Механический солдат-1

Первичный анализ показал, что броня неоднородна по структуре и состоит из нескольких слоев. Сами слои идентичны по структуре, но могут отличаться по толщине. Толщина слоя составляет 25-35 мм. В листе брони может быть до 3-4 слоев, причем сам по себе лист монолитен и на слои не распадается ни при каких условиях. К 'изнанке' броневого листа также крепиться слой пластикового композита толщиной примерно 5 мм. Как мы поняли, это аналог подбоя брони на танках. Его задача — защита внутреннего объема от осколков и перегрева. Нами этот пластик не рассматривался, этим занимается соответствующий профильный НИИ.

Вернемся к слою брони. Материалом для него является железотитановый сплав с различными добавками. Температура плавления составляет примерно 1500С, температура кипения — около 2500С. Очень хорошие показатели теплопроводности и теплопередачи. При попытке разрезать кусок брони были большие проблемы — автоген его просто не брал. Попытались разрезать мощным газовым лазером — удалось с большим трудом, постоянно испаряющийся металл создавал помехи и блокировал луч. То же самое — при попытке использовать плазменный резак, испарения размывают и ослабляют струю плазмы.

Сам по себе слой крайне неоднородный. Наружная часть — очень твердая и прочная, хотя и хрупкая; сердцевина — более мягкая и вязкая; внутренняя часть — подложка — более прочная, хотя и не такая твердая, как наружный слой, и почти такая же вязкая, как сердцевина. Мы дали указания на полигоны — провести высокоскоростную съемку обстрела БПС и КС тонкого фрагмента брони. Получив результаты испытаний с полигонов, мы просмотрели полученную пленку. При обстреле БПС ничего особо нового мы не увидели — при пробитии верхнего твердого слоя сердечник деформируется и отклоняется, в среднем вязком слое он замедляется, обжимается и нагружается, и при встрече с твердой подложкой он или ломается, или останавливается. Ничего особенно нового — подобную броню фирма 'Крупп' начала изготавливать еще до Первой мировой войны. Однако некоторые странности поведения БПС и, особенно, КС, заставили нас внимательно изучить структуру самого материала брони. Вот тут нас ждало много интересного.

Во-первых, в самом материале обнаружилось множество одинаковых шарообразных каверн. Они были равномерно распределены по объему всего материала и заполнены каким-то веществом типа пластика — очень легкого и в то же время легко испаряющегося. Именно испаряющийся пластик создавал защитный газовый слой, который мешал работе лазера и резака. При подрыве КС эти включения при испарении распыляли и деформировали кумулятивную струю, резко уменьшая ее пробивную способность. При пробитии брони сердечник БПС, проходя через множество каверн, испытывал в несколько раз большие напряжения, чем при проходе через монолитную броню и с гораздо большей вероятностью ломался и быстрее замедлялся.

Кроме того, такая структура, немного напоминающая пенопласт, облегчает броню и увеличивает ее упругие свойства. Так же каверны препятствуют образованию длинных трещин — все трещины заканчиваются в кавернах. Если кому-то будет понятнее — представьте, что в листе плексигласа вы насверлили много-много мелких отверстий. Представили? А теперь представьте, что вы ударили по нему молотком. Вы просто выбьете кусок плексигласа. Никаких при этом трещин не будет — дальше отверстий они не пойдут. А при ударе по целому листу — трещины разойдутся до краев, и лист потеряет прочность. А перфорированный — нет. Так как в бою попадание в одно и то же место маловероятно, такая структура немного снижает прочность листа, но повышает его общую устойчивость к повреждениям.

Во-вторых, в самом материале обнаружились волокнистые включения, образующие объемно-сетчатую структуру. Что из себя представляют эти включения — точно узнать не удалось, похоже, что это какая-то керамика. Эта волокнистая структура уплотняется в подложке, придавая материалу прочность и устойчивость к кумулятивной струе. Состав структуры таков, что он блокирует дальнейший рост трещин, из-за высокой температуры плавления и хорошей прочности удачно отклоняет как струю КС, так и сердечник БПС. При взрыве ОФС это структура совместно с кавернами работает своеобразным демпфером, ослабляя ударные волны и препятствуя разрушению. Также эта керамика обладает хорошей теплопроводностью — при нагреве одного места она быстро распределяет тепло по всему объему броневого слоя словно тепловой насос. Она же скрепляет между собой все слои в броневом листе, делая их единым целым. Видимо, эта сетчатая структура и дали названия броне — ferro-fibrous armors, если верить данным, полученным нами с орбиты и от пилотов роботов.

В результате мы имеем то, что имеем — очень легкую и прочную броню, не боящуюся ни лазера, ни снаряда, ни нагрева. Чтобы пробить броневой лист, состоящий из нескольких таких слоев, надо хорошо постараться. При прохождении одного слоя энергии на проход через второй уже просто не остается, а граница между слоями с разными механическими свойствами — препятствие, которое для БПС и КС вообще трудно преодолимо. Для пробития брони необходимо пробить все слои, один за одним, в одном и том же месте, а это не так то просто. Именно этим объясняется такая устойчивость тяжелых роботов — для поражения внутренней структуры пришлось разбить почти всю броню, послойно. С легкими, у которых всего один слой, справиться было гораздо легче.

По нашему мнению, примерная технология производства брони следующая. Вначале формируется скелет броневого листа, та самая волокнистая керамическая структура. Затем он заливается расплавом брони, из которого в процессе застывания выделяются пузырьки газа и образуют каверны. Сам газ вступает в химические реакции с какими-то компонентами расплава и образует пластик, заполняющий каверны. После, а может, и во время остывания, происходит насыщение углеродом и выпадение в виде карбидов около границ слоев. Примерно так. Боюсь, мы еще многого не понимаем и нам еще предстоит большая работа. Повторить процесс и изготовить такую же или хотя бы похожую броню мы не в состоянии. И не уверен, что вообще сможем в ближайшие лет десять.

Хочу сразу сказать — описания производства в полученных нами данных нет. Во Внутренней Сфере заводов, выпускающих броневые плиты, мало и каждый из них постоянно находится под охраной и является стратегическим объектом. Данная технология была... то есть будет разработана примерно в 25-28 веках, так что можете представить себе уровень технологии. Единственное, что мы можем на данный момент — продолжать исследования и адаптировать полученные данные для современного производства. У меня все.

Несколько дней спустя. Тот же город. Почти такой же зал. Даже кафедра похожа. Вот только состав гостей — совсем другой: людей в форме почти нет, зато очень много в штатском. Да и место называется по другому — химический факультет МГУ.

— Получены были 6 конечностей — 'руки' и 'ноги' наиболее пострадавших роботов. Как нам объяснили — которые не подлежат восстановлению. Материал в большинстве своем тоже получил те или иные повреждения, но годился для исследования. Работать пришлось в плотном контакте с несколькими ВУЗами и совместно с физиками и инженерами. Они имели свои задания, но для полноты картины пришлось объединиться. Были случаи, когда личная неприязнь и амбиции перевешивали осознание важности и нужности работы. Это нас не красит, но это есть. К счастью, подобные проблемы были вовремя замечены и улажены, иногда — довольно жестко. Сейчас над проблемой работает устоявшийся, слаженный коллектив единомышленников, уже добившийся определенных успехов.

Представленные образцы — это полимеры, имеющие очень сложное строение. Это гомоамфифильный элементоорганический полимер, обладающий свойствами полупроводника по типу p-n перехода, имеющий линейное циклическое строение... Простите, что? Что? Хорошо, попробую проще.

Если проще описать строение, то, наверно, так. Полимер имеет вид крученой нити, на которую нанизали множество дисков на равном расстоянии друг от друга. Каждый диск представляет собой группу радикалов сложного состава и сложной пространственной формы. Внешняя оболочка такого 'диска' имеет преобладание положительно заряженных молекул, то есть недостаток электронов, а внутри 'диска' — преобладание отрицательно заряженных атомов — переизбыток электронов. Силы электростатического притяжения внутри 'диска' уравновешивается силой химических связей.

Однако при пропускании электрического тока картина распределения электронов в 'диске' кардинально меняется. Происходит резкое перемещение электронов на одну сторону 'диска'. Одна сторона 'диска' приобретает положительный заряд, другая сторона — отрицательный. Центр 'диска' превращается в диэлектрик, а сам 'диск' превращается в что-то типа конденсатора. Как следствие, возникает сила электростатического притяжения между 'дисками', и они начинают сближаться. Нить начинает сжиматься, но при определенном положении сближение прекращается из-за сближения витков 'нити' — химическая связь действует как пружина, препятствуя дальнейшему сближению 'дисков'. При прекращении подачи тока или смене полярности происходит обратный процесс — электроны снова перераспределяются в первоначальное положение и 'диски' снова начинают отталкиваться. 'Нить' начинает разжиматься. Причем усилия и скорость сжатия-растяжения прямо зависят от силы тока, поданной на концы 'нити'.

Несколько таких полимерных 'нитей' образуют связку и концами объединены в одну общую 'нить', более толстую, чем изначальные 'нити'. Несколько таких связок собраны в своеобразный мешок из тонкой гибкой пленки, и концы этих связок опять объединены в гораздо более толстую 'нить'. В целом, структура внешне сильно напоминают строение мышцы с волокнами мышечной ткани и сухожилиями и внешней оболочкой из клетчатки.

Действие тоже напоминает работу мышцы, только в данном случае нет нужды в парных мышцах, как пара бицепс-трицепс. У человека мышцы работают только на сжатие, поэтому для нормальной работы любого сустава необходимы две мышцы — сгибатель и разгибатель, или отводная и приводная мышцы. В данном же случае всю работу может выполнить одна 'мышца'.

Усилия такой искусственной мышцы очень велики и превосходят любые органические. Искусственная мышца размером с бицепс обычного человека способна сократиться на 20 мм и вытянуть вес в одну тонну в течение несколько секунд. Но для этого надо подать напряжение 30В и силу тока около 150А. Параллельно с этими процессами происходит выделение большого количества тепла.

Подавая различную силу тока, мы выяснили, что до определенного предела рост силы тока вызывает рост силы сокращения 'мышцы', а после этого предела сила почти не меняется, но начинает расти скорость сокращений. Также выяснили, что при нагреве свыше 80-100С тепловые процессы в полимере начинают вызывать заметные изменения электронного баланса в 'дисках', что приводит к замедлению реакции и неконтролируемым сокращениям нитей. Эти негативные процессы увеличиваются с ростом температуры. То есть при перегреве 'мышца' начинает реагировать на команды с задержкой и работает медленнее и слабее, чем холодная. И чем больше перегрев, тем хуже работа "мышцы".

Конструкция конечности робота представляет собой полые стальные 'кости', наполнение вспененной металлической массой и соединенные между собой 'суставом' в виде зубчатой передачи. Сама передача находиться в защитном кожухе, способном двигаться и сгибаться вместе с 'костями' и служащая опорой для осей зубчатой передачи. К 'костям' крепятся 'мышцы' и пружинные амортизаторы. Внутри 'мышц' находятся несколько гибких пластиковых трубочек, предназначенных для охладителя. Сам охладитель направляется в радиатор, который находится в конечности, между 'мышцей' и броней и является дополнительной защитой. Без охлаждения 'мышца' работать все же может, хотя и не так сильно и быстро. Амортизаторы служат для ослабления ударных нагрузок, а также служат ограничителями угла сгибания и разгибания конечности. В общем, схема скопирована у природы.

Несмотря на несомненные успехи, мы вынуждены признать, что до полного понимания всех тонкостей работы нам еще далеко. Мы не можем точно определить химический состав и формулу полимера и его радикалов, плохо представляем себе пространственную конфигурацию 'диска', есть много непонятного в механизме сокращения и растяжения. Крайне мало материала для исследования. Работы впереди еще много, и полностью воссоздать подобный полимер мы сможем в лучшем случае лет через 20-25. Однако уже сейчас можно спроектировать и синтезировать отдельные элементы 'нити' и 'диска' и по ним изучать некоторые аспекты работы всей 'мышцы' в целом. Также мы можем попытаться создать аналог такой 'мышцы', весьма примитивной, к сожалению...

Помещение просто подавляло. Это был классический кабинет Очень Большого Начальника — столы в виде буквы Т и мягкие стулья вокруг. Причем поперечина — стол Самого Очень Большого Начальника — казался очень маленьким в сравнении с длинным рядом столов для проведения совещания в Высоком Кабинете Очень Большого Начальника.

Сейчас почти все стулья были заняты. Сидели там люди исключительно военные — иные в военной форме, иные — в штатском. Судя по мундирам, присутствовали не только военные СССР, но и страны Варшавского Договора, а несколько человек носили мундиры бундесвера и американской армии. Один человек с азиатскими чертами лица был одет в форму сил самообороны Японии. Причем все присутствующие были в возрасте и немалых чинах. Зрелище было практически невероятное.

Однако присутствующие вовсе не считали это невероятным. Сейчас они занимались тем, что сидели, уткнувшись в толстые фолианты и внимательно слушая докладчика. Периодически просматривали фотографии, схемы и таблицы, о которых тот упоминал. Иногда что-то спрашивали сами.

Доклад был посвящен оружию боевых роботов — MechWarrior'ов — и представлял собой обобщенный и дополненный документ, в который вошли данные из множества НИИ, университетов и испытательных полигонов, разбросанных по всей Европе — от Урала до Атлантического Океана — и США.

— Благодаря данным, найденным в памяти нескольких электронных устройств налетчиков, и рассказам и объяснениям водителей, были сделаны определенные предварительные выводы о сути представленных образцов вооружения. Их можно разделить на 3 части.

1 — баллистическое оружие. Это орудия различных калибров — от 20 до 200 мм. С ними разобрались довольно быстро. В основном в этом заслуга испытателей и инженеров, разрабатывающих подобные системы. Выводы были получены практически одновременно в СССР, ФРГ и США. Выводы практически совпали, разница только в деталях. Причем, скорее всего, вызвана она тем, что орудия были изготовлены в разное время и разными производителями.

2 — ракетное оружие. Тоже ничего нового не обнаружено, исследования также завершились очень быстро и с одинаковыми выводами.

3 — энергетическое оружие. К этому виду относятся два типа — это лазеры разных моделей и плазменная пушка. В описаниях он называется РРС — particle projector cannon, то есть пушка — излучатель частиц. В данном случае неоценимую помощь оказали инженеры из Калининградского ОКБ 'Факел' и Института Атомной Энергии АН СССР, которые имели опыт проектирования и постройки плазменного двигателя 'Эол-1'. Лазеры же исследуются в СССР и США в нескольких институтах, но слишком далеки они по исполнению от привычных нам схем и конструкций. Исследования по этому типу оружия еще не закончены, но предварительные выводы уже можно сделать.