Кинетическое оружие

Кинетическое оружие — оружие, использующее в качестве поражающего элемента что-то материальное, запускаемое с использованием какого-либо вида накопленной энергии, в противоположность энергетическому оружию. Чисто технически почти всё в нашем мире является кинетическим оружием, о чём ниже.

Физика процесса

Источник урона

Если не вдаваться в подробности, то сутью любого кинетического оружия является преобразование любого вида энергии в кинетическую. Формула кинетической энергии изучается в 7 классе на уроках физики и пишется как E=(m*v^2)/2 (читается как "Кинетическая энергия объекта есть половина произведения его массы на квадрат его скорости"). Основным же элементом нанесения урона кинетического оружия является импульс при взаимодействии поражающего элемента с целью. Например: пуля попавшая в тело передаёт при помощи импульса передаёт свою энергию сначала коже, разрывая её, затем внутренним тканям и жидкости, нанося им повреждения как прямым столкновением, так и опосредованно при передаче энергии через жидкость в теле, так же вызывая деформации в тканях приводя к повреждениям.

Исходя из вышеизложенного кинетическую энергию можно поднимать двумя способами:

• Повышая скорость поражающего элемента
• Повышая массу поражающего элемента

Так как скорость берётся в квадрате, то и повышать её нужно в первую очередь. По этому масса боевой части топоров и булав была сравнительно небольшой, а древко довольно длинным. Это позволяло развить большую линейную скорость при тех же затратах энергии человека, а значит получить больше энергии. Массу же поднимают тогда когда есть ограничение в скорости. Например пули дозвуковых патронов должны лететь медленнее скорости звука. На примере патрона УС калибра 5.45х39 мм было видно как сильно падает урон и настильность в следствие потери энергии пулей. Тогда приняли решение поднять их массу и получили патрон 9х39 мм.

Пробивающее vs останавливающее действие

Так как мы говорим именно о механическом воздействии, то можно поднимать вопрос механических же свойств этого воздействия. В вопросе именно нанесения урона по сути дела есть два основных свойства процесса:

• Пробивающее действие - свойство поражающего элемента проникать через преграды без потери энергии.
• Останавливающее действие - свойство поражающего элемента передавать энергию от себя к цели.

Пробивающее действие

Его ещё часто можно обозвать бронебойностью. Зависит от нескольких факторов, но в первую очередь от:

• От времени взаимодействия. Чем быстрее пройдёт взаимодействие, тем больше шансов на пробитие препятствия.
• От площади поперечного сечения поражающего элемента. Чем меньше пятно контакта, тем в больше силы сконцентрировано в одной точке. Это повышает шанс на пробитие.
• От встречного угла поражающего элемента с преградой. Чем ближе этот угол к прямому, тем сильнее уменьшается вероятность рикошета.
• От вязкости среды в которой перемещается поражающий элемент. Чем более вязкая среда, тем больше сопротивления для движения она создаёт и тем больше энергии забирает. А в нашем случае энергия это и есть движение.

Останавливающее действие

Не стоит путать с убойностью/летальностью. Это не связанные напрямую величины. Зависит от нескольких факторов, но в первую очередь от:

• От времени взаимодействия. Чем дольше будет идти взаимодействие, тем больше энергии будет передано цели.
• От площади поперечного сечения поражающего элемента. Чем больше пятно контакта, тем в больше энергии будет передаваться в единицу времени через пятно контакта.
• От вязкости среды в которой перемещается поражающий элемент. Чем более вязкая среда, тем больше сопротивления для движения она создаёт и тем больше энергии забирает.

Итог

Как видно на первый взгляд пробивающее и останавливающее действие противоположны друг другу по сути, хотя некоторые физические процессы наоборот позволяют обеспечить высокое останавливающее действие при большой пробивной силе. Например гидроудар, возникающий при попадании быстролетящей пули в тело человека.

Виды кинетического оружия

Кинетическое оружие многообрабзно в своём разнообразии. Многие люди не задумываются о том что привычные им вещи являются им. Давайте рассмотрим самые известные примеры по способу преобразования энергии:

• Преобразование мускульной силы человека напрямую
  • Тело человека. Любой удар кулаком, ногой, головой и другой частью тела является преобразованием энергии накопленной в организме в кинетическую.
    • Холодное оружие ближнего боя. По сути дела является развитием тела человека. Вместо удара тупоконечным кулаком, мы ударим остроконечным копьём или нанесём размашистый (более энергоёмкий) удар топором с целью разрубить человека.
  • Метание любого предмета рукой. Метание предмета зачастую производится вращательным движением, что даёт ему большую сокрость и следствие энергию. Если метать в руке что-то длинное и сравнительно лёгкое, то энергии получится запасти ещё больше. Сюда относятся как метание камней, так и метание топоров. Энергию можно увеличить ещё больше если удлинить руку, например копьеметалкой или пращей.
    • Используется до сих пор, хотя конечно метает камни уже электродвигатель. Гуглить "Хацацит".
• Преобразование потенциальной энергии упругой деформации
  • Лук. Мускульная сила человека используется для натяжения тетивы, которая потом быстро высвобождается отправляя снаряд в даль.
    • Арбалет. Тоже самое только энергию можно запасать на довольно длительное время. А баллиста это большой арбалет.
  • Катапульта использует силу натянутых канатов для отправления нарядов в полёт.
• Преобразование потенциальной энергии поднятого над землей тела
  • Метание больших камней со стен. По прямой метнуть такой тяжело, а вот если Земля поможет, то получится более сильный удар способный приложить и через шлем.
    • В первую мировую с самолётов сбрасывали маленькие металлические ежики и флешеты*
  • Требушет. Противовес поднимается над землей, тем самым запасая энергию. В момент выстрела противовес начинает разгонятся падая к земле и при помощи рычага разгоняет камень отправляя в полёт.
  • Из научно-фантастического, но тем неменее возможного. Релятивистская ракета — ракета, разогнанная до релятивистских скоростей. На такой скорости иметь боеголовку совершенно излишне, хватает скорости и массы, чтобы получить при попадании эффект, как от метеорита, сгубившего динозавров.
• Преобразование потенциальной энергии давления
  • Все духовые ружья идут сюда. Поток выдыхаемого воздуха создаёт повышенное давление отправляющее снаряд в полёт.
    • Как и вся пневматика. Работает по той же схеме, только воздух накопился не за снарядом, а в баллоне.
      • Паровые пушки тоже сюда.
  • Чисто технически ничего не мешает запасать энергию и сжатием воды, но жидкости плохо сжимаются.
• Преобразование энергии химических связей.
  • Всё огнестрельное оружие идёт именно сюда.
    • Можно сжигать порох в замкнутом объёме (гильзе), резко создавая повышенное давление пороховых газов что отправят пулю в полёт.
      • Вместо гильзы можно использовать патронник, тогда оружие получится безгильзовым.
      • Так же вместо пороха можно использовать много чего другого, например жидкое топливо подаваемое в камеру сгорания, а продукты горения будут выплёвывать подающиеся отдельно.
    • Можно сразу направлять продукты горения наружу и таким образом использовать реактивное движение (пороховые ракеты, кинетические ПТУР или пистолет Gyrojet)
    • Можно отправлять снаряды в полёт удалённо, взрывая его на расстоянии. Речь конечно же об осколках.
      • Сам взрыв создаст ударную волну, что тоже является кинетическим оружием.
      • А если взрыв будет направленный, то можно сжать металл в кинетическую струю, что способна пробить в современных реалиях почти метр броневой стали. И она именно пробивает, а не прожигает.
    • А можно использовать и принцип ДВС. Загнать в камеру взвеси топлива и воздуха, сжать и поджечь. Так например работает знаменитая в США картофельная пушка.
• А вот дальше начинается территория фантастики. Преобразование электро-магнитной энергии.
  • Именно сюда относятся Рельсотрон и пушки Гаусса. Их создают уже сейчас всякие любители, но пока что всё упирается в дешёвый портативный источник энергии.

Примеры

Включайте или примеры, не попадающие в подстатьи, или совсем уж необычные.

• «Железный рассвет» Стросса — мёртвая рука запустила в сторону вероятного противника релятивистские ракеты, хотя он был тут совершенно ни при чём.
• Роза и Червь — начинается с бомбардировки планеты кинетическим оружием.
• Sword of the Stars — в качестве бомбардировки можно запустить в планету хорошо разогнанный астероид.
• «Легенда о героях Галактики» — чтобы провести флот к планете, чья система противокосмической обороны считается непреодолимой, Ян Вэньли сбивает спутники ПКО глыбами льда, разогнанными до околосветовых скоростей.
• StarCraft — кинетическое оружие сочетает ускорение снаряда традиционной химической взрывчаткой с ускорением магнитным полем.
• «Вавилон-5» — центавриане атакуют Нарн, с помощью специальных кораблей сбрасывая на планету астероиды.
• Во всех Quake (кроме второй части) есть гвоздемёты, причём в первой игре коробки с патронами отсылают к культовой группе Nine Inch Nails, написавшей саундтрек.
• Fallout 3 — собираемая по чертежу железнодорожная винтовка (видимо, пародия на рельсовую пушку) работает от пара и стреляет костылями. В четвёртой части переименовали в гвоздемёт.
  • Ну и конечно столь же самопальная «Ракетка», позволяющая пулять любым сподручным мусором. Расстрелять супермутанта плюшевыми мишками? Да запросто!
• Fallout: New Vegas — есть строительный гвоздемёт, почему-то очень похожий на привычный пистолет-пулемёт (и починить его можно 10-мм пистолетами).
  • А у дробовиков 12 калибра есть патроны койн-шот (вместо дроби туда заряжают динарии Легиона Цезаря) и «Дыхание дракона» (превращают дробовик в огнемёт).
• Redneck Rampage — в наличии есть арбалет, стреляющий динамитом; арбалет-метатель куриц с динамитом; циркулярная пила, палящая своими заострёнными дисками (берегитесь рикошетов!).
• Saints Row: The Third и далее — создатели серии окончательно взяли курс на карнавал трэша и угара, потому и оружие тут можно найти соответствующие. Например моллюскомёт и автомобиль с пушкой, засасывающей и стрелющей людьми!
• Stubbs the Zombie in Rebel Without a Pulse — как насчёт того, чтобы использовать собственные поджелудочную железу и голову в качестве гранат?
• В реальной жизни компания Heckler&Koch довела до малосерийного производства безгильзовую штурмовую винтовку G11. Получилось круто, но непрактично.
  • На самом деле сделали только прототип потому что так и не смогли побороть перегрев и следующую за этим самопроизвольную стрельбу (и возможный подрыв боекомплекта). Оружие получилось сложным и дорогим, заказов на него не было, смысла его производить — тоже. Но зато в играх оружие прижилось (особенно в тактических РПГ)!
• Автоматический дробовик Pancor Jackhammer так и не был востребован в реальности, но весьма любим игроделами. Конструкция барабана позволяет при необходимости сделать из него натуральную противопехотную мину направленного действия!
  • Аналогичная ситуация с H&K CAWS. Причем все эти пушки — и G11, и джекхаммер и CAWS можно увидеть в Fallout 2. Видимо в той вселенной новинки приживались лучше.
  • Если Heckler&Koch CAWS был скорее удачным и завёрнут МО США, предпочевшим обычные ружья,, а USAS-12 и вовсе чуток пошел в серийное производство, то Jackhammer… Цитата: «К настоящему времени статус проекта Jackhammer, согласно данным издательства Джейнс — „разработка завершена“, однако о производстве этого оружия речь не идет и видимо так никогда и не пойдет — Jackhammer навсегда останется лишь ввиде считанных прототипов (что, по большому счету и неудивительно, учитывая некоторые особенности его конструкции, описанные ниже).». Ну неет, сочетание барабана наподобие револьверного с коротким ходом ствола вперед, на взгляд автора правки, позволяет добиться хорошей надёжности (за счет минимума движущихся деталей и отсутствия операций досылания патрона и выбрасывания гильзы) и терпимой отдачи (опять же, деталь, движущаяся возвратно-поступательно под действием пороховых газов и действующая на возвратную пружину с силой, действует в направлении, противоположном отдаче). Однако насколько тяжёлым и громоздким окажется боезапас в магазинах, каморы которых должны выдерживать давление выстрела… просто вообразите, что вам, когда в вашем револьвере заканчиваются патроны, приходится вытаскивать из него пустой барабан и вставлять полный. Мало того, еще и смена магазина-барабана производится не особо удобно (что, впрочем, исправили в двух уничтоженных экземплярах из трёх произведённых, заодно со снижением массы оружия с 8 до 6 килограмм). Но вишенкой на торте является тот факт, что для переснаряжения магазинов «Панкора» требуется их частичная разборка на станке! В «поле», без крупногабаритных инструментов, разобрать и как следствие перезарядить его невозможно. Кончились магазины (а они, напоминаю, тяжёлые, под два кило каждый; для сравнения — у «Сайги-12» магазин на 10 патронов весит менее 400 граммов, плюс ещё полкило сами патроны) — всё, тримай портки, ховайся в бульбу, патронташ не поможет.
• Zeno Clash — арбалет-рогатка, стреляющий черепами.
• Дестроер — один злодей затерроризировал половину мира с помощью… паровозов. Как оказалось, они вполне-себе пригодны для того чтобы стрелять ими из рельсовой пушки (правда рельсы заворачивало винтом, но это никого не смущало), и вот эти вот паровозы правительство США чтобы не создавать паники обозвало КРУ (Кинетическое Разрушающее Устройство). У злодея была мысль, что если наполнить котел паровоза каким-нибудь газом, эффект будет куда круче, но развить мысль ему не дал Римо Уильямс, герой книжки.
  • Идея развита в современности, в России: как оказалось, совсем не обязательно делать ядерную боеголовку (правда и паровоз запускать необязательно). Обычная болванка работает ничуть не хуже, если на финальном этапе ракета включит ускоритель и разгонится до гиперзвуковой скорости.
  • А если просто уронить с орбиты массогабаритный макет боевой части межконтинентальной баллистической ракеты, гиперзвук достигнется сам собой, и воронка в месте падения окажется весьма неслабой. Увы, непрактично с дипломатической точки зрения: сначала докажи всем заинтересованным сторонам, что запущенная тобой МБР несёт только макеты, и не собирается начать третью мировую войну, скинув на вероятного противника самый натуральный ядерный подарочек, когда он этого совершенно не ожидает.
    • А вот вольфрамовые столбы (проект «Rods from God») не взлетели — выяснилось, что эти самые столбы представляют из себя форменную чугуниевую бомбу, с радиусом поражения, равным радиусу столба. Пробивают препятствия (даже укреплённые бункеры) насквозь и уходят глубоко в землю, вместо того, чтобы остановиться о них со взрывом.
• Если уронить с земной орбиты не просто так, а со второй космической, предварительно запустив с Луны при помощи магнитной катапульты простой металлический контейнер-болванку для руды — получим грозный аргумент в войне за независимость колонии. Роберт Хайнлайн не даст соврать («Луна — жестокая хозяйка»). То, что не расплавится при проходе через атмосферу (а от монолитной каменюки, да еще в стальной аэродинамической оболочке и пущенной по заранее просчитанной траектории останется при любом раскладе ой как много), встретится с поверхностью с последствиями не намного уступающими взрыву ядерной боеголовки в несколько мегатонн.
• Иэн Бэнкс, «Алгебраист» — межзвёздный портал в системе, где разворачиваются события, был разрушен попаданием разогнанного до релятивистской скорости астероида. Не совсем ракета, но смысл тот же.
• Schlock Mercenary — «cee-sabots», небольшие конусы из фольги, сбрасываемые со звездолетов, летящих на релятивистских скоростях. Что совой о пень, что пнем о сову…
• Б. Стерлинг, «Схизматрица» — пусковое кольцо, способное выстреливать грузом из бадьи.

«	Начинает на малом ускорении, подхватывает бадью, подмагничивает, гоняет по кругу на магнитной подушке, разгоняет до нужного, а затем тормозит перед жерлом. Бадья останавливается, а груз выстреливается со скоростью нескольких кликов в секунду	»
— Глава 4

.