Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с пушкой Air vortex .
Испытание на нокаут орудия с вихревым кольцом на 109 миль в час (175 км / ч).

Вихревое кольцо пушка представляет собой экспериментальный нелетального оружия для контроля толпы , которая использует высокоэнергетические вихревые кольца газа , чтобы сбить людей или опрыскивать их с маркировкой чернил или других химических веществ.

Эта концепция была исследована армией США, начиная с 1998 года, и некоторыми коммерческими фирмами. Сбивание с ног далеких людей в настоящее время кажется маловероятным, даже если кольца запускаются с теоретической максимальной скоростью. [1] Что касается доставки химикатов, утечка во время полета все еще остается проблемой. [ необходима цитата ]

Оружие, основанное на схожих принципах, но с разной конструкцией и назначением, было описано ранее, обычно использующее взрывы ацетилен-воздух или водород-кислород для создания и движения вихрей. [2]

Операция [ править ]

Изображение искрового снимка вихревого кольца в полете.
Концепция вихревого кольцевого пистолета для максимально возможной скорости и вращения.
Разрушенное вихревое кольцо сработало без сопла.

В типичной концепции холостого патрона выстреливают в ствол пистолета, на дульном срезе которого навинчено расширяющееся сопло . [3] В сопле короткий импульс газа под высоким давлением ненадолго ускоряется до сверхзвуковой выходной скорости, после чего часть выхлопных газов трансформируется из осевого потока в дозвуковое вихревое кольцо с высокой скоростью вращения, с потенциальной энергией лететь на сотни футов. [4] [5]

Сопло пистолета с вихревыми кольцами спроектировано так, чтобы удерживать короткий импульс ускоряющего газа до тех пор, пока максимальное давление не снизится до атмосферного, и выпрямлять выхлоп в осевой поток. [6] Цель состоит в том, чтобы сформировать вихревое кольцо с максимально возможной скоростью и вращением путем столкновения короткого импульса сверхзвуковой струи с относительно неподвижным воздухом за расширяющейся сферической ударной волной. Без сопла струйный поток высокого давления уменьшается до атмосферного за счет стоячих ударных волн на дульном срезе, и возникающее в результате вихревое кольцо не только формируется струйным потоком с более низкой скоростью, но также ухудшается из-за турбулентности. [7]

История [ править ]

Проект армии США 1998 г. [ править ]

Army Research Laboratory США попросили по морской пехоте Объединенного нелетального оружия директората , чтобы определить , можно ли использовать вихревые кольца для нелетального управления толпой. Общее руководство исследованием было передано командованию материально-технического обеспечения армии США при поддержке ARDEC . Среди участников исследования были представители Абердинского испытательного полигона армии США , Adaptive Research Incorporated , Berkeley Research Associates , EWS Limited , Университета Джона Хопкинса , Государственного университета Пенсильвании , Sara Corporation и Лаборатория звукового развития . [8]

Рисунок 4. 40-мм гранатомет МК19-3.

Конечным продуктом должен был стать комплект для быстрого преобразования существующего смертоносного оружия в нелетальный генератор вихревых колец, который мог бы сбить человека с ног или распылить на него краситель, химикат с неприятным запахом или химическое вещество, выводящее из строя. Комплект, состоящий из сопла с резервуарами для химикатов и лент холостых 40-миллиметровых патронов, модифицированных для детонации при давлении до 100 000 фунтов на квадратный дюйм (690 кН / кв.Н), разрабатывался для ВМФ MK19-3 . [9] 40-мм гранатомет был выбран потому, что стрельба со скоростью 4-10 выстрелов в секунду резонирует со многими частями тела и вызывает более сильный ударный эффект. [10]

Полевые испытания одиночным выстрелом, проведенные без оптимизированных форсунок, привели к выводу, что вихревые кольца непригодны для нелетального контроля толпы. Этот вывод был сделан отчасти потому, что сбить с ног не представлялось возможным на желаемой дальности 100 футов (30 м), отчасти из-за чрезмерного попадания на посторонних лиц под траекторией полета при транспортировке химикатов или красок, а отчасти из-за того, что Шум полета и скорость позволили легко избежать попадания в цель. [11] [12] Главной проблемой надежности этого проекта была турбулентность, вызванная горящим высокоэнергетическим порохом вне ствола.

Пушка "Град" [ править ]

Более поздние коммерческие решения преодолели некоторые проблемы концепции армии США за счет использования менее энергичных газовых порохов за счет перенацеливания пушки «Град», которая надежно стреляет вихревыми кольцами на одной трети скорости звука или выше. [13] (Обратите внимание, что пушки «Град» используются уже более века и сами по себе не квалифицируются как «более поздние коммерческие образцы».)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Видео тестов на разборку на YouTube
  2. ^ "Faulker Feuersturm" Роба Арндта: "Доктор Циппермейер ... разработал и построил серию весьма неортодоксальных зенитных орудий ... Доктор Циппермейер построил как огромную Wirbelwind Kanone (Вихревую пушку), так и Turbulenz Kanone (Vortex Cannon" ). ... использовали детонацию водорода и кислорода ... "
  3. ^ "Defense Update", обзор интернет-журнала Qadima Israel о кольцевом орудии Vortex.
  4. ^ Джордж К. Люси младший, Генератор вихревых колец: Машиностроительный проект для рабочих давлений 100Kpsi, ARL-TR-2096, Исследовательская лаборатория армии США, Адельфи, Мэриленд, январь 2000 г. --- Включает уравнения и результаты испытаний для прототипа вихря. кольцевой генератор, имитирующий 40-мм гранатомет МК19.
  5. Перейти ↑ Vortex / Hail Cannon. Welland Steam and Country Rally 2010 » . YouTube . Проверено 7 октября 2014 года .
  6. ^ Д-р Джон Д. Андерсон-младший, "Современный сжимаемый поток с исторической точки зрения", второе издание, 1990 г., McGraw Hill Inc., Нью-Йорк, Нью-Йорк, стр. 182-183, 327-329.
  7. ^ Дэниел Л. Клир и др., «Применение вычислительной гидродинамики к дульному взрыву ружья - пример проверки», Технический отчет ARCCB-TR-03011, август 2003 г., Центр исследований и разработки вооружений армии США, Пикатинни, штат Нью-Джерси, Страницы 6-7.
  8. ^ Люси, Дж. И Джаспер, Л., Генератор вихревых колец, Исследовательская лаборатория армии США, Адельфи, Мэриленд, 1998 г. Конференция NLD III, 25 февраля 1998 г., Лаборатория прикладной физики Джона Хопкинса, стр. 1,41 - Описание управления желаемая конфигурация, потенциальное использование, требования к производительности, технологические пробелы, которые необходимо преодолеть, и партнеры из академических кругов, промышленности и правительства.
  9. ^ Джордж К. Люси младший, Генератор вихревых колец: Машиностроительный проект для рабочего давления 100Kpsi, ARL-TR-2096, Исследовательская лаборатория армии США, Адельфи, Мэриленд, январь 2000 г.
  10. ^ Расмуссен, Г., Воздействие вибраций человеческого тела и его измерение, Техническая статья Брюля и Кьера, 1982. Резюме 1983 г., Журнал акустического общества Америки, 73 (6) 2229.
  11. ↑ Видео полевых испытаний прототипа Vortex Ring Gun. на YouTube
  12. ^ Звуковая дорожка вихревого кольца, приближающегося к цели на YouTube
  13. ↑ Видео очень высокоскоростного вихревого кольца Hail Gun на YouTube

Внешние ссылки [ править ]

  • Обзор программы пистолетов с вихревыми кольцами
  • Стрельба из боевой винтовки и компьютерное моделирование вихревого кольца дульного взрыва
  • Технический проект прототипа вихревой пушки.