Dauguma skaitytojų gerai žino „lazerio“sąvoką, suformuotą iš anglų kalbos „lazerio“(šviesos stiprinimas stimuliuojamo spinduliavimo būdu). XX amžiaus viduryje išrasti lazeriai nuėjo į mūsų gyvenimą, nors jų darbas šiuolaikinėse technologijose dažnai nematomas paprastiems žmonėms. Pagrindiniu technologijos populiarintoju tapo mokslinės fantastikos knygos ir filmai, kuriuose lazeriai tapo neatskiriama ateities kovotojų įrangos dalimi.
Tiesą sakant, lazeriai nuėjo ilgą kelią, daugiausia naudojami kaip žvalgybos ir taikinio nustatymo priemonės, ir tik dabar jie turėtų užimti savo vietą kaip mūšio lauko ginklas, galbūt radikaliai pakeisdami jo išvaizdą ir kovinių transporto priemonių išvaizdą.
Mažiau žinoma „maserio“sąvoka - nuoseklių elektromagnetinių bangų spinduliuotė centimetrų diapazone (mikrobangos), kurios išvaizda buvo sukurta prieš lazerius. Ir tik nedaugelis žmonių žino, kad yra dar viena darnios spinduliuotės šaltinio rūšis - „saser“.
Garso „spindulys“
Žodis „šaseris“yra suformuotas panašiai kaip žodis „lazeris“- garso stiprinimas stimuliuojant spinduliuotę ir žymi tam tikro dažnio nuoseklių garso bangų generatorių - akustinį lazerį.
Negalima painioti žiebtuvėlio su „garso prožektoriumi“- kryptinio garso srautų kūrimo technologija, kaip pavyzdį galime prisiminti Joseph Pompey iš Masačusetso technologijos instituto „Audio Spotlight“raidą. Garso prožektorius „Audio Spotlight“skleidžia ultragarso diapazono bangų spindulį, kuris, netiesiškai sąveikaudamas su oru, padidina jų ilgį iki garso. Garso projektoriaus spindulio ilgis gali būti iki 100 metrų, tačiau garso intensyvumas jame sparčiai mažėja.
Jei lazeriuose yra šviesos kvantų karta - fotonai, tada skeneriuose jų vaidmenį atlieka fononai. Skirtingai nuo fotono, fononas yra kvazodalelė, kurią pristatė sovietų mokslininkas Igoris Tammas. Techniškai fononas yra kristalų atomų vibracinio judesio kvantas arba energijos kvantas, susijęs su garso banga.
„Kristalinėse medžiagose atomai aktyviai sąveikauja tarpusavyje, ir sunku tokius termodinaminius reiškinius laikyti atskirų atomų vibracijomis juose - gaunamos didžiulės trilijonų tarpusavyje sujungtų linijinių diferencialinių lygčių sistemos, kurių analitinis sprendimas yra neįmanomas. Kristalo atomų virpesiai pakeičiami garso bangų sistemos sklidimu medžiagoje, kurios kvantai yra fononai. Fononas priklauso bozonų skaičiui ir yra aprašytas Bose - Einšteino statistikoje. Fononai ir jų sąveika su elektronais atlieka esminį vaidmenį šiuolaikinėse superlaidininkų fizikos, šilumos laidumo ir sklaidos procesų kietosiose medžiagose koncepcijose “.
Pirmosios varčios buvo sukurtos 2009–2010 m. Dvi mokslininkų grupės pristatė lazerio spinduliuotės gavimo būdus - naudojant fononinį lazerį optinėse ertmėse ir fononinį lazerį elektroninėse kaskadose.
Kalifornijos technologijos instituto (JAV) fizikų suprojektuotas optinio rezonatoriaus prototipas naudoja pora silicio optinių rezonatorių, kurių išorinis skersmuo yra apie 63 mikrometrai, o vidinis skersmuo - 12, 5 ir 8, 7 mikrometrai., į kurią tiekiamas lazerio spindulys. Keičiant atstumą tarp rezonatorių, galima sureguliuoti šių lygių dažnių skirtumą, kad jis atitiktų sistemos akustinį rezonansą, dėl kurio susidaro lazerio spinduliuotė, kurios dažnis yra 21 megahercas. Keisdami atstumą tarp rezonatorių, galite pakeisti garso spinduliavimo dažnį.
Notingemo universiteto (Jungtinė Karalystė) mokslininkai elektroninėse kaskadose sukūrė šlifuoklio prototipą, kuriame garsas praeina per superkambarį, kuriame yra kintami kelių atomų storio galio arsenido ir aliuminio puslaidininkių sluoksniai. Fononai kaupiasi kaip lavina, veikiami papildomos energijos, ir daug kartų atsispindi viršutiniuose tinklelio sluoksniuose, kol jie palieka struktūrą švytinčiosios spinduliuotės pavidalu, kurio dažnis yra apie 440 gigahercų.
Tikimasi, kad „Sasers“pakeis mikroelektroniką ir nanotechnologijas, panašias į lazerių. Galimybė gauti spinduliuotę, kurios dažnis yra terahercų diapazone, leis naudoti šlifuoklius didelio tikslumo matavimams, gauti trimatį makro-, mikro- ir nanostruktūrų vaizdą, labai keičiant puslaidininkių optines ir elektrines savybes. greitį.
Žirklių pritaikomumas karinėje srityje. Jutikliai
Kovos aplinkos formatas lemia kiekvienu atveju efektyviausių jutiklių tipo pasirinkimą. Aviacijoje pagrindinis žvalgybos įrangos tipas yra radarų stotys (radarai), naudojant milimetrų, centimetrų, decimetrų ir net metrų (antžeminio radaro) bangų ilgius. Antžeminiam mūšio laukui reikia didesnės skiriamosios gebos, kad būtų galima tiksliai identifikuoti taikinį, o tai galima pasiekti tik žvalgantis optiniame diapazone. Žinoma, radarai taip pat naudojami antžeminėse technologijose, taip pat optinės žvalgybos priemonės yra naudojamos aviacijoje, tačiau vis dėlto šališkumas pirmenybės naudojimui tam tikro bangos ilgio diapazonui, atsižvelgiant į kovos aplinkos formatą, yra gana didelis. aiškus.
Fizinės vandens savybės žymiai riboja daugumos elektromagnetinių bangų sklidimo diapazoną optiniuose ir radarų diapazonuose, o vanduo sukuria žymiai geresnes sąlygas garso bangoms praplaukti, todėl jos buvo naudojamos žvalgybai ir povandeninių laivų ginklų valdymui (PL) ir paviršiniai laivai (NK) tuo atveju, jei pastarieji kovoja su povandeniniu priešu. Atitinkamai hidroakustiniai kompleksai (SAC) tapo pagrindine povandeninių laivų žvalgybos priemone.
SAC gali būti naudojami tiek aktyviais, tiek pasyviais režimais. Aktyviu režimu SAC skleidžia moduliuotą garso signalą ir gauna signalą, atsispindintį iš priešo povandeninio laivo. Problema ta, kad priešas sugeba aptikti signalą iš SAC daug toliau, nei pats SAC sugaus atspindėtą signalą.
Pasyviu režimu SAC „klausosi“triukšmo, sklindančio iš povandeninio laivo ar priešo laivo mechanizmų, ir aptinka bei klasifikuoja taikinius pagal jų analizę. Pasyvaus režimo trūkumas yra tas, kad naujausių povandeninių laivų triukšmas nuolat mažėja ir tampa panašus į foninį jūros triukšmą. Dėl to žymiai sumažėja priešo povandeninių laivų aptikimo diapazonas.
SAC antenos yra etapiniai atskiri sudėtingų formų matricos, susidedantys iš kelių tūkstančių pjezokeraminių arba šviesolaidinių keitiklių, kurie teikia akustinius signalus.
Vaizdžiai tariant, šiuolaikinius SAC galima palyginti su radarais, turinčiais karinėje aviacijoje naudojamus pasyviosios fazinės antenos matricas (PFAR).
Galima daryti prielaidą, kad pasirodžius varliagyviams bus galima sukurti perspektyvius SAC, kuriuos sąlyginai galima palyginti su radarais su aktyviomis fazinėmis antenų matricomis (AFAR), kurie tapo naujausių kovinių orlaivių ženklu
Šiuo atveju perspektyvių SAC veikimo algoritmą, pagrįstą „Saser“spinduliuotėmis, galima palyginti su aktyviu režimu, naudojant aviacijos radarus su AFAR: bus galima generuoti siauro kryptingumo signalą, užtikrinti kritimą nukreipimo modelį į trukdį ir savaiminį trukdymą.
Galbūt bus sukurta trijų matmenų objektų akustinių hologramų konstrukcija, kurią galima transformuoti, kad būtų gautas vaizdas ir net tiriamo objekto vidinė struktūra, kuri yra nepaprastai svarbi jo identifikavimui. Dėl galimybės susidaryti kryptinei spinduliuotei priešui bus sunku aptikti garso šaltinį, kai SAC yra aktyvus režimas, kad aptiktų natūralias ir dirbtines kliūtis, kai povandeninis laivas juda sekliame vandenyje, aptikdamas jūros minas.
Reikia suprasti, kad vandens aplinka žymiai labiau paveiks „garso spindulį“, palyginti su tuo, kaip atmosfera veikia lazerio spinduliuotę, todėl reikės sukurti aukštos kokybės lazerio valdymo ir korekcijos sistemas, ir bet kuriuo atveju tai nebus kaip „lazerio spindulys“- lazerio spinduliuotės nuokrypis bus daug didesnis.
Žirklių pritaikomumas karinėje srityje. Ginklas
Nepaisant to, kad lazeriai pasirodė praėjusio amžiaus viduryje, jų naudojimas kaip ginklai, užtikrinantys fizinį taikinių sunaikinimą, tampa tikrove tik dabar. Galima daryti prielaidą, kad tas pats likimas laukia ir žirklių. Bent jau „garso patrankos“, panašios į pavaizduotas kompiuteriniame žaidime „Command & Conquer“, turės laukti labai labai ilgai (jei tokių sukūrimas apskritai įmanomas).
Piešiant analogiją su lazeriais, galima daryti prielaidą, kad, remiantis šlifuokliais, ateityje bus galima sukurti savigynos kompleksus, savo koncepcija panašius į Rusijos oro gynybos sistemą L-370 „Vitebsk“(„President-S“)), sukurtas kovoti su raketomis, nukreiptomis į orlaivį su infraraudonųjų spindulių nukreipimo galvutėmis, naudojant optinę-elektroninę slopinimo stotį (OECS), į kurią įeina lazerio spinduoliai, kurie apakina raketų nukreipimo galvutę.
Savo ruožtu laive esanti povandeninių laivų savigynos sistema, pagrįsta „Saser“spinduliuotėmis, gali būti naudojama priešo torpedų ir minų ginklams priešintis akustiniu būdu.
išvadas
Labiausiai tikėtina, kad žirklės bus naudojamos kaip žadančių povandeninių laivų žvalgybos ir ginkluotės priemonė, bent jau vidutinės trukmės ar net tolima perspektyva. Nepaisant to, šios perspektyvos pagrindus reikia formuoti jau dabar, sukuriant pagrindą būsimiems perspektyvios karinės technikos kūrėjams.
XX amžiuje lazeriai tapo neatskiriama šiuolaikinių žvalgybos ir taikinių žymėjimo sistemų dalimi. XX ir XXI amžių sandūroje kovotojas be AFAR radaro nebegali būti laikomas technologinės pažangos viršūne ir bus prastesnis už konkurentus su AFAR radaru.
Kitą dešimtmetį koviniai lazeriai radikaliai pakeis mūšio lauko veidą sausumoje, vandenyje ir ore. Gali būti, kad pjovimo mūšio lauko išvaizdai XXI amžiaus viduryje ir pabaigoje žirgininkai turės ne mažesnę įtaką.
