月球上的军事基地。 气动电动武器的空间前景
第一个在月球上建立永久基地的项目是在苏联和美国的1960s中开发的。 实施此类项目需要巨大的资源和努力。 目前，没有任何重要的论据支持和平的月球基础（考虑到没有足够回报的巨大成本，科学和声望的问题都没有）。 关于月球基地经济价值的争论是没有根据的，到目前为止，由于缺乏工业聚变反应堆，氦气 - 3的提取并不令人感兴趣。
因此，主要的障碍是和平探索月球项目的实际无用（也就是说，建造月球基地是可能的，但不是必要的）。 目前，主要的激励措施可能只是军事问题。 最明显的是使用月球作为核导弹的位置的可能性。 然而，仅在全球军事冲突（可能在可预见的未来可能发生）的背景下，对基于月球的核导弹的战斗使用是合理的。 此外，还有关于外层空间无核地位的国际协定（违反这一协定可能使该国弊大于利）。
在这方面，我们考虑月球基地的概念，旨在容纳非核武器（特别是炮兵系统）。 在进行任何强度和规模的敌对行动时，都可以使用这些系统。 这种系统在月球上定位的优点是可以在最短的时间内暴露在地球上的任何一点。 为此，没有必要解决将主要军事部队和武器系统迁移到冲突地区的复杂任务（这在很长一段时间内并不总是可行）。
月球和地球中心之间的平均距离为~384千.Km。 月球的第二宇宙速度是〜2400 m / s。 距离月球中心（地球方向）约1千米的距离，月球和陆地力量相互平衡。 当从月球表面开始时，可以在~38 m / s的初始速度下实现该点（具有平衡力）。 因此，如果月亮炮提供射弹加速到所需的初始速度（在地球的方向上），那么射弹将落到地球上。
通过增加粉末装药的质量，不能提供前述的初始弹丸速度。 出路是使用微型喷气发动机来提高弹丸的速度（在弹丸离开枪管之后）。 以实验为例考虑这种可能性 罐 枪50L“ Vityaz” http://www.oborona.co.uk/kbao.pdf.
这种125毫米口径火炮为弹丸提供7千克桶重，初始速度为2030 m / s。 当纯过氧化氢用作单组分火箭燃料（特定脉冲~150 s）时，微喷射发动机运行所需的燃料质量将为~1,1 kg（弹丸的质量体积的~16％）。 由于微喷射发动机的工作，射弹的速度将增加到~2280 m / s，并且射弹将能够克服月球的月球力（当这把枪被放置在月球上时）。
因此，原则上，基于火药的经典火炮系统可以用于武装月球基地（假设射弹还通过微喷射发动机加速）。 一种有效的交付方式也是火箭。 在我们的例子中，建议使用气动电炮系统。 http://n-t.ru/tp/ts/oo.htm.
对于月球基地的气电炮系统，建议使用压力下的氧气（或氧气与氦气的混合物）作为推进剂，以及氧气和铝之间的化学反应作为热能源。
气动火炮系统能够提供非常高的射弹初始速度。 此外，可以在农历基础上以最少的努力组织一些组件（例如，肺电推进剂装药）的生产。 月球土壤具有所有必要的元素（在一些样品中，氧含量达到44％，铝13％）。 火炮系统比火箭便宜得多，即更容易制造（这简化了在月球上组织这种生产的任务）。
在粉末和气动电动枪中，最大压力的绝对值可以具有大致相同的值（因为受到枪管的强度的限制）。 在粉末装料燃烧后的粉末枪中，粉末气体的膨胀过程在没有热交换（绝热过程）的情况下继续。 在气电枪中（在铝燃料元件燃烧之后），形成气态氧和氧化铝颗粒（加热到高温）的混合物。 因此，扩氧的过程将不再是绝热的（因为热量是从氧化铝颗粒转移的）。 由于氧气温度缓慢下降，其在枪口处的压力将更大（与粉末气体具有相同的膨胀程度），并且弹丸的初始速度更高。 因此，气电的内部弹道学 武器 与经典枪械的内部弹道学明显不同。
有必要强调的是，对于地球上目标的失败，没有必要使用超大口径的火炮系统。 气动电子枪可以具有以下参数：枪管长度6 m，口径125 mm，弹丸7 kg的枪管重量，初始射弹速度~2400 m / s。 在通过临界点（具有平衡的力）之后，弹丸的速度将由于重力而增加，并且在没有大气的情况下，可以达到~11000 m / s。 空气动力学空气阻力的损失可以估计为~3000 m / s（当沿着垂直于地球表面的弹道轨迹移动时）。 结果，当坠落到地球时，射弹的速度可以是~8000 m / s。
射弹可以由重型核心（5 kg）和轻型不可拆卸体（2 kg）组成。 弹丸的外壳确保了核心在枪管中的保持，并作为一种活塞，在发射时承受气体压力并确保整个弹丸的加速。 射弹的外壳还可以保护核心免受燃烧（在射弹执行月球 - 地球飞行并进入大气层之后）。 当射弹体被加热时，它由隔热材料制成，这导致射弹直径的减小和大气的空气动力学阻力的减小。
良好流线型的抛射物形成相对较弱的冲击波，将大约50％的热能反射到大气中。 如果我们认为射弹的质量（和速度）从7 kg（~11 km / s）减小到5 kg（~8 km / s），释放的总热量将是~200 MJ。 因此，一半的热量（~100 MJ）必须在射弹的隔热壳的帮助下“阻挡”，其中发生熔化，蒸发，升华和化学反应的过程。 用于制造射弹体的材料可以是玻璃纤维，基于有机（或硅酮）粘合剂的其他塑料，碳组合物，具有结合（非密封）细胞的多孔金属等。
为了表征隔热材料，使用有效焓的概念（当涂层的质量单位被破坏时可以“阻挡”的热量）。 在我们的例子中，隔热罩（抛射体）的质量是2 kg，“阻塞”的热量~100 MJ。 制造弹丸外壳所需材料的有效焓应为~50 MJ / kg（这种热保护水平可借助现有材料实现）。
在~8 km / s的速度下，质量为5 kg的抛射体的动能为~160 MJ。 这种能量与爱荷华型战舰的主要口径（406 mm）的弹丸的动能（在目标上击中这些大口径射弹时）相当。 爱荷华型战舰主要机芯的装甲穿透能力仅为~400毫米的装甲。 为了进行比较，我们注意到，高速坦克射击的质量为5 kg的装甲穿透能力为~600 mm的装甲。 月球壳的穿甲力将更大，因为它的速度（~8 km / s）已经可以与累积射流的速度相比（~10 km / s）。
鉴于过度穿透，对于月球壳的制造，您可以使用轻合金，例如铝。 如有必要，可以使用重金属（钨，铀等）。 在从富集的铀金属制造射弹的情况下可以实现额外的效果（在被这种射弹击中之后，由于来自爆炸产物的强放射性污染，该船可以退役）。
在动能爆炸期间撞击目标的过程中，射弹可以完全进入精细状态甚至蒸发（在极端情况下）。 利用射弹~160 MJ的动能，这将仅需要~53 MJ的热量（铝的蒸发比热~10,5 MJ / kg）。 动能爆炸的产物可以与空气中的氧气发生化学反应（增强射弹的射程 - 作用）。 由于铝的燃烧比为~31 MJ / kg，由化学反应引起的瞬时热能释放可以达到~155 MJ（不考虑被破坏的装甲和船舶结构的金属微粒的燃烧热能）。 射弹爆炸的总热能可以是~315 MJ（相当于爆炸的热能~XTUMX kg TNT）。 请注意，爱荷华型战舰的主要口径（75 mm）的高爆弹丸仅含有~406千克的爆炸物。
因此，125-mm月球炮弹通过装甲穿透超过了406-mm口径的穿甲弹，并且与爆炸动作中的406-mm口径的高爆弹丸相当。 这表明，在从月球炮发射的炮弹的帮助下，可以摧毁任何级别的军用或运输船（包括重型航空母舰）。 基于月球的火炮系统可用作反卫星武器。 可能的目标是地面基础设施，军事和生产设施等。 如果射弹的质量不足以摧毁任何目标，那么这种难度可以在更大口径的炮兵系统的帮助下克服。
在现代125口径枪中，粉末推进剂装药的质量不超过10 kg。 压力由气体分子的温度和浓度决定。 氧的分子量为16 g / mol，粉末气体的平均分子量为~30 g / mol。 因此，在第一近似中，氧的量可以是~5 kg（用作推进剂）。
膨胀气体的速度近似等于射弹的速度。 当用高速穿甲弹穿射现代大炮时，弹丸的动能和粉末气体的总动能可超过燃烧粉末装药初始能量的70％。
考虑到这一点，可以近似估计将射弹（和肺电推进剂装药的燃烧产物）加速到~2400 m / s的速度所需的能量（氧分子的平均速度显着高于粉末气体分子的平均速度）。 该能量将为~65 MJ，并且可以通过燃烧~2,1 kg铝（参与~1,9 kg氧气）来获得。 因此，肺电推进剂装药的总质量可以是~9 kg（其中~2,1 kg铝和~6,9 kg氧）。 在压缩氧气压力~500气氛下，其体积将为~10,5升。
镜头的准备如下。 通过后膛进入氧气室插入弹丸。 燃烧元件放置在射弹的后部和挡板之间。 闸门关闭，然后氧气从高压罐供应到氧气室（以防止氧气温度因压缩而升高）。
氧气室是后膛的延伸部分（呈球形）。 球体直径约为0,3 m，体积约为14,1升。 在用炮弹装载大炮后，氧气室的容积减少到~10,5升。 氧气室是躯干的一部分，并且具有入口（从后膛侧）和出口（在枪口方向上）。 氧气室的长度（直径）小于射弹的长度。 因此，在准备射击时，射弹同时阻挡入口和出口（从而密封氧气室）。 因此，氧气压力作用在射弹的侧表面上（垂直于射弹的纵向轴线）。
入口孔和出口孔的直径与射弹的直径一致。 射弹体与枪管表面之间的间隙宽度为0,1 mm（槽面积为0,4cm²）。 枪管的后膛块还被螺栓阻挡，因此主要泄漏发生在枪管枪口开口的方向上。 在间隙开始时，氧气流速不超过声速（在330°C时~30 m / s）。 因此，最大可能的氧气泄漏水平将是190氦气份量（每个~1,3 kg）。 如果枪管的生存能力小于200射击，则从地球输送氦气（然后将其作为气电推进剂装药的一个组成部分）在经济上是合理的。 在遥远的未来，氦-4可能作为副产物在月球上产生（当提取未来氦-3的热核能的潜在燃料时）。
当从地球输送氦时，使用基于贵金属的合金并不会失去意义。 如果地球供应中断，氦气的供应可能会结束，并且必须恢复使用纯氧（从月球土壤中获得）。 此外，在任何情况下，铝都没有时间立即燃烧，并且一些氧气将与枪管的内表面接触（即使在使用氧气与氦气的混合气体的情况下）。 因此，在任何情况下，仍然需要使用化学惰性合金（特别是基于贵金属）。
射弹的飞行时间是几十个小时（这个时间可以在很宽的范围内变化，这取决于射弹的初始速度）。 在这方面，使用月球枪的概念甚至在拟议的军事行动开始之前就开始射击。 如果在射弹接近地球的过程中，需要摧毁任何目标，射弹就是针对这个目标。 如果在射弹飞行过程中确定摧毁目标是不合适的，则可以将射弹带到不会造成伤害的程度。 在现役敌对行动开始的情况下，射击将系统地（短时间间隔）进行，射弹将瞄准射弹接近地球时击中的目标。
在月球 - 地球飞行阶段，射弹可以使用微型喷气发动机瞄准目标。 由于弹丸的飞行时间较长，导向系统的微型喷气发动机可以具有极低的推力和低的比冲量。 在飞行的大气部分，通过旋转射弹体或使用射弹内的陀螺仪，可以使用空气动力学表面来稳定射弹。
在航天器上，通常使用利用压缩气体操作的微喷气发动机。 在我们的例子中，压缩气体的使用将导致射弹的尺寸增加，这将增加大气飞行阶段中空气的空气动力学阻力。 因此，建议使用在单组分燃料（例如过氧化氢）或双组分自燃燃料（例如二甲基肼和硝酸）上操作的微反应发动机。 微喷射发动机的包含是通过来自内部或外部控制系统的特殊信号来实现的。
目标的重要性应该证明在其上使用基于月球的武器系统是合理的。 此外，射弹体积小，速度快，当穿过射弹周围的大气层时会形成等离子体云等。所有这些因素使得制造自制射弹的工作复杂化，这种射弹的工作原理是“射击和遗忘”。 可能最好的选择是对射弹的外部控制，其对飞行轨迹的空间部分上的目标的引导以及射弹沿着弹道轨迹（如果可能的话，垂直于地球表面）的大气通过。
大部分大气（~65％）集中在大气近地表层~10 km厚。 该层弹丸通过的持续时间为~1。 为了在1 m上偏离目标，力必须在射弹的横向上作用，提供加速度~0,2 g。 由于弹丸的重量大且尺寸小，大气质量的任何可能的运动都不能显着改变弹丸的轨迹。
根据我们的概念，月球武器系统可以用来对付没有早期探测和拦截技术能力的对手。 因此，控制飞行路径的可能选择之一是在炮弹上放置无线电信标。 使用无线电信号，确定射弹的坐标和速度，并通过将适当的控制信号发送到微喷射发动机，射弹的飞行路径被校正并瞄准目标。
在使用基于月球的火炮系统对抗具有适当技术能力以便及早发现和拦截炮弹的对手的情况下，有必要另外使用假目标（也提供无线电信标）。 这些信标在预定的特殊程序上运行（在某个时间发出信号，改变信号的频率和功率等）。 因此，由于仅存在工作信标，敌人将无法区分虚假目标和攻击射弹。
月球大炮系统应用的关键领域之一可能是支持其海军行动 舰队。 海军解决了以下经典任务：与敌方海军作战，破坏敌方海路，保护其海路，从海方向防御海岸，进行打击以及从海中入侵敌方领土等。
船只是从太空中击打动能弹药的良好目标。 为了确定击中目标的概率，使用圆形可能偏差的概念（围绕瞄准点描绘的圆的半径，50％的壳应该落入其中）。 船甲板的宽度可以具有以下特征值：护卫舰~15 m，驱逐舰~19 m，重击航空母舰~41 m，通用登陆舰~43 m。超级油轮~69 m。船体的长度可以忽略，因为 它的值比圆形可能偏差的大小大一个数量级。
假设射弹的迂回可能偏转为~15 m。然后击中单个射弹进入舰船的概率如下：护卫舰~0,4，驱逐舰~0,5，重型攻击航空母舰~0,9，通用登陆舰~0,9，超级油轮~1。 基于月球的火炮系统能够为其海军的行动提供宝贵的支持（通过在世界海洋的任何地方摧毁具有大量炮弹的敌舰）。 这种情况可能是征服全球海上战略优势的关键。
如果发生重大军事冲突，敌人可能会企图摧毁月球基地。 向月球运送军用货物的可能性有限（因此，主要选择是使用核弹头）。 由于月球不具备大气层，因此没有像核爆炸这样的空气冲击波的破坏因素。 穿透辐射是无效的，因为 在月球基地提供了防止太阳和太空辐射的保护。 由于没有大气和可燃材料，光发射也是低效的。 因此，月球基地只能通过直接击中核电荷（随后的爆炸）而被摧毁。
被动保护选项用于将月球基座放置在几个模块或建筑物中的月球表面或月球表面下方（远距离远距离并且对月球表面的振荡稳定），采取伪装措施，制造假目标等。 主动防御选项可以对敌人的发射场进行预防性攻击，在开始时，在飞往月球基地的过程中对导弹进行破坏（这些任务可以使用基于月球的火炮系统来解决）等。
因此，从我们的观点来看，军事任务的解决方案是目前创建和发展月球基地的唯一真正机会。 资金来源可能是军事预算。 同时，月球基地将用于行星学，天文学，宇宙学，空间生物学，材料科学和其他学科的研究。 因此，一些资金可以在这些科学和技术学科的发展计划框架内进行。
缺乏大气层和低重力使您可以在天文台的月球表面上建造，配备光学和射电望远镜。 月球天文台的维护和现代化比轨道更容易。 这样的天文台将允许您探索宇宙的偏远地区。 此外，它的工具可用于研究和监测地球和近地空间（获取情报信息，支持军事行动，控制射弹的轨迹等）。
因此，在月球上存在基地将使其能够部署高精度的非核武器系统，这些系统实际上可用于任何规模的军事冲突（甚至“反恐”行动）。 使用这种以月球为基础的系统作为战争手段之一将大大增强该国的军事潜力。 此外，同时创建和运营月球基地将使我们能够集中发展许多科技方向，在这些领域保持领先地位，并在这一领导下获得世界竞争优势。
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