Војна смотра

Металл на смену пороху

35
Металл на смену порохуУже который век основой подавляющего большинства оружје является порох. До сих пор изобретение древних китайцев не потеряло актуальности и не потеряет ее в ближайшее будущее. Более того, сама концепция метания боеприпаса при помощи взрывного выделения газов специальной смесью останется практически применимой даже тогда, когда человечество станет воевать еще и в космосе. В таком случае огнестрельное оружие, при ряде соответствующих доработок, станет одним из самых грозных доводов космических войск. Если луч лазера можно «отбить» подходящим зеркальным покрытием, то кинетический боеприпас остановит только броня, которая утяжеляет технику, а стало быть, и увеличивает стоимость ее вывода в космос. Только ко времени первых боев в космосе металлургия может успеть сделать новые легкие сорта брони. Не отказываться же по такому случаю от снарядов, поражающих цель за счет кинетической энергии? Да и на Земле еще есть где воевать.

Существующие пороховые боеприпасы подошли к пределу своих возможностей. Оружейная химия уже «сварила» почти все возможные сорта пороха с максимальными метательными свойствами. Теплота сгорания самых «сильных» сортов не доходит до 4 МДж/кг. Соответственно, было бы логичным использовать вместо пороха другие вещества, с большими цифрами теплоты сгорания, например, металлы, у которых этот показатель в разы больше. Значит, для достижения того же эффекта можно класть в гильзу меньше действующего вещества. Такая концепция боеприпаса получила название пневмоэлектрический патрон/снаряд. Сейчас мы рассмотрим эту идею подробнее, и станет понятно, почему ее назвали именно так.

Что представляет собой пневмоэлектрический патрон. По виду он отдаленно напоминает обычный пороховой, хотя имеет меньше размеры, особенно длину. Вместо капсюля в нем размещен воспламеняющий элемент (спираль или что-то подобное), а вместо пороха – порошок металла и некоторое количество сжатого газа-окислителя (кислород или даже фтор). Также присутствует некоторый объем другого газа, это может быть вещество из правого края таблицы Менделеева – инертный газ, либо избыточное количество окислителя. Принцип работы патрона прост: электровоспламенитель оружия подает напряжение на воспламеняющий элемент, который поджигает металлический порошок. Он, в свою очередь, сгорает в кислородной атмосфере с высокой скоростью и выделяет большое количество тепла. Поскольку объем газов, образующихся при горении недостаточен для стрельбы, тепло разогревает инертный газ и тот, соответственно, добавляет недостающее давление. Продукты горения вместе с нагретым инертным газом выталкивают пулю из патрона и ствола. «Электро» в названии боеприпаса говорит о способе воспламенения, а «пневмо» - о способе разгона пули. Дело в том, что основной импульс ей придает как раз нагретый и расширившийся «дополнительный» газ.

Пневмоэлектрические патроны в «лабораторных условиях» имеют следующие преимущества перед пороховыми:
- большая удельная мощность заряда. Это позволит как увеличить начальную скорость пули/снаряда, так и уменьшить размер боеприпаса при сохранении характеристик. Соответственно, можно увеличить емкость боекомплекта отдельно взятого бойца.

- отсутствие необходимости расходовать часть энергии газов на работу автоматики. Надо заметить, этот тезис требует применять на оружии аккумуляторы достаточной емкости и мощности. Если их нет, то можно вместо традиционного для пороховых автоматов газового двигателя установить генератор с подходящими характеристиками, который и обеспечит работу, либо сохранить привычную газовую автоматику, приспособленную под новые условия работы.
- упрощение конструкции оружия и уменьшение количества движущихся частей. Полностью избавится от последних не удастся, но компоновка и эксплуатация должна стать легче.

- полный отказ от какого-либо внешнего источника энергии или встроенного аккумулятора. При применении в пневмоэлектрическом оружии соответствующего материала воспламеняющей спирали возможно в качестве генератора использовать пьезоэлектрический элемент, связанный со спусковым крючком. Однако в таком случае придется либо отбирать часть газов для газового двигателя, либо делать механику, сходную с револьверами двойного действия, где при нажатии на спусковой крючок проворачивается барабан, взводится и спускается курок.

Тем не менее, создание практически применимого пневмоэлектрического боеприпаса требует решения целого ряда проблем:
- термические. Большая теплота сгорания металлического заряда патрона требует применения новых материалов с лучшими показателями теплостойкости. Иначе, если ствол оружия и т.д. делать по нынешним технологиям, пистолет или автомат могут оплавиться или даже загореться в руках стрелка. Также металлический ствол при некоторых обстоятельствах тоже может вступить в реакцию с газом-окислителем или его избытком, предназначенным для разгона пули.
- химические и абразивные свойства. В пневмоэлектрическом оружии, как и в пороховом, образуется нагар. Причем нагар от металлического заряда будет обладать большими абразивными свойствами, чем пороховой. Решить эту проблему можно будет в комплексе с предыдущей путем применения специальных покрытий ствола наподобие тефлона. Дополнительно оружие можно оборудовать системой продувки ствола «забортным» воздухом, что частично охладит и очистит ствол. Также металлы можно заменить другими веществами, чьи оксиды имеют меньшую твердость.
- время реакции. Скорость горения большинства металлов при нормальных условиях недостаточна для использования в оружии «как есть». Ускорить реакцию горения предлагается при помощи катализаторов, изменения формы или размера частиц рабочего вещества. Как альтернативный вариант можно рассматривать повышенное давление газа-окислителя или даже применение его в сжиженном виде.
- особенности электрической схемы. Применение в оружии большого количества электрических деталей требует соответствующей герметизации во избежание замыканий и выхода из строя. Для этого электрический воспламенительный узел можно выполнять в виде отдельного блока, имеющего хорошую герметизацию.

Так, например, вся электрическая «начинка» на пневмоэлектрическом оружии с газовым двигателем автоматики (пьезоэлемент, связанный со спусковым крючком, набор конденсаторов и контакты воспламенителя) может быть помещена в единый корпус, дополнительно залитый эпоксидной смолой или другим подобным материалом. Однако ремонт узла придется выполнять полной его заменой.

Несмотря на то, что пневмоэлектрические заряды не представляют собой взрывчатое вещество в классическом понимании, их можно использовать не только для метания боеприпасов. Одно из «альтернативных» применений пневмоэлектрического оружия заключается в повышении эффективности осколочно-фугасных снарядов. В этой связи часто приводят следующий пример: поверхность внутренней полости снаряда выполнена из циркония либо из сплава на его основе, а сама полость заполнена кислородом либо кислородом в смеси с другим газом. В двадцатикилограммовом подобном снаряде при попадании в цель только за счет удара может начаться реакция горения, по причине которой на килограмм кислорода приходится около 2,8 кг среагировавшего циркония. В ходе реакции с таким количеством исходных веществ выделяется около 80 МДж тепловой энергии, что соответствует примерно 20-22 килограммам тротила. Оставшиеся, к примеру, три-четыре килограмма кислорода резко нагреваются и разрывают корпус снаряда, осыпая окружающее пространство осколками и провоцируя возгорание окружающих объектов. Также вместо избыточного количества кислорода можно закачать в снаряд более эффективный окислитель фтор или термостойкие отравляющие вещества.

Однако больший интерес представляет не вещество, применяемое в снаряде, а его количество: в указанном примере снаряд весит 20 кг, а прореагировавшие вещества меньше четырех, что составляет менее 20% от общей массы. Если к ним прибавить те четыре килограмма вещества, которые приводят к разрыву снаряда, то вся химическая его часть составляет только 40%. Таким образом, во-первых, можно увеличивать мощность боеприпаса, сохраняя прежние габариты, а во-вторых, для создания осколков остается достаточное количество металла, сравнимое с существующими снарядами. Но самый интересный в практическом аспекте факт состоит в том, что циркониево-кислородный пневмоэлектрический снаряд по массовым и тепловым показателям аналогичен снаряду, целиком сделанному из тротила.

Что касается надежности снаряда, то вряд ли конструкторы, когда дело дойдет хотя бы до опытных образцов, станут надеяться на тепло, выделяемое при ударе. Гораздо выгоднее будет применить электрический или химический взрыватель, выделяющий необходимую для запуска реакции энергию. Помимо создания артиллерийских снарядов возможно создание ручных гранат, минометных мин, противотанковых мин и авијација бомб с аналогичным принципом действия.

Однако, несмотря на все преимущества пневмоэлектрического оружия и патент на принцип действия, работы по теме идут крайне медленно и вяло. Вкупе с целым набором проблем, мешающих начать применение пневмоэлектрических боеприпасов, эта медлительность не дает повода для оптимизма. Если все работы будут идти так же, как и сейчас, то до первых опытных образцов дело дойдет году к 2020-му, и то, при удачном стечении обстоятельств и отсутствии внезапно возникших дополнительных трудностей.
Аутор:
35 коментари
Оглас

Претплатите се на наш Телеграм канал, редовно додатне информације о специјалној операцији у Украјини, велики број информација, видео снимака, нешто што не пада на сајт: https://t.me/topwar_official

информације
Поштовани читаоче, да бисте оставили коментаре на публикацију, морате Пријавите се.
  1. Страус_злои
    Страус_злои 26. децембар 2011. 08:38
    +24
    "Если луч лазера можно «отбить» подходящим зеркальным покрытием,"

    Серьезно? На всех длинах волн? Подходящее покрытие для рентгеновского лазера в студию!

    "Только ко времени первых боев в космосе металлургия может успеть сделать новые легкие сорта брони"


    новые легкие сорта брони может сделать никак не металлургия а скорее химия и технология композитов

    "вместо пороха – порошок металла и некоторое количество сжатого газа-окислителя (кислород или даже фтор)".

    Какой к *уям фтор? После третьего выстрела, все стрелки без противогаза дохнут?

    "специальных покрытий ствола наподобие тефлона."

    Напомните мне насколько тяжело поцарапать тефлоновое покрытие :)


    "системой продувки ствола «забортным» воздухом"


    Да,да,чтобы фтор лучше расходился!


    "Скорость горения большинства металлов при нормальных условиях недостаточна"


    Сильно зависит от размера частиц металла

    "пистолет или автомат могут оплавиться или даже загореться в руках стрелка."

    Нет сил комментировать это :)))


    "вместо избыточного количества кислорода можно закачать в снаряд более эффективный окислитель фтор или термостойкие отравляющие вещества."


    Вы в курсе, что химическое оружие запрещено международными конвенциями и уничтожено в США и России ?
    1. Лецх е-мине
      Лецх е-мине 26. децембар 2011. 08:47
      +2
      Вспомните еще нашу подлодку где на испытаниях погибли люди отравившие этими газами.(Сработала система пожаротушения кажется)
      1. Трезвомаг
        Трезвомаг 26. децембар 2011. 21:05
        0
        Лодка это - Нерпа , которая уйдет Индии в лизинг. А система пожаротушения сработала там из-за матроса-раздолбая, который просто так нажал кнопку включения системы пожаротушения( причем никого не предупреждая). А газы, которыми отравились люди были не эти. По идее там должен был быть фреон( что все равно привело бы к гибели людей), но завод решил сэкономить и залил в баллоны другой не менее ядовитый газ (точное название не помню)
        1. бочница
          бочница 27. децембар 2011. 19:38
          -1
          Газ, который применялся (возможно и применяется) в отечественной технике - хладон. Использовался не только на подлодках. Гораздо более токсичен, чем фреон, но для тушения требует меньшей концентрации. Насколько помню, сэкономить тогда решило минобороны. Как обычно, главное дешевле и быстрее. А люди как-то...
          1. десава
            десава 27. децембар 2011. 20:21
            0
            Полное название газа тетрафтордибромэтан, марка 114В2. Кроме того, что он сам токсичен (но не слишком сильно, как химоружие) так при высоких температурах превращается в фосген - вот здесь то уже два вдоха смерть через неделю, три - сразу... На ПЛ и военных объектах (в частности подземных бункерах) МО РФ до сих пор применяется.
    2. Гленн Витцхер
      26. децембар 2011. 11:16
      +2
      Скажу по секрету: у этих бабах столько проблем и такие мутные тактические перспективы, что никто денег на них не дает. Так что они даже в лабораториях не стреляют. лол
  2. дред
    дред 26. децембар 2011. 12:07
    0
    Может быть они ещё и дороги.
    1. Артемка
      Артемка 26. децембар 2011. 14:41
      -1
      Да пожалуй скоро и энергитическое оружие будет.
  3. Дмитри.В
    Дмитри.В 26. децембар 2011. 12:22
    +1
    Люди с легкостью придумают что нибудь новое для убийства себе подобных,так что из за пороха переживать не стоит.
  4. Сирдон
    Сирдон 26. децембар 2011. 12:26
    +2
    а на фото, что за вундервафля???
    1. Дмитри.В
      Дмитри.В 26. децембар 2011. 12:32
      +3
      Вроде рельсотрон или пушка Гаусса
      1. десава
        десава 27. децембар 2011. 20:52
        0
        В "Популярной механике" описывается как из пяти одноразовых фотоаппаратов, пары батареек и еще какой-то общедоступной дряни изготовить "пушку Гаусса". Снаряд (гвоздь, точно непомню) метров с 10-и пробивает стеклянную бутылку судя по статье. Не пробовал сделать ее, но интересно.
  5. пљачкаш
    пљачкаш 26. децембар 2011. 12:43
    -3
    Удивительно как водще этот бpeд пропустили.

    Цитат из Сирдона
    большая удельная мощность заряда. Это позволит как увеличить начальную скорость пули/снаряда, так и уменьшить размер боеприпаса при сохранении характеристик.


    вообще летит масса. Легкая пуля быстро останавливается.
    какого xepa тогда делают крупнокалиберное оружие.
    разгоняй быстрее и все. порох это позволяет, а вот корпус пули нет,
    деформируется.
  6. ПСих2097
    ПСих2097 26. децембар 2011. 14:56
    +1
    Не знаю по поводу этого агрегата, но первый коммент понравился, но по моему более перспективное счас направление - безгильзовое огнестрельное оружие...
    Что представляет собой пневмоэлектрический патрон. По виду он отдаленно напоминает обычный пороховой, хотя имеет меньше размеры, особенно длину. Вместо капсюля в нем размещен воспламеняющий элемент (спираль или что-то подобное), а вместо пороха – порошок металла и некоторое количество сжатого газа-окислителя (кислород или даже фтор).

    Что то подобное -

    вместо пороха – порошок металла и некоторое количество сжатого газа-окислителя
  7. Андриуха077
    Андриуха077 26. децембар 2011. 15:04
    0
    "то кинетический боеприпас остановит только броня, которая утяжеляет технику, а стало быть, и увеличивает стоимость ее вывода в космос"
    лол
    На космических скоростях броня роли не играет, если только не запредельная масса брони.

    "Вместо капсюля в нем размещен воспламеняющий элемент (спираль или что-то подобное), а вместо пороха – порошок металла и некоторое количество сжатого газа-окислителя (кислород или даже фтор)."
    лол
    Хоть посмотрели бы в справочнике температуру начала реакции. В результате, смешаны два конкурирующих направления.

    "путем применения специальных покрытий ствола наподобие тефлона"
    лол
    Тут комментировать нечего, скорее в справочник.
    На этом довольно, насчитал ещё несколько мест багажа знаний.
    В общем и целом, удручают зияющие пробелы у авторов в обычном для нашей местности школьном образовании, хотя бы средние классы.
    С уважением, с наилучшими пожеланиями.

    то кинетический боеприпас остановит только броня, которая утяжеляет технику, а стало быть, и увеличивает стоимость ее вывода в космос
    лол
    На космических скоростях броня роли не играет, если только не запредельная масса брони.

    Вместо капсюля в нем размещен воспламеняющий элемент (спираль или что-то подобное), а вместо пороха – порошок металла и некоторое количество сжатого газа-окислителя (кислород или даже фтор).
    лол
    Хоть посмотрели бы в справочнике температуру начала реакции. В результате, смешаны два конкурирующих направления.

    путем применения специальных покрытий ствола наподобие тефлона
    лол
    Тут комментировать нечего, скорее в справочник.
    На этом довольно, насчитал ещё несколько мест багажа знаний.
    В общем и целом, удручают зияющие пробелы у авторов в обычном для нашей местности школьном образовании, хотя бы средние классы.
    С уважением, спасибо за поднятую тему, с наилучшими пожеланиями.
  8. Андриуха077
    Андриуха077 26. децембар 2011. 15:05
    0
    то кинетический боеприпас остановит только броня, которая утяжеляет технику, а стало быть, и увеличивает стоимость ее вывода в космос
    осмех
    На космических скоростях броня роли не играет, если только не запредельная масса брони.

    Вместо капсюля в нем размещен воспламеняющий элемент (спираль или что-то подобное), а вместо пороха – порошок металла и некоторое количество сжатого газа-окислителя (кислород или даже фтор).
    осмех
    Хоть посмотрели бы в справочнике температуру начала реакции. В результате, смешаны два конкурирующих направления.

    путем применения специальных покрытий ствола наподобие тефлона
    осмех
    Тут комментировать нечего, скорее в справочник.
    На этом довольно, насчитал ещё несколько мест багажа знаний.
    В общем и целом, удручают зияющие пробелы у авторов в обычном для нашей местности школьном образовании, хотя бы средние классы.
    С уважением, спасибо за поднятую тему, с наилучшими пожеланиями.
  9. мар.тира
    мар.тира 26. децембар 2011. 15:07
    0
    Солдаты в армии на полигоне до сих пор овсянку едят из котелков,а вы о каких то звездных войнах рассказываете!
    1. цоре
      цоре 26. децембар 2011. 16:38
      0
      перловку и гречку. овсянка, это дерьмо пусть лорды жрут. :)
    2. Страус_злои
      Страус_злои 26. децембар 2011. 17:02
      0
      На самом деле "звёздные войны" в СССР были. Если народу будет интересно я постараюсь выкроить немного времени и написать про одно известное КБ (имён называть не будем), где разрабатывали боевые лазеры.
      1. Гленн Витцхер
        26. децембар 2011. 18:29
        0
        Про эти КБ: http://topwar.ru/8946-boevye-kvantovye-generatory-sssr.html ?
        1. Страус_злои
          Страус_злои 26. децембар 2011. 19:56
          -1
          Нет. Про наше тут даже не упоминается. Нашей тематикой были химические лазеры на сверхзвуковом потоке : дейтерий-фтор, кислород-иод, а также эксимерные лазеры.

          Причём проблема, указанная в Вашей ссылке, "отсутствие компактного и сверхмощного источника энергии" не являлась проблемой для химических лазеров, поэтому они рассматривались как основной вариант для космоса
          1. бочница
            бочница 27. децембар 2011. 19:50
            -1
            Интересно. Про лазеры с химической накачкой читал. Читал даже, что америкосы идею использовали. Пытались разрабатывать даже авиационные комплексы с такими лазерами. В нете года 2-3 назад проскакивала статья, что такой лазер уже разработан для ганшипа (С-130H вроде).
  10. Фуцк_Уса
    Фуцк_Уса 26. децембар 2011. 15:41
    0
    Прям Звездные воины какие-то....
  11. цоре
    цоре 26. децембар 2011. 16:37
    +1
    ещё хаите наших генералов, которые всё новоё игнорируют, им не что не надо если у пиндосов такой хери нет. атомная бомба, тоже фантастика была, кусок металла взрывается. примеров куча. не надо отвергать всё и сразу.
    1. Страус_злои
      Страус_злои 26. децембар 2011. 17:05
      -1
      Никто не отвергает новые хорошие идеи. Проблема в том , что у авторов таких статей часто случаются пробелы не то что в высшем , а даже в среднем техническом образовании.
      1. цоре
        цоре 26. децембар 2011. 17:12
        +2
        в наше время высшие образование не показатель. знаем как сейчас студенты учатся. бардак а не учёба, бардак в прямом смысле.
  12. ПСих2097
    ПСих2097 26. децембар 2011. 17:36
    +3
    не надо отвергать всё и сразу.

    Тогда на кой нужны АВ, давайте разрабатывать и строить эти:

    1. Лецх е-мине
      Лецх е-мине 27. децембар 2011. 19:52
      -1
      ууууууууууууу!оооооооооо! Звездные войны -больше на ум ничего не приходит.
      1. ПСих2097
        ПСих2097 27. децембар 2011. 20:38
        +1
        Галактика...
  13. седој
    седој 26. децембар 2011. 19:50
    +1
    Вся статья - это, по-моему, сивой кобылы.Это какие размеры должен иметь боеприпас, если там будут: металл, два компонента газа и ещё спираль от кипятильника для разогрева всей этой адской смеси.
  14. АлИаНС
    АлИаНС 26. децембар 2011. 21:01
    +2
    Для начала пусть нормальные огнестрельные сделают. а потом пусть берутся за фантастику! Система Гаусса прекрасно применяется амерами, отработана на ура, не зря кучу бабла вгрохали. Я считаю, что энергетическое оружие - вот перспективное направление. Тем более, что все наработки есть. надо только воедино свести и довести до ума. В советские времена сколько разработок в этом направлении похоронили!
    1. еЈик
      еЈик 27. децембар 2011. 08:18
      0
      http://www.youtube.com/watch?v=xOXAalLvp90&feature=related про эту систему которая только умеет дырявить микроволновки и застревает в картоне? лол
  15. Страбон
    Страбон 27. децембар 2011. 20:34
    +1
    Блин доизобретаетесь, что следующая война будет с копьями и стрелами. Лучше бы думали как лечить, а не как лучше убить и покалечить.
    1. Страус_злои
      Страус_злои 27. децембар 2011. 20:46
      0
      Да Вы уважаемый пацифист !
  16. Грин
    Грин 8. јануар 2012. 21:17
    0
    Ну электро поджигание не новинка,та-же ОСА по моему так работает.То что изобретут замену пороху несомненно,но на поток поставят в следующем веке.
  17. Част
    Част 1. јануар 2015. 13:30
    0
    Я так понял, что все работы вообще в стадии теории, даже не экспериментов.