Vojska je fiziku uvijek smatrala načinom postizanja pobjede nad neprijateljem. Balistika, utemeljena na matematičkim i fizičkim zakonima, postala je "bog rata" još od Napoleonovih ratova. U prošlom stoljeću atomska fizika vojsci je pružala nuklearno i termonuklearno oružje. Ali potencijal fizičara još nije iscrpljen. Prema riječima stručnjaka, nove vrste oružja i sredstava ratovanja sljedeća su na redu. Koliko su znanstvenici napredovali, ispunjavajući želje vojske i na kojim se načelima temelji njihov razvoj, vidjet ćemo danas.
Od lasera do grazer-a
Znanstvenofantastični filmovi u kojima junaci koriste lasersko oružje pojavili su se tako davno da se čak i riječ "blaster", što znači laserski pištolj, već čini kao nešto potpuno staromodno. Međutim, lasersko oružje se nikad ne koristi s ove strane filmskog ekrana. Jeste li zaboravili na to? Ne. Ovdje su dvije praktične implementacije laserske tehnologije.
A-60 je leteći laboratorij opremljen laserskom instalacijom megavata, kreiran na bazi vojnog transportnog zrakoplova Il-76MD. Svrha ovog ruskog zrakoplovnog laserskog kompleksa je suprotstavljanje neprijateljskim optičko-elektroničkim sredstvima. Jednostavno rečeno, uništit će optiku izviđačkih satelita laserskim snopom u infracrvenom rasponu. U ovom slučaju udaranje ciljeva u svemiru mnogo je učinkovitije od prizemnih ciljeva. Gornji slojevi atmosfere su manje gusti, a samim tim i manje rasipanje laserske zrake. Već imamo iskustva u pucanju na svemirske ciljeve. 2009. godine A-60 je „ispalio“na japanski geofizički satelit Ajisal, leteći na nadmorskoj visini od 1500 km. Istina, ovo nije oštetilo satelit, u potpunosti prekriven reflektirajućim elementima. Pokrenut je u svemir kako bi reflektirao laserske zrake,ne kao cilj obuke, već za određivanje njegovog položaja u znanstvene svrhe. Mora se reći da je A-60 opremljen laserom, koji se prvotno trebao nalaziti na Skif orbitalnoj platformi. Vjerojatno će laser u budućnosti možda još uvijek biti u orbiti. U rujnu ove godine pojavile su se informacije da je u našoj zemlji u tijeku rad na stvaranju zrakoplova s borbenim laserom nove generacije. Sam laser je spreman. Ostaje nam samo prilagoditi ga avionu.da je u našoj zemlji u tijeku rad na stvaranju zrakoplova s borbenim laserom nove generacije. Sam laser je spreman. Ostaje nam samo prilagoditi ga avionu.da je u našoj zemlji u tijeku rad na stvaranju zrakoplova s borbenim laserom nove generacije. Sam laser je spreman. Ostaje nam samo prilagoditi ga avionu.
A-60
russianplanes.net
Rad u izradi laserskog zrakoplova obavljen je u Sjedinjenim Državama. Sada su zaustavljeni. Boeing YAL-1, opremljen snažnim ugrađenim laserom, dizajniran je za presretanje balističkih i krstarećih raketa. Unatoč uspješnim testovima (u 2010. godini laserom su uništene dvije trenažne rakete), 2011. godine projekt je zatvoren. Čak i uzimajući u obzir činjenicu da je snaga lasera s kisikom-jodom dovedena na jedan megavat, u stvarnim borbenim uvjetima to će i dalje biti od male koristi. Snaga laserskog snopa dovoljna je samo da zagrije kožu rakete do kritične temperature, a zatim dolazi do njezinog neovisnog uništavanja. Ali ako se raketa rotira u letu ili je prekrivena zaštitnim slojem, tada će laser već biti beskoristan. Čak i ako je meta pogođena, ne treba očekivati spektakularne eksplozije a la "Ratovi zvijezda".
Promotivni video:
Boeing YAL-1
wikipedia.org
Ipak, u američkoj se vojsci lasersko oružje može pojaviti već 2025. godine. 10-kilovatni laserski pokretni testni kamion s visokom energijom (HELMTT), koji se može postaviti na vojna oklopna kamiona, testiran je ovog proljeća u Sjedinjenim Državama u vojnoj bazi Fort Sill koja se nalazi u Oklahomi. Prema riječima stručnjaka, njegov laser je dovoljno moćan da uništava bespilotne letjelice i uništava mine. Do 2020. godine planira se povećati njegov kapacitet na 100 kilovata. Manje moćni 2-kilovatni laseri razvijaju se i planiraju ugraditi na laka oklopna transportera Stryker. Postoje ozbiljni planovi korištenja lasera u američkoj mornarici. Krajem 2015. američka mornarica potpisala je ugovor s Northropom Grummanom za razvoj lasera od 150 kilovata. Laserski top, čiji se eksperimentalni model trenutno ispituje,ima kapacitet od samo 30 kilovata.
HELMTT
whoswhos.org
Mora se reći da je fizička osnova djelovanja bilo kojeg lasera postojanje pojave stimulirane emisije. Kao rezultat ovog fenomena, pojačava se svjetlost i zato se pojavljuju nove mogućnosti za njegovo korištenje, od laserskih pokazivača do industrijskog zavarivanja. Svjetlost je, kao što znamo iz fizike, elektromagnetsko zračenje koje opaža ljudsko oko. Ali spektar elektromagnetskog zračenja nije ograničen na svjetlost, na koju se optika odnosi i na ultraljubičasto i infracrveno zračenje. Prekoračenje optičkog raspona, ili bolje rečeno, kraćeg raspona valnih duljina, teoretski će omogućiti stvaranje snažnijih lasera s razornom snagom. Ovdje treba reći da je prvi "laser" u uobičajenom smislu te riječi bio maser - uređaj u kojem su se mikrovalne pećnice pojačavale pomoću stimuliranog zračenja.leži u spektru iza infracrvenog zračenja. Stvorena je 1954. godine. Šest godina kasnije pojavio se prvi optički laser. Daljnji se radovi provode u smjeru rendgenskog i gama zračenja.
U SAD-u su tijekom hladnog rata pokušali stvoriti borbeni rendgenski laser (Razer). Projekt rendgenskih mačeva nazvan je Excalibur.
Ali samo takav laser zahtijeva zaista fantastičnu energiju. A to se moglo dobiti samo od nuklearne eksplozije. Ispitivanja rendgenskog lasera s nuklearnim crpkama obavljena su u ožujku 1983. na testnom poligonu u Nevadi. Prema nekim izvještajima, slična istraživanja provedena su i u Sovjetskom Savezu. Ali rezultati nisu bili zadovoljavajući. U naše vrijeme rendgenski laser pokušava stvoriti na temelju drugačije tehnologije. To je takozvani rentgenski laser bez elektrona. Ali planira se koristiti samo u civilne svrhe. Za sada svejedno. Gama laseri ili "grasers" (od Gamma Ray Amplification stimuliranom emisijom zračenja) već su potencijalno super moćno gama-zračenje. Vjeruju istraživači koji su razvijali mogućnost stvaranja gama laserada je uz njihovu pomoć moguće zaštititi Zemlju od mogućih prijetnji iz svemira - na primjer, od asteroida koji se kreću prema našem planetu. Energija takvog lasera bit će 100–10 000 puta veća od optičkih lasera.
Infrazvučno oružje
Udarati neprijatelja zvučnim valovima, onesposobiti tisuće vojnika bez ijednog metka ili ih jednostavno natjerati da u panici bježe s bojnog polja san je cijelog svijeta. Upotreba akustičnog oružja uštedjet će na municiji i pokazati pokaznu humanost.
Baš kao što ne vidimo većinu spektra elektromagnetskog zračenja, tako i ne čujemo značajan dio zvučnih vibracija. U pravilu ljudsko uho može primijetiti zvučne vibracije u frekvencijskom rasponu od 16-20 Hz do 15-20 kHz. Zvuk ispod ovog raspona naziva se infrazvuk, a iznad njega ultrazvuk. Činjenica da naše uho nije u stanju čuti infrazvokciju uopće ne znači da ga različiti organi u našem tijelu ne „čuju“. Učestalosti oscilacija mnogih procesa u našem tijelu nalaze se u istom frekvencijskom rasponu kao i infrazvuk. Ako se podudaraju, na primjer, u slučaju namjernog vanjskog utjecaja, dolazi do naglog povećanja amplitude prisilnih oscilacija. To može dovesti do neispravnosti unutarnjih organa ili čak do njihovog puknuća. U slučaju srca rezultat može biti smrt. Sve to pruža teoretsku osnovu za stvaranje infrazonskog oružja.
Ali u pravilu su glavni događaji u smjeru ilegalnog oružja. Izloženost osobi s dovoljno jakim infrazom može u jednom slučaju izazvati anksioznost, strah i paniku, u drugom - mučninu, zvonjenje u ušima, bol. U svakom slučaju, to prisiljava osobu da napusti mjesto na kojem je oružje korišteno. Čini se da je ovdje vrijedno navesti primjere infrazonskog oružja stavljenog u službu ili razgovarati o testovima. Ali informacija o tome vjerojatno je tajna zapečaćena sa sedam pečata. Razgovaraju o tome, ali ne pokazuju ništa. Možda je jedini pravi primjer uporabe takvog oružja „akustična bomba“koju je NATO koristio tijekom operacije u Jugoslaviji. Veoma niske frekvencije fluktuacije uzrokovane njome dovele su do panike, ali samo na kratko.
Česta medijska izvješća o korištenju infrazvučnog oružja zapravo se odnose na druge vrste akustičnog oružja. Na primjer, ovo se uspješno koristi za razbijanje demonstracija ili protiv somalijskih gusara. Snažan zvuk s frekvencijom od 2-3 kHz vrlo je jak iritant i može dezorganizirati i izbaciti neprijatelja iz mentalne ravnoteže. Ali, za razliku od infrazvuka, nalazi se u rasponu zvučnih valova.
Ne zaboravite da je takozvani "prirodni val straha" u rasponu od 7-13 Hz. Infrazvuk ima mnogo niži indeks apsorpcije u raznim medijima od ostalih zvučnih vibracija, uslijed čega infrasonski valovi šire na velike udaljenosti. To je infrazvuk koji je prvi začetnik prirodnih katastrofa: zemljotresa, tajfuna, vulkanskih erupcija. Dakle, tijekom zemljotresa, infrazvuk nastaje zemljinom kora, što omogućava mnogim životinjama da to unaprijed osjete i napuste mjesta očekivane katastrofe ili pokažu vidljivu tjeskobu ako ne postoji način da se napuste. Osoba, u pravilu, ne pridaje značaj neočekivanom osjećaju tjeskobe. Međutim, ta je prirodna osobina u srcu oružja koje izaziva strah. Usput, infrazvuk je jedan od vjerojatnih tragova misteriju Bermudskog trokuta.
railgun
Teoretska granica za početnu brzinu artiljerijskog projektila je oko 2 km / s. Ali to u praksi nije ni ostvarivo. U novom dobu velikih brzina vojska traži više od znanstvenika. I, možda će se vrlo brzo umjesto konvencionalnih topničkih komada pojaviti elektromagnetski topovi. Željeznica, ili željeznička puška kako je u Sjedinjenim Državama zovu, ubrzava elektromagnetsku masu sa stajališta fizike. Druga vrsta takvog akceleratora je "Gauss pištolj", ali ovaj uređaj smatra se ne baš učinkovitim u slučaju praktične primjene.
Prednosti željezničkih pušaka pred konvencionalnim topništvom su, očito, očite. Cilj koji je američka vojska postavila programerima je stvoriti elektromagnetski top koji bi mogao ubrzati projektil brzinom od 5,8 km / s. Takav pištolj trebao bi imati sposobnost udaranja u cilj promjera 5 metara, smještenog na udaljenosti od 370 kilometara u šest minuta. To je 20 puta više od stope ispaljivanja artiljerijskog oružja koje je trenutno u službi američke mornarice. Osim toga, treba shvatiti da takvi projektili ne sadrže eksploziv, njihova neviđena oklopna snaga leži samo u kinetičkoj energiji projektila ispaljenog iznimno velikom brzinom. Brodovi na kojima je planirano postavljanje takvog oružja bit će sigurniji zbog manje količine eksploziva na njima.
Rail-testovi u SAD-u
wikipedia.org
Treba reći da tračnica ne mora postati igračka u rukama vojske. Kada brzina dosegne 7,9 km / s (prva svemirska brzina), može se koristiti za lansiranje satelita u niskozemnu orbitu.
Željeznice se također razvijaju u Rusiji. Prva javna ispitivanja održana su ovog ljeta u ogranku Shatura Zajedničkog instituta za visoke temperature Ruske akademije znanosti. Demonstracijskim testovima postignuta je brzina projektila od 3,2 km / s. No, prema riječima predsjednika Ruske akademije znanosti Vladimira Fortova, koji je bio prisutan testovima, maksimum koji je izvučen iz uređaja bio je 11 km / s. Istina, u našem slučaju znanstvenici ne govore o vojnoj uporabi željeznice. Prema Fortovu, znanstvenici Akademije znanosti susreću se s tri zadatka: dobivanjem sustava s visokim pritiscima i proučavanjem svemira uz njihovu pomoć, zaštitom planeta od svemirskih tijela velike brzine i stavljanjem satelita u orbitu.
Načelo djelovanja Lorentzovih snaga u željezničkoj pušci
wikipedia.org
Kao što naziv govori, šina (elektromagnetska puška) koristi elektromagnetsku silu za ubrzavanje projektila. Tračnica je par paralelnih elektroda (tračnica) povezanih s moćnim izvorom izravne struje. Projektil, koji je dio električnog kruga (vodiča), ubrzava zahvaljujući Lorentzovoj sili, gurajući ga i ubrzavajući ga do vrlo velikih brzina.
Vladimir Fortov testirao je domaću tračnicu
novostimo.ru
Neutrino veza
Svaki prijenos informacija na daljinu temelji se na jednom ili drugom fizičkom fenomenu. Radio komunikacija koristi radio valove valne duljine 0,1 milimetra kao nosač signala. U tijeku su eksperimenti u području laserske komunikacije. Bit će posebno tražen za prijenosom informacija u svemiru. Ako jednog dana otkrijemo tahione (ako je to uopće moguće) i možemo ih staviti na raspolaganje, tada će tahionska komunikacija, prenošenje informacija superluminalnom brzinom, postati osnova svemirske komunikacije ultra-dugog dometa. Ali to je već budućnost Ratova zvijezda sljedećeg stoljeća. Sada su znanstvenici suočeni s prozaičnijim zadacima, trebali bi se baviti podmornicama.
Neutrino je neutralna temeljna čestica koja pripada klasi leptona i sudjeluje samo u slabim i gravitacijskim interakcijama. Leptoni uključuju, posebno, elektron, ali ne i proton i neutron, to su već barioni. Osobitost neutrina je u tome što on djeluje izuzetno slabo s materijom. Ova čestica ne košta ništa za letjeti našim planetom i ništa je neće odgoditi. Za komunikaciju s podmornicama, koje mjesecima borave u borbenom dežurstvu, takva je veza savršena. Morska slana voda je dobar omekšivač radijskih signala. A izaći kako bi ga prihvatili znači omogućiti neprijatelju da otkrije sebe. Za komunikaciju s podmornicama danas se koriste ultradugi radio valovi čija je duljina veća od deset kilometara. U našoj zemlji 43. komunikacijski centar Ruske mornarice (radio stanica "Antey") osigurava komunikaciju s podmornicama. Zbog svoje gigantske veličine, radio postaja dobila je ime "Goliath". Istina, ne ovdje, već u Njemačkoj, odakle je izvađen nakon rata kao trofej.
Dakle, neutrini su u stanju prevladati bilo kakve daljine i prepreke. Čak i ako je potrebno dostaviti signal mjesečevoj bazi na stražnjem dijelu našeg satelita, on će mirno proći kroz mjesec. Samo ovo pozitivno svojstvo ne dopušta da se u potpunosti ukroti ova čestica. Praktično ne komunicira s tvari, također se ne daje uhvatiti u potpunosti. Još uvijek nije poznato kako će se neutrino povezivanje realizirati u stvarnosti. Ali postoje vrlo zanimljivi prijedlozi o tom pitanju. Na primjer, za početak znanstvenici sa Sveučilišta Virginia Polytechnic sugeriraju uspostavljanje jednosmjerne komunikacije s podmornicama. Odašiljač će biti skladišni muonski prsten, koji će osiguravati neutrino fluks intenzitetom od 1014 čestica u sekundi. Prolazeći planetombeznačajan dio neutrina mora reagirati s materijom (jezgre atoma u molekuli vode), što rezultira stvaranjem visokoenergetskih muona koji će zauzvrat izazvati slabi sjaj u vodi (Čerenkovo zračenje). To će registrirati superosjetljivi fotodetektori na podmornici.
Neutrino odašiljač - muonski prsten
newswise.com
Brzina prijenosa za takav kanal bit će 10 bita u sekundi. To je puno u usporedbi s onim što imamo sada. Radio kanal koji koristi miri promjer vrlo niske frekvencije (VLF / VLF) (valna duljina 10–100 km) ima širinu pojasa od 50 bita u sekundi. Ali da bi primila takav signal, podmornica mora ili plivati do dubine od 20 metara, ili pustiti plutaču s antenom na dugačkom kablu. Cijeli ovaj postupak povećava rizik od otkrivanja podmornice i ograničava njenu upravljivost. Kad koristi valove decamegimetra (10 000–100 000 km) izuzetno niske frekvencije (ELF / ELF), brod možda ne pluta, ali brzina prijenosa signala je samo 1 bit u minuti.
Sergej Sobol