A legtöbb olvasó jól ismeri a "lézer" fogalmát, amelyet az angol "lézer" -ből (fényerősítés stimulált sugárzás -kibocsátással) alakítottak ki. A 20. század közepén feltalált lézerek alaposan beléptek az életünkbe, annak ellenére, hogy a modern technológia területén végzett munkájuk gyakran láthatatlan az egyszerű emberek számára. A technológia fő népszerűsítője a tudományos -fantasztikus könyvek és filmek lettek, amelyekben a lézerek a jövő harcosainak felszerelésének szerves részévé váltak.
A valóságban a lézerek nagy utat jártak be, főleg felderítő és célmegjelölő eszközként használják őket, és csak most kellene a harctér fegyverévé tenni a helyüket, esetleg gyökeresen megváltoztatva annak megjelenését és a harci járművek megjelenését.
Kevésbé ismert a "maser" fogalma - a centiméteres tartományban (mikrohullámok) koherens elektromágneses hullámok kibocsátója, amelynek megjelenése megelőzte a lézerek létrehozását. És nagyon kevesen tudják, hogy van egy másik típusú koherens sugárzás - „saser”.
A hang "sugara"
A "saser" szó a "lézer" szóhoz hasonlóan képződik - a hang erősítése a sugárzás stimulálása által, és egy bizonyos frekvenciájú koherens hanghullámok generátorát jelöli - akusztikus lézert.
Ne tévessze össze a saser -t az "audio spotlámpával" - az irányított hangfolyamok létrehozásának technológiájával, példaként említhetjük Joseph Pompey fejlődését a Massachusetts Institute of Technology "Audio Spotlight" -ból. Az "Audio Spotlight" audio reflektor ultrahang tartományban hullámokat bocsát ki, amelyek nemlineárisan kölcsönhatásba lépve a levegővel megnövelik hanghosszukat. Az audio kivetítő sugárhossza akár 100 méter is lehet, azonban a hangintenzitás gyorsan csökken.
Ha a lézerekben fénykvantumok - fotonok keletkeznek, akkor a saserekben a fononok játszanak szerepet. A fotonokkal ellentétben a fonon kvázi részecske, amelyet Igor Tamm szovjet tudós vezetett be. Technikailag a fonon a kristályatomok rezgésmozgásának kvantuma vagy egy hanghullámhoz kapcsolódó energiakvantum.
„A kristályos anyagokban az atomok aktívan kölcsönhatásba lépnek egymással, és nehéz olyan termodinamikai jelenségeket tekinteni, mint az egyes atomok rezgései bennük - egymillió egymással összekapcsolt lineáris differenciálegyenlet hatalmas rendszereit kapjuk, amelyek elemzési megoldása lehetetlen. A kristály atomjainak rezgéseit felváltja egy hanghullám -rendszer terjedése az anyagban, amelynek kvantumai fononok. A fonon a bozonok számához tartozik, és a Bose - Einstein statisztika írja le. A fononok és az elektronokkal való kölcsönhatásuk alapvető szerepet játszik a szupravezetők fizikájának, a hővezetési folyamatoknak és a szilárd anyagok szórási folyamatainak modern fogalmaiban."
Az első szárnyakat 2009-2010 között fejlesztették ki. A tudósok két csoportja bemutatta a lézersugárzás megszerzésének módszereit - fononlézert használva optikai üregekben és fononlézert elektronikus kaszkádokon.
A Kaliforniai Technológiai Intézet (USA) fizikusai által tervezett prototípusú optikai rezonátor szárítógép egy pár szilícium optikai rezonátort használ tori formában, külső átmérője körülbelül 63 mikrométer, belső átmérője 12, 5 és 8, 7 mikrométer, amelybe lézersugarat táplálnak. A rezonátorok közötti távolság megváltoztatásával lehetőség van e szintek frekvenciakülönbségének beállítására, hogy az megfeleljen a rendszer akusztikus rezonanciájának, ami 21 megahertzes frekvenciájú lézersugárzás kialakulását eredményezi. A rezonátorok közötti távolság megváltoztatásával megváltoztathatja a hangsugárzás frekvenciáját.
A Nottinghami Egyetem (Egyesült Királyság) tudósai az elektronikus kaszkádokon megalkották a szárny prototípusát, amelyben a hang áthalad egy többrétegű gallium -arzenid és alumínium félvezető rétegeket tartalmazó szuperrácson. A fononok lavinaként halmozódnak fel további energia hatására, és sokszor tükröződnek a szuperrácsos rétegekben, amíg el nem hagyják a szerkezetet, körülbelül 440 gigahertzes frekvenciájú saser sugárzás formájában.
A Sasers várhatóan forradalmasítja a mikroelektronikát és a nanotechnológiát, hasonlóan a lézerekhez. A terahertzes frekvenciájú sugárzás megszerzésének lehetősége lehetővé teszi a szélvédők nagy pontosságú mérésekhez történő felhasználását, a makro-, mikro- és nanoszerkezetek háromdimenziós képeinek megszerzését, a félvezetők optikai és elektromos tulajdonságainak magas szintű megváltoztatását. sebesség.
A saserek alkalmazhatósága a katonai területen. Érzékelők
A harci környezet formátuma határozza meg a leghatékonyabb érzékelők típusának megválasztását minden esetben. A légi közlekedésben a felderítőberendezések fő típusa a radarállomások (radarok), milliméteres, centiméteres, deciméteres és akár méteres (földi radarok esetén) hullámhosszakat használva. A szárazföldi harctér megnövelt felbontást igényel a cél pontos azonosításához, ami csak felderítéssel érhető el az optikai tartományban. Természetesen a radarokat a földi technológiában is használják, valamint az optikai felderítő eszközöket is használják a repülésben, de ennek ellenére a torzítás egy bizonyos hullámhossz -tartomány elsőbbségi használata mellett, a harci környezet formátumától függően, meglehetősen nyilvánvaló.
A víz fizikai tulajdonságai jelentősen korlátozzák a legtöbb elektromágneses hullám terjedési tartományát az optikai és radar tartományban, míg a víz lényegesen jobb feltételeket biztosít a hanghullámok áthaladásához, ami a tengeralattjárók fegyvereinek felderítéséhez és irányításához (PL) vezetett és felszíni hajók (NK) abban az esetben, ha az utóbbiak víz alatti ellenséggel harcolnak. Ennek megfelelően a hidroakusztikus komplexek (SAC) a tengeralattjárók felderítésének fő eszközeivé váltak.
Az SAC aktív és passzív módban egyaránt használható. Aktív módban az SAC modulált hangjelet bocsát ki, és az ellenséges tengeralattjárótól visszavert jelet fogad. A probléma az, hogy az ellenség sokkal tovább képes észlelni a SAC -ból érkező jelet, mint maga az SAC fogja a visszavert jelet.
Passzív módban a SAC "hallgat" egy tengeralattjáró vagy ellenséges hajó mechanizmusaiból származó zajokat, és elemzésük alapján észleli és osztályozza a célpontokat. A passzív mód hátránya, hogy a legújabb tengeralattjárók zaja folyamatosan csökken, és összehasonlíthatóvá válik a tenger háttérzajával. Ennek eredményeként az ellenséges tengeralattjárók észlelési tartománya jelentősen csökken.
Az SAC antennák összetett formájú, szakaszos diszkrét tömbök, amelyek több ezer piezo-kerámia vagy száloptikai jelátalakítóból állnak, amelyek akusztikus jeleket szolgáltatnak.
Képletesen szólva a modern SAC -kat össze lehet hasonlítani a katonai repülésben használt passzív fázisú antenna tömbökkel (PFAR) rendelkező radarokkal.
Feltételezhető, hogy a szárnyak megjelenése ígéretes SAC -k létrehozását teszi lehetővé, amelyek feltételesen összehasonlíthatók az aktív fázisú antennasorral (AFAR) rendelkező radarokkal, amelyek a legújabb harci repülőgépek fémjelzésévé váltak
Ebben az esetben az ígéretes SAC -ek működési algoritmusa Saser -sugárzók alapján aktív módban összehasonlítható a légiközlekedés -radarok AFAR -val való működésével: lehetőség lesz keskeny irányú jel előállítására, biztosítva a merülést irányítási minta az elakadásra és az elakadás.
Talán megvalósul a tárgyak háromdimenziós akusztikus hologramjainak felépítése, amelyek átalakításával kép és akár a vizsgált tárgy belső szerkezete is megkapható, ami rendkívül fontos az azonosítása szempontjából. Az irányított sugárzás kialakulásának lehetősége megnehezíti az ellenség számára a hangforrás észlelését, amikor az SAC aktív módban van, hogy felismerje a természetes és mesterséges akadályokat, amikor egy tengeralattjáró sekély vízben mozog, észleli a tengeri aknákat.
Meg kell érteni, hogy a vízi környezet lényegesen jobban befolyásolja a "hangnyalábot" ahhoz képest, ahogyan a légkör befolyásolja a lézersugárzást, ami nagy teljesítményű lézeres irányító- és korrekciós rendszerek kifejlesztését igényli, és mindenesetre nem lesz mint a "lézersugár" - a lézersugárzás eltérése sokkal nagyobb lesz.
A saserek alkalmazhatósága a katonai területen. Fegyver
Annak ellenére, hogy a lézerek a múlt század közepén jelentek meg, fegyverként való felhasználásuk a célpontok fizikai megsemmisítését biztosítja, csak most válik valósággá. Feltételezhető, hogy ugyanez a sors vár a saserekre. Legalábbis a "Command & Conquer" számítógépes játékhoz hasonló "hangágyúk" -ra nagyon -nagyon sokáig várni kell (ha egyáltalán lehetséges ilyen létrehozása).
A lézerekkel analógiát vázolva feltételezhető, hogy a saserek alapján a jövőben önvédelmi komplexumok hozhatók létre, amelyek koncepciójukban hasonlóak az orosz L-370 "Vitebsk" ("President-S" légvédelmi légvédelmi rendszerhez)), amelyet infravörös irányítófejekkel rendelkező repülőgépekre irányuló rakéták elleni küzdelemre terveztek, optikai-elektronikus elnyomó állomás (OECS) használatával, amely magában foglalja a rakéta-kioldófejet elvakító lézersugárzókat.
Viszont a Saser-kibocsátókra épülő tengeralattjárók fedélzeti önvédelmi rendszere használható az ellenséges torpedó és aknavédelmi fegyverek ellen akusztikus irányítással.
következtetéseket
A szárnyak használata ígéretes tengeralattjárók felderítésére és fegyverkezésére nagy valószínűséggel legalább középtávú, vagy akár távoli kilátás. Mindazonáltal ennek a perspektívának az alapjait most kell kialakítani, megalapozva az ígéretes katonai felszerelések jövőbeli fejlesztőit.
A 20. században a lézerek a modern felderítő és céljelölő rendszerek szerves részévé váltak. A 20. és 21. század fordulóján az AFAR radar nélküli vadász már nem tekinthető a technológiai fejlődés csúcsának, és rosszabb lesz, mint az AFAR radarral rendelkező versenytársai.
A következő évtizedben a harci lézerek radikálisan megváltoztatják a csatatér arculatát szárazföldön, vízen és levegőben. Lehetséges, hogy a saserek nem kevésbé befolyásolják majd a víz alatti csatatér megjelenését a 21. század közepén és végén.
