Sather: tuleviku allveelaevade sõja tehnoloogia?

Sather: tuleviku allveelaevade sõja tehnoloogia?
Sather: tuleviku allveelaevade sõja tehnoloogia?
Anonim
Sather: tuleviku allveelaevade sõja tehnoloogia?

Enamik lugejaid on hästi kursis mõistega "laser", mis on moodustatud inglise keelest "laser" (valguse võimendamine stimuleeritud kiirgusemissiooni abil). 20. sajandi keskel leiutatud laserid on meie ellu põhjalikult sisenenud, kuigi nende töö kaasaegses tehnoloogias on tavainimestele sageli nähtamatu. Tehnoloogia peamiseks populariseerijaks on saanud ulmeraamatud ja -filmid, milles laserid on muutunud tuleviku võitlejate varustuse lahutamatuks osaks.

Tegelikkuses on laserid jõudnud kaugele, neid on kasutatud peamiselt luure- ja sihtmärkide määramise vahenditena ning alles nüüd peaksid nad asuma oma kohale lahinguvälja relvana, muutes võib -olla radikaalselt selle välimust ja lahingumasinate välimust.

Vähem tuntud on mõiste "maser" - sentimeetrite vahemikus (mikrolained) sidusate elektromagnetlainete kiirgaja, mille välimus eelnes laserite loomisele. Ja väga vähesed inimesed teavad, et on ka teist tüüpi sidusa kiirguse allikaid - "saser".

Heli "tala"

Sõna "saser" on moodustatud sarnaselt sõnaga "laser" - helivõimendus stimuleeritud kiirgusemissiooni abil ja tähistab teatud sagedusega koherentsete helilainete generaatorit - akustilist laserit.

Ärge ajage saserit segamini "helipunktiga" - tehnoloogia suunavate helivoogude loomiseks, näitena võime meenutada Joseph Pompey arengut Massachusettsi Tehnoloogiainstituudist "Audio Spotlight". Heli prožektor "Audio Spotlight" kiirgab ultraheli ulatuses lainekiiret, mis õhuga mittelineaarselt suheldes suurendavad nende pikkust heliks. Heliprojektori valgusvihu pikkus võib olla kuni 100 meetrit, kuid heli intensiivsus selles väheneb kiiresti.

Kui laserites on valguskvantide - footonite põlvkond, siis saserites mängivad nende rolli foonid. Erinevalt footonist on fonon kvaasiosake, mille tutvustas Nõukogude teadlane Igor Tamm. Tehniliselt on foonon kristalliaatomite vibratsiooniliikumise kvant või helilainega seotud energiakvant.

Pilt

„Kristallilistes materjalides suhtlevad aatomid üksteisega aktiivselt ja selliseid termodünaamilisi nähtusi kui üksikute aatomite vibratsioone neis on raske käsitleda - saadakse tohutuid triljonite omavahel ühendatud lineaarsete diferentsiaalvõrrandite süsteeme, mille analüütiline lahendus on võimatu. Kristalli aatomite võnked asendatakse helilainete süsteemi levimisega aines, mille kvantideks on foononid. Foonon kuulub bosonite hulka ja seda kirjeldab Bose - Einsteini statistika. Foononid ja nende koostoime elektronidega mängivad olulist rolli ülijuhtide füüsika, soojusjuhtivusprotsesside ja tahkete ainete hajumisprotsesside kaasaegsetes kontseptsioonides."

Esimesed liugurid töötati välja aastatel 2009-2010. Kaks teadlaste rühma esitasid laserkiirguse saamise meetodeid - fononlaseri kasutamine optilistes õõnsustes ja fononlaseri kasutamine elektroonilistes kaskaadides.

Pilt

California Tehnoloogiainstituudi (USA) füüsikute kavandatud optilise resonaatori lihvija prototüüp kasutab paari räni optilist resonaatorit tori kujul, mille välisläbimõõt on umbes 63 mikromeetrit ja siseläbimõõt 12, 5 ja 8, 7 mikromeetrit, millesse suunatakse laserkiir. Resonaatorite vahelise kauguse muutmisega on võimalik reguleerida nende tasemete sageduste erinevust nii, et see vastaks süsteemi akustilisele resonantsile, mille tagajärjel tekib laserkiirgus sagedusega 21 megahertsi. Resonaatorite vahelise kauguse muutmisega saate muuta helkiirguse sagedust.

Nottinghami ülikooli (Ühendkuningriik) teadlased on loonud elektroonilistel kaskaadidel liuguri prototüübi, milles heli läbib supervõrku, mis sisaldab vahelduvaid kihte gallium -arseniidi ja mitme aatomi paksuseid alumiiniumist pooljuhte. Foononid kogunevad laviinina lisaenergia mõjul ja peegelduvad mitu korda supervõre kihtide sees, kuni nad väljuvad struktuurist saseri kiirguse kujul sagedusega umbes 440 gigahertsi.

Pilt
Pilt

Eeldatakse, et saserid muudavad mikroelektroonikat ja nanotehnoloogiat, mis on võrreldav laseritega. Terahertsise sagedusega kiirguse saamise võimalus võimaldab kasutada lihvijaid ülitäpsete mõõtmiste jaoks, saada makro-, mikro- ja nanostruktuuride kolmemõõtmelisi pilte, muutes pooljuhtide optilisi ja elektrilisi omadusi kõrgel tasemel. kiirus.

Liugurite rakendatavus sõjaväes. Andurid

Võitluskeskkonna formaat määrab igal juhul kõige tõhusamate andurite tüübi valiku. Lennunduses on peamiseks luurevarustuse tüübiks radarijaamad (radarid), kasutades millimeetri-, sentimeetri-, detsimeetri- ja isegi meeterlaineid (maapealsete radarite jaoks). Maapealne lahinguväli nõuab sihtmärgi täpseks tuvastamiseks suuremat eraldusvõimet, mida on võimalik saavutada ainult optilise ulatuse luure abil. Loomulikult kasutatakse radareid ka maapealses tehnoloogias, samuti kasutatakse lennunduses optilisi luurevahendeid, kuid siiski on eelarvamus teatud lainepikkuse vahemiku eelistatud kasutamise kasuks, sõltuvalt lahingukeskkonna vormingu tüübist. ilmselge.

Vee füüsikalised omadused piiravad märkimisväärselt enamiku elektromagnetlainete levikuulatust optilises ja radarivahemikus, samas kui vesi pakub tunduvalt paremaid tingimusi helilainete läbimiseks, mis viis nende kasutamiseni allveelaevade relvade tutvumiseks ja juhtimiseks (PL) ja pinnalaevad (NK) juhul, kui viimased võitlevad veealuse vaenlasega. Sellest tulenevalt said hüdroakustilised kompleksid (SAC) allveelaevade peamiseks luurevahendiks.

SAC -sid saab kasutada nii aktiivses kui ka passiivses režiimis. Aktiivrežiimis väljastab SAC moduleeritud helisignaali ja võtab vastu vaenlase allveelaevalt peegelduva signaali. Probleem on selles, et vaenlane suudab tuvastada SAC -i signaali palju kaugemale, kui SAC ise peegeldunud signaali tabab.

Passiivrežiimis SAC "kuulab" allveelaeva või vaenlase laeva mehhanismidest lähtuvat müra ning tuvastab ja klassifitseerib sihtmärgid nende analüüsi põhjal. Passiivse režiimi puuduseks on see, et viimaste allveelaevade müra väheneb pidevalt ja muutub võrreldavaks mere taustamüraga. Selle tulemusena väheneb oluliselt vaenlase allveelaevade avastamisulatus.

SAC-antennid on keerulise kujuga diskreetsed massiivid, mis koosnevad mitmest tuhandest piesokeraamilisest või kiudoptilisest andurist, mis annavad helisignaale.

Pilt

Piltlikult öeldes saab tänapäevaseid SAC -sid võrrelda sõjalennunduses kasutatavate passiivse faasitud antennimassiivi (PFAR) radaritega.

Võib arvata, et liugurite välimus võimaldab luua paljutõotavaid SAC -e, mida saab tinglikult võrrelda aktiivse faasitud antennimassiiviga (AFAR) radaritega, millest on saanud uusimate lahingulennukite tunnus

Sel juhul saab Saseri kiirguritel põhinevate paljutõotavate SAC -ide toimimise algoritmi võrrelda aktiivrežiimis lennundusradarite toimimisega AFAR -iga: on võimalik genereerida kitsa suunamustriga signaal, tagada langus suunamismuster segamisseadmesse ja iseenesest segamine.

Võib-olla realiseerub objektide kolmemõõtmeliste akustiliste hologrammide konstrueerimine, mida saab teisendada, et saada kujutis ja isegi uuritava objekti sisemine struktuur, mis on selle tuvastamiseks äärmiselt oluline. Suunakiirguse tekkimise võimalus raskendab vaenlasel heliallika tuvastamist, kui SAC on aktiivrežiimis, et avastada looduslikke ja kunstlikke takistusi, kui allveelaev liigub madalas vees, tuvastades meremiinid.

Tuleb mõista, et veekeskkond mõjutab oluliselt rohkem "helikiiri" võrreldes sellega, kuidas atmosfäär mõjutab laserkiirgust, mis nõuab suure jõudlusega laserjuhtimis- ja korrigeerimissüsteemide väljatöötamist ning igal juhul ei ole see nagu "laserkiir" - laserkiirguse erinevus on palju suurem.

Liugurite rakendatavus sõjaväes. Relv

Hoolimata asjaolust, et laserid ilmusid eelmise sajandi keskel, on nende kasutamine relvana, mis tagab sihtmärkide füüsilise hävitamise, reaalsuseks alles nüüd. Võib arvata, et sama saatus ootab lihvijaid. Vähemalt peavad arvutimängus "Command & Conquer" kujutatuga sarnased "helikahurid" ootama väga -väga kaua (kui sellise loomine on üldse võimalik).

Pilt

Laseritega analoogiat tuues võib eeldada, et liugurite baasil saab tulevikus luua enesekaitsekomplekse, mis on kontseptsioonilt sarnased Venemaa õhutõrjesüsteemiga L-370 "Vitebsk" ("President-S")), mis on ette nähtud infrapunakiirguse peaga õhusõidukile suunatud rakettide vastu võitlemiseks optilise elektroonilise summutusjaama (OECS) abil, mis sisaldab raketi sihtimispead pimestavaid laserkiirgureid.

Pilt

Omakorda saab Saseri kiirgajatel põhinevat allveelaevade enesekaitsesüsteemi kasutada akustilise juhtimisega vaenlase torpeedo- ja miinirelvadele vastu astumiseks.

järeldused

Tõukurite kasutamine paljulubavate allveelaevade luure- ja relvastusvahendina on suure tõenäosusega vähemalt keskpikas perspektiivis või isegi kauge perspektiiv. Sellele vaatamata tuleb selle perspektiivi alused nüüd luua, luues aluse paljutõotava sõjatehnika tulevastele arendajatele.

20. sajandil on laserid muutunud kaasaegsete luure- ja sihtmärkide määramise süsteemide lahutamatuks osaks. 20. ja 21. sajandi vahetusel ei saa AFAR -radarita võitlejat enam pidada tehnoloogilise progressi tipuks ja ta jääb AFAR -radariga konkurentidele alla.

Järgmisel kümnendil muudavad lahinglaserid radikaalselt lahinguvälja nägu maal, vees ja õhus. Võimalik, et lihvijatel pole 21. sajandi keskel ja lõpus veealuse lahinguvälja väljanägemisele vähem mõju.

Populaarne teemade kaupa