?

Log in

No account? Create an account
Previous Entry Share Next Entry
Про гиперзвук как вундерваффе
kolosok_1

Прочитал статью в газете "Суть времени" про новую моду у противника - разработки гиперзвуковых носителей боеприпасов. Это тут https://gazeta.eot.su/article/imperiya-nanosit-udar-3 Чтобы прочитать статью полностью, нужен бумажный вариант (электронный номер только через два месяца публикуется, и то не весь). Поэтому скажу сразу - выписывайте и читайте эту замечательную газету.

Из этой статьи я многое узнал о кипеше по дележу денег в этом направлении в стане врага. Все наши ядерные боеголовки являются гиперзвуковыми, но американское ПРО их, как уверяют американцы, перехватить таки могут, отселектировав после входа в атмосферу (легкие ложные цели тут уже не работают - это просто пузыри, они отстают). Правда, обычный боевой блок маневрировать не может, стало быть, его траектория легко предсказуема, что облегчает задачу.

И я считал, что с управляемыми вражескими гиперзвуковыми ЛА особых проблем не будет, но оказалось, это не вполне так. Подробнее из других ситочников тут http://www.vko.ru/taktika/zadacha-trudnaya-no-reshaemaya

Но в плане дружеской критики хотелось бы обсудить один абзац статьи, на мой взгляд, не вполне удачный

Речь идет вот об этом: "Любая болванка, запущенная в цель на гиперзвуковой скорости, оказывается грозным оружием... Американцы сбрасывали с большой высоты тяжелые тугоплавкие вольфрамовые стержни, которые набирали скорость в 3500 м/с... а при их ударе о землю происходил мощнейший взрыв... Причем, как понятно из примера с болванкой, их даже необязательно снаряжать боевой частью... - высвобождаемая при ударе энергия сопоставима с силой ядерного взрыва".

Я всегда сильно волнуюсь, когда говорят про сопоставимость неких злых сил с энергией ядерного взрыва. Здесь поле непаханное для всяких спекуляций, под которые так легко можно выбивать деньги у доверчивого государства на всякие "вундер-ваффе", то есть "чудо-оружие".

Корректно энергию сравнивать только с энергией, но тут никакого сравнения с ядерным взрывом быть не может. Кинетическая энергия не более чем если квадрат скорости тела умножить на массу и поделить на два. Для тела массой один килограмм на скорости 3,5 км/с это составит 6 МДж. Энергия взрыва одного килограмма тротила (эквивалент взрывчатки) около 4 МДж. То есть, кинетическая энергия гиперзвукового тела, заменяя взрывчатку, дает выигрыш всего в полтора раза, считая с каждого килограмма. Для взрыва, сопоставимого с ядерным взрывом в Хиросиме (15 тысяч тонн тротила) нужно поднять на огромную высоту груз массой 10 тысяч тонн. Это полезная нагрузка семнадцати ТЫСЯЧ ракет типа "Тополь" (на максимальную дальность доставляется 0,6 тонны нагрузки). Для справки, таких ракет у нас заметно меньше тысячи. И это все ради выделения энергии на цели, сравнимой с энергией только одного, причем очень слабого ядерного заряда!

Теперь о том, какие разрушения произведет "тяжелый вольфрамовый стержень", когда достигнет цели. На такой скорости он уйдет в глубину, и его кинетическая энергия перейдет в раздвигание стенок той норки (или каверны, как любят говорить спецы), которую он "просверлит".

А сколько, интересно, может просверлить в преграде такой "почти ядерный" стержень? Ну, во первых, не такой уж он и ядерный - кумулятивная струя из меди, проникает в броню на скорости вдвое больше (и ничего - башню у танка "ядерным" ударом не сносит).

Согласно гидродинамической теории М. А. Лаврентьева, пробивное действие кумулятивного заряда:
b=L(Pc/Pп)^(0,5)
где b-глубина проникновения струи в преграду, L - длина струи, Рс - плотность материала струи, Рп - плотность преграды.

Если длина стержня три метра и его плотность (вольфрам) 18 г/см^3, а плотность преграды (скала) 2 г/см^3, то глубина каверны в скале составит всего-навсего девять метров. Важные объекты прячут куда как глубже. А разогнать трехметровый вольфрамовый лом немалой массы стоит весьма дорого. Для примера - ракета массой 50 тонн (тот же Тополь) разгоняет полезную нагрузку в 600 кг до скорости около 7 км/с. Почти 50 тонн пороха, сэр - это вам не орешки! и все ради того, чтобы получить кинетическую энергию в 14 тонн тротилового экивалента (одна тысячная от ядерного взрыва в Хиросиме). И это на орбите, а после торможения в атмосфере вчетверо меньше (см. прикидки выше).

Так что с кинетической энергией,
в сравнении с ядерной, дело обстоит плохо. Реальная сила гиперзвукового оружия состоит в его точности. Чтобы разрушить мост, можно жахнуть мегатонной бомбой, промахнувшись на пару километров. А можно разрушить пару опор, если попасть в них очень точно. В этом сила и слабость высокоточного оружия. Сила в том, что для разрушения ему нужно совсем немного энергии, а слабость в том, что  в цель очень сложно попасть с высокой точностью.

Система глобального позиционирования, всевозможные виды локации, без которых не обойтись, весьма уязвимы для использования в условиях войны с высокоразвитым государством. Радиоволны можно заглушить, поставить ложные сигналы и так далее. С гиперзвуковыми носителями все еще хуже: летя на гиперзвуке, носитель глух и слеп из-за облака плазмы, которе возникает вокруг такого аппарата. Это следует из определения гиперзвука - в отличии от простого сверхзвука, окружающий тело воздух разогревается настолько, что возникает плазма.

Короче, проблем тут не на одно поколение исследователей и инженеров. Оружие выйдет баснословно дорогим, но движуха идет нешуточная. Будем следить за развитием событий.


  • 1
Добрый день. Энергетика "стрел Бога", как они называют эти вольфрамовые стержни, находится не в кинетической энергии, а во внутренней энергии вещества.
При столкновении твердых тел со скоростью порядка 4-5 км/с и выше кристаллическая решетка мгновенно разрушается, и тело ведет себя сродни сильно сжатому перегретому газу. После столкновения "вольфрамовый" газ расширяется с образованием ударной волны, как во время любого взрыва. С этой точки зрания вольфрам с его особено плотной решеткой подходит идеально.
Мощность оценить на пальцах сложно, но пишут, что может быть ого-го. Считается, что причина взрыва тунгусского метеорита имеет сходную природу - метеорит мгновенно испарился при столкновении.
"Полевые" испытания американцы проводили на какой-то комете несколько лет назад, стукнув в нее медной чушкой. Облако рыли поднялось знатное, но без атмосферы и соответствующей ей ударной волны реальную эффективность оценивать сложно.

Вы физик??? Как там с законом сохранения энергии? Я ж только о нем. А каверны в алюминии от вольфрамового стержня на гиперзвуке видел лично. Здоровая дыра от маленького стержня, но все в рамках закона сохранения энергии, то бишь - мвэ квадрат пополам...

Так что никакое не ого-го. Вот если вы возьмете, к примеру, уран, то он хоть гореть при этом будет. Тут припек энергии и получите (пирофор). Это широко используется в бронебойных снарядах с урановым сердечником.

Или возьмите материал проникателя вольфрам-фторопласт. Там пойдет реакция вольфрама с фтором, тоже припек энергии в сравнении с кинетической, опять же припек.

Чисто кинетические элементы описаны-посчитаны сто лет назад, то что я описал - пару десятков лет назад. Никаких чудес и ого-го.

Могу закинуть вам статью по пробитию бетона сплавом ВНЖ (это вольфрам в основном).

Речь идет о том, что при столкновении больших скоростях происходит мгновенное испарение вещества с эффектами, соответствующими взрыву. Выше скорость и масса - больше эффект. Подчеркиваю - не механическое пробитие, а именно взрыв.
Энергия взрыва - это кинетическая энергия объекта. Для 18 кг на скорости 4 м/с получаем аналог 10 кг тротилового эквивалента. Если они сумеют скинуть его на первой космической - будет почти 40 кг.
Согласен, выглядит слабовато, зато перспективно (можно пытаться разгонять стержни дальше) и экологически чисто (нет загрязнения). Скорее всего, действительно, хороший способ поедания бюджета.

Кумулятивная струя проникает в броню на больших скоростях, как вы считаете? Это 7-8 км/с. И где там ваше мгновенное испарение вещества? Там струи, подобные течению жидкости, испарение достаточно мало - его не учитывают просто.

Для справки из мгновенного загугливания:

"При встрече с преградой (бронёй) кумулятивная струя тормозится и передает давление преграде. Материал струи растекается в направлении, обратном её вектору скорости. На границе материалов струи и преграды возникает давление, величина которого (до 12-15 т/кв.см) обычно на один-два порядка превосходит предел прочности материала преграды. Поэтому материал преграды выносится («вымывается») из зоны высокого давления в радиальном направлении.

Эти процессы на макроуровне описываются гидродинамической теорией, в частности для них справедливо уравнение Бернулли, а также полученное Лаврентьевым М.А. уравнение гидродинамики для кумулятивных зарядов[5].

Заброневое действие кумулятивного боеприпаса обеспечивается высокоскоростной кумулятивной струей, проникшей сквозь преграду"
http://topwar.ru/20498-esche-odin-kumulyativnyy-mif.html

Теперь насчет того, сумеют ли сохранить скорость палки, кинутой из космоса. Обсуждаемую статью читали? Там речь идет о вольфрамовых стержнях, и это не случайно. Есть понятие "нагрузка на мидель". Короче, чем большая масса придется на площадь поперечного сечения стержня (миделево сечение), тем меньше тело тормозится в атмосфере. Плотнее вольфрама мало что есть, остается наращивать длину стержня, сохраняя его поперечное сечение. То есть кидаться из космоса нужно длиннючими спицами из наиболее плотных материалов, при этом покрыть их теплозащитным покрытием и обеспечить устойчивость полета.

Стрелы бога, короче.

дружище! твои слова понятны. но и ты, будь добр, услышь!

  • 1