Новые принципы стрельбы         Со времён изобретения огнестрельного оружия в его изготовлении и использовании изменилось очень многое – оружие стало многозарядным и автоматическим, во много раз возросли дальность и точность стрельбы, но одно осталось неизменным: по-прежнему источником энергии выстрела служит порох. Конечно, пороха тоже менялись и по составу, и по форме, но, как и прежде, пороха сгорают в камере, одной из стенок которой является боевой элемент (ядро, пуля, снаряд), поэтому боеприпас необходимо поместить в стреляющее устройство, что и доставляет оружейникам огромное количество конструктивных головоломок. Правда, с оружием небольших калибров с изобретением унитарного патрона многое упростилось, но вот крупные калибры...
        Мало того, что они достаточно (а порой, и более, чем достаточно) тяжелы, так ещё и унитарные патроны для них получаются весьма длинными – тяжёлому снаряду нужно много энергии, следовательно, пороха. На рисунке 1 показаны снаряды и гильзы для 122-мм орудия раздельного заряжания:
Рис. 1. Компоненты раздельно-гильзового выстрела – снаряды и гильзы для 122-мм пушки         Теперь представим себе унитарный патрон такого калибра для танковой пушки с автоматическим заряжанием и размеры башни танка (поэтому разработчики Т-14 и пошли по пути раздельного заряжания). Кроме того, нужно разместить несколько боекомплектов (желательно, побольше) и автоматы для подачи и снарядов, и гильз. И всё это нужно разместить в танке (например, в Т-72, как на рис. 2) вместе с двигателем, запасом горючего...
Рис. 2. Танк Т-72БА         Главным камнем преткновения в решении этой проблемы является твёрдотельность метательного заряда. Между тем, любое огнестрельное оружие всего лишь двигатель внутреннего сгорания со специфичной областью применения и ему совсем не обязательно использовать в качестве топлива пороха разного рода, тем более, что их теплотворная способность не ахти какая высокая. Широкое применение порохов связано с тем, что в порохе содержится и горючее, и окислитель, и они способны гореть в замкнутом пространстве.
        Однако, способностью «внутреннего горения» обладают не только твёрдые вещества, но и жидкости (например, изопропилнитрат, нитрометан, метилнитрат). Далее, совсем не обязательно применять материалы «внутреннего горения». Прекрасно работают двухкомпонентные ЖРД, в которых горючее и окислитель смешиваются в камере сгорания. Наконец, газовый топливный заряд любого ДВС тоже горит в замкнутом цилиндре, разница лишь в том, что порох «смешивали» заблаговременно, а топливный заряд ДВС – непосредственно перед «применением».
        Иначе говоря, совсем не обязательно использовать для стрельбы только одно из агрегатных состояний вещества, тем более, что плотности жидких веществ, способных к горению в замкнутом пространстве аналогично порохам, зачастую больше средней плотности последних (с учётом коэффициента заполнения гильзы или каморы). Другое дело – конструктивные решения. Вполне очевидно, что проще всего применять однокомпонентные вещества, благо опыт их применения в качестве ракетного топлива накоплен немалый, известны их плюсы и минусы. В таблице приведены некоторые жидкие однокомпонентные ракетные топлива:

Наименование	Плотность при 20°C, г/см3	Т. кип.,°C	Т.пл., °C	Дефицит О
Изопропилнитрат	1,02	102	– 60	– 99
Нитрометан	1,14	101	– 29	– 40
Метилнитрат	1,21	64	– 83	– 10
3CH3NO3 + СН3ОН	~ 1,1	–	–	– 27

        Приведённые в таблице вещества способны к так называемому «внутреннему горению», то есть к перераспределению связей в молекуле и распаду на более простые молекулы с выделением энергии. Так, например, метилнитрат CH₃NO₃ способен к реакции «внутреннего горения», уравнение которой выглядит так: 2CH₃NO₃ => CO₂ + CO + 3H₂O + N₂   (+ 4,420 МДж/кг)       Метилнитрат – бризантное взрывчатое вещество, превосходящее по мощности гексоген. Хотя метилнитрат легко загорается и спокойно горит большим несветящимся пламенем, он способен детонировать со скоростью 8000 м/сек. В качестве ЖРТ метилнитрат применяют в виде 72 – 75%-ного раствора в метиловом спирте, так как обращение с чистым метилнитратом вследствие его летучести представляет большую опасность (пары метилнитрата взрываются при нагревании до 92°C, что, видимо, объясняется близким соседством окисляющейся и восстанавливающейся групп). Примером такого топлива может служить смесь 3 частей метилнитрата и 1 части метилового спирта (нижняя строка в таблице). В Германии на основе метилнитрата испытывалось однокомпонентное топливо, состоящее из 30% СН₃ОН и 70% CH₃NО₃, теплопроизводительность его достигала ~ 4,2 МДж/кг.  
Рис. 3. Структура нитрометана (слева) и метилнитрата:
чёрный – углерод, синий – азот, красный – кислород, бирюзовый – водород         Сравнивая реакцию горения нитрометана (1) и метилнитрата (2) можно предположить, что смесь равного количества молекул нитрометана и метилнитрата может оказаться достаточно стабильна и в то же время энергоёмка для роли «жидкого пороха», так как дефицит кислорода этой смеси составит около – 23, что близко к дефициту кислорода в стабильном растворе метилнитрата в метиловом спирте. (1) 2CH₃NO₂ => 2CO + 2H₂O + H₂ + N₂
(2) 2CH₃NO₃ => CO₂ + CO + 3H₂O + N₂         Конечно, это не более чем гипотеза, нуждающаяся в экспериментальной проверке, в ходе которой состав может быть уточнён. Теперь несколько слов о самом процессе выстрела. Поскольку горение внутримолекулярное, оно не зависит от поверхностей раздела, дисперсности, канальности и тому подобных условий, от соблюдения которых так зависят свойства твёрдых порохов. Поэтому после досылки снаряда достаточно заполнить камору «жидким порохом» (например, по трубопроводу) и затем инициировать выстрел искро-дуговым запалом, СВЧ-воспламенителем или иным конструктивно удобным способом.
        Иначе говоря, из обращения устраняются не только гильзы (картузы и т.п.), но и автоматы их подачи, тем более громоздкие, чем больше калибр. Да и хранилище «жидкого пороха» может быть размещено в любом месте и иметь любую форму.

---

В оглавление