Внимание финансистов США приковано к Джорджу Бушу и его проекту бюджета на 2009 год. В Сенате документ уже назвали нереалистичным. Теперь дискуссии по бюджету кипят в Конгрессе. Буш требует урезать расходы на здравоохранение и помощь малоимущим, но при этом вдвое увеличить финансирование ПРО в Польше и Чехии. Поднялись расходы на деятельность ФБР, а также появилась новая статья - "кибербезопасность". Кроме того, президент просит 750 миллионов долларов на разработку военного гиперзвукового самолета, который мог бы всего за час оказаться в любой точке мира.
Испытания гиперзвукового летательного аппарата Х-43А, которые вот уже несколько лет проводят специалисты НАСА, признаны удачными. Аппарат установил мировой рекорд, превысив скорость звука в семь раз. Разработчики планируют, что Х-43А сможет летать и со скоростью 10 тысяч километров в час. Очевидно, именно он будет основой программы "Быстрого глобального удара". "Глобальный удар - это новая стратегия США. Это может быть реализовано, когда будут созданы новые системы вооружения. Появление такого вида оружия может серьезно изменить военно-политическую обстановку в мире", - предупреждает Александр Пикаев, заведующий отделом разоружения и урегулирования конфликтов ИМЭМО РАН.
Белый дом заявляет, что Соединенные Штаты должны быть готовы в течение часа нанести удар в любой точки мира. Во время операции против "Аль-Каиды" американские дипломаты несколько недель согласовывали пролет своих бомбардировщиков через территорию других, пусть даже и союзных держав. Это очень долго, и Пентагон предлагает наносить удар из верхних слоев атмосферы, где уже заканчивается воздушное пространство государств. К тому же, на гиперскоростях летательному аппарату не страшны ни радары, ни ракеты ПВО. Программа предполагает создание даже кораблей космического десанта, которые могут, взлетев во Флориде, уже через час спланировать прямо из космоса на голову вероятного противника, скажем, в Афганистане.
Гиперзвуковые двигатели разрабатывают уже не одно десятилетие. Проблема одна: им требуется столько водородного топлива, что поднять его никакой аппарат не в силах. Первыми задачу решили еще советские ученые, предложив получать водород из керосина. "Вы загружаете на свое изделие плотный вид топлива - керосин. И в процессе полета делаете фабрику водорода на борту, и получаете водород уже в процессе полета. В свое время, еще 20 лет назад, мы, выступая с этой технологией, были впереди планеты всей. Но на сегодня уже этими технологиями владеют и другие ученые. Наука не стоит на месте", - объясняет Александр Куранов, генеральный директор Научно-исследовательского предприятия гиперзвуковых систем.
Гиперзвуковые аппараты продолжают проектировать и в Московском авиационном институте. Двигатель уже существует, а сам аппарат проходит испытания в аэродинамической трубе. Он принципиально отличается от американского. "Мы надеемся, что в ближайшие несколько лет будут проведены летные испытания автономного аппарата, который будет летать не несколько секунд, а 30-40минут", - говорит Валерий Авражков, ведущий научный сотрудник МАИ.
В концепцию американского "быстрого глобального удара" вписываются и так называемые "стрелы бога". На спутнике устанавливается магнитная пушка, которая способна разогнать вольфрамовую стрелу длинной 6 метров до той же гиперскорости 11 километров в секунду. Вольфрам способен выдержать нагрев в плотных слоях атмосферы. В стреле нет взрывчатки, одна лишь электроника наведения. "Стрелы бога" действуют исключительно за счет кинетической энергии. Ее хватит, чтобы пробить танк или бункер. Проект выглядит фантастически, но он на полном серьезе обсуждается в военных кругах.
Кинетическое оружие воздействует на цель посредством твёрдого тела (например, стрела, пуля, снаряд), используемого в качестве поражающего элемента. Своё название кинетическое оружие получило из-за того, что воздействует на цель кинетической энергией выстреливаемых в цель поражающих элементов.
По способу производства выстрела и разгона поражающих элементов кинетическое оружие можно разделить на следующие подклассы:
· метательное оружие (в традиционном значении этого термина) (лук, арбалет, баллиста, катапульта, требушет),
· огнестрельное оружие,
· паровая пушка,
· масс-драйвер.
Лук, арбалет и его разновидность - копьеметатель, а также различные боевые метательные машины (баллиста, катапульта, требуше) - древнейшие известные разновидности кинетического оружия. Разгон поражающего элемента и выстрел производится за счет использования силы упругости тетивы и плеч, - для луков и арбалетов, - или силы иного стреляющего механизма.
Для разгона поражающего элемента и производства выстрела используется давление сжатого газа (например воздуха).
Огнестрельное оружие для разгона поражающего элемента и производства выстрела использует давление продуктов взрывообразного сгорания пороха или иного метательного взрывчатого вещества.
Паровая пушка для разгона поражающего элемента и производства выстрела использует давление перегретого пара, быстро нагретого до очень высокого давления. Известна паровая пушка, сконструированная Леонардо да Винчи. Другой вариант паровой пушки - конденсаторная пушка, в которой перегретый пар, толкающий снаряд, получается в результате разряда на специальном электроконденсаторе такой пушки.
В ускорителе масс (известном также как электромагнитная пушка) поражающий элемент разгоняется электромагнитным полем нужной конфигурации. Ярким примером ускорителя масс является рельсотрон, в котором снаряд разгоняется электромагнитным полем, бегущем вдоль двух параллельных рельс и увлекающем за собой разгоняемый снаряд.
Одной из характеристик кинетического оружия является калибр. Часто это размер используемых поражающих элементов. В частности калибр огнестрельного и пневматического указывается в миллиметрах (в англоязычных странах также в дюймах), то есть калибром огнестрельного и пневматического считается диаметр поражающего элемента (пули, артиллерийского снаряда, гранаты для гранатомёта). В то время как калибр метательной машины указывался в единицах массы метаемых снарядов (например, камней). Для лука и ручного арбалета калибр, как характеристика, не применяется. В каких единицах (массы или импульса) указывать калибр ускорителя масс пока не определено, но так как ускоритель масс способен разогнать поражающий элемент до сравнительно высокой скорости, то, возможно, калибр ускорителя масс будет удобнее измерять и указывать в единицах импульса выстреливаемого снаряда.
Эта приведенная характеристика применяется преимущественно к гражданскому (полицейскому) огнестрельному оружию и характеризует то, насколько быстро такое оружие способно остановить, то есть вывести из строя, нападающего. Например, автомат AK-74 (калибр 5,45 мм) при всех своих достоинствах способен вывести из строя нападающего на стрелка человека нередко только с 4-го или даже 5-го попадания по причине того, что пуля не передаёт всю свою энергию поражаемой цели, пробивая её насквозь. В случае применения пистолета Макарова (калибр 9 мм) для этого достаточно одного-двух попаданий в нападающего, хотя пистолет Макарова значительно уступает AK-74 в дальности прицельной стрельбы (50 м против 1000 у AK-74). В значительной мере это обусловлено разным назначением названных образцов оружия: AK-74 - военное стрелковое оружие, тогда как пистолет Макарова - личное оружие офицеров, предназначенное для поражения противника на коротких расстояниях.
В зависимости от назначения и мощности, а также иных тактико-технических характеристик, одни виды кинетического оружия могут быть предназначены для нанесения точечных ударов (снайперское оружие, лёгкие ускорители масс) или причислены к оружию массового поражения. Примером второй ипостаси кинетического оружия в будущем могут стать тяжёлые и супертяжёлые ускорители масс, предназначенные для орбитальных бомбардировок и способные по разрушительной силе и площади поражения соперничать с современным тактическим ядерным оружием.
Кинетическое оружие это оружие, использующее кинетическую энергию поражающих элементов в качестве основного поражающего фактора. При этом от стрелкового вооружения кинетическое оружие отличается значительно большей скоростью движения поражающих элементов, чем у пули или снаряда.
Для того, что бы поражающие элементы кинетического оружия обладали достаточной для эффективного поражения своих целей кинетической энергией их необходимо разогнать до скорости примерно 4 км/c и более. Дульная скорость снарядов в ствольной артиллерии не превышает 2-2,5 км/с и это почти теоретический предел, так как скорость разлета молекул пороховых газов при взрыве порохового заряда достигает только 3 км/c. Поэтому для придания поражающим элементам кинетического оружия необходимой скорости обычно предлагают использовать или реактивные двигатели (по существу разгон при помощи ракет) или электромагнитное поле (так называемые электромагнитные пушки).
Для начала нужно отметить, что поиски альтернативы использованию пороха в качестве рабочего вещества для разгона снаряда в стволе орудия начались еще в начале прошлого века.
Считается, что первыми выдвинули идею электромагнитной пушки французские инженеры Фашон и Виллепле еще в 1916 году. Основываясь на принципе индукции Карла Гаусса, они использовали в качестве ствола цепочку катушек-соленоидов, на которые последовательно подавался ток. Их действующая модель индукционной пушки разогнала снаряд массой 50 грамм до скорости 200 метров в секунду. По сравнению с пороховыми артиллерийскими установками результат, конечно, получился достаточно скромный, однако показавший принципиальную возможность создания оружия, в котором снаряд разгоняется без помощи пороховых газов. На самом деле, еще за год до Фашона и Виллепле русские инженеры Подольский и Ямпольский разработали проект 50-метровой «магнитно-фугальной» пушки, действующей по аналогичному принципу. Однако финансирования для воплощения своей идеи в жизнь им получить не удалось. Впрочем, и у французов дальше модели «пушки Гаусса» дело не пошло, поскольку для того времени разработки казались слишком фантастическими. К тому же эта новинка, как уже отмечалось, не давала преимуществ относительно пороха.
Систематические научные работы по созданию принципиально новых электродинамических ускорителей массы (ЭДУМ) начались в мире в 50-х годах XX века, - рассказал корреспонденту «СП» эксперт инфоцентра «Оружие России» полковник запаса Александр Ковлер. - Одним из родоначальников отечественных разработок в этой области был выдающийся советский ученый, исследователь плазмы Л.А. Арцимович, который ввел в отечественную терминологию понятие «рельсотрон» (в англоязычной литературе принят термин «railgun») для обозначения одной из разновидностей ЭДУМ. Идея рельсотрона была прорывной в области развития электромагнитных ускорителей. Он представляют собой систему, состоящую из источника электроэнергии, коммутационной аппаратуры и электродов в виде параллельных электропроводящих рельсов длиной от 1 до 5 метров, находящихся в стволе на небольшом расстоянии друг от друга (порядка 1 см).
Рельсотроны позволяют ускорять небольшие тела (до 100 г.) до скоростей 6-10 км/сек. Собственно, можно обойтись вообще без снаряда и разгонять плазменный поршень сам по себе. В этом случае плазма вырывается из ускорителя с поистине фантастической скоростью - до 50 км/сек.
В годы холодной войны работы по созданию электромагнитных пушек активно велись и в СССР и в США. Они до сих пор строго засекречены. Известно только, что к середине 80-х годов прошлого века обе стороны вплотную приблизились к возможности размещения рельсотронной пушки с автономным источником питания на мобильном носителе - гусеничном или колесном шасси. Есть информация и о том, что разрабатывалось индивидуальное стрелковое оружие на этом принципе.
«Общая длина винтовок была небольшой, однако того, кто видел такое оружие впервые, поражала массивность приклада. Но именно там и помещались основные механизмы; туда же, позади рукоятки управления огнем, пристыковывался очень толстый магазин. Он имел такие параметры не за счет бесчисленности патронов. Просто в нем же находился добавочный, причем достаточно мощный, аккумулятор. Винтовка была плазменная, без электричества она стрелять не могла. Из-за безгильзовой механики она имела недоступную другим видам автоматов скорострельность. А за счет разгона пуль плазмой они получали солидное ускорение, однозначно недостижимое пороховыми устройствами… И только после третьего-четвертого бесшумного и невидимого залпа дошло понимание случившегося… кто-то вскрикнул, пораженный пулей, прошившей вначале впередиидущего товарища, а то и двух. Страшная штука - плазменный разгон!» - так описывает применение в недалеком будущем электромагнитного оружия писатель-фантаст, «певец высоких оружейных технологий» Федор Березин в своем романе «Красный рассвет».
К этому можно добавить, что такое оружие способно легко сбивать военные спутники и ракеты, а поставленное на танк, оно делает боевую машину неуязвимой. К тому же от неё практически не будет защиты. Снаряд с космической скоростью пробьет все, что угодно. Военный эксперт Павел Фельгенгауэр добавляет: «Можно будет резко сократить калибр, по меньшей мере, в два раза. А значит, больше боезапас, меньше вес. Не будет артиллерийского пороха на борту, а это защита самого танка, он будет менее уязвим. Взрываться будет нечему».
Еще в 2004 году в прессе появились сведения о том, что американские военные работают над системой, ознакомление с которой вызывает стойкие ассоциации со «звёздными войнами» Рейгана.
Rods from God - в вольном переводе «Стрелы Бога» - такое неофициальное наименование получило у американских военных новое оружие.
Это группа низкоорбитальных спутников, работающих попарно. Один из них несёт систему управления и коммуникации, второй служит пусковой платформой для боеприпасов.
Последние представляют собой вольфрамовые стрелы, длиной 6,1 метра и диаметром 30 сантиметров, несущие нехитрую электронику для управления аэродинамическими рулями на конечном этапе наведения непосредственно перед поражением цели.
И никакой взрывчатки. Стрелки входят в атмосферу на скорости 11 километров в секунду, выдерживая нагрев за счёт специального теплозащитного покрытия.
В нижних слоях атмосферы скорость несколько падает, но остаётся достаточно высокой, чтобы испарить цель при столкновении.
Менее чем через 15 минут после старта подправляемая электроникой «стрелка» пронзает крышу бункера или здания.
Любопытно, что нечто подобное было предложено американской корпорацией RAND ещё в 1950-х годах. Только тогда система выглядела более реалистичной - набор управляемых «стрел» предлагалось размещать в головках межконтинентальных баллистических ракет.
Подкалиберный противотанковый снаряд с отделяющимся поддоном - всего лишь стрела, но тяжёлая и очень быстрая.
Собственно, и сейчас военные не исключают баллистический вариант комплекса, как более реальный. К тому же, для гарантированного закрытия спутниками больших площадей аппаратов нужно много, они же движутся по низкой орбите и вблизи данной точки поверхности находятся недолго.
Однако симптоматично, что та же RAND подробно расписала прелести «Стрел Бога» в своём докладе «Space Weapons Earth Wars» от 2002 года.
И американский план преобразования ВВС, изданный в 2003-м, также содержит пункт о кинетическом оружии космического базирования. Других подробностей (о разработчиках, например) официальные источники не приводят. Эксперты полагают, что система может быть запущена хоть в каком-нибудь первоначальном виде не ранее 2015 года. Что интересно, последние годы вообще принесли кинетическому оружию второе дыхание. Помните, сколько ахов и охов было в своё время вокруг электромагнитных пушек для танков? Такие проекты можно разыскать и сейчас, однако годы работы убедили здравомыслящих инженеров в том, что это - тупиковый путь развития наземного оружия.
Ввиду колоссальной энерговооружённости при малых размерах танка, которая нужна, чтобы создать мало-мальски грозный так называемый «Railgun».Но вот для кораблей такой проблемы не существует. На них можно ставить огромные и тяжёлые энергоустановки. Вот американские военные и решили: для кораблей будущего электромагнитное кинетическое оружие - самое то.
Кинетическое оружие космического базирования в представлении американских военных. Представьте, что пост управления корабля получает от разведки координаты цели, находящейся за 300-400 километров и наводит электромагнитную пушку.
Снаряд длиной менее метра и весом 18 килограммов разгоняется до скорости более 7М (более 2,5 километров в секунду) и по высокой дуге уходит в верхние слои атмосферы, чтобы через несколько минут обрушиться на цель. Управление снарядом на конечном этапе наведения - активное, с использованием спутников. Опять-таки никакой взрывчатки на борту снаряда не будет - достаточно необычайно высокой скорости. У цели она составит более 1,5 километров в секунду. В 2003 году систему в масштабе одной восьмой уже испытывали, и она стреляла снарядами с начальной скоростью 6М. Ввод оружия в строй намечен на 2015 год. По замыслу американцев оно будет одним из видов вооружений, которые установят на перспективном боевом корабле DD(X). Это, заметим, тоже любопытная концепция. В её основе мощнейшая энергетическая установка, снабжающая электроэнергией как ходовые электродвигатели, так и многочисленные системы вооружения. В случае надобности корабль может остановиться и передать на электромагнитное оружие почти всю энергию бортовой сети - а это порядка 30 мегаватт. Такого количества энергии достаточно, чтобы длительное время вести огонь гиперзвуковыми дальнобойными стрелами с темпом до 12 выстрелов в минуту. При этом американские инженеры полагают реальным создание электроники для системы наведения снаряда на конечном этапе полёта, выдерживающей 45 тысяч g, развиваемых при выстреле. Преимущество перед классическими крылатыми ракетами морского базирования (например, «Томагавками»), очевидны. Кардинально меньшая стоимость боеприпасов. Безопасность при транспортировке и хранении. Лёгкость пополнения боезапаса в море. Огромный возможный запас стрел на борту корабля. Полностью электрический корабль DD(X) будет оснащён, среди прочего, дальнобойным электромагнитным оружием. Сомнения в реализуемости обоих проектов, конечно, есть. Тут и сложности с нагревом снарядов на гиперзвуковых скоростях, и проблемы с точным наведением, наконец - высокая стоимость.
Высказывались в СССР идеи и принципиально отличные от предлагавшихся на западе. По крайней мере, об одной из таких идей я обладаю совершенно достоверной информацией, поскольку являюсь ее автором. Речь идет о предложении создать кинетическое оружие на основе использования инерционного реактивного двигателя (сокращенно ИРД). Конструкция ИРД, его схемы и методы применения, конструкции наиболее важных его элементов были описаны в четырех авторских свидетельствах СССР, одном патенте РФ и одной заявке на изобретение.
ИРД создает реактивное усилие за счет отбрасывания твердых грузов. Принцип действия ИРД можно посмотреть на приведенной ниже анимации. Двигатель состоит из следующих основных частей: оси (показана красным цветом), которая является собственно полезной нагрузкой; симметричных относительно оси грузов (показаны зеленым цветом), установленных на рычагах (показаны синим цветом) и связи (показана желтым цветом), соединяющей грузы между собой.
Работает ИРД следующим образом. Грузы раскручиваются относительно оси. Затем обрывается связь между грузами, в результате чего грузы поворачиваются на рычагах под действием центробежных сил. При этом ось смещается в сторону противоположную стороне смещения грузов, так как расположение центра масс системы не должно изменяться, поскольку на систему не действуют внешние силы. В ходе этого смещения ось приобретает осевую скорость. По достижении осью максимальной скорости, она отсоединяется от грузов с рычагами, и дальше они летят самостоятельно, но в противоположные стороны.
Последние события в той же Ливии показывают, что «мир во всем мире» так и остается недостижимой мечтой романтиков и гуманистов. Тем же, кто смотрит на вещи реально, лучше всего следовать мудрой древнеримской пословице: «Si vis pacem, para bellum», что означает: «Хочешь мира - готовься к войне». Чем закончится новая гонка вооружений, можно только гадать, но не приходится сомневаться в том, что войны XXI века будут заметно отличаться от всего, что мы знаем.
Во второй половине прошлого столетия считалось, что при развязывании большой войны будет массово применено ракетно-ядерное оружие. К счастью, до такой войны дело не дошло. А сегодня стратегия быстро меняется в пользу высоких технологий. Приоритетными направлениями становятся применение в военном деле достижений микроэлектроники, информатики, робототехники и биотехнологий.
Первый опыт применения высокоточного оружия был получен армией США во Вьетнаме, когда самолеты F-4D разрушили управляемыми авиационными бомбами два речных моста.
Спустя 19 лет в операции «Буря в пустыне» только британские BBC использовали против Ирака более тысячи управляемых бомб. А еще через семь лет в операции «Лис пустыни» ежедневно использовалось более 250 высокоточных боеприпасов.
12 лет назад в Югославии страны НАТО активно применяли высокоточное оружие для выборочных ударов по зданиям МВД, штабу BBC и другим на фоне жилых массивов Белграда. В итоге из 8 тысяч управляемых ракет и авиационных бомб, примененных во время конфликта, только у 15 (0,18%) произошли сбои в наведении. Почти все потери гражданское население понесло от неуправляемых средств поражения, в том числе от кассетных боеприпасов.
Все это заставляет совершенно иначе оценивать военные потенциалы стран и боевую мощь их вооруженных сил. Преимущество в современных боевых системах обесценивает перевес противника в численности и традиционных видах оружия. Именно превосходство многонациональных сил в высокоточном оружии нейтрализовало перевес иракской армии по количеству дивизий (65 против 16), орудий и минометов (8 300 против 4 000). У иракцев не было ни крылатых ракет Tomahawk, ни зенит-но-ракетных комплексов Patriot, ни космических спутников разведки, целеуказания и навигации, ни управляемых авиабомб - это привело к молниеносному разгрому.
Роботы поля боя
Одним из обязательных элементов войн будущего должно стать «умное» оружие. Применение его, в том числе из космоса, дает возможность проведения «хирургически» точных ударов в операциях любых масштабов. Понятно, что использование чисто людских ресурсов при осуществлении подобных молниеносных операций невозможно - поэтому все больший вес в армиях будущего приобретают роботы.
Над программой, названной Future Combat Systems (FSC), Пентагон работает с мая 2000 года. Согласно официальной информации, «задача состоит в том, чтобы создать беспилотные машины, которые смогут делать все, что необходимо на поле битвы: нападать, защищаться и находить цели». То есть замысел прост до безобразия: один робот обнаруживает цель, сообщает об этом в командный пункт, а другой робот (или ракета) цель уничтожает.
Американские военные считают, что первое поколение боевых роботов будет готово к ведению военных действий на земле и в воздухе в ближайшие 10-15 лет - крайняя дата принятия на вооружение армии роботов установлена на 2025 год.
Future Combat Systems - это целая система, включающая беспилотные летательные аппараты, автономные танки и наземные бронетранспортеры-разведчики. Один из перечисленных видов боевых роботов уже давно и успешно используется, демонстрируя неплохие результаты. Речь идет о беспилотных летательных аппаратах, которые применяются для решения задач разведки на местности, поиска конкретных лиц и даже их уничтожения.
Разработкой беспилотников занимается Управление перспективного планирования научно-исследовательских работ Министерства обороны США (DARPA). Лозунг программы: «Держите голову летчика в кабине самолета, все остальное пусть остается дома». Беспилотные самолеты будут способны делать такое, что в принципе не может сделать пилотируемый. Присутствие пилота в кабине диктует продолжительность полета, необходимость герметизации, определяет положение двигателей, ограничивает маневренность. При использовании беспилотника все эти требования можно забыть. Самолет-робот будет совершать сложные маневры с запредельными перегрузками, сутками находиться в воздухе, подниматься на огромную высоту, возвращаясь на базу лишь за топливом и боеприпасами. И это происходит уже сейчас.
Так, согласно опубликованным сведениям, беспилотный самолет RQ-1 Predator уже неоднократно вел бой ракетами в Афганистане. Кроме того, он прекрасно показал себя при патрулировании беспилотной зоны в период операции «Свобода Ираку».
«Стрелы Бога»
Хотя разработка перспективных беспилотников тормозится из-за ряда технических проблем, американские военные уже предлагают создать глобальную систему военного контроля на основе космических ударных систем. «Стрелы Бога» («Rods from God») - такое неофициальное наименование получило фантастическое оружие будущего. Выглядеть оно будет как группа спутников, работающих попарно. Один из них несет систему управления и связи, второй служит пусковой платформой для боеприпасов. Последние представляют собой вольфрамовые стрелы длиной 6 метров и диаметром 30 сантиметров, снабженные нехитрой электроникой для управления короткими крыльями непосредственно перед поражением цели. При этом взрывчатка не нужна - стрелы входят в атмосферу на скорости 11 км/с, выдерживая нагрев за счет специального теплозащитного покрытия, и их кинетической энергии вполне достаточно, чтобы вызвать мощнейший взрыв, снеся крышу бункера или целое здание.
Никаких подробностей о «Стрелах Бога» официальные источники не приводят - все строго засекречено. Эксперты полагают, что система может быть запущена в каком-то первоначальном виде уже в 2015 году.
Если «Стрелы Бога» будут приняты на вооружение, американцы смогут наносить точечные удары по целям в любой момент времени и в любой точке земного шара.
А мы?
Что может Россия, если она хочет сохранить суверенитет и возможность влиять на мировую политику? Очевидно, только одно - создавать средства противодействия боевым роботам и высокоточному оружию. Как бы ни была совершенна кибернетическая система, она имеет уязвимые места. Например, ее можно поразить мощным электромагнитным импульсом, который выведет из строя блоки управления.
Уязвимы и боевые спутники «Стрелы Бога» - их можно уничтожить специальной ракетой, запускаемой с высотного самолета. Похоже, пришло время серьезно задуматься о будущей безопасности страны. Ибо, как совершенно справедливо повторял своим министрам российский император Александр III Миротворец: «Во всем свете у нас только два верных союзника - наша армия и флот. Все остальные при первой возможности сами ополчатся против нас».
Антон ПЕРВУШИН
Оракул №12 2011
С перевала
Тема статьи – сверхскоростное кинетическое оружие. Эта тема возникла из анализа трагических событий на перевале Дятлова в феврале 1959 года. Смерть девяти туристов по сумме имеющихся фактов даже в официальном следствии квалифицируется как насильственная с применением неизвестного оружия. Об этом говорилось в статьях, непосредственно посвященных этим событиям: «Несекретные материалы, - истина где-то рядом» и «Мертвые не врут».
Поскольку повреждения на телах погибших соответствовали мощности винтовочной пули, а характер повреждений указывал на очень маленькие размеры такой пули, то следовал вывод о том, что эта пуля для сохранения своей убойной силы, должна обладать микроскопическими размерами и скоростью порядка 1000км/сек.
В предыдущей статье «Оружие с перевала» была обоснована возможность сверхскоростного движения пули сквозь атмосферу без ее разрушения из-за трения об воздух, в этой статье будет предпринята попытка реконструкции самого оружия.
Еще раз по поводу версии событий на перевале Дятлова. Я считаю, что в далеком феврале 1959 года наше государство (тогда СССР) провело операцию по захвату неизвестного высокотехнологичного объекта. Как минимум 9 человек погибли, скорее всего и этому неизвестному объекту «мало не показалось», иначе государство так много усилий для сокрытия своего участия в этих событиях не предпринимало бы.
Это только версия, я могу и ошибаться. Сумма фактов недостаточна для однозначной трактовки тех давних событий, да это в контексте текущей темы и не важно.
Важно то, что поднят вопрос о реальности существовании сверхскоростного кинетического оружия.
Важно то, что пули такого оружия могут эффективно продвигаться в газовых (воздушных) средах.
Важно то, что такое оружие реально создать на базе имеющихся в нашем распоряжении технологий.
А вот об этом давайте поподробнее, можно конечно сказать, что коль «микропуля» продукт неизвестных технологий, то и само оружие также основано на неизвестных нам физических принципах. Может и так, но и известные нам технологии способны обеспечивать разгон пули до скоростей порядка 1000км/сек. Я не говорю об экзотике, типа гауссового оружия, рельсотронов, нет самые обычные пороховые технологии, только в новой, современной упаковке.
Начнем с существующих технологий скоростного кинетического оружия, а уж потом перейдем к фантастике.
Артиллерийский предел
Для традиционных артсистем достигнут на сегодняшний день теоретический потолок скорости снаряда – около 2-3км/сек. Скорость продуктов горения пороха как раз находится на этом уровне, а именно они создают давление на дно снаряда, разгоняющее ее в стволе орудия.
Для достижения такого результата пришлось применять подкалиберный снаряд (терять значительную часть энергии), безгильзовую технологию (гильзу при больших давлениях в казеннике расклинивает), выстрелы с нормированными скоростями сгорания пороха и системы многоточечного подрыва(для создания равномерного давления на всем протяжении движения снаряда по стволу).
Предел достигнут, дальнейшее повышение скорости снаряда в такой технологии упирается в предельные давления выдерживаемые стволом, которые и так уже на грани возможного. В результате имеем такой вот снаряд, снимок реального выстрела, в момент сброса калибрующих вкладок:
Обратите внимание на дуги возле разлетающихся вкладышей снаряда, это и есть ударные волны, о которых писалось в предыдущей статье. В ударной волне молекулы газа движутся быстрее скорости звука. Попасть под такую волну, мало не покажется. А вот заточенный сердечник снаряда такой волны создать не может, скорости не хватает….
Но в распоряжении современной цивилизации есть и другая технология создания высокоскоростного кинетического оружия, в буквальном смысле космическая по своему масштабу.
Стрелы бога
Сжигая тысячи тонн топлива максимальной энергоемкости, человечество научилось выводить в космос объекты весом в десятки тонн и со скоростями порядка 10км/сек. Грех не использовать эти космические «снаряды» с огромной кинетической энергией в качестве оружия. Мысль не оригинальная, уже с 2000 годов США работает над этим проектом, его первоначальное название «стрелы бога». Предполагалось, что объекты на земле будут поражаться вольфрамовыми стрелами длиной около шести метров и, весом около ста килограмм. Кинетическая энергия такой стрелы, на таких скоростях составляет приблизительно 0,1-0,3КилоТонн тротилового эквивалента. Вот как этот проект представлялся тогда, более 10 лет назад:
Проект в последние годы ушел в тень, либо о нем забыли, либо наоборот, он перешел в стадию серьезных конструкторских работ и соответственно приобрел гриф «Совершенно Секретно».
Второе вероятнее, уж больно заманчивая перспектива, только вот со спутника, как первоначально это предполагалось это оружие эффективно не применить, законы баллистики неумолимы. Нацеливание на объект приведет к резкому снижению скорости такой вольфрамовой стрелы, а следовательно всей энергии в точку поражения она не донесет, в лучшем случае скорость стрелы в точке поражения будет 5-6 км/сек..
Выход один, первоначальное нацеливание производить коррекцией орбиты самого спутника, а для этого используют не привычные нам спутники, а маневрирующие орбитальные системы, у нас это почившая в бозе «Спираль» и ее носитель «Стрела». У американцев тема не умерла, наоборот, именно сейчас очередной Шатл X-37B находится в космосе. Вот как он выглядит:
Одно из очевидных применений этого беспилотного аппарата,- космический бомбардировщик, вооруженный уже описанными ранее «стрелами бога».
Так что орбитальное кинетическое оружие это будущее локальных конфликтов, идеальное, между прочим. Но это не наша тема, вернемся к «нашим баранам», традиционным пороховым технологиям.
Кинематика разгона снаряда
Орудийная установка по принципу своего действия неизменна с момента своего изобретения, это цилиндр (ствол), поршень (снаряд) и размещенный между ними заряд (пороховой). В такой схеме скорость снаряда в пределе определяется скоростью разлета продуктов горения заряда, эта величина составляет максимум 3-4 км/сек и зависит от давления в объеме горения (между снарядом и дном поршня).
Современные артиллеристские системы подошли к теоретическому пределу скорости снаряда в этой кинематической схеме и дальнейшее повышение скорости практически невозможно.
Значит схему нужно менять, но есть ли вообще возможность разогнать снаряд до скорости большей чем могут обеспечить продукты горения пороха? На первый взгляд нельзя, невозможно толкать снаряд быстрее, чем скорость газов, осуществляющих этот скоростной напор.
Но моряки давно научились разгонять свои парусные суда до скоростей больших чем скорость ветра, в нашем случае это прямая аналогия, движущаяся газовая среда передает свою энергию физическому объекту, вот их последнее достижение:
Это «чудо» при скорости ветра в 40км/час за счет «косого» паруса способно двигаться со скоростью в 120 км/час, т.е в три раза быстрее чем движущая этот парусник воздушная среда. Этот, на первый взгляд парадоксальный результат удается достичь из-за того что скорость является векторной величиной и движение под углом к направлению ветра с помощью «косого» паруса возможно быстрее самого ветра.
Так что артиллеристам есть у кого заимствовать новые принципы разгона снарядов, подходящий принцип есть у портных, вернее, у их основного инструмента, - ножниц.
Эффект смыкающихся лезвий
Есть такое понятие, «мысленный эксперимент», все что касается дальнейшего предполагает наличие воображения, хотя бы на бытовом уровне.. одиннадцатилетнего ребенка.
Представьте мысленно ножницы, они разведены, их кончики предположим разведены на сантиметр, а лезвия имеют точку смыкания на расстоянии 10 сантиметров от кончиков.
Начинаем их смыкать «до упора».
Так вот, за время пока кончики будут проходить один сантиметр, точка смыкания переместится на десять сантиметров.
В такой системе скорости перемещения физических объектов будут максимальны на кончиках ножниц. Но, самое главное, точка приложения сил (точка смыкания лезвий) будет перемещаться со скоростью в 10 раз большей, чем скорости физических объектов в такой системе. Поскольку за время смыкания (пока кончики ножниц проходят один сантиметр) точка смыкания переместится на 10 сантиметров.
Теперь представьте, в месте пересечения лезвий, (в точке смыкания) помещен небольшой физический объект (к примеру шарик), так вот он будет перемещаться со скоростью смещения точки смыкания, т.е. в десять раз быстрее чем кончики ножниц.
Этот незамысловатая аналогия позволяет понять, как можно при заданной скорости физического процесса, получить точку приложения сил, двигающуюся существенно быстрее самого физического объекта.
И более того, как эта точка приложения сил может разгонять физические объекты до скоростей значительно превышающих скорости перемещения физических объектов участвующих в разгоне (лезвий в нашем примере).
Будем для простоты называть этот механизм ускорения физических объектов «эффектом смыкающихся ножниц» .
Я думаю это просто понять даже не знающему основ физики человеку, по крайне мере моя 11летняя дочь сразу, после того как я ей это объяснил, выдала мне очевидную ассоциацию, сказав: «.. да это все равно как лимонную косточку пальцами пулять…».
Действительно, дети гениальные в своей простоте давно используют этот эффект для своих шалостей, зажимая скользкую семечку большим и указательным пальцем и «стреляя» из такой импровизированной разгонной установки. Так что этот метод уже применялся многими из нас на практике в детстве…
Разгон пуль методами «смыкающихся ножниц» и «векторного сложения скоростей»
Кому-то может показаться что автор первооткрыватель новых технологий, кому-то наоборот, может показаться что он фантазер. Не надо эмоций, пока я ничего нового не придумал. Эти технологии уже используются в реально существующих артиллерийских системах, основанных на принципах кумулятивного взрыва. Только слова там используются слишком мудреные, а как известно: «как корабль назовешь, так он и… полетит».
Кумулятивный эффект был случайно открыт в 30 годах прошлого века и сразу нашел применение в артиллерии. Кумулятивный заряд для разгона струи газов использует сразу два упомянутых выше эффекта,- эффект векторного сложения скоростей и эффект смыкающихся ножниц. В более продвинутых реализациях в кумулятивную струю помещают металлический сердечник, который этой струей разгоняется до скорости самой струи, так называемый «ударное ядро».
Но эта технология имеет физический предел, скорость детонации – 10км/сек (предельное) и угол раскрытия кумулятивного конуса – 1:10 (физический предел прочности). В результате получаем скорость истечения газов на уровне 100-200 км/сек. Теоретически.
Это очень не эффективный процесс, большая часть энергии тратится впустую. Кроме этого есть проблема с нацеливанием, которое зависит от равномерности подрыва кумулятивного заряда и его однородности.
Тем не менее технология уже вышла из лабораторий и применяется в штатных вооружениях с середины восьмидесятых годов прошлого века, это известная противотанковая «мина» ТМ-83 с зоной поражения более 50 метров. А вот последний, и причем отечественный пример:
Это противовертолетная «мина», дальность «плевка» кумулятивного заряда до 180 метров, поражающий элемент выглядит приблизительно так:
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).
Давайте назовем все своими именами, ударное ядро,- это Высокоскоростная пуля , только разогнанная не в стволе, а в струе газов. А сам кумулятивный заряд это Бесствольная артиллерийская установка , именно это нам и надо для реконструкции оружия с перевала.
Скорость такой пули 3км/сек, она очень далека от теоретического предела технологии в 200км/сек. Объясню почему,- теоретический предел скорости достигается в ходе научных экспериментов в лабораторных условиях, там достаточно в ходе экспериментов получить хотя бы один рекордный результат. А в реальных вооружениях техника должна срабатывать со сто процентной гарантией.
Метод разгона объекта кумулятивной струей при маленьких углах смыкания взрывного конуса (25-45градусов) не дает точного прицеливания и часто ударное ядро просто выскальзывает из фокуса газовой струи, уходя, что называется в «молоко».
Для боевого применения кумулятивную выемку делают с углом смыкания больше 100 градусов, при таких углах кумулятивной выемки скорость более 5км/сек достичь невозможно даже в теории, но зато технология работает надежно и применима в боевых условиях.
Можно ускорить процесс «смыкания ножниц», но в этом случае следует отказаться от метода детонации для формирования точки приложения сил во взрывном канале. Для этого нужно чтобы взрыв проходил по трассе разгона пули с большей скоростью нежели может обеспечить механизм детонации.
Схема подрыва в таком случае должна обеспечивать одновременный подрыв ВВ по всей длине взрывного канала, а эффект ножниц получать за счет конусного расположения стенок взрывного канала, как это представлено на рисунке:
Создание схемы одновременного подрыва взрывчатого вещества в канале разгона пули вполне посильная задача для современного технологического уровня.
И кроме того будет сразу решен вопрос физической прочности, трубка из детонирующего вещества не успеет разрушиться за время пролета пули, поскольку механическая нагрузка будет передаваться медленнее чем пойдет взрывной процесс.
Для пули важна именно точка приложения силы, единственная проблема, это контроль за скоростью перемещения точки приложения силы, таким образом, чтобы пуля была всегда в этой точке, но об этом позже, это уже техника а не теория.
Осталось разобраться с масштабированием процесса разгона такой пули, а именно в каких массо-габаритных параметрах реализовать этот теоретический механизм на практике.
Закон масштабирования RTT
Мы живет в стойких заблуждениях, примером такого заблуждения является ассоциативная связка понятий: «больше,- значит мощнее». Артиллерийская науки очень консервативна и полностью подчиняется пока этому принципу, но ничто не вечно под луной.
До недавнего времени эта ассоциативная парадигма была во многом правильной, и менее затратной с точки зрения практической реализации. Но сейчас это уже не так, прорывы технологий осуществляются там, где принципы меняются на прямо противоположные.
Приведу пример из своей профессии, вычислительные машины за 20-30 лет уменьшились в объеме в 1000 раз, а вычислительная мощность их поднялась при этом также в тысячу раз.
Я бы этот пример обобщил до глобально масштаба, сформулировав в виде закона, например так: «Увеличение эффективности физического процесса обратно пропорционально объему используемого для реализации данного процесса» .
Назову его законом R_T_T, по праву первооткрывателя, вдруг название приживется?
Знаменитым стану!
Шутка конечно, но в каждой шутке есть доля правды, вот и постараемся доказать артиллеристам, что их инженерная наука подчиняется тоже этому закону.
Посчитаем «наших баранов», зная давление газов продуктов сгорания ВВ, массу «микропули», ее эффективную поверхность можно посчитать дистанцию разгона, другими словами длину ствола в котором ускоряется «микропуля» до заданной скорости.
У меня получилось что такую «микропульку» до 1000км/сек можно разогнать на дистанции всего 15 сантиметров.
Наши «ножницы» смыкаются с удвоенной скоростью газов продуктов взрыва - 20км/сек, значит для получения скорости смыкания в 1000км/сек и входного калибра диаметром 1мм для взрывного канала длинной 150мм., выходной калибр должен составлять 1,3мм..
Осталось понять, а сколько ВВ нужно для такого разгона, но тут все просто, физика универсальна и ее законы неизменны, для разгона пули в миллион раз легче и в тысячу раз быстрее нашего эталона,- винтовочной пули потребуется ровно столько же энергии, сколько и для разгона обычной винтовочной пули.
Следовательно, энергия ВВ должна остаться неизменной, но характер ВВ должен быть иной, порох не подходит, слишком медленно горит, нужно детонирующее ВВ. Другими словами нужно из 5 граммов ВВ, типа гексогена сделать трубку длинной 150мм. и входным диаметром 1мм. а выходным 1,3 мм..
Для прочности и концентрации взрыва вовнутрь канала пролета «микропули» нужно поместить эту конструкцию в прочный металлический цилиндр. И умудриться на всей дистанции пролета «микропули» произвести одновременный и равномерный подрыв ВВ.
Подведем итог, физические принципы для разгона пули до скоростей в 1000км/сек имеются даже на основе пороховых технологий, более того эти принципы используются в реальных системах вооружения.
Только не надо сразу кидаться в лаборатории и пытаться реализовать такую взрывную разгонную систему, есть одна существенная проблема, начальная скорость «микропульки» в таком взрывном канале должна быть больше скорости смыкания взрывных фронтов, иначе эффект «смыкающихся ножниц» не сработает.
Другими словами, чтобы инжектировать «микропульку» во взрывной канал ее нужно предварительно разогнать до скорости приблизительно 10км/сек., а это совсем не просто.
Поэтому технические подробности реализации такой гипотетической стрелковой системы оставим для следующей части этой статьи, так что продолжение следует….
Ctrl Enter
Заметили ошЫ бку Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Согласно концепции, на орбиту будут выведены аппараты, вооруженные вольфрамовыми стержнями длиной менее метра и весом 18 килограммов. После запуска такие стержни разгоняются до более, чем 2,5 километров в секунду и спустя несколько минут поражают цель в любом уголке планеты. Кинетическая энергия по воздействию равняется эффекту от небольшой ядерной боеголовки, но без радиации, а перехватить такой стержень невозможно.
Пару лет назад американцами был запущен на орбиту космический аппарат X-37B, который провел в космосе больше года. Его миссия до сих пор секретна, но существует мнение, что он запускался для тестов и проверки боевой системы "Стрелы бога".
"Черная рука"
Еще один засекреченный проект, на этот раз принадлежащий Советскому Союзу. Все помнят знаменитые ракетоносители "Энергия", каждый из которых при стартовой массе 360 тонн мог выводить на орбиту высотой 200 км полезный груз массой 30 тонн. Так вот, они создавались не только для вывода на орбиту уникальных кораблей "Буран", но и боевых платформ, способных нести стратегические ракеты. |
Всего должно было быть от шести до двенадцати таких платформ, на каждой из которых размещался экипаж в три человека. "Бураны" как раз должны были доставлять боеголовки и экипаж. К лету 1991 года были готовы все элементы "Черной руки", которые планировалось разместить на геостационарных орбитах над США и Европой. Получался шах и мат, но СССР "погиб" раньше, чем был осуществлен этот проект.
Спутники-камикадзе СССР
Стрелять по вражескому спутнику из пушки – дело неблагодарное: нужны точные расчеты, да и скорости в безвоздушном пространстве совсем другие. Как всегда советские ученые, решая задачу по уничтожению, нашли простой и эффективный способ. Было решено построить спутник-камикадзе, который, сближаясь со своим американским коллегой, подрывался, гарантированно уничтожая вражеский сателлит. Вес первых советских спутников-убийц составлял примерно 1400 килограммов, устройство делилось на два отсека: в одном размещалась система управления, во втором – 300 кг взрывчатки и двигательный отсек. |
Обшивка аппарата была изготовлена таким образом, что после взрыва он распадался на огромное количество фрагментов, которые разлетались с большой скоростью. Радиус гарантированного поражения оценивался в 1 километр, причем по ходу движения спутника поражалась цель на расстоянии до 2 километров, в противоположном направлении – всего 400 метров. Первый пуск состоялся уже 27 октября 1967 года, тогда на орбиту был выведен "Истребитель спутников", созданный в КБ С.П.Королева и известный как "Космос-185". Выведение спутника на орбиту было осуществлено с использованием боевой межконтинентальной баллистической ракеты Р-36.
После ряда успешных испытаний проект был свернут в 80-х годах, с появлением более эффективного оружия – противоспутниковых ракет, которые несли истребители-перехватчики МиГ-31.
Орбитальный бомбардировщик Falcon
Американцы разрабатывают весьма многообещающую программу Falcon (Force Application and Launch from CONUS, "Применение силы и запуск с CONUS"). На нее американскому военно-техническому агентству DARPA было выделено порядка 308 миллионов долларов. |
Предполагается, что новый гиперзвуковой бомбардировщик сможет доставить до 5,5 тонн в любую точку мира в пределах двух часов. Летать Falcon должен со скоростями, близкими к первой космической (9–22 Мах) в диапазоне высот 30–50 км.
Если американцам удастся реализовать этот проект (несколько запусков было произведено, но удачными их назвать сложно), то они получат возможность нанести первый обезоруживающий удар по армии противника.
Противоспутниковые ракеты
Это оружие более чем реально, и успешно испытано несколькими странами, например, Китаем. Местным военным удалось сбить небольшой спутник FY-1C серии Fengyun (длина порядка 2 метров), летящий со скоростью 25 тыс. км/ч на высоте 865 км. Пуск ракеты, уничтожившей сателлит, был произведен с мобильной пусковой установки с космодрома Сичан. Второе испытание ракеты, получившей западное обозначение SC-19 (разработана на базе баллистической ракеты КТ-2), было проведено в январе 2010 года. |
Надежды американцев связаны с системой Aegis. Ракета RIM-161 Standard Missile 3 (SM-3), входящая в ее состав, способна поражать спутники. С ее помощью военные США сбили 21 февраля 2008 года военный спутник USA-193, вышедший на нерасчетно низкую орбиту.
