Текст книги "Юный техник, 2009 № 05"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 5 страниц)

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 5 май 2009

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ВЫСТАВКИ
Летчики остаются на земле…

На очередной, третьей по счету Международной специализированной выставке «Беспилотные многоцелевые комплексы» я понял, что в нынешнем, XXI веке песенка о пилотах, для которых «небо наш родимый дом», начинает устаревать. Пилоты теперь все чаще работают, оставаясь на земле, а некоторым комплексам они и вовсе не нужны. Впрочем, судите сами.

Вертолеты без пилотов

На первый взгляд, эти малогабаритные летательные аппараты – просто радиоуправляемые игрушки. Однако на самом деле изделия научно-производственного предприятия «Радар ММС» из Санкт-Петербурга представляют собой самые настоящие вертолеты-роботы, способные выполнять множество самых разных задач. Например, искать с воздуха потерявшихся людей в труднодоступной местности, определять местоположение очагов пожара в лесу, несанкционированных участков вырубки, выявлять аварийные участки трубопроводов.

Управляют этими вертолетами с земли, наблюдая за ними визуально или с помощью телекамеры, установленной на борту, а свое местоположение летательные аппараты определяют с помощью спутников системы GPS. Обычно таким вертолетом дистанционно управляют два человека – оператор вертолета и наблюдатель – дешифровщик получаемой информации.

Еще один вертолет – производства научно-технического центра «Рисса» (г. Москва) – оснащен системой автоматической стабилизации и видеокамерой с 22-кратным оптическим трансфокатором. В случае необходимости обычная видеокамера может быть заменена цифровой, а управление ею осуществляется как с пульта дистанционного управления, так и с помощью видеошлема, позволяющего отслеживать повороты головы оператора. Наденешь такой шлем – и кажется, что ты уже в воздухе, на борту этого самого вертолета.

Свое слово смогли сказать и сотрудники известной ижевской фирмы A-LEVEL AEROSYSTEMS под руководством Александра Захарова. Одной из последних разработок компании, по словам ее руководителя, является малогабаритное устройство вертикального взлета и посадки ZALA 421-05. Произведены успешные испытания двух вариантов силовой установки: электрической – для специальных заданий – и обычного двигателя внутреннего сгорания. Полученные результаты превзошли все ожидания: достигнуты технические характеристики лучших мировых аналогов. Все беспилотные летательные аппараты (БЛА) ижевцев полностью автоматизированы. Это означает, что они самостоятельно выполняют всю программу от взлета до посадки под руководством компьютера. Однако на всякий случай аппараты еще снабжены системой дистанционного управления, которая позволяет оператору контролировать полет.

Станция управления состоит из двух портативных компьютеров – один для планирования и управления полетом, второй для дистанционного управления и обработки видеоизображений.

Беспилотный вертолет ZALA 421-05похож на НЛО.

Наземный пульт управления БЛА и схема связи вертолета-робота со спутником навигации, наземными и морскими станциями слежения.

В общем, не случайно фирма не только поставляет комплексы БЛА самолетного и вертолетного типов Пограничной службе ФСБ РФ, МВД РФ, МО РФ, выполняет работы по мониторингу магистральных газопроводов для «Газпрома», но и недавно выиграла тендер на поставку комплекса беспилотных летательных аппаратов ZALA 421-04М /421/12/ для МВД Туркмении. При этом стоит учесть, что в конкурсе принимали участие компании из стран, лидирующих в создании беспилотной техники – Израиля и Великобритании. Вместе с американцами израильтяне недавно разработали новую, полностью автономную систему воздушной разведки. Эта компьютерная лаборатория на базе миниатюрного беспилотного вертолета получила название «Стэдикоптер» – по названию компании-разработчика проекта.

Исполнительный директор фирмы «Стэдикоптер» Амир Рохман рассказал, что существующая модель совершает полеты на высоте около 100 м на расстояние до 10 км в течение полутора часов. При этом вертолет самостоятельно может приспособиться к скорости ветра до 50 м/сек, а наземный оператор имеет возможность внести изменения в программу полета, задать новую скорость и высоту движения машины.

Новозеландская фирма TGR Heli-corpсоздала уникальный, практически невидимый военный беспилотный вертолет. Конструкция выполнена из кевлара, ее формы отражают самые актуальные представления современных военных инженеров о технологии «стелс». На борту стоит рециркулятор выхлопных газов, остужающий их, чтобы машина была менее заметна в инфракрасном диапазоне.

Наконец, у вертолета особые лопасти, работающие тише, чем у всех известных аналогов, и уже на расстоянии в 225 м летящий аппарат услышать невозможно. Причем «Снарк» – так назвали невидимку – может не только тихо пробраться в тыл противника с разведывательными целями, но и принести туда до 680 кг бомб и ракет.

Ударные БЛА

О том, что современные беспилотники могут не только вести разведку, но и самостоятельно атаковать цели, объявили и американские конструкторы. По заданию Пентагона они создали первый прототип истребителя – беспилотного аппарата с двумя альтернативными видами тяги.

Немецкие военные инженеры решили оснастить свою армию ударными БЛА, которые представляют собой и самолет, и крылатую ракету.

Используя сверхдлинные крылья и дизельный двигатель с толкающим воздушным винтом, самолет сможет подолгу парить в охраняемом пространстве, выискивая вражеские аппараты. При помощи GPS-навигации, а также программируемого автопилота он может точно отслеживать заданный маршрут. Для изменения программы и опознания цели предусмотрена система связи «воздух – земля».

В режиме патрулирования крылья с большим удлинением помогут достичь исключительно высокого аэродинамического качества на низких скоростях (50–60 км/ч). Но когда в пределах досягаемости появляется цель, крылья и пропеллер отстреливаются, включается реактивный двигатель и аппарат превращается в ракету класса «воздух – воздух».

Работают над аналогичной конструкцией и европейские специалисты. Их первый ударный самолет-робот «Нерон» будет готов к 2011 году. БЛА будет летать со скоростью 1000 км/ч. Его длина – 9 м; размах крыльев – 12 м; вес – 6 т. Вооружение – новейшие многоцелевые ракеты.

В ФГУП «ГНПП «Сплав» завершили испытания 300-миллиметрового реактивного снаряда. Внутри его находится БЛА массой 42 кг. Снаряд доставляет его в глубину боевых порядков противника на дальность до 70 км. Там БЛА освободится и перейдет в режим самостоятельного полета.

Малоразмерный вертолет-робот Huskyфирмы KVAND Aircraft interorsсоздан с использованием технологии «стелс» и практически незаметен для радаров.

На выставке можно было увидеть не только экспериментальные образцы, но и серийные конструкции. Это, например, авиационный комплекс дистанционного зондирования «Иркут-10». При взлетном весе в 8,5 кг он способен нести до 1,5 кг фото– и видеоаппаратуры, метеорологических и химических датчиков. Такой аппарат легко транспортировать, а запускать можно практически с любого места при помощи катапульты. Максимальная продолжительность полета – 2,5 ч.

Системы управления беспилотниками становятся настолько совершенными, что в настоящее время специалисты рассматривают возможность использования БЛА и в режиме «стаи». То есть в заданный район посылается сразу несколько летательных аппаратов, которые ведут обмен информацией не только с землей, но и между собой. При появлении целей «стая» будет самостоятельно решать, сколько аппаратов направить для атаки и как лучше это сделать. Так что участие пилотов в воздушных боях и при разведке или атаке наземных целей теперь уж не обязательно.

Владимир ЧЕРНОВ, специальный корреспондент «ЮТ»

ИНФОРМАЦИЯ

БУРЕНИЕ НА ОЗЕРЕ ВОСТОК.Никакой угрозы экологии уникального подледного озера Восток в Антарктиде бурение скважины не представляет. Об этом рассказал на пресс-конференции директор Института географии РАН академик Владимир Котляков. По его словам, разработаны простые и эффективные устройства, по принципу действия похожие на вентиль велосипедного колеса, которые вполне способны сделать так, чтобы в озеро не попало ни капли загрязнений.

«Оборудование это прошло все международные экспертизы, прежде чем было запущено в дело, – рассказал академик. – Однако в прошлом году случилась авария, и бурение пришлось остановить. Вскоре работы будут продолжены».

Зарубежные специалисты возражают против продолжения работ прежде всего потому, что не хотят, чтобы мы были первыми. Они мечтают сами получить от своих правительств деньги на это дело. Кроме того, американцы рассматривают Антарктиду как полигон для испытания оборудования, которое затем хотят использовать для бурения льда на спутнике Юпитера – Европе.

Однако Россия по-прежнему держит рекорд по глубине бурения льда. Скважина уже достигла глубины 3623 метра.

ГРУЗОВОЗ ПОЛУЧИЛ ПАСПОРТ.Европейское агентство по авиационной безопасности и Межгосударственный авиационный комитет завершили сертификацию в Европейском союзе среднемагистрального грузового авиалайнера Ту-204-120. Теперь нашему авиалайнеру выдана путевка в небо не только Европы, но и многих других стран. А полученный опыт очень пригодится при сертификации других самолетов – Бе-200, Суперджет-100.

ЕСТЬ МИРОВОЙ РЕКОРД!Тепловой дирижабль «Беспощадный» стартовал в полдень 3 февраля 2009 года и пролетел 99 км, побив мировой рекорд в данном классе летательных аппаратов. Ранее он составлял 96 км и принадлежал британским воздухоплавателям, сообщил спортивный комиссар Станислав Федоров.

После того как дирижабль выработал все топливо, пилот произвел посадку в Московской области. Посадка в Рузском районе Подмосковья наделала немало шума среди местных жителей и в СМИ.

Многие приняли посадку диковинного аппарата без опознавательных знаков за… приземление НЛО. Потом решили, что дирижабль потерпел крушение. И лишь после объяснений с командой дирижабля правоохранительные органы и журналисты разобрались что к чему.

ЗАМОРОЗИЛ – И КРОШИ…На заводе в г. Радужное Владимирской области пущена в ход новая линия по переработке старых автопокрышек. Как рассказал директор завода Владимир Блащук, это первое в нашей стране полностью экологическое производство. Покрышки замораживаются жидким азотом, после чего становятся хрупкими и легко превращаются в резиновую крошку. А она затем используется в качестве добавок в асфальт, как хорошее покрытие для спортивных и детских площадок. За год завод будет перерабатывать более 22 000 т сырья. Все затраты на создание нового производства окупятся за 2–3 года.

У ВОИНА НА ВООРУЖЕНИИ
Стрелять без промаха

Чем дальнобойнее пушка, тем она лучше. Но тем труднее из нее поразить цель, ведь расстояние от места выстрела до места падения снаряда может составлять километры. Во время Великой Отечественной войны корректировщики забирались куда-нибудь повыше, чтобы лучше видеть поле боя, и по телефону корректировали огонь своей артиллерии. Понятно, что их старались вывести из строя всеми силами.

С тех пор многое изменилось. В этом я убедился в Туле, где более полувека назад было организовано Научно-производственное объединение «Стрела».

– За последние десятилетия специалисты нашего предприятия разработали и поставили на вооружение более 30 типов специализированных радаров, – сказал мне один из разработчиков, Д.А. Лазарев. – Поговорим о некоторых из них…

Однако прежде чем мы перешли к рассмотрению образцов уникальной техники, Дмитрий Александрович объяснил, на каком принципе она работает. Почему современные наблюдатели вместо биноклей и стереотруб все больше полагаются на радиолокаторы, понятно. Радары позволяют вести наблюдения в любое время дня и ночи, им не мешают дым, туман и пыль. И видят они потенциальные цели значительно на большем расстоянии, чем их может обнаружить самый зоркий разведчик. Более того, по отметке на экране радара можно сразу определить направление на цель, расстояние до нее, высоту, если цель воздушная, и даже ее скорость. Помогают это сделать законы физики.

Электромагнитный импульс, как известно, распространяется со скоростью света (300 000 км/с). Поэтому, зная время отправления сигнала и время его возвращения на приемную антенну, несложно вычислить расстояние до цели. Поскольку антенна направленная, то, в какую сторону она смотрит, оттуда и надо ждать врага. Наконец, скорость движения потенциальной цели помогает определить так называемый эффект Доплера.

Дело в том, что при отражения импульса радара от движущегося объекта происходит изменение частоты сигнала. Для сравнительно медленно движущихся целей скорость определяют по расстоянию между отметками цели на экране радара.

– Итак, радар помог нам произвести разведку цели, определить расстояние до нее, скорость движения, – продолжал свой рассказ Д.А. Лазарев. – Можно открывать артогонь… Но, как правило, первый снаряд летит мимо цели.

«Недолет», – сообщал когда-то корректировщик по телефону и вносил необходимую поправку. «Перелет», – докладывал он после второго выстрела и снова вносил поправку. И лишь после того как цель, выражаясь языком артиллеристов, была «взята в вилку», в лучшем случае третий снаряд накрывал цель. «Есть попадание!» – сообщал корректировщик и переносил огонь орудия или батареи на другую цель.

Радар же следит не только за перемещением цели, но и полетом собственного снаряда, мины или неуправляемой ракеты. И уже по тому, как полетел тот же снаряд – по его траектории и скорости, – компьютер по особой программе мгновенно вычисляет, куда именно попадет снаряд, еще до того, как он разорвется в конце своего полета.

Как пояснил Д.А. Лазарев, баллистика полета снаряда в каждом случае зависит от очень многих причин: качества пороха в данной партии снарядов, порывов ветра, температуры окружающего воздуха. Компьютер все это учитывает и автоматически вычисляет соответствующую поправку. Наводчик вручную или автоматически поправляет прицел орудия. Таким образом, резко повышается вероятность поразить цель уже вторым снарядом. А это дает не только экономию боеприпасов, но и резко повышает шансы на победу в бою…

После этого объяснения Дмитрий Александрович показал мне некоторые образцы техники, стоящей ныне на вооружении нашей армии. Переносная радиолокационная станция разведки огневых позиций минометов «Аистенок» имеет общую массу 135 кг. А поскольку ее легко разобрать на несколько узлов – антенна, излучатель, тренога, блок управления и т. д., – то перенести ее с места на место может расчет из трех бойцов. При этом контроль за огневыми точками противника ведется с расстояния в 5 – 10 км.

Радиолокационная станция «Кредо-M1» имеет большую мощность и способна обнаружить снайпера или наблюдателя-одиночку с расстояния в 7 км, танк – за 16 км, а разрыв снаряда – за 5 км. Размещают такую станцию обычно на бронетранспортере.

Радиолокационный комплекс разведки ракетных и артиллерийских позиций «Зоопарк-1» базируется на гусеничном шасси танка или самоходки. Он способен одновременно отслеживать до 12 целей, вести корректировку до 40 снарядных траекторий в минуту, выходить на боевую позицию и менять ее в считаные минуты.

Наконец, унифицированная автоматизированная артиллерийская баллистическая станция УААБС ставится прямо на танке, самоходке или артиллерийском орудии повыше ствола и определяет скорость вылетаемых снарядов в диапазоне от 50 до 2000 м/с с погрешностью не более 0,05 %.

Радиолокационная станция « Аистенок».

Радар « Кредо-М1».

Новую технику часто показывают на специализированных выставках.

В. ЧЕТВЕРГОВ

СОЗДАНО В РОССИИ
Ярче тысячи звезд

Недавно на заседании президиума Российской академии наук было заслушано научное сообщение о новых рубежах лазерной физики. О чем же рассказал своим коллегам член-корреспондент РАН, заместитель директора Института прикладной физики (г. Нижний Новгород) Александр Михайлович СЕРГЕЕВ?

С началом XXI века в науке сложилось новое направление, которое называется физика экстремальных световых нолей. Речь идет об импульсах света, длительностью в десятки фемтосекунд (10 ^-15с) и мощностью в десятки петаватт (10 ¹⁵Вт). Более того, лазерное излучение, как известно, может фокусироваться в очень маленькое пятно с интенсивностью 10 ²²Вт на кв. см. А длительность импульсов ныне можно сократить до 100 аттосекунд (10 ^-18с). С такими величинами и имеет дело физика экстремальных световых полей.

Чтобы было понятнее, что они собой представляют, вот вам такое наглядное сравнение. Десять фемтосекунд – длительность импульса в лаборатории – во столько же раз короче минуты, во сколько сама минута короче времени существования всей Вселенной. Если же говорить о мощностях, то все источники энергии на Земле имеют мощность порядка 11 терраватт (10 ¹²ватт). А пиковая мощность лазера, созданного в Нижнем Новгороде, в 50 раз больше!

Если такое излучение попадает на вещество, то оно переходит в состояние, подобное тому, что, по всей вероятности, имеет место в недрах звезд. Так что новые лазерные комплексы открывают возможность моделировать в лаборатории рождение звезд, процессы, идущие в ускорителях заряженных частиц, ядерные и термоядерные взрывы.

Именно потому сотрудники Института прикладной физики РАН с самого начала работали в содружестве с исследователями Российского федерального ядерного центра (г. Саров), где многие десятилетия ведется разработка и совершенствование новых образцов атомного и термоядерного оружия. И то, что раньше могло быть экспериментально проверено лишь на полигоне, теперь отрабатывается в лабораторных условиях.

Пригодятся супермощные лазеры также при создании экспериментальных установок термоядерного синтеза, которые, наряду с традиционными токамаками, позволят сделать новые шаги в освоении новых источников энергии. Подобные установки могут принести пользу и в медицине, поскольку, несмотря на мощность, они столь компактны, что могут быть установлены в любой клинике.

Что же позволяет получать такие мощности? Особых подробностей вам, конечно, никто не расскажет, поскольку они-то и составляют «ноу-хау» разработчиков. Но некоторые общие принципы уже известны. Уже через 5 лет после изобретения лазера, в 1960 году, в результате ряда технологических скачков мощность компактных (настольных) лазеров достигла одного гигаватта (10 ⁹Вт). Затем на протяжении последующих двух десятилетий мощность настольных лазерных систем не увеличивалась, поскольку единственным способом ее повысить было увеличение размеров установки. Попытки повысить мощность при тех же габаритах приводили к тому, что лазеры разрушались.

Проблема была решена только в 1985 году, когда импульс научились растягивать во времени, а потом, многократно усилив, сжимать заново, многократно увеличивая тем самым его мощность. Ведь мощность, как известно, это отношение величины энергии ко времени.

Впрочем, понятия «растянуть» и «сжать» кажутся простыми лишь на бумаге. Практически это гораздо сложнее. И все же в последние годы ученым удалось добиться максимальной интенсивности световой энергии.

С достижением петаваттного уровня мощности лазерного излучения источники сверхсильных полей, помимо своих традиционных областей исследований и приложений, начинают проникать в области, традиционно принадлежащие физике высоких энергий с ее особым инструментарием – синхротронами и линейными ускорителями заряженных частиц высоких энергий.

Схема сверхмощного лазера:

_{1и 2– зеркала; 3и 4– линзы; 5и 6– кристаллы, преобразующие излучение.}

При этом компактность и дешевизна российских лазерных установок в сравнении с традиционными ускорителями и перспективы дальнейшего увеличения мощности излучения позволяют всерьез говорить даже о получении и изучении миниатюрных «черных дыр» непосредственно в лаборатории.

Кстати…

ЗАЧЕМ НАМ ИСКУССТВЕННОЕ СОЛНЦЕ?

Ученые десяти стран приступили к реализации проекта по созданию на земле частицы искусственного солнца. По сообщениям Би-би-си, в Америке и во Франции подходит к завершению строительство двух экспериментальных сверхмощных лазерных систем, которые станут сердцем установки термоядерного синтеза. Гигантские лазеры разместятся на площади размером с футбольное поле. Около 200 лазеров, расположенных по кругу, должны обеспечить такое сжатие атомов дейтерия и трития (в мишени диаметром около 2 мм), что температура внутри этого шарика станет более чем 100 миллионов градусов по Цельсию.

Ученые ожидают, что при этом ядра изотопов распадутся с выделением колоссальной энергии, как это происходит при взрыве сверхновой звезды.