Металл на смену пороху

Металл на смену порохуУже который век основой подавляющего большинства оружия 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 авиационных 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.
Автор: Рябов Кирилл


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Загрузка...
Комментарии 35
  1. Straus_zloy 26 декабря 2011 08:38
    "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. Леха е-мое 26 декабря 2011 08:47
      Вспомните еще нашу подлодку где на испытаниях погибли люди отравившие этими газами.(Сработала система пожаротушения кажется)
      Леха е-мое
      1. Trezvomag 26 декабря 2011 21:05
        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)
        Trezvomag
        1. flanker 27 декабря 2011 19:38
          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. desava 27 декабря 2011 20:21
            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. Glenn Witcher 26 декабря 2011 11:16
      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. wink
  2. dred 26 декабря 2011 12:07
    Может быть они ещё и дороги.
    dred
    1. Artemka 26 декабря 2011 14:41
      Да пожалуй скоро и энергитическое оружие будет.
      Artemka
  3. Дмитрий.В 26 декабря 2011 12:22
    Люди с легкостью придумают что нибудь новое для убийства себе подобных,так что из за пороха переживать не стоит.
    Дмитрий.В
  4. Syrdon 26 декабря 2011 12:26
    а на фото, что за вундервафля???
    1. Дмитрий.В 26 декабря 2011 12:32
      Вроде рельсотрон или пушка Гаусса
      Дмитрий.В
      1. desava 27 декабря 2011 20:52
        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. Maroder 26 декабря 2011 12:43
    Удивительно как водще этот бpeд пропустили.

    Цитата: Syrdon
    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.
    Maroder
  6. PSih2097 26 декабря 2011 14:56
    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. Andriuha077 26 декабря 2011 15:04
    "то кинетический боеприпас остановит только броня, которая утяжеляет технику, а стало быть, и увеличивает стоимость ее вывода в космос"
    wink
    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)."
    wink
    Хоть посмотрели бы в справочнике температуру начала реакции. В результате, смешаны два конкурирующих направления.

    "путем применения специальных покрытий ствола наподобие тефлона"
    wink
    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
    wink
    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).
    wink
    Хоть посмотрели бы в справочнике температуру начала реакции. В результате, смешаны два конкурирующих направления.

    путем применения специальных покрытий ствола наподобие тефлона
    wink
    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. Andriuha077 26 декабря 2011 15:05
    то кинетический боеприпас остановит только броня, которая утяжеляет технику, а стало быть, и увеличивает стоимость ее вывода в космос
    smile
    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).
    smile
    Хоть посмотрели бы в справочнике температуру начала реакции. В результате, смешаны два конкурирующих направления.

    путем применения специальных покрытий ствола наподобие тефлона
    smile
    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. mar.tira 26 декабря 2011 15:07
    Солдаты в армии на полигоне до сих пор овсянку едят из котелков,а вы о каких то звездных войнах рассказываете!
    mar.tira
    1. ядро 26 декабря 2011 16:38
      перловку и гречку. овсянка, это дерьмо пусть лорды жрут. :)
    2. Straus_zloy 26 декабря 2011 17:02
      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. Glenn Witcher 26 декабря 2011 18:29
        Про эти КБ: http://topwar.ru/8946-boevye-kvantovye-generatory-sssr.html ?
        1. Straus_zloy 26 декабря 2011 19:56
          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. flanker 27 декабря 2011 19:50
            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. Fuck_Usa 26 декабря 2011 15:41
    Прям Звездные воины какие-то....
    Fuck_Usa
  11. ядро 26 декабря 2011 16:37
    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. Straus_zloy 26 декабря 2011 17:05
      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. ядро 26 декабря 2011 17:12
        в наше время высшие образование не показатель. знаем как сейчас студенты учатся. бардак а не учёба, бардак в прямом смысле.
  12. PSih2097 26 декабря 2011 17:36
    не надо отвергать всё и сразу.

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

    1. Леха е-мое 27 декабря 2011 19:52
      ууууууууууууу!оооооооооо! Звездные войны -больше на ум ничего не приходит.
      Леха е-мое
      1. PSih2097 27 декабря 2011 20:38
        Галактика...
  13. sedoj 26 декабря 2011 19:50
    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. AlYaNS 26 декабря 2011 21:01
    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. eJik 27 декабря 2011 08:18
      http://www.youtube.com/watch?v=xOXAalLvp90&feature=related про эту систему которая только умеет дырявить микроволновки и застревает в картоне? wink
      eJik
  15. Страбон 27 декабря 2011 20:34
    Блин доизобретаетесь, что следующая война будет с копьями и стрелами. Лучше бы думали как лечить, а не как лучше убить и покалечить.
    Страбон
    1. Straus_zloy 27 декабря 2011 20:46
      Да Вы уважаемый пацифист !
  16. Оскал 8 января 2012 21:17
    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.
    Оскал
  17. Gonoriy 1 января 2015 13:30
    Я так понял, что все работы вообще в стадии теории, даже не экспериментов.

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня