// Вие четете...

Чиста вода

Технологии и комплекси, базирани на квантови оптични средства.

„Знай всичко за врага, но врагът не бива да знае нищо за теб.“

Лазерните технологии и средства са разработени предимно за военни цели. В тази област е постигнат реален напредък, което позволява с увереност да се говори за наличието на лазерно оръжие както в потенциалния противник, така и във въоръжените сили на РФ (лазерен комплекс „Пересвет“ и др.).
В момента в чужбина се забелязва нарастваща тенденция за използване на лазерни технологии не само като средство за унищожаване (бойни лазери), но и в интерес на осигуряване на действията на въоръжените сили като цяло, както и за изучаване на океаните за военни и граждански цели.

Лазерна локация. Развитието на въоръженията и военната техника (ВВТ) на съвременния етап се характеризира с нарастваща роля на оптико-електронните средства за различно предназначение. Задачите за откриване, разпознаване, проследяване на цели и насочване на оръжия към тях, както и контролиране на тяхното унищожаване се възлагат по-специално на лазерни устройства, които осигуряват определяне на обхвата до целта и нейното осветяване за управлявани оръжия с лазерни глави за насочване. Лазерните устройства са част от морски, наземни и въздушни системи и могат да бъдат инсталирани в различни конфигурации на много видове военно оборудване.

Способността на лазерното лъчение да прониква през водния стълб в синьо-зеления диапазон позволи на разработчиците на системи за търсене и откриване на подводни обекти да използват това уникално свойство сега за целите на откриването на подводници, морски мини и изучаване на релефа на морското дъно.
В момента, предимно в Съединените щати, лазерните системи за измерване на разстояние (ЛЛС) се използват все по-често за търсене на подводници. Предимството на ЛЛС е, че те установени на авиационен носител, те практически са лишен от много традиционни демаскиращи фактори, които позволяват да се открие от подводницата присъствието на противоподводните сили.
Поради тази причина ефективността на ЛЛС като средство за откриване на подводници в потопено положение е доста висока, особено в плитките райони на техните операции.
Друго приложение на авиационните ЛЛС е търсенето на мини в крайбрежните райони. През 2008 г. американският флот получи от индустрията (Northrop Grumman) система за лазерно откриване на морски мини (ALMDS). ALMDS използва импулсна лазерна светлина и няколко сензора, които позволяват на оператора да види триизмерно изображение на водната повърхност. Системата е в състояние да открива плаващи и закотвени мини денем и нощем. Американският флот започна да използва ALMDS на хеликоптери MH-60 Black Hawk. В бъдеще се очаква хеликоптерите да бъдат оборудвани със системата за въздушно бързо разминиране (RAMICS), която също се разработва от Northrop Grumman, едновременно с ALMDS. Според декларираните характеристики RAMICS ще получава данни за местоположението на мини от ALMDS и ще ги унищожава с помощта на 30-милиметрово оръдие.
В областта на ЛЛС Китай напоследък показа голяма активност. Според наличната информация китайският флот провежда научноизследователска и развойна работа за разработване на средства за търсене на подводници на работна дълбочина с помощта на лазерно синьо-зелено лъчение. Рис. 1 илюстрира концепцията за създаване на такава система.

Рис. 1. Концепция за използване на китайска лазерна система за търсене на подводници

Комуникация и управление. В момента се обръща особено внимание на въпроса за създаване на лазерни комуникационни линии с обекти под вода. Според наличната информация американската агенция за отбрана DARPA е подписала договор с QinetiQ за създаване на синьо-зелена подводна лазерна комуникационна система. Предполага се, че новият комуникационен апарат ще бъде включен в тактическата информационна мрежа TRITON и тестван по време на военноморските учения. Понастоящем в откритата преса няма информация за американската подводна лазерна комуникационна система, което показва положителните резултати от изследването и класификацията на напредъка на изследването.

С тази уникална система американският флот иска да намали зависимостта на подводниците от буксируеми антени и да подобри комуникационната надеждност и пропускателна способност. TRITON ще позволи на подводниците с балистични ракети да насочват противоподводни самолети към вражески подводници, като същевременно остават невидими и осигуряват максимална защита на стратегическите оръжия. В бъдеще лазерните комуникации ще позволят на подводниците да комуникират със сателити, което ще даде на най-мощните и най-секретни оръжия възможността за оперативна комуникация с щаба и разузнавателното оборудване. Подробната информация за текущата тактическа обстановка ще направи истинска революция в подводния флот и ще повиши сериозно бойните възможности на стратегическите подводни оръжия.

Китай постигна значителен напредък в квантовите технологии през последните години и е важно да се разберат стратегическите последици от това, особено във връзка с тяхната военна употреба. Една област, която заслужава внимателен анализ, е как квантовите комуникационни технологии могат да повлияят на морското ядрено възпиране на Китай и по-конкретно върху ефективността на бойното използване на стратегически ядрени подводници с балистични ракети на борда.

Според китайски военни експерти квантовата технология е важна за осигуряване на надеждно предаване на сигнали за бойно управление и разработване на най-добрата стратегия за бойно патрулиране. Китайски стратези и корабостроители решиха да възприемат тази нова концепция, като си сътрудничат с най-добрите китайски квантови физици.
Друго направление в развитието на комуникациите с подводници е използването на акустични вълни, генерирани под въздействието на лазерно лъчение.

Американски физици, ръководени от Тед Джоунс (Ted Jones) от Военноморската изследователска лаборатория (Naval Research Laboratory) са разработили технология, която ви позволява да получите звук от водата с помощта на лазерен лъч. Същността на новата технология е следната. Преминавайки през водния стълб, лазерът го йонизира („откъсва” електрони от водните молекули). Йонизираната вода се прегрява над точката на кипене. Получените мехурчета от пара се пукат, произвеждайки звукови вълни.
Лазерен лъч с висок интензитет може да промени оптичните свойства на водата, действайки като фокусираща леща. Освен това лъчите с различни цветове се движат във вода с различна скорост. Като вземат предвид тези две характеристики, изследователите са се научили да променят характеристиките на експлозиите на мехурчетата.

Разглежданият метод може да се използва за създаване на нови средства за комуникация между подводници, както и между подводници и кораби. Във въздуха ефектите, описани по-горе, са много по-слаби, отколкото във вода, така че сигналът може да пътува на дълги разстояния, като същевременно запазва първоначалните параметри. Друго потенциално приложение на новия метод е създаването на звукови „изображения“ на обекти под вода.
В допълнение, възможността за създаване на звукови източници под вода с проблясъци на лазерно лъчение ще направи възможно използването на този ефект за маскиране на подводници и разработване на методи, базирани на него, за избягване на откриване от противоподводни сили.

Те показаха, че чрез концентриране на лазерен лъч по специален начин в малък обем вода е възможно да се постигне нейната йонизация. Това от своя страна позволява на водата бързо да абсорбира радиационната енергия, което води до малка „кипяща експлозия“. Поредица от експлозии създават звукови вълни до 220 децибела. За да се постигне това, е необходим много интензивен лазерен лъч, чиято енергия допълнително се фокусира от свойствата на водата. Освен това учените са използвали различни цветове на излъчване: лъчи с различна дължина на вълната се разпространяват във водата с малко по-различни скорости, което им позволява да фокусират още повече енергията си.
В резултат на това лазерното устройство за създаване на „звукова халюцинация“ не трябва да бъде особено мощно, то може да бъде монтирано на подводница или дори на самолет: във въздуха лъчът се разпространява на стотици метри без големи загуби и само при взаимодействие с вода дава желания ефект.

Избягвайки вражеските сили за борба с подводниците, подводница с лазер ще може да създаде много фалшиви акустични цели за сонари, като самата тя бързо се скрива от зоната си на откриване.

Подобни принципи, както показват проучванията, могат да се използват не само за светлинни вълни, но и за звукови вълни. Обаче конвенционалните лещи не могат да се използват за фокусиране на светлинни или акустични вълни, по-малки от половината дължина на вълната. За да се направи това, материалът на лещата трябва да има отрицателен индекс на пречупване. Обикновените материали нямат такива свойства, с изключение на изкуствено създадените метаматериали. Използвайки лещи, направени от такива метаматериали, е възможно да се накарат вълните от светлина или звук да се огъват около обект, което го прави невидим в подходящия диапазон.

Новата акустична леща, разработена от Никълъс Фанг, асистент в Университета на Илинойс в Урбана-Шампейн, представлява алуминиева плоча, върху която е създадена резонаторна решетка чрез специална обработка с размери, които позволяват формирането на дължина на звуковите вълни, които и ще бъдат пречупени от тази леща. Когато резонаторите се напълнят с вода, те се използват за пречупване и отклоняване на звуковите вълни в перпендикулярна посока, с което се постига желаният ефект.
Такива акустични лещи могат да се използват за увеличаване на скритостта на подводниците при избягване от активен сонар.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар