А пуля-то дырявая!!!

Так скажут ортодоксы от артиллерии, прочитав эту статью, и будут правы – действительно, пуля получилась дырявой. Но это не специально, так распорядились незыблемые законы физики.

Оговорюсь сразу, автор никакого отношения к теме стрелкового оружия не имеет, можно сказать, пацифист и «Гринпис» в одном лице. Тема заинтересовала только потому, что события, более чем пятидесятилетней давности на перевале ныне называемом «Перевал Дятлова», однозначно говорили о применении там оружия неизвестного типа. Сумму известных фактов о событиях на перевале Дятлова можно объяснить только предположив, что девять туристов были убиты высокоскоростными пулями малого диаметра. Так что первоначально интерес к теме стрелкового оружия возник из вопроса, каким способом можно разогнать миниатюрный стреловидный объект диаметром около миллиметра до скорости в 10-20 км/сек. Именно такими характеристиками должна была обладать пуля этого неизвестного оружия.

Конечно, можно предположить, что для разгона такой миниатюрной пули применялась некая экзотическая технология типа рельсотрона, но думаю все гораздо прозаичней, этот же результат можно получить, используя обычные пороховые технологии, доступные с середины прошлого века, а то и ранее. Об этих технологиях говорилось в статье «Принцип лимонной косточки», но там остался неосвещенным главный вопрос,- начального старта такой миниатюрной пули и принцип ее стабилизации в полете.

]]>
Восполняя этот пробел, опишу реальный способ разгона пули на базе известной, но никогда не применявшейся в ствольной артиллерии технологии, и более того, продемонстрирую реализацию этой технологии на действующем макете.

Артиллерийская классика – поршневой разгон снаряда

Со времен «царя Гороха» традиционные стрелковые системы используют кинематическую систему поршень-цилиндр.
«Царь пушка» и современная артсистема по принципу своего действия полностью аналогичны.

Ствольная стрелковая технология разгона снаряда применяется в неизменном виде уже около тысячи лет и по своей кинематической сути является системой поршень (снаряд) – цилиндр (ствол). Энергия этой системе передается посредством сгорания пороха приводящего к резкому увеличению давления на дно поршня (снаряда). Соответственно скорость снаряда пропорциональна площади дна снаряда и давлению в стволе, эти пропорции и определяют предел скорости разгона снаряда.

Так что и единорог средних веков, и суперсовременная арт-система по своей сути одно и тоже, более того, неспешное развитие технологии замкнуло круг, артиллерия начиналась с гладкоствольного оружия и заканчивает свое эволюционное развитие снова в гладкоствольном варианте.

Но эволюция все-таки это не круг, а спираль, поэтому снова используется идея еще более раннего периода развития оружия - метательного дротика. Стрелковая – от слова стрела, между прочим. Вот снимок того, что можно выжать в пределе из классической ствольной стрелковой системы:



Снимок реального выстрела, подкалиберного снаряда в момент сброса калибрующих вкладок. Ствол этой стрелковой системы не нарезной, для стабилизации полета снаряда используется аэродинамическое оперение, фактически артиллеристы снова начали использовать стрелы, пулей (снарядом) такой сердечник назвать язык не поворачивается.

Скорости в 2-2,5 км/сек максимальны даже для такой усовершенствованной поршневой технологии разгона снаряда, дальнейшее повышение скорости упирается в предельные давления выдерживаемые стволом артиллерийской установки.

Но в распоряжении современной цивилизации есть и другая технология создания высокоскоростного кинетического оружия, пришедшая из еще более глубокой древности.

Аэродинамический разгон

Не подумайте, что автор «тронулся умом», размещая в статье об оружии снимок парусника.
Парусник (клипер) имеет прямое отношение к обсуждаемой теме.



Энергию ветра человечество использует с незапамятных времен, и ее можно использовать не только для движения таких вот морских монстров, но и в артиллерии. Ведь что такое взрыв по своей сути?

Это ОЧЕНЬ, ОЧЕНЬ сильный ветер.

Я тут Америк не открывал, этот метод уже используется в артиллерии с середины прошлого века. Кумулятивный взрыв применяют для разгона небольших объектов (назовем их «пулями») с начала прошлого века, это так называемая технология «ударного ядра», в кумулятивных боеприпасах.
Вот как аэродинамический принцип разгона «пули» выглядит на практике:



Это фото ударного ядра в полете, сразу за вылетом его из газовой кумулятивной струи (черное облако справа), на поверхности виден след ударной волны (конус Маха).

Назовем все своими истинными именами, ударное ядро,- это Высокоскоростная пуля, только разогнанная не в стволе, а в струе газов. А сам кумулятивный заряд это Бесствольная артиллерийская установка. Разгон пули осуществляется с помощью Аэродинамического типа передачи энергии.

Но данная технология используется и как самодостаточная артиллерийская система. Примером может быть разработка начала 80-ых годов прошлого века, отечественная противотанковая «мина» ТМ-83, с зоной поражения более 50 метров. А вот современный, и опять отечественный образец такой бесствольной артиллерийской установки:



Это противовертолетная «мина», дальность «плевка» кумулятивного заряда до 180 метров. Скорость ее «пули» 3км/сек, она очень далека от теоретического предела технологии в 200км/сек, но это неизбежная плата за точность прицеливания в такой бесствольной артиллерийской системе.
Из всего выше сказанного напрашивается очевидное инженерное решение, нужно совместить ствольную технологию, с ее точностью прицеливания и технологию аэродинамического разгона снаряда с ее реальным потенциалом достижения скорости в 200км/сек.

Клипер в бутылке

Никуда не деться от морской темы, все-таки парус изобрели моряки…

Если рассматривать бутылку как ствол, а макет парусника как пулю, то получится требуемая нам артиллерийская система.

Ну а ветер создаст пороховой заряд между дном бутылки и парусником…



При холостом выстреле из обычной ствольной стрелковой установки, скорость истечения газов будет в пределе достигать 5-7км/сек, это уже не мало и для разгона аэродинамической пули такого «ветерка» вполне достаточно. Остается внутрь ствола поместить пулю с аэродинамическими поверхностями (парусами) и вот готова стрелковая установка, в пределе могущая разогнать пулю до скорости истечения газовой струи.

Для стабилизации полета такой аэродинамической пули и в стволе и что важнее в атмосфере необходимо придать пуле вращательное движение, только не с помощью нарезов, а также, аэродинамическим методом. Это можно сделать, используя не примитивные «прямые» паруса, а более хитрые, «косые» паруса, в результате получится приблизительно такая конструкция:



Это ротор газовой турбины, конструктивно аэродинамическая пуля должна быть приблизительно такой же. Продукты горения пороха, проходя через лопатки будут толкать такую пулю вперед и закручивать вокруг центральной оси.

Кстати, КПД (коэффициент полезного действия), у свободно летящих турбин (с незакрепленной осью вращения) приближается к 80 процентам, а поршневые системы не могут преобразовать энергию с КПД большим 30 процентов, как говорится, почувствуйте разницу.

Но это не все, во время движения в стволе аэродинамическая пуля не должна касаться стенок ствола, иначе ни ствол, ни пуля не останется в целости, нужно обеспечить равномерный зазор между стенками ствола и торцами парусных поверхностей, и чем он будет меньше, тем лучше.

Эта техническая проблема уже решена в совсем других областях техники, метод воздушной подушки в аэродинамически профилированном зазоре между двух плоскостей уже используется в авиации (экранопланах) и в компьютерной технике (винчестерах).



Магнитные головки винчестера «парят» над поверхностью диска на расстоянии нескольких микрон, воздушная подушка создается турбулентным воздушным потоком от быстро вращающегося диска. Для аэродинамической пули микроны это перебор, достаточно зазора в 0,1-0,2 миллиметра, что обеспечить гораздо проще.

Фактически у пули будет работать как аэродинамическая поверхность не только плоскость «паруса», но и его торец. Какой он должен быть формы для обеспечения самоцентровки в канале ствола прекрасно знают аэродинамики.

Вот такая «дырявая» пуля вырисовывается, и это совсем не традиционная свинцовая болванка, используемая со времен «царя Гороха» в практически неизменном виде, это продукт передовых достижений как минимум двух научных дисциплин, газодинамики и аэродинамики.
Дело за малым, осталось только сделать такую аэродинамическую пулю.

И «я ее сделал…»

Конечно, мне далеко до Англицких мастеров с их мелкоскопом, хоть я и Русский но совсем Левша.
Действовал традиционным для русского мужика способом, как в анекдоте,- с помощью болгарки, пассатижей и какой-то там матери…

Аэродинамические пули в самом примитивном, но работоспособном виде сделаны из обыкновенного самореза диметром 4,5мм., длинной 7,5 миллиметров. Соответственно для стрельбы такими дырявыми пулями используется пневматическая винтовка диаметром ствола 4,5мм.. Пока этого будет достаточно для проверки эффективности метода аэродинамического разгона пули.

Так что на снимке перед Вами первые в мире аэродинамические пули (или все таки не первые?):



Нитки резьбы выполняют роль аэродинамических плоскостей, одновременно они же закручивают пулю вокруг оси движения используя эффект «косого паруса». Воздух может свободно проходить по резьбе (три полных оборота резьбы) и между резьбой и стенками ствола (реальный диаметр такой «дырявой» пули 4,4мм.). Окно для свободного прохода воздуха составляет четверть от сечения ствола, пуля получилась действительно дырявой.

Балансировки у такой пули естественно никакой нет, макет,,,- что с него возьмешь… Но лететь теоретически такая «дырявая» пуля должна гораздо лучше штатной свинцовой пули. Осталось теорию проверить на практике, так что настал черед опытных отстрелов.

«И опыт, сын ошибок трудных и …..»

Дальше из скромности продолжать цитату не буду.

Опытные отстрелы производились из этого пневматического ружья, это не винтовка, ствол у нее не нарезной.



Выбор оружия не случаен, такую гладкоствольную штуковину искал специально. Нарезной ствол для аэродинамической пули абсолютно не нужен и более того, вреден. Маленькая скорость пули и отсутствие балансировки в макете приводит к рысканью ее в стволе и она цепляясь за нарезы ствола начинает кувыркаться в полете. Это было проверено на опыте, откуда и название данного раздела статьи.

Кроме этого, данное ружье помпового типа и сила выстрела зависит от числа «качков» помпы, так что можно проверять эффективность аэродинамических пуль на разных объемах газового заряда.

Вот фотографии отстрела по листу алюминия толщиной 1,2мм, винтовка накачана в обоих случаях в семь «качков», это около трети максимальной мощности данного оружия. Слева стандартная свинцовая пуля весом 0,51 грамма, справа аэродинамическая пуля:



Как видите, обычной пули не хватило энергии для пробоя листа алюминия, а аэродинамическая пуля прошила лист насквозь. Комментарии, как говорится, излишни.

Очевидно, что если сделанная буквально на «коленке» поделка превосходит по своим характеристикам заводские изделия с веками выверенной технологией, то это очень серьезно. Если такую аэродинамическую пулю сделать в заводских условиях, с рассчитанными параметрами конфигурации, сбалансированную, изготовить для стрельбы ею специально профилированный ствол, то результат будет еще более впечатляющим.

И это будет сделано, так что в части аэродинамических пуль для пневматики будет продолжение, главным станет исследование кучности стрельбы, есть веские основания предполагать, что и в этом «дырявая» пуля превзойдет классические «поршневые» пули.

Но пневматика это только проверка идеи, и если даже на этом примитивном уровне достигается существенный положительный эффект, что же будет, если данную технологию применить в пороховых стрелковых системах?

Получатся именно такие пули, которыми убивали туристов на перевале Дятлова в далеком 1959 году…

А вот с этого места, пожалуйста, поподробнее…

Не надо быть инопланетянином, чтобы сделать такую аэродинамическую пулю, она вполне могла появиться еще в прошлом веке, например в Германии времен второй мировой войны.

Именно в Германии середины 30 годов прошлого века был открыт принцип кумулятивного взрыва и впервые использован метод ударного ядра. Совместить эти технологии со ствольными стрелковыми системами очевидная идея.

Самым простым решением будет в обычный унитарный патрон поместить аэродинамическую пулю, в этом случае можно рассчитывать на предел в скорости около 10км/сек. Этот предел обусловлен скоростью горения пороха и предельными давлениями в стволе. Дальнейшее увеличение скорости пули возможно только при замене пороха на детонирующее взрывчатое вещество.

Принципиальная разница между протеканием химической реакцией методом детонации (одновременная химическая реакция по всему объему ВВ) и горения (постепенная химическая реакция) в возможности фокусирования волны перепада давления. Именно эффект фокусировки взрывной волны используется в технологии кумулятивного взрыва, позволяющего разогнать газообразные продукты взрыва до скорости в 200км/сек.
А это то, что нам и надо.

Единственная проблема: детонирующее вещество взрывать всем объемом сразу невозможно. Хоть ствол и не заткнут наглухо пулей, всю энергию взрыва моментально утилизировать без разрыва ствола не получится.

Детонирующее вещество нужно взрывать небольшими порциями, в момент пролета мимо них аэродинамической пули. Соответственно конструкция патрона существенно усложняется.

Это Вам не латунная «баночка» с капсюлем на дне, без хитрых и неочевидных технологий здесь не обойтись.

Такие технологии уже используются, примером может служить Взрывомагнитный Генератор (СВЧ бомба), в нем используется метод контролируемой детонации мощных ВВ для точного обжатия магнитострикционных материалов генерирующих СВЧ излучение.

Как резюме из всего вышесказанного можно констатировать, что достижение скорости пули в 10 км/сек вполне реально даже в классическом варианте унитарного патрона оснащенного аэродинамической пулей.
А вот дальнейшее повышение скорости потребует совсем другого конструктива ствола и патрона (гильзы), фактически гильза станет частью ствола. И при этом гильза превратится в очень сложное инженерное изделие.

«А на последок я скажу…»,
«Полюбите нас грязненькими, чистыми нас всяк полюбит…»

Вот собственно для начала и все, предвижу бурю из гневных обвинений в свой адрес и голословной критики идеи аэродинамического разгона пули.
Да, пускай говорят…

В следующем материале будет видео реального отстрела аэродинамической пули сделанной не «на коленке», а по всем правилам аэродинамики, в конце концов, я физик.

Вот тогда и наступит момент истины.

.40 Lobaev Whisper

Усовершенствованная автоматическая винтовка Гаусса

G2R RIP - новый экспансивный боеприпас

Бесшумный патрон ХМ76 (США)

Самонаводящаяся пуля – новый вид интеллектуального оружия