Техника - молодёжи 1974-05, страница 55

неодинаковой скоростью, она растягивается в полете и разрывается на отдельные кусочки. Вот и готовы летящие с высокой скоростью «модели-пули», сами собой появившиеся в процессе эксперимента.

Бериллиевая частица весом 0,08 г была разогнана в кумулятивной струе до 16,5 км/сек. Это почти предел кумулятивного ускорения, но не предел мечтаний исследователей. Им нужно опробовать защитные качества брони космического корабля на случай столкновения с «небесным странником». Увы, полученные скорости не достигают крайних пределов «метеоритного диапазона». Снова возникла «проклятая проблема». Выброшенный взрывом «осколок» никак «не подхлестнешь». Зато можно разогнать перед взрывом сам кумулятивный заряд. К скорости кумулятивной струи добавится скорость взрывчатого вещества. А разгонит его другой кумулятивный заряд Так родилась идея многоступенчатого кумулятивного ускоряющего устройства. При этом пришлось задуматься о том, как перехитрить детонационную волну.

Во многих материалах детонационные волны распространяются быстрее ударных волн. В двухступенчатой кумулятивной «ракете» после взрыва первой ступени вторая может продетонировать раньше, чем получит ускоряющий толчок ударной волны. Понадобилось еще до «запуска» разделить обе взрывные ступени, чтобы «пустотой» преградить путь детонации. Итак, два кумулятивных заряда располагаются друг за другом на некотором расстоянии. Кумулятивная струя первого заряда бьет во второй заряд и успевает сообщить ему большую скорость еще до того, как в нем инициируется взрыв.

В другом типе устройства полностью копируется принцип действия многоступенчатой ракеты. Вторую ступень ускоряет не удар кумулятивной струи, а реактивная сила выбрасываемых назад кумулятивных газов. Здесь надо точно угадать момент включения второй ступени. 21 ноября 1960 года окончился аварией запуск американского искусственного спутника из-за того, что штепсельные разъемы в электрической схеме ракеты-носителя включились не одновременно, а с интервалом в 0,02 сек. Какая же немыслимая точность нужна при включении кумулятивных ступеней, если весь детонационный процесс длится микросекунды! Чтобы облегчить задачу, пробовали подмешивать в заряды медленно горящие пороха. В двухступен

чатом кумулятивном устройстве скорость разгоняемых частиц возросла на 20%. А трехступенчатая «ракета» позволила ускорить микронную частицу до 18 км/сек!

Ударной силой динамита

В экспериментах с кумулятивными устройствами заранее не известны масса и форма ускоряемых частиц. Ведь они готовятся из кумулятивной струи прямо «на ходу». Приходится «взвешивать» частицы в полете посредством рентгеновской теневой съемки. Точность таких косвенных измерений оставляет желать лучшего. К тому же во взрывных устройствах ускоряемые частицы практически неуправляемы. Чтобы отсеять все побочные «осколки», летящие под различными углами, ставят перед мишенью экраны с узкими щелями.

Другое дело — легкогазовые пушки. Во время ускорения модель находится в тесном простран-, стве пушечного дула Никуда ей не свернуть. Вес и размеры ее известны наперед, да и скорость можно предугадать с большой точностью. Недаром из 151 ускорительной установки, действовавшей до 1965 года в США, Канаде и Англии, 83 представляли собой легкогазовые пушки. Заманчиво было бы совместить достоинства ствольного ускорения с высокой скоростью метания взрывных устройств.

Пытались разгонять модель в стволе серией последовательных взрывов. Переходя из одной взрывной секции в другую, снаряд скачками наращивает скорость И снова потребовалось согласовать взрывы с движением снаряда. Несмотря на все ухищрения, результаты оказались необнадеживающими. В пушке с двумя взрывными секциями модель весом 7,4 г достигла скорости всего 2,6 км/сек. Даже использовав в качестве взрывчатого вещества гидрид лития (он дает при взрыве легкий газ, ненамного отличающийся по весу от гелия), исследователи не смогли существенно повысить скорость.

Более удачными оказались легкогазовые пушки, в которых кумулятивный заряд приспособлен для сжатия газа. Казенная часть такой пушки заменена металлической оболочкой специальной формы, заполненной водородом или гелием. Этот своеобразный газовый баллон соединяется со стволом, перекрытым диафрагмой. Перед ней в стволе установлена модель в обойме.

Сам «баллон» окружен слоем мощного взрывчатого вещества, которое детонируется с одного конца для создания кумулятивного эффекта. Конструкция оболочки такова, что при взрыве она «схло-пывается», но не образует металлической кумулятивной струи. Зато такая струя создается сжимаемым газом. Скорость струи достигает порой 140 км/сек. Прорвав диафрагму, водород или гелий устремляется в пушечный ствол, разгоняя модель в обойме. А что происходит дальше, мы уже знаем. Стограммовая модель достигала скорости 5,8 км/сек, а модель ве сом 0,1 г ускорялась до 8 км/сек.

Обилие и разнообразие ускорительных устройств объясняются не только многочисленностью организаций, занимающихся высокоскоростными исследованиями. С помощью одной установки ве удается перекрыть весь диапазон скоростей, который интересует современную космическую технику. Исследователи поневоле довольствуются набором узкоспециализированных методов разгона, воспроизводящих отдельные участки шкалы космического «спидометра». И самые высокие результаты пока у устройств, основанных на плазменных методах ускорения.

Но не будем забегать вперед...

Одна десятитысячная световой

Исследователи гиперзвукового полета с завистью поглядывают на синхрофазотроны физиков. Вот бы им такие возможности! К сожалению методы ускорения микрочастиц не применимы к объектам, имеющим хотя и малые, но вполне ощутимые размеры. Лишь мизерные металлические «пылинки» в десятые доли микрона удалось разогнать сильным электрическим полем до скорости 28 км/сек. Увы, не велика польза от роя быстроле-тящих «моделей», которые даже не рассмотришь невооруженным глазом. Поэтому электростатические ускорители не пользуются широкой популярностью.

Знакомый еще со школы опыт— небольшой металлический предмет затягивается магнитными силами внутрь индукционной катушки. На этом явлении и основана работа электромагнитной пушки. Чтобы продлить действие магнитных сил, постепенно сокращают расстояние между витками обмотки вдоль длины катушки или изменяют частоту текущего по ней электрического тока. Модель весом 2,4 г разгоняли таким способом до 350 м/сек. Даже авиацию не

52