Militæret har alltid sett på fysikk som en måte å oppnå seier over fienden. Ballistikk, basert på matematiske og fysiske lover, har blitt en "krigsgud" siden Napoleonskrigene. Det siste århundret har atomfysikk forsynt militæret med kjernefysiske og termonukleære våpen. Men fysikernes potensial er ennå ikke uttømt. I følge eksperter er nye typer våpen og krigsmetoder neste i kø. Hvor langt forskere har kommet frem, oppfylt militærets ønsker og på hvilke prinsipper deres utvikling er basert, vil vi se i dag.
Fra laser til grazer
Science fiction-filmer der heltene bruker laservåpen dukket opp for så lenge siden at til og med ordet "blaster", som betyr en laserpistol, allerede ser ut til å være noe helt gammeldags. Laservåpen blir imidlertid aldri brukt på denne siden av filmskjermen. Har du glemt det? Ikke. Her er to praktiske implementeringer av laserteknologi til å begynne med.
A-60 er et flygende laboratorium utstyrt med en megawatt laserinstallasjon, opprettet på grunnlag av militærtransportflyet Il-76MD. Hensikten med dette russiske luftfartslaserkomplekset er å motvirke fiendens optisk-elektroniske midler. Enkelt sagt vil det ødelegge optikken til rekognoseringssatellitter med en laserstråle i det infrarøde området. I dette tilfellet er det å treffe mål i verdensrommet mye mer effektivt enn bakkemål. De øvre lagene i atmosfæren er mindre tette, og derfor mindre spredning av laserstrålen. Vi har allerede erfaring med å skyte mot rommål. I 2009 "fyrte A-60" på den japanske geofysiske satellitten Ajisal, og flyr i 1500 km høyde. Det er sant at dette ikke skadet satellitten, helt dekket av reflekterende elementer. Han ble lansert ut i verdensrommet for å reflektere laserstråler,sant ikke som et treningsmål, men for å bestemme stedet for vitenskapelige formål. Det må sies at A-60 er utstyrt med en laser, som opprinnelig skulle være plassert på Skif orbitale plattform. Sannsynligvis i fremtiden kan laseren fremdeles være i bane. I september i år dukket det opp informasjon om at det jobbet i vårt land for å lage et fly med en kamplaser av en ny generasjon. Selve laseren er klar. Det gjenstår bare å tilpasse det til flyet.at i vårt land jobbes det med å lage et fly med en kamplaser av en ny generasjon. Selve laseren er klar. Det gjenstår bare å tilpasse det til flyet.at i vårt land jobbes det med å lage et fly med en kamplaser av en ny generasjon. Selve laseren er klar. Det gjenstår bare å tilpasse det til flyet.
A-60
russianplanes.net
Arbeidet med å lage en flylaser ble utført i USA. De er nå stoppet. Boeing YAL-1, utstyrt med en kraftig laser ombord, ble designet for å avskjære ballistiske og cruisemissiler. Til tross for vellykkede tester (i 2010 ble to treningsmissiler ødelagt av en laser), i 2011 ble prosjektet avsluttet. Selv om man tar i betraktning det faktum at kraften til oksygenjodlaseren ble brakt til en megawatt, vil det under reelle kampforhold fortsatt være til liten nytte. Kraften til laserstrålen er nok bare til å varme opp raketthuden til en kritisk temperatur, og da oppstår dens uavhengige ødeleggelse. Men hvis raketten roterer i flukt eller er dekket med et varmeskjermende belegg, vil laseren allerede være ubrukelig. Og selv om målet blir truffet, er det ikke å forvente spektakulære eksplosjoner a la "Star Wars".
Salgsfremmende video:
Boeing YAL-1
wikipedia.org
Likevel kan det i den amerikanske hæren vises laservåpen allerede i 2025. Den 10 kilowatt høye energilaser-mobile testbilen (HELMTT), som kan plasseres på hærpansrede lastebiler, ble testet i USA i vår på Fort Sill militærbase i Oklahoma. Ifølge eksperter er laserens kraftige nok til å skyte ned droner og ødelegge miner. Innen 2020 er det planlagt å øke kapasiteten til 100 kilowatt. Mindre kraftige 2-kilowatt-lasere utvikles og planlegges installert på lette pansrede personbiler Stryker. Det er alvorlige planer om å bruke lasere i den amerikanske marinen. På slutten av 2015 signerte den amerikanske marinen en kontrakt med Northrop Grumman om å utvikle en 150 kilowatt laser. Laserkanon, en eksperimentell modell som for øyeblikket testes,har en kapasitet på bare 30 kilowatt.
HELMTT
whoswhos.org
Det må sies at det fysiske grunnlaget for driften av en hvilken som helst laser er eksistensen av fenomenet stimulert utslipp. Som et resultat av dette fenomenet blir lys forsterket, og derfor dukker det opp nye muligheter for det, fra laserpekere til industriell sveising. Lys, som vi vet fra fysikken, er elektromagnetisk stråling oppfattet av det menneskelige øyet. Men spekteret av elektromagnetisk stråling er ikke begrenset til lys, som optikk også refererer til ultrafiolett og infrarød stråling. Å gå utover det optiske området, eller rettere sagt, inn i et kortere bølgelengdeområde, vil teoretisk sett gjøre det mulig å lage kraftigere lasere med ødeleggende kraft. Det skal sies her at den første "laser" i ordets vanlige forstand var en maser - en enhet der mikrobølger ble forsterket ved hjelp av stimulert stråling.ligger i spekteret bak infrarød stråling. Den ble opprettet i 1954. Seks år senere dukket den første optiske laseren opp. Videre arbeid utføres i retning av røntgen- og gammastråling.
Forsøk på å lage en strålende røntgenlaser (Razer) ble gjort i USA under den kalde krigen. Røntgen-sverdprosjektet fikk navnet Excalibur.
Men bare en slik laser krever en virkelig fantastisk energi. Og det kunne bare oppnås fra en atomeksplosjon. Tester av en nukleumpumpet røntgenlaser fant sted i mars 1983 på et teststed i Nevada. I følge noen rapporter ble lignende studier utført i Sovjetunionen. Men resultatene var ikke tilfredsstillende. I vår tid prøver røntgenlaser å lage på grunnlag av en annen teknologi. Dette er den såkalte røntgenfri elektronlaser. Men det er planlagt å bare brukes til sivile formål. For nå, uansett. Gamma lasere, eller "grasers" (fra Gamma Ray Amplification by Stimulated Emission of Radiation), er allerede et potensielt superkraftig våpen i gammaområdet. Forskerne som utviklet muligheten for å lage gammalaser, trorat det med deres hjelp er mulig å beskytte jorden mot mulige trusler fra verdensrommet - for eksempel fra asteroider som beveger seg mot planeten vår. Energien til en slik laser vil være 100–10 000 ganger optisk lasers.
Infrarød våpen
Å slå fienden med lydbølger, være i stand til å tømme tusenvis av soldater uten en eneste patron, eller bare få dem til å flykte fra slagmarken i panikk, er drømmen for hele verdens militær. Bruk av akustiske våpen vil spare på ammunisjon og vise overraskende menneskelighet.
Akkurat som vi ikke ser det meste av spekteret av elektromagnetisk stråling, hører vi heller ikke en vesentlig del av lydvibrasjoner. Som regel kan det menneskelige øret oppfatte lydvibrasjoner i frekvensområdet 16–20 Hz til 15–20 kHz. Lyd under dette området kalles infrasound, og over kalles det ultralyd. At øret vårt ikke er i stand til å høre infrasound, betyr ikke i det hele tatt at forskjellige organer i kroppen ikke "hører" det. Svingningsfrekvensene til mange prosesser i kroppen vår er i samme frekvensområde som infrasound. Når de for eksempel faller sammen med en bevisst ytre påvirkning, oppstår en kraftig økning i amplituden til tvangssvingninger. Dette kan føre til funksjonsfeil i indre organer eller til og med til brudd på dem. Når det gjelder hjertet, kan resultatet være død. Alt dette gir et teoretisk grunnlag for å lage infrasonic våpen.
Men som hovedregel er hovedutviklingen i retning av ulovlige våpen. Eksponering for en person med tilstrekkelig sterk infrasound kan i det ene tilfellet forårsake angst, frykt og panikk, i den andre - kvalme, øresus, smerter. I alle fall tvinger dette personen til å forlate stedet der våpenet ble brukt. Det ser ut til at det er her det er verdt å gi eksempler på infrasoniske våpen som er tatt i bruk eller snakke om tester. Men informasjon om dette er sannsynligvis en hemmelighet forseglet med syv seler. De snakker om det, men viser ingenting. Kanskje er det eneste virkelige eksemplet på bruk av et slikt våpen den "akustiske bomben" som ble brukt av NATO under operasjonen i Jugoslavia. De svært lave frekvenssvingningene forårsaket av det førte til panikk, men bare i en kort periode.
Hyppige medierapporter om bruken av infrasoniske våpen viser faktisk til andre typer akustiske våpen. For eksempel brukes dette med hell til å bryte opp demonstrasjoner eller mot somaliske pirater. En sterk lyd med en frekvens på 2-3 kHz er en veldig sterk irriterende og er i stand til å desorganisere og kaste fienden ut av mental likevekt. Men i motsetning til infrasound, er det i området hørbare bølger.
Ikke glem at den såkalte "naturlige bølgen av frykt" er i området 7-13 Hz. Infrasound har en mye lavere absorpsjonsindeks i forskjellige medier enn andre lydvibrasjoner, som et resultat av at infrasoniske bølger forplanter seg over lange avstander. Det er infrasound som er den første harbingeren av naturkatastrofer: jordskjelv, tyfoner, vulkanutbrudd. Under jordskjelv genereres derfor infrasound av jordskorpen, som gjør at mange dyr kan føle det på forhånd og forlate stedene med den forventede katastrofen eller vise synlig angst hvis det ikke er noen måte å forlate. En person legger som regel ikke vekt på en uventet følelse av angst. Imidlertid er denne naturlige egenskapen kjernen i fryktinduserende våpen. For øvrig er infrasound en av de sannsynlige ledetrådene til mysteriet om Bermuda Triangle.
Railgun
Den teoretiske grensen for en begynnelseshastighet for et artilleriprosjektil er omtrent 2 km / s. Men i praksis er det heller ikke oppnåelig. I den nye tiden med høye hastigheter krever militæret mer fra forskere. Og kanskje veldig snart, i stedet for konvensjonelle artilleribiter, vil elektromagnetiske kanoner dukke opp. En skinnegevær, eller skinnegevær som det kalles i USA, er en elektromagnetisk masseakselerator fra et fysisk ståsted. En annen type en slik akselerator er "Gauss-pistolen", men denne enheten anses ikke som veldig effektiv i tilfelle praktisk implementering.
Fordelene med jernbanevåpen i forhold til konvensjonelt artilleri er selvfølgelig åpenbare. Målet som det amerikanske militæret satte seg for utviklerne er å lage en elektromagnetisk kanon som er i stand til å akselerere et prosjektil til en hastighet på 5,8 km / s. En slik pistol skal ha muligheten til å treffe et mål med en diameter på 5 meter, plassert i en avstand på 370 kilometer på seks minutter. Dette er 20 ganger høyere enn skytefrekvensene for artillerievåpen som for tiden er i tjeneste med den amerikanske marinen. I tillegg må man forstå at slike prosjektiler ikke inneholder eksplosiver, deres uovertrufne pansergjennomtrengende kraft ligger bare i den kinetiske energien til et prosjektil avfyrt med en ultrahøy hastighet. Skipene som det er planlagt å plassere slike våpen på vil være tryggere på grunn av den mindre mengden eksplosiver på dem.
Railgun tester i USA
wikipedia.org
Det skal sies at skinnegeværet ikke trenger å bli et leketøy i militærets hender. Når hastigheten når 7,9 km / s (den første romfartshastigheten), kan den brukes til å skyte satellitter inn i lav-jord bane.
Jernbanevåpen utvikles også i Russland. De første offentlige testene fant sted i sommer på Shatura-grenen til Joint Institute for High Temperatures av det russiske vitenskapsakademiet. Demonstrasjonstester oppnådde en prosjektilhastighet på 3,2 km / s. Men ifølge presidenten for det russiske vitenskapsakademiet Vladimir Fortov, som var til stede ved testene, var maksimumet som ble trukket ut fra enheten 11 km / s. Riktig nok, i vårt tilfelle snakker ikke forskere om militær bruk av jernbanevåpenet. I følge Fortov står forskerne fra Academy of Sciences over tre oppgaver: å skaffe et system med høyt trykk og studere universet med deres hjelp, beskytte planeten mot romhøyder med høy hastighet og sette satellitter i bane.
Lorentz-styrkenes handlingsprinsipp i skinnegeværet
wikipedia.org
Som navnet tilsier, bruker en skinnegevær (elektromagnetisk pistol) elektromagnetisk kraft for å akselerere et prosjektil. Skinnegeværet er et par parallelle elektroder (skinner) koblet til en kraftig likestrømskilde. Prosjektilet, som er en del av en elektrisk krets (leder), får akselerasjon på grunn av Lorentz-kraften, skyver den ut og akselererer den til ultrahøye hastigheter.
Vladimir Fortov tester et innenlandsk jernvåpen
novostimo.ru
Neutrino link
All overføring av informasjon på avstand er basert på et eller annet fysisk fenomen. Radiokommunikasjon bruker radiobølger med en bølgelengde på 0,1 millimeter som signalbærer. Eksperimenter innen laserkommunikasjon er i gang. Det vil være spesielt etterspurt etter overføring av informasjon i det ytre rom. Hvis vi en dag oppdager takyoner (hvis det er mulig) og kan sette dem til tjeneste, vil tachyon-kommunikasjon, overføring av informasjon med en superluminal hastighet, bli grunnlaget for ultra-langdistanse romkommunikasjon. Men dette er allerede fremtiden for det neste århundrets Star Wars. Nå blir forskere møtt med mer prosaiske oppgaver, de skal takle ubåter.
Neutrino er en nøytral grunnleggende partikkel som tilhører klassen leptoner og kun deltar i svake og gravitasjonsinteraksjoner. Leptoner inkluderer spesielt et elektron, men ikke et proton og et nøytron, dette er allerede baryoner. Det særegne ved en nøytrino er at den interagerer ekstremt svakt med materien. Denne partikkelen koster ikke noe å fly gjennom planeten vår, og ingenting vil utsette den. For kommunikasjon med ubåter, som har vært på kampvakt i havdypet i flere måneder, er en slik forbindelse perfekt. Havsaltvann er en god jammer for radiosignaler. Og å dukke opp for å akseptere det betyr å la fienden oppdage seg. For kommunikasjon med ubåter brukes nå ultra-lange radiobølger, hvis lengde er mer enn ti kilometer. I vårt land gir det 43. kommunikasjonssenteret til den russiske marinen (radiostasjonen "Antey") kommunikasjon med ubåter. På grunn av sin gigantiske størrelse fikk radiostasjonen navnet "Goliat". Riktig nok, ikke her, men i Tyskland, hvor det ble tatt ut etter krigen som trofe.
Så nøytrinoer er i stand til å overvinne alle avstander og hindringer. Selv om det er nødvendig å levere et signal til månebasen på baksiden av vår satellitt, vil den rolig passere gjennom månen. Det er bare denne positive egenskapen som ikke tillater foreløpig å temme denne partikkelen fullt ut. Praktisk talt ikke å samhandle med stoffet, det egner seg heller ikke til å "fange" i sin helhet. Det er fremdeles ukjent hvordan nøytrino-forbindelsen vil bli realisert. Men det er noen veldig interessante forslag i denne saken. For eksempel foreslår forskere fra Virginia Polytechnic University å etablere enveiskommunikasjon med ubåter for en start. Senderen vil være en lagrings-muonring, som vil gi en nøytrino-flux med en intensitet på 1014 partikler per sekund. Passerer gjennom planetenen ubetydelig del av nøytrinoer må reagere med materie (atomkjerner i et vannmolekyl), som et resultat dannes det høye energi-muoner, som igjen vil føre til en svak glød i vann (Cherenkov-stråling). Det er dette som vil bli registrert av overfølsomme fotodetektorer på ubåten.
Neutrino sender - muon ring
newswise.com
Overføringshastigheten for en slik kanal vil være 10 bit per sekund. Dette er mye sammenlignet med det vi har nå. En radiokanal som bruker myriameter med veldig lav frekvens (VLF / VLF) (bølgelengde 10–100 km) har en båndbredde på 50 biter per sekund. Men for å motta et slikt signal, må ubåten enten svømme opp til 20 meters dyp, eller slippe en bøye med en antenne på en lang kabel. Hele denne prosedyren øker risikoen for deteksjon av ubåten og begrenser dens manøvrerbarhet. Når du bruker decamegameterbølger (10.000–100.000 km) med ekstremt lav frekvens (ELF / ELF), kan det hende at båten ikke flyter, men signaloverføringshastigheten er bare 1 bit per minutt.
Sergey Sobol
