Метеорит с начинкой

Глава 35-1 Виктор, сверхпроводимость

- Астор, а какие еще интересные изобретения из области техники можно сейчас производить на Земле с текущим уровнем технологий? - спросил Виктор.

- Высокотемпературные сверхпроводники — ответил Астор. - На них изготавливаются очень мощные и компактные электродвигатели, генераторы. У нас на них изготавливается даже ручное оружие — у вас уже ведутся разработки подобного оружия — рельсотронов. У вас в них используются обычные проводники и накопители, поэтому на вооружении их до сих пор нет, они малоэффективны — сообщил Астор.

- Интересно, расскажи-ка подробнее об вашем рельсотроне — заинтересовался оружием Виктор, как всякий нормальный мужик.

- У нас он называется в переводе на ваши термины тоже рельсотрон, размер ручного экземпляра как у вашего большого пистолета — длина тридцать сантиметров, диаметр ствола пять сантиметров, ну рукоятка-аккумулятор съемная, магазин с пулями в ней же. Энергия выстрела от трехсот до двух тысяч джоулей или от трехсот до двух тысяч ватт в секунду — ответил Астор.

- А откуда берется такая энергия? - удивился Виктор.

- Супераккумулятор и суперконденсаторы емкостью несколько десятков тысяч фарад. Заряжаются конденсаторы от аккумулятора, выстрел длится одну миллисекунду. И супераккумуляторы, и суперконденсаторы выполнены из сверхпроводников, рельсы и снаряды тоже. Игла из вольфрама в оболочке из сверхпроводника весом в два грамма разгоняется до скорости полутора километра в секунду или больше – как задашь. Для такого оружия большая мощность не требуется. Есть более крупнокалиберный вариант в виде снайперской винтовки — у него пуля двадцать граммов и энергия до девяносто тысяч джоулей. Стреляет на пять километров, скорость пули три километра в секунду. Но отдача у нее как у крупнокалиберной винтовки – физику никто не отменял, поэтому стрельба ведется с сошек с упором.

- Танк пробьет? - спросил Виктор.

- Только орудие повредить может — не тот калибр. Для этих целей есть пушки с более крупным калибром, у которых снаряды с вольфрамовым сердечником — тридцать и пятьдесят миллиметров, они метровую броню пробивают на расстоянии одного километра. Тридцатимиллиметровый снаряд весит шестьсот граммов, разгоняется до десяти километров в секунду, энергия тридцать мегаджоулей – в четыре раза выше, чем у танкового бронебойного снаряда. Более всего это оружие эффективно в космосе, но это на сегодня не актуально. И это уже менее интересно — да и к чему этим заниматься? В СССР огромная масса предприятий, занимающаяся этой тематикой на известных принципах — те же управляемые противотанковые ракеты действуют не менее эффективно — Астор предложил сменить направление исследований в более мирное направление.

- Не скажи — возразил Виктор. - Если мы дадим армии оружие, превосходящее все имеющееся на Земле, то нас будут очень любить власти.

- Предполагаю, что тебя сразу посадят в закрытый городок — зачем это тебе? - возразил Астор.

- Есть такой вариант развития событий, согласен — кивнул головой Виктор, оглянувшись вокруг — но никто не заметил его кивка, пассажиры дремали в своих креслах. - Но мы сможем производить ручное оружие — это же не будет так заметно? Да и его мощность легко регулировать до безопасной, как у воздушки. Можно продавать как развлекательное оружие. А в случае необходимости, поставив более мощный аккумулятор и боевые пули превратить его в боевое оружие.

- Это более интересный вариант — согласился Астор, - я попробую промоделировать его в деталях. Например, электрический пистолет на основе пушки Гаусса — как она у вас была изобретена — игрушка из ударопрочного пластика. Стреляет мягкими пластиковыми пулями с магнитом. Энергии до десяти джоулей будет достаточно. Можно будет регулировать энергию выстрела — установить три, пять и семь джоулей — для игр. А если использовать пули из сверхпроводника и аккумулятор на сверхпроводниках, тогда энергию выстрела легко увеличить до полутора тысяч, как у автомата Калашникова. Бронебойные пульки с вольфрамовым сердечником будут пробивать любые бронежилеты. Только корпус из пластика развалится после нескольких выстрелов – отдачу никуда не денешь. Но мы можем заменить ударопрочный пластик на стеклопластик или углепластик, прочность у которого гораздо выше, в этом случае оружие будет служить достаточно долго.

- Астор, болванка — это конечно хорошо, но малоэффективна по групповой цели. Какую взрывчатку у вас используют в снарядах, чем она отличается от нашей?

- Да, у нас тоже с этим прогресс имеется, по сравнению с вами. Мало во вражеском корабле дырку сделать, лучше его на куски разнести. Ядерные заряды для рельсотронов не используются – масса слишком большая, да и ускорения такого они не выдерживают, сложные слишком. Поэтому и была разработана взрывчатка для рельсотронов – называется коротко КР – красная ртуть. Ее мощность выше обычной взрывчатки в сто раз. Это конечно не ядерный заряд, но мощность снарядов повышается существенно. Например, в шестисотграммовый снаряд калибром тридцать миллиметров заложено сто граммов такой взрывчатки, что эквивалентно десяти килограммам обычной взрывчатки типа тротила.Напомню, что в снаряде гаубицы 152 мм примерно семь килограммов тротила – чувствуешь разницу? – сообщил Астор.

- Здорово! А мы сможем производить эту взрывчатку? – спросил Виктор.

- Конечно сможем, но для этого понадобится большой химический завод. Хотя можно воспроизвести небольшое количество в обычной химлаборатории. А зачем она нам нужна? В вашем окружении нет развитых цивилизаций, кто бы мог на вас напасть. А на Земле и обычной взрывчатки достаточно – ответил Астор.

- Но вот если у этого игрушечного пистолета или автомата пульки начинить такой взрывчаткой – чувствуешь какой будет эффект? Один грамм взрывчатки будет эквивалентен ручной гранате РГД-5!

- Ну да, это будет автоматический гранатомет по сути – согласился Астор. – Но они уже стоят на вооружении – сам знаешь – АГС-17, зачем нам лезть в область вооружений?

- Ну вот если вооружения потребуются нам самим? Кто их нам даст? Только будут те, что сами производим – пояснил Виктор.

- Ну в этом плане, конечно, стоит иметь под рукой такую штуку – согласился Астор. – Чертежи сделаю в двух вариантах – ударопрочный пластик и стеклопластик.

- Ну ладно, давай теперь расскажи о высокотемпературных сверхпроводниках, как их получить и их свойства — попросил Виктор.

- Это керамика, определенного состава, и определенной структуры. Есть такое понятие как миниатюрные структуры, размером в несколько нанометров, в том числе трубки — обозначу их как нанотрубки. Они обладают определенными свойствами, которые позволяют как раз создать сверхпроводники, суперконденсаторы, и супераккумуляторы — назовем их так для отличия их от обычных аккумуляторов на основе лития и натрия. Нанотрубки изготавливаются по определенной технологии, вполне реализуемой на Земле, скажем так, реактор для их производства займет десять кубометров пространства, будет производить по двенадцать килограмм нанотрубок в сутки, работает он непрерывно. Нанотрубки будут изготавливаться несколько видов, затем мы смешиваем эти нанотрубки с глиной определенного сорта, эта смесь в сочетании с еще десятком компонентов тщательно перемешивается с добавлением воды, из полученной густой массы формуются элементы токопроводов, затем они сушатся и запекаются в печи, как обычная керамика. После остывания у них появляется сверхпроводимость, если температура меньше сорока пяти градусов Цельсия. Есть варианты фоточувствительной керамики для вентилей — они приобретают свойства сверхпроводимости под воздействием света, либо теряют их. Есть аналоги диодов и ключевых транзисторов, управляемые напряжением.

- Это так просто? Так этот состав начнут копировать все, кому не лень?! - удивился Виктор.

- Ты забыл про нанотрубки — их пока никто делать на Земле не умеет. Смесь нанотрубок с глиной можно будет поставлять только нам, остальные компоненты могут производить кто угодно, секрет производства сверхпроводников не уйдет. Для фоточувствительных сверхпроводников применяются специальные нанотрубки. Я думаю, что они будут исследовать химический состав поставляемой глины, а ее структуру просто не смогут рассмотреть, а тем более изготовить - ответил Астор.

Применение сверхпроводников

- Это здорово, можем прибыльно организовать производство сверхпроводников. Но вот их применение — кроме оружия в голову не приходит ничего. Электродвигатели — ну будет у них выше КПД на десяток процентов. Генераторы — тут возможности, конечно, побольше. Линии электропередач из керамики - это совсем не реально. Трансформаторы — тоже как-то не впечатляет — рассуждал Виктор.

- Применение сверхпроводимости, дает качественный скачок для использования в двигателях. Например, вместо мотоциклов на бензине можно будет использовать электромотор и аккумулятор — одной зарядки аккумулятора хватит на столько же, сколько дает полный бак бензина. А малый вес электродвигателей в сочетании с их высокой мощностью позволит создать воздушный мотоцикл. Еще хорошее применение, в том числе в военной сфере. Это беспилотные летательные аппараты, которые нужны для разведки и нанесения ударов по противнику в военной сфере, дальность полета таких беспилотников будет до несколько тысяч километров, вес полезной нагрузки — пара сотен килограммов. Сейчас имеются такие штуки на вооружении — называются крылатыми ракетами, они оснащены реактивными двигателями и боеголовкой. А можно создавать так называемые барражирующие боеприпасы — это винтовой беспилотный летательный аппарат на электродвигателях с аккумуляторами, управляемый оператором, в который установлены видеокамера. Такие аппараты могут находиться в воздухе от нескольких часов до суток. Оператор наблюдает за обстановкой в выделенной зоне, при обнаружении цели — скажем танка, направляет этот боеприпас в него. Или вместо боеголовки у него можно установить крупнокалиберный пулемет с противооткатной системой и уничтожать живую силу противника. Даже если он будет летать со скоростью сто километров в час, в него будет очень трудно попасть с земли. Ну еще эти беспилотники будут использоваться для авиаразведки в гражданской сфере, в развлечениях — например просто летающая телекамера и фотоаппарат! Очень удобно для съемки фильмов — прокомментировал Астор.

- Насчет военной сферы я сомневаюсь, крылатых ракет достаточно. Насчет барражирующих боеприпасов — о таком мне еще не приходилось читать, хотя я регулярно читаю журнал «Зарубежное военное обозрение». Может быть, такие штуки будем сделать для своих нужд — мало ли какая может возникнет нужда в будущем. А вот в гражданской сфере ты прав, летающая телекамера будет очень даже востребована. И тот же воздушный мотоцикл у нас найдет применение. Страна огромная, расстояния тоже. Наверно можно будет и воздушное такси-автомобиль создать? Чтобы летало невысоко над поверхностью. Бездорожье наша беда... - спросил Виктор.

- Можно, конечно, но у него длительность полета будет небольшой без супераккумуляторов. А вот экраноплан на литиевых аккумуляторах уже будет вполне конкурентоспособным. У меня имеются чертежи двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на сверхпроводимости — у вас подобные конструкции запатентованы, но не производятся из-за низкого КПД. Называется такая конструкция свободнопоршневой генератор газа. Поршень-магнит колеблется от одного конца цилиндра к другому, в которых происходят вспышки горючей смеси. Снаружи стоит катушка, которая вырабатывает ток от колебаний цилиндра-магнита. А представь, если это сверхпроводники? Тогда схема весьма работоспособна, а компактные электродвигатели преобразуют электроэнергию в любое необходимое движение — описал Астор еще одно применение сверхпроводимости.

- Точно! Здорово! Такой ДВС и электродвигатели можно использовать для производства автомобилей! А как сложно производить такие двигатели? - увлекся новой темой Виктор.

- Для всего нужно свое время. Такой электромобиль требует хорошую электронику, чтобы синхронизировать все процессы, качественные термопары – элементы Пельтье, для охлаждения сверхпроводников. У меня в памяти имеются чертежи и двигателей, и электромобилей, и электроники, придет время — будем производить — ответил Астор. – На данном уровне развития электроники все это можно реализовать.

- Давай займемся этим двигателем. Опиши его вкратце – попросил Виктор.

- Самый оптимальный вариант — это четырехтактный двигатель с непосредственным впрыском. Представь себе две трубы, соединенные в один блок параллельно. По их концам находятся камеры сгорания со всеми атрибутами – клапанами и прочим. Представил? – Астор показал Виктору картинку.

- Ну да, а почему две трубы параллельно? – спросил Виктор.

- Для компенсации вибрации они будут работать в противофазе, компенсируя колебания друг друга. Можно, конечно, их в длину вытянуть, но не для каждого аппарата такой двигатель подойдет. В каждой трубе находится поршень с магнитом, у него с двух сторон рабочие поверхности для камеры сгорания. С помощью магнита и катушки вокруг трубы из сверхпроводника мы его разгоняем и отправляем то в одну, то в другую сторону, пока сжатие достигнет десяти атмосфер. После этого в камеру сгорания впрыскивается горючее, уже поршень удаляясь от камеры сгорания в противоположную сторону вырабатывает электрический ток в сверхпроводнике, который заряжает аккумулятор и суперконденсаторы, а также крутит электродвигатели. Как только рабочий поршень долетает до противоположного конца трубы, в соседней трубе, с другой стороны, происходит вспышка рабочей смеси. И так далее, поршни летают от одного конца трубы к другому, реализуя четырехтактную схему ДВС, вырабатывая ток.

- Теперь понятно. А как синхронизируются поршни? – спросил Виктор.

- Электроникой. Тут по-другому никак не синхронизируешь. Впрыск топлива и будет синхронизировать движение поршней в работе – ответил Астор. – Для простоты поршни соединяются в единый механический блок через центральный отсек, хотя можно это сделать с помощью сверхпроводников, без механической связи, но это сложнее.

- Покажи чертежи рабочего двигателя, чтобы я оценил его сложность. Или просто сообщи, на каких заводах его можно изготовить опытные экземпляры, а где можно развернуть серийное производство – попросил Виктор.

- Серийно можно изготавливать их на любом моторостроительном заводе, особой сложности нет. Он же намного проще обычного ДВС. Нет ни коленвала, ни подшипников. Только поршни с уплотнительными кольцами с двух сторон, между ними магнит. Ну еще тонкость – трубы эти надо делать из керамики или стальные с разрезом. До керамики пока далеко – не достигнуть такой точности изготовления, хотя японцы уже делали двигатели из керамики. Ну а по центру трубы катушки из сверхпроводника, там по одному витку достаточно. Они и дают информацию о положении поршня, и ток вырабатывают.

- А магнит там внутри не перегреется? – спросил Виктор. – Да и сверхпроводники тоже?

- Вот по центру окно вентиляционное – там масло охлаждает магнит и смазывает стенки цилиндра, ну и катушки тоже. Хотя для катушек предусмотрена другая система охлаждения через рубашку – магниты до пятисот градусов нормально работают, а сверхпроводники до сорока пяти, так что охлаждение для них нужно качественное – ответил Астор. – Вот образец двигателя мощностью двести пятьдесят лошадиных сил, рабочий объем два литра. Вес двигателя-генератора сорок килограммов. Себестоимость будет в пределах пятисот рублей при массовом производстве.

Уважаемые читатели, прошу вас подписываться на меня и ставить лайки!

Это меня стимулирует для написания продолжения романа.