Lielākā daļa lasītāju labi zina jēdzienu "lāzers", kas veidots no angļu valodas "lāzera" (gaismas pastiprināšana, stimulējot starojumu). 20. gadsimta vidū izgudrotie lāzeri ir pamatīgi ienākuši mūsu dzīvē, lai gan viņu darbs mūsdienu tehnoloģijās bieži ir neredzams vienkāršiem cilvēkiem. Par galveno tehnoloģijas popularizētāju kļuvušas zinātniskās fantastikas grāmatas un filmas, kurās lāzeri ir kļuvuši par neatņemamu nākotnes cīnītāju ekipējuma sastāvdaļu.
Patiesībā lāzeri ir gājuši garu ceļu, tos galvenokārt izmanto kā izlūkošanas un mērķu noteikšanas līdzekļus, un tikai tagad tiem vajadzētu ieņemt savu vietu kā kaujas lauka ieroci, iespējams, radikāli mainot tā izskatu un kaujas transportlīdzekļu izskatu.
Mazāk pazīstams ir jēdziens "meistars" - saskaņotu elektromagnētisko viļņu izstarotājs centimetru diapazonā (mikroviļņi), kura izskats bija pirms lāzeru radīšanas. Un ļoti maz cilvēku zina, ka pastāv cita veida saskaņota starojuma avoti - "saser".
Skaņas "stars"
Vārds "saser" ir veidots līdzīgi vārdam "lāzers" - skaņas pastiprināšana ar stimulētu starojumu un apzīmē noteiktas frekvences saskaņotu skaņas viļņu ģeneratoru - akustisko lāzeru.
Nejauciet saseri ar "audio prožektoru" - virziena skaņas plūsmu radīšanas tehnoloģiju, kā piemēru varam atgādināt Džozefa Pompeja attīstību no Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta "Audio Spotlight". Audio prožektors "Audio Spotlight" izstaro viļņu staru ultraskaņas diapazonā, kas, nelineāri mijiedarbojoties ar gaisu, palielina to garumu līdz skaņai. Audio projektora staru kūļa garums var būt līdz 100 metriem, tomēr skaņas intensitāte tajā strauji samazinās.
Ja lāzeros ir gaismas kvantu - fotonu paaudze, tad saserēs to lomu spēlē fononi. Atšķirībā no fotona, fonons ir kvazdaļiņa, ko ieviesa padomju zinātnieks Igors Tamms. Tehniski fonons ir kristāla atomu vibrācijas kustības kvants vai enerģijas kvants, kas saistīts ar skaņas vilni.
“Kristāliskajos materiālos atomi aktīvi mijiedarbojas viens ar otru, un ir grūti uzskatīt tādas termodinamiskās parādības kā atsevišķu atomu vibrācijas tajās - tiek iegūtas milzīgas triljonu savstarpēji savienotu lineāro diferenciālvienādojumu sistēmas, kuru analītiskais risinājums nav iespējams. Kristāla atomu vibrācijas tiek aizstātas ar skaņas viļņu sistēmas izplatīšanos vielā, kuras kvanti ir fononi. Fonons pieder bozonu skaitam, un to raksturo Bose - Einšteina statistika. Fononiem un to mijiedarbībai ar elektroniem ir būtiska loma mūsdienu supravadītāju fizikas, siltuma vadīšanas procesu un izkliedes procesu cietajās vielās koncepcijās."
Pirmie rāmji tika izstrādāti 2009.-2010. Divas zinātnieku grupas iepazīstināja ar lāzera starojuma iegūšanas metodēm - izmantojot fononu lāzeru uz optiskajiem dobumiem un fonona lāzeru elektroniskajās kaskādēs.
Kalifornijas Tehnoloģiju institūta (ASV) fiziķu izstrādātajā optiskā rezonatora sasmalcinātāja prototipā izmantots silīcija optisko rezonatoru pāris torija formā ar ārējo diametru aptuveni 63 mikrometri un iekšējo diametru 12, 5 un 8, 7 mikrometri, kurā tiek padots lāzera stars. Mainot attālumu starp rezonatoriem, ir iespējams noregulēt šo līmeņu frekvenču starpību tā, lai tā atbilstu sistēmas akustiskajai rezonansei, kā rezultātā veidojas lāzera starojums ar 21 megaherca frekvenci. Mainot attālumu starp rezonatoriem, jūs varat mainīt skaņas starojuma frekvenci.
Notingemas Universitātes (Apvienotā Karaliste) zinātnieki elektroniskajās kaskādēs ir izveidojuši sasera prototipu, kurā skaņa iet cauri superlatai, kas satur vairākus atomus biezus gallija arsenīda un alumīnija pusvadītāju slāņus. Fononi uzkrājas kā lavīna papildu enerģijas ietekmē un tiek daudzkārt atspoguļoti virskārtu slāņos, līdz tie atstāj struktūru sasera starojuma veidā ar frekvenci aptuveni 440 gigaherci.
Sagaidāms, ka saseri radīs revolūciju mikroelektronikā un nanotehnoloģijās, kas ir salīdzināmas ar lāzeru. Iespēja iegūt starojumu ar terahercu diapazona frekvenci ļaus izmantot mērierīces augstas precizitātes mērījumiem, iegūstot trīsdimensiju makro-, mikro- un nanostruktūru attēlus, mainot pusvadītāju optiskās un elektriskās īpašības. ātrums.
Sasinātāju pielietojamība militārajā jomā. Sensori
Kaujas vides formāts nosaka visefektīvāko sensoru veida izvēli katrā gadījumā. Aviācijā galvenais izlūkošanas aprīkojuma veids ir radara stacijas (radari), izmantojot milimetru, centimetru, decimetru un pat metru (zemes radariem) viļņu garumus. Zemes kaujas laukam ir nepieciešama lielāka izšķirtspēja precīzai mērķa noteikšanai, ko var panākt tikai ar izlūkošanas palīdzību optiskajā diapazonā. Protams, radari tiek izmantoti arī zemes tehnoloģijās, kā arī optiskie izlūkošanas līdzekļi tiek izmantoti aviācijā, bet tomēr neobjektivitāte par labu noteikta viļņu garuma diapazona prioritārai izmantošanai atkarībā no kaujas vides formāta veida ir diezgan liela. acīmredzams.
Ūdens fizikālās īpašības ievērojami ierobežo vairuma elektromagnētisko viļņu izplatīšanās diapazonu optiskajā un radara diapazonā, savukārt ūdens nodrošina ievērojami labākus apstākļus skaņas viļņu pārejai, kā rezultātā tos izmantoja zemūdenes ieroču iepazīšanai un vadīšanai (PL). un virszemes kuģi (NK), ja tie cīnās ar zemūdens ienaidnieku. Attiecīgi hidroakustiskie kompleksi (SAC) kļuva par galveno zemūdenes iepazīšanas līdzekli.
SAC var izmantot gan aktīvajā, gan pasīvajā režīmā. Aktīvajā režīmā SAC izstaro modulētu skaņas signālu un saņem signālu, kas atspoguļojas no ienaidnieka zemūdenes. Problēma ir tā, ka ienaidnieks spēj atklāt SAC signālu daudz tālāk, nekā pats SAC uztvers atstaroto signālu.
Pasīvajā režīmā SAC "klausās" trokšņus, kas rodas no zemūdenes vai ienaidnieka kuģa mehānismiem, un nosaka un klasificē mērķus, pamatojoties uz to analīzi. Pasīvā režīma trūkums ir tāds, ka jaunāko zemūdenes troksnis pastāvīgi samazinās un kļūst salīdzināms ar jūras fona troksni. Rezultātā ienaidnieka zemūdenes atklāšanas diapazons ir ievērojami samazināts.
SAC antenas ir pakāpeniski diskrēti sarežģītu formu bloki, kas sastāv no vairākiem tūkstošiem pjezokeramikas vai optisko šķiedru pārveidotāju, kas nodrošina akustiskus signālus.
Tēlaini izsakoties, mūsdienu SAC var salīdzināt ar radariem ar pasīviem fāzētu antenu blokiem (PFAR), ko izmanto militārajā aviācijā.
Var pieņemt, ka saseru izskats ļaus izveidot daudzsološus SAC, kurus nosacīti var salīdzināt ar radariem ar aktīviem fāzētu antenu blokiem (AFAR), kas kļuvuši par jaunāko kaujas lidmašīnu pazīmi
Šajā gadījumā daudzsološo SAC darbības algoritmu, kas balstīts uz Saser izstarotājiem aktīvajā režīmā, var salīdzināt ar aviācijas radaru darbību ar AFAR: būs iespējams ģenerēt signālu ar šauru virziena modeli, nodrošināt iegremdēšanu virziena modeli uz traucētāju un pašreklāmu.
Iespējams, tiks realizēta trīsdimensiju objektu akustisko hologrammu konstruēšana, kuras var pārveidot, lai iegūtu attēlu un pat pētāmā objekta iekšējo struktūru, kas ir ārkārtīgi svarīga tā identificēšanai. Virziena starojuma veidošanās iespēja ienaidniekam apgrūtinās skaņas avota noteikšanu, kad SAC ir aktīvā režīmā, lai noteiktu dabiskus un mākslīgus šķēršļus, kad zemūdene pārvietojas seklā ūdenī, atklājot jūras mīnas.
Ir jāsaprot, ka ūdens vide ievērojami vairāk ietekmēs "skaņas staru", salīdzinot ar to, kā atmosfēra ietekmē lāzera starojumu, kas prasīs augstas veiktspējas lāzera vadības un korekcijas sistēmu izstrādi, un jebkurā gadījumā tas nebūs kā "lāzera stars" - lāzera starojuma novirze būs daudz lielāka.
Sasinātāju pielietojamība militārajā jomā. Ierocis
Neskatoties uz to, ka lāzeri parādījās pagājušā gadsimta vidū, to izmantošana par ieročiem, kas nodrošina mērķu fizisku iznīcināšanu, kļūst par realitāti tikai tagad. Var pieņemt, ka tāds pats liktenis sagaida arī sasēdējus. Vismaz "skaņas lielgabaliem", kas līdzīgi tiem, kas attēloti datorspēlē "Command & Conquer", būs jāgaida ļoti, ļoti ilgi (ja tādu radīšana vispār ir iespējama).
Veicot analoģiju ar lāzeriem, var pieņemt, ka, pamatojoties uz saseri, nākotnē var izveidot pašaizsardzības kompleksus, kas pēc savas koncepcijas ir līdzīgi Krievijas gaisa aizsardzības sistēmai L-370 "Vitebsk" ("President-S")), kas paredzēti, lai pretotos raķetēm, kas mērķētas uz lidmašīnu ar infrasarkano staru galviņām, izmantojot optiski elektronisko slāpēšanas staciju (OECS), kas ietver lāzera izstarotājus, kas apžilbina raķešu nosēšanās galvu.
Savukārt zemūdenes pašaizsardzības sistēma, kas balstīta uz Saser izstarotājiem, var tikt izmantota pretinieka torpēdu un mīnu ieroču apkarošanai ar akustisku vadību.
secinājumus
Vārtu izmantošana kā daudzsološu zemūdenes izlūkošanas un bruņošanās līdzeklis, visticamāk, ir vismaz vidēja termiņa vai pat tāla perspektīva. Tomēr šīs perspektīvas pamati ir jāveido tagad, radot pamatu nākotnes daudzsološās militārās tehnikas izstrādātājiem.
20. gadsimtā lāzeri ir kļuvuši par mūsdienu izlūkošanas un mērķu noteikšanas sistēmu neatņemamu sastāvdaļu. 20. un 21. gadsimta mijā cīnītāju bez AFAR radara vairs nevar uzskatīt par tehnoloģiskā progresa virsotni un tas būs zemāks par konkurentiem ar AFAR radaru.
Nākamajā desmitgadē kaujas lāzeri radikāli mainīs kaujas lauka virsmu uz zemes, ūdens un gaisa. Iespējams, ka zemūdens kaujas lauka izskatu 21. gadsimta vidū un beigās sasmalcinātāji ietekmēs ne mazāk.
