Wojsko zawsze postrzegało fizykę jako sposób na zwycięstwo nad wrogiem. Balistyka, oparta na prawach matematycznych i fizycznych, stała się „bogiem wojny” od czasów wojen napoleońskich. W minionym stuleciu fizyka atomowa dostarczyła wojsku broń jądrową i termojądrową. Ale potencjał fizyków nie został jeszcze wyczerpany. Zdaniem ekspertów następne w kolejności są nowe rodzaje broni i środków wojennych. Jak daleko posunęli się naukowcy, spełniając życzenia wojska i na jakich zasadach opiera się ich rozwój, zobaczymy dzisiaj.
Od lasera do wypasu
Filmy science fiction, w których bohaterowie posługują się bronią laserową, pojawiły się tak dawno temu, że już samo słowo „blaster”, czyli pistolet laserowy, wydaje się być czymś całkowicie staromodnym. Jednak broń laserowa nigdy nie jest używana po tej stronie ekranu filmowego. Czy zapomniałeś o tym? Nie. Na początek dwie praktyczne implementacje technologii laserowej.
A-60 to latające laboratorium wyposażone w megawatową instalację laserową, stworzone na bazie wojskowego samolotu transportowego Ił-76MD. Celem tego rosyjskiego kompleksu laserowego lotniczego jest przeciwdziałanie optyczno-elektronicznym środkom wroga. Mówiąc najprościej, zniszczy optykę satelitów rozpoznawczych za pomocą wiązki laserowej w zakresie podczerwieni. W tym przypadku trafianie celów w kosmos jest dużo skuteczniejsze niż cele naziemne. Górne warstwy atmosfery są mniej gęste, a tym samym mniejsze rozpraszanie wiązki laserowej. Mamy już doświadczenie w strzelaniu do celów kosmicznych. W 2009 roku A-60 „wystrzelił” w kierunku japońskiego satelity geofizycznego Ajisal, lecąc na wysokości 1500 km. To prawda, że nie uszkodziło to satelity, całkowicie pokrytego elementami odblaskowymi. Został wystrzelony w kosmos, aby odbijać promienie laserowe,prawdziwe nie jako cel treningowy, ale do określenia jego lokalizacji do celów naukowych. Trzeba powiedzieć, że A-60 jest wyposażony w laser, który pierwotnie miał znajdować się na platformie orbitalnej Skif. Prawdopodobnie w przyszłości laser może nadal znajdować się na orbicie. We wrześniu tego roku pojawiły się informacje, że w naszym kraju trwają prace nad stworzeniem samolotu z laserem bojowym nowej generacji. Sam laser jest gotowy. Pozostaje tylko dostosować go do samolotu.że w naszym kraju trwają prace nad stworzeniem samolotu z laserem bojowym nowej generacji. Sam laser jest gotowy. Pozostaje tylko dostosować go do samolotu.że w naszym kraju trwają prace nad stworzeniem samolotu z laserem bojowym nowej generacji. Sam laser jest gotowy. Pozostaje tylko dostosować go do samolotu.
A-60
russianplanes.net
Prace nad stworzeniem lasera lotniczego prowadzono w Stanach Zjednoczonych. Teraz są zatrzymani. Boeing YAL-1, wyposażony w potężny laser pokładowy, został zaprojektowany do przechwytywania pocisków balistycznych i manewrujących. Mimo udanych testów (w 2010 roku dwa pociski szkoleniowe zostały zniszczone laserem), w 2011 roku projekt został zamknięty. Nawet biorąc pod uwagę fakt, że moc lasera tlenowo-jodowego została sprowadzona do jednego megawata, w rzeczywistych warunkach bojowych będzie on nadal mało przydatny. Siła wiązki lasera wystarcza jedynie do rozgrzania powłoki rakiety do temperatury krytycznej, po czym następuje jej niezależne zniszczenie. Ale jeśli rakieta obraca się w locie lub jest pokryta powłoką termoizolacyjną, laser będzie już bezużyteczny. A nawet jeśli cel zostanie trafiony, nie należy spodziewać się spektakularnych eksplozji a la "Gwiezdnych wojen".
Film promocyjny:
Boeing YAL-1
wikipedia.org
Niemniej jednak w armii amerykańskiej broń laserowa może pojawić się już w 2025 roku. Mobilna ciężarówka testowa High Energy Laser o mocy 10 kW (HELMTT), którą można umieścić na wojskowych ciężarówkach, została przetestowana w Stanach Zjednoczonych tej wiosny w bazie wojskowej Fort Sill w Oklahomie. Zdaniem ekspertów, jego laser jest wystarczająco silny, aby zestrzelić drony i niszczyć miny. Do 2020 roku planowane jest zwiększenie jego mocy do 100 kilowatów. Trwają prace nad słabszymi 2-kilowatowymi laserami do zainstalowania na lekkich transporterach opancerzonych Stryker. Istnieją poważne plany użycia laserów w marynarce wojennej USA. Pod koniec 2015 roku US Navy podpisała kontrakt z Northrop Grumman na opracowanie 150-kilowatowego lasera. Działo laserowe, którego eksperymentalny model jest obecnie testowany,ma moc zaledwie 30 kilowatów.
HELMTT
whoswhos.org
Trzeba powiedzieć, że fizyczną podstawą działania dowolnego lasera jest istnienie zjawiska emisji wymuszonej. W wyniku tego zjawiska następuje wzmocnienie światła, a tym samym pojawiają się nowe możliwości jego wykorzystania, od wskaźników laserowych po spawanie przemysłowe. Światło, jak wiemy z fizyki, to promieniowanie elektromagnetyczne odbierane przez ludzkie oko. Ale widmo promieniowania elektromagnetycznego nie ogranicza się do światła, do którego optyka odnosi się również do promieniowania ultrafioletowego i podczerwonego. Wyjście poza zasięg optyczny, a raczej w krótszy zakres długości fal, teoretycznie umożliwi stworzenie mocniejszych laserów o niszczycielskiej mocy. Należy tutaj powiedzieć, że pierwszym „laserem” w potocznym znaczeniu tego słowa był maser - urządzenie, w którym mikrofale były wzmacniane za pomocą stymulowanego promieniowania.leżące w widmie za promieniowaniem podczerwonym. Powstał w 1954 roku. Sześć lat później pojawił się pierwszy laser optyczny. Dalsze prace prowadzone są w kierunku promieniowania rentgenowskiego i gamma.
Próby stworzenia bojowego lasera rentgenowskiego (Razer) podjęto w Stanach Zjednoczonych podczas zimnej wojny. Projekt miecza rentgenowskiego nazwano Excalibur.
Ale tylko taki laser wymaga naprawdę fantastycznej energii. A można go było uzyskać tylko w wyniku wybuchu jądrowego. Testy lasera rentgenowskiego napędzanego pompą jądrową odbyły się w marcu 1983 r. Na stanowisku testowym w Nevadzie. Według niektórych raportów podobne badania przeprowadzono w Związku Radzieckim. Ale wyniki nie były zadowalające. W naszych czasach laser rentgenowski stara się tworzyć w oparciu o inną technologię. Jest to tak zwany laser rentgenowski na swobodnych elektronach. Ale planuje się go używać tylko do celów cywilnych. W każdym razie na razie. Lasery gamma, czyli „grasery” (od wzmocnienia promieniowania gamma przez stymulowaną emisję promieniowania), są już potencjalnymi super-potężnymi broniami gamma. Uważają naukowcy, którzy pracowali nad możliwością stworzenia laserów gammaże z ich pomocą można ochronić Ziemię przed możliwymi zagrożeniami z kosmosu - na przykład przed asteroidami zbliżającymi się do naszej planety. Energia takiego lasera będzie 100–10 000 razy większa niż energii lasera optycznego.
Broń infradźwiękowa
Uderzenie wroga falami dźwiękowymi, obezwładnienie tysięcy żołnierzy bez jednej kuli lub po prostu zmuszenie ich do ucieczki w panice z pola bitwy to marzenie wojska całego świata. Użycie broni akustycznej pozwoli zaoszczędzić amunicję i pokaże ostentacyjne człowieczeństwo.
Tak jak nie widzimy większości widma promieniowania elektromagnetycznego, tak samo nie słyszymy znacznej części drgań dźwięku. Z reguły ucho ludzkie może odbierać wibracje dźwiękowe w zakresie częstotliwości od 16–20 Hz do 15–20 kHz. Dźwięk poniżej tego zakresu to infradźwięki, a powyżej - ultradźwięki. Fakt, że nasze ucho nie słyszy infradźwięków, wcale nie oznacza, że różne narządy naszego ciała ich nie „słyszą”. Częstotliwości oscylacji wielu procesów zachodzących w naszym ciele mieszczą się w tym samym zakresie częstotliwości co infradźwięki. Kiedy się pokrywają, na przykład w przypadku celowego wpływu zewnętrznego, następuje gwałtowny wzrost amplitudy wymuszonych oscylacji. Może to prowadzić do nieprawidłowego funkcjonowania narządów wewnętrznych, a nawet do ich pęknięcia. W przypadku serca skutkiem może być śmierć. Wszystko to stanowi teoretyczną podstawę do stworzenia broni infradźwiękowej.
Ale z reguły główne zmiany idą w kierunku nielegalnej broni. Narażenie osoby z wystarczająco silnymi infradźwiękami może wywołać w jednym przypadku niepokój, strach i panikę, w drugim nudności, dzwonienie w uszach, ból. W każdym razie zmusza to osobę do opuszczenia miejsca, w którym broń była używana. Wydawać by się mogło, że w tym miejscu warto podać przykłady oddanej do użytku broni infradźwiękowej lub opowiedzieć o testach. Ale informacja o tym jest prawdopodobnie tajemnicą zapieczętowaną siedmioma pieczęciami. Mówią o tym, ale nic nie pokazują. Być może jedynym prawdziwym przykładem użycia takiej broni jest „bomba akustyczna” użyta przez NATO podczas operacji w Jugosławii. Wywołane przez to bardzo niskie wahania częstotliwości doprowadziły do paniki, ale tylko na krótki okres.
Częste doniesienia medialne o użyciu broni infradźwiękowej w rzeczywistości odnoszą się do innych rodzajów broni akustycznej. Na przykład jest to z powodzeniem wykorzystywane do rozbijania demonstracji lub przeciwko somalijskim piratom. Mocny dźwięk o częstotliwości 2-3 kHz jest bardzo drażniący i może dezorganizować i wytrącać wroga z równowagi psychicznej. Jednak w przeciwieństwie do infradźwięków znajduje się w zakresie fal słyszalnych.
Nie zapominajmy, że tak zwana „naturalna fala strachu” jest w zakresie 7-13 Hz. Infradźwięki mają znacznie niższy wskaźnik pochłaniania w różnych mediach niż inne wibracje dźwiękowe, w wyniku czego fale infradźwiękowe rozchodzą się na duże odległości. To infradźwięki są pierwszym zwiastunem katastrof naturalnych: trzęsień ziemi, tajfuny, erupcji wulkanów. Tak więc podczas trzęsień ziemi infradźwięki są generowane przez skorupę ziemską, co pozwala wielu zwierzętom poczuć je z wyprzedzeniem i opuścić miejsca spodziewanej katastrofy lub przejawiać widoczny niepokój, jeśli nie ma jak odejść. Osoba z reguły nie przywiązuje wagi do nieoczekiwanego uczucia niepokoju. Jednak ta naturalna cecha leży u podstaw broni wywołującej strach. Nawiasem mówiąc, infradźwięki są jedną z prawdopodobnych wskazówek dotyczących tajemnicy Trójkąta Bermudzkiego.
Railgun
Teoretyczna granica początkowej prędkości pocisku artyleryjskiego wynosi około 2 km / s. Ale w praktyce też nie jest to osiągalne. W nowej erze dużych prędkości wojsko wymaga od naukowców więcej. I być może już wkrótce zamiast konwencjonalnych dział artyleryjskich pojawią się armaty elektromagnetyczne. Railgun, lub jak to się nazywa w Stanach Zjednoczonych, jest elektromagnetycznym akceleratorem masy z punktu widzenia fizyki. Innym rodzajem takiego akceleratora jest „działo Gaussa”, ale urządzenie to jest uważane za mało skuteczne w przypadku praktycznej realizacji.
Przewaga dział kolejowych nad konwencjonalną artylerią jest oczywiście oczywista. Celem stawiającym twórcom amerykańskie wojsko jest stworzenie działka elektromagnetycznego zdolnego rozpędzić pocisk do prędkości 5,8 km / s. Taka broń powinna mieć możliwość trafienia w cel o średnicy 5 metrów, znajdujący się w odległości 370 kilometrów w ciągu sześciu minut. Jest to 20 razy więcej niż szybkostrzelność broni artyleryjskiej obecnie używanej w marynarce wojennej USA. Ponadto należy zrozumieć, że takie pociski nie zawierają materiałów wybuchowych, ich bezprecedensowa siła przebicia pancerza tkwi jedynie w energii kinetycznej pocisku wystrzelonego z bardzo dużą prędkością. Statki, na których planowane jest umieszczenie takiej broni, będą bezpieczniejsze ze względu na mniejszą ilość materiałów wybuchowych na nich.
Testy Railgun w USA
wikipedia.org
Trzeba powiedzieć, że kolejka nie musi stać się zabawką w rękach wojska. Gdy prędkość osiągnie 7,9 km / s (pierwsza prędkość kosmiczna), można go użyć do wystrzelenia satelitów na niską orbitę ziemską.
W Rosji opracowywane są także pistolety kolejowe. Pierwsze publiczne testy odbyły się tego lata w oddziale Shatura Wspólnego Instytutu Wysokich Temperatur Rosyjskiej Akademii Nauk. Testy demonstracyjne osiągnęły prędkość pocisku 3,2 km / s. Jednak, według obecnego na testach prezesa Rosyjskiej Akademii Nauk Władimira Fortowa, maksimum wydobyte z urządzenia wyniosło 11 km / s. To prawda, że w naszym przypadku naukowcy nie mówią o wojskowym zastosowaniu karabinu. Według Fortova naukowcy z Akademii Nauk stoją przed trzema zadaniami: uzyskaniem układu o wysokich ciśnieniach i zbadaniem Wszechświata za ich pomocą, ochroną planety przed ciałami kosmicznymi o dużej prędkości oraz umieszczeniem satelitów na orbicie.
Zasada działania sił Lorentza w karabinie
wikipedia.org
Jak sama nazwa wskazuje, Railgun (działo elektromagnetyczne) wykorzystuje siłę elektromagnetyczną do przyspieszenia pocisku. Railgun to para równoległych elektrod (szyn) połączonych z silnym źródłem prądu stałego. Pocisk będący częścią obwodu elektrycznego (przewodnika) nabiera przyspieszenia dzięki sile Lorentza, wypychając go i przyspieszając do ultrawysokich prędkości.
Vladimir Fortov testuje krajową broń kolejową
novostimo.ru
Łącze neutrinowe
Wszelkie przekazywanie informacji na odległość opiera się na jednym lub innym zjawisku fizycznym. Komunikacja radiowa wykorzystuje jako nośnik sygnału fale radiowe o długości fali 0,1 milimetra. Trwają eksperymenty w dziedzinie komunikacji laserowej. Będzie szczególnie poszukiwany do przesyłania informacji w przestrzeni kosmicznej. Jeśli pewnego dnia odkryjemy tachiony (jeśli w ogóle to możliwe) i będziemy mogli je nam oddać, wówczas komunikacja tachionowa, przesyłająca informacje z prędkością ponadświetlną, stanie się podstawą komunikacji kosmicznej na bardzo duże odległości. Ale to już przyszłość Gwiezdnych Wojen następnego wieku. Teraz naukowcy stają przed bardziej prozaicznymi zadaniami, powinni zająć się okrętami podwodnymi.
Neutrino to neutralna cząstka podstawowa należąca do klasy leptonów i uczestnicząca jedynie w oddziaływaniach słabych i grawitacyjnych. Leptony obejmują w szczególności elektron, ale nie proton i neutron, są to już bariony. Osobliwością neutrina jest to, że oddziałuje z materią wyjątkowo słabo. Ta cząstka nic nie kosztuje, aby przelecieć przez naszą planetę i nic jej nie opóźni. Takie połączenie jest idealne do komunikacji z okrętami podwodnymi, które od miesięcy pełnią służbę bojową w głębinach oceanu. Słona woda morska jest dobrym zagłuszaczem sygnałów radiowych. A wyjść, aby to zaakceptować, oznacza pozwolić wrogowi odkryć siebie. Do komunikacji z okrętami podwodnymi stosuje się teraz bardzo długie fale radiowe, których długość wynosi ponad dziesięć kilometrów. W naszym kraju 43 centrum łączności rosyjskiej marynarki wojennej (stacja radiowa „Antey”) zapewnia łączność z okrętami podwodnymi. Ze względu na gigantyczne rozmiary radiostację nazwano „Goliat”. To prawda, nie tutaj, ale w Niemczech, skąd po wojnie został wyjęty jako trofeum.
Tak więc neutrina są w stanie pokonać wszelkie odległości i przeszkody. Nawet jeśli konieczne będzie dostarczenie sygnału do bazy księżycowej z tyłu naszego satelity, spokojnie przejdzie przez księżyc. Tylko ta pozytywna cecha nie pozwala na razie w pełni oswoić tę cząstkę. Praktycznie nie wchodząc w interakcję z substancją, nie nadaje się również do pełnego „uchwycenia”. Wciąż nie wiadomo, w jaki sposób połączenie neutrin zostanie zrealizowane w rzeczywistości. Ale jest kilka bardzo interesujących propozycji w tej sprawie. Na przykład naukowcy z Virginia Polytechnic University sugerują na początek ustanowienie jednokierunkowej komunikacji z okrętami podwodnymi. Nadajnikiem będzie zapasowy pierścień mionowy, który zapewni strumień neutrin o intensywności 1014 cząstek na sekundę. Przechodząc przez planetęniewielka część neutrin musi reagować z materią (jądra atomów w cząsteczce wody), w wyniku czego powstają wysokoenergetyczne miony, które z kolei będą powodować słabe świecenie w wodzie (promieniowanie Czerenkowa). To zostanie zarejestrowane przez superczułe fotodetektory na łodzi podwodnej.
Nadajnik neutrin - pierścień mionowy
newswise.com
Szybkość transmisji dla takiego kanału będzie wynosić 10 bitów na sekundę. To dużo w porównaniu z tym, co mamy teraz. Kanał radiowy wykorzystujący mirametr bardzo niskiej częstotliwości (VLF / VLF) (długość fali 10–100 km) ma szerokość pasma 50 bitów na sekundę. Aby jednak odebrać taki sygnał, okręt podwodny musi albo wypłynąć na głębokość 20 metrów, albo wypuścić boję z anteną na długim kablu. Cała ta procedura zwiększa ryzyko wykrycia okrętu podwodnego i ogranicza jego manewrowość. Podczas korzystania z fal dziesiętnych (10 000–100 000 km) o ekstremalnie niskiej częstotliwości (ELF / ELF) łódź może nie pływać, ale szybkość transmisji sygnału wynosi tylko 1 bit na minutę.
Sergey Sobol