Militären har alltid sett fysik som ett sätt att uppnå seger över fienden. Ballistik, baserad på matematiska och fysiska lagar, har blivit en "krigsgud" sedan Napoleonskrigen. Under det senaste seklet har atomfysiken försett militären med kärnvapen och termonukleära vapen. Men fysikernas potential har ännu inte uttömts. Enligt experter står nya typer av vapen och krigsmedel nästa i rad. Hur långt forskare har kommit framåt, uppfyllt militärens önskemål och på vilka principer deras utveckling bygger kommer vi att se idag.
Från laser till grazer
Science fiction-filmer där hjältarna använder laservapen dök upp så länge sedan att till och med ordet "blaster", som betyder en laserpistol, redan verkar vara något helt gammaldags. Laservapen används dock aldrig på denna sida av filmskärmen. Har du glömt det? Inte. Här är två praktiska implementeringar av laserteknologi till att börja med.
A-60 är ett flyglaboratorium utrustat med en megawatt laserinstallation, skapad på grundval av militärtransportflygplanet Il-76MD. Syftet med detta ryska luftfartslaserkomplex är att motverka fiendens optiska elektroniska medel. Enkelt uttryckt kommer det att förstöra optiken för rekognoseringssatelliter med en laserstråle i det infraröda området. I det här fallet är att träffa mål i rymden mycket effektivare än markmål. De övre skikten i atmosfären är mindre täta och därför mindre spridning av laserstrålen. Vi har redan erfarenhet av att skjuta på rymdmål. 2009 "sköt" A-60 på den japanska geofysiska satelliten Ajisal och flyger på 1500 km höjd. Det är sant att detta inte skadade satelliten, helt täckt med reflekterande element. Han lanserades ut i rymden för att reflektera laserstrålar,sant inte som ett utbildningsmål, utan att bestämma dess plats för vetenskapliga ändamål. Det måste sägas att A-60 är utrustad med en laser, som ursprungligen var tänkt att vara belägen på Skif orbitalplattform. Förmodligen kan lasern fortfarande vara i omloppsbana i framtiden. I september i år framgick information om att arbetet pågår i vårt land för att skapa ett flygplan med en stridslaser av en ny generation. Själva lasern är klar. Det återstår bara att anpassa det till flygplanet.att i vårt land pågår arbete för att skapa ett flygplan med en stridslaser av en ny generation. Själva lasern är klar. Det återstår bara att anpassa det till flygplanet.att i vårt land pågår arbete för att skapa ett flygplan med en stridslaser av en ny generation. Själva lasern är klar. Det återstår bara att anpassa det till flygplanet.
A-60
russianplanes.net
Arbetet med skapandet av en flygplasslaser utfördes i USA. De är nu stoppade. Boeing YAL-1, utrustad med en kraftfull laser ombord, designades för att fånga ballistiska och kryssningsraketar. Trots framgångsrika tester (2010 förstördes två träningsmissiler av en laser), 2011 stängdes projektet. Även om man tar hänsyn till det faktum att kraften i syre-jodlasern fördes till en megawatt, kommer det under verkliga stridstillstånd fortfarande att vara till liten nytta. Laserstrålens kraft räcker bara för att värma upp raketskinnet till en kritisk temperatur, och sedan sker dess oberoende förstörelse. Men om raketen roterar under flykt eller är täckt med en värmeskyddande beläggning, kommer lasern redan att vara värdelös. Och även om målet träffas, förväntas inte spektakulära explosioner a la "Star Wars".
Kampanjvideo:
Boeing YAL-1
wikipedia.org
I den amerikanska armén kan laservapen ändå dyka upp redan 2025. Den 10 kilowatt höga energilaser-testbilen (HELMTT), som kan monteras på armépansrade lastbilar, testades i USA i vår på Fort Sill militära bas i Oklahoma. Enligt experter är dess laser kraftfull nog för att skjuta ner drönare och förstöra gruvor. År 2020 planeras det att öka sin kapacitet till 100 kilowatt. Mindre kraftfulla 2-kilowattlasrar utvecklas och planeras installeras på lättpansrade personbärare Stryker. Det finns allvarliga planer på att använda lasrar i den amerikanska marinen. I slutet av 2015 tecknade den amerikanska marinen ett kontrakt med Northrop Grumman för att utveckla en 150 kilowatt laser. Laserkanon, en experimentell modell som för närvarande testas,har en kapacitet på endast 30 kilowatt.
HELMTT
whoswhos.org
Det måste sägas att den fysiska grunden för driften av vilken laser som helst är förekomsten av fenomenet stimulerad emission. Som ett resultat av detta fenomen förstärks ljus, och därför dyker upp nya möjligheter för det, från laserpekare till industriell svetsning. Ljus, som vi känner från fysiken, är elektromagnetisk strålning som uppfattas av det mänskliga ögat. Men spektrumet av elektromagnetisk strålning är inte begränsat till ljus, till vilket optik också hänvisar till ultraviolett och infraröd strålning. Att gå utöver det optiska området, eller snarare, inom ett kortare våglängdsområde, kommer teoretiskt att göra det möjligt att skapa mer kraftfulla lasrar med förstörande kraft. Det ska sägas här att den första "lasern" i ordets vanliga betydelse var en maser - en anordning där mikrovågor förstärktes med stimulerad strålning.ligger i spektrumet bakom infraröd strålning. Det skapades 1954. Sex år senare dök den första optiska lasern upp. Ytterligare arbete utförs i riktning mot röntgen- och gammastrålning.
Försök att skapa en strålande röntgenlaser (Razer) gjordes i USA under det kalla kriget. X-ray svärdprojektet fick namnet Excalibur.
Men bara en sådan laser kräver en verkligt fantastisk energi. Och det kunde bara erhållas från en kärnkraftsexplosion. En kärnpumpad röntgenlaser testades i mars 1983 på en testplats i Nevada Enligt vissa rapporter genomfördes liknande studier i Sovjetunionen. Men resultaten var inte tillfredsställande. Under vår tid försöker röntgenlasern skapa på grundval av en annan teknik. Detta är den så kallade röntgenfria elektronlaser. Men det är planerat att endast användas för civila ändamål. För nu, i alla fall. Gamma lasrar, eller "grasers" (från Gamma Ray Amplification by Stimulated Emission of Radiation), är redan ett potentiellt superkraftigt vapen inom gammaområdet. Forskarna som utvecklade möjligheten att skapa gammalaser troratt med deras hjälp är det möjligt att skydda jorden från eventuella hot från rymden - till exempel från asteroider som rör sig mot vår planet. Energin för en sådan laser kommer att vara 100–10 000 gånger den för optiska lasrar.
Infrasound vapen
Att slå fienden med ljudvågor, oförmåga tusentals soldater utan en enda kula, eller helt enkelt få dem att fly i panik från slagfältet är drömmen om hela världens militär. Användningen av akustiska vapen kommer att spara på ammunition och uppvisar otrolig mänsklighet.
Precis som vi inte ser större delen av spektrumet av elektromagnetisk strålning, hör vi inte heller någon betydande del av ljudvibrationer. Som regel kan det mänskliga örat uppfatta ljudvibrationer i frekvensområdet 16–20 Hz till 15–20 kHz. Ljud under detta intervall kallas infrasound, och ovan kallas det ultraljud. Att vårt öra inte kan höra infrasound betyder inte alls att olika organ i vår kropp inte "hör" det. Svängningsfrekvenserna för många processer i vår kropp ligger i samma frekvensområde som infrasound. När de sammanfaller, till exempel vid avsiktligt yttre inflytande, inträffar en kraftig ökning av amplituden hos tvingade svängningar. Detta kan leda till att de inre organen fungerar felaktigt eller till och med att de brister. I fallet med hjärtat kan resultatet bli döden. Allt detta ger en teoretisk grund för skapandet av infrasonic vapen.
Men som regel är huvudutvecklingen i riktning mot olagliga vapen. Exponering för en person med tillräckligt stark infrasound kan i ett fall orsaka ångest, rädsla och panik, i det andra - illamående, ring i öronen, smärta. I vilket fall som helst tvingar detta personen att lämna den plats där vapnet användes. Det verkar som om det är här det är värt att ge exempel på infrasonic vapen som tas i bruk eller prata om tester. Men information om detta är förmodligen en hemlighet förseglad med sju tätningar. De pratar om det, men visar ingenting. Kanske är det enda verkliga exemplet på användningen av ett sådant vapen den "akustiska bomben" som användes av Nato under operationen i Jugoslavien. De mycket låga frekvensfluktuationer som orsakats av den ledde till panik, men bara under en kort period.
Ofta rapporterade medier om användning av infrasonic vapen refererar till andra typer av akustiska vapen. Till exempel används detta framgångsrikt för att bryta upp demonstrationer eller mot somaliska pirater. Ett starkt ljud med en frekvens av 2-3 kHz är ett mycket starkt irriterande och kan desorganisera och kasta fienden ur mental jämvikt. Men till skillnad från infrasound finns det inom intervallet hörbara vågor.
Glöm inte att den så kallade "naturliga vågen av rädsla" är i intervallet 7-13 Hz. Infrasound har ett mycket lägre absorptionsindex i olika media än andra ljudvibrationer, varför infrasonic vågor sprider sig över långa avstånd. Det är infrasound som är den första förekommande naturkatastrofen: jordbävningar, tyfoner, vulkanutbrott. Under jordbävningar genereras därför infrasound av jordskorpan, vilket gör att många djur kan känna det i förväg och lämna platserna för den förväntade katastrofen eller visa synlig ångest om det inte finns något sätt att lämna. En person lägger som regel inte vikt vid en oväntad känsla av ångest. Men detta naturliga drag är kärnan i rädsla-inducerande vapen. Förresten, infrasound är en av de troliga ledtrådarna till mysteriet med Bermudatriangeln.
railgun
Den teoretiska gränsen för den ursprungliga hastigheten för en artilleriprojektil är cirka 2 km / s. Men i praktiken är det inte heller möjligt. Under den nya tidsåldern med hög hastighet kräver militären mer av forskare. Och kanske, mycket snart, i stället för konventionella artillerivaror, kommer elektromagnetiska kanoner att dyka upp. En rälsgevär, eller rälsvapen som det kallas i USA, är en elektromagnetisk massaccelerator ur fysisk synvinkel. En annan typ av en sådan accelerator är "Gauss-pistolen", men denna anordning anses inte vara så effektiv i fallet med praktisk implementering.
Fördelarna med järnvägsvågor jämfört med konventionellt artilleri är naturligtvis uppenbara. Det amerikanska militärets mål för utvecklarna är att skapa en elektromagnetisk kanon som kan accelerera en projektil till en hastighet av 5,8 km / s. En sådan pistol bör ha förmågan att träffa ett mål med en diameter på 5 meter, beläget på ett avstånd av 370 kilometer på sex minuter. Detta är 20 gånger högre än skottfrekvensen för artillerivapen som för närvarande används i den amerikanska marinen. Dessutom måste man förstå att sådana projektiler inte innehåller explosiva ämnen, deras oväntade pansringsgenomskinande kraft ligger bara i den kinetiska energin hos en projektil som avfyras med en extremt hög hastighet. De fartyg på vilka det planeras placera sådana vapen kommer att vara säkrare på grund av den mindre mängden sprängämnen på dem.
Railgun-tester i USA
wikipedia.org
Det ska sägas att järnvägsvapnet inte behöver bli en leksak i militärens händer. När hastigheten når 7,9 km / s (den första rymdhastigheten), kan den användas för att starta satelliter till låg jordbana.
Järnvägsvågor utvecklas också i Ryssland. De första offentliga testerna ägde rum i sommar på Shatura-grenen på Joint Institute for High Temperature of the Russian Academy of Sciences. Demonstrationstester uppnådde en projektilhastighet på 3,2 km / s. Men enligt presidenten för den ryska vetenskapsakademin Vladimir Fortov, som var närvarande vid testen, var det maximala som extraherades från enheten 11 km / s. Det är riktigt, i vårt fall talar forskare inte om den militära användningen av järnvapnet. Enligt Fortov står forskarna vid Akademin för vetenskap inför tre uppgifter: att få ett system med högt tryck och studera universumet med deras hjälp, skydda planeten från rymdkroppar med hög hastighet och sätta satelliter i omloppsbana.
Lorentz-styrkornas handlingsprincip i järnvapnet
wikipedia.org
Som namnet antyder använder en rälsgevär (elektromagnetisk pistol) elektromagnetisk kraft för att påskynda en projektil. Rälsvapnet är ett par parallella elektroder (skenor) anslutna till en kraftfull likströmskälla. Projektilen, som är en del av en elektrisk krets (ledare), får acceleration på grund av Lorentz-kraften, skjuter ut den och accelererar den till ultrahöga hastigheter.
Vladimir Fortov testar en inhemsk järnvapen
novostimo.ru
Neutrino-länk
All överföring av information på avstånd är baserad på ett eller annat fysiskt fenomen. Radiokommunikation använder radiovågor med en våglängd 0,1 millimeter som signalbärare. Experiment inom laserkommunikation pågår. Det kommer att vara särskilt efterfrågat för att överföra information i det yttre rymden. Om vi en dag upptäcker takyoner (om det är möjligt) och kan ställa dem till vår tjänst, kommer tachyonkommunikation, överföra information med en superluminal hastighet, att bli basen för ultra-långt rymdkommunikation. Men detta är redan framtiden för nästa århundradets Star Wars. Nu står forskare inför mer prosaiska uppgifter, de bör ta itu med ubåtar.
Neutrino är en neutral grundpartikel som tillhör klassen leptoner och endast deltar i svaga och gravitationsinteraktioner. Leptoner inkluderar särskilt en elektron, men inte en proton och en neutron, dessa är redan baryoner. Det speciella med en neutrino är att den interagerar extremt svagt med materien. Denna partikel kostar ingenting att flyga genom vår planet, och ingenting kommer att försena den. För kommunikation med ubåtar, som har varit i stridstjänst i havets djup i månader, är en sådan anslutning perfekt. Havssaltvatten är en bra jammer för radiosignaler. Och att dyka upp för att acceptera det betyder att fienden kan upptäcka sig själv. För kommunikation med ubåtar används nu ultralånga radiovågor, vars längd är mer än tio kilometer. I vårt land tillhandahåller den ryska marinens 43: e kommunikationscenter (radiostationen "Antey") kommunikation med ubåtar. På grund av dess gigantiska storlek fick radiostationen namnet "Goliat". Det är sant, inte här, utan i Tyskland, där det togs ut efter kriget som trofé.
Så neutrino kan övervinna alla avstånd och hinder. Även om det är nödvändigt att leverera en signal till månbasen på baksidan av vår satellit, kommer den lugnt att passera genom månen. Det är bara denna positiva egenskap som inte tillåter för tillfället att helt tämja denna partikel. Praktiskt taget inte interagerar med ämnet, det lämpar sig inte heller för att "fånga" i sin helhet. Det är fortfarande okänt hur neutrino-förbindelsen kommer att realiseras i verkligheten. Men det finns några mycket intressanta förslag i denna fråga. Till exempel föreslår forskare från Virginia Polytechnic University att etablera envägskommunikation med ubåtar till en början. Sändaren kommer att vara en lagrings-muonring, som ger ett neutrino-flöde med en intensitet av 1014 partiklar per sekund. Passerar genom planetenen obetydlig del av neutrino måste reagera med materia (atomkärnor i en vattenmolekyl), som ett resultat bildas högenergiska muoner, som i sin tur kommer att orsaka en svag glöd i vatten (Cherenkov-strålning). Detta är vad som kommer att registreras av överkänsliga fotodetektorer på ubåten.
Neutrino-sändare - muonring
newswise.com
Överföringshastigheten för en sådan kanal kommer att vara 10 bitar per sekund. Detta är mycket jämfört med vad vi har nu. En radiokanal som använder mycket låg frekvens (VLF / VLF) myriameter (våglängd 10–100 km) har en bandbredd på 50 bitar per sekund. Men för att få en sådan signal måste ubåten antingen simma upp till 20 meters djup eller släppa en boj med en antenn på en lång kabel. Hela proceduren ökar risken för att detektera ubåten och begränsar dess manöverbarhet. När du använder decamegametervågor (10.000–100.000 km) med extremt låg frekvens (ELF / ELF) kanske båten inte flyter, men signalöverföringshastigheten är bara 1 bit per minut.
Sergey Sobol
