Инфракрасные лучи в военном деле

ИНФРАКРАСНЫЕ ЛУЧИ В ВОЕННОМ ДЕЛЕ Трудно переоценить значение школьных вечеров физики и техники. Они расширяют и углубляют знания учащихся, полученные на уроке, позволяют показать применение физических знаний на практике, помогают формировать умения и навыки, самостоятельной работы, повышают интерес к предмету и научно-технической деятельности. Вечера физики на военную тематику способствуют решению этих же учебно-воспитательных задач, но имеют и свои специфические цели и особенности.

Рассмотрение физических основ военной техники и ознакомление учащихся с использованием в военном деле знаний по физике, полученных на уроках, являются составной частью военно-патриотического воспитания. Если на уроке учитель может использовать небольшой по объему и тесно связанный с изучаемым материал военной тематики, то в программу вечера можно включить более обширные и разнообразные сведения сообщения из истории развития военного дела и военной техники, рассказы о современном оружии, биографии советских

ученых и конструкторов, работавших в области военного дела. Целесообразно посвящать вечер какой-то определенной физической теме, получившей широкое отражение в военном деле. Одной из них может быть тема Инфракрасные лучи. Хотя область использования инфракрасных лучей в мирных целях постоянно расширяется сушка древесины и окрашенных кузовов автомобилей, прогревание тканей живого организма и термодиагностика, фотографирование

объектов в тумане и темноте и др все-таки более широкое применение они находят в военной технике. Исходя из этих соображений, мы решили провести в нашей школе физический вечер Инфракрасные лучи в военном деле и построить его по такому плану I. Доклады и сообщения Физика важнейшая союзница - военной техники, Невидимые лучи, Инфракрасная система связи, Теплопеленгаторы

Ракета находит, преследует и поражает цель, Инфракрасные приборы в космосе, Фотографирование в инфракрасных лучах, Можно ли видеть в темноте. II. Викторина Вопрос в шутку, ответ - всерьез. III. Просмотр кинофильма Народа верные сыны. IV. Наблюдение в темноте с помощью прибора ночного видения. Приведем краткое содержание докладов. В сообщении

Физика важнейшая союзница военной техники говорилось, что армия всегда была и остается активным потребителем достижений научно-технического прогресса. Военное дело использует успехи почти, всех отраслей знаний, но больше всего физики, причем на всех этапах его развития. Какой бы новый вид оружия ни создавал, человек, он неминуемо опирается на физические законы рождалось первое артиллерийское орудие приходилось учитывать законы движения тел снаряда, сопротивления воздуха,

расширения газов и деформаций металла создавались подводные лодки и на первое место выступили законы движения тел в жидкостях, учет архимедовой силы ставилась, задача обнаружения воздушных целей ночью, за облаками приходилось обращаться к закономерностям распространения и отражения радиоволн роль физики в военной технике еще более возросла, когда армии стали оснащаться ракетным и ядерным оружием. В докладе отмечались заслуги выдающихся русских и советских ученых

С. А. Чаплыгина, А. С. Попова, К. Э. Циолковского, С. П. Королева, с именами которых связано развитие не только различных областей науки, техники, на и военного дела. Подчеркивалась огромная роль связи, телевидения и оптики для решения военных задач. В докладе Невидимые лучи говорилось об истории открытия, свойствах и источниках инфракрасных лучей. Ставились отдельные опыты с ними обнаружение, отражение и преломление инфракрасных лучей, сигнализация 7,

с. 397. Наши органы зрения, отмечалось в этом докладе, воспринимают электромагнитные излучения с длиной волны 0,4 0,76 мкм, а диапазон длин инфракрасных волн составляет 0,76 500 мкм. Это делает их невидимыми. Свойства инфракрасных лучей в основном не отличаются от свойств видимого света. Однако у них есть характерные особенности инфракрасные лучи проходят через такие непрозрачные для видимого света материалы, лак картов, черная бумага, тонкий слой эбонита длинноволновое инфракрасное

излучение проникает даже через асфальт по сравнению с видимыми инфракрасные лучи менее подвержены поглощению и рассеянию атмосферой при наличии в ней яма, дождя, слабого тумана с помощью инфракрасных лучей можно получать изображение сравнительно мелких объектов, чего не могут дать радиоизлучения, так как их длина больше, чем инфракрасных лучей. Эти особенности и предопределили использование последних в военных целях. Хотя источником инфракрасных лучей может быть любое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля,

однако для получения их используют сильно нагретые тела, поскольку с повышением температуры интенсивность инфракрасного излучения резко возрастает. Из общего потока излучения нужную инфракрасную область спектра выделяют специальными светофильтрами. Установлено, что при нормальном накале нити электрической лампы около 90 всей лучистой энергии приходится на инфракрасные лучи. В военном деле в качестве источника инфракрасных лучей направленного действия используется лампа-фара

рис. I, представляющая собой сочетание нити накаливания с отражающим параболическим зеркалом. Ока состоит из стеклянного баллона, задняя часть которого выполнена в виде параболоида вращения 1 и изнутри покрыта слоем алюминия, нити какала 2 и цоколя 3 конструкция помещена в специальный корпус 4, имеющий спереди инфракрасный фильтр 5. Далее была продемонстрирована работе такой лампы-фары. Доклад Инфракрасная система связи посвящался применению инфракрасных лучей для создания оптической

блокировки и инфракрасного телефона. В нем подчеркивалось, что возможность осуществления этих средств связи основана на физических свойствах инфракрасных лучей прямолинейности распространения, невидимости, подчинении законам отражения и преломления. Сообщалось также о светоговорителях, применявшихся во второй мировой войне. В докладе Теплопеленгаторы говорилось о принципе действия и назначении этих устройств. Сообщалось, что с помощью теплопеленгаторов можно обнаруживать самолеты, танки, корабли и стреляющие

орудия по их тепловому излучению. Отмечалось преимущество теплопеленгаторов по сравнению с радиолокаторами, заключающееся в совершенной скрытности их действия они улавливают излучение цели, не испуская сами никаких волн. Принцип действия инфракрасных теплопеленгаторов рассматривался по схеме, изображенно на рисунке 2. Болометр 1 включается в одно из плеч измерительного моста, а в остальные резисторы R1, R2, R3, которые подбирают так, чтобы ток в диагонали моста при отсутствии излучения от цели был

равен нулю. Для регистрации тока служит чувствительный гальванометр О. При облучении болометра инфракрасными лучами его сопротивление изменяется и мост оказывается разбалансированным по гальванометру течет ток, который сигнализирует о появлении- цели в поле зрения теплопеленгатора. Рассказ сопровождался демонстрацией поиск и обнаружение цели по ее тепловому излучению при помощи модель теплопеленгатора с термосопротивлением 6, с. 102. Ракета находит, преследует и поражает цель.

Это сообщение знакомило с инфракрасной головкой самонаведения реактивного снаряда на цель в конце полета. Рассматривались физические принципы данных устройств, их преимущества по сравнению с радиолокационными. Приводились примеры высокой точности попадания в цель реактивных. Нарядов с инфракрасными головками самонаведения. Один из вариантов конструкции головки поясняла при помощи схемы, показанной на рисунки 3,На схеме изображены

I обтекатель, 2- приемник инфракрасных лучей, 3 параболическое приемное зеркало, 4 усилитель инфракрасных сигналов, 5 рули управления снаряда. Демонстрировались действующая модель следящей инфракрасной системы, изготовленная учащимися 6, с. 232 236. Инфракрасные приборы в космосе. В сообщении говорилось об инфракрасных приборах, которые могут устанавливаться на искусственных спутниках Земли для раннего обнаружения баллистических ракет.

В качестве примера приводился американский, спутник Мидас, оснащенный инфракрасной аппаратурой. Отмечалось, что последняя может обнаружить ракеты в любой точке земного шара по их инфракрасному излучению через минуту после запуска, а слежение за ракетой возможно примерно б течение 5 мин, пока работают ее двигатели. В этом плане наземные радиолокационные станции обладают значительно меньшей эффективностью в связи

с существованием радиолокационного горизонта. В докладе Фотографирование в инфракрасных лучах отмечалось, что этот процесс фотографирования не отличается от обычного, совершающегося при дневном свете. Однако требуется, чтобы объектив был изготовлен из стекла, хорошо пропускающего инфракрасные лучи, а фотопластинка чувствительна к ним для этого в ее поверхностный слой добавляют специальные вещества сенсибилизаторы.

При фотографировании с инфракрасным фильтром рассеиваемые атмосферой сине-голубые лучи, дающие обычно на пленке вуаль, задерживаются, и поэтому изображение объекта получается более четким. Фотографирование в инфракрасных лучах дает возможность распознать замаскированные объекты, что очень важно для разведки. С помощью эпидиаскопа демонстрировались фотоснимки, сделанные в инфракрасных лучах. В докладе Можно ли видеть в темноте рассматривались физические основы, принцип действия, устройство

и применение приборов ночного видения. Принципиальная схема одного Из таких приборов показана на рисунке 4. Объект 1 облучается инфракрасными лучами. Последние, отразившись от него, попадают в объектив 2 и фокусируются им на поверхности фото катода 3 электроннооптического преобразователя 4, в результате чего создается перевернутое изображение предмета. Под действием энергии инфракрасных лучей из фото катода вылетают электроны, которые ускоряются электрическим

полем на участок фото катод 3 экран 5 подается высокое напряжение порядка 15 кв При своем движении к положительно заряженному экрану электроны проходят через электронную линзу 6, которая еще раз переворачивает изображение теперь оно получается прямым по отношению к предмету. Электронный поток, попадая на люминесцентный экран, воспроизводит на нем изображение предмета. С целью увеличения последнего его рассматривают через окуляр 7.

Приборы ночного видения нашли широкое применение в военном деле в качестве прицельных устройств к стрелковому и артиллерийскому оружию используются они и при вождении автомобилей и танков ночью, а также для разведки в темноте. Снайперский ночной прицел рис. 5 предназначен для стрельбы из стрелкового оружия по различным целям ночью. В комплект входят электроннооптическое устройство 1, инфракрасный прожектор 2, источники электропитания прожектора и преоб- разователя 3, соединительный провод 4.

Данное приспособление обеспечивает ведение точной стрельбы ночью с расстояния 80 100 м. Кроме того, оно позволяет уничтожать прожекторы инфракрасных лучей, инфракрасные фары и сигнальные огни противника, а также наблюдать за кодированными сигналами связи 2, с. 140 141. В заключение доклада демонстрировался отечественный ночной стрелковой прицел НАП-1, .который был передан нашей школе одной из воинских частей.

Для рассказа о нем мы использовали материал, опубликованный в журнале Военные знания 3 за 1973 г. с. 40 41. В перерывах между сообщениями предлагались задания военной викторины Вопрос в шутку, ответ всерьез, а также демонстрировались опыты, поясняющие принцип действия некоторой оптической военной техники. Например Опыт 1. Демонстрация принципа действия автоматической фотоэлектронной охранной сигнализации на инфракрасных лучах опыт ставился по книге 6, с.

237 с некоторыми изменениями. В исполнительную цепь фотореле ФР-2, выпускаемого Главучтехпромом, последовательно с нормально замкнутой парой контактов включают звонок и электропитание. Инфракрасный поток от оптической скамьи ФОС-115 в тубус прибора вставляют инфракрасный фильтр направляют на фоторезистор реле, а затем перекрывают инфракрасный поток картонкой имитируется движение нарушителя.

При этом начинает звонить звонок. Здесь и далее в квадратных скобках указан порядковый номер книги из списка рекомендуемой литературы, приведенного в конце статьи.