Огонь! Об оружии и боеприпасах

…По себе знаю, как тянет «пощупать» явление своими руками, ощутить его возможности и взаимосвязи. Ну что за опыт с карандашами — это всего лишь иллюстрация! Беда домашнего естествоиспытателя в том, что эксперименты со взрывчаткой обязательно привлекут к его личности внимание государственных органов, которые, возбудившись, причиняют неприятности, вряд ли относимые к категории незначительных. В случае же с кумуляцией есть счастливая возможность такого внимания избежать.

Начать можно с наблюдений за падением в воду шарика (он должен быть несмачиваемым, например — из пластилина). При падении и погружении в воду, шарик создаст в ней полость, «схлопывание» которой приведет к формированию струи, бьющей вверх. Но струя эта будет «толстой» и невысокой.

Улучшить этот «кумулятивный заряд» можно, применив наполненную водой пробирку: отпущенная в строго вертикальный полет с высоты 5–6 см, она, при ударе о твердую поверхность, «выдаст» мощную, тонкую струю, бьющую выше, чем на метр. Кумулятивная воронка образуется в фазе полета — мениск смачивающей стекло воды в невесомости стремится принять вогнутую форму Потом — удар и стенки выемки устремятся вниз, «схлопывая» полость и формируя струю. Освоив «низковысотные» опыты, можно, пожертвовав пробиркой, отпустить ее на пол от уровня груди. Удачное, но редкое стечение обстоятельств может привести к тому, что капли — элементы КС — достигнут потолка.

Но опять же — не то: да, образуется струя, но что она может? Для углубленных исследований придется подобрать на свалке старый телевизор.

КС будет сформирована без взрыва — за него сыграет высоковольтный разряд в воде. Разрядник изготовим из обрезка «телевизионного» кабеля РК-50 или РК-75 внешним диаметром 10 мм. К оплетке припаяем медную шайбу с отверстием 3 мм — соосно с жилой. Другой конец кабеля зачистим на длину 6–7 см, укрепим на нем конденсатор, соединив его с центральной (высоковольтной) жилой.

Роль воронки выполнит мениск воды. Желательна большая глубина «воронки», а значит, стенки трубки должны хорошо смачиваться.

Стеклянная неприятна тем, что разлетается на осколки. Хорошо смачиваемый эбонит редок, но выход есть: вкладыш из бумаги в трубке из любого диэлектрика — такой, что внутренний диаметр капилляра составит 6–8 мм.

О воде. Та, что из-под крана — не годится: она хорошо проводит и ток пройдет по всему объему. В воде же для инъекций, приобретенной в аптеке, солей нет и вся энергия разряда выделится в области пробоя, смоделировав взрыв.

Пробить воду между шайбой и жилой кабеля, должно высокое напряжение — для этого и нужен телевизор, в котором есть высоковольтный источник. Работа с напряжением 25 киловольт, которое подается на кинескоп, требует навыка, поэтому, если есть источник на 6–7 киловольт, лучше использовать его. Для желательной в опытах энергии разряда в 10 Дж, напряжение U имеющегося у вас источника определит и емкость С конденсатора (вспомним, что эти величины, связаны с запасаемой энергией Е зависимостью: Е = CU²/2). После каждого опыта конденсатор обязательно надо закорачивать, чтобы не «дернуло» остаточное напряжение на нем, но вообще-то — этого все равно не избежать. Если нет очень серьезных проблем с сердцем, «встряхивание» будет безвредным и самым лучшим образом научит правилам безопасной работы с высоким напряжением.

Соединим разрядник и капилляр обрезком шланга для душа. Воду нальем с помощью шприца: в капилляре не должно быть пузырьков — они исказят течение воды. Убедимся, что мениск образовался на расстоянии примерно в сантиметр от разрядника.

Зарядим конденсатор (рис. 2.25) и замкнем контур изолирующей штангой. В области пробоя разовьется большое давление и образуется ударная волна (УВ), которая «побежит» к мениску и «схлопнет» его.

^{Рис. 2.25. Схема установки для формирования водяной кумулятивной струи. 1 — источник высокого напряжения, 2 — зачищенный радиочастотный кабель, 3 — капилляр с налитой водой, 4 — высоковольтный конденсатор}

Тонкую и быструю КС вы обнаружите по ее тычку в протянутую в метре над установкой ладонь или — по водяным каплям на потолке. Увидеть же ее невооруженным глазом сложно, но можно получить снимок (на черном фоне).

Для этого подойдет камера CASIO Exilim Pro EX-F1, позволяющая снимать видео со скоростью до 1200 кадров в секунду. Правда, искра «подсвечивает» КС и «бронепробитие» можно заснять недорогим обычным фотоаппаратом, открывая в темноте его затвор и затем замыкая контакт. В качестве «брони» лучше всего подойдет желатин (рис. 2.26): можно менять толщину его слоя, ставить под углом (рис. 2.27), разделить пробиваемый КС слой на два и посмотреть, будет ли пробивать КС «броню» той же толщины, но «разнесенную»…

^{Рис. 2.26. Пробитие водяной кумулятивной струей слоя желатина. Кумулятивная струя образовалась из вогнутого мениска воды, при воздействии на него ударной волны от разряда в дистиллированной воде. Энергия конденсатора коммутируется при помощи стержня из оргстекла, сближающего электроды (стержень и искра разряда при коммутации видны в центре снимка)}

^{Рис. 2.27. Выход из слоя желатина вошедшей в нее под углом кумулятивной струи}

Настроив установку, можно экспериментировать:

— менять диаметр капилляра и расстояние между воронкой и точкой «взрыва», наливая в капилляр разное количество воды;

— устанавливать в капилляре на тонких ниточках «линзы» из пластилина, меняя форму фронта УВ, воздействующей на воронку.

— не ставить в капилляр бумагу и сделать мениск выпуклым — тогда КС не образуется, а от капилляра в разные стороны полетят брызги.

Полезно знать выводы теории кумуляции:

— бронепробитие зависит не от скорости КС, а от ее длины;

— оно же зависит от соотношения плотностей брони и КС.

Но, понятно, не все выводы теории описывающей столкновение «текущих» металлов надо воспринимать как истину в последней инстанции и переносить их на «водяную» модель: неудача попытки пробить фольгу будет обусловлена не неблагоприятным соотношением плотностей, а тем, что водяная струя установки слабовата для ожижения алюминия…

…Вот и в Германии и кумуляция и другие полезные явления исследовались — тщательно, с немецкой педантичностью. Потому и имена «пионерских» образцов оружия в большинстве — немецкие. В германских оружейных фирмах существовала эффективная система поощрения сотрудников, «генерировавших новые идеи». Зарплата таких специалистов достигала 11000 райхсмарок (4500$ по тогдашнему курсу) [9] , что было выше, чем у дирекции в институтах, где они работали. Конечно, суетились вокруг неутомимые бойцы невидимого фронта, случались и аресты (понятно, необоснованные, но ведь «бдительностью дела не испортишь!»), но о том, что стимулом был не страх, а поощрение, свидетельствует ряд новаторских решений, многие из которых не потеряли актуальности и сейчас.

9

С учетом инфляции, этот уровень превышает и современную оплату профессора в университете США (12000$). В послевоенные годы потенциал поиска новых ярких решений был в значительной мере утрачен. Автор убедился в этом, посещая по приглашениям известные германские и австрийские оружейные фирмы к 90-е годы, где его собеседники придерживались сходной точки зрения. На вопрос о причинах, один из них упомянул утрату преемственности (оккупационными властями все оружейные разработки были прекращены) и низкий социальный статус специалистов-оружейников в настоящее время: с их зарплат (примерно 3 тыс. евро) взимаются все налоги, в то время как живущие на пособия налоги не платят и пользуются многочисленными льготами, из-за чего реальные доходы исследователя немногим превышают таковые деклассированных лиц

Еще несколько десятилетий после войны исследования развитых стран базировались на заделе, созданном немецкими учеными. Так, в плане исследований на 1947 г., представленном на утверждение президенту США, до 80 % разделов содержали аннотации результатов, полученных германскими учеными в соответствующих областях. В Германии насчитывались десятки научно-исследовательских учреждений и полигонов, таких как Luftfahrtforschungsanstalt (LFA).

LFA располагал несколькими видами аэродинамических труб, в том числе — обеспечивающими сверхзвуковой режим течения. Даже в самые последние недели войны продолжалось строительство еще одной, самой крупной.