Плазменное оружие и физика плазмы: концепции, кумулятивная струя и технические барьеры

Физическая природа кумулятивной струи и споры о плазме

Значительная часть дискуссии посвящена вопросу, корректно ли называть кумулятивную струю плазмой. Одна часть участников настаивает на изучении базовой физики, подчеркивая, что струя металла и плазма — принципиально разные вещи. Другая точка зрения апеллирует к тому, что плазма — это особое агрегатное состояние вещества (ионизированный газ из распавшихся молекул, электронов и ионов), которое бывает не только высокотемпературным, но и низкотемпературным.

Согласно этой позиции, кристаллический металл кумулятивной воронки под действием огромного давления лишается кристаллической структуры и приобретает свойства жидкости. Из-за сверхвысокой скорости процесса атомы могут не успевать формировать стандартные молекулярные связи с электронами, а разгон струи происходит до скоростей выше первой космической. В то же время участники сходятся во мнении, что идеи компактных «кумулятивных патронов 9 мм с жидким азотом» являются технически безграмотной фантастикой.

Экспериментальные военные разработки и лазерная плазма

В обсуждении упоминаются проекты оружия направленной энергии, в частности Pulsed Energy Projectiles (PEP), изучавшийся в Лос-Аламосской национальной лаборатории. Принцип действия подобных систем строится на мощном импульсе инфракрасного лазера, который при контакте с поверхностью цели создает облако плазмы, поглощающее энергию излучения. Это вызывает возникновение ударной (в переводных материалах — «шоковой») волны, способной оказывать останавливающее, электромагнитное и кинетическое воздействие на живую силу и ткани на дистанциях до 2000 метров.

Также в теме поднимались вопросы советских проектов плазменного ПВО (создание плазмоидов на пути летящей воздушной цели с помощью наземных СВЧ- и микроволновых излучателей) и дистанционных электрошоковых систем на основе проводящего ионизированного лазерного канала, разработка которых упирается в сильную зависимость от погодных условий.

Технические препятствия при создании «плазмоганов»

Создание компактных плазменных пушек на текущем технологическом уровне признается участниками невозможным по ряду фундаментальных причин:

• Удержание и фокусировка: Для удержания плазмы требуются мощные магнитные поля, сопоставимые с системами типа ТОКАМАК, где катушки весят тонны, а время стабильного удержания исчисляется секундами.
• Энергопотребление: Генерация плазменного сгустка требует отдельного мощного энергоблока высокой емкости.
• Транспортировка в атмосфере: Создание плазмоида в открытом воздухе ведет к его быстрому остыванию и рассеиванию, если не обеспечен канал доставки (например, предварительный пробой воздуха лучом мощного лазера или использование соленоидов).
• Оптические нагрузки: Применение импульсных лазеров для наведения и формирования плазмы требует сверхбыстрой и тяжелой адаптивной оптики, выдерживающей предельные тепловые нагрузки.

Электромагнитная защита от кумулятивных боеприпасов

В контексте взаимодействия кумулятивной струи с электромагнитными полями обсуждалась разработка концепта электромагнитной ловушки для бронетехники. Исследования подтверждали, что мощное магнитное поле способно нарушить геометрию и отклонить кумулятивную струю. Однако от внедрения такой защиты отказались по следующим эксплуатационным причинам:

• Создание индукции порядка 1 Тесла на расстоянии нескольких десятков сантиметров требует массивных катушек по всему периметру танка;
• Сверхмощный электромагнитный импульс выводит из строя бортовую электронику бронемашины и опасен для экипажа;
• Высокая уязвимость внешней силовой кабельной разводки при обстреле;
• Появление громоздких сопутствующих узлов (включая необходимость мощного электропитания).

В результате динамическая защита (ДЗ) и комплексы активной защиты (КАЗ) были признаны более дешевыми, надежными и практичными решениями.