Оружие будущего

Программы разработок боевых систем будущего, их технические характеристики и особенности, предъявляемые требования и функции. Область применения космического оружия, оценка его возможностей и условия использования. Принцип и анализ работы пушки Гаусса.

Рубрика Военное дело и гражданская оборона
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 07.05.2016
Размер файла 48,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Оружие будущего

Введение

пушка гаусс оружие космический

Цель данной курсовой работы является рассмотрение оружия будущего, которое может быть использовано во благо людям или наоборот.

Актуальность курсовой работы заключается в том, что как это не парадоксально звучит, но мир на планете поддерживается благодаря оружию, именно мощь ворожения контролирует расстановку сил в мире. Современные инновации в области вооружения, такие как - создание киборгов, роботизированные армии, новейшие маскирующие устройства смогут удивить любого своими возможностями! Давайте посмотрим на оружие будущего, которое будет применяться уже в ближайшие десятилетия. И основная задача - это не навредить людям, этими оружиями. Поэтому тема, раскрываемая нами в данной работе, крайне актуальна.

Данная работа о том, что Человечество прошло по дороге развития технологий достаточно длинный путь. Однако прогресс в области изобретений, направленных на улучшение качества жизни, всегда шагал в одном ряду с появлением новых видов оружия. Кто-то может оправдаться, заявив, что этот вектор развития новых технологий - вынужденная мера, самозащита, другие скажут, что в этом заключается природа человека. Так или иначе, люди получили в свое распоряжение за последнее столетие множество новых способов для уничтожения себе подобных с настоящим размахом. Разработки новых воплощений оружия массового поражения ведутся во многих странах, что не может не пугать обывателей. Мы расскажем, какие военные инновации следует ждать в обозримом будущем.

1. Боевые системы будущего

1.1 Программы разработок боевых систем будущего

Боевые системы будущего или FCS - программа коренного перевооружения и реорганизации американской армии официально начатая в 2003 году для воплощения концепции сетецентрических боевых действий. В рамках программы планировалось фундаментальным образом переоснастить вооружённые силы США передовой боевой и транспортной техникой, включая беспилотные и робототехнические средства. При этом, все компоненты поля боя в глобальном масштабе связывались в единую высокопроизводительную сеть, допускающую управление ими в режиме реального времени. При разработке боевых единиц системы FCS они изначально проектировались как встроенные элементы этой сети, а не как отдельные образцы вооружений. По идеологии создателей FCS основная ставка при ведении боевых действий делалась на технологическое и информационное превосходство над вероятным противником.

Программа была закрыта в 2009 году, а большая часть наработанного материала передана для использования в проект Brigade Combat Team Modernization (англ.) русск. Несмотря на то, что вооружённые силы США получили в своё распоряжение некоторые новые технические средства (например SUGV), общее восприятие результатов FCS было весьма критическим, а оценка её эффективности была крайне низкой.

В декабре 1996 года предварительный эскиз общего облика FCS был обрисован в документе «Army Vision 2010», который затем получил своё развитие в программе «Concept for Future Joint Operations: Expanding Joint Vision 2010».

В подробном докладе, подготовленном управлением Конгресса США по бюджету основным мотивом для начала разработки проекта FCS названа существенная перемена характера боевых действий и переход от глобальных продолжительных войн с участием значительных масс войск к неожиданно возникающим и быстро развивающимся локальным конфликтам, которые требуют оперативной реакции для их разрешения. В связи с этими тенденциями наличие в составе вооружённых сил большого количества формирований, оснащённых тяжелой бронированной техникой (танками, САУ и т.п.) представляется рудиментом «холодной войны». По прогнозам американских военных специалистов им на смену должны были прийти подразделения, способные быстро перемещаться в глобальном масштабе используя штатные возможности транспортных самолётов Boeing C-17 Globemaster III авиации ВВС США.

В апреле 2009 года президент Обама и министр обороны Роберт Гейтс объявили о масштабном урезании фондов на программу FCS в связи с изменением оборонной стратегии.

1.1 Технические компоненты системы

По первоначальным планам разработчиков боевая часть систем FCS должна была включать две надсистемы (FCS Network (англ.) русск., Future Force Warrior (англ.) русск.) и 18 системообразующих компонент, в том числе:

· беспилотные летательные аппараты Unmanned Aerial Vehicles (UAV),

· наземные дистанционно-управляемые машины без экипажей Unmanned Ground Vehicles (UGV),

· наземные сенсоры Unattended Ground Sensors (UGS),

· 8 типов бронированных наземных машин с экипажами Manned Ground Vehicles (MGV) на базе гусеничного шасси с высокой степенью унификации (до 75%):

· разведывательно-дозорная машина Reconnaissance and Surveiliance Vehicle (RSV) XM 1201,

· боевая платформа (танк) со 120-мм пушкой Mounted Combat System (MCS) XM1202,

· самоходная артиллерийская установка для стрельбы с закрытой позиции Non-Line-of-Sight Cannon (NLOS-C) XM1203,

· миномётная установка для стрельбы с закрытой позиции Non-Line-of-Sight Mortar (NLOS-M) XM1204,

· бронированная полевая ремонтно-эвакуационная машина Field Recovery and Maintenance Vehicle (FRMV) XM1205,

· боевая машина пехоты Infantry Carrier Vehicle (ICV) XM1206,

· бронированная эвакуационная Medical Vehicle Evacuation (MV-E) XM1207 и медицинская машина Medical Vehicle Treatment (MV-T) XM1208,

· командно-штабная машина Command and Control Vehicle (C2V) XM1209.

При этом все боевые системы должны были находится под управлением и контролем операционной платформы System of Systems Common Operating Environment (SoSCOE), которая бы интегрировала их в единую виртуальную среду боевого пространства FCS Network. Ведущим разработчиком программной реализации SoSCOE была выбрана корпорация Boeing.

Полная стоимость технической разработки и производства техники по программе FCS превышала 300 млрд долларов США, из которых 125 млрд планировалось потратить на НИОКР. По данным независимого института CSBA на момент заморозки проекта FCS он обошёлся американским налогоплательщикам в 18,1 млрд.

2. Космическое оружие

Космическое оружие - системы вооружения и вспомогательные космические средства различного рода, принципа действия и назначения, разрабатываемые с целью размещения и применения в космическом пространстве на орбитах планет или их спутников, в военных целях.

Понятие космического оружия появилось в середине XX века в связи с начавшимся освоением космоса, став закономерным следствием военно-технического прогресса. Страны, осуществлявшие первые пуски космических ракет, осознали значительное преимущество размещения оружия в космосе и в условиях холодной войны приступили к осуществлению ряда военных программ в области космических вооружений. В ходе усиливающегося военно-политического противостояния между США и СССР и, как следствие, в условиях сверхфинансирования вооружённых сил, возникло представление об осуществимости ряда проектов и программ милитаризации космоса - к таким, в первую очередь, относятся:

· разрабатывавшаяся в США программа «СОИ» (известная также как «звёздные войны»), а также современная противоракетная оборона США,

· современная российская программа воздушно-космической обороны.

Предлагаемые к созданию и реально разрабатываемые космические вооружения обладают массой существенных свойств и особенностей, главными из которых являются большой радиус действия и скорость поражения. В условия современной Земли размещение вооружений в космосе позволяет взять под тотальный контроль значительные участки территории Земли, что позволяет предсказать дальнейшее развитие технологий космического оружия и стремление развитых стран к милитаризации космоса.

2.1 Области применения

Активное использование космического оружия:

· поражение ракет противника на траектории подлёта к цели (противоракетная оборона);

· подавление радиосвязи на обширных территориях («радиоглушение» и электромагнитные импульсы);

· вывод из строя радиоэлектронного оборудования противника;

· уничтожение боевых и небоевых космических судов и орбитальных баз и спутников противника;

· бомбардировка территории противника из космоса (превентивные удары ядерными, высокоточными неядерными бомбами с лазерным и радионаведением, лучевым (в том числе лазерным) или иным оружием);

· поражение удалённых целей в космическом пространстве (лучевое и ракетное поражение удалённых станций и др.);

· уничтожение астероидов и других опасных для населённых планет (например Земли) и обитаемых космических станций объектов.

Пассивное использование:

· Слежение за территорией противника (спутниковая фотосъёмка, радиоперехваты, обнаружение стартов ракет или кораблей и слежение за ними);

· Обеспечение связи, координация передвижения войск, спецподразделений, надводных кораблей и подводных лодок;

· Освещение территорий;

· Обнаружение космических судов противника.

В настоящее время на Земле при рассмотрении возможностей пассивного использования космических вооружений обнаруживается значительный ресурс их развития. Так, например, размещение на Луне станций слежения за пусками ракет оказывается весьма выгодным во временномм и военном аспектах, поскольку жизнестойкость лунных баз может быть весьма большой при их практической неуязвимости, в отличие от спутниковых систем. С другой стороны, развитие нанотехнологий и их дальнейший прогресс позволяет ожидать создания спутников слежения чрезвычайно малых размеров (сравнимых по размерам с так называемым космическим мусором), располагающих широким спектром технических возможностей и практически неуязвимых.

Задачи отдалённого будущего:

· Спецоперации в глубоком космосе;

· Захват, удержание и контроль различных областей космического пространства или отдельных планет и звёздных систем, в том числе охрана важных объектов.

2.2 Основные виды космического оружия и их возможности

Ракеты с ядерными и термоядерными боеголовками, орбитальные (базируемые на околоземной орбите) или суборбитальное (выводимые на высокую траекторию с дальнейшей доставкой к точке поражения на Земле).

Орбитальные ядерные заряды и бомбардировка поверхности Земли;

Лучевое оружие - оружие направленного действия:

· Лазерное - химические (фтороводородные и др.), эксимерные и лазеры на свободных электронах или рентгеновские лазеры для поражения спутников связи и ракет на траектории подлёта к цели или старта;

· Пучковое (или пучково-лучевое) - пучково-лучевые пушки, выпускающие лучеобразные пучки частиц высоких энергий (высокоэнергичных протонов, электронов, ионов) для поражения различных наземных и космических целей;

Электронное оружие:

· электромагнитное оружие - импульсные генераторы радиоволн и излучаемые ими импульсы большой мощности для нарушения радиосвязи и вывода из строя электронных устройств противника;

· Ядерные заряды для вывода из строя радиоэлектронного оборудования;

· Магнитокумулятивные импульсные заряды;

· Импульсные заряды со сжатием плазмы йодистого цезия;

Тактическое оружие:

· «Ядерная шрапнель»;

· Шрапнель - выброс шариков и других частиц для зачистки орбиты от спутников, станций, пролёта ракет.

· Вспомогательные вооружения:

· Зеркала большой площади для освещения территорий;

· Навигационные спутники, спутники связи, спутники-генераторы радиопомех;

· Активные спутники с переменной орбитой (комплекс задач на уничтожение спутников противника).

2.3 «Звездные войны»

С момента своего изобретения в1960г. лазер остается под прицелом особого внимания со стороны военных. Каждая современная армия уже укомплектована лазерными прицелами, системами наведения, дальнометами и локаторами. (Приложение, рис. 6)

Однако с естественным течением времени аппетиты военных, подогреваемые фантастикой в духе «Гиперболоида инженера Гарина» и «Звездных войн», потребовали создания лазерного оружия. Конечно, мечей, пистолетов и прочих портативных лазерных устройств, с которыми ввиду технической неграмотности принято ассоциировать лазерное вооружение, пока нет. И, как рассказал заведующий сектором теории лазерной плазмы Физического института академии наук Владислав Розанов, такие вряд ли появятся.

«У лазерных аппаратов есть две составляющие, которые предполагают крупные габариты: одна связана с активной средой, что непосредственно производит излучение, а вторая - это источник питания. Это большие батареи. Плюс конденсаторы, чтобы энергию подготовить к вспышке», - описал абстрактную лазерную пушку В. Розанов.

В настоящее время только крупные мобильные боевые единицы, например морские крейсеры и тяжелые самолеты, способны нести такое громоздкое оружие. Однако инженерно-военная мысль не стоит на месте, и некоторые страны серьезно продвинулись в области воплощения в жизнь мифов и легенд из «Звездных войн».

Разработки в области лазерного оружия также ведутся в Китае, Израиле, Германии и других странах. Использование лазерного вооружения сулит армиям ряд преимуществ - мгновенность действия, точность поражения выбранной цели, отсутствие расходуемых боеприпасов в привычном понимании.

И все-таки, говоря о возможности «звездных войн» и лазерных баталий, эксперты сходятся в едином скептическом мнении. «Это, конечно, вопрос риторический, но все-таки не думаю, что такого рода оружие будет использоваться в крупных военных конфликтах», - считает В. Розанов.

По словам эксперта, несмотря на успехи в этой отрасли, пока лазер «не перешел из теории в практику», оставаясь предметом перспективных разработок. Кроме того, рассказал В. Розанов, лазер обладает массой недостатков.

«Такое оружие не может быть всепогодным. В приземных условиях им сложно пользоваться, поскольку излучение не проходит свободно через облака, водяные капли, туман, пыль, распространение луча просто блокируется», - объяснил эксперт.

Также излучение лазерной пушки распространяется прямолинейно, что делает невозможной стрельбу с закрытых огневых позиций. Перед поражением цели пушка обязательно должна занять открытую по отношению к цели позицию, что подразумевает ее потенциальную уязвимость. Кроме того, представления о «нелетальности» и безвредности лазерного оружия, на чем активно настаивает Пентагон, тоже верны лишь отчасти. Сетчатка человеческого глаза чрезвычайно уязвима для лазерного излучения, и массовая необратимая потеря зрения живой силой противника - неизбежное последствие массового применения боевых лазеров.

3. Пушка Гаусса

3.1 Принцип работы пушки Гаусса

Пушка Гаусса - одна из разновидностей электромагнитного ускорителя масс. Названа по имени немецкого учёного Карла Гаусса, заложившего основы математической теории электромагнетизма. Следует иметь в виду, что этот метод ускорения масс используется в основном в любительских установках, так как не является достаточно эффективным для практической реализации. По своему принципу работы (создание бегущего магнитного поля) сходна с устройством, известным как линейный двигатель.

Пушка Гаусса состоит из соленоида, внутри которого находится ствол (как правило, из диэлектрика). В один из концов ствола вставляется снаряд (сделанный из ферромагнетика). При протекании электрического тока в соленоиде возникает магнитное поле, которое разгоняет снаряд, «втягивая» его внутрь соленоида. На концах снаряда при этом образуются полюса, ориентированные согласно полюсам катушки, из-за чего после прохода центра соленоида снаряд притягивается в обратном направлении, то есть тормозится. В любительских схемах иногда в качестве снаряда используют постоянный магнит так как с возникающей при этом ЭДС индукции легче бороться. Такой же эффект возникает при использовании ферромагнетиков, но выражен он не так ярко благодаря тому что снаряд легко перемагничивается (коэрцитивная сила).

Для наибольшего эффекта импульс тока в соленоиде должен быть кратковременным и мощным. Как правило, для получения такого импульса используются электролитические конденсаторы с высоким рабочим напряжением.

Параметры ускоряющих катушек, снаряда и конденсаторов должны быть согласованы таким образом, чтобы при выстреле к моменту подлета снаряда к соленоиду индукция магнитного поля в соленоиде была максимальна, но при дальнейшем приближении снаряда резко падала. Стоит заметить что возможны разные алгоритмы работы ускоряющих катушек.

3.2 Применение

Теоретически возможно применение пушек Гаусса для запуска лёгких спутников на орбиту. Основное применение - любительские установки, демонстрация свойств ферромагнетиков. Также достаточно активно используется в качестве детской игрушки или развивающей техническое творчество самодельной установки (простота и относительная безопасность)

Пушка Гаусса в качестве оружия обладает преимуществами, которыми не обладают другие виды стрелкового оружия. Это отсутствие гильз и неограниченность в выборе начальной скорости и энергии боеприпаса, возможность бесшумного выстрела (если скорость достаточно обтекаемого снаряда не превышает скорости звука) в том числе без смены ствола и боеприпаса, относительно малая отдача (равная импульсу вылетевшего снаряда, нет дополнительного импульса от пороховых газов или движущихся частей), теоретически, большамя надежность и теоретически износостойкость, а также возможность работы в любых условиях, в том числе в космическом пространстве.

Однако, несмотря на кажущуюся простоту пушки Гаусса, использование её в качестве оружия сопряжено с серьёзными трудностями, главное из которых: большие затраты энергии.

Первая и основная трудность - низкий КПД установки. Лишь 1-7% заряда конденсаторов переходят в кинетическую энергию снаряда. Отчасти этот недостаток можно компенсировать использованием многоступенчатой системы разгона снаряда, но в любом случае КПД редко достигает 27%. В основном в любительских установках энергия, запасенная в виде магнитного поля, никак не используется, а является причиной использования мощных ключей (часто применяют IGBT модули) для размыкания катушки (правило Ленца).

Вторая трудность - большой расход энергии (из-за низкого КПД).

Третья трудность (следует из первых двух) - большой вес и габариты установки при её низкой эффективности.

Четвёртая трудность - достаточно длительное время накопительной перезарядки конденсаторов, что заставляет вместе с пушкой Гаусса носить и источник питания (как правило, мощную аккумуляторную батарею), а также высокая их стоимость. Можно, теоретически, увеличить эффективность, если использовать сверхпроводящие соленоиды, однако это потребует мощной системы охлаждения, что приносит дополнительные проблемы, и серьёзно влияет на область применения установки. Или же использовать заменяемые батареи конденсаторы.

Пятая трудность - с увеличением скорости снаряда время действия магнитного поля, за время пролёта снарядом соленоида, существенно сокращается, что приводит к необходимости не только заблаговременно включать каждую следующую катушку многоступенчатой системы, но и увеличивать мощность её поля пропорционально сокращению этого времени. Обычно этот недостаток сразу обходится вниманием, так как большинство самодельных систем имеет или малое число катушек, или недостаточную скорость пули.

В условиях водной среды применение пушки без защитного кожуха также серьёзно ограничено - дистанционной индукции тока достаточно, чтобы раствор солей диссоциировал на кожухе с образованием агрессивных (растворяющих) сред, что требует дополнительного магнитного экранирования.

Таким образом, на сегодняшний день у пушки Гаусса нет перспектив в качестве оружия, так как она значительно уступает другим видам стрелкового оружия, работающего на других принципах. Теоретически, перспективы, конечно, возможны, если будут созданы компактные и мощные источники электрического тока и высокотемпературные сверхпроводники (200-300К). Однако, установка, подобная пушке Гаусса, может использоваться в космическом пространстве, так как в условиях вакуума и невесомости многие недостатки подобных установок нивелируются. В частности, в военных программах СССР и США рассматривалась возможность использования установок, подобных пушке Гаусса, на орбитальных спутниках для поражения других космических аппаратов (снарядами с большим количеством мелких поражающих деталей), или объектов на земной поверхности.

4. Кинетическое оружие

4.1 Виды и принцип работы кинетического оружия

Кинетическое оружие воздействует на цель посредством твёрдого тела (например, стрела, пуля, снаряд), используемого в качестве поражающего элемента. Своё название кинетическое оружие получило из-за того, что воздействует на цель кинетической энергией выстреливаемых в цель поражающих элементов.

По способу производства выстрела и разгона поражающих элементов кинетическое оружие можно разделить на следующие подклассы:

· метательное оружие (в традиционном значении этого термина) (лук, арбалет, баллиста, катапульта, требушет),

· пневматическое оружие,

· огнестрельное оружие,

· паровая пушка,

· масс-драйвер.

Лук, арбалет и его разновидность - копьеметатель, а также различные боевые метательные машины (баллиста, катапульта, требуше) - древнейшие известные разновидности кинетического оружия. Разгон поражающего элемента и выстрел производится за счет использования силы упругости тетивы и плеч, - для луков и арбалетов, - или силы иного стреляющего механизма.

Для разгона поражающего элемента и производства выстрела используется давление сжатого газа (например воздуха).

Огнестрельное оружие для разгона поражающего элемента и производства выстрела использует давление продуктов взрывообразного сгорания пороха или иного метательного взрывчатого вещества.

Паровая пушка для разгона поражающего элемента и производства выстрела использует давление перегретого пара, быстро нагретого до очень высокого давления. Известна паровая пушка, сконструированная Леонардо да Винчи. Другой вариант паровой пушки - конденсаторная пушка, в которой перегретый пар, толкающий снаряд, получается в результате разряда на специальном электроконденсаторе такой пушки.

В ускорителе масс (известном также как электромагнитная пушка) поражающий элемент разгоняется электромагнитным полем нужной конфигурации. Ярким примером ускорителя масс является рельсотрон, в котором снаряд разгоняется электромагнитным полем, бегущем вдоль двух параллельных рельс и увлекающем за собой разгоняемый снаряд.

Одной из характеристик кинетического оружия является калибр. Часто это размер используемых поражающих элементов. В частности калибр огнестрельного и пневматического указывается в миллиметрах (в англоязычных странах также в дюймах), то есть калибром огнестрельного и пневматического считается диаметр поражающего элемента (пули, артиллерийского снаряда, гранаты для гранатомёта). В то время как калибр метательной машины указывался в единицах массы метаемых снарядов (например, камней). Для лука и ручного арбалета калибр, как характеристика, не применяется. В каких единицах (массы или импульса) указывать калибр ускорителя масс пока не определено, но так как ускоритель масс способен разогнать поражающий элемент до сравнительно высокой скорости, то, возможно, калибр ускорителя масс будет удобнее измерять и указывать в единицах импульса выстреливаемого снаряда.

Эта приведенная характеристика применяется преимущественно к гражданскому (полицейскому) огнестрельному оружию и характеризует то, насколько быстро такое оружие способно остановить, то есть вывести из строя, нападающего. Например, автомат AK-74 (калибр 5,45 мм) при всех своих достоинствах способен вывести из строя нападающего на стрелка человека нередко только с 4-го или даже 5-го попадания по причине того, что пуля не передаёт всю свою энергию поражаемой цели, пробивая её насквозь. В случае применения пистолета Макарова (калибр 9 мм) для этого достаточно одного-двух попаданий в нападающего, хотя пистолет Макарова значительно уступает AK-74 в дальности прицельной стрельбы (50 м против 1000 у AK-74). В значительной мере это обусловлено разным назначением названных образцов оружия: AK-74 - военное стрелковое оружие, тогда как пистолет Макарова - личное оружие офицеров, предназначенное для поражения противника на коротких расстояниях.

В зависимости от назначения и мощности, а также иных тактико-технических характеристик, одни виды кинетического оружия могут быть предназначены для нанесения точечных ударов (снайперское оружие, лёгкие ускорители масс) или причислены к оружию массового поражения. Примером второй ипостаси кинетического оружия в будущем могут стать тяжёлые и супертяжёлые ускорители масс, предназначенные для орбитальных бомбардировок и способные по разрушительной силе и площади поражения соперничать с современным тактическим ядерным оружием.

Кинетическое оружие это оружие, использующее кинетическую энергию поражающих элементов в качестве основного поражающего фактора. При этом от стрелкового вооружения кинетическое оружие отличается значительно большей скоростью движения поражающих элементов, чем у пули или снаряда.

Для того, что бы поражающие элементы кинетического оружия обладали достаточной для эффективного поражения своих целей кинетической энергией их необходимо разогнать до скорости примерно 4 км/c и более. Дульная скорость снарядов в ствольной артиллерии не превышает 2-2,5 км/с и это почти теоретический предел, так как скорость разлета молекул пороховых газов при взрыве порохового заряда достигает только 3 км/c. Поэтому для придания поражающим элементам кинетического оружия необходимой скорости обычно предлагают использовать или реактивные двигатели (по существу разгон при помощи ракет) или электромагнитное поле (так называемые электромагнитные пушки).

Для начала нужно отметить, что поиски альтернативы использованию пороха в качестве рабочего вещества для разгона снаряда в стволе орудия начались еще в начале прошлого века.

Считается, что первыми выдвинули идею электромагнитной пушки французские инженеры Фашон и Виллепле еще в 1916 году. Основываясь на принципе индукции Карла Гаусса, они использовали в качестве ствола цепочку катушек-соленоидов, на которые последовательно подавался ток. Их действующая модель индукционной пушки разогнала снаряд массой 50 грамм до скорости 200 метров в секунду. По сравнению с пороховыми артиллерийскими установками результат, конечно, получился достаточно скромный, однако показавший принципиальную возможность создания оружия, в котором снаряд разгоняется без помощи пороховых газов. На самом деле, еще за год до Фашона и Виллепле русские инженеры Подольский и Ямпольский разработали проект 50-метровой «магнитно-фугальной» пушки, действующей по аналогичному принципу. Однако финансирования для воплощения своей идеи в жизнь им получить не удалось. Впрочем, и у французов дальше модели «пушки Гаусса» дело не пошло, поскольку для того времени разработки казались слишком фантастическими. К тому же эта новинка, как уже отмечалось, не давала преимуществ относительно пороха.

Систематические научные работы по созданию принципиально новых электродинамических ускорителей массы (ЭДУМ) начались в мире в 50-х годах XX века, - рассказал корреспонденту «СП» эксперт инфоцентра «Оружие России» полковник запаса Александр Ковлер. - Одним из родоначальников отечественных разработок в этой области был выдающийся советский ученый, исследователь плазмы Л.А. Арцимович, который ввел в отечественную терминологию понятие «рельсотрон» (в англоязычной литературе принят термин «railgun») для обозначения одной из разновидностей ЭДУМ. Идея рельсотрона была прорывной в области развития электромагнитных ускорителей. Он представляют собой систему, состоящую из источника электроэнергии, коммутационной аппаратуры и электродов в виде параллельных электропроводящих рельсов длиной от 1 до 5 метров, находящихся в стволе на небольшом расстоянии друг от друга (порядка 1 см).

Рельсотроны позволяют ускорять небольшие тела (до 100 г.) до скоростей 6-10 км/сек. Собственно, можно обойтись вообще без снаряда и разгонять плазменный поршень сам по себе. В этом случае плазма вырывается из ускорителя с поистине фантастической скоростью - до 50 км/сек.

В годы холодной войны работы по созданию электромагнитных пушек активно велись и в СССР и в США. Они до сих пор строго засекречены. Известно только, что к середине 80-х годов прошлого века обе стороны вплотную приблизились к возможности размещения рельсотронной пушки с автономным источником питания на мобильном носителе - гусеничном или колесном шасси. Есть информация и о том, что разрабатывалось индивидуальное стрелковое оружие на этом принципе.

«Общая длина винтовок была небольшой, однако того, кто видел такое оружие впервые, поражала массивность приклада. Но именно там и помещались основные механизмы; туда же, позади рукоятки управления огнем, пристыковывался очень толстый магазин. Он имел такие параметры не за счет бесчисленности патронов. Просто в нем же находился добавочный, причем достаточно мощный, аккумулятор. Винтовка была плазменная, без электричества она стрелять не могла. Из-за безгильзовой механики она имела недоступную другим видам автоматов скорострельность. А за счет разгона пуль плазмой они получали солидное ускорение, однозначно недостижимое пороховыми устройствами… И только после третьего-четвертого бесшумного и невидимого залпа дошло понимание случившегося… кто-то вскрикнул, пораженный пулей, прошившей вначале впередиидущего товарища, а то и двух. Страшная штука - плазменный разгон!» - так описывает применение в недалеком будущем электромагнитного оружия писатель-фантаст, «певец высоких оружейных технологий» Федор Березин в своем романе «Красный рассвет».

К этому можно добавить, что такое оружие способно легко сбивать военные спутники и ракеты, а поставленное на танк, оно делает боевую машину неуязвимой. К тому же от неё практически не будет защиты. Снаряд с космической скоростью пробьет все, что угодно. Военный эксперт Павел Фельгенгауэр добавляет: «Можно будет резко сократить калибр, по меньшей мере, в два раза. А значит, больше боезапас, меньше вес. Не будет артиллерийского пороха на борту, а это защита самого танка, он будет менее уязвим. Взрываться будет нечему».

Еще в 2004 году в прессе появились сведения о том, что американские военные работают над системой, ознакомление с которой вызывает стойкие ассоциации со «звёздными войнами» Рейгана.

Rods from God - в вольном переводе «Стрелы Бога» - такое неофициальное наименование получило у американских военных новое оружие.

Это группа низкоорбитальных спутников, работающих попарно. Один из них несёт систему управления и коммуникации, второй служит пусковой платформой для боеприпасов.

Последние представляют собой вольфрамовые стрелы, длиной 6,1 метра и диаметром 30 сантиметров, несущие нехитрую электронику для управления аэродинамическими рулями на конечном этапе наведения непосредственно перед поражением цели.

И никакой взрывчатки. Стрелки входят в атмосферу на скорости 11 километров в секунду, выдерживая нагрев за счёт специального теплозащитного покрытия.

В нижних слоях атмосферы скорость несколько падает, но остаётся достаточно высокой, чтобы испарить цель при столкновении.

Менее чем через 15 минут после старта подправляемая электроникой «стрелка» пронзает крышу бункера или здания.

Любопытно, что нечто подобное было предложено американской корпорацией RAND ещё в 1950-х годах. Только тогда система выглядела более реалистичной - набор управляемых «стрел» предлагалось размещать в головках межконтинентальных баллистических ракет.

Подкалиберный противотанковый снаряд с отделяющимся поддоном - всего лишь стрела, но тяжёлая и очень быстрая.

Собственно, и сейчас военные не исключают баллистический вариант комплекса, как более реальный. К тому же, для гарантированного закрытия спутниками больших площадей аппаратов нужно много, они же движутся по низкой орбите и вблизи данной точки поверхности находятся недолго.

Однако симптоматично, что та же RAND подробно расписала прелести «Стрел Бога» в своём докладе «Space Weapons Earth Wars» от 2002 года.

И американский план преобразования ВВС, изданный в 2003-м, также содержит пункт о кинетическом оружии космического базирования. Других подробностей (о разработчиках, например) официальные источники не приводят. Эксперты полагают, что система может быть запущена хоть в каком-нибудь первоначальном виде не ранее 2015 года. Что интересно, последние годы вообще принесли кинетическому оружию второе дыхание. Помните, сколько ахов и охов было в своё время вокруг электромагнитных пушек для танков? Такие проекты можно разыскать и сейчас, однако годы работы убедили здравомыслящих инженеров в том, что это - тупиковый путь развития наземного оружия.

Ввиду колоссальной энерговооружённости при малых размерах танка, которая нужна, чтобы создать мало-мальски грозный так называемый «Railgun».Но вот для кораблей такой проблемы не существует. На них можно ставить огромные и тяжёлые энергоустановки. Вот американские военные и решили: для кораблей будущего электромагнитное кинетическое оружие - самое то.

Кинетическое оружие космического базирования в представлении американских военных. Представьте, что пост управления корабля получает от разведки координаты цели, находящейся за 300-400 километров и наводит электромагнитную пушку.

Снаряд длиной менее метра и весом 18 килограммов разгоняется до скорости более 7М (более 2,5 километров в секунду) и по высокой дуге уходит в верхние слои атмосферы, чтобы через несколько минут обрушиться на цель. Управление снарядом на конечном этапе наведения - активное, с использованием спутников. Опять-таки никакой взрывчатки на борту снаряда не будет - достаточно необычайно высокой скорости. У цели она составит более 1,5 километров в секунду. В 2003 году систему в масштабе одной восьмой уже испытывали, и она стреляла снарядами с начальной скоростью 6М. Ввод оружия в строй намечен на 2015 год. По замыслу американцев оно будет одним из видов вооружений, которые установят на перспективном боевом корабле DD(X). Это, заметим, тоже любопытная концепция. В её основе мощнейшая энергетическая установка, снабжающая электроэнергией как ходовые электродвигатели, так и многочисленные системы вооружения. В случае надобности корабль может остановиться и передать на электромагнитное оружие почти всю энергию бортовой сети - а это порядка 30 мегаватт. Такого количества энергии достаточно, чтобы длительное время вести огонь гиперзвуковыми дальнобойными стрелами с темпом до 12 выстрелов в минуту. При этом американские инженеры полагают реальным создание электроники для системы наведения снаряда на конечном этапе полёта, выдерживающей 45 тысяч g, развиваемых при выстреле. Преимущество перед классическими крылатыми ракетами морского базирования (например, «Томагавками»), очевидны. Кардинально меньшая стоимость боеприпасов. Безопасность при транспортировке и хранении. Лёгкость пополнения боезапаса в море. Огромный возможный запас стрел на борту корабля. Полностью электрический корабль DD(X) будет оснащён, среди прочего, дальнобойным электромагнитным оружием. Сомнения в реализуемости обоих проектов, конечно, есть. Тут и сложности с нагревом снарядов на гиперзвуковых скоростях, и проблемы с точным наведением, наконец - высокая стоимость.

Высказывались в СССР идеи и принципиально отличные от предлагавшихся на западе. По крайней мере, об одной из таких идей я обладаю совершенно достоверной информацией, поскольку являюсь ее автором. Речь идет о предложении создать кинетическое оружие на основе использования инерционного реактивного двигателя (сокращенно ИРД). Конструкция ИРД, его схемы и методы применения, конструкции наиболее важных его элементов были описаны в четырех авторских свидетельствах СССР, одном патенте РФ и одной заявке на изобретение.

ИРД создает реактивное усилие за счет отбрасывания твердых грузов. Принцип действия ИРД можно посмотреть на приведенной ниже анимации. Двигатель состоит из следующих основных частей: оси (показана красным цветом), которая является собственно полезной нагрузкой; симметричных относительно оси грузов (показаны зеленым цветом), установленных на рычагах (показаны синим цветом) и связи (показана желтым цветом), соединяющей грузы между собой.

Работает ИРД следующим образом. Грузы раскручиваются относительно оси. Затем обрывается связь между грузами, в результате чего грузы поворачиваются на рычагах под действием центробежных сил. При этом ось смещается в сторону противоположную стороне смещения грузов, так как расположение центра масс системы не должно изменяться, поскольку на систему не действуют внешние силы. В ходе этого смещения ось приобретает осевую скорость. По достижении осью максимальной скорости, она отсоединяется от грузов с рычагами, и дальше они летят самостоятельно, но в противоположные стороны.

4.2 Новые разработки кинетического оружия

Последние несколько лет компания BAE Systems по заказу агентства DARPA разрабатывает еще один образец оружия, словно пришедший в наш мир из фантастических книг и фильмов. Это рельсовая пушка, также именуемая терминами «рейлган» (от английского railgun) или рельсотрон.

Американские рельсовые пушки: фантастическое оружие для кораблей будущего. Принцип действия этого чудо-оружия сравнительно прост: на два параллельных электрода (те самые рельсы) устанавливается электропроводящий объект, который и служит снарядом. На электроды подается постоянный ток из-за чего незакрепленный снаряд, замкнув электрическую цепь, под действием силы Лоренца начинает движение. Однако у рельсотрона есть целый набор минусов, который, собственно говоря, и является главной головной болью создателей подобного оружия. Так, рейлган требует источника тока достаточной мощности, зависящей от требуемых характеристик оружия. Кроме того, нужно правильным образом подобрать материалы рельс и снаряда: во-первых, для уменьшения потерь на сопротивлении проводников, а во-вторых, во избежание их перегрева и повреждения. Иными словами, создание практически применимого рельсотрона - занятие непростое, длительное и очень дорогое. (Приложение, рис. 9)

Агентство DARPA заинтересовалось рельсовыми пушками в середине 90-х годов прошлого века. Тогда, оценив перспективы работ по теме, были определены примерные сроки поставки нового оружия в войска (после 2020 года) и его целевую нишу - замена существующих артиллерийских установок во флоте. Вскоре BAE Systems начали исследования нового направления и строительство первых, маломощных экспериментальных рейлганов. Постепенно были отработаны все нужные технологии и конструкционные находки, в результате чего в конце 2006 года начали строить полноценный опытный экземпляр с дульной энергией в 10 мегаджоулей. Проверки систем и первые пробные запуски начались во второй половине 2007-го, а в феврале следующего года о существовании этого аппарата объявили официально. Тогда же появились первые видео выстрелов и данные о параметрах установки: начальная скорость болванки составила 2520 метров в секунду, что в восемь раз превышает скорость звука.

В декабре 2010 года американские конструкторы в очередной раз «похвастались», но теперь дульная энергия была уже более 32 МДж. Эта же пушка произвела юбилейный тысячный выстрел с начала работ по теме. Все эти опыты представляют определенный интерес, но пока исключительно научный. Дело в том, что экспериментальные рельсовые пушки и сами по себе не малы - они представляют собой конструкцию длинной в пару десятков метров и шириной / высотой в 2,5-3 метра. И это только собственно рельсотрон, а ведь к нему «прилагается» еще и соответствующая батарея конденсаторов с генераторами. Иными словами, нынешние рельсовые пушки - не готовое к практическому применению оружие, а сугубо лабораторные экспериментальные образцы.

Само собой, такими пушками размером с целое здание никого не заинтересуешь. По такому поводу DARPA недавно привлекли к работам компанию Raytheon. Контракт на 10 миллиардов требует от нее создание и постройку опытного образца новой энергетической установки, способной обеспечить электропитание рельсотрона. Кроме того, задание подразумевает, что энергоустановка будет иметь размеры и массу, пригодные для размещения на кораблях. Если Raytheon удастся сделать систему, получившую название PFN (Pulse Forming Network - Сеть формирования импульса), то в перспективе ее можно будет использовать не только в паре с рейлганами, но и, например, с боевыми лазерами. На разработку и изготовление первого экземпляра PFN у Raytheon не так много времени, ведь начать испытания рельсотрона, установленного на корабль, планируется уже в 2018 году. Тем не менее, нельзя исключать изменения сроков, может быть, даже неоднократного.

К тому же времени от BAE Systems и General Atomics (эту фирму привлекли к проекту для «дублирования» работ) требуют сделать пушку с дульной энергией около 64 МДж, прицельной дальностью запуска девятикилограммового снаряда не меньше 450-500 километров и скорострельностью от 6-7 выстрелов в минуту. По понятным причинам натурные испытания на дальность пока не проводились, но расчеты показывают, что 32-мегаджоульный рельсотрон «закидывает» боеприпас в 10 кг километров на 350-400. Требований к повышению скорости снаряда пока нет: вероятно, в DARPA более приоритетными задачами считают дальность полета и вес болванки. Однако куда большие проблемы ждут разработчиков пушки в сфере «ствола». Дело в том, что огромное начальное ускорение снаряда приводит к полному износу имеющихся рельс за 8-10 выстрелов. Соответственно, помимо улучшения непосредственно боевых качеств BAE Systems и General Atomics должны будут серьезно доработать конструкцию.

Первыми носителями рельсотрона должны будут стать эсминцы проекта Zumwalt. По слухам, эти корабли изначально разрабатывались таким образом, чтобы в состав их оборудования с малыми затратами можно было включить как новые системы, например, PFN, так и новое вооружение. Насколько слухи соответствуют действительности, пока неизвестно. Тем не менее, даже из информации о «Зумволтах» можно сделать соответствующие выводы. Похоже, что американские военные намерены заиметь в своем арсенале оружие со значительной дальностью боя, вдобавок к имеющимся ракетам. От них, надо заметить, рельсотрон в выгодную сторону отличается тем, что каждая ракета стоит немало денег и по достижении своей цели уничтожается. Рельсовая пушка, в свою очередь, стоит еще больше, но расходуются исключительно снаряды, которые на порядки дешевле отдельно взятой ракеты. Кроме того, болванку с гиперзвуковой скоростью почти невозможно перехватить существующими средствами. Также стоит вспомнить американскую тягу к атакам с приличного расстояния, на котором противник не сможет обеспечить адекватный ответ.

Сейчас в качестве срока принятия на вооружение «Зумволта» с рельсовой артиллерией называется середина 20-х годов. Однако для этого требуется продолжение работ, а проект рельсотрона недавно оказывался под угрозой закрытия. Напомним, осенью прошлого года сенат США требовал, как минимум, сократить расходы на «футуристические» программы, а то и вовсе отказаться от них. Военным удалось сохранить в полном объеме проект по созданию рейлганов, а вот лазеру воздушного базирования (Boeing YAL) не было суждено продолжить испытания.

5. Генетическое оружие

Что же собой представляет генетическое оружие (ГО)? Специалисты в области безопасности считают, что это искусственно созданные штаммы бактерий и вирусов, измененные с помощью технологий генной инженерии таким образом, что могут вызывать негативные изменения в организме человека. Генетическое оружие действует в зависимости от пола, возраста и различных антропологических признаков, которые можно выявить путем анализа структуры ДНК, хранящей генетический код (поскольку различия между отдельными людьми и популяциями связаны с неравномерным распределением белков в их отличительных генах). Генетически обусловлены (закодированы в ДНК) внешний вид человека, манера поведения, длительность жизни и множество других характеристик. Генная инженерия позволяет также создавать копии ДНК - на этом принципе строятся все эксперименты по клонированию, вызывающие наибольшие споры и неприятие со стороны общественности и церкви. (Приложение, рис. 10)

Множество организаций во всем мире заняты сегодня работами в области идентификации отличительных генов. На сегодняшний день известно, например, около 50 человеческих этносов, различимых на генетическом уровне. Это значит, что, окажись в руках террористов генетическое оружие, под угрозой физического исчезновения может оказаться целый этнос. Британская медицинская ассоциация (БМА) предупреждает, что с помощью ГО можно уничтожать даже отдельные группы внутри этих этносов. О реальности создания генетического оружия открыто заявляют специалисты БМА: «В ближайшее десятилетие может быть создано генетическое оружие массового уничтожения. Быстро прогрессирующее развитие генетики способно уже в ближайшие годы стать причиной проведения невиданных по масштабу этнических чисток», - говорится в отчете ассоциации.

«Файненшнл Таймс» информировала в свое время, что в ЮАР совсем недавно прекращены работы по разведению бактерий, способных делать людей с черной кожей бесплодными. Хотя в отношении ГО иногда высказываются скептические мнения, создать это оружие с помощью современных технологий не представляется делом бесперспективным и таким уж сложным. Например, это так же просто (относительно просто), как получить антибиотик, избирательно воздействующий на конкретную болезнь, и даже проще, поскольку задачей боевых штаммов является не лечение, а наоборот - разрушение.

Бывший министр обороны США Уильям Коэн еще в 1998 году делал сенсационные заявления о том, что в его распоряжении имеются материалы о работах по созданию «определенных типов патогенов, которые могли бы быть этнически специфичны». Высокопоставленный западный источник из разведывательных кругов сообщил, что в число стран, которые имел в виду Коэн, входит Израиль.

По данным западных спецслужб, неоднократно опубликованных в СМИ, в Израиле уже несколько лет ведутся активные работы над созданием биологического оружия, которое могло бы поражать только арабов, но не евреев. В рамках создания так называемой «этнической бомбы» израильские ученые используют успехи медицины по идентификации отличительных генов, которыми обладают некоторые арабы, с тем, чтобы затем создать генетически измененные бактерии или вирусы. Они пытаются использовать способность вирусов и некоторых бактерий изменять ДНК внутри клеток своего проживания. Ученые конструируют смертельные микроорганизмы, атакующие только носителей отличительных генов.

Выполнение программы осуществляется в биологическом институте Нес Цзиона (Nes Tziyona) - основном центре исследований Израиля для создания тайного арсенала химического и биологического оружия. Анонимный сотрудник центра заявил, что задача чрезвычайно сложна, поскольку и арабы, и евреи имеют семитское происхождение. Он, однако, добавил: «Мы преуспели в прицельном выявлении специфических особенностей генетического профиля некоторых арабских общин, особенно у людей из Ирака». Болезнь может быть распространена путем распыления микроорганизмов в воздухе или заражения ими водопровода.

В августе 2002 года ООН срочно направила на Мадагаскар специальную команду врачей и ученых из французского института Пастера для изучения эпидемии неизвестной болезни. Симптомы заболевания, поразившего тогда свыше 2000 человек и унесшего жизни 157 мадагаскарцев, были сходны с симптомами обычной простуды. При этом заболевшие испытывали сильную головную боль при резком нарушении работы кишечника. По свидетельству медиков, заболевшие часто не протягивали и двух дней. Но что еще больше насторожило сотрудников ООН - эпидемия, первая вспышка которой была отмечена еще в июне, поражает в большинстве своем людей одной этнической группы. Возможно, что ученые тогда столкнулись как раз с испытанием генетического (этнического в данном случае) оружия.

История генетического оружия неразрывно связана с историей бактериологического оружия (БО). Как известно, БО первого поколения - возбудители и токсины острых эпидемических заболеваний с малым инкубационным периодом (чума, холера, сибирская язва), - производство которого началось в 1920-х годах, было испытано японцами на десятках тысяч пленных китайцев в ходе второй мировой войны. Однако к 1950-м годам удалось разработать методы борьбы с эпидемиями, а так как скрытно применять БО было невозможно, совершенствование этого оружия продолжилось.

Следующий этап в развитии бактериологического оружия приходится на середину 1960-х - начало 1970-х годов. В 1969 г. директор ARPA (агентства по перспективным исследовательским проектам МО США), выступая перед Конгрессом, заявил: «В течение ближайших 5-10 лет можно создать синтетический биологический агент, против которого естественный иммунитет человека будет бессилен». БО второго поколения готовилось с расчетом на длительный инкубационный период и медленное развитие эпидемии, не поддающейся локализации (чтобы ослабленный организм погибал от случайной инфекции), что сделало неэффективными традиционные карантинные меры. Один из представителей БО этого поколения - туберкулез, устойчивый к большинству антибиотиков. Отбирались вирусы и для поражения животных и сельскохозяйственных растений.

На 1970-е годы, когда впервые ген был создан искусственно, приходятся первые работы над ГО. Сначала военные в своих лабораториях пытаются довести поражающую способность искусственно создаваемых штаммов до 100% - с этой целью модифицируются самые смертоносные варианты африканских вирусов Марбурга, Ласса, Эбола, в считанные часы превращающие внутренности людей в однородное желе. Так, американские боевые штаммы туляремии усиливаются стойкостью к антибиотикам и становятся способными преодолевать сопротивление иммунной системы. Начинаются исследования, направленные на создание избирательно воздействующих вирусов. Уже к концу 1970-х годов эффективность «срабатывания» вирусов в зависимости от заданного пола и возраста достигает 90%. Подобные работы активно велись в США, СССР, Китае и ряде стран Западной Европы. В 1980-х годах стартует проект «Геном человека», открывающий перед военными новые перспективы.


Подобные документы

  • Электромагнитные ускорители масс. Пушка Гаусса. Использование лазера и микроволновых пушек. Изобретение боевых, военных бомб и сверхрадиочастотного оружия. Функционирование электромагнитной энергии. Тактика применения электромагнитного излучения.

    реферат [19,2 K], добавлен 03.07.2015

  • Ядовитые, отравляющие и психотропные вещества. Средства применения боевых токсических химических веществ и бактериологического оружия. Виды БТХВ по действию на организм человека. Источники Сибирской язвы. Технологии уничтожения химического оружия.

    реферат [42,3 K], добавлен 04.10.2013

  • Предпосылки создания и использования новых видов оружия. Концептуальные подходы к проблеме разработки "климатического оружия" как разновидности оружия массового поражения. Глобальный экологический кризис и его последствия: изменение климата и прочее.

    дипломная работа [80,6 K], добавлен 28.06.2017

  • Классификация оружия: травматическое, звуковое, электрошоковое, СВЧ-оружие, специальные средства несмертельного действия. Принцип действия оружия и его эффективность воздействия на объект. Дальнодействующее акустическое устройство контроля толпы.

    реферат [30,8 K], добавлен 13.07.2009

  • История применения боевых отравляющих веществ. Первые опыты. Фриц Хабер. Первое применение БОВ. Воздействие на человека кожно-нарывного ОВ. Химическое оружие в России. Химическое оружие в локальных конфликтах второй половины ХХ века.

    реферат [52,4 K], добавлен 27.04.2007

  • Поражающий фактор биологического оружия - болезнетворное действие микроорганизмов, их способность вызывать заболевание людей, животных и растений (патогенность). История применения биологического оружия, его особенности. Средства защиты населения.

    реферат [26,5 K], добавлен 21.04.2015

  • Ядерное оружие, характеристики очага ядерного поражения. Поражающие факторы ядерного взрыва. Воздействие воздушной ударной волны и проникающей радиации. Химическое и биологическое оружие и возможные последствия их применения. Обычные средства поражения.

    презентация [1,9 M], добавлен 24.06.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.