малых объемах достаточные запасы электроэнергии. Но недавно появились так называемые импульс-генераторы системы профессора Капицы. Эти генераторы могут давать в течение малых долей секунды мощности тока, превосходящие мощность всей Волховской гидростанции. Именно такие токи и нужны для электромагнитных пушек.

Можно весьма просто подсчитать мощность, которая необходима для действия электромагнитной пушки. Пусть вес снаряда равен 100 килограммам, а скорость, которую необходимо сообщить этому снаряду, — 1 000 метров в секунду.

Энергия движущегося тела, как известно, равна половине произведения массы этого тела на квадрат его скорости. Следовательно, энергия нашего снаряда будет равна:

Средняя скорость снаряда в канале электромагнитной пушки будет меньше 1000 метров в секунду и больше нуля. Она будет равна:

Пусть длина канала пушки равна 10 метрам. Узнаем, сколько времени движется снаряд в канале. Для этого надо разделить путь (длину канала) на скорость движения снаряда

Теперь мы можем высчитать, какую мощность надо для этого затратить. Мощность равна энергии, затраченной в единицу времени, т. е.

в секунду = 2 500 000 киловатт.

Эта мощность настолько велика, что превосходит даже мощность днепровской ГЭС. Однако она проявляется в течение всего ¹/₅₀ части секунды и поэтому вовсе не требует для своего осуществления целой громадной электростанции.

Второй наиболее распространенный вид энергии — это энергия тепловая. Но вряд ли тепловую энергию можно применять непосредственно в качестве боевого средства. Какие бы то ни было специальные методы концентрации тепловой энергии едва ли могут сыграть здесь особую роль и именно потому, что теплота возникает весьма легко за счет других форм энергии. Значительно проще можно сконцентрировать энергию в какой-либо другой форме, например химической. Тогда при взрыве автоматически получится соответствующее количество теплоты.

Химическая энергия — это основа действия всех взрывчатых веществ. Конечно, в дальнейшем сила взрывчатых веществ будет повышаться. Но все же здесь нельзя ожидать чего-либо принципиально нового, так как степень концентрации энергии по теоретическим соображениям можно увеличить не более чем в несколько раз.

 За последнее десятилетие возникли новые способы концентрации электроэнергии в малых объемах. Так например, можно охладить металлическое кольцо до очень низкой температуры в жидком гелии. В результате этого электрическое сопротивление в металле кольца станет практически равным нулю. Поэтому можно вызвать в этом кольце путем электромагнитной индукции ток совершенно исключительной силы. Этот ток будет циркулировать в кольце до тех пор, пока температура металла не поднимется выше некоторого определенного предела. Если же это произойдет, то в металле возникнет сразу очень большое сопротивление, начнет выделяться огромное количество теплоты и последует взрыв. Энергия этого взрыва может быть колоссальной. Она может намного превосходить все возможные в данном веществе запасы энергии химической и тем более тепловой или механической.

Таким образом можно строить особые электромагнитные снаряды, которые будут охлаждаться до выстрела и «заряжаться» электротоком. При ударе такого снаряда образующееся от трения нагревание вызовет сильнейший взрыв.

Здесь изображен боковой вид фантастического крейсера, приспособленного к перевозке и пуску авиаторпед, которые управляются при помощи ультракоротких радиоволн. На схеме показаны: (1) — катапульт для старта авиаторпед; (2) — спаренные зенитные орудия; (3) — башни, каждая с двумя орудиями калибра 20,3 см; (4) — параболические зеркала для направленной радиопередачи, являющейся средством управления авиаторпедами; (5) — радиотелефонные антенны; (6) — прожектора; (7) — стрела для подъема неиспользованных авиаторпед, севших на воду; (8) — группа авиаторпед, хранящихся на верхней палубе.

Это — крейсер будущего, пускающий авиаторпеду. Она взлетает с помощью специально приспособленного катапульта. Ракетный двигатель авиаторпеды оставляет длинный огненный след, окруженн

Не исключена возможность, что артиллерия средних и крупных калибров и даже бомбардировочная авиация будут заменены в будущем авиаторпедами, управляемыми издалека. Вероятно, в ряде случаев у таких авиаторпед будут ракетные двигатели. Двигатели эти имеют очень небольшой вес. По виду авиаторпеды, вероятно, будут напоминать самолеты малых размеров. При движении они будут оставлять огненный след.

Возможно предположить, что на некоторых авиаторпедах будут установлены телевизорные передатчики. Это даст возможность направлять авиаторпеды на удаленные невидимые объекты и весьма точно осуществлять прицеливание.

Сейчас много говорят о так называемой ядерной, или внутриатомной, энергии. Любой атом, как известно, представляет собою электронную оболочку, в центре которой имеется ядро атома. Несмотря на то, что ядро имеет очень малые размеры (примерно в 100 тыс. раз меньше всего атома), в нем сконцентрирована повидимому колоссальная энергия. По крайней мере, так показывает теоретический расчет.

Это наиболее концентрированная форма энергии. Однако, несмотря на громадные успехи последних лет в изучении атомного ядра, не известно ни одного случая, когда удалось бы извлечь эту энергию в практически достаточных количествах. Поэтому говорить о том или ином боевом применении этой энергии нет еще никаких оснований.

Здесь изображен возможный эпизод будущей войны. Ракетные авиаторпеды преследуют четырехмоторный бомбовоз. Они должны настигнуть его и взорвать. Торпеды имеют телевизионные передатчики. Благодаря этому находящийся вдали радиотехник, управляющий на расстоянии авиаторпедой, видит все, что он видел бы, находясь на самой торпеде. Бомбовоз отстреливается, пытаясь пулеметным огнем взорвать авиаторпеды или испортить их механизмы и таким путем спастись от преследования.
Внизу виден город, зажженный авиабомбардировкой.