Войти на сайт Зарегистрироваться Забыли пароль?

Гиперзвуковое гибридное ружъё Гаусса

Андрей_К
3211
№1
21.08.2013 02:53
В пороховых ружьях препятствием к увеличению скорости пули является скорость молекул газа.
Как не увеличивай размер заряда, а быстрее чем движутся молекулы при его сгорании пулю не разгонишь.
Вся энергия будет бесполезно уходить на нагрев воздуха.

С другой стороны пулю до гиперзвуковых скоростей можно разогнать используя иные физические принципы.
Например существует т.н. "Ружьё Гаусса".
Недостатком его, препятствующим практическому применению, является слишком низкая мощность существующих аккумуляторов.

Почему бы не совместить два вида оружия, сделав гибрид?

В современных карабинах пуля , массой 9г , разгоняется до скорости 800м/с - это 2880 Дж
Для этого приходиться сжигать 3г пороха трятя энергию 8400 Дж

Можно ли часть этой энергии "спасти" , получив её в виде электричества?
Почему бы и нет?
Если пороховые газы отводить в некую турбину электрогенератора, то одновременно с разгоном пули, газы будут генерить электроэнергию.
2880 Дж ,если они выделяться за время 0.01 с , создадут 2880/0.01 = 288 киловат электроэнергии.
Которую можно потратить на дальнейший разгон пули сверх 800 м/с
Мало того, можно будет увеличивать заряд и даже если его мощность не добавляет ничего к "химическому ускорению" пули, но зато он добавит к электрогенерации.

Т.е. для нашего гибриднго ружья не нужны будут тяжелые и грамоздкие акуумуляторы - вся необходимая электроэнергия может вырабатываться во время выстрела.

Ружье будет выглядеть почти также как обычное, но только в прикладе добавиться газовый генератор, а дуло будет удленено насадкой - катушкой ускорения.
Тяжелых аккумуляторов не понадобиться, поэтому вес ружья увеличиться незначительно.
До 800 м/с пуля будет ускоряться химическим путем, а затем в насадке - электрическим.

Электроэнергия ,полученная из торможения отработанных газов - это не будет энергия отобранная у пули - эта энергия будет отобрана от бесполезного нагрева воздуха, от звуковой волны и частично от отдачи (она будет смягчена).
Все вредные эффекты сопровождающие выстрел будут переработаны на электроэнергию, которую можно с пользой потратить на дальнейшее ускорение пули.
При этом сама пуля почти ничего не потеряет.
Во время выстрела максимальное давление создается в зоне горения пороха (у дна пули), и падение среднего давления в стволе не повлияет на давление газов в зоне горения, а само горение пороха прекращается незадолго до вылета пули из ствола.

Ну и в заключение следует сказать, что умение ружья получать электроэнергию из патронов - уже само по себе является полезным бонусом, - в боевых условиях солдату непременно понадобиться заряжать свои многочисленные гаджеты, а розетки может рядом не оказаться.
+2
Сообщить модератору
№2
vovanya
Удалено 2014.03.01 16:58
Андрей_К
3211
№3
21.08.2013 17:50
Любой вид оружия может войти в обиход только в результате эволюционного цикла.
Не может сразу появиться что-то на новых принципах - военные никогда не откажутся от чего-то надежного и проверенного - вот и для ружья Гаусса может быть следующий путь эволюции:

1) Сначала войскам может понадобиться зарядное устройство, работающее от энергии выстрела.
Что-то типа "глушителя" - накручивается на дуло автомата, в него требуется выстрелить, а этот пулеуловитель погасит энергию пули и вырывающихся из ствола газов и преобразует её в электроэнергию.
После чего от устройства можно будет заряжать гаджеты.
Такое устройство может войти в некий "комплект солдата будущего".
2) Дальнейшая эволюция может привести к идее встройки электрогенерирующего устройства прямо в оружие.
Если потребуется просто получить энергию не стреляя, то можно использовать специальные холостые патроны.
3) Когда КПД подобных устройств станет настолько большим, что энергию будет уже некуда девать, вот тогда могут и появиться и ускоряющие насадки Гаусса - для поражения сильно бронированных целей.
Как ,в свое время, появились противотанковые ружья.
4) Ну и вершина всего - полноценное ружьё Гаусса, где вместо аккумулятора - патроны "батарейки" - просто холостые патроны, вся задача которых - дать энергию для выстрела (ну и по прежнему для зарядки мобильников).
+4
Сообщить модератору
siamsky
900
№4
11.09.2013 20:31
подкину дров :)
если повысить температуру сгорания (детонации) ВВ до 5000-6000К, то возрастёт не только скорость пули, но и можно будет обойтись без турбины-генератора: гиперзвуковой поток плазмы (заряженных частиц), выходя через ствол, сам по себе будет генерировать электроэнергию в "разгонной" катушке - безо всяких механических приблуд :)
0
Сообщить модератору
Андрей_К
3211
№5
11.09.2013 22:02
Не уверен что КПД такого генератора будет выше чем КПД обычной турбины.
Ведь чтоб полностью утилизировать энергию выстрела , надо полностью погасить скорость вылетающих газов до нуля и их температуру до комнатной температуры.
А без этого будут утилизированы небольшие проценты от затраченного.

А вообще, температуру не обязательно повышать.
Можно просто подмешивать в воздух электроны ,при помощи какого ни будь слабого разряда, и поток воздуха станет заряженным - т.е. электрическим током из которго уже и извлекать энергию.

Ну т.е. между двумя конденсаторами организуется пробой ... но электроны не достигают катода, поскольку их сносит поток воздуха.

Еще есть вариант использовать ... обычное трение - подобно тому как добывали электричество на заре исследований - трением янтря шерстью - воздух тахже может трением выбивать электроны с какой ни будь особой сетки и таким образом создавать разность потенциалов.

Но КПД ...
0
Сообщить модератору
Андрей_К
3211
№6
12.09.2013 13:40
Вот еще одна мысль.
Если бы пороховые газы не рассеивались по всему объёму ствола, то пуля бы разгонялась под большим давлением и на всем протяжении ствола.
Этого можно добиться химическим способом - сделать более плотные и быстрее взрывающиеся пороха, чтоб они сгорали с одного конца, ускоряя пулю и еще не начавший гореть порох (как у ракеты).
А чтоб этот "быстрый порох" не взорвался сразу и весь - положить его слоями , перемежая с каким ни будь замедлителем (глицерином).
Но и электричество тут может еще помочь - если эти пороховые газы как-то зарядить то их можно будет затормозить в сильном магнитном поле и они не смогут быстро рассеяться по стволу и следовательно рядом с пулей будет всегда повышенное давление.

Ружьё Гаусса как раз создает сильное магнитное поле, если вместе с разгоном пули оно также будет тормозить пороховые газы, препятствуя их рассеянию по стволу, то это еще больше увеличит эффективность.
Может можно сделать эти газы с какими ни будь магнитными свойствами?
Чтоб поле толкало вперед не только пулю, но и газы?
0
Сообщить модератору
siamsky
900
№7
13.09.2013 02:32
продолжу Вашу мысль :)
пороховой заряд держать не в гильзе - а в хвостовике пули! сделать из неё мини-ракету - т.е. сама пуля будет создавать себе импульс (даже после выхода из ствола!).
при прочих равных - пролетит дальше..
Собственно, и гильза как таковая уже не понадобится - боёк может бить по самому хвостовику пули, где будет инициирующее ВВ. Только надо решить проблему герметичности ствольной коробки. В самом простом варианте, в однозарядной винтовке со скользящим затвором, идею можно воплотить уже сегодня, но для автоматов придётся пошуршать извилинами :)

п.с. впрочем, если уж внедрять технологии :), то попробуем обойтись без бойка - будем "пробивать" капсюль электромагнитным импульсом. Тогда можно добиться полной герметичности и высокого КПД выстрела
+2
Сообщить модератору
Андрей_К
3211
№8
13.09.2013 11:21
Ну , с такими пулями уже давно экспериментировали
http://www.dogswar.ru/armii-mira/vooryjenie/3373-k-voprosy-o-porohovo.html
Цитата
В начале 50-х увлечение активно-реактивным стрелковым оружием с подачи Ф.Де Ла Матера с его «Жироджеттом» прошлось практически по всем странам, имеющим ВПК, способный к самостоятельным конструкторским разработкам., да так и заглохло. Стрелковое оружие имеет свою особенную специфику, при которой применение «маршевого ракетного мини-двигателя» - спорно и проблематично. Причин тому – десятки. От демаскирования и ослепления стрелка до проблем с высокоростной гироскопической стабилизацией истекающей реактивной струи малого размера (кучность,  рассеивание и так далее).

Цитата
Но, несмотря на ряд оригинальных технических решений, добиться от реактивных образцов желаемой точности и кучности стрельбы так и не удалось. В начале 70-х годов работы над реактивным стрелковым оружием были практически свернуты». Принципиальное решение проблемы лежит в иной плоскости. В плоскости применения в классических ствольных системах метательных веществ, продукты сгорания которых имеют скорость распространения большуу, чем скорость пороховых газов. При этом вовсе не обязательно сохранять теплотворную способность этих веществ на уровне порохов. Она может быть и меньше, это компенсируется увеличением общего массового объема.
+2
Сообщить модератору
Вадим
118
№9
13.09.2013 22:41
При таких скоростях пуля сгорит. Вылетят яркие красивые искры и все.
Так же, как при выстреле в воду - пистолетная пуля проходит несколько метров и ложится на дно, а пуля высокомощной винтовки разлетается в стружку.
0
Сообщить модератору
Андрей_К
3211
№10
14.09.2013 11:02
Стреляют же гиперзвуковыми снарядами (в лабораториях) и не сгорают.
Даже метеорит в атмосфере земли (11 км/с-45км/с) не сразу сгорает, а успевает пролететь несколько километров... хотя до поверхности не долетает.
0
Сообщить модератору
Peter Tsk
4211
№11
14.09.2013 12:44
Мне кажется, что страстное желание Новизны мешает воспринять всё совершенство существующего огнестрельного оружия :)

Нужно только захотеть прорекламировать его существующие достоинства... :))
И даже громкий звук выстрела и его пламя имеют свой положительный психологический эффект,

Слышал байку, что бывали случаи, когда многочисленная атакующая сторона не слыша ответного огня из бесшумного оружия, не взирая на потери, пёрла вперёд и выполняла свою задачу...
+1
Сообщить модератору
Peter Tsk
4211
№12
14.09.2013 13:17
Мне более по душе направление мыслей коллеги siamsky

Меня эта мысль тоже давно "мучит". Кратко и по-простому суть идеи можно выразить так: что если гильзу развернуть на 180 град, соединить её с пулей, при этом диаметр "гильзы" сделать равным диаметру пули...
Но контраргументы, подобные приведённым в посте Андрей_К [8], известны и нужно думать как их "обходить".

А так, идея мне представляется красивой: весь_патрон = новая_пуля;
  • используется нарезное оружие (!) практически классической конструкции;
  • скорость сгорания подбирается равной времени движения пули в стволе;
  • донце делается сгораемым (тонкая фольга);
  • капсюль делается кольцевым и располагается по внутреннему краю торца "пули-патрона"...

+ нет экстракции гильзы, - нет основного бокового возмущения! более высокая точность и кучность;
+ сгорающее топливо толкает пулю непосредственно, а не только через поршень газов (боее низкие нагрузки на ствол и пулю, достижимы более высокие скорости);
+ ещё что-то было не могу с налёту вспомнить...

ИМХО, главный-преглавный минус этой идеи: камера (размещённая в пуле), в которой будет происходить сгорание 'топлива', будет принимать на себя всё давление, создаваемое в стволе и это давление, будет стремиться её раздуть, что приведёт к увеличению трения
внешних стенок хвостовой части движущейся пули и её заклиниванию с последующим разрывом ствола...
:))
+1
Сообщить модератору
Андрей_К
3211
№13
14.09.2013 18:03
Про реактивную пулю внутри ствола я согласен.
(хотя можно сделать для этого отдельную тему)
Раздувание пули легко устраняется ... уменьшением её диаметра - расчитать или экспериментально измерить на какую величину пуля раздувается в процессе и соответственно уменьшить её диаметр - тогда она даже раздувшись не застрянет.
А если пуля будет постоянно раздуваться - то можно конический ствол сделать.

Ну и сделать слоистый заряд.
Слой взрывчатки перемежается со слоем замедлителя, так чтоб взрыв происходил сразу в одном слое взрывчатки и создавал направленный взрыв.
А слой замедлителя не только регулирует скорость сгорания, но и следит, чтоб зона горения распространялась равномерно от одного конца к другому , создавая взрывную волну строго в одном направлении.

К стати, для такой пули зазор между стволом и пулей не критичен - толкает то её реактивная струя, а не давление в стволе.
А кручение будет задано на последнем участке - при вылете.
Зато тогда ствол можно сделать "дырявым" - использовать дыры для генерации энергии ну или просто как глушитель или компенсатор отдачи.
0
Сообщить модератору
в ладу мир
260
№14
15.09.2013 15:47
Ну на счет того что пуля раздуется и заклинит в стволе за это можно не боятс. Это все расчитываетсЯ и проектмруется. Все это конечно интересно. Но где этот гиперзвук нужен? Чес плох простой выстрел из винтоыки?
0
Сообщить модератору
Андрей_К
3211
№15
15.09.2013 16:58
Цитата
Чес плох простой выстрел из винтоыки?
Гиперзвуковой пулей можно сбивать ракеты, а обычные в них не попадут.
Гиперзвуковые пули также опасны для бронированной техники (как когда-то были опасны противотанковые ружья).
Ну и можно поражать противника внутри помещений - прямо сквозь стену.
А еще рыбу глушить, вместо динамита.
0
Сообщить модератору
tупырь
516
№16
22.09.2013 23:51
Цитата
Меня эта мысль тоже давно "мучит". Кратко и по-простому суть идеи можно выразить так: что если гильзу развернуть на 180 град, соединить её с пулей, при этом диаметр "гильзы" сделать равным диаметру пули...
В принципе, необязательно делать гильзу. Если представить выстрел как миниатюрную твердотовливную ракету, где донце пули жестко соединено с шашкой порохового заряда, с поджигом последнего с обратной от пули стороны, то роль корпуса  для такой микроракеты будут исполнять стенки ствола. Можно тогда подумать и о безгильзовом оружии. Плюс игрой с составом горючей смеси можно легко управлять характеристиками боеприпаса. Например дозвуковые боеприпасы, внешне от обычных отличающиеся только маркировкой.
+1
Сообщить модератору
Андрей_К
3211
№17
23.09.2013 01:09
Цитата
роль корпуса  для такой микроракеты будут исполнять стенки ствола
И все же лучше так не делать.
В пуле-ракете будет применяться порох с большими скоростями детонации, это может повредить ствол, увеличить его износ.
Не так уж и трудно просверлить в пуле отверстие и в него заложить заряд.
0
Сообщить модератору
Вадим
118
№18
23.09.2013 05:10
Пуля на гиперскорости сгорит - масса маленькая.
0
Сообщить модератору
ArtemLV
132
№19
23.09.2013 15:30
Цитата
Пуля на гиперскорости сгорит - масса маленькая.
У света масса тоже маленькая
0
Сообщить модератору
Андрей_К
3211
№20
23.09.2013 16:32
Пластмассовая пуля разгоняется до 4-12км/с и не сгорает.
http://www.youtube.com/watch?v=-Kb33QfS5jI&list=PLF4243CD7EB0A9866
0
Сообщить модератору
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
  • Обсуждаемое
другие обсуждаемые темы