Strona 3 z 4

Re: Jak robić różne ciężkie działa w praktyce?

: 2021-06-09, 21:28
autor: Speedy
Napoleon pisze: 2021-06-09, 10:49 Czy ja dobrze przeczytałem (zrozumiałem?), że działa elektromagnetyczne miały wystrzeliwać "rakiety"?!
Nie wiem niestety, jak brzmiał ten tekst w oryginale. Być może to kwestia problemów z tłumaczeniem?

Co do meritum, podzielę się tutaj pewnymi swoimi przemyśleniami.

Po co w ogóle robić takie super-działa o donośności 200, 300, 400 km? Przecież są na okrętach pociski manewrujące o takiej i większej nawet donośności. "No tak" - mówią marynarze-fani artylerii - "ale pociski manewrujące są strasznie drogie. A pociski do dział tanie i proste, ot kawał żelastwa. No, samo działo jest co prawda drogie, ale wystrzelić może setki pocisków. I te manewrujące lecą powoli, 400 km to dla nich z pół godziny, a pocisk z działa pokonałby tyle w 6-7 minut."

Tylko jak się człowiek weźmie za to na poważnie to zaraz zaczynają się schody. Pocisk do normalnej armaty może jest prosty i tani, ale taki co ma być wystrzelony z prędkością 2500 m/s to już nie może być byle jaki. I jeśli się chce w coś trafić z 300 km to niezbędne jest jakieś kierowanie. No i schody robią się strome, bo zrobienie elektroniki, która wytrzyma przyspieszenia przy wystrzale z normalną prędkością początkową powiedzmy poniżej 1000 m/s to już nie jest całkiem banalne, chociaż oczywiście do zrobienia. Ale tu chcemy 2500 m/s. Albo więcej.

I samo działo o takich parametrach to nie byle co. Musi już być elektromagnetycznym cudakiem, albo dziwolągiem elektrotermicznym jakimś, albo na wodór czy coś równie abstrakcyjnego. I najpierw trzeba wydać grube miliardy $ żeby w ogóle to doprowadzić do stanu używalności. Co w dodatku niekoniecznie się uda. I wymaga to ogromnej instalacji, najlepiej na nowo zbudowanym okręcie, żeby się zmieściło i żeby zaprojektować odpowiednie źródło energii dla tych tam elektrycznych, albo pokładową wytwórnię wodoru albo coś tam jeszcze niezbędnego. A więc oczywiście musi to być okręt odpowiednio duży.

"No tak" - mówią fani artylerii - "w takim razie przeholowaliśmy. Zróbmy bardziej klasyczne działo, o prędkości pocz. poniżej 1000 m/s, to całkiem łatwe. I o donośności z kilkadziesiąt - 100 km albo trochę mniej. Zastosujemy bardzo długie pociski, stabilizowane brzechwowo i oczywiście kierowane. A do strzelania na dużą odległość będą pociski z pomocniczym napędem rakietowym. O." I znowu zaczynają się schody. Zrobić silnik rakietowy, który wytrzyma przyspieszenie przy wystrzale nawet z taką prędkością to kolejne nietrywialne zagadnienie. Da się to oczywiście zrobić. Ale prawa balistyki nie pozwalają dowolnie wydłużać pocisku do działa, nie może być dowolnie ciężki, a jak część masy poświęcimy na silnik i systemy kierowania, to na ładunek bojowy zostaje niedużo. I znowuż, wymaga to sporej instalacji na okręcie.

"Dobra" - drapią się z kolei po głowach ci marynarze od rakiet (niech to będą dla uproszczenia marynarze amerykańscy) - "ale my to znowuż tego wszystkiego nie potrzebujemy. Pociski manewrujące już są, nie trzeba miliardowego programu badawczo-rozwojowego z niepewnymi szansami na sukces. I nie trzeba nic specjalnie na okrętach przerabiać. Ogromna ich większość ma uniwersalne pionowe wyrzutnie VLS, dla rakiet przeciwlotniczych, przeciwokrętowych i wszelkich innych - wystarczy załadować jednostkę ognia odpowiednią do rodzaju misji. Albo (jak np. na OHP-ach) uniwersalne wyrzutnie ładowane spod pokładu, z podobnymi możliwościami. A jak tego nie ma (np. na LCS-ach, albo w dawnych czasach na pancernikach typu Iowa) to można na szybko postawić na pokładzie wyrzutnie-kontenery, bez większych ingerencji w konstrukcję okrętu (tylko kable puścić). No tak, pociski manewrujące wolno lecą. Ale wiecie co? Możemy zbudować rakietę balistyczną na bazie przeciwlotniczego Standarda. Też będzie pokonywać 300 km w parę minut. Tak właściwie to już mamy zbudowaną, LASM (RGM-165), przeszła próby na przełomie stuleci. Ale Marines jej nie chcieli, bo to, bo tamto, bo tylko jeden rodzaj głowicy (odłamkowa), bo nie można atakować celów ruchomych - a to tylko przez nędzę i skąpstwo tych dzbanów, że nie chcieli kasy wyłożyć. Za ułamek tych pieniędzy co kosztują cudaki elektromagnetyczne i inne można by dorobić w LASM głowicę jaką się tylko chce, i kasetową i penetrator, i w ogóle, i dodać łącze transmisji danych i może samonaprowadzanie końcowe, to są wszystko gotowe rzeczy niemalże do wzięcie z półki. Albo - chociaż to już nie honor - zagadać ze szczurami lądowymi i wziąć od nich rakiety ATACMS które już to wszystko mają i zainstalować je na okrętach (tyle że już w tych zewnętrznych kontenerach). O."

Tyle moich przemyśleń :)

Re: Jak robić różne ciężkie działa w praktyce?

: 2021-06-13, 12:51
autor: adyrian
Wydaje mi się, że kolega nie bierze pod uwagę kluczowej sprawy czyli rozwoju technologii. Jeszcze 20-30 lat temu USA mogły liczyć na to, że dzięki swojej przewadze technologicznej, przemysłowej i naukowej będą mogły zareagować na czas na pojawienie się każdej nowej, przełomowej technologii militarnej (tak jak Wielka Brytania na przełomie XIX i XX). Teraz jednak sytuacja się zmieniła i Amerykanie mają świadomość, że raz utraconej przewagi w jakiejś dziedzinie mogą już nigdy nie odzyskać. A taką technologią mogą być działa - czy szerzej: broń elektromagnetyczna. Skądinąd wiadomo, że Chińczycy pracują nad nimi od dawna, tak nad działami jak i nad karabinami elektromagnetycznymi.

Przeczytałem anglojęzyczny artykuł na ten temat i tam wnioski nie są tak pesymistyczne jak w cytowanym polskim artykule. Czynniki zaangażowane w ten program twierdzą, że zamknięto pewien etap prac- powiedzmy taki proof of concept. Udowodniono, że można to zrobić, zebrano bezcenne doświadczenia jak to robić, są ludzie, którzy nauczyli się jak się to robi. Innymi słowy zbudowano i przetestowano „Turbinię”, a co dalej będzie z tą technologią to się okaże w przyszłości. Takich programów w historii była niezliczona ilość tylko zazwyczaj wychodziły na światło dzienne dopiero po wielu latach. Tutaj natomiast sprawa zrobiła się medialna, stąd wrażenie, że program zakończył się klapą- bo nie dał gotowych rozwiązań.

Re: Jak robić różne ciężkie działa w praktyce?

: 2021-06-13, 14:43
autor: jogi balboa
Klapą (finansową) zakończył się program z kierowaną amunicą artyleryjską i pociągnął za sobą całą koncepcję dalekosiężnej artylerii. I tyle w temacie "interpretacji" :wink:

Co warto wspomnieć jednak odnośnie "rozwoju technologii", to jakoś w okolicy renesansu(?) albo wojen napolekońskich a już na pewno amerykańskie wojny domowej, "udowodniono, że można to zrobić, zebrano bezcenne doświadczenia jak to robić, są ludzie, którzy nauczyli się jak się to robi" - a mowa o okrętach podwodnych. I minęło "jedynie" kilkadziesiąt do kilkuset lat, zanim powstał nawodny zanurzalny okręt podwodny i kolejnych 50-siąt zanim powstał pierwszy okręt naprawdę podwodny. Wygląda na to że artyleria elektromagnetyczna jest obecnie gdzieś w okresie renesansu :wink:
Obecnie wydaje się że jednak lepszą przyszłość ma "artyleria laserowa", ale jak powiedział mistrz zen: "poczekamy zobaczymy" :-D

Re: Jak robić różne ciężkie działa w praktyce?

: 2021-06-13, 17:24
autor: greg_tank
Laserowa ma przyszłość bo pojawił perfekcyjny cel - małe drony. Trudno jest zwalczać czy to klasyczną artylerią czy pociskami rakietowymi (koszty!), a jednocześnie są na tyle wrażliwym celem że nie trzeba targać ze sobą podręcznej elektrowni. Lasery są właściwie jedną z niewielu realnych opcji.

Re: Jak robić różne ciężkie działa w praktyce?

: 2021-06-13, 18:39
autor: jogi balboa
Akurat "podręczna elektrownia" na okrętcie, to rzecz całkowicie naturalna już od 100 lat. Nawet był taki przypadek, gdy wykorzystano taką do dostarczania prądu w jakimś przybrzeżnym amerykańskim miasteczku :)
A w związku z tym że ekomafia wkracza już nawet do dziedziny zbrojeń, należy się spodziewać dalszej elektryfikacji okrętów wojennych ;)

Re: Jak robić różne ciężkie działa w praktyce?

: 2021-06-13, 19:31
autor: Peperon
Elektrownia podręczna to jest po to, żeby żarówki się świeciły i wentylacja z klimą działały. Trudno jest określić elektrownię, która ma dać zasilanie dla ustrojstwa działającego na zwarciowych prądach nieokreślonych, przy obciążeniu sięgającym kiloamperów. I to nie pojedynczych kilo...

Re: Jak robić różne ciężkie działa w praktyce?

: 2021-06-13, 20:55
autor: Speedy
Peperon pisze: 2021-06-13, 19:31 Elektrownia podręczna to jest po to, żeby żarówki się świeciły i wentylacja z klimą działały. Trudno jest określić elektrownię, która ma dać zasilanie dla ustrojstwa działającego na zwarciowych prądach nieokreślonych, przy obciążeniu sięgającym kiloamperów. I to nie pojedynczych kilo...
Jakich "kilo"?? To są gigaampery raczej.

Re: Jak robić różne ciężkie działa w praktyce?

: 2021-06-13, 21:45
autor: Peperon
Speedy pisze: 2021-06-13, 20:55 Jakich "kilo"?? To są gigaampery raczej.
Przy gigaamperach jest bardzo duża możliwość, że działo nie przetrwałoby strzału. Raz, że siły dynamiczne, a dwa temperatura swoje robią. Myślę, że zakres rzędu kilkuset kiloamperów to wszystko, co takie działo może przetrwać. No, może pojedyncze megaampery...

Re: Jak robić różne ciężkie działa w praktyce?

: 2021-06-14, 11:32
autor: Speedy
Peperon pisze: 2021-06-13, 21:45
Speedy pisze: 2021-06-13, 20:55 Jakich "kilo"?? To są gigaampery raczej.
Przy gigaamperach jest bardzo duża możliwość, że działo nie przetrwałoby strzału.
No i tak przecież było. Pierwsze układy doświadczalne były jednorazowe. Udało się w czasie prób dojść do żywotności "luf" rzędu dziesiątków strzałów, ale do wymaganych 400 strzałów na pełnej mocy ponoć nawet się nie zbliżono.

Może i faktycznie z tym giga przesadziłem; teraz jak sobie przypominam, tyle mi chyba wychodziło, kilka GA, gdy liczyłem dla railguna o parametrach ciężkiej armaty okrętowej w rodzaju 406 mm Mk.7. A te obecne układy doświadczalne są daleko mniejsze. Postaram się w wolnej chwili policzyć raz jeszcze.

Re: Jak robić różne ciężkie działa w praktyce?

: 2021-06-14, 20:20
autor: Peperon
Speedy pisze: 2021-06-14, 11:32 ...Może i faktycznie z tym giga przesadziłem; teraz jak sobie przypominam, tyle mi chyba wychodziło, kilka GA, gdy liczyłem dla railguna o parametrach ciężkiej armaty okrętowej w rodzaju 406 mm Mk.7. A te obecne układy doświadczalne są daleko mniejsze. Postaram się w wolnej chwili policzyć raz jeszcze.
Jak Ty na szynach i zwarciu elektrycznym chcesz wysłać prawie 1,5 tony na ileśset kilometrów, to i GA wyjdą...
W szkole uczyli mnie, że prądy zwarciowe są w zakresie nieoznaczonym. Jak chcesz to określić i wyliczyć ?
A podczas strzału szyny railguna pracują na zwarciu...
Mimo wszystko życzę powodzenia w rachunkach.

Re: Jak robić różne ciężkie działa w praktyce?

: 2021-06-14, 20:51
autor: Gregski
Tak dla porządku chciałem zaznaczyć że właśnie zszedłem że statku gdzie "kiloampery" są codziennością i to pyzy instalacji 6.6kV.
To ustrojstwo będzie wymagać znaczenie więcej.

Re: Jak robić różne ciężkie działa w praktyce?

: 2021-06-14, 22:30
autor: Speedy
Peperon pisze: 2021-06-14, 20:20 Jak chcesz to określić i wyliczyć ?
Wiesz, je nie pretenduję tutaj do inżynierskich obliczeń z zakresu projektowania railguna. Chodzi mi raczej tylko o zgrubne określenie jakie co najmniej natężenie prądu będzie potrzebne do wystrzelenia pocisku o określonej energii.

Do swego oszacowania wykorzystałem najprostszy wzór na pracę prądu elektrycznego, nieśmiertelny "wójt":

W = U * I * t

W danym wypadku zakładam, że ta praca będzie równa energii pocisku. W rzeczywistości będzie pewnie większa, bo będzie trzeba np. jeszcze pokonać jakieś opory w lufie (chociaż w broni palnej są one pomijalne, może i w railgunach też?) i inne takie. Ale załóżmy w pierwszym przybliżeniu, że żadnych strat nie było i praca jest równa tej energii.

W = 0,5 * m * V^2

m - masa pocisku w kg, tę sobie założymy.

V - prędkość początkowa w m/s, też sobie założymy.

Niech to będzie najpierw analog mocnego 150 mm działa okrętowego. Przyjmijmy m = 50 kg i V = 900 m/s.

U - napięcie, to też sobie założymy. Niech to będzie 6,6 kV o których napisał Gregski czyli U = 6600 V

t - czas; w pierwszym przybliżeniu załóżmy, że pocisk rozpędza się jednostajnie i czas wystrzału t = 2 * L/V

L - długość lufy w m; załóżmy sobie, że będzie podobna jak dla wspomnianych dział 150 mm - L/50 czyli 7,5 m

Przekształcamy sobie:

I = W/(U * t)

Może ja już nie będę tego rozpisywał, jak ktoś chce to już chyba zdoła sobie prześledzić moje rozumowanie. A ja pisząc to, równolegle napisałem sobie malutki arkusz w Excelu, który to liczy. Dla powyższych parametrów mamy w przybliżeniku I = 0,18 MA.

Gdybyśmy jednak chcieli uzyskać porządną railgunową prędkość V = 2500 m/s, potrzebowalibyśmy I = 3,95 MA.

Powiedzmy, że wydłużymy lufę. Ciężkie działa pancerników, 406 mm L/50 miały długość lufy ok. 20 m. Zakładając, że taką długością da się jeszcze swobodnie operować, potrzebowalibyśmy I = 1,48 MA.

Gdybyśmy chcieli wystrzelić pocisk o masie 1000 kg z takimi parametrami, potrzeba by I = 29,59 MA

I już wiem, skąd mi się te GA wzięły: z jakiegoś artykułu z WPT z lat 80. ub.w. chyba, gdzie do wytwarzania takich impulsów prądu stałego stosowano prądnicę unipolarną. Wytwarzała ona właśnie takie niskie napięcia rzędu U = 100 V. Gdybyśmy zastosowali taką prądnicę do tego ostatniego przypadku dostalibyśmy I = 1953,13 MA = 1,95 GA.

Re: Jak robić różne ciężkie działa w praktyce?

: 2021-09-20, 16:50
autor: jogi balboa
Jak to w końcu jest z tym odchylaniem się po ukosowanym trafieniu? Tu pokazuje zupełnie nie po okunowemu:

Re: Jak robić różne ciężkie działa w praktyce?

: 2021-09-22, 20:04
autor: SmokEustachy
jogi balboa pisze: 2021-09-20, 16:50 Jak to w końcu jest z tym odchylaniem się po ukosowanym trafieniu? Tu pokazuje zupełnie nie po okunowemu:
Jest jakiś procent szansy, że zrykoszetuje. Tu akurat nie zrykoszetowało.

Re: Jak robić różne ciężkie działa w praktyce?

: 2021-09-22, 22:15
autor: jogi balboa
Nie rozchodzi się o to czy rykoszetuje czy nie, tylko o to że po okunowemu powinien skręcać w dół a raszej skręca w górę :-D

Re: Jak robić różne ciężkie działa w praktyce?

: 2021-09-23, 08:10
autor: Maciej3
Okunowe stwierdzenie bazuje na szeregu zdjęć przebicia płyty robionych bardzo szybką kamerą. Albo opisach takiego zachowania.
Nie mogę teraz znaleźć tej serii zdjęć, gdzieś leży na dysku...
Pocisk z takim zaostrzonym czubkiem przy uderzeniu skośnym najpierw faktycznie idzie "od płyty" tak jakby miał zrykoszetować. Ale jeśli płyta jest wystarczająco gruba, pocisk wystarczająco "sprawny" i ma odpowiednią energię kinetyczną to zanim dojdzie do rykoszetu, czubek zagłębi się w płycie i zacznie ostro hamować. Środek masy jest sporo z tyłu za czubkiem, więc jak czubek się "zagłębi w płytę" i nie bardzo będzie chciał przesuwać, reszta pocisku zacznie się obracać w tą stronę, że pocisk zacznie się ustawiać prostopadle do płyty. Jeśli płyta będzie odpowiednio gruba, pocisk sprawny i energia kinetyczna duża, to może nawet mieć tendencję do odwracania się tyłem do przodu, przynajmniej tak długo dopóki środek masy nie znajdzie się gdzieś w środku płyty.

I teraz idziemy do przedstawionego przykładu.
Żeby działanie pocisku było tak jak opisane, to płyta musi być odpowiednio gruba, pocisk odpowiednio sprawny, żeby się nie powyginał ani nie rozpadł od uderzenia i energia kinetyczna wystarczająca żeby tak obrócić pocisk.

Mogę sobie bez problemu wyobrazić taką grubość płyty, że pocisk akurat ustawi się "jak do rykoszetowania" i przebije ją zanim zacznie się obracać prostopadle do płyty. Bo już by miał zacząć, ale właśnie czubek wylazł po drugiej stronie. Zresztą taki przypadek chyba też był zarejestrowany na takiej fajnej karcie z szybkiej kamery, co to jej nie mogę znaleźć.

Jak dla mnie ta animacja pokazuje właśnie taki "specyficzny" przypadek.
Czy było to prawdą dla przypadku pocisku z kota trafiającego w "najlepszy czołg drugiej wojny światowej" to już nie wiem. Nie znam się na czołgach.