Росія посилює атаки України реактивними дронами. Сьогодні ввечері реактивний дрон, наприклад, вдруге атакував Південний міст у Києві. Обидва рази – під час руху там метро. Це означає, що оператор бачить, куди направляє свою бомбу, що літає, і цілеспрямовано намагається вбити якомога більше цивільних осіб.
Українські інженери посилено шукають способи боротьби з реактивними дронами: реактивні антидрони, стрілецьку та ракетну зброю.
Ось ще спосіб, який варто спробувати.
Якщо припустити ситуацію, що перед реактивним двигуном на мить зникне повітря, він затихне практично миттєво — зазвичай протягом від 0,01 до 0,1 секунди (частки секунди). Для горіння палива в камері згоряння двигуна потрібен кисень, що надходить із повітрям. Щойно повітря зникає, хімічна реакція горіння припиняється моментально. Повітря рухається через двигун із величезною швидкістю. Паливо-повітряна суміш усередині камери згоряння повністю оновлюється за лічені мілісекунди. Без нової порції повітря полум’я гасне практично відразу. При цьому сам двигун (турбіна і компресор) через інерцію продовжить обертатися по інерції ще протягом кількох десятків секунд, поступово сповільнюючись, але вироблення тяги та горіння припиняться одразу.
Припустимо, реактивний дрон летить зі швидкістю 500 км на годину (таку мету зараз ставлять російські розробники безпілотників), визначимо величину хмари з інертного газу перед ним, щоб затих реактивний двигун.
Щоб реактивний двигун гарантовано заглух, довжина хмари інертного газу за курсом руху дрона повинна становити не менше 1,4-14 метрів, якщо вважати час, необхідний для зриву полум’я від 0,01 до 0,1 секунди (залежно від конструкції двигуна та об’єму повітря, що вже знаходиться всередині тракту в момент припинення подачи повітря).
Щоб двигун знаходився в безповітряному середовищі достатній для згасання час, хмара повинна повністю перекривати площу повітрозабірника дрону. Якщо діаметр хмари буде менше забірного отвору, двигун засмоктає навколишнє повітря разом із газом, концентрація кисню лише впаде, і двигун може просто короткочасно втратити тягу («поперхнутися»), але не заглухнути остаточно.
Щоб створити стабільну зону інертного газу такої щільності в реальній атмосфері, обсяг викиду повинен бути значно більшим, оскільки на швидкості 500 км/год перед дроном виникає потужна ударна хвиля, що завихрює, яка миттєво перемішуватиме газ з навколишнім повітрям.
Який же газ краще для створення хмари, який його об’єм повинен бути в стислому вигляді або яка речовина при займанні або вибуху витісняє повітря газом, що утворився?
Для придушення горіння у реактивних двигунах та створення зон зі зниженим вмістом кисню в авіаційних та промислових системах застосовуються певні типи газів та сполук. Найбільш ефективними вважаються гази з високою теплоємністю та щільністю, які не просто розбавляють кисень, а й охолоджують зону горіння: хладони (галони).
У сертифікованих авіаційних системах пожежогасіння двигунів традиційно застосовуються скраплені газові склади, такі як Хладон 1301 (трифторбромметан) або сучасні екологічні альтернативи, такі як Novec 1230 або Halotron. Вони мають колосальну вогнегасну здатність: для повного зриву полум’я достатньо створити концентрацію всього в 5-7% від об’єму повітря.
Чисті інертні гази, азот та аргон. Азот легший і доступніший, а аргон важчий за повітря, що допомагає хмарі довше утримувати форму. Однак їх потрібно набагато більше — щоб згасити полум’я, концентрацію кисню в повітрі потрібно знизити з природних 21% до 12–14%, тобто сама хмара має складатися з інертного газу мінімум на 34–40%.
Наприклад візьмемо мінімальні параметри хмари з попереднього розрахунку (довжина — 1,4 метра). Припустимо, що діаметр повітрозабірника дрону дорівнює 0,5 метрів. Відповідно, мінімальний фізичний обсяг зони, яку потрібно заповнити газом на траєкторії руху реактівного дрону, становитиме близько 0,3 кубічних метрів (300 літрів).Через високу швидкість дрону (500 км/год) та зустрічного потоку повітря інертний газ миттєво здуватиметься і перемішуватиметься. Щоб утримати потрібну концентрацію, фактичний обсяг чистого газу, що випускається, повинен перевищувати обсяг зони мінімум у 3–5 разів (тобто знадобиться близько 1000–1500 літрів несжатого газу).
У стандартних промислових та авіаційних балонах газ зберігається під тиском близько 150–200 атмосфер. При такому тиску обсяг зменшується приблизно 150-200 разів. Відповідно, для отримання 1500 літрів вільного азоту або аргону знадобиться балон об’ємом всього 7,5-10 літрів.
Хладони зберігаються у рідкій фазі під відносно низьким тиском (близько 25–42 бар). При випуску вони розширюються у сотні разів. Для створення аналогічного ефекту за рахунок високої хімічної ефективності хладону знадобиться балон об’ємом всього 2-4 літри.
У технічних системах для швидкого одержання великих обсягів безкисневого газу без використання важких балонів високого тиску застосовують тверді склади.
Аерозолоутворюючі склади (АОС) – це спеціальні тверді шашки (близькі за структурою до піротехнічних складів), які при запаленні здійснюють швидке безполум’яне горіння. Продуктами їхнього термічного розкладання є інертні гази (вуглекислий газ, азот) та високодисперсна завись (мікроскопічні тверді частинки солей лужних металів). Вони працюють комбіновано: витісняють кисень і хімічно гальмують (пригнічують) реакцію горіння в полум’ї.
Твердопаливні генератори газу: Аналогічні системи використовуються в автомобільних подушках безпеки (де на основі азиду натрію або нітрату гуанідину за мілісекунди генерується чистий азот). У промисловості подібні генератори застосовуються для екстреного відсічення кисню у закритих обсягах чи технологічних контурах.
Застосування класичних бризантних вибухових речовин для цієї мети недоцільно: вибухова хвиля і розширення продуктів детонації, що настає за нею, дійсно короткочасно витісняють повітря, проте область розрідження («вакууму») існує мікросекунди і моментально хлопається, повертаючи навколишнє повітря назад.
Як бачимо, існує багато способів позбавити реактивний двигун кисневого живлення та змусити впасти БПЛА. Способи доставки/закидання засобів для цього вже є в арсеналі: постріл і розсіювання речовини перед дроном, доставка безпілотником, що барражує під час небезпеки, на шляху рективного дрона та інше.
Потрібно пробувати.