Физика в военном деле

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Средняя школа 30 г. Асбеста Свердловской области РЕФЕРАТ ФИЗИКА В ВОЕННОМ ДЕЛЕ Исполнитель Сиваков Василий Александрович, учащийся 9 Д класса Руководитель Свистунова Татьяна Алексеевна, Преподаватель физики средней школы 30 г .

Асбеста Асбест 2004 Содержание Введение. В поисках идеального оружия. стр. 1. Самолеты-невидимки .стр. 2. Радиолокация стр.3. Конструкции самолетов завтрашнего дня стр. 4. Артиллерия . стр. 5. Лазеры стр. 28 Итог стр. 29 Список литературы стр. 30 Приложение . стр. 31 Введение. В поисках идеального оружия

Переиначив на военный лад старинную поговорку готовь сани летом, можно посоветовать готовь оружие в мирное время, ведь на войне будет не до этого. Этим и занято огромное количество ученых по всему миру, десятилетиями работающее над своими проектами оружия. Но ничего, кроме, пожалуй, кондитерских изделий не может быть создано без привлечения такой науки, как физики. Вопрос о создании абсолютного или чудо - оружия с давних пор терзает многих людей.

Во времена арабской экспансии это был неизвестный в Европе порох. Потом, по мере развития научных знаний и технических возможностей, появились фрегаты, вооруженные пушками, на смену которым пришли более мощные стальные крейсеры. А казавшиеся игрушками и плодами чудачества дирижабли и аэропланы стали наводить ужас на армии неприятеля. И если для бронепоездов требовались еще железные дороги, то его собрату по толщине стального панциря,

танку, было уже все равно где проехать по шоссе или по болоту. Когда появилось атомное, а затем водородное оружие, которое можно доставить в любую точку земного шара, люди, обладающие им , думали, что вот оно - вундерваффе. Но даже ядерный щит, дополненный космическим, в виде программы СОИ, не гарантировал ни 100 безопасности от нападения, ни возможности абсолютного выигрыша в случае,

если ударить первым. К тому же участь победителя если все таки ядерный конфликт произошел бы было бы выбрать одну из двух ужасных смертей или умереть в бункере от недостатка пищи, воды, воздуха и солнечного света , или умереть от радиоактивного облуче- ния. Химическое и биологическое оружия так же не являются идеальными, как показал опыт войны во Вьетнаме, да и хранить эту смерть в пробирке сложнее, чем ядерную.

По этим и другим причинам в настоящее время усиленные и активно финансируемые поиски абсолютного оружия идут в других областях. Так, например, в дельфинарии ВМФ, который находится в Казачьей бухте мыса Херсонес, проводятся углубленные исследования по мобилизации этих млекопитающих на военную службу. Сначала дельфинов учили трем вещам поиску затонувших предметов например, торпед, учили помогать водолазам во время всевозможных подводных работ подай - принеси и охране

военно-морских баз. Использование дельфинов в качестве торпед не разрабатывается, так как торпедное направление американцы уже к началу семидесятых годов сочли неперспективным. К тому же выводу пришли и наши военные. В конце семидесятых годов была разработана система патрулирования военно-морских объектов по периметру базы примерно в полукилометре друг от друга расставлялись специальные буйки доплывая до каждого буйка, дельфин - часовой мог, нажав носом на педаль, получить рыбку.

Таким образом, он обходил весь участок. Завидев водолазов - диверсантов, дельфин подплывал к ним поближе и отстреливал взрывпакет тут же включался датчик с ультразвуковым сигналом ОПАСНОСТЬ, расшифрованным учеными с языка дельфинов караульный моментально уплывал, а его подарок диверсантам взрывался. В среднем в дельфинарии обучается около пятидесяти дельфинов. В то же время начались аналогичные тренировки и с морскими котиками.

За прошедшие с тех пор годы военные дрессировщики многому могли научить своих курсантов . И, так как в этой сфере используется много новых решений с точки зрения такой науки, как физика, мы решили рассмотреть следующие интересующие нас вопросы. 1 Самолеты-невидимки Другим перспективным направлением развития военной техники является создание самолетов - невидимок. Эти самолеты движутся с помощью реактивных двигателей, в основу создания которых положен

принцип получения тяги за счт силы реакции, возникающей при отбросе от двигателя некоторой массы рабочего тела, а направление тяги и движения отбрасываемого рабочего тела противоположны. При этом величина тяги пропорциональна произведению массы рабочего тела на скорость е отброса. Так упрощнно можно описать работу реактивного двигателя, а настоящая научная теория наглости современных реактивных двигателей разрабатывалась несколько десятков лет.

И в е основе и конструкции реактивных двигателей лежат труды русских учных и изобретателей, которые в развитии реактивных двигателей и вообще в ракетной техники всегда занимали ведущее место. Конечно, к началу работ по ракетной технике в России относится к 1690г когда было построено специальное заведение при активном участии Петра 1 для производства пороховых ракет, которые гораздо ранее были использованы в древнем Китае. Тем не менее пороховые ракеты образца 1717г. благодаря своим высоким по

тому времени качествам использовались почти без изменения в течение около ста лет. А первые попытки создания авиационного реактивного двигателя следует наверно отнести к 1849 году, когда военный инженер И.М. Третесский предложил для передвижения аэростата использовать силу реактивной струи сжатого газа. В 1881 Кибальчич разработал проект летательного аппарата тяжелее воздуха с реактивным двигателем. Конечно, это были первые попытки использовать силу реактивной струи для летательных аппаратов,

а конечно Н. Е. Жуковский, отец русской авиации, впервые разработавший основные вопросы теории реактивного движения, является по праву основоположником этой теории. Труды Российских и советских учных и конструкторов, вместе с трудами наших выдающихся соотечественников Н.Е.Жуковского, К.Э.Циолковского, В.В.Уварова, В.П.Мишина и многих других являются основой современной реактивной техники, что позволило создать высокоскоростные

истребители, тяжлые транспортные самолты типа Руслан, сверхзвуковой лайнер Ту- 144, ракетоноситель Энергия и орбитальную станцию Мир и многое другое, что является славной историей и гордостью России. В основе современных мощных реактивных двигателей различных типов лежит принцип прямой реакции, т.е. принцип создания движущей силы или тяги в виде реакции отдачи струи вытекающего из двигателя рабочего

вещества, обычно - раскалнных газов. Рассмотрим этот процесс применительно к реактивным двигателям. Начнем с камеры сгорания двигателя, в котором тем или иным способом, зависящим от типа двигателя и рода топлива, уже создана горючая смесь. Это может быть, например, смесь воздуха с керосином, как в турбореактивном двигателе современного реактивного самолта, или же смесь жидкого кислорода со спиртом, как в некоторых жидкостных ракетных двигателях, или, наконец, какое-нибудь тврдое топливо пороховых

ракет. Горючая смесь может сгорать, т.е. вступать в химическую реакцию с бурным выделением энергии в виде тепла. Способность выделять энергию при химической реакции, и есть потенциальная химическая энергия молекул смеси. Химическая энергия молекул связана с особенностями их строения, точнее, строения их электронных оболочек, т.е. того электронного облака, которое окружает ядра атомов, составляющих молекулу. В результате химической реакции, при которой одни молекулы разрушаются, а другие возникают, происходит,

естественно, перестройка электронных оболочек. В этой перестройке минус является источником выделяющейся химической энергии. Видно, что топливами реактивных двигателей могут служить лишь такие вещества, которые при химической реакции в двигателе сгорании выделяют достаточно много тепла, а также образуют при этом большое количество газов. Все эти процессы происходят в камере сгорания, но остановимся на реакции не на молекулярном уровне это уже рассмотрели выше, а на фазах работы.

Пока сгорание не началось, смесь обладает большим запасом потенциальной химической энергии. Но вот пламя охватило смесь, ещ мгновение - и химическая реакция закончена. Теперь уже вместо молекул горючей смеси камеру заполняют молекулы продуктов горения, более плотно упакованные. Избыток энергии связи, представляющей собой химическую энергию прошедшей реакции сгорания, выделился. Обладающие этой избыточной энергией молекулы почти мгновенно передали е другим молекулам и атомам в

результате частых столкновений с ними. Все молекулы и атомы в камере сгорания стали беспорядочно, хаотично двигаться со значительно более высокой скоростью, температура газов возросла. Так произошел переход потенциальной химической энергии топлива в тепловую энергию продуктов сгорания. Подобных переход осуществлялся и во всех других тепловых двигателях, но реактивные двигатели принципиально отличаются от них в отношении дальнейшей судьбы раскалнных продуктов сгорания.

После того, как в тепловом двигателе образовались горячие газы, заключающие в себя большую тепловую энергию, эта энергия должна быть преобразована в механическую. Ведь двигатели для того и служат, чтобы совершать механическую работу, что-то двигать, приводить в действие, все равно, будь то динамо-машина, электростанции, тепловоз, автомобиль или самолт. Чтобы тепловая энергия газов перешла в механическую, их объм должен возрасти.

При таком расширении газы и совершают работу, на которую затрачивается их внутренняя и тепловая энергия. В случае поршневого двигателя расширяющиеся газы давят на поршень, движущийся внутри цилиндра, поршень толкает шатун, а тот уже вращает коленчатый вал двигателя. Вал связывается с ротором динамомашины, ведущими осями тепловоза или автомобиля или же воздушным винтом самолта - двигатель совершает полезную работу. В паровой машине, или газовой турбине газы, расширяясь,

заставляют вращать связанное с валом турбиной колесо - здесь отпадает нужда в передаточном кривошипно-шатунном механизме, в чем заключается одно из больших преимуществ турбины Расширяются газы, конечно, и в реактивном двигателе, ведь без этого они не совершают работы. Но работа расширения в том случае не затрачивается на вращение вала, связанного с приводным механизмом, как в других тепловых двигателях. Назначение реактивного двигателя иное - создавать реактивную тягу,

а для этого необходимо, чтобы из двигателя вытекала наружу с большой скоростью струя газов - продуктов сгорания сила реакции этой струи и есть тяга двигателя. Следовательно, работа расширения газообразных продуктов сгорания топлива в двигателе должна быть затрачена на разгон самих же газов. Это значит, что тепловая энергия газов в реактивном двигателе должна быть преобразована в их кинетическую энергию - беспорядочное хаотическое тепловое движение молекул должно

замениться организованным их течением в одном, общем для всех направлении. Для этой цели служит одна из важнейших частей двигателя, так называемое реактивное сопло. К какому бы типу не принадлежал тот или иной реактивный двигатель, он обязательно снабжен соплом, через которое из двигателя наружу с огромной скоростью вытекают раскалнные газы - продукты сгорания топлива в двигателе. В одних двигателях газы попадают в сопло сразу же после камеры сгорания, например, в ракетных

или прямоточных двигателях. В других, турбореактивных газы сначала проходят через турбину, которой отдают часть своей тепловой энергии. Она расходует в этом случае для приведения в движение компрессора, служащего для сжатия воздуха перед камерой сгорания. Но, так или иначе, сопло является последней частью двигателя - через него текут газы, перед тем как покинуть двигатель. Реактивное сопло может иметь различные формы, и, тем более, разную конструкцию в зависимости от типа

двигателя. Главное заключается в той скорости, с которой газы вытекают из двигателя. Если эта скорость истечения не превосходит скорости, с которой в вытекающих газах распространяются звуковые волны, то сопло представляет собой простой цилиндрический или суживающий отрезок трубы. Если же скорость истечения должна превосходить скорость звука, то соплу придается форма расширяющейся трубы или же сначала суживающейся, а за тем расширяющейся сопло

Лавля. Только в трубе такой формы, как показывает теория и опыт, можно разогнать газ до сверхзвуковых скоростей, перешагнуть через звуковой барьер. Однако этот могучий ствол, принцип прямой реакции, дал жизнь огромной кроне генеалогического дерева семьи реактивных двигателей. Чтобы познакомиться с основными ветвями его кроны, венчающей ствол прямой реакции. Вскоре, как можно видеть по рисунку см. ниже, этот ствол делится на две части, как бы расщепленный

ударом молнии. Оба новых ствола одинаково украшены могучими кронами. Это деление произошло по тому, что все химические реактивные двигатели делятся на два класса в зависимости от того, используют они для своей работы окружающий воздух или нет. Один из вновь образованных стволов - это класс воздушно-реактивных двигателей ВРД. Как показывает само название, они не могут работать вне атмосферы.

Вот почему эти двигатели - основа современной авиации, как пилотируемой, так и беспилотной. ВРД используют атмосферный кислород для сгорания топлива, без него реакция сгорания в двигателе не пойдет. Но все же в настоящее время наиболее широко применяются турбореактивные двигатели ТРД, устанавливаемые почти на всех без исключения современных самолтах. Как и все двигатели, использующие атмосферный воздух,

ТРД нуждаются в специальном устройстве для сжатия воздуха перед его подачей в камеру сгорания. Ведь если давление в камере сгорания не будет значительно превышать атмосферное, то газы не станут вытекать из двигателя с большей скоростью - именно давление выталкивает их наружу. Но при малой скорости истечения тяга двигателя будет малой, а топлива двигатель будет расходовать много, такой двигатель не найдт применения. В ТРД для сжатия воздуха служит компрессор, и конструкция двигателя

во многом зависит от типа компрессора. Существует двигатели с осевым и центробежным компрессором, осевые компрессоры могут иметь спасибо за пользование нашей системой меньшее или большее число ступеней сжатия, быть одно-двухкаскадными и т.д. Для приведения во вращение компрессора ТРД имеет газовую турбину, которая и дала название двигателю. Из-за компрессора и турбины конструкция двигателя оказывается весьма сложной.

Значительно проще по конструкции безкомпрессорные воздушно-реактивные двигатели, в которых необходимое повышение давления осуществляется другими способами, которые имеют названия пульсирующие и прямоточные двигатели. В пульсирующем двигателе для этого служит обычно клапанная рештка, установленная на входе в двигатель, когда новая порция топливно-воздушной смеси заполняет камеру сгорания и в ней происходит вспышка, клапаны закрываются, изолируя камеру сгорания от входного отверстия двигателя.

Вследствие того давление в камере повышается, и газы устремляются через реактивное сопло наружу, после чего весь процесс повторяется. В бескомпрессорном двигателе другого типа, прямоточном, нет даже и этой клапанной рештки и давление в камере сгорания повышается в результате скоростного напора, т.е. торможения встречного потока воздуха, поступающего в двигатель в полте. Понятно, что такой двигатель способен работать только тогда, когда летательный аппарат уже летит с

достаточно большой скоростью, на стоянке он тяги не разовьет. Но зато при весьма большой скорости, в 4-5 раз большей скорости звука, прямоточный двигатель развивает очень большую тягу и расходует меньше топлива, чем любой другой химический реактивный двигатель при этих условиях. Вот почему прямоточные двигатели. Особенность аэродинамической схемы сверхзвуковых летательных аппаратов с прямоточными воздушно-реактивными двигателями

ПВРД обусловлена наличием специальных ускорительных двигателей, обеспечивающих скорость движения, необходимую для начала устойчивой работы ПРД. Это утяжеляет хвостовую часть конструкции и для обеспечения необходимой устойчивости требует установки стабилизаторов. Первый испытательный полет такого истребителя состоялся в июне 1981 года. При его постройке широко применялись токопроводящие композиты сверхпрочные пластики, армированные углеродными волокнами, поглощающие радиоволны.

Сконструирован самолет - невидимка так, что все участки его поверхности гасят сигналы радаров применена специальная ячеистая структура поверхности, благодаря чему радиоволны практически полностью поглощаются ею. В результате формой самолет напоминает электрического ската, а все это сделало его невидимым для систем ПВО противника. Первый самолет - невидимка был изготовлен фирмой Локхид и получил обозначение F - 117 A. Программа же по производству самолетов невидимок носит название

Стелс . Но летающих скатов производит не только Локхид , на заводе в Палм-дейли, где изготавливаются все невидимки, воплотили в металле и пластики бомбардировщик В - 2 фирмы Нортроп . Нортроп тоже участвует в программе Стелс . Но хотя эти модели F - 117 A и В - 2 могут и хорошо защищаться, и нападать новейшая компьютерная ударно - навигационная система приборы ночного видения кошачьи глаза различные цели на удалении 12 километров

, сверхточная лазерная система наведения бомб, способность нести все виды тактического вооружения - от управляемых ракет воздух - воздух до ядерных зарядов весом 900 кг, 2. Радиолокация Радиолокация - область науки и техники, предмет которой - наблюдение различных объектов целей радиотехническими методами их обнаружение, распознавание, определение их координат и скорости и др. Различают активную и пассивную радиолокации.

При активной радиолокации объект облучается радиоволнами, посылаемыми РЛС, в результате чего возникают сигналы от объекта. Активная радиолокация, в свою очередь, подразделяется на радиолокацию с пассивным и активным ответами. При радиолокации с пассивным ответом обнаружение производят по сигналу, отраженному от объекта после облучения его электромагнитными волнами. В этом случае сигнал, излучаемый

РЛС, называют зондирующим, а сигнал, приходящий от цели отраженным или эхо-сигналом. Значение отраженного сигнала зависит от отражающих свойств объекта. При радиолокации с активным ответом обнаружение производят по сигналу, ретранслированному объектом. При этом прямой сигнал называют запросным, а сигнал приходящий от цели ответным. Ретрансляционную аппаратуру, находящуюся на объекте, именуют ответчиком.

Интенсивность ответного сигнала зависит от мощности установленного на объекте ретрансляционного передатчика. Дальность действия этих РЛС намного больше дальности действия РЛС с пассивным ответом. Однако такие РЛС могут работать только со своими объектами. Их в основном используют для сопровождения ракет и других объектов, обладающих слабыми отражающими свойствами, а также для опознавания своих объектов.

Пассивная радиолокация основана на приме собственного радиоизлучения объектов. РЛС с пассивной радиолокацией не имеет передатчика. Она имеет лишь направленную примную антенну, улавливающую излучения объекта, примник, усиливающий принятые радиосигналы, и устройства, с помощью которых происходят регистрация и анализ этих сигналов. Такие РЛС используют для исследования явлений, происходящих в космическом пространстве радиотелескопы,

а также для определения местоположения кораблей и самолетов по радиомаякам радиопеленгация. Основной является активная радиолокация, которая в дальнейшем именуется просто радиолокацией. В радиолокации применяют РЛС с непрерывным и импульсным излучением энергии. Еще А.С. Попов заметил, что радиоволны имеют способность отражаться. На этом и основан принцип действия радиолокационной станции.

Мощный луч радиолокационного передатчикам фокусируется большой антенной в направлении исследуемого объекта, фиксируется и изучается отраженный радиосигнал, на основе чего делаются выводы о тех или иных характеристиках объекта. Первые работы по созданию радиолокационных систем начались в нашей стране в середине 30-х годов. Впервые идею радиолокации высказал научный сотрудник Ленинградского электрофизического института ЛЭФИ П.

К. Ощепков еще в 1932 году. Позднее он же предложил идею импульсного излучения. 16 января 1934 года в Ленинградском физико-техническом институте ЛФТИ под председательством академика А. Ф. Иоффе состоялось совещание, на котором представители ПВО РККА поставили задачу обнаружения самолетов на высотах до 10 и дальности до 50 км в любое время суток и в любых погодных условиях. За работу взялись несколько групп изобретателей и ученых.

Уже летом 1934 года группа энтузиастов, среди которых были Б. К. Шембель, В.В. Цимбалин и П. К. Ощепков, представила членам правительства опытную установку. Проект получил необходимое финансирование и в 1938 году был испытан макет импульсного радиолокатора, который имел дальность действия до 50 км при высоте цели 1,5 км. Создатели макета Ю. Б. Кобзарев, П. А. Погорелко и

Н. Я. Чернецов в 1941 году за разработку радиолокационной техники были удостоены Государственной премии СССР. Дальнейшие разработки были направлены в основном на увеличение дальности действия и повышение точности определения координат. Станция РУС- 2 принятая летом 1940 года на вооружение войск ПВО не имела аналогов в мире по своим техническим характеристикам, она сослужила хорошую службу во время

Великой Отечественной войны при обороне Москвы от налетов вражеской авиации. После войны перед радиолокационной техникой открылись новые сферы применения во многих отраслях народного хозяйства. Без радаров теперь немыслимы авиация и судовождение. Радиолокационные станции исследуют планеты Солнечной системы и поверхность нашей Земли, определяют параметры орбит спутников и обнаруживают скопления грозовых облаков.

Определение координат цели радаром производится с учетом выбранной системы координат. Выбор той или иной системы координат связан со сферой применения радиолокационной установки рис. 1. Например, наземная радиолокационная станция РЛС наблюдения за воздушной обстановкой измеряет три координаты цели азимут, угол места и наклонную дальность полярная система координат. Различают два основных режима работы РЛС режим обзора сканирования пространства и режим слежения за

целью. В режиме обзора луч РЛС по строго определенной системе просматривает все пространство или заданный сектор. Антенна, например, может медленно поворачиваться по азимуту и в то же время быстро наклоняться вверх и вниз, сканируя по углу места. В режиме слежения антенна все время направлена на выбранную цель, и специальные следящие системы поворачивают ее вслед за движущейся целью. Удаленность того или иного объекта определяется по запаздыванию отраженного сигнала относительно излучаемого.

Запаздывание сигнала очень мало, поскольку радиоволны распространяются со скоростью, близкой к скорости света 300 000 кмс. Действительно, для самолета, находящегося на расстоянии 3 км от РЛС, запаздывание сигнала составит всего 20 мкс. Такой результат, получается, из-за того, что радиоволна проходит путь в обоих направлениях, к цели и обратно, так что общее расстояние, пройденное волной, составит 6 км. Однако при радиолокации Марса, успешно проведенной в начале 60-х годов, задержка сигнала составила

около 11 мин, а это время малым назвать нельзя. Современная вычислительная техника способна с высокой точностью обрабатывать сигналы с ничтожным временем запаздывания, поэтому с помощью радаров можно регистрировать объекты, расположенные как на больших, так и на малых расстояниях от наблюдателя. Существует единственное существенное ограничение применения радаров в целях сверхдальних наблюдений - это ослабление сигнала. Если сигнал проходит большое расстояние, то он частично рассеивается, искажается

и ослабевает и выделить его в приемнике из собственных шумов приемника и шумов иного происхождения зачастую крайне затруднительно. в свободном пространстве. Ослабление сигнала при радиолокации вполне поддается расчету, который основан на простых физических соображениях. Если в какой - то точке излучается мощность Р, то поток мощности через единичную площадку, находящуюся на расстоянии R , будет пропорционален Р4R2. В знаменателе стоит площадь сферы радиусом

R, окружающей источник. Таким образом, при обычной радиосвязи мощность, принятая антенной, обратно пропорциональна квадрату расстояния. Этот закон - закон сферической расходимости пучка энергии - выполняется всегда при распространении волн в свободном пространстве. Даже если сконцентрировать излучаемую мощность в узкий луч и поток энергии возрастет в несколько раз, этот коэффициент называется коэффициентом направленного действия антенны,

КНД, квадратичная зависимость от расстояния сохранится. Но в радиолокации радиосигнал преодолевает двойные расстояния, а сама облучаемая цель рассеивает энергию по всем направлениям, и если облучающий цель поток энергии ослабевает обратно пропорционально R2, то приходящий к приемнику рассеянный поток еще ослабляется во столько же раз и оказывается обратно пропорциональным R4. Это означает, что для повышения дальности действия

РЛС в два раза при прочих равных условиях мощность ее передатчика надо повысить в 16 раз. Столь высокой ценой достигаются высокие характеристики современных РЛС. Стремление увеличить дальность действия привело к тому, что радиолокация, как и многие другие области техники, пережила эпоху гигантомании. Создавались все более мощные магнетроны, антенны все больших размеров, устанавливавшиеся на гигантских поворотных платформах.

Мощность РЛС достигла 10 и более мегаватт в импульсе. Более мощные передатчики создавать было уже физически невозможно резонаторы и волноводы не выдерживали высокой напряженности электромагнитного поля, в них происходили неуправляемые разряды. Появились данные и о биологической опасности высококонцентрированного излучения РЛС у людей проживающих вблизи РЛС наблюдались заболевания кроветворной системы, воспаленные лимфатические

узлы. Со временем появились нормы на предельную плотность потока СВЧ энергии, допустимые для работы человека кратковременно допускается до 10 мВтсм2. Новые требования, предъявляемые к РЛС, привели к разработке совершенно новой техники, новых принципов радиолокации. В настоящее время на современных РЛС импульс посылаемый станцией представляет собой сигнал, закодированный по весьма сложному алгоритму наиболее распространен код

Баркера, позволяющий получать данные повышенной точности и ряд дополнительных сведений о наблюдаемой цели. С появлением транзисторов и вычислительной техники мощные мегаваттные передатчики ушли в прошлое. На их смену пришли сложные системы РЛС средней мощности объединенные посредством ЭВМ. Благодаря внедрению информационных технологий стала возможна синхронная автоматическая работа нескольких РЛС. Радиолокационные комплексы постоянно совершенствуются, находят новые сферы применения.

Однако есть еще масса неизученного, поэтому эта область науки еще долго будет интересна физикам, математикам, радиоинженерам будет объектом серьезных научных работ и изысканий. Радиолокационные системы имеют следующие преимущества перед визуальными работа РЛС не зависит от наличия оптической видимости и эффективна не только в дневные, но и в ночные часы, в тумане, при дожде и снегопаде. Они обеспечивают большую дальность действия и точность измерения координат

цели. Они являются днем сегодняшним, а может быть и вчерашним. 3. Конструкции самолетов завтрашнего дня Конструкции завтрашнего дня замечены американскими фермерами в небе штатов Калифорния и Невада. В основном это два типа аппаратов, очень различающихся, но изготовленных оба по технологии Стелс . Первый, прозванный пульсатором т.к. его полет сопровождается характерным громким гулом, тембр которого время от времени изменяется, звук пульсирует с низкой частотой около 1

Гц. появился в июле 1989 года и преодолел за 6 минут расстояние в 560 км, в другой раз его заметили, когда за 20 секунд он переместился по небу на 70 градусов т.е. скорость является гиперзвуковой 4000 кмч и более . Летают пульсаторы на большой высоте и резко меняют направление. По мнению экспертов на пульсаторе стоят комбинированные двигатели НАСА для аэрокосмического самолета В обычном турбореактивном двигателе, прежде чем смешиваться с горючим,

воздух сжимается комп рессором полное сгорание повышает мощность и эффективность конструкции. Однако уже при скорости порядка 2М две скорости звука встречное давление воздуха так велико, что компрессор практически не нужен. А при скорости 6М набегающий поток благодаря ударной волне сжимается в сто раз, то есть можно включать прямоточное устройство. Расчеты показали, что оно сможет разогнать самолет до скорости порядка 16М После чего прямоточка должна будет уступить место ракетной силовой установке.

Однако до сих пор сложной проблемой было зажигание топливно - воздушной смеси. В сверхзвуковом потоке воздух пролетает через камеру сгорания настолько быстро, что химическая реакция воспламенения топлива длится всего одну милисекунду. Это являлось камнем преткновения прямоточек , работающих на керосине или спирте. Использование же охлажденного до жидкого состояния водорода резко меняет ситуацию.

КПД двигателя на гремучем газе существенно выше традиционного именно из-за его использования пульсаторы при полете так грохочут . Уже сейчас проведены успешные испытания этого типа двигателя на скоростях до 7М, а суперкомпьютеры проиграли его поведение вплоть до 20М. Другой конструкцией завтрашнего дня, созданной по технологии Стелс , является так называемый летающий треугольник .

Если для пульсатора актуален лозунг быстрее, выше, сильнее, то для треугольника ниже, тише, незаметнее. Впервые их заметили поздними майским вечером 1990 года в районе авиабазы Эдварс в штате Невада, когда летающий треугольник с большой скоростью, но совершенно бесшумно перемещался в небе. Схема размещения бортовых огней у треугольников - одиночные янтарно - желтые под законцовками крыльев и красный в носовой части аналогично примененной на

F - 117 A. Бесшумность летающих треугольников что в общем - то заложено в основу программы Стелс по мнению авиаспециалистов связано с применением нового топлива. 4. Пушки. Поиски абсолютного оружия могут приводить к новым точкам зрения относительно уже, казалось бы, давно известных боевых систем. Пушки в различных разновидностях известны также с древних времен, но идея Жюля Верна об использовании суперпушек для достижения больших высот, является актуальной и

сегодня. В середине 60 - х годов Джеральд Бюлль, являясь директором канадского института космических исследований, заинтересовал этой проблемой канадское и американское правительства и получил от них поддержку. Используя орудия калибром 40,6 см, снятые с линейных кораблей периода второй мировой войны он собрал три опытные пушки. Самая крупная - более 50 м в длину. Они и сейчас стоят на своих заброшенных полигонах - на острове

Барбадос, под Юмой в Аризоне и вблизи Хайуотера в Канаде. Из этих относительно примитивных орудий по сравнению с теми, которые он мечтал создать Бюлль отправлял снаряды весом до 2 тонн на оставшуюся до сих пор рекордную высоту - 180 км. По сути он выводил спутники на невысокую околоземную орбиту. Гигантские орудия не имели традиционных лафетов - вместо них

Бюлль использовал специальные котлованы. Подобную идею он перенял от малоизвестного германского орудия возмездия ФАУ - 3. Несмотря на то, что испытания на Барбадосе проходили успешно, в 1967 году они прекратились - бурное развитие ракетной техники ослабило интерес Пентагона к суперпушкам, и связанную с ними программу просто перестали финансировать. Долгие поиски поддержки в финансировании своей идеи привели

Джеральда Бюлля в 1986 году к тому, что он был принят на службу иракским правительством в качестве советника по воуружениям. Саддам Хусейн очень заинтересовался предложением гения артиллерии, т.к. он получал оружие, которое можно было бы использовать как против Ирака, так и против Израиля. Ведь еще в 1964 году бюллевская пушка с острова Барбадос стреляла на 400 км. Трехступенчатые же ракеты

Martlet - 4 одна из последних разработок Бюлля , выстреливаемые подобно снаряду из суперпушки и включаемые на определенной высоте, должны были поражать цели, удаленные на несколько тысяч километров. Поэтому на территории Северного Ирака построили предварительно небольшую суперпушку и про извели из нее экспериментальные стрельбы - она располагалась горизонтально, и била настильным огнем просто по горному склону. Следующим шагом должен быть монтаж уже двух гигантских стволов

Большого Вавилона . Длина суперпушки должна была составлять 160 м, диаметр ствола 1м. Но с данными отношениями длины ствола к калибру оружия такая пушка традиционной конструкции не смогла бы выполнять своих задач отношение ствола орудия к калибру обычно от 40 до 70, а у гаубиц - от 20 до 40 . Это вытекает из принципа действия орудийного ствола первичное ускорение снаряд получает под действием ударной волны, образующейся при воспла менении метательного вещества разгоняющего заряда , а далее на

снаряд давят газы - продукты горения этого вещества. К выходному отверстию их давление постепенно снижается. Поэтому ствол не может быть как угодно длинным - в какой - то момент трение между снарядом и стенками канала ста нет больше, чем воздействие газов. Существуют так же пределы, касающиеся дальности стрельбы в зависимости от мощности разгоняющего заряда. Они связаны тем, что скорость воспламенения современных

метательных веществ значительно ниже скорости распространения ударной волны. Поэтому с увеличением массы заряда, еще до его полного сгорания, снаряд может вылететь из ствола. Самыми крупными орудиями навесного огня были германская пушка вре мен первой мировой войны Большая Берта калибр 42 см , а также ее более поздний аналог - Тор 60 см и Дора 80 см а самым дальнобойным наземным орудием считается немецкая пушка

Колоссаль которая обстреливала в первую мировую войну Париж, она имела калибр 21 см и посылала снаряды почти на 120 км. Но на таких дистанциях применение авиабомб и ракет оказалось намного эффективнее. Бюлль, решая задачу увеличения дальности стрельбы, взял идею немцев о расположении в стволе дополнительных последовательно воспламеняемых зарядов испытывался для обстрела

Лондона во время второй мировой войны . Но для этого необходимо воспламенять промежуточные заряды точно в нужный момент. Бюлль решил проблемму синхронизации с помощью прецизионных конденсаторов точность последовательных воспламенений с погрешностью в пикосекунды . Воспламеняющиеся устройства срабатывали по команде пневматических датчи ков, реагирующих на изменение давления при прохождении снаряда по каналу ствола. Были придуманы еще другие различные хитроумные механизмы. в 160 - метровом стволе

Большого Вавилона предполагалось разместить 15 промежуточных зарядов они обеспечили бы снаряду, вылетающему из пушки, начальную скорость примерно 2400 мс. Таким образом снаряд разгоняется до скорости распространения горящей газо - пороховой смеси промежуточного заряда Эта скорость зависит от состава и плотности газов в стволе . Но и это не явилось пределом, т.к. Бюлль разработал пушку стреляющую не только обычными снарядами,

но и ракетами именно так конструктор собирался запускать спутники на околоземную орбиту . Неизвестно как - бы разворачивались события в Персидском заливе в начале 1991 года, когда войска антииракской коалиции имели превосходство, имей Саддам Хусейн в своем распоряжении секретное оружие. Создать окончательно детище Бюлля помешали таможенные службы Великобритании, а также загадочное убийство Джеральда

Бюлля в предместии Брюсселя. 5. Лазеры. Идея использовать лазеры и лазерное излучение в военных целях стали бродить в умах практически сразу же после открытия этих источников кгерентного излучения. Сначала, как самое простое, пытались использовать лазерное излучение для прожигания брони, но особого успеха добиться здесь не удалось. Хорошие результаты получены в применении лазеров для прицелов и для наведения управляемых ракет и снарядов на поражаемый объект.

Рентгеновские лазеры собирались использовать в системе ПРО для уничтожения пусковых установок и ракет на начальном участке полета. Но самые перспективные результаты применения источников когерентного излучения и голографии которая также основывается налазерном излучении были получены для обнаружения военных объектов на зеленой и морской поверхности из космоса со спутников - шпионов.

Важно, однако, не только увидеть что - то, но и знать точно что это. Для этого используется система голографичес кого распознавания образов предварительно на земле записывают голограмму с информацией о виде объектов, за которыми будет установлен контроль затем запускают спутник с голограммой и аппаратурой распознавания. Находясь на орбите, спутник - шпион сканирует земную или водную поверхность в зависимости от того, где он пролетает и, если в его поле зрения попадает что -

нибудь, что есть в его голографической памяти , то срабатывает автоматика в зависимости от того куда направляется информация на землю или записывается в память компьютера например, подводная лодка типа Трайдент квадрат 36 - 80 или укажет географические координаты сегодняшняя дата 15 декабря 1991 года. Итог. В мире создано столько видов различного оружия, что для того, чтобы описать принципы строения каждого из них, не хватит и тысячи рефератов. Надеюсь, что хоть как-то прояснил те вопросы, ответы на

которые вы сможете найти в этом реферате. Список литературы 1. Журнал Зарубежное военное обозрение 1-5 1991 г. 2. А.Акаев Оптические электронные машины М. 1986 г. 3. Альманах журнала Вокруг света 1991 г. Приложение. Рисунок 1. Типы реактивных двигателей. Рис.1. Система координат обзорной

РЛС - угол места угол азимута, R наклонная дальность