Оружие на новых физических принципах

Практически в любом фантастическом произведении, а нередко и в романах, описывающих возможные военные конфликты настоящего, встречается ОНФП — оружие, основанное на новых физических принципах. К нему относятся всевозможные лазеры, плазмы, рельсотроны, пушки Гаусса и более экзотические образцы, такие как инфра- или ультразвуковое оружие, психомодуляторы и вообще несть им числа. Принципы действия ОНФП, занимаемая тактическая ниша, правовая или этическая специфика применения и вообще все, с ним связанное может очень сильно варьироваться. Объединяющий признак только один: практическое применение данного вида оружия на сегодняшний день невозможно, либо в силу каких-либо факторов нецелесообразно (но в будущем, возможно будет), при том, что общий принцип действия этого оружия обоснован современной наукой и его создание в принципе возможно. Проще говоря: в теории возможно, на практике или пока невозможно, или пока не нужно.

Если такое оружие создано, испытано и применяется в чрезвычайно узких целях, это уже не ОНФП. Хорошим примером может послужить уже упомянутый рельсотрон. Уже существуют первые вполне рабочие образцы, но штатно он пока не применяется. Таким образом, рельсотрон представляет собой ОНФП, вплотную подошедшее к грани, оделяющей его от обычного оружия, но пока ее не пересекшее.

Общая проблематика

В принципе, любое ОНФП, серьезно рассматриваемое военными (и, в большинстве случаев, писателями), теоретически способно привнести в военное дело нечто принципиально новое, что оправдает его разработку и производство. Например, боевой лазер непосредственно поражающий цель, практически не имеет подлетного времени и обладает абсолютной настильностью. Теоретически, это может позволить отказаться от всей баллистики оружия, стреляющего прямой наводкой. Не нужно будет никаких упреждений, баллистических таблиц и переменных прицелов. Кроме того, дальность прямого выстрела увеличится, по сути, до горизонта. Однако все эти преимущества упираются в практическую сложность: боевой лазер, способный прожигать в цели дырки, и способный надежно поразить пехотинца с расстояния в 400 м, будет размером с 3-этажный дом и требовать для стрельбы средней мощности электростанции, а стоимость каждого выстрела будет сопоставима со стоимостью противотанковой ракеты. Но самое главное, что задача поражения пехоты на расстоянии до 400 м гораздо проще решается обычным автоматом.

Таким образом, все ОНФП объединяет то, что на данном этапе развития технологий и производства, оно проходит по ведомству «Круто, но абсолютно непрактично». с течением времени ОНФП перемещается в раздел «Круто, но трудно», затем в «Круто и практично» и так далее. Когда-то статус ОНФП имело огнестрельное оружие.

Примеры

Огнестрельное оружие на жидком метательном веществе (ОЖМВ)

Во второй половине прошлого века оно было создано независимо друг от друга в США, СССР, Германии и Великобритании, испытано… и, увы, отправилось если не на свалку истории, то, как минимум, ждать технологического прорыва: довести оружие с ЖМВ до хотя бы условной конкурентоспособности с традиционным до сих пор не представляется возможным. Таким образом, оно полностью соответствует требованиям: имеет большой потенциал, который нельзя реализовать сегодня из-за недостаточной технологической базы.

ОЖМВ представляет собой обычный огнестрел, но в качестве метательного заряда используется не порох в гильзе, а одно- или двухкомпонентное горючее вещество, содержащееся в емкости, являющейся частью оружия, а не боеприпаса. При этом на каждый выстрел расходуется лишь небольшая его часть. Боеприпасы не имеют собственного метательного заряда, а представляют собой лишь поражающие элементы. Зачем такие ребусы? Они дают ряд существенных преимуществ. Предполагается, что стрелок может регулировать расход жидкого топлива, таким образом самостоятельно определяя оптимальный режим стрельбы. Например, при стрельбе вверх, через неплотное препятствие или на большое расстояние расход увеличивается, при стрельбе на малые дистанции или при необходимости снизить вероятность рикошетов — уменьшается. Почему тогда такое замечательное решение никто не использует? Потому что механическим путем отмерять нужное количество топлива с необходимой точностью без компьютера невозможно.

Плюсы:

• чрезвычайно широкие возможности по управлению режимами огня (см выше);
• радикальное снижение массы носимого боекомплекта;
• широкие возможности по модульности оружия, вплоть до быстрой смены калибра;
  • следует отметить, что это достижимо и без ЖМВ;
• увеличение при прочих равных точности огня благодаря тому, что при сгорании жидкого топлива пиковые значения давления газов ближе к среднем, чем у твердого топлива;
• увеличение практической скорострельности и упрощение устройства оружия за счет исключения необходимости экстракции гильзы;
• в боевой технике — возможность придать ёмкости с ЖМВ любую форму, разместить практически в любом месте и, следовательно, максимально защитить её.

Минусы:

• необходимость точно отмерять массу топлива, особенно в случае с двухкомпонентным топливом. В каждом автомате ставить компьютер (по сегодняшним меркам задача не столь страшная) и прецизионный насос — дорого и ненадежно;
• увеличение массы самого оружия («цена» за облегчение боекомплекта);
  • стоит, правда, отметить, что масса оружия возрастает заметно меньше, чем снижается масса боекомплекта; а вот объём — дичайше. Стехиометрическое отношение: воздуха требуется столько, что пропорции получаются как у пневматической винтовки. Мысленно увеличьте её до 7.62 и представьте, какая у неё будет «бочка».
• опасность хранения топлива непосредственно в оружии. Правда, все не так страшно как кажется. Перспективные смеси для ОЖМВ не так горючи и чувствительны к внешнему воздействию как порох, а в крайнем случае можно остановиться на двухкомпонентных смесях (хотя они сильно усложняют конструкцию оружия). В боевой технике — необходимость трубопроводов и насосов, весьма уязвимых при поражении объекта;
• трудность разряжания готового к стрельбе оружия. Если в классическом огнестреле достаточно отсоединить магазин и передернуть затвор, то в ОЖМВ придется как-то стравливать топливо из зарядной каморы.

Позволим себе поддать небольшой шизинки для МТА: маленький прямоточный воздушно-реактивный двигатель, у которого «яблоко» выполнено полым, а внутри залит небольшой запас топлива (ну, и вокруг сопла тоже можно). Вышибной заряд разгоняет «болт» до 270..300 м/с, то есть почти до сверхзвука, а заодно и топливо вскипает и подаётся в камеру сгорания. При таких скоростях ПВРД уже имеет какую-никакую тягу, которая быстро разгоняет это адово жужло до 2..3М. То есть импульс, который при той же массе снаряда приходится в плечо стрелку, уменьшается в несколько раз (ну, или массу при прочих равных можно увеличить в разы) на самом деле нет, потому что массу топлива тоже придётся разгонять вышибником, а до цели долетает только само жужло носатое, что съест немалую долю эффективности). Стоимость? Нанороботы соберут. Прочность? Нанонержавейка мифриловая, первый сорт. Стабилизация? Аэродинамический суперкомпьютер и старая добрая нарезка в стволе. Зато какой брутальный калибр, трёхметрового рептилоида валит с одного попадания!

• Следует отметить, что это всё касается только стрелкового оружия. В орудийном калибре «жужломёт» известен как минимум с 1936-го года.

Электротермическое и электротермохимическое оружие

Наиболее перспективное направление на данный момент. Принцип действия в использовании электрического разряда для метания снаряда. В первом случае мощный электрический разряд вызывает испарение проводника и расширение газа, находящегося в каморе орудия. Во втором случае ещё и происходит воспламенение метательного заряда (возможно из традиционных метательных ВВ).

Плюсы:

• значительное повышение начальной скорости снаряда, а значит настильности траектории, уменьшения влияния метеоусловий, повышение бронепробиваемости.
• не нужны дорогие и опасные в производстве инициирующие ВВ для капсюлей.

Минусы:

• необходимость в мощном источнике электроэнергии (так как рассматривается для танков, то невозможность стрельбы при отказе электропитания);
• усложнение устройства и утяжеление оружия.

Лазерное оружие

Строго говоря, лазерное оружие (ЛО) уже вполне себе используется для наведения боеприпасов, а также для вывода из строя оптических систем противника. Не так давно американскими разработчиками ЛО был успешно осуществлен перехват беспилотного летательного аппарата.

Плюсы:

• минимально физические возможное подлетное время, заметное лишь на космических расстояниях. В земных условиях можно считать, что лазер поражает цель мгновенно, делая ненужными баллистические вычисления;
• абсолютная настильность траектории;
• невозможность перехвата поражающего элемента;
• отсутствие необходимости производства отдельного боеприпаса для каждого выстрела.

Минусы:

• необходимость компактного и мощного источника энергии, невозможного при современных технологиях. Данный недостаток является общим для большинства видов ОНФП;
• необходимость в очень мощной системе охлаждения, способной отводить огромное количество тепла за минимальное время из очень малого объёма. В условиях космоса проблема только увеличивается из-за невозможности отвода тепла при помощи конвекции;
  • Актуально только для полупроводникового излучающего элемента и для системы подвода либо накопления энергии (батареи или суперконденсаторы, говоря проще). Оптическая система и излучающее тело газового лазера вообще не нагреваются, а твердотельные лазеры работают в импульсном режиме и плюют на нагрев от слова совсем. От температуры в них только лучше идет эмиссия фотонов;
• в земных условиях луч мощности, способной мгновенно пробить танковую броню, даст такие яркие блики, что хватит для поражения глаз как своих солдат, так и гражданских;
• необходимость прямой видимости цели;
• неизбежная потеря мощности поражающих факторов с расстоянием до цели;
• на космических расстояниях — луч, увы, на больших расстояниях начинает расходиться.

Плазменное оружие

Предполагается, что плазменное оружие (ПО) сможет поражать цель за счет сверхвысокой температуры поражающего элемента, а также давления, которое плазма может оказать на цель. По сути, плазменный заряд будет представлять собой сверхэффективный кумулятивный боеприпас.

Плюсы:

• высокое останавливающее и, одновременно, бронебойное действие;
• сила воздействия на цель не зависит от расстояния, если плазменный сгусток долетит не рассеявшись;
• очень хорошо разгоняется.

Минусы:

• пока что не вполне понятно, каким образом можно удержать плазму в стабильном состоянии для доставки к цели. (эмм… проводящий канал, «выжженый» по пути полета заряда ионизирующим лучом непосредственно перед выстрелом? Беспроводной электрошокер получается.)
  • плазма рассеивается в атмосфере, тормозясь об воздух;
  • плазма рассеивается в вакууме, расширяясь во все стороны.

Электромагнитные ускорители массы (ЭУМ)

Здесь у нас Рельсотрон и Пушка Гаусса. Для подробной информации смотрите соответствующие статьи, здесь же приведем лишь самые общие данные. Оба этих вида ОНФП представляют собой орудия, разгоняющие обычные поражающие элементы до больших (20-30 км/с) скоростей за счет различных электромагнитных эффектов, при которых поле сообщает ускорение находящемуся в нем проводнику.

Плюсы:

• создание сколько-нибудь компактных механизмов, способных выдержать столкновение со снарядом массой хотя бы 50 грамм, летящим со скоростью 20 км/с невозможно сейчас и не предвидится в будущем;
• огромная скорость снарядов позволяет отказаться от специализированных боеприпасов — та же 50-граммовая болванка на скорости 20 км/с даст кинетическую энергию, способную разрушить любую цель и пробить любую броню;
• отсутствие метательного заряда в боеприпасах сделает технику, оснащенную ЭУМ, значительно менее взрывоопасной;
• при помощи ЭУМ теоретически можно разгонять плазму (см. пункт выше), получив нечто совершенно смертоносное и ужасное;
• современные технологии позволяют худо-бедно запихнуть относительно полноценный рельсотрон в объем морской артиллерийской башни.

Минусы:

• главный — из рельсотрона уже можно стрелять, но пока не получается попадать, так как стабилизация снаряда невозможна ни вращением, ни аэродинамически, а механика и электроника корректируемого снаряда не выдерживают электромагнитного импульса и перегрузки при выстреле;
• необходим все тот же источник энергии размером со шкаф, но мощностью как небольшая ГЭС;
• пока не вполне ясно, как экранировать расчет ЭУМ от мощного электромагнитного импульса;
• снаряд, летящий в атмосфере со скоростью 20-30 км/с, со столь же впечатляющей силой тормозится — сопротивление атмосферы пропорционально квадрату линейной скорости. Снаряд имеет все шансы испариться в ноль, либо превратиться в пучок плазмы совершенно самостоятельно и рассеяться дымкой, в обоих случаях не долетев до цели.

Как мем

В последнее время путинские очень сильно и по-пчелиному жужжали, что уже внедрено в армию РФ оружие на новых физических принципах, и всем ворогам скоро будет дано в зад. Но не срослось, на практике оказалось, есть только ржавые автоматы из старых запасов, даже ядерное оружие и то сгнило.