Институт Инновационного Проектирования | Как стать изобретателем. Выпуск 30.
 
Гл
Пс
Кс
 
Изобретателями не рождаются, ими становятся
МЕНЮ
 
   
ВХОД
 
Пароль
ОПРОС
 
 
    Слышали ли Вы о ТРИЗ?

    Хотел бы изучить.:
    Нет, не слышал.:
    ТРИЗ умер...:
    Я изучаю ТРИЗ.:
    Я изучил, изучаю и применяю ТРИЗ для решения задач.:

 
ПОИСК
 
 



 


Все системы оплаты на сайте








ИННОВАЦИОННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
сертификация инноваторов
инновационные технологии
БИБЛИОТЕКА ИЗОБРЕТАТЕЛЯ
Это интересно
ПРОДУКЦИЯ
 

 


Инновационное
обучение

Об авторе

Отзывы
участников

Программа
обучения

Вопрос
Ю.Саламатову

Поступить на обучение

Общественное
объединение



Молодому инноватору

FAQ
 

Сертификация
специалистов

Примеры заданий

Заявка на
сертификацию

Аттестационная
комиссия

Список
аттестованных
инноваторов

Инновационное
проектирование

О компании

Клиенты

Образцы проектов

Заявка
на проект

Семинары

Экспертиза проектов

   

Книги и статьи Ю.Саламатова

Теория Решения Изобретательских Задач

Развитие Творческого Воображения

ТРИЗ в нетехнических областях

Инновации 
в жизни науке и технике

Книги по теории творчества

Архивариус РТВ-ТРИЗ-ФСА

Научная Фантастика
 
 
Статьи о патентовани
   

Наука и Техника

Политика

Экономика

Изобретательские блоги 

Юмор 
 
Полигон задач

ТРИЗ в виртуальном мире
медиатехнологий
       

Книги для
инноваторов

CD/DVD видеокурсы для инноваторов

Програмное обеспечение
инноваторов

Покупка
товаров

Отзывы о
товарах
           

Как стать изобретателем. Выпуск 30.

 

Дорогой друг! 

 

Сегодня в выпуске:

 

 

РЕШИ ЗАДАЧУ

 Задача 129. Милосердная упаковка… раненого.

Вы уже, наверное, поняли, что раненного надо помещать в плотно прилегающую к телу оболочку. И эта оболочка должна быть твердой, как панцирь. Но возможно ли это?! Ведь при обертывании человека она должна быть мягкой и эластичной.
Быть мягкой и через мгновение стать твердой – это сильнейшее противоречие!
Сразу скажем, что незнакомому с арсеналом эффектов ТРИЗ эту задачу не решить. Постепенно, от задачи к задаче будем знакомиться с физическими и другими эффектами…

ЭЛЕКТРОРЕОЛОГИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
Иммобилизационные носилки, содержащие эластичную оболочку, в полости которой размещен наполнитель, пропитанный электрореологической суспензией. Внутри эластичной оболочки расположены изолированные электроды, соединенные с источником электроэнергии. Эластичная оболочка разделена на секции, соединенные между собой в средней части, и закреплена на опорной площадке, снабженной ручками. При появлении напряжения электропитания электрореологическая суспензия "схватывается" и создает единый внешний корсет (авторское свидетельство СССР 1232252 от 1986 г.).

Это один из новых классов «умных» материалов - электрореологические жидкости, это суспензии диэлектрических частиц различной концентрации в вязкой среде, которые обладают уникальными свойствами и способны изменять свои реологические характеристики в сотни тысяч раз при наложении электрических полей. Указанные материалы чрезвычайно перспективны с практической точки зрения (уже сегодня они нашли применение в космической технике, биомеханике и биомедицине). Эксперименты показывают, что электрореологический эффект в своей основе связан с электростатическим взаимодействием частиц и динамикой изменения структуры размещения дисперсных частиц под действием электрического поля и градиентов скоростей деформации.
В качестве дисперсной фазы широко применяют различные модификации кремнезема –  силикагель, аэросил, диатомит, а также титанат кальция,  алюмосиликаты,  окислы металлов в виде монодисперсных порошков с размером частиц от 1  до 10  мкм. Очень перспективны порошки измельченных пластиков.
В качестве вязкой жидкости используют, например, трансформаторное масло или любую другую диэлектрическую жидкость.

Эффект хороший, его можно с успехом применять для решения изобретательских задач. 
Но давайте подумаем: удобен ли он для решения данной проблемы?
Описанная система создания внешнего корсета при транспортировании пострадавшего, во-первых, требует присутствия источников электропитания, что в экстремальных условиях использования носилок не всегда возможно или рационально из-за веса таких источников, и, во-вторых, носилки только закрепляют пострадавшего при транспортировке, но не фиксируют части его тела.

А вот более изящное и простое решение.
Иммобилизационные носилки (пат. РФ 2166306). Это мягкая оболочка, похожая на ватное одеяло. Но вместо ваты, пуха или шерсти в ней свободно размещены жесткие пластиковые гранулы. Пациента заворачивают в одеяло, закрепляют кокон ремнями и вакуумируют полость. Атмосферное давление сжимает оболочку, прижимает коконы друг к другу. Образуется жесткая скорлупа, плотно облегающая тело пациента. «Упаковка» надежная!
Носилки для переноски раненых умещаются в походном рюкзаке, а в рабочем состоянии надежно обездвиживают пациента. 


 http://img.findpatent.ru/img_data/36/369326.gifhttp://img.findpatent.ru/img_data/36/369327.gifhttp://img.findpatent.ru/img_data/36/369328.gifРисунки патента 2166306 - Иммобилизационные носилки

 

Задача 130. Как очистить судно от биологического обрастания.

Корпус любого морского судна красят прочным лакокрасочным покрытием, стойким к солнцу, морской воде, волнам. Но подводная часть корпуса испытывает особо вредное воздействие – биологическое обрастание.
С явлением морского обрастания человек столкнулся со времени постройки первых судов и примитивных подводных сооружений. Проблема защиты от обрастания известна еще из античной литературы. 
В процессе эксплуатации судна обрастание отрицательно влияет на его гидродинамические характеристики: потеря скорости хода до 50% от номинальной; ухудшение маневренности; повышение расхода топлива в связи с необходимостью поддерживать коммерчески оправданную скорость перевозки грузов; преждевременный износ машин и оборудования. Общий мировой ущерб от морского обрастания в настоящее время составляет 50 млрд. долларов в год, из них 20% приходится на обрастание судов. 
Что это за напасть такая? Не будем вдаваться в биологические подробности и скажем так, как обычно говорят работники судоремонтных заводов: обрастание - это "черная и белая ракушка", да еще "трава".
Эффективных средств предотвращения обрастания так и не создали.
Точнее так: создали, но это сильно вредит природе.
Химический способ борьбы с обрастаниями связан с использованием красок и других покрытий, способных выделять в окружающую среду сильнодействующие яды (биоциды), которые убивают не только обрастателей, но и любых других водных животных. Основной принцип работы противообрастающих покрытий - постоянный выход ядов в окружающую среду, приводящий к образованию сначала локальных, а затем и более обширных безжизненных зон в акваториях портов. Результат - исчезают широко распространенные ранее виды, появляются мутантные формы: моллюски без раковин и т.п. Возникает сложная ситуация: чем больше мы создаем искусственных морских объектов, тем большее количество ядов из противообрастающих покрытий поступает в морскую среду, тем самым нанося непоправимый вред природным экосистемам. 
Постепенно многие страны возвращаются к древнему способу – механическому отдиранию обрастания.
Конечно, не примитивно – водолаз с лопатой, а придумывают различные установки, например, с сильной струей воды, ультразвуковыми излучателями.
Главный смысл таких установок: чтобы не повредить лакокрасочное покрытие "механическая отдиралка" должна проникать под обрастание и, тем самым, отделять куски обрастания от корпуса. Что бы Вы предложили?

 

НОВЫЕ ИДЕИ, ТЕХНОЛОГИИ, МАТЕРИАЛЫ 

 Придуман пахнущий шлем для лучшей защиты головы

Профессионалы относятся к состоянию своих шлемов с ответственностью, а вот о велосипедистах-любителях зачастую такого не скажешь (фото с сайта sidiergo.com).

Профессионалы относятся к состоянию своих шлемов с ответственностью, а вот о велосипедистах-любителях зачастую такого не скажешь (фото с сайта sidiergo.com).

Немецкие учёные разработали оригинальный метод контроля состояния велосипедных и мотоциклетных шлемов, а также строительных касок. При необходимости замены они сами подадут сигнал, который трудно будет проигнорировать. 

Мало кто захочет выбрасывать "почти новый" шлем после каждого падения. Между тем невидимые на глаз дефекты рано или поздно могут привести к потере прочности, а следовательно, и защитных свойств изделия. Чтобы вовремя выкинуть повреждённый шлем, уже неспособный выполнять свои функции, нужно как-то определить его состояние. 
Вскоре это можно будет сделать мгновенно. При появлении в шлеме трещинок он начнёт испускать резкий запах, причём тем интенсивнее, чем серьёзнее повреждение материала. Такова разработка специалистов из института механики материалов Фраунгофера (Fraunhofer IWM), кстати, известного нам по антибликовому покрытию на основе "природного патента" — глаз моли. 
Как объясняет пресс-релиз института, пахучее масло заключено в армии капсул диаметром 10-50 микрометров. Их оболочка выполнена из меламинформальдегидной смолы, а ядро — из пористого диоксида кремния. Капсулы добавляются в полимер в процессе горячего литья готового изделия. При возникновении в пластике даже мелкой трещины капсулы ломаются и выпускают наружу пахучий компонент.


Повреждённый шлем выпускает сигнальный аромат. На врезке сломанная пахучая капсула (фото Fraunhofer IWM).


Повреждённый шлем выпускает сигнальный аромат. На врезке сломанная пахучая капсула (фото Fraunhofer IWM).

Авторы технологии проверили её на нескольких образцах пластмасс. Они отмечают, что темп выпуска запаха можно настроить так, чтобы он обнаруживался действительно до возникновения критических повреждений. Немецкие учёные отмечают, что их разработка пригодится не только для проверки шлемов, но и для контроля за состоянием полимерных труб и шлангов, работающих под давлением. 
Читайте также о том, как велосипедный шлем привлекает автомобилистов, и познакомьтесь с подушками безопасности для падающих людей.

 

Создан акустический пинцет для микрообъектов

Оптическое фото акустического пинцета, выполненного в виде прозрачного плоского чипа. Реальный размер устройства – с один цент (фото Tony Jun Huang, Jinjie Shi/Penn State).

 

Новый инструмент для быстрой, точной, простой и малозатратной манипуляции крошечными объектами построили и испытали исследователи из университета Пенсильвании (Pennsylvania State University).

 

Новый метод управления маленькими объектами (живыми клетками или микроскопическими частицами) основан на интерференции поверхностных звуковых волн от двух или более источников.

 Подбирая параметры пьезоэлектрических излучателей, учёные добиваются формирования в прозрачном микрочипе решётки из стоячих волн, во впадинах которых, словно в картонных лунках для яиц, надёжно фиксируются исследуемые предметы. Корректируя волны по желанию, пойманные объекты можно перемещать, изучая их при помощи микроскопа.

 Авторы нового устройства полагают, что оно пригодится в нанотехнологии и в биологических исследованиях, а ещё — в физике, химии и материаловедении.

 Для нанотехнологий привлекательным способ делает возможность быстро формировать заданные рисунки из микрообъектов и тут же высаживать их на подложку. И первое и второе действие можно осуществить, просто меняя параметры складываемых звуковых волн. Что же касается биологии — новый пинцет гораздо безопаснее для живых клеток.

 

Принципиальная схема акустического пинцета. Авторы чипа отмечают, что эта технология удержания и контроля отлично работает с любыми крошечными телами, независимо от их оптических, магнитных или электрических свойств, что выгодно отличает новинку от прежних способов манипуляции такими объектами (иллюстрация Tony Jun Huang, Jinjie Shi/Penn State).

 

"Современные методы для перемещения отдельных клеток или крошечного "бисера" — такие устройства, как оптические пинцеты (их принцип описан в этом материале — прим. ред.), — требуют большого количества энергии и могут повредить или даже убить клетки", — говорит доцент Тони Цзюнь Хуан (Tony Jun Huang), один из авторов нового прибора. — Акустический пинцет намного меньше, чем оптический, и использует в 500 000 раз меньше энергии".

 Создатели устройства проверили его в деле и убедились, что оно обеспечивает хорошую точность размещения группы микрообъектов, как живых клеток, так и "инертных" частиц. Причём после включения стоячей волны объекты в чипе занимали свои заданные места в течение всего нескольких секунд.

 Кроме того, учёные проверили действие звукового пинцета на клетки двух, заметно отличных по размеру, типов (кровяные тельца и кишечные палочки), показав, что прибор одинаково хорошо работает с любыми клетками. Необычная компактность самого устройства также должна расширить сферу его применений.

 

Упорядоченное расположение коровьих красных кровяных клеток (слева) и полистиреновых бусинок (справа), помещённых в акустический пинцет. Поперечник клеток составляет 5,8 микрометра, а бусинок – 1,9 мкм. Длина приложенной стоячей волны была равна 100 мкм в первом случае и 200 мкм во втором. Интенсивность звука в обоих опытах – 2 киловатта на квадратный метр (фотографии Tony Jun Huang, Jinjie Shi/Penn State).

 

«Оружие на новых физических принципах»: мифы и реальность. 
Часть 1: Русский лазер


Александр Горбенко

Александр Горбенко

Родился в 1977 году в семье военных. Служил срочку на Флоте. Женат, двое детей (пока). Интересы: история, военная история, военная техника.


Изначальной задачей для советских боевых космических систем была борьба с американскими космическими аппаратами военного назначения. Первые советские маневрирующие спутники ("Полёт-1" и "Полёт-2") были испытаны ещё в 1963 и 1964 году. Орбитальные перехваты состоялись 01.11.1968 г. (разрушен спутник-мишень «Космос-252») и 03.12.1971 г. (разрушен спутник-мишень «Космос-462»).Новейшие военные технологии достаточно давно будоражат умы интересующихся военной тематикой людей. Большинство информационных поводов исходят из-за океана, рассказывая об успешных испытаниях то боевых лазеров, то об электромагнитных бомбах, уничтожающих любую электронику, то о гиперзвуковых средствах поражения, способных нанести удар в любой точке мира неядерным боеприпасом, то «рельсовых» пушках. Когда говорят об успехах американцев в области создания новейших военных систем, почти всегда подчеркивают тезис о том, как далеко ушли «бледнолицые братья» от нас в области передовых технологий, а если и упоминают отечественные успехи, то с непременным сожалением об упущенном или потерянном советском потенциале.
Что ж, давайте разберёмся, насколько мы отстали и чем можем похвастаться. Здесь следует принять во внимание ограниченность сведений о наиболее передовых разработках и их поступлении в войска. Она обусловлена традиционной для нас «грифовостью» этих тем. Однако даже по открытым и рассекреченным источникам можно составить достаточно полную картину. 
Сначала о лазерном оружии. В Советском союзе оно разрабатывалось по типу размещения на земле, в воздухе, на надводных кораблях и в космосе. Различным было и назначение комплексов.
Не так давно был рассекречен самоходный лазерный комплекс 1К17 «Сжатие» (образец даже выставлен в Военно-техническом музее). Задачей комплекса было противодействие оптико-электронным системам наблюдения и управления оружием. То есть предназначался он для «выжигания» любой оптики с наведением по её блику.
К слову, в области обнаружения оптики по принципу световозвращения, мы давно опережаем зарубежные разработки. Подобные системы штатно входят в СУО бронетехники и вертолётов. Для обнаружения снайперской и разведывательной оптики, а также оптики управления ПТРК серийно выпускаются изделия «Призрак-М», «ПАПВ», «Луч-1М», «МИФ-350», МСООР «Саня» и т. д. В некоторых из них реализовано и встречное подавление (засветка), некоторые просто служат для контрснайперской борьбы и разведки.
Но вернёмся к «Сжатию». Работы по нему действительно свернули в 90-е, в связи с чем в прессе пролито немало слёз о том, как бездарно мы «профукали» советское наследие. Неизменно приводится в пример установка подобных систем на американской технике, в том числе и лёгкой. При этом забывается, что например, от установки на БРМ М3 «Бредли» системы AN/ VLO -7 отказались ввиду её громоздкости и высокой стоимости. И по этим же причинам была свёрнута программа «Сжатие»: здоровенная машина на гусеничном ходу имела космическую стоимость, что ограничивало её массовость. Но говорить о том, что задел по этой технике пропал, несколько преждевременно. Основной разработчик системы НПО «Астрофизика» вполне открыто на сайте выкладывает данные по «комплексу для дистанционного уничтожения взрывных устройств и разминирования», «системе управления лазерным лучом для обнаружения, сопровождения и воздействия на несколько целей… в том числе и космических». А данные о госконтрактах говорят, что предприятие провело в период с 2002 по 2006 годы целый ряд работ, в том числе по мощным лазерам и лазерным локаторам большой дальности.
Ну и ещё о лазерных средствах подавления, уже поступающих в войска. Комплекс РЭБ и защиты подразделений «Инфауна» включает, кроме традиционных средств радиоразведки и радиоподавления, системы оптико-электронной разведки и подавления, позволяющие эффективно бороться не только с радиоуправляемыми минно-взрывными устройствами, но и со средствам нападения использующим оптическое наведение (например ПТУР) или оптическими средствами разведки. Также обеспечивает подавление связи противника. Действует в составе частей РЭБ батальонного уровня. Четыре комплекса получила Свирская ВДД и подразделения ВДВ ЮВО, экипажи готовятся в межвидовом учебном центре подготовки специалистов и частей РЭБ ВС России.
Если говорить о боевых лазерах, размещённых на самолётах, то приоритет снова следует признать за нами.
В 2008 году американцы громко радовались успешным испытаниям по программе ABL (Аirborne laser – Воздушный лазер). 1-3-мегаваттный боевой лазер был установлен на борту военного Boeing 747-400 и в ходе испытаний успешно «нагрел» мишень с частичным её разрушением. Ранее американцы испытывали NKC-135А, но мощность установки ограничивалась 0,4-0,5 Мвт, масса и объём запасённого на борту рабочего тела и углеводородного топлива ограничивали время работы лазера до 20-30 сек., а дальность действия не превышала 5 км.
В то время как у нас мегаваттный лазер летал ещё с начала 80-х (комплекс А-60 на борту Ил-76МД), о ходе испытаний известно немного, но «работа» велась как по наземным целям и стратосферным аэростатам, так и по воздушной мишени Ла-17. Известно, что первый из трёх испытательных бортов сгорел в 1989 году. На двух других проводятся испытания по изменённым программам совместно ГСКБ «Алмаз-Антей» и ТАНТК имени Г. М. Бериева. Представители «Алмаз-Антея» (в частности Александр ИГНАТЬЕВ) говорили о новом образце лазерного комплекса авиационного базирования «для противодействия в инфракрасной области спектраразведывательным средствам возможного противника на земле, на море, в воздухе и в космосе».
То есть, в отличие от американцев, противоракетная оборона изначально не является приоритетом. Это стоит признать правильным подходом, так как физическое разрушение цели с помощью лазера -- более сложная задача, на решение которой сильно влияет состояние атмосферы и параметры самой цели, к тому же она изначально требует большой мощности установки; поднять же достаточно мощный лазер в воздух сложнее, чем создать его на земле или установить на корабль. Выведение же из строя аппаратуры не требует такой точности наведения, которая нужна для разрушения цели, возможно лазером меньшей мощности и не требует длительной и точной фокусировки на объекте, позволяя решить задачу в сканирующем режиме. И если отечественная программа продолжается, то программа ABL была закрыта американцами из-за её высокой стоимости и малой практической применимости -- B747-400F отправился на кладбище в феврале этого года.
Размещение боевых лазеров на море так же имеет свои осложнения. Здесь погодные и атмосферные помехи выражены значительно больше, чем на большой высоте.
Несмотря на это в 80-х годах у нас испытывался боевой лазер на борту опытового корабля «Диксон» (его часто называют «гиперболоидом адмирала Горшкова»). Корабельный лазерный комплекс «Аквилон» должен был поражать береговые объекты. Однако в ходе испытаний летом 1980 года выяснилось, что большую часть энергии луча «съели» испарения влаги с поверхности моря, из-за чего КПД составил всего лишь 5 процентов. И, несмотря на то, что лазеру удалось нагреть береговую мишень на дистанции около 4 км, программу свернули, посчитав более перспективными работы с пучковым оружием морского базирования. Здесь с помощью ускорителей заряженных или нейтральных частиц (электронов, протонов, нейтральных атомов водорода) формируется поток, который затем фокусируют в узконаправленный пучок. Обладая высокой энергией, такой пучок способен радиационным (ионизирующим) и термомеханическим воздействием разрушить оболочки корпусов летательных аппаратов и баллистических ракет, инициировать рентгеновское излучение, вывести из строя бортовое электронное оборудование, повредить молекулярную структуру организма человека, к тому же влияние атмосферных факторов на него минимально.
Известно, что пучковым оружием с 60-х годов занимаются Радиотехнический институт имени академика А.Л.Минца (РТИ), МРТИ, и ещё целый ряд учреждений. О том, что именно делается в этой области известно очень мало -- что говорит о том, что направление остаётся перспективным. Косвенным подтверждением их успешности являются проводимые американцами работы по исследованию специальных отражающих покрытий для противокорабельных ракет, а также отрывочные сообщения об испытаниях на объектах ВМФ оружия «основанного на новых физических принципах». Так же эта формулировка фигурирует в некоторых заявлениях представителей российского государства, Сердюков, например, даже говорил о включении подобных исследований в госпрограмму вооружений на 2011-2012 годы. Но сама формулировка не нова – ещё в 1976 году в 4 ГУ МО был создан отдел «по контролю разработки оружия и техники на новых физических принципах» (ОНФП), поэтому следует считать, что направления и программы исследований лишь возобновлены или получили перспективу благодаря изменению политических приоритетов. Но пока открытая информация не поступает в прессу, говорить о конкретных образцах бессмысленно.
Наземные лазерные комплексы разрабатываются у нас с 1975 года, когда испытывался целый ряд систем. Одновременно велись интенсивные работы по отработке сопровождения космических целей и баллистических ракет. Полигонные испытания проводились на объекте 2505 («Терра» -- работы НПО «Астрофизика») применительно к противоракетной и противоспутниковой обороне и объекте 2506 («Омега» -- работы НПО «Алмаз») применительно к противовоздушной обороне. Оба -- на полигоне Сары-Шаган в Казахской ССР. Выбор места был обусловлен климатической особенностью – над полигоном большую часть года было ясное небо. А как известно, на эффективность лазерных комплексов атмосферные явления влияют очень сильно. 
Работы по противоспутниковой и противоракетной программе возглавлял лауреат нобелевской премии по физике Николай Геннадиевич Басов. В 1994 году он так оценил её итоги: «Ну, мы твердо установили, что никто не сможет сбить боеголовку БР лазерным лучом, и мы здорово продвинули лазеры…».
Эффективность же установок в воздействии на космические объекты может проиллюстрировать интересный случай. Маршал Советского Союза Д.Ф.Устинов предложил применить лазерный комплекс для сопровождения американского шаттла. И 10 октября 1984 года во время 13-го полёта «Челленджера», когда его витки на орбите проходили над районом Балхаша, эксперимент состоялся. Лазерный локатор 5Н26 / ЛЭ-1 провел измерения параметров цели при работе в режиме обнаружения с минимальной мощностью излучения. Высота орбиты корабля составляла 365 км, наклонная дальность обнаружения и сопровождения -- 400-800 км. На шаттле внезапно отключилась связь, возникли сбои в работе аппаратуры и астронавты почувствовали недомогание. Когда американцы стали разбираться, что же произошло, то поняли, что экипаж подвергся какому-то искусственному воздействию со стороны СССР. Был заявлен официальный протест. В дальнейшем лазерная установка и радиотехнические комплексы, имеющие высокий энергетический потенциал, для сопровождения шаттлов не применялись. 
В 90-х годах все работы на полигонах были свёрнуты, оборудование вывезено на территорию России, часть объектов взорваны. Однако опыт, полученный в результате программы, не пропал. С начала двухтысячных начинается ввод в строй новых комплексов: «Окно» -- гора Санглок (г. Нурек на территории Таджикистана), и «Окно-С» -- гора Лысая (г. Спаско-Дальнее на Дальнем Востоке). А также комплексы «Крона» на Северном Кавказе и «Крона-Н» -- также на Дальнем Востоке. Функции комплексов звучат как сугубо мирные – «контрольно-измерительные оптико-электронные комплексы сопровождения космических объектов». Тот факт, что сопровождение осуществляют лазерные системы, являющиеся дальнейшим развитием программы «Терра», совсем не говорят об их боевом предназначении. А с 2009 года идёт модернизация комплексов и постройка дополнительных установок, что должно повысить их возможности.
Работы по «Омеге» также были успешны. После испытаний стационарных установок в НПО «Алмаз» был создан мобильный комплекс 74Т6. Он успешно работал по мишеням РУМ-2Б в полете. Однако ограничения по атмосферным условиям применения действовали и здесь. Вот что говорил о результатах испытаний Петр Васильевич Зарубин, курировавший работы по линии МО: «... а что можно сказать про «Омегу», отвечу, что сегодня нет сомнений научно-технического характера в том, что такая цель, как самолет, может быть поражена лучом наземного лазера достаточной мощности (энергии). Но это верно лишь в случае отсутствия облачности…». В общем, это и стало причиной свёртывания программы.
Однако и здесь нельзя сказать о том, что опыт пропал без развития. НПО «Алмаз» (теперь концерн «Алмаз-Антей») поставило несколько мобильных комплексов МЛТК-50 для Газпрома. По сути, это изделие 74Т6, только без системы прицеливания по воздушным целям. Газпромовский «гиперболоид» – в общем-то сугубо мирная машинка, предназначенная для аварийной резки металлоконструкций и железобетона на большом расстоянии (ну, если, к примеру, полыхнёт на буровой платформе). Однако вот что интересно. На фотографиях англоязычного пресс-релиза, представленного на МАКС- 2003, было запечатлено, как газпромовский гиперболоид сбивает небольшой аэроплан! При этом представлен комплекс был именно оборонным предприятием, а не Троицким институтом инновационных и термоядерных исследований (ТРИНИТИ), список сугубо мирной продукции которого, внушает уважение.

Американцы также испытывали противоспутниковые системы, но заметно отставали в этой области. Это привело к подписанию в 1972 году между СССР и США договора об ограничении стратегических вооружений и систем противоракетной обороны, который ограничивал и противоспутниковые системы. В связи с этим советская программа испытаний была свёрнута… Но не совсем.
В рамках пилотируемой программы «Салют» (военные станции серии «Алмаз» также запускались под этим названием) мы выводили на орбиту выше ограниченной договором планки целый ряд пилотируемых станций. Принимая во внимание, что во время проектирования «Алмазов» в США проводились работы над созданием разного рода космических перехватчиков, на станции были приняты меры для защиты от подобных космических аппаратов. Ещё станция «Салют-3» («Алмаз-2») была оборудована 23-мм автоматической пушкой, сконструированной КБ Нудельмана для стрельбы в вакууме (система «Щит-1»). В январе 1975 года она даже стреляла. «Салют-5» получил уже систему «Щит-2», с двумя ракетами «космос -- космос». В дальнейшем планировалось испытать на базе долговременной орбитальной станции вариант как с лазерным (программа «Скиф»), так и с ракетным вооружением (программа «Каскад»). Лазерную систему планировалось использовать для ослепления американских спутников, ракетную -- для их уничтожения.
Работы по «Скифу» продвигались с задержками, а вот маневрирующие спутники для борьбы с космическими аппаратами военного назначения испытывались вполне успешно. Так, в ходе учений «Щит-82», прозванных на Западе «Семичасовой ядерной войной», кроме запуска баллистических ракет и противоракет (головные части двух МБР УР-100 были успешно перехвачены двумя противоракетами А-350Р), были отработаны и пуски космических перехватчиков. Учения произвели неизгладимое впечатление на военное руководство США. Они стали одной из причин, по которой Р. Рейган 23 марта 1983 г. дал старт программе «Стратегической оборонной инициативы» (СОИ).
Но лазерная часть программы буксовала и много раз пересматривалась. Но, несмотря даже на заявление Генерального секретаря ЦК КПСС Ю. В. Андропова об одностороннем прекращении испытаний комплексов ПРО, работы продолжались. Отказавшись от использования в качестве носителя пилотируемых аппаратов, конструкторы пошли по пути использования автоматических. Был подготовлен проект аппарата 17Ф19 «Скиф» для испытания различных боевых систем, например, изделия 1К11 «Стилет» (предшественника наземного комплекса 1К17 «Сжатие»), представлявшего собой инфракрасный лазер. Первым должен был стать спутник «Полюс» («Скиф-ДМ») -- демонстрационный образец.
Вопреки расхожему мнению, что на «Полюсе» стоял боевой лазер или только система прицеливания по группе мишеней, выводимых на орбиту самим же аппаратом, – всё это было демонтировано до старта по политическим мотивам. Но когда читаешь воспоминания причастных к созданию аппарата людей с перечнем оставшихся экспериментов, то невольно начинаешь задумываться, а нужен ли вообще был лазер. В серии из трёх геофизических экспериментов (ГФ-1/1, ГФ-1/2 и ГФ-1/3) планировалось получить генерацию искусственных гравитационных волн верхней атмосферы (ГФ-1/1), создание искусственного «динамо-эффекта» в земной ионосфере (ГФ-1/2) и создание крупномасштабных ионообразований в ионо- и плазмосферах (ГФ-1/3)!
Впрочем, прицельная система «Пион-К» с лазерно-электронным телескопом и группой мишеней действительно испытывалась в 1985 году на аппарате «Космос-1686» (четвёртый образец транспортно-функционального корабля ТКС, стыковавшегося со станцией «Салют-7») и планировалась как штатная на модуле «Спектр» станции «Мир». Прицельная система отработала по объектам на Земле (эксперимент «Поверхность»), на поверхности океана («Зебра»), по летающим объектам в атмосфере («Оболочка»), а также по уголковым отражателям, отстреливавшимся с борта аппарата. Реального поражения этих объектов не проводилось, поскольку боевые системы должны были испытываться в ходе последующих экспериментов уже на базе новой платформы. Прицельная система должна была стать универсальной для лазерных, ракетных и прочих боевых систем. И в случае реализации этой программы Советский Союз получил бы мощный инструмент контроля как земной поверхности, так и околоземного пространства. Но… программа была похоронена чуть раньше, чем Советский Союз. Произошло это не без участия последнего Генерального секретаря. Но обо всём по порядку.
«Полюс» («Скиф-ДМ») должен был выводиться на орбиту в первом запуске тяжелой ракеты-носителя «Энергия», позже ставшей «лошадкой Бурана», причем закреплён был так же как «Буран» на внешней боковой стороне (аппарат был не маленький). 3 февраля 1987 г. он был состыкован с ракетой-носителем. Однако команды на старт пришлось ждать три с половиной месяца (за 100 суток стояния на УКСС аппарату пришлось перенести самые экстремальные климатические условия -- температуру от -27 до +30ºC, вьюгу, мокрый снег, дождь, туман и пыльные бури). Но сроки запуска зависели не от техники или погодных условий, а от более высоких инстанций. Опасаясь скомпрометировать миротворческие заявления руководства страны, Госкомиссия постоянно пересматривала программу научно-исследовательских работ на орбите и в результате отменила её всю. Решили лишь вывести «Скиф-ДМ» на орбиту, а через месяц свести его в атмосферу над пустынным районом Тихого океана. Часть оборудования стали демонтировать прямо на необорудованной для этого площадке, на высоте 11 м над стартовым столом, рядом с полностью заправленным аппаратом.
11 мая 1987 г. прилетел на космодром сам Горбачёв. Вот что пишет об этом визите генерал-майор Анатолий Павлович Завалишин, проводивший экскурсию высокого гостя:
«…Я не стал упираться и сразу же продолжил доклад. Объяснил назначение и фактические недостатки спутника ИС (спутник-перехватчик шахтного базирования, -- А. Г.), при этом не забыв сообщить о боязни-неприязни к этому старому спутнику леди Тетчер. Далее перешёл к одиночному спутнику системы "Наряд" и охарактеризовал первый макет спутника для противоракетной обороны, идею которого предлагал в свое время В.Н.Челомей, а разработку в данное время осуществлял Д.А.Полухин. Горбачёва заинтересовал макет спутника активного противодействия. Увидев это, я сразу же обратился с просьбой о разрешении проверки выбранного принципа, напомнив, что США уже проводили эксперименты системы ASAT с уничтожением своих отработавших спутников. Обещал, что придумаем любую легенду и обставим эксперимент так, что и "комар носа не подточит". Но Горбачёв советовал провести все испытания и проверку принципа нацеливания и управления не в космосе, а в направлении центра Земли (иносказательное название похоронной процедуры, -- А. Г.). Я с таким поворотом не мог согласиться, вступил в полемику, напомнив генсеку, что политика политикой, а нужно иметь оружие, которое хотя бы не уступало по характеристикам существующим образцам техники вероятного противника. Напомнил о Второй мировой войне и о первоначальном отношении к "катюшам", но Горбачёв пустился в путаные многословные объяснения, итогом которых был вежливый, но твёрдый отказ. Присутствующие гости и командование в разговор не вмешивались и не высказывали свое мнение и отношение к данному вопросу.
Военное ведомство понимало, что система "Энергия -- Буран" для выполнения своих защитных функций очень дорога и к тому же уязвима. Поэтому оно поддерживало проект Д.А. Полухина и санкционировало создание нескольких экспериментальных установок типа "Наряд". Суть проекта: для решения стратегической задачи (зашиты Советского Союза от внезапного массированного ядерного удара) конструктор предложил вариант создания космического эшелона противоракетной обороны страны на основе ракет-перехватчиков (боевых ракет, установленных в шахтные пусковые установки, с боевыми космическими головками, т.е. с космическими спутниками-штурмовиками, поражающими цель, находящуюся на Земле, в воздухе, на околоземной орбите или сходящую с орбиты на Землю). Развернутая противоракетная оборона могла с успехом защищать Землю от метеоритов и больших обломков каких-либо звезд, планет и т.д. ... 
Генеральный секретарь ЦК КПСС остался очень доволен увиденным и услышанным. Время посещения-беседы с гостями в два раза превысило предусмотренное. В заключение М.С. Горбачёв посетовал: "Очень жаль, что не знал всего этого до Рейкьявика!»
Горбачёв осмотрел и готовый к старту «Скиф-ДМ». К тому времени он уже именовался «ракетой-носителем с макетом полезного груза «Полюс». Показывал его главный конструктор Борис Иванович Губанов:
«…О том, что приедет Генсек, испытателям никто не говорил. Но когда проверки превратились в бессмысленное повторение и расход ресурса аппаратуры и обслуживающей техники, нам намекнули на причину "творческой работы". Так называемая двухсуточная готовность -- это, по сути, начало заправки ракеты компонентами, начиная с захолаживания емкостей, баков и магистралей…
 Выйдя из автобуса, поздоровавшись с встречающими, Горбачёв сказал, обращаясь ко мне: "Политбюро не разрешит вам пуск этой ракеты..." Ошарашенный этим, я не стал уточнять или пытаться понять причину такого сформировавшегося у него решения. Заявление от имени верховного органа было, видимо, заранее обсуждено…
 Последний тезис Горбачеёа отвечал нам на все вопросы относительно нашего будущего. Стало ясным, что ждет "Энергию"… Времена Н.С.Хрущёва и Л.И.Брежнева ушли далеко -- мы перестаем укреплять ядерный щит. Вот почему нужно было решение Политбюро на пуск "Энергии"…
Выступая во Дворце офицеров 13 мая Горбачёв сказал:
«...Наш курс на мирный космос не признак слабости. Он является выражением миролюбивой внешней политики Советского Союза. Мы предлагаем международному содружеству сотрудничество в освоении мирного космоса. Мы выступаем против гонки вооружений, в том числе и в космосе... Наши интересы тут совпадают и с интересами американского народа, и с интересами других народов мира…»
Впрочем, разрешение на старт было дано между делом, во время обеда. Уже 15 мая (пока генсек не передумал) ракета стартовала. Старт и отделение аппарата прошли штатно, но двигатели стабилизации измученного спутника не смогли остановить вращения, и, не набрав нужной орбитальной, скорости он упал в воды Тихого океана. На этом программа была закончена. Остаётся только догадываться, как повлияла бы реализация программы воздействия на физические свойства оболочек Земли и программа боевых космических систем на расклад сил в холодной войне. По приведённым выше примерам следует отметить закономерное следствие мирных инициатив американцев на моменты их технологического отставания.
Для полноты картины следует немного остановиться на других военно-космических программах. Упомянутый Завалишиным спутник «Наряд» был частью масштабной программы создания универсального «спутника-штурмовика», способного поражать как наземные цели, так и маневрирующие в атмосфере и на околоземной орбите. Разработка шла в Центре Хруничева. Несмотря на потерю интереса со стороны государства, она продолжалась и в 90-х годах -- как всегда, «в инициативном порядке». Следующее упоминание относится к 2002 году, когда в ходе посещения Центра, Путину были продемонстрированы результаты работы. В итоге Минобороны было поручено «разобраться с "Нарядом": есть ли необходимость, и если да, то какие средства на это потребуются». Результаты оценки естественно неизвестны, но позднее похожие программы упоминаются в связи с использованием ракет-носителей «Ангара» с космодрома Плесецк. А в 2009-м году, когда Поповкин заявлял о разработке в России противоспутникового оружия, говорилось о том, что «сохранён задел по ракетно-космическим комплексам «Наряд-ВН» и «Наряд-ВР» на основе ракет-перехватчиков (боевых ракет, установленных в шахтные пусковые установки, с боевыми космическими головками, т.е. с космическими спутниками-штурмовиками)». Вероятно, работы финансируются в числе нескольких программ ПРО и развития Военно-космических сил.

Часть 3: Русская гиперскорость


Часть 4: Русское электромагнитное оружие.Постоянно читая и наблюдая победные реляции, посвящённые американским программам гиперзвуковых и аэрокосмических систем, трудно избавиться от ощущения, что мы остались где-то во второй половине ХХ века и безнадёжно отстали от стран, вступающих в век новых технологий. Действительно, о том, чем можем похвастаться мы, не пишут на первых полосах изданий, не пестрят топы новостей, не обсуждают красочные ролики интернет-сообщества. Лишь изредка появляются скупые сообщения на информлентах (без названий и пояснений), да на различных выставках появляются странные конструкции, не привлекающие внимания публики. Давайте попробуем разобраться, чем же богаты «мы» и «они».
Для начала -- немного о том, что же такое «гиперзвуковые» и «трансатмосферные» аппараты нового вида и чем они отличаются от традиционной авиации и космических ракет.
Гиперзвуковые летательные аппараты отличаются от сверхзвуковых скоростью полёта. Если современные сверхзвуковые самолёты в большинстве способны лишь перейти границу скорости звука, то гиперзвуковые способны летать на скоростях, в несколько раз её превышающих. Традиционно максимальная скорость летательного аппарата обозначается числом Маха (М), то есть отношением локальной скорости потока к местной скорости звука, но упрощенно – скорости самолёта к скорости звука (тогда 1М – будет скоростью звука). Выглядит как коэффициент, например: Су-27-- 2,5М (может превысить скорость звука в два с половиной раза); F-18 -- 1,7М; МиГ-31 -- 2.82М и т. д. При этом, скорость у земли значительно ниже из-за плотности воздушного потока, а крейсерская – вообще дозвуковая (кроме истребителей 5-го поколения, для которых сверхзвук в бесфорсажном режиме двигателей – главная характеристика). Соответственно, гиперзвуковые машины должны летать со скоростями от 3М, до 8М и более. При этом они могут быть как пилотируемыми, так и беспилотными.
Трансатмосферные машины отичаются от современной авиации существенно большей высотой применения, от космических систем – возможностью свободно действовать в атмосфере. Если упрощённо – это самолёт (или беспилотный аппарат), летающий и в космосе и в атмосфере. Скажем, «потолок» современной авиации редко превышает 20 километров. А известные американские шаттлы и отечественные «Боры» и «Буран» -- только совершали планирование и торможение в атмосфере при сходе с орбиты, не более.
Начнём, конечно, с достижений американцев, поскольку о них наслышаны многие. В отличие от нас, до начала 90-х они имели лишь некоторые наработки по высотной и скоростной авиации. В основном они экспериментировали с установкой на самолёты ракетных двигателей. Но осознали необходимость коренного изменения подхода, только получив доступ к некоторой части советских перспективных и реализованных программ. К тому же, осознав себя после развала Союза единственной силой, они стали пересматривать концепцию применения вооружённых сил, требовавшую от «гегемона» новых, уже планетарных масштабов. В результате появилась концепция «всеохватывающего превосходства над противником», которая подразумевает полный контроль над воздушно-космическим пространством и возможность нанесения удара в любой точке планеты. 
Однако существовавшая техническая база (прежде всего в области двигателестроения) не позволяла достичь сколько-нибудь существенного увеличения характеристик летательных аппаратов. Дело в том, что аппарат с ракетным реактивным двигателем вынужден тащить с собой и горючее, и окислитель, что делает его большим и тяжёлым (достаточно посмотреть на разгонные ракеты для космических аппаратов). Это же обстоятельство делает запредельной стоимость доставки грузов в космос. А традиционный турбореактивный двигатель, использует для окисления атмосферный кислород. Но достичь на нём больших скоростей невозможно, поскольку наличие турбины при большой скорости набегающего потока становится помехой (пределы по физическим свойствам материалов турбин, уже достигнуты).
И тут американцы обратили внимание на советские работы в области прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД). Упрощенно -- это двигатель без турбины, где набегающий поток воздуха сжимается до большой плотности на входе (самой скоростью потока, а не компрессором, как в турбореактивном), смешивается с горючим в камере сгорания и благодаря большой плотности скорость горения и, соответственно, скорость истечения продуктов горения (реактивной струи) очень высоки.
К концу 80-х Советский Союз имел три серийных образца оружия с ПВРД (ракеты Х-31, 3М-80 «Москит», ранее зенитная 3М8 комплекса «Круг») и ряд других разработок, о которых потом. Все три ракеты нельзя назвать гиперзвуковыми (скорость около 2М), так же как появившийся позже «Оникс» (экспортный вариант – «Яхонт»/«Брамос», скорость 2,8М). Однако американцы и поныне не имеют серийных образцов подобного оружия. Единственным успехом американцев можно считать высотный разведчик А-12/SR-71, турбореактивный двигатель которого для выхода на большую скорость (до 3,2М) имел сложный четырёхступенчатый компрессор. Однако не очень удачная конструкция и сложность двигателя постоянно приводили к катастрофам. В результате «естественная убыль» составила 12 из 30 выпущенных машин.
Если говорить о преимуществах именно оружия с ПВРД, то, кроме небольшой массы и компактности, небольшой стоимости, а также затруднительной работы против него средств ПВО (высокая скорость оставляет мало времени на реакцию), имеется ещё один резон. Это разрушительная мощь гиперзвукового оружия, которая обусловлена известным из школьной физики эффектом квадрата скорости в формуле кинетической энергии. Так одна и та же масса произведёт в 64 раза больше разрушений при скорости 8М, чем при скорости 1М. Это даёт возможость даже отказаться в таком оружии от взрывающейся боевой части – простая болванка достаточной массы на такой скорости наделает больше, чем тротиловый заряд, аккуратно положенный рядом с целью. Вдобавок высокие скорости и возможное применение с околоземной орбиты, затрудняет перехват подобного оружия и будет требовать в качестве меры противодействия ответного удара (подобного принципу «ядерного сдерживания»), а это технологически не под силу большинству даже сильно экономически развитых государств.
И вот американцы плотно взялись за это направление, полагая, что крах единственного геополитического противника, повлёкший его технологический упадок, позволит им достичь недосягаемого для других военного могущества. Это было важно, поскольку молодые «страны третьего мира», которые поднимались экономически, не имели фундаментального технологического задела. А остановить их подъём для США необходимо, чтобы сохранить свое исключительное положение в мире. При этом, американцы понимают, что достичь остановки роста молодых экономик можно только военно-экономическим путем: со слабыми – прямым военным вмешательством, с сильными – сокращая сырьевую и торговую базу серией периферийных конфликтов, с очень сильными – разжиганием внутренних конфликтов. Всё это невозможно без глобального военного превосходства.
Итак, с начала 90-х американцы проводят общегосударственную программу, разбитую на множество сегментов и имеющую целью создание новых систем оружия, космических и трансатмосферных систем. В новом облике средства поражения и средства доставки должны действовать в едином воздушно-космическом пространстве, имея в нём полное господство; обеспечивать полный контроль поверхности земли и досягаемость любой точки мира за малый промежуток времени; преодолевать любую противовоздушную и противоракетную оборону, обеспечивая превентивный обезоруживающий удар ядерными и неядерными средствами.
В рамках этих программ проводились следующие эксперименты:
-- Аппарат Х-34, весной 2004 года достигший скорости в атмосфере 10М (до этого испытания заканчивались катастрофами, обломки самолёта и ускорителя не раз падали в Тихий океан). Это беспилотный аппарат с ракетным двигателем, запускался с самолёта, служил экспериментальным целям по программе доставки на орбиту грузов небольшой массы. В настоящее время программа свёрнута, два образца аппарата находятся на хранении.
-- Boeing X-37 – космоплан аналогичного назначения. Первый космический запуск – 22 апреля 2010 года, разгон ракетой-носителем «Атлас-5». После 225 дней, проведённых в космосе, вернулся на землю в автоматическом режиме, получив значительные повреждения от столкновений с «космическим мусором» и при торможении в атмосфере. Второй запуск состоялся 5 марта 2011 года на более широкую орбиту. В настоящее время X-37 находится там, проведя в космосе более года. Третий старт запланирован на осень этого года.
-- X-43A — гиперзвуковой летательный аппарат с прямоточным воздушно-реактивным двигателем. Появился как продолжение закончившейся неудачей программы X-30 (пилотируемого одноступенчатого аэрокосмического самолёта). Запуск с самолёта, разгон ускорителем ракеты «Пегас». Служит для отработки аэродинамической схемы и ПВРД. На базе полученных на нём экспериментальных результатов, планируется создание различных систем, от ударных, до аэрокосмических систем выведения на орбиту. Удачен только третий полёт (2004 год), установлена скорость 9,6М, в настоящее время работы приостановлены.
-- X-51A – гиперзвуковая крылатая ракета в рамках программы Prompt Global Strike (быстрый глобальный удар). Новый ПВРД, запуск с самолёта, но разгонный блок возможно приспособить для самостоятельного старта. Первый запуск 26 мая 2010 года, скорость менее 5М удерживалась 140 секунд. Второй запуск в 2011 г. закончился неудачей — при попытке таки разогнать его до 6М, аппарат потерял управление. Третий запуск планируется в начале лета этого года.
-- FHTV-2 – часть масштабной программы «Falcon - HTV», включающей разработку аппаратов различных классов в рамках единой системы средств доставки и поражения. Falcon HTV-2 представляет собой гиперзвуковое средство поражения (скорость в атмосфере должна достигать 23М) разгоняемое ракетой-носителем Минотавр-IV (по сути – разгонный блок МБР «Минитмен»). Аналог отечественных маневрирующих боевых блоков (о них ниже). Первый запуск в апреле 2010 года. В процессе полёта связь с аппаратом потеряна. Второе испытание 11 августа 2011 года. Если в первом испытании связь была потеряна на 9-й минуте, то во-втором – аж на 26-й – некоторый прогресс наблюдается.
Кроме этого, существуют программы пока не имевшие лётных испытаний. Проект ARRMD (Advanced/Affordable Rapid Response Missile Demonstrator) должен дать тактическую ракету со скоростью 6-8М, ценой около 200 тыс. $, дальностью не менее 1080 км. Флотская программа HyFly (Hypersonic Flight -- «Гиперзвуковой полёт») предусматривает создание похожей ракеты, но с несколько меньшей скоростью (3-4М). Есть ещё целый ряд проектов как оружия, так и его носителей в разной степени готовности, но не вышедших на этап испытаний. Говорить о них как о реальности не представляется возможным, поскольку испытания даже дошедших до запусков образцов сложно назвать успешными. О том, что программы буксуют, говорит интерес американцев к французским наработкам по ракете ASMP и закупка у нас в качестве мишеней ракет Х-31. Кстати, Франция – единственная, кроме Советского Союза страна, которая смогла самостоятельно разработать ракету с ПВРД – стратегическую авиационную ASMP. К работам по её версии с увеличенной дальностью (ASLP) уже подключились британцы, так же как и по ракете «воздух -- воздух» MBDA Meteor, также оснащённой ПВРД и ставшей общеевропейской «длинной рукой» ВВС. 
А теперь вернёмся к нашим наработкам. Начнём с российско-индийской «Брамос-2», которую планируют сделать гиперзвуковой, со скоростью 5-7М. Поскольку у нас не любят пышно обставлять и презентовать испытания перспективных систем, чтобы понять, насколько это реально, следует обратиться к отечественной истории гиперзвуковых и трансатмосферных аппаратов.
Аналогичные крутящемуся сейчас на орбите X-37 «космические самолёты», проектируются у нас с конца 50-х. Начинались работы с проектов активно маневрирующих в атмосфере боевых блоков МБР. Первой серьёзной работой следует считать изделие «130» Туполевского КБ. При проработке планера модели отстреливались артиллерийскими и газодинамическими орудиями, получались данные поведения моделей на скоростях до 6М. Однако в 60-м году работы по нему были переданы в ОКБ-52 В.Н.Челомея, а туполевцы занялись пилотируемым проектом по теме «Звезда» -- изделием «136». Он создавался в пику провальному американскому X-20 «Dyna Soar», который так и не взлетел. Здесь уже прорабатывался вариант вывода на орбиту разгоном с помощью сверхзвукового самолёта, а не обычной ракетой. Проработка изделия была уже более детальной – сконструированы силовая установка, посадочные устройства, средства спасения экипажа и другое оборудование. Но проект был так же свёрнут в середине 60-х. Однако он дал толчок для создания гиперзвуковых атмосферных машин. И здесь началась проработка стратегических самолётов и самолётов-разгонщиков с комбинированной силовой установкой, включавшей турбореактивные двигатели для малых скоростей и ПВРД – для больших. ПВРД были изготовлены и испытаны ещё на ранних моделях. В 1962-1963 гг. на базе ОКБ-670 в Тураево начались стендовые исследования образца гиперзвукового ПВРД. В 1966 г. рассматривалась возможность создания аппарата, получившего обозначение «Эра», с гиперзвуковым режимом работы на скоростях, соответствующих М=6,0 -- 10,0 и высотах 14 -- 30 км. В дальнейшем же работы по тяжёлому гиперзвуковым аппаратам разбились на несколько самостоятельных направлений.
Направление ударного стратегического гиперзвукового самолёта с ПВРД прорабатывалось на туполевском изделии «360» и более позднем микояновском «301/321», которые должны были развивать скорость 4-6М. Последняя программа до начала 90-х считалась приоритетной программой ВВС. Сведений об их испытаниях нет.
С воздушными разгонщиками обстояло несколько сложней. Для системы «Спираль» планировался гиперзвуковой самолёт-разгонщик (ГСР) «50-50». Однако воздушный старт оказался непростым делом. От идеи установки на нём ПВРД отказались почти сразу, но и прототип с турбореактивными двигателями прорабатывался слишком медленно. В результате все четыре полёта ОС «БОР» («боевой» или «беспилотный» орбитальный ракетоплан) совершил, стартуя на разгонной ракете (с 1982 по 1984 годы) так же, как нынешний американский X-37, и также в автоматическом режиме. Однако идея не пропала. С 1993 года по заказу Российского авиакосмического агентства проводятся исследования по теме «Орёл». Это аэрокосмическая система, которая может включать самолёт-разгонщик или ракетный ускоритель, а также сам трансатмосферный аппарат с ПВРД.
Ряд интересных проектов было предложено НИПГС ХК «Ленинец». Это и гиперзвуковой многоцелевой самолет «Аякс», и семейство гиперзвуковых аппаратов «Нева» для околоземной или орбитальной транспортировки полезных грузов или даже пассажиров.
Следующим направлением стал одноступенчатый воздушно-космический самолет (ВКС), то есть не использующий никаких разгонных систем. Здесь далее других продвинулся туполевский проект изделия «2000» (Ту-2000). В нём использовались наработки по изделию «360», с конца 80-х были испытаны двигатели, изготовлены и испытаны элементы планера и фюзеляжа, топливные системы. В 1992-м работы были приостановлены, а возобновлены только в начале 2000-х.
Ну, и несколько слов об отечественных летающих лабораториях, на которых отрабатывались и продолжают отрабатываться системы для новых летательных аппаратов и средств поражения. Их испытания начались значительно раньше перечисленных выше американских аналогов и ход работ более успешен.
Первое в мире лётное испытание гиперзвукового ПВРД состоялось у нас 28 ноября 1991 г. Это была специальная гиперзвуковая летающая лаборатория (ГЛЛ) «Холод», использовавшая в качестве разгонной ступени зенитную ракету 5В28 комплекса С-200. В отличие от не очень удачных американских экспериментов, ГЛЛ «Холод» совершила в общей сложности семь полётов. В первых двух отрабатывались системы управления полётом на гиперзвуковых скоростях, в последующих использовался гиперзвуковой ПВРД совместной разработки ЦИАМ и ТМКБ «Союз». Полёты проходили на высотах от 15 до 35 км., достигнуты режимы скорости 3,5 – 6,5М. Когда работы было решено перенести на следующие летающие лаборатории, ГЛЛ «Холод» стола использоваться для международных программ. В частности, совместно с французской «Aerospatiale» и американской NASA, причём последняя не была допущена к самим экспериментам, а только покупала их результаты на основе данных бортовой аппаратуры. Без этих данных разрабатывавшийся как раз в это время американский X-43 вряд ли вообще совершил бы полёт.
Следующий этап работ связан сразу с несколькими аппаратами, продолжавшими программу исследований. Создавались они совместно ЦИАМ (Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова) и ЛИИ (Летно-исследовательском институте имени М.М. Громова):
-- ГЛЛ-8 разгонялась ракетой-носителем до скоростей близких к 14М (информация впервые представлена на авиасалоне МАКС-97).
-- ГЛЛ-ВК («Игла») – модель для отработки будущего «воздушно-космического самолёта» программы «Орёл». Разгон также с помощью ракеты-носителя.
-- ГЛЛ-31 (ВЛЛ-АС) – модель гиперзвукового средства поражения не выходящего за пределы атмосферы. Разгон осуществлялся самолётом МиГ-31.
Х-90 / ГЭЛА – так же модель гиперзвуковой ракеты (в НАТО даже присвоен код и обозначение - AS-19 «Koala»). Испытывалась с борта Ту-160, дальность около 3000 км., крейсерская скорость 4-5М.
-- В 2004 году специалисты ЦИАМ заявили, что готовят к испытаниям неназванный аппарат с тремя двигателями, способного развить скорость, в 15 раз превышающую скорость звука.
Итак, если сравнить состояние отечественной и американской программ по успешности испытаний, то пожалуй, отставание наших разработок будет только в масштабе рекламных компаний. Да, на аэрокосмических выставках мы выставляем модели и стенды, а не заполоняем телевидение и Интернет красочными роликами и 3D-моделями. Однако наши образцы -- менее виртуальны. Они летают, и с ними не «теряется контакт». Возможно, американцам удастся довести свои программы до действующих систем. Однако достичь «всеохватывающего превосходства» им уже вряд ли удастся. Пока американцы не могут провести успешное испытание маневрирующего боевого блока МБР (FHTV-2), у нас оно состоялось ещё в ходе учений «Безопасность-2004». По их итогам Владимир Путин заявил, что «на вооружение Российской армии будут поставлены новейшие технические комплексы, которые в состоянии поражать цели на межконтинентальной глубине с гиперзвуковой скоростью и высокой точностью, с возможностью глубокого маневра как по высоте, так и по курсу». А Юрий Балуевский дополнил это заявление словами «аппарат может обходить региональные системы противоракетной обороны… может решать задачи по преодолению систем ПРО, в том числе и перспективных». Как видим, пока мы успешней справляемся с глобальными задачами.


Когда говорят об электромагнитном оружии, чаще всего имеют в виду выведение из строя электрического и электронного оборудования наведением на него электромагнитных импульсов (ЭМИ). Действительно, возникающие в результате мощного импульса в цепях электроники токи и напряжение, приводят к её выходу из строя. И чем больше его мощность, тем на большем расстоянии приходят в негодность любые «признаки цивилизации».
Одним из самых мощных источников ЭМИ является ядерное оружие. Например, американское ядерное испытание в Тихом океане в 1958 году вызвало на Гавайских островах нарушение радио- и телевещания и перебои с освещением, а в Австралии -- нарушение радионавигации на 18 часов. В 1962 году, когда на высоте 400 км. американцы взорвали 1,9 Мт заряд – «скончались» 9 спутников, надолго пропала радиосвязь на обширном участке Тихого океана. Поэтому электромагнитный импульс — один из поражающих факторов ядерного оружия.
Но ядерное оружие применимо только в глобальном конфликте, а возможности ЭМИ очень полезны в более прикладном военном деле. Поэтому неядерные средства поражения ЭМИ начали проектироваться почти сразу вслед за ядерным оружием. Конечно, генераторы ЭМИ существуют давно. Но создать достаточно мощный (а значит, «дальнобойный») генератор не так-то просто технически. Ведь, по сути, это прибор, преобразующий электрическую или другую энергию в электромагнитное излучение высокой мощности. И если у ядерного боеприпаса нет проблем с первичной энергетикой, то в случае использования электричества вместе с источниками питания (напряжения) это будет скорее сооружение, чем оружие. В отличие от ядерного заряда, доставить его «в нужное время, в нужное место» более проблематично.
И вот в начале 90-х стали появляться сообщения о неядерных «электромагнитных бомбах» (E-Bomb). Как всегда, источником стала западная пресса, а поводом – операция американцев против Ирака 1991 года. «Новое секретное супероружие», действительно, применялось для подавления и вывода из строя иракских систем ПВО и связи.
Однако у нас подобное оружие предлагал ещё в 1950-х годах академик Андрей Сахаров (ещё до того, как стал «миротворцем»). Кстати, на вершине творческой деятельности (которая приходится не на период диссидентства, как многие думают) у него была масса оригинальных идей. Например, в годы войны он был одним из создателей оригинального и надёжного прибора для контроля бронебойных сердечников на патронном заводе. А в начале 50-х он предлагал «смыть» восточное побережье США волной гигантского цунами, которую можно инициировать серией мощных морских ядерных взрывов на значительном удалении от берегов. Правда, командование ВМФ, увидев «ядерную торпеду», изготовленную для этой цели, наотрез отказалось принимать её на вооружение из соображений гуманизма -- да ещё и наорало на учёного многопалубным фотским матом. По сравнению с этой идеей электромагнитная бомба -- действительно «гуманное оружие». 
В предложенном Сахаровым неядерном боеприпасе мощный ЭМИ образовывался в результате сжатия магнитного поля соленоида взрывом обычного взрывчатого вещества. Благодаря высокой плотности химической энергии во взрывчатом веществе это избавляло от необходимости использовать источник электрической энергии для преобразования в ЭМИ. К тому же таким способом можно было получить мощный ЭМИ. Правда, это же делало прибор одноразовым, поскольку он разрушался инициирующим взрывом. У нас этот тип устройств стал называться взрывомагнитным генератором (ВМГ). Собственно, до этой же идеи додумались американцы с британцами в конце 70-х годов, в результате чего и появились боеприпасы, испытанные в боевой обстановке в 1991 году. 
Так что ничего «нового» и «суперсекретного» в этом виде техники нет. У нас (а Советский Союз занимал ведущие позиции в области физических исследований) подобные устройства находили применение в сугубо мирных научных и технологических областях -- таких, как транспортировка энергии, ускорение заряженных частиц, нагрев плазмы, накачка лазеров, радиолокация высокого разрешения, модификация материалов и т. д. Конечно, велись исследования и в направлении военного применения. Изначально ВМГ использовались в ядерных боеприпасах для систем нейтронного подрыва. Но были и идеи использования «генератора Сахарова» как самостоятельного оружия.
Но прежде чем говорить о применении ЭМИ-оружия следует сказать, что Советская Армия готовилась воевать в условиях применения ядерного оружия. То есть в условиях действующего на технику поражающего фактора ЭМИ. Поэтому вся военная техника разрабатывалась с учётом защиты от этого поражающего фактора. Способы различны --начиная от простейшего экранирования и заземления металлических корпусов аппаратуры и заканчивая применением специальных предохранительных устройств, разрядников и устойчивой к ЭМИ архитектурой аппаратуры. Так что говорить, будто от этого «чудо-оружия» нет защиты, тоже не стоит. Да и радиус действия у ЭМИ-боеприпасов не такой большой, как в американской прессе -- излучение распространяется во всех направлениях от заряда, и плотность его мощности убывает пропорционально квадрату расстояния. Соответственно, убывает и воздействие. Конечно, вблизи точки подрыва защитить технику сложно. Но говорить об эффективном воздействии на километры не приходится – для достаточно мощных боеприпасов это будут десятки метров (что, правда, больше зоны поражения фугасных боеприпасов аналогичного размера). Здесь достоинство такого оружия – оно не требует точечного попадания – обращается в недостаток.
Со времён «генератора Сахарова» подобные устройства постоянно совершенствовались. Занимались их разработкой множество организаций: Институт высоких температур АН СССР, ЦНИИХМ, МВТУ, ВНИИЭФ и много других. Устройства стали достаточно компактны, чтобы стать боевыми частями средств поражения (от тактических ракет и артиллерийских снарядов до диверсионных средств). Улучшались их характеристики. Кроме взрывчатки, в качестве источника первичной энергии стали использовать ракетное топливо. ВМГ стали применяться как один из каскадов для накачки генераторов СВЧ-диапазона. Несмотря на ограниченные возможности по поражению целей, эти средства занимают промежуточное положение между средствами огневого поражения и средствами радиоэлектронного подавления (которые, по сути, тоже являются электромагнитным оружием). 
О конкретных образцах известно мало. Например, Александр Борисович Прищепенко описывает успешные опыты по срыву атаки противокорабельных ракет П-15 с помощью подрыва компактных ВМГ на дистанциях до 30 метров от ракеты. Это уже, скорее, средство ЭМИ-защиты. Он же описывает «ослепление» магнитных взрывателей противотанковых мин, которые, находясь на дистанции до 50 метров от места подрыва ВМГ, на значительное время переставали срабатывать.
В качестве ЭМИ-боеприпаса испытывались не то что «бомбы» -- реактивные гранаты для ослепления комплексов активной защиты (КАЗ) танков! В противотанковом гранатомёте РПГ-30 – два ствола: один основной, другой малого диаметра. 42-миллиметровая ракета «Атропус», оснащённая электромагнитной боевой частью, выстреливается в направлении танка чуть ранее кумулятивной гранаты. Ослепив КАЗ, она позволяет последней спокойно полететь мимо «задумавшейся» защиты.
Немного отвлекаясь, скажу, что это довольно актуальное направление. Придумали КАЗ мы («Дрозд» ставился ещё на Т-55АД). В дальнейшем появились «Арена» и украинский «Заслон». Сканируя окружающее машину пространство (обычно в миллиметровом диапазоне), они отстреливают в направлении подлетающих противотанковых гранат, ракет и даже снарядов небольшие поражающие элементы, способные изменить их траекторию или привести к преждевременной детонации. С оглядкой на наши разработки, на Западе, в Израиле и Юго-восточной Азии тоже стали появляться такие комплексы: «Trophy», «Iron Fist», «EFA», «KAPS», «LEDS-150», «AMAP ADS», «CICS», «SLID» и другие. Сейчас они получают широчайшее распространение и начинают штатно устанавливаться не только на танки, но даже на лёгкие бронемашины. Противодействие им становится неотъемлемой частью борьбы с бронетехникой и защищёнными объектами. А компактные электромагнитные средства подходят для этой цели как нельзя лучше.
Но вернёмся к электромагнитному оружию. Кроме взрывомагнитных устройств, существуют излучатели ЭМИ направленного и всенаправленного действия, использующие в качестве излучающей части различные антенные устройства. Это уже не одноразовые устройства. Их можно применять на значительном расстоянии. Они делятся на стационарные, мобильные и компактные переносные. Мощные стационарные излучатели ЭМИ большой энергии, требуют строительства специальных сооружений, высоковольтных генераторных установок, антенных устройств больших размеров. Но и возможности их весьма существенны. Передвижные излучатели сверхкоротких ЭМИ с максимальной частотой повторения до 1 кГц, можно размещать в автофургонах или автоприцепах. Они также имеют значительную дальность действия и достаточную для своих задач мощность. Переносные устройства чаще всего используются для различных задач обеспечения безопасности, вывода из строя средств связи, разведки и взрывных устройств на небольших расстояниях.
О возможностях отечественных мобильных установок можно судить по представленному на выставке вооружений ЛИМА-2001 в Малайзии экспортному варианту комплекса «Ранец-E». Он выполнен на шасси МАЗ-543, имеет массу около 5 тонн, обеспечивает гарантированное поражение электроники наземной цели, летательного аппарата или управляемого боеприпаса на дальностях до 14 километров и нарушения в её работе на расстоянии до 40 км.
Из несекретных разработок известны также изделия МНИРТИ -- «Снайпер-М» «И-140/64» и «Гигаватт», выполненные на базе автомобильных прицепов. Они, в частности, используются для отработки средств защиты радиотехнических и цифровых систем военного, специального и гражданского назначения от поражения ЭМИ. 
Ещё немного следует сказать о средствах радиоэлектронного противодействия. Тем более, что они тоже относятся к радиочастотному электромагнитному оружию. Это чтобы не создалось впечатления, что мы как-то не способны бороться с высокоточным оружием и «всемогущими беспилотниками и боевыми роботами». Все эти модные и дорогостоящие штуки имеют весьма уязвимое место – электронику. Даже относительно простые средства способны надёжно блокировать сигналы GPS и радиовзрыватели, без которых эти системы не обходятся.
ВНИИ «Градиент» серийно производит станция помех радиовзрывателям снарядов и ракет СПР-2 «Ртуть-Б», выполненные на базе БТР и штатно состоящие на вооружении. Аналогичные устройства производит Минское «КБ РАДАР». А поскольку радиовзрывателями сейчас оснащены до 80% западных снарядов полевой артиллерии, мин и неуправляемых реактивных снарядов и почти все высокоточные боеприпасы, -- эти достаточно простые средства позволяют защитить от поражения войска в т. ч. непосредственно в зоне контакта с противником.
Концерн «Созвездие» производит серию малогабаритных (носимых, возимых, автономных) передатчиков помех серии РП-377. С их помощью можно глушить сигналы GPS, а в автономном варианте, укомплектованном источниками питания, ещё и расставив передатчики на некоторой площади, ограниченной только количеством передатчиков.
Сейчас готовится экспортный вариант более мощной системы подавления GPS и каналов управления оружием. Она уже является системой объектовой и площадной защиты от высокоточных средств поражения. Построена она по модульному принципу, который позволяет варьировать площади и объекты защиты. Когда её покажут, каждый уважающий себя бедуин сможет защитить своё поселение от «высокоточных методов демократизации».
Ну и возвращаясь к новым физическим принципам оружия, нельзя не вспомнить разработки НИИРП (ныне подразделение концерна ПВО «Алмаз-Антей») и Физико-технического института им. Иоффе. Исследуя воздействие мощного СВЧ-излучения с земли на воздушные объекты (цели), специалисты этих учреждений неожиданно получили локальные плазменные образования, которые получались на пересечении потоков излучения от нескольких источников. При контакте с этими образованиями воздушные цели претерпевали огромные динамические перегрузки и разрушались. Согласованная работа источников СВЧ-излучения, позволяла быстро менять точку фокусировки, то есть производить перенацеливание с огромной скоростью или сопровождать объекты практически любых аэродинамических характеристик. Опыты показали, что воздействие эффективно даже по боевым блокам МБР. По сути, это уже даже не СВЧ-оружие, а боевые плазмоиды.
К сожалению, когда в 1993 году коллектив авторов представил проект системы ПВО/ПРО основанной на этих принципах на рассмотрение государства, Борис Ельцин сразу предложил совместную разработку американскому президенту. И хотя сотрудничество по проекту (слава Богу!) не состоялось, возможно, именно это подтолкнуло американцев к созданию на Аляске комплекса HAARP (High freguencu Active Auroral Research Program). Проводимые на нём с 1997 года исследования, декларативно носят сугубо мирный характер. Однако никакой гражданской логики в исследованиях воздействия СВЧ излучения на ионосферу Земли и воздушные объекты, лично я не усматриваю. Остаётся только надеяться на традиционную для американцев провальную историю масштабных проектов.
Ну а нам следует порадоваться, что к традиционно сильным позициям в области фундаментальных исследований, прибавилась заинтересованность государства в оружии на новых физических принципах. Программы по нему сейчас носят приоритетный характер.

 

 ЭТО ИНТЕРЕСНО  

 В сердце катодного пятна


http://www.nanonewsnet.ru/files/thumbs/2015/geektimes-catod-spot-1.png


Этот пост посвящен удивительному физическому явлению, за открытие которого группе советских ученых могла бы быть присуждена Нобелевская премия по физике. Премии по разным причинам не случилось, но случился прорыв в развитии технологий по формированию мощных потоков энергии, электронных и ионных пучков, технологий по модификации различных материалов. Об этих технологиях я расскажу в дальнейших статьях, а сегодня я познакомлю читателей с явлением взрывной электронной эмиссии — открытия советских ученых, зарегистрированного 25 июня 1976 года и внесенного в список фундаментальных открытий в физике наравне с открытием электрона, рентгеновских лучей, лазерного излучения и сверхпроводимости.

Исторический экскурс
Любому открытию предшествует цепь различных событий, наблюдений и экспериментов. Так и в этом случае, в основе развития множества технологий, которые окружают нас, лежат простейшие (для нас сейчас), но уникальные вещи. Это опыты Фарадея, Гальвани, Вольта, Петрова, Штарка.


geektimes-catod-spot-2.png


Спустя почти сто лет, в 1896 году, на поверхности ртутного катода были замечены яркие точки, которые позже детально исследовал Штарк. Он доказал, что данные точки присущи всем формам дугового разряда независимо от материала катода, а в 1904 году им впервые было введено понятие «катодного пятна». Однако, причины и механизм возникновения катодных пятен остался не выясненным.
Я не случайно пишу эту статью. В 1998 году, после окончания Томского госуниверситета, я совсем молодым человеком пришел работать в Институт сильноточной электроники. В лабораторию вакуумной электроники. После курса «молодого бойца» по сборке-разборке форвакуумного оборудования и сдачи различных допусков, я решил получить и исследовать катодные пятна на установке по генерации сильноточных (вообще по норме русского языка логичней сказать «сильнотоковых», но термин «сильноточный» устоялся, поэтому будет использоваться далее. Прим. автора) пучков. Пригодились навыки любительской фотографии, так как в лаборатории ещё не было скоростных видеокамер и матриц, съемки велись фотоаппаратом «Зенит» на специальную фотопленку «Микрат». Чудесные времена! Сквозь запах гидрохинона проявлялись катодные пятна.


geektimes-catod-spot-3.jpg
geektimes-catod-spot-3.png

Фото исследовательской установки


Схема эксперимента достаточно простая. В вакуумной камере между катодами 1 и 3 и плазменным анодом 2 зажигается отражательный разряд. Через прозрачное окно 4 можно наблюдать катодные пятна. Именно через это окно велась фотосъёмка явления. Для того, чтобы зафиксировать пятна, катод отражательного разряда 3 был выполнен из металлической сетки. Примерно такие фотографии были получены в этом эксперименте. Вот три кадра из нескольких сотен, полученных тогда.


geektimes-catod-spot-4.jpg


Разряд существует всего несколько десятков милисекунд, но этого хватает для регистрации катодных пятен в режиме «открытого затвора» на чувствительную фотопленку «Микрат». Яркие точки и есть катодные пятна. При этом они возникают равновероятно как на катоде 1, так и на сетке 3. Очевидно, что размытые пятна принадлежат катоду 1 (не в фокусе), а четкие — сетке. Конечно, это интегральный снимок. По нему нельзя понять динамику катодных пятен, момент и время образования первого пятна и многое другое. Но этот эксперимент был для меня очень полезен, так как я увидел воочию само явление в целом.
Механизм развития взрывной электронной эмиссии
С времен экспериментов Штарка прошло более шестидесяти лет до момента понимания детальных механизмов взрывной электронной эмиссии. Но всё по порядку.
Шаг 1
Представим себе вакуумную камеру. Внутри камеры находится катод и анод. Подано напряжение. На катоде — отрицательный потенциал, на аноде, соответственно — положительный.


geektimes-catod-spot-5.png


На поверхности катода возникает эмиссионный центр (ЭЦ). Эта стадия характеризуется мизерными токами — от наноампер до единиц миллиампер. Данную стадию называют предпробойной.
Шаг 2
Инициирование пробоя. Происходит микровзрыв эмиссионного центра. Теперь это взрывной эмиссионный центр (ВЭЦ). Создается «шарик» катодной плазмы, с поверхности которого эмитируются электроны в сторону анода. Это старт процесса взрывной электронной эмиссии.


geektimes-catod-spot-6.png


При этом скорость разлета катодной плазмы много больше соответствующей тепловой скорости частиц, поэтому принято говорить о взрывном характере явления, в точном подобии со взрывом, к примеру, динамита, когда ударная волна приходит раньше поражающих при взрыве осколков. Поэтому явление названо «взрывная» электронная эмиссия.
Шаг 3
Стадия развития вакуумного пробоя. Всё бОльшее количество электронов эмитируются из катодной плазмы. Начинается разогрев анода, но анодной плазмы ещё нет.


geektimes-catod-spot-7.png


Шаг 4
Начало появления анодной плазмы и её распространения в разрядный промежуток.


geektimes-catod-spot-8.png


Шаг 5
Полное закорачивание разрядного промежутка. Плазма заполняет весь объем межэлектродного пространства, явление взрывной электронной эмиссии прекращается. Разряд переходит в дугу и вот вам чудо — на катоде появилось катодное пятно (КП), о котором я рассказывал выше. Теперь роль катодного пятна в дуговом разряде — поддерживать плотность носиелей заряда за счёт термоэмиссии электронов. Этот процесс приводит к ещё бОльшему дополнительному разогреву катодного пятна.
Время развития взрывной электронной эмиссии не велико — от единиц до сотен наносекунд. Катодные же пятна могут гореть значительно дольше — до тех пор, пока существует дуга.


geektimes-catod-spot-9.png


При этом взрывная электронная эмиссия единственный вид эмиссии, позволяющий получать плотность тока величиной 109 А/см2, и потоки электронов мощностью — 1013 Вт.
Таким образом, причиной появления катодного пятна является взрывная электронная эмиссия, а что же такое тот самый пресловутый эмиссионный центр, с которого она начинается? Оказывается всё просто. Это неоднородности и шероховатости поверхности катода и, подчас, элементарная грязь!


geektimes-catod-spot-11.png


На поверхности катода имеются неоднородности. Это, так называемые, микроострия или микроэмиттеры. На рисунке показано, как протекает явление взрывной электронной эмиссии непосредственно в эмиссионном центре. Таким образом, некачественная обработка катодов, наличие неоднородности и шероховатости поверхности повышает вероятность появления эмиссионных центров и, как следствие, катодных пятен в дальнейшем. А так выглядит поверхность катода после взрывной эмиссии. Просматривается наличие кратеров и следов разлета вещества катода.


geektimes-catod-spot-12.png


Если сгладить поверхность или оплавить её мощным электронным пучком, то количество эмиссионных центров резко падает, что значительно усложняет процесс образования катодных пятен. Это очень важно в технологических применениях, когда требуется высокая прочность вакуумной изоляции, к примеру, в разрядниках, где главная задача держать высокое напряжение между катодом и анодом до момента отдачи запасенной энергии (как правило, от высоковольтного конденсатора) в полезную нагрузку. И наоборот. Если требуется высокая эмиссионная способность катодов, то их изготавливают с «развитой» поверхностью. К примеру, из лезвий для бритья, оплетки медного кабеля или вспененных проводящих материалов. Голь на выдумки хитра, как говорится…


geektimes-catod-spot-13.png


На этом будем считать теоретическую часть достаточной. Не смотря на кажущуюся простоту всего того, что я рассказал в этой статье, на самом деле за этим лежат годы увлекательных научных исследований различных групп ученых со всего мира и, в первую очередь, советских и российских ученых под руководством Геннадия Месяца, его последователей и учеников — создателей целого направления в исследовании физики мощных потоков энергии. Главное в открытии взрывной электронной эмиссии — прикладные применения, связанные с созданием оборудования для генерации мощных электронных пучков, рентгеновских источников, технологий модификации металлов и сплавов. Всего более сотни уникальных технологий.


geektimes-catod-spot-14.png


Вскоре для примера я опишу технологию и оборудование по генерации сильноточных электронных пучков для модификации металлов и сплавов. Такое оборудование поставляется в Японию, США, Китай и в Европу. В науке нет санкций. Ну или значительно меньше, чем в политике)))


geektimes-catod-spot-15.png


На фото пример обработки детали высоковольтного разрядника. Из исходной детали (слева) после обработки получается деталь с беспрецедентной электрической прочностью. Подробнее об этой технологии и интересных сферах её применения (к примеру, в стоматологии), я напишу в самые ближайшие дни! Как говорится, не пропустите!)))
Я также хочу поблагодарить моих коллег за помощь в подготовке этого материала. Благодарю Александра Батракова, Алексея Маркова и Евгения Нефёдцева за полезные консультации. Все эти люди — научные сотрудники ИСЭ СО РАН в Томске. Об этом уникальном Институте и о технологиях, в основе которых, в частности, лежит взрывная электронная эмиссия, можно посмотреть в научно-популярном ролике ниже (13 минут)

 Источник(и):
geektimes.ru
 
Оружие возмездия
 
Россия обладает единственным в мире оружием, гарантирующим ответный ядерный удар по противнику даже в том кошмарном случае, если у нас уже некому будет принимать решение об этом ударе. Уникальная система контратакует автоматически – и жестоко.

Представьте себе самый страшный вариант. Мир, балансировавший на самой грани войны, рухнул. Терпение «западных демократий» истощилось, и по территории Советского Союза был нанесен упреждающий ядерный удар. Смертоносные ракеты стартовали из шахтовых пусковых установок, с подводных лодок и самолетов. На города и военные объекты обрушилась вся мощь многих тысяч боеголовок. И пока советское руководство в шоке и панике выясняло, что же случилось, не ошибка ли это, и как исправить положение – исправлять было уже нечего. Основные мегаполисы, промышленные и военные центры, пункты управления и связи уничтожены единым массированным ударом. Могучий ядерный арсенал СССР просто не успели использовать: команда не поступила, и в отсутствие руководящего центра опасный соперник слеп, нем и неподвижен.

Но в тот самый момент, когда генералы НАТО поднимают победные бокалы, происходит нечто невообразимое. Замолчавший, казалось, навсегда противник будто ожил. Тысячи ракет устремились в сторону западных стран – и не успели генералы добить бутылку шампанского, многие из них, прорвав с такими усилиями выстроенную противоракетную оборону, стерли с лица земли крупные города, военные базы, командные центры. Никто не победил.

Так сработала система «Периметр», получившая в западной прессе леденящее душу название «Мертвая рука», последний довод советского (а теперь – и российского) государства. Несмотря на многочисленность и разнообразие выдуманных фантастами «машин судного дня» (Doomsday Machines), гарантирующих возмездие любому противнику и способных достать и гарантированно уничтожить его, только «Периметр», видимо, существует реально.

Впрочем, «Периметр» — система, хранящаяся в таком строгом секрете, что и относительно ее существования имеются некоторые сомнения, а все сведения о ее составе и функциях стоит принимать с большой долей сомнения. Итак, что же известно?

Система «Периметр» запускает автоматический массированный ядерный удар. Она гарантирует старт баллистических ракет подводного, воздушного и шахтного базирования в том случае, если противником будут уничтожены ВСЕ пункты, способные отдать приказ об ответной атаке. Она полностью независима от остальных средств связи и командных систем, даже от пресловутого «ядерного чемоданчика» системы «Казбек».

Система была поставлена на боевое дежурство в 1985 г., а пятью годами позже модернизирована, получила название «Периметр-РЦ» и прослужила еще 5 лет. Тогда, в рамках соглашения СНВ-1 она была снята с дежурства – и текущее ее состояние неизвестно. По одним данным, она может быть снова «включена» после того, как истечет срок действия СНВ-1 (это случится уже в декабре 2009 г.), а по другим – она уже возвращена в действующее состояние.

Считается, что работает система так. «Периметр» находится на постоянном боевом дежурстве, она получает данные от систем слежения, в том числе – и от радаров раннего предупреждения о ракетном нападении. Судя по всему, у системы имеются собственные независимые командные посты, ничем (внешне) неотличимые от множества аналогичных пунктов РВСН. По некоторым данным, таких пунктов имеется 4 штуки, они разнесены на большое расстояние и дублируют функции друг друга.

В этих пунктах действует самый главный – и самый засекреченный – компонент «Периметра», автономная контрольно-командная система. Считается, что это – сложный программный комплекс, созданный на базе искусственного интеллекта. Получая данные о переговорах в эфире, радиационном поле и другом излучении в контрольных точках, информацию систем раннего обнаружения запусков, сейсмической активности, она способна делать выводы о факте массированного ядерного нападения.

Если «обстановка назрела», система сама переводится в состояние полной боеготовности. Теперь ей требуется последний фактор: отсутствие регулярных сигналов со стороны обычных командных пунктов РВСН. Если сигналы не поступали в течение некоторого времени – «Периметр» запускает Апокалипсис.
Из шахт на волю выпускаются командные ракеты 15А11. Созданные на базе межконтинентальных ракет МР УР-100 (стартовая масса 71 т, дальность полета до 11 тыс. км, две ступени, жидкостно-реактивный двигатель), они несут особую головную часть. Сама по себе она безвредна: это – радиотехническая система, разработанная в Петербургском политехническом. Эти ракеты, поднимаясь высоко в атмосферу, пролетая над территорией страны, транслируют пусковые коды для всего ядерного ракетного вооружения.

Те действуют также автоматически. Представьте себе стоящую у причала подводную лодку: почти весь экипаж, находившийся на берегу, уже погиб, и только несколько растерянных вахтенных подводников на борту. Внезапно она оживает. Без всякого вмешательства извне, получив от строго секретных приемных устройств сигнал на запуск, ядерный арсенал приходит в движение. То же происходит и в обездвиженных шахтовых установках, и на стратегической авиации. Ответный удар неизбежен: излишне, наверное, добавлять, что «Периметр» спроектирована так, чтобы быть особо устойчивой ко всем поражающим факторам ядерного оружия. Надежно вывести ее из строя практически невозможно.

 

Прибыль с новым мылом

Ошибки персонала, обслуживающего технологическое оборудование, также могут принести прибыль. Для этого необходимо их заметить.
В 1878 году менеджеры мыловаренной и свечной фабрики «Проктер и Гембл» в Цинцинатти (штат Огайо, США) были немало удивлены огромным потоком запросов от покупателей на плавающее мыло, который обрушился на них.
     Компания только что начала выпуск «Белого мыла», но не предполагала, что оно окажется еще и не тонущим в воде.
     Стали разбираться в чем дело и выяснилось следующее.
     Оказалось, что работник, обслуживающий мешалку в чане с мыльным сырьем, отлучившись на обед, забыл ее выключить.
     В результате этого закладка приняла в себя больше воздуха, чем требовалось по регламенту технологического процесса.
     Осознав свою оплошность, рабочий решил не говорить ничего о случившемся и провести перевзбитую, насыщенную воздухом, массу через стандартный производственный цикл. Ее подвергли отвержению, разрезали на куски и отправили в продажу.
     Покупатели, обнаружив, что мыло не тонет в мутной воде, пришли в восторг и стали рассказывать о новом мыле своим родным и знакомым. В результате возник ажиотажный спрос на этот вид мыла, который захлестнул даже головное предприятие
Сын основателя компании, Харли Проктер сразу почувствовал, что появился конкурентный товар и распорядился, чтобы впредь все закладки «Белого мыла» перемешивали дольше, чем положено.
            Так на «мыльном» рынке появился новый товар, который решили назвать «Слоновая кость», который принес фирме солидную прибыль.

 

Тайны Советских подземелий

 В СССР были построены секретные подземные города, многие из них имели оборонное, военное или промышленное значение. Также были целые подземные секретные научно-исследовательские центры. В этом фильме вы увидите рассекреченные материалы о подземных городах.

 


Записаться на тренинг ТРИЗ по развитию творческого, сильного мышления от Мастера ТРИЗ Ю.Саламатова >>>

Новости RSSНовости в формате RSS

Статьи RSSСтатьи в формате RSS

Рейтинг – 366 голосов


Главная » Это интересно » Теория решений изобретательских задач (ТРИЗ) » Как стать изобретателем. Выпуск 30.
© Институт Инновационного Проектирования, 1989-2015, 660018, г. Красноярск,
ул. Д.Бедного, 11-10, e-mail
ysal@triz-guide.com, info@triz-guide.com
 
 

 

Хочешь найти работу? Jooble