7.3.1. Легкогазовые пушки

В твердотопливных ракетах применяются пороховые сме­си, энергетика которых на 20...25 % выше, чем у бездымных порохов традиционных для артиллерии. Подобные смеси начинают применяться и в артиллерии. Так, замена пороха метательной сме­сью в американском 40-мм самоходном

Развитием этой идеи являет­ся разработка легкогазовых пу­шек, в которых в качестве рабо­чего тела используется водород либо гелий. Водород почти в 15 раз легче пороховых газов, ге­лий в 2,6 раза тяжелее водорода, но взрывоопасен. Легкогазовые пушки могут конструироваться по нескольким схемам. Наибо­лее реализуемой является двухступенчатая схема.

Начальная энергия создается сгоранием обычного порохового заряда, который толкает поршень, а тот сжимает легкий газ, созда­вая в нем высокие давления и температуру. По достижении опре­деленного давления легкий газ пробивает мембрану и начинает толкать снаряд.

Испытывается и другая схема, при которой предварительно сжатый до незначительного давления легкий газ затем разогревает­ся за счет дугового электрического разряда (электротермические пушки). И, наконец, имеется еще одно решение: в камеру с легким газом впрыскиваются керамические гранулы размером в 300... 400 мкм, плотностью энергии до 1000 МДж/м, разогретые до высо­кой температуры. Гранулированные нагреватели позволяют довести водород до требуемой температуры и обеспечить давление в 105... 140 МПа. Реальные достижения легкогазовых пушек, довольно громоздких либо требующих мощных источников электрической энергии: для снаряда массой 1,8 г скорость 7000 м/с, а для снаряда массой

10 г - 4000 м/с.

Итак, легкогазовые пушки основаны на том, что при примерно одинаковой с пороховыми газами удельной энергоемкости они легче последних, в высокоскоростных пушках на порядок уменьшается коэффициент фиктивности массы снаряда. Однако пока не удается при приемлемых габаритах и массе нагнетающих энергию устройств достичь температуры и давления рабочего тела, соизмеримых с тем­пературой и давлением в газопороховой смеси. Поэтому легко­газовые пушки используются сегодня только для изучения гипер­скоростного удара в лабораторных условиях, в том числе при стрельбе по головным частям ракет.