Naked Scienceнет даты
Научно-популярное издание Naked Science

 
 
1. Самолет с уникальной конструкцией крыла получил разрешение на первый полет11:52[-/+]
Автор(?)
Cверхэффективный реактивный авиалайнер со «смешанным крылом» Z5 в представлении художника / © JetZero

Самолет с уникальной конструкцией крыла получил разрешение на первый полет

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

Почти все самолеты — как современные, так и прошлого — собирались и собираются по трем классическим аэродинамическим схемам. Крыло крепится таким образом, чтобы оно проходило через верхнюю половину фюзеляжа самолета (высокоплан), через нижнюю часть фюзеляжа (низкоплан) или по центру фюзеляжа (среднеплан). Эти типы самолетов с технической точки зрения имеют ряд конструктивных различий, в том числе это касается поведения таких машин в воздухе.

Со второй четверти XX века (советский БИЧ-3, 1926 год) инженеры из разных стран тестировали еще одну аэродинамическую схему — «летающее крыло», то есть бесхвостые самолеты без отдельно выделенного фюзеляжа. При такой схеме все компоненты машины, а также сами пилоты располагаются в плоскости крыла.

Сверху внизу: высокоплан, среднеплан, низкоплан / © Wikimedia Commons

Считается, что это наиболее аэродинамическая и эффективная конструкция из всех возможных, однако широкого распространения в мировом самолетостроении «летающее крыло» не получило. Видимо, из-за двух существенных недостатков: большие самолеты, выполненные по этой схеме, могут быть недостаточно устойчивы, к тому же у них невысокая маневренность. Тем не менее современные автоматизированные системы управления самолетами решили первую проблему, а вторая для некоторых классов машин (пассажирские авиалайнеры) никогда не была особенно актуальна.

Самолет по схеме летающее крыло, немецкий Gotha Go 229 (на картинке его современный макет) / © Wikimedia Commons

В 2000-х годах инженеры заговорили еще об одной аэродинамической схеме, разновидности «летающего крыла», — о «смешанном крыле». В отличие от первой схемы, в этом случае фюзеляж выражен четко и плавно переходит в треугольные консоли крыла. Фюзеляж и крыло будто сливаются воедино, образуя изящную форму, представляющую собой нечто среднее между обычным авиалайнером и «летающим крылом».

В 2016 году канадские ученые из Института аэрокосмических наук Университета Торонто провели расчеты топливной эффективности «смешанного крыла». Они выяснили, что использование такой схемы позволит добиться экономии топлива почти на 11 процентов, но только в случаях с большими самолетами. Дальнейшие исследования показали, что «смешанное крыло» будет иметь на 15 процентов большую грузоподъемность по сравнению с машинами, спроектированными по классическим аэродинамическим схемам.

Сегодня созданием аппаратов «смешанного крыла» занимаются в основном частные аэрокосмические и военно-промышленные компании. Среди них — Airbus, Lockheed Martin, Bombardier, Zeroavia, а также небольшой стартап JetZero.

Концепт самолета со смешанным крылом NS-X NASA / © Wikimedia Commons

В 2023 году представители JetZero сообщили, что инженеры компании разрабатывают реактивный авиалайнер Z5, выполненный по схеме «смешанное крыло». По словам разработчиков, машина будет использовать на 50 процентов меньше топлива (во что довольно сложно поверить) по сравнению с современными пассажирскими самолетами, что существенно сократит эксплуатационные расходы и сделает трансконтинентальные перелеты относительно дешевыми. Кроме того, Z5 станет гораздо вместительнее большинства авиалайнеров.

Новый самолет рассчитан на перевозку 250 пассажиров, его конструкция сможет выдерживать более высокий, чем у обычных авиалайнеров, перепад давления между внутренними отсеками и внешней средой. Высота крейсерского полета составит примерно 14 тысяч метров, дальность полета — почти 10 тысяч километров, размах крыла — 61 метр.

Z5 сможет работать в любом аэропорту, который способен обслуживать большинство самолетов компаний Airbus и Boeing. Кроме того, JetZero хочет сделать свой самолет со смешанным крылом на 100 процентов совместимым со всеми возможными видами топлива класса SAF (Sustainable Aviation Fuel, то есть биотопливо).

Крылья или фюзеляж также обеспечат достаточно места для хранения необходимого количества водорода в качестве топлива (очевидно, при условии существенного сокращения дальности полета).

Компания планирует запустить Z5 в производство уже в 2030 году — предположительно, он заменит Boeing 757 и Boeing 767.

На днях JetZero поделилась важной новостью. Федеральное управление гражданской авиации США (Federal Aviation Administration) выдало компании сертификат летной годности для уменьшенной копии реактивного авиалайнера Z5. Это еще один шаг на пути создания полноценной версии самолета.

Уменьшенная копия реактивного авиалайнера Z5. В отличие от более ранних самолетов со смешанным крылом, типа бомбардировщика B-1, у него значительно большая часть несущих поверхностей приходится на фюзеляж, что, в теории, может увеличить аэродинамическое качество всей конструкции, а значит и ее способность летать на большие расстояния с минимальными затратами топлива / © JetZero

Демонстратор получил название Pathfinder. Эта модель масштабом 1:8, с размахом крыла в семь метров. Предстоящая программа летных испытаний Pathfinder пройдет на аэродромах в Южной Калифорнии, ее целью будет протестировать системы управления полетом и шасси.

«В действительности все эти испытания направлены на создание полномасштабного демонстратора, цель которого — доказать работоспособность самолета, выполненного по схеме „смешанное крыло“», — пояснили в компании.

JetZero занимается не только разработкой авиалайнера для гражданской авиации, но еще тесно сотрудничает с американскими военными. В августе 2023 года компания заключила контракт с ВВС США стоимостью 235 миллионов долларов на разработку самолета-заправщика, который создадут по той же схеме, что и Z5. Построить опытный образец и начать его летные испытания компания должна уже в 2027 году. Если прототип покажет себя с лучшей стороны, ВВС закажут его серийное производство. В противном случае все ограничится только опытной техникой.


2. Автомобили известных марок вдвое потеряли в качестве всего за 10 летПн, 18 мар[-/+]
Автор(?)
Лидер рейтинга автомобилей — Lexus / © Getty images

Автомобили известных марок вдвое потеряли в качестве всего за 10 лет

Новые автомобили известных брендов, купленные за последние несколько лет, оказались в два раза менее качественными, чем те, что были приобретены в 2010 году. И в будущем ситуация будет только хуже. К такому выводу пришли исследователи из США, которые также оценили марки машин по их надежности, составив рейтинг — от более к менее качественным автомобилям.

Каждый год американский центр потребительских исследований компании J. D. Power публикует собственный анализ качества новых марок автомобилей. Он базируется на количестве поломок, которые возникли в 100 новых машинах в течение первых трех месяцев владения ими. В опросе собран подробный опыт 93 380 покупателей автомобилей, выпущенных в 2023 году. Анкета состояла из 223 вопросов, охватывающих все аспекты вождения.

Проанализировав ответы, исследователи пришли к выводу, что количество проблем, связанных с управлением новыми авто, в два раза превышает аналогичный показатель 2010 года. Специалисты уверены, что в будущем ситуация только ухудшится. А поскольку у них были данные по всем предыдущим годам, также удалось оценить динамику возникновения нарушений работы автомобилей.

Выяснилось, что средний показатель по всем маркам машин за последние 12 лет распределился следующим образом: 43 процента проблем возникает в первые три месяца вождения, 57 процентов — в последующие 33 месяца. Хотя между марками авто существуют различия, исследователи узнали, что в целом динамика нарушений идет в сторону ухудшения качества.

Ученые оценили также марки машин от более к менее качественной. На первом месте оказался бренд Lexus — его посчитали самым надежным автомобилем, на последнем — Land Rover. Второе место занял Porsche, третье — Buick, четвертое — Toyota, пятое и шестое — Chevrolet и Kia соответственно. А вот в шестерку худших, помимо Land Rover, вошли Chrysler, Volvo, Jeep, Volkswagen и Audi. Mazda, Infiniti, Nissan, Mercedes-Benz и GMC оказались в середине списка. Исследователи имели данные далеко не по всем маркам автомобилей — в рейтинг попали лишь 29 из них.

Специалисты считают, что ухудшение качества авто отчасти связано с пандемией и возникшими в связи с этим кадровыми и иными проблемами, влияющими на процесс производства, подобно снежному кому. Ведь автомобили состоят из тысяч деталей, каждая из которых может быть произведена в совершенно разных местах. Это создает проблемы с качеством готового продукта.

Помимо пандемии, на процесс производства машин повлияло внедрение новых, еще недостаточно налаженных технологий, появившихся за последние годы. Поэтому исследователи посоветовали тем, кто собрался покупать подержанные авто, обратить внимание на их рейтинг.


3. Американцы построят самый большой самолет в миреПн, 18 мар[-/+]
Автор(?)
Cамолет WindRunner в представлении художника / © RADIA INC

Американцы построят самый большой самолет в мире

Грузовой самолет будут использовать для перевозки 90-метровых лопастей ветряных турбин, которые невозможно доставить по суше из-за размеров. Предполагается, что этот аппарат произведет революцию в сфере возобновляемых источников энергии.

В последнее время ветряная энергетика переживает бум. По прогнозам европейских энергетических компаний, к 2025 году ветер сможет обеспечить около 10 процентов в мировой выработке электроэнергии. К 2050 году примерно 140 стран планируют полностью перейти на энергию, получаемую из возобновляемых источников, большую часть которой будет давать ветер. Хотя есть физические причины, по которым полный переход такого рода невозможен, совершенно ясно, что ветровая генерация как минимум в несколько раз превысит ее современный уровень.

В связи с этим разработчики энергетических проектов стремятся создавать мощные ветряные турбины, позволяющие минимизировать удельные капитальные затраты и стоимость единицы энергии. Например, в 2023 году у берегов Дании заработал самый большой и мощный в мире ветрогенератор Vestas V236-15 MW. Мощность установки — 15 мегаватт, а длина лопастей — 115,5 метра (самые длинные в мире лопасти на сегодня). В скором времени этот рекорд побьет китайский офшорный ветряк H260-18MW мощностью 18 мегаватт: длина его лопастей составит 128 метров каждая.

Почему инженеры строят турбины с длинными лопастями? Такие установки покрывают большую площадь, улавливают больше ветра и производят больше электроэнергии.

Турбины с длинными и громоздкими лопастями обычно используют только в морских проектах, то есть не на суше, а в прибрежных зонах. Главная причина — транспортировка. Пока что перевозка таких компонентов возможна лишь с помощью специальных морских судов, наземная техника с этим не справится.

Если бы ветрогенераторы с достаточно длинными лопастями можно было устанавливать на суше, это позволило бы производить на 20 процентов больше энергии по сравнению с современными наземными турбинами. Кроме того, они снизили бы затраты на электроэнергию на 35 процентов.

Семь лет назад американский энергетический стартап Radia, возглавляемый Марком Лундстромом (Mark Lundstrom), ученым-ракетчиком из Массачусетского технологического института, задумал построить транспортный самолет WindRunner, который смог бы перевозить огромные лопасти для наземных ветрогенераторов.

WindRunner будет длиннее поля стадиона Уэмбли в Англии (его длина 105 метров) и на 32 метра длиннее Boeing 747-8 — самого длинного пассажирского самолета в мире / © RADIA INC

Все это время Лундстром держал проект в секрете. Вместе с командой инженеров он работал над улучшением конструкции, чтобы WindRunner не развалился на части при соприкосновении со взлетно-посадочной полосой. Ученый рассказал о своем самолете только сейчас, по завершении серии успешных испытаний.

Длина WindRunner составит 108,5 метра, высота — 24 метра, размах крыла — 79,5 метра, грузоподъемность — 80 тонн. Грузовой лайнер сможет развить скорость до М=0,6 (число Маха). При таких габаритах самолету понадобится почти двухкилометровая взлетно-посадочная полоса.

Сравнение размеров WindRunner, Ан-124 и Boeing 747-400 / © RADIA INC

Для сравнения, эта машина будет длиннее поля стадиона Уэмбли в Англии (его длина — 105 метров) и на 32 метра длиннее Boeing 747-8 — самого длинного пассажирского самолета в мире. WindRunner сможет перевозить лопасти длиной от 45 до 91 метра и массой до 35 тонн.

Команда Radia ожидает, что коммерческое производство самолета начнется к концу 2027 года. У компании уже есть первый клиент — частный производитель электроэнергии, который купил проект мощностью один гигаватт в штате Невада (США).

Лундстром объяснил, что главная задача WindRunner — ускорить рост ветроэнергетики. Однако габариты самолета позволяют найти ему и другое применение: например, в военной сфере — для перевозки тяжелой техники.

WindRunner сможет перевозить лопасти длиной от 45 до 91 метра и массой до 35 тонн / © RADIA INC

Отметим, что до февраля 2022 года самым большим самолетом в мире считался украинский АН-225 «Мрiя» («Мечта»). В 1980-е годы самолет в единственном экземпляре спроектировало и построило опытно-конструкторское бюро имени О. К. Антонова на Киевском механическом заводе. Изначально воздушное транспортное судно создавали для перевозки советского космического челнока «Буран» и ракетных ускорителей «Энергия», но после распада Советского Союза Ан-225 перешел в собственность Украины и ему довольно быстро нашли другое применение.

Длина АН-225 «Мрiя» составляла 84 метра, высота — почти 19 метров, размах крыла — 88,4 метра, грузоподъемность — 253 тонны. Разрушен во время конфликта на Украине.


4. Британцы показали свое секретное лазерное оружие в действииСр, 13 мар[-/+]
Автор(?)
Dragonfire во время испытаний в январе 2024 года / © Ministry of Defence UK

Британцы показали свое секретное лазерное оружие в действии

Министерство обороны Великобритании опубликовало видео с испытаний засекреченного лазерного оружия DragonFire, которые прошли в январе 2024 года. Это видео представляет собой смесь компьютерной графики и реальных кадров с полигона. В какой-то степени оно позволяет сделать выводы, по каким конкретно целям могут применять лазерную установку.

В начале 2017 года консорциум во главе с ведущим производителем ракетных систем в Европе MBDA получил от Министерства обороны Великобритании заказ на 30 миллионов фунтов стерлингов. По нему MBDA должна были создать демонстратор первой британской системы лазерного оружия дальнего действия под названием DragonFire. В силу демонстрационного статуса эту систему не будут использовать в британской армии или на флоте. Главная задача такой установки — показать «возможности лазера как оружия» и предоставить данные для разработки более продвинутых лазерных систем.

Проект получил широкую огласку, но поначалу прогресс шел медленно, и ходили слухи, что он застопорился. Однако работа над DragonFire продолжалась — в строгой секретности. Британское Минобороны практически ничего не рассказывало о технических характеристиках этого оружия.

В 2022 году оборонное ведомство провело успешные испытания демонстратора DragonFire на полигоне Портон-Даун в Уилтшире. Тогда проходили стрельбы по неподвижным целям. В январе 2024-го на полигоне на Гебридских островах в Шотландии состоялась очередная проверка британского лазерного оружия, на этот раз проводили стрельбы по движущимся воздушным мишеням.

По окончании январских испытаний Минобороны выпустило отчетный пресс-релиз, но в нем не говорилось, по каким конкретно целям отрабатывал DragonFire. Некоторые профильные СМИ со ссылкой на свои источники сообщили, что одной из мишеней был британский реактивный беспилотник-камикадзе Banshee Jet-80, оснащенный двумя газотурбинными двигателями тягой по 40 килограммов, позволяющими ему развивать скорость до 200 метров в секунду и находиться в воздухе до 45 минут. По размерам этот дрон сопоставим с иранскими ударными беспилотниками, которые применяют хуситы в Красном море для атаки на гражданские и военные суда.

Тогда эксперты предположили, что одна из главных задач британского лазерного оружия — борьба с беспилотниками в море, а значит, с большой долей вероятности, оно может быть установлено на военные корабли. Правда, прежде чем принять технологию DragonFire на вооружение, ее необходимо адаптировать под конкретные нужды. Сейчас демонстратор состоит из коммерческих компонентов (COTS), чтобы он превратился в полноценное оружие, его компоненты нужно будет заменить гораздо более надежными аналогами, отвечающими военным стандартам (MOTS).

Буквально на днях британские военные показали кадры последних январских испытаний DragonFire. Видео все равно не дает полного представления о возможностях системы, тем не менее показывает, против какого вооружения может применяться установка.

На кадрах показан центр управления, работа лазера на стенде и поражение цели на полигоне на открытой местности. Отдельно представлена фотография пораженной лазером артиллерийской мины, правда, не уточняется, как именно ее поразили — в воздухе или на неподвижном стенде.

Видео с испытаний лазерного демонстратора DragonFire, которые прошли в январе 2024 года

Помимо реальных кадров с испытаний, в ролике много анимации. В частности, показана работа DragonFire, установленного на фрегате ВМС Великобритании Type 26 («Глобальный боевой корабль»). В анимации лазерное оружие бьет по быстроходным прибрежным ударным катерам и беспилотникам.

Кроме того, представители Минобороны подтвердили догадки экспертов, что во время испытаний на полигоне в Шотландии среди воздушных мишеней действительно был дрон Banshee Jet-80.

Dragonfire — чисто британская разработка, совместное детище производителя ракетных систем MBDA (Matra BAE Dynamics Alenia) и оборонного предприятия Dstl (Defence Science and Technology Laboratory). Главная часть установки — боевая «башня», которая используется для генерации лазерного пучка излучателем QinetiQ.

Предположительная мощность лазера — 50 киловатт. Правда, систему специально разрабатывали с возможностью увеличения или уменьшения мощности, чтобы обеспечить гибкую основу для различных видов лазерного оружия будущего.

Артиллерийская мина, пораженная лазером / © Ministry of Defence UK

По заявлениям британского Министерства обороны, в лазерной установке в качестве среды накачки применяют десятки оптических волокон, которые «сводятся» в один луч с помощью специальной системы, разработанной в Британии. Однако основная часть технических подробностей по проекту остается засекреченной.

В башне «Огнедышащего дракона» реализовали технологию электронно-оптической идентификации целей и их сопровождения. На специальный экран выводится изображение «захваченной» цели, после чего уточняются ее параметры, варианты сопровождения и уничтожения.

Дальность действия Dragonfire тоже засекречена. Оружие обладает точностью, позволяющей поразить монету номиналом один фунт стерлингов (23,03-23,43 миллиметра в диаметре) с расстояния в километр. По данным Минобороны, за 10 секунд работы DragonFire расходует столько же энергии, сколько обычный бытовой обогреватель в течение часа. Если это так, то пиковая мощность лазера существенно больше 50 киловатт, в которые ее оценили ранее (мощность бытовых обогревателей в норме выше одного киловатта, а 10 секунд — 1/360 часть часа).

Что касается стоимости одного «выстрела», она составляет менее 10 фунтов стерлингов (почти 13 долларов США). Каждый такой «выстрел» лазера летит со скоростью света.

«Башня» боевой лазерной установки / © Crown Copyright

Успешные испытания демонстратора Dragonfire, показали, что британская технология системы лазерного оружия направленной энергии дальнего действия имеет большой потенциал. Пока точно не известно, когда именно установки на базе таких систем поступят на вооружения Соединенного Королевства, однако, по мнению специалистов, первыми их начнет применять Военно-морской флот.

Считается, что лазеры станут недорогой альтернативой ракетам ПВО. С помощью такого оружия можно будет сбивать те же дроны.

Ведущие военные державы разрабатывают лазерное оружие еще с середины прошлого века. Сегодня оно есть у Израиля, Китая, России и США. Например, в 2017 году Штаты успешно испытали экспериментальный 30-киловаттный лазерный комплекс XN-1 LaWS, а совсем недавно — лазерную систему оптического «ослепления» беспилотных летательных аппаратов AN/SEQ-4 ODIN (Optical Dazzling Interdictor, Navy).

В 2020 году американские военные успешно протестировали демонстратор системы лазерного оружия LWSD мощностью 150 киловатт. В 2022-м на американский эсминец USS Preeble установили боевой лазер со встроенной слепящей функцией и функцией наблюдения HELIOS, его мощность составляет 60 киловатт. Сейчас Пентагон работает над созданием лазера высокой энергии мощностью 300 киловатт (HELCAP) для поражения противокорабельных ракет.


5. Лазерная ПВО Британии поразила первые целиПн, 22 янв[-/+]
Автор(?)
Dragonfire во время испытаний / © Crown Copyright

Лазерная ПВО Британии поразила первые цели

Великобритания провела стрельбы по воздушным мишеням из своего нового оружия — мощного лазера Dragonfire. Несмотря на пресс-релиз Министерства обороны Соединенного Королевства, выпущенного по окончании испытаний, больше подробностей о новой установке не стало. Информация о ней по-прежнему засекречена — по крайней мере, что касается дальности действия. Эксперты полагают, что этот лазер, вероятно, станет недорогой альтернативой ракетам ПВО. С его помощью можно будет, например, сбивать дроны.

Современные зенитные ракеты эффективно уничтожают воздушные цели. Но с такими боеприпасами есть ряд проблем. Во-первых, ограниченный запас: ракетные комплексы после расхода комплекта боеприпасов необходимо перезаряжать, на что тратится время, особенно драгоценное в условиях войны. Во-вторых, ракеты стоят очень дорого: цена одной штуки может достигать нескольких миллионов долларов. В-третьих, дорогостоящие ракеты зачастую приходится тратить на сбивание маленьких дешевых беспилотников-камикадзе, стоимость которых обычно не превышает нескольких десятков тысяч долларов.

Хорошая альтернатива таким боеприпасам — лазеры, обладающие рядом преимуществ. В отличие от зенитных ракет, имеющих конечную скорость и высоту поражения, каждый «выстрел» лазерной системы ПВО летит со скоростью света и гораздо выше, чем ракета. Кроме того, лазерное оружие может поражать несколько целей с минимальными паузами, а цена одного выстрела с такой установки в некоторых случаях не дороже чашки кофе (стоимость выстрела лазерной системы Израиля «Железный луч» — два доллара США).

Ведущие военные державы разрабатывают лазерное оружие еще с середины прошлого века. Сегодня оно есть у Израиля, Китая, Соединенных Штатов. Например, лазерная ПВО установлена на некоторых американских эсминцах. Правда, почему-то США не сбивают ею беспилотники хуситов, а используют вместо этого ракеты (ряд отраслевых наблюдателей полагают, что американцы еще не довели до ума такие системы). Недавно лазерная ПВО появилась у Великобритании. Установку под названием Dragonfire («Огнедышащий дракон») британские военные испытали 19 января на полигоне на Гебридских островах в Шотландии: лазер успешно отработал по воздушным целям.

Впервые прототип Dragonfire показали в 2017 году, на выставке вооружений DSEI-2017 в Лондоне. С тех пор британское правительство неохотно делится информацией о новой разработке, но кое-что о ней известно.

Dragonfire — совместное детище ведущего производителя ракетных систем в Европе MBDA (Matra BAE Dynamics Alenia) и Dstl (Defence Science and Technology Laboratory). Главная часть установки — боевая «башня», которая используется для генерации лазерного пучка излучателем QinetiQ. Предположительная мощность лазера — 50 киловатт.

По заявлениям британского Министерства обороны, в лазерной установке в качестве среды накачки применяются десятки оптических волокон, которые «сводятся» в один луч с помощью специальной системы, разработанной в Британии. Однако основная часть технических подробностей по проекту остается засекреченной.

Установка должна применяться против надводных и воздушных мишеней, в том числе дронов, а также предотвращать артиллерийские атаки, включая атаки с суши. В башне «Огнедышащего дракона» реализовали технологию электронно-оптической идентификации целей и их сопровождения. На специальный экран выводится изображение «захваченной» цели, после чего уточняются ее параметры, варианты сопровождения и уничтожения.

«Башня» боевой лазерной установки / © Crown Copyright

Дальность действия Dragonfire также засекречена. Оружие обладает точностью, позволяющей поразить монету номиналом один фунт стерлингов (23,03-23,43 миллиметра в диаметре и 2,8 миллиметра в толщину) с расстояния в километр. По данным Минобороны, за 10 секунд работы DragonFire расходует столько же энергии, сколько обычный бытовой обогреватель в течение часа. Если это так, то мощность «Огнедышащего дракона» существенно больше 50 киловатт, в которые ее оценили ранее (мощность бытовых обогревателей в норме выше одного киловатта, а 10 секунд — 1/360 часть часа).

Что касается стоимости одного «выстрела», она составляет менее 10 фунтов стерлингов (почти 13 долларов США).

«Этот вид передового оружия произведет революцию в военном деле, сократит зависимость от дорогостоящих боеприпасов, а также снизит риск сопутствующего ущерба», — пояснил министр обороны Грант Шэппс (Grant Shapp).

Глава ведомства также заявил, что испытания на полигоне на Гебридских островах в Шотландии станут важным шагом на пути к принятию технологии на вооружение.

По мнению экспертов, лазерное оружие может стать хорошим противодействием беспилотникам, которые стали широко использоваться во время военных действий, что особенно заметно в конфликте между Украиной и Россией.


6. Новая подкладка для шлема во много раз улучшила защиту от сотрясенийСр, 27 дек 2023[-/+]
Автор(?)
Косые удары, связанные с большинством черепно-мозговых травм, воздействуют на мозг комбинацией различных движений / © newatlas.com

Новая подкладка для шлема во много раз улучшила защиту от сотрясений

Ученые из США разработали новую легкую пену из углеродных нанотрубок. Ее можно использовать в качестве подкладки для шлемов — военных и спортивных. Благодаря поглощению кинетической энергии, вызванной ударом, она позволяет предотвращать сотрясения мозга почти в 30 раз эффективнее, чем современные шлемы американских военных. Еще материал можно применять в изготовлении упаковок электронных устройств — для предотвращения повреждений и перегрева.

Военные и спортсмены — те категории людей, которые не понаслышке знакомы с тем, что такое черепно-мозговая травма. Она же считается одной из главных причин инвалидности и смертности среди представителей этих профессий. Большинство травм связаны с косыми ударами, которые воздействуют на мозг человека комбинацией линейного и вращательного движения и вызывают сдвиг тканей мозга. Поэтому в подкладках для шлемов необходимо ограничивать и то, и другое воздействие.

Специалисты из Висконсинского университета в Мадисоне (США) разработали новый материал для таких подкладок, опираясь на свои предыдущие исследования в области пеноматериалов из вертикально расположенных углеродных нанотрубок (VACNT — vertically aligned carbon nanotube). Они представляют собой упорядоченные углеродные цилиндры с толщиной стенок в один атом.

Современные шлемы устроены таким образом, чтобы уменьшить вращательное движение, обеспечивая скольжение между головой и шлемом во время удара. Но ученые считают, что это скользящее движение не рассеивает энергию удара и плохо справляется с сильными сжатиями после него. А вот их новый пенистый материал не опирается на силу скольжения. Он имеет уникальный механизм деформации: пена хорошо прогибается при слабых ударах и становится, наоборот, жесткой, при сильных.

Ученые обнаружили, что при 20-процентном сжатии их пена рассеивает энергию удара почти в 30 раз эффективнее, чем другие виды материалов для шлемов аналогичной плотности на основе полиуретана.

«Эти характеристики делают пены VACNT очень подходящими в качестве подкладочных материалов для современных шлемов, защищающих от черепно-мозговых травм путем не только ослабления обычного удара, но и управления кинетической энергией вращения, возникающей в результате косых ударов», — рассказали разработчики.

Отметим, что ранее ученые продемонстрировали впечатляющую теплопроводность и способность к диффузии пены VACNT. Это означает, что подкладка для шлема, изготовленная из такой пены, может оставаться прохладной на сильной жаре. Еще разработчики уверяют, что их материал можно применять в изготовлении упаковок электронных устройств — для предотвращения деформации от ударов и перегрева. Исследование ученых опубликовано в журнале Experimental Mechanics.


7. В борьбе за экологию норвежцы построят первый в мире контейнеровоз на самом токсичном топливеПт, 01 дек 2023[-/+]
Автор(?)
Облик будущего контейнеровоза Yara / © Yara

В борьбе за экологию норвежцы построят первый в мире контейнеровоз на самом токсичном топливе

Судно Yara Eyde станет первым, плавающим только на этом виде топлива, что потребует существенных модификаций судового двигателя. Его токсичность настолько высока, что предельно допустимая концентрация подобного горючего в 15 раз ниже, чем у солярки, применяемой в контейнеровозах сегодня. Производитель решился на столь непростой шаг ради экологии.

Как уже подробно писал Naked Science, задача декарбонизации в мире срывается по всем направлениям: и в электроэнергетике, и в отоплении, и на транспорте расход ископаемого топлива стабильно растет. Причем по чисто геофизическим причинам до тех пор, пока попытки снизить выбросы идут за счет ветровой и солнечной энергетики, они и в будущем продолжат оставаться безуспешными.

Одновременно в западном обществе существует соцзаказ на обнуление углеродного следа — так называемое Net Zero, без которого глобальное потепление в этом веке приведет к росту температур до уровня 120-тысячелетней давности, когда было настолько тепло, что в Темзе и Рейне водились бегемоты, пустыни были саваннами, а леса выходили к самому Северному Ледовитому океану. Чтобы избежать такого негативного сценария, западные страны готовы к экстраординарным усилиям — и норвежская компания Yara решила внести свой вклад.

В рамках своей борьбы с глобальным потеплением она объявила о разработке первого в мире контейнеровоза, способного работать на одном только «чистом аммиаке», без привлечения дизельного топлива. В этом году в КНР создали двухтопливный контейнеровоз Masai Mara. Однако обычный дизель на одном только аммиаке работать не сможет: у того сильно отличаются от солярки температурные условия вспышки. Поэтому Masai Mara двухтопливная, а как второй топливный компонент используется нефтепродукт. Естественно, идеологически такие транспортные средства неприемлемы для западного мира и должны быть замещены. А вот аммиак как топливо, бесспорно, идеологически приемлем: хотя его предельно допустимая концентрация в воздухе в 15 раз ниже, чем у бензина или солярки (ведь он более токсичен), зато он не содержит углерода.

Норвежская компания назвала создаваемое ею судно Yara Eyde. Его спустят на воду с норвежских верфей в 2026 году. Контейнеровоз будут задействовать для перевозки удобрений из Норвегии в Германию по морю. Технические подробности о судне пока крайне скудны — указано лишь, что оно сэкономит оператору 11 тысяч тонн выбросов СО2 в год. Согласно пресс-релизу Yara, всего мировое судоходство выбрасывает 706 миллионов тонн углекислого газа ежегодно.

В видео Yara о проекте сделан ряд экстраординарных заявлений. В частности, что Yara Eyde станет первым в мире «безвыбросным» морским судном «на чистом аммиаке» (clean ammonia). Последнее словосочетание означает аммиак с помощью водорода, добытого электролизом воды, а не с помощью природного газа, как это делается в большинстве стран. Норвегия за счет горных ГЭС располагает дешевой электроэнергией, используемой в том числе для такого способа получения аммиака. В государствах с более дорогим электричеством настолько энергоемкие методы не используют: «норвежский» аммиак требует 14,38 киловатт-часа на килограмм продукта, а отдает при сгорании только 5,17 киловатт-часа.

© Yara

В то же время тезис о «безвыбросности» контейнеровоза Yara Eyde вызывает сомнения. Дело в том, что аммиак при горении дает чистый азот и водяной пар в основном в теории. В реальной жизни продуктом горения часто оказывается тот или иной окисел азота, а парниковый эффект от них в 300 раз выше, чем от углекислого газа.

Тем не менее понять заинтересованность Yara в чисто аммиачном контейнеровозе можно. Во-первых, это хорошо выглядит в глазах экологов — ведь СО2 такое судно действительно не выбрасывает. Во-вторых, Yara — компания-производитель аммиака, поэтому для нее выгодно продвигать такое топливо на мировом рынке. Благо, как мы отметили выше, в остальных странах «чистый аммиак» экономически нереален, а значит, норвежский производитель здесь может стать монополистом.

Будущий маршрут экологически чистого судна на токсичном топливе / © Yara

Пока трудно оценить, насколько удачным окажется проект. Если бы он существовал в рыночных условиях, ответ был бы однозначным — «нет»: аммиак, полученный не из природного газа, всегда стоит более 12 центов на киловатт-час получаемой при сжигании энергии. Это примерно вдвое дороже дизтоплива и в несколько раз дороже сжиженного природного газа.

Однако компания заявила, что для успеха подобных проектов критично важна господдержка. С ее учетом эксплуатация судна действительно может стать примерно такой же выгодной, как и для обычных судов.

Для крупных судов, перевозящих относительно плотные грузы, — зерновозов, танкеров и так далее — переход на зеленый аммиак вряд ли реален даже при господдержке. Дело в том, что на единицу массы аммиак дает почти втрое меньше энергии, чем сжиженный газ или дизель. Поэтому запас топлива для танкера дальнего плавания рискует стать слишком большим. Контейнеровозы возят грузы меньшей средней плотности, а с учетом ограниченной дальности Yara Eyde втрое выросший расход топлива по массе вряд ли станет большой проблемой.

Конечно, глобальное потепление так не победить, поскольку окислы азота — очень эффективный парниковый газ. Но для компании Yara такое направление бизнеса вполне может стать ярким финансовым и имиджевым успехом, который может спровоцировать появление подражателей.


8. В США представили первую «суперкритическую» турбину — в десять раз меньше обычнойЧт, 02 ноя 2023[-/+]
Автор(?)
Так выглядит турбина STEP, работающая на сверхкритическом углекислом газе / © Southwest Research Institute

В США представили первую «суперкритическую» турбину — в десять раз меньше обычной

Новая турбина работает на углекислом газе вместо традиционного пара. За счет этого она получает больше энергии из того же объема топлива, а по размерам равна обычному офисному столу.

Сегодня практически все угольные (36 процентов мировой электрогенерации) и атомные (10 процентов мировой генерации) электростанции используют паровые турбины. Из них же получают примерно 30 процентов электроэнергии на газовых ТЭС комбинированного цикла (20 процентов мировой генерации). В итоге около половины всего электричества на планете производят именно паровые установки, то есть устройства, где топливо сперва нагревает водяной пар под давлением, а затем он крутит турбину, попутно расширяясь и охлаждаясь. Вращение ротора турбины генерирует ток.

Сама эта технология появилась еще в XIX веке. Большой рост давления и температур позволил существенно поднять их КПД, но фундаментальные ограничения «века пара» никуда не делись.

Главный недостаток таких установок — они очень громоздкие: ротор имеет массу от трех до 150 тонн, а размах лопастей может достигать нескольких метров. Общая длина крупной паровой турбины доходит до десятков метров: иначе водяной пар не успеет отдать всю свою энергию.

Необходимость в настолько крупных установках резко увеличивает размер электростанций и их стоимость. Но даже при таких габаритах КПД паровых турбин трудно поднять выше 45 процентов. Причина в том, что нагревать пар до необходимых 550-560 градусов (и выше) технически очень непросто.

Инженеры давно ищут способы, с помощью которых можно было бы уменьшить размеры таких турбин и при этом сохранить или даже повысить исходные мощности. В качестве альтернативы рассматривают турбины на углекислом газе (CO2).

При температуре 31 градус и давлении 74 бара углекислый газ переходит в сверхкритическое состояние. В этом состоянии вещество расширяется, занимая весь предоставленный объем, подобно газу, но имеет высокую плотность, как у жидкости. Затем с помощью относительно небольших изменений температуры можно вызвать значительные изменения плотности вещества.

Принцип работы такой турбины достаточно прост: солнечная энергия нагревает соль, которая после используется для нагрева углекислого газа, изначально хранящегося в виде сухого льда. Этот перегретый СО2 превращается в сверхкритическую жидкость — она подается в турбину, и на выходе производится электроэнергия.

КПД турбины, работающей на сверхкритическом углекислом газе, — около 50 процентов, то есть из того же количества тепловой энергии она может получить на 10 процентов больше электричества, чем обычная паровая. Также они достаточно компактные. Турбина CO2 длиной в метр может выполнять тот же объем работы, что и паровая турбина длиной 20 метров.

Кроме того, установки на CO2 запускаются, включаются и выключаются гораздо быстрее, чем паровые. Прототипы турбин на углекислом газе показали, что при рабочей температуре около 700 градусов им требуется примерно две минуты, чтобы начать генерировать энергию, тогда как у паровых турбин на это уходит минимум полчаса.

До недавнего времени таких установок представлено не было. В 2016 году компания General Electric сообщила, что собирается построить первую турбину, но окончательный рабочий вариант не показала. Зато это сделали специалисты из Юго-Западного исследовательского института (США), компании GTI Energy и GE Vernova, а также Министерства энергетики США. В конце октября в городе Сан-Антонио (штат Техас) они представили совместный проект: открыли первую в мире турбину, работающую на углекислом газе, которая получила название Supercritical Transformational Electric Power (STEP).

Предприятие в Сан-Антонио, где стоит турбина STEP / © Southwest Research Institute

Пока это пилотная версия, но разработчики заявили, что она «технически завершена». STEP имеет размер офисного стола и в 10 раз меньше обычной паровой турбины такой же мощности.

Мощность STEP составила 10 мегаватт, она обеспечит электроэнергией около 10 тысяч домов. Конечно, 10 мегаватт — лишь пилотный образец, а в дальнейшем на таком же принципе планируют строить намного более крупные устройства.

Учитывая, что именно паровые турбины сегодня дают половину всей мировой электроэнергии, полная их замена на сверхкритические потенциально может снизить потребление ископаемого и атомного топлива в паротурбинном цикле на одну десятую. Помимо этого, она может сделать АЭС, использующие только паровые турбины, заметно меньше и дешевле.

Инженеры планируют ввести STEP в эксплуатацию к 2024 году. До этого времени она будет проходить испытания на специальном заводе. Если установка окажется эффективной, ее можно будет внедрить в работу различных коммунальных служб, и начать вытеснять ею паровые турбины на электростанциях.

В любом случае представители Юго-Западного исследовательского института уверены, что их разработка изменит представление о производстве электроэнергии уже в ближайшее время.


9. Американский ВПК разрабатывает революционный вращающийся детонационный двигательСб, 14 окт 2023[-/+]
Автор(?)
Двигатель Gambit в действии. Представление художника / © DARPA

Американский ВПК разрабатывает революционный вращающийся детонационный двигатель

Военно-промышленная компания из США Raytheon создаст рабочую версию вращающегося детонационного двигателя без подвижных деталей под названием Gambit. Этим типом двигателей Пентагон собирается оснастить крылатые ракеты, предназначенные для истребителей четвертого поколения вроде General Dynamics F-16 Fighting Falcon.

Часто в авиационной технике, например вертолетах, самолетах, беспилотниках, крылатых ракетах, применяют так называемые газотурбинные двигатели. Однако такие установки имеют ряд недостатков:

— Они состоят из множества подвижных элементов, сборка и обслуживание которых обходится весьма дорого;

— Этим установкам требуются «экзотические» жаростойкие материалы, а также специальные системы охлаждения наиболее высокотемпературных частей. Чтобы двигатель давал высокий КПД, начальная температура газа перед турбиной должна быть 550 градусов Цельсия или выше. Эту температуру нужно уметь «укротить», что может создать определенные трудности при разработке таких установок;

— Газотурбинные двигатели тяжелые и дорогие.

Одно дело, когда эта установка стоит на самолете, который может летать на протяжении нескольких лет. Другое — когда такой двигатель ставят на крылатую ракету, рассчитанную на одноразовое применение; он ограничивает дальность ее полета.

В последнее время в качестве альтернативы газотурбинным двигателям рассматривают вращающиеся детонационные двигатели. В них предусмотрена закольцованная камера сгорания, расположенная между двумя цилиндрами, находящимися один внутри другого. В этой камере генерируется тяга посредством ударной волны, удерживающейся в бесконечной петле.

Через форсунки в камеру подаются газообразное топливо и окислитель, затем они поджигаются. Происходит первая детонация, в результате которой испускается сверхзвуковая ударная волна, которая проходит по закольцованной камере сгорания. Сделав один оборот и вернувшись к форсункам, она поджигает следующую партию топлива и окислителя: взрыв создает еще одну сверхзвуковую волну, потом еще и еще. В результате серии взрывов появляется тяга.

Такой тип двигателя имеет ряд преимуществ:

— Эти установки просты в конструкции, поскольку лишены подвижных частей;

— Они легкие и компактные;

— Их производство обходится гораздо дешевле производства газотурбинных двигателей;

— Их сложно вывести из строя;

— Для их производства не требуются «экзотические» материалы;

— Вращающийся детонационный двигатель можно использовать в тандеме с реактивным или газотурбинным. Необходимо лишь создать опытный образец.

Идея вращающихся детонационных двигателей появилась в середине XX века. На сегодня разработаны только их экспериментальные модели. Созданием этих установок занимаются США, Австралия, Россия.

На днях стало известно, что Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США DARPA подписало контракт с военно-промышленной компанией Raytheon на создание рабочей версии воздушного вращающегося детонационного двигателя под названием Gambit. Он не будет иметь подвижных элементов и сможет обеспечить более высокий КПД, чем обычные ракетные двигатели.

«Сперва мы должны спроектировать двигатель, затем построить прототип и испытывать до тех пор, пока не будет разработан полноценный рабочий вариант», — говорится в пресс-релизе американской военно-промышленной компании.

В будущем Gambit планируют использовать на крылатых ракетах, предназначенных для истребителей четвертого поколения. В Raytheon отметили, что новая установка сможет существенно увеличить скорость и дальность полета крылатых ракет по сравнению с нынешними системами. В результате Raytheon планирует стать первой в мире компанией, которой удастся создать полноценную рабочую версию вращающегося детонационного двигателя.


10. «Буревестник»: ждет ли нас мини-Чернобыль?Ср, 04 окт 2023[-/+]
Автор(?)
Один из предполагаемых в открытой печати обликов «Буревестника». Реальная ракета имеет крыло большего удлинения / © Wikimedia Commons

«Буревестник»: ждет ли нас мини-Чернобыль?

Журналисты газеты The New York Times — исходя из спутниковых фото — предположили, что Москва планирует испытывать ракету «Буревестник» с ядерным двигателем. Западное издание сделало упор на то, что это «мини-Чернобыль» — объект с опасным «атомным выхлопом». Однако реальный технически облик этого оружия совсем иной. Впрочем, и его стратегические цели не такие очевидные, как может показаться.

Еще несколько лет назад, когда о «Буревестнике» объявили впервые, большинство западных СМИ — а вслед за ними и все российские, за исключением одного — оценили проект как простой повтор древней американской идеи. Как не без иронии обозначил эту линию мысли Майкл Кофман из Центра Вильсона: «США попробовали построить [ракету „Плутон”]» в 1964-1967 годах, проект оказался бессмысленным, и поэтому Россия решила попробовать построить его в 2019 году». Сарказм американского аналитика возник не на пустом месте: никто не будет пытаться повторять чужой бессмысленный проект.

Старая американская идея проекта «Плутон» заключалась в прямоточном воздушно-реактивном двигателе, где воздух заходит в нос ракеты, проходит через стержни с ядерным топливом в ее реакторе, нагревается, а затем выталкивается назад.

За счет такой схемы «Плутон» должен иметь высокую сверхзвуковую скорость, а благодаря тому, что вес топлива для реактора крайне мал, — неограниченную дальность.

Tory-IIC, прототип ядерного воздушно-реактивного двигателя для проекта «Плутон» / © Wikimedia Commons

Проект действительно не имел смысла. Достаточно одного взгляда на получившегося монстра, чтобы понять, почему. Он очень велик, поэтому легко заметен с воздуха (и из космоса) во всех диапазонах. Тепловая мощность реактора 600 мегаватт не просто делала оружие громоздким и неповоротливым, его еще и нельзя было запустить быстро. Чтобы «прямоток» работал, необходимы прогретые трубки с топливом, а вывести их на нужный режим быстро было не так-то просто.

Межконтинентальные баллистические ракеты были дороже «Плутона», но при этом могли стартовать через минуты после получения приказа, а не через часы — что делало их малоуязвимыми к превентивному удару противника. К тому же они были быстрее, а значит, перехватить их было сложнее.

«Плутон» целиком. Говоря современным языком, это был проект сверхзвукового беспилотника неограниченной дальности. Длина намечалась в районе 20 метров, диаметр — в районе полутора метров, в бомбоотсеках — до 16 термоядерных бомб (прорабатывали и вариант на 24) / © Wikimedia Commons

Естественно, это был еще и в каком-то смысле летающий «мини-Чернобыль». Воздух, проходя через активную зону реактора, «хватал» нейтроны, отчего в нем появлялись радиоактивные изотопы углерода и так далее. Неудивительно, что до испытаний в воздухе у этого проекта дело так и не дошло.

Учитывая все это, реакция Кофмана понятна. «Буревестник», судя по доступным данным, не имеет практически ничего общего со старым американским проектом.

Каков реальный технический облик «Буревестника»?

Из фото и видео известно, что у «Буревестника» есть почти прямые крылья заметной длины. У «Плутона» крылья треугольные и сильно скошенные, что логично для скорости три тысячи километров в час, на которые его исходно рассчитывали.

Прямые крылья исключают сверхзвуковые скорости для российской ракеты, и государственные СМИ прямо называют ее «дозвуковой» не зря. Она такая и есть. На первый взгляд это проблема: выходит, она в три-четыре раза медленнее «Плутона».

Принципиальная схема прямоточного воздушно-реактивного двигателя, который хотели использовать на «Плутоне». Разумеется, с той поправкой, что там, где на схеме Fuel injection, должна была находиться активная зона атомного реактора с охлаждением набегающим воздухом. Этот воздух, расширяющийся от нагрева активной зоной реактора, и должен был толкать носитель вперед / © Wikimedia Commons

На второй взгляд все совсем иначе. Если нет потребности в сверхзвуке, то вместо энерготребовательного прямоточного воздушно-реактивного двигателя можно использовать газотурбинный дозвуковой — с невысокой температурой нагрева атмосферного воздуха, забираемого ракетой извне, нагреваемого от реактора и выбрасываемого назад. Для дозвука воздух в турбине достаточно греть до +850 градусов. Это абсолютно посильная температура для металлических теплообменников.

А раз так, то теперь нет нужды пропускать воздух через активную зону реактора. Она остается закрытой, а охлаждать ее можно расплавленным металлом.

Почему именно им, а не чем-то еще? Крылатая ракета должна быть как можно компактнее. Охлаждать ее водой или газами, делая при этом компактной, не получится: теплоотвод от единицы объема будет ограниченным, поэтому активную зону реактора придется делать больше, а передача тепла во второй контур будет идти медленнее. Жидкие металлы позволяют сделать активную зону размером с крупный продолговатый арбуз. Собственно, СССР еще в 1960-х начал запускать подобные атомные реакторы — на быстрых нейтронах, с охлаждением натрий-калиевой жидкой смесью — в космос.

Двигатель «Буревестника» по принципиальной схеме совсем иной, примерно как на этой иллюстрации. Разница в основном в том, что вентилятор в нем не особенно нужен, а примерно там, где на схеме турбина высокого давления, находится теплообменник реактора, по совместительству играющий роль части второго контура охлаждения реактора / © Wikimedia Commons

И все-таки сомнительно, что реактор «Буревестника» в первом контуре содержит натрий-калий (обычно в таких смесях 22 процента натрия, остальное — калий). Причин этому две. Во-первых, натрий-калий при контакте с воздухом исключительно быстро и энергично горит. Любая его утечка ведет к бурному пожару или взрыву (достаточно вспомнить большой взрыв на Y-12 в США в 1999 году).

Во-вторых, в инциденте 2019 года в Неноксе речь шла об испытаниях радиоизотопного генератора энергии (РИТЭГ). Согласно официальным данным Росгидромета, после этого инцидента в воздухе были зафиксированы следы стронция-91, изотопов бария и цезия. Такие изотопы образуются при распаде благородных газов, «стравливаемых» при некоторых режимах работы реактора наружу, поскольку радиоактивное заражение от них (при таком режиме выпуска) мало и не угрожает здоровью людей. Поэтому нетрудно понять, почему на Западе инцидент в Неноксе сочли частью испытаний компонентов «Буревестника», включая его реактор.

Российская крылатая ракета с ядерным реактором на борту имеет аэродинамику, слабо совместимую с атомным двигателем открытого цикла: прямые крылья не могут сочетаться со сверхзвуковой скоростью. То есть речь идет о дозвуковой ракете, а значит, и двигатель у нее не может быть прямоточным (его КПД на дозвуке слишком мал) / © Wikimedia Commons

Известно, что в инциденте от химического (неатомного) взрыва погибли пять ученых ВНИИЭФ. Там не занимаются реакторами, зато занимаются РИТЭГАми (а еще ядерными боеприпасами). Зачем реактору «Буревестника» РИТЭГ?

И это есть «во-вторых»: РИТЭГ там имеет смысл в основном в том случае, если используется для поддержания крылатой ракеты в состоянии постоянной готовности к пуску.

Дело в том, что у натрий-калия есть неплохой аналог: чистый металлический натрий. Позитивные его особенности в том, что натрий куда менее опасен при контакте с воздухом. Да, он тоже горит при контакте с воздухом, но достаточно умеренно по интенсивности, и, что не менее важно, не будет взрываться (а калий-натрий при определенных условиях может — см. США).

Отказ от сверхзвука резко снизил требования к мощности реактора: по оценкам западных специалистов, он как минимум в десятки раз слабее, чем в проекте «Плутон». Поэтому, если на фоне двигателя первого человек смотрится небольшим, то на фоне российской ракеты в сборке человек таким же маленьким не кажется / © Wikimedia Commons

У натрия только один минус: чтобы он был жидким, его надо как-то держать подогретым почти до 100 градусов. Натрий-калий становится жидким при температурах ниже нуля по Цельсию, поэтому его легко можно подогревать электрическим ТЭНом. А вот греть натрий до сотни градусов таким же образом будет сложно: надо много электричества. Где его взять в удаленных местах, где часто размещают ядерное оружие? Что будет, если дизель-генератор там сломается — как выполнять внезапную команду на пуск?

РИТЭГ здесь вполне логичен: он сможет много лет поддерживать натрий жидким без шансов на поломку (в РИТЭГе ломаться нечему) и без логистических сложностей и техобслуживания. Идеальное подспорье для контейнерного хранения «Буревестника».

Не «мини-Чернобыль»

Итак, из имеющихся данных получается, что атомный реактор на борту «Буревестника» именно «натриевый». Другие теплоносители не подходят, потому что теплопередача от них много хуже, чем натрия или натрий-калия.

Из этого вытекает вывод: если испытания «Буревестника» в полете и в самом деле близки, то там не будет никакого «мини-Чернобыля».

Дело в том, что натриевые реакторы на быстрых нейтронах (а они все на быстрых нейтронах) имеют сильную отрицательную обратную связь. То есть если вы как-то сумели перегреть активную зону такого реактора, то в нем начнет падать плотность топлива, за счет чего ядерная реакция будет самотормозиться.

Американский натриевый реактор EBR-II. В апреле 1986 года для проверки его самозаглушаемости в критической ситуации на реакторе отключили насосы системы охлаждения. Весьма быстро топливо расширилось от роста температур, и цепная реакция замерла, показав высокую пассивную безопасность натриевых реакторов. Другие тесты в том же месяце того же года, но на графитовом реакторе, как известно, закончились трагедией: там конструкция реактора была намного менее совершенной / © Wikimedia Commons

Аварийные остановки в таких системах возможны, но разрушения корпуса реактора при них весьма маловероятно. Не будет и активации воздуха при штатной работе летающего реактора: нейтронный поток вне активной зоны реактора намного ниже, чем в ней. То есть, в отличие от «Плутона», активация углерода и прочего в воздухе у «Буревестника» будет минимальной.

Отметим: если версии западной прессы об инциденте в Неноксе верны, то это подтверждает большую безопасность такого реактора. В пробах воздуха, в том числе взятых в Норвегии, есть следы только газообразного «выхлопа» из реактора, но нет никаких следов утечки жидких или твердых материалов. То есть корпус реактора при возможном инциденте остался целым. Собственно, оно и неудивительно: по описанным выше причинам санитарная зона натриевых реакторов на АЭС не просто так не больше километра (в то время как у АЭС с реакторами ВВЭР она 25 километров).

Но что это тогда и зачем оно нужно?

Больше всего вопросов разработка вызывает не в смысле своей радиационной опасности — как мы показали выше, она весьма мала. Ключевой вопрос в другом: зачем такая разработка вообще была задумана?

Дозвуковая крылатая ракета на первый взгляд сбивается проще баллистической ракеты. Имеющиеся вне России ПРО пока не могут устойчиво сбивать даже МБР прошлых поколений. Баллистическая ракета при этом долетит до цели за 20-30 минут, а не за дюжину часов, как «Буревестник».

Кроме того, у России уже и сегодня есть крылатые ракеты дальностью 6500 километров — так называемые Х-БД на Ту-160. Зачем же тогда нужны новые, ядерные? По логике, они будут явно дороже.

Ким Чен Ыну во Владивостоке демонстрируют новые крылатые ракеты Х-Бд, дальность — 6500 километров. Ту-160 поднимает их в количестве 12 штук. С такой дальностью крылатые ракеты, выпущенные над Кольским полуостровом, теперь могут достигнуть Нью-Йорка (но не Вашингтона) / © Министерство обороны

Начнем с первого вопроса. Баллистические ракеты действительно летят быстрее и сбиваются сложнее. Но и у них есть минусы: число их «носителей» — шахты, подводные лодки или мобильные грунтовые комплексы типа «Ярс» — ограничено, а замаскировать их непросто. Если противник наносит первый удар внезапно, трудно исключить вероятность поражения им части баллистических ракет. Чем тогда наносить ответный удар?

«Буревестник», судя по внешнему виду, явно менее метра в диаметре и не более десятка метров в длину. Мобильный пусковой комплекс для него будет компактным и небольшим. И даже стационарный пусковой контейнер с ним замаскировать и рассредоточить по малонаселенной местности куда проще, чем огромную межконтинентальную баллистическую ракету.

Обычные крылатые ракеты в этом отношении хуже. Дело в том, что при дальностях от восьми тысяч километров и выше масса и габариты крылатых ракет на химическом топливе начинают очень быстро расти. Фактически, их уже можно делать двухступенчатыми — настолько большими они выходят. А двухступенчатая крылатая ракета будет по габаритам похоже на «Буревестник», если не больше.

Выправляя баланс

Важнейшей задачей «Буревестника» может стать выправление баланса. США не имеют крылатых ракет дальностью даже в половину от самых дальних российских. Но им и не надо: страны НАТО предоставили Штатам возможности для размещения крылатых ракет в Европе. Уже не действующий ДСНВ не мешает теперь поставить там ядерные боеголовки. В этом случае после первой волны обмена ядерными ударами Вашингтон может нанести удары еще и крылатыми ракетами с находящихся на дежурстве в воздухе бомбардировщиков-носителей.

А вот Россия в ответ может накрыть крылатыми ракетами с термоядерными боеголовками только Европу. Нет, Ту-160 может, конечно, достать и до Нью-Йорка или даже Лос-Анджелеса, не вылетая с российской территории. Но более далекие американские города и военные базы — даже Вашингтон, не говоря уже о Далласе — без больших рисков поразить не выйдет.

Кроме дальности ракет Ту-160, есть еще и вопрос цены. «Плутон» США должен был стоить 34 миллиона долларов за штуку. По расчетам западных специалистов, дозвуковой «Буревестник» должен иметь в сотни раз более слабый реактор. С учетом меньших габаритов, в серии он будет стоить максимум несколько миллионов долларов. То есть даже дюжина таких ракет будет много дешевле одного Ту-160 по закупочной цене. Учитывая, что «Буревестнику» не нужен ни керосин, ни экипажи, в эксплуатации он будет еще дешевле.

Если принять вес ядерной боевой части «Буревестника» за 400 килограммов, конструктивное совершенство российских ядерных боеголовок за 1980-е, то их мощность будет ~500 килотонн. Для крылатой ракеты опасно подниматься выше 50 метров, поэтому высота ядерного взрыва вряд ли будет заметно больше. В таком случае подрыв в условиях Лос-Анджелеса приведет к серьезному поражению взрывной волной и гамма-лучами лишь 40 квадратных километров. А вот площадь, на которой выпадут ядерные осадки с интенсивностью, исключающей выживание незащищенного человека, составит 430 квадратных километров — то есть будет на порядок больше. Тысяча таких крылатых ракет дадут общую площадь выпадения ядерных осадков в США в ~400 тысяч квадратных километров, что в полтора раза больше площади местной городской застройки / © Wikimedia Commons

Напомним: обычная серийная МБР на десяток боеголовок в России стоит несколько менее сотни миллионов долларов. Вместе с шахтой, подвижным комплексом на колесах или лодкой-носителем эта цена может вырасти в несколько раз. Даже тысяча «Буревестников» — которым для старта нужна лишь простая наземная пусковая — будет стоить как несколько десятков МБР. Это не очень большая цифра на фоне общей стоимости ядерных арсеналов.

За эти деньги «Буревестник» предлагает две возможности, которых без него России не получить. Во-первых, он позволяет ответить на удар американскими крылатыми ракетами с ядерными боеголовками напрямую. Они теперь смогут достигнуть не только европейских союзников США, но и собственно Штатов, ранее доступных только МБР.

Во-вторых, в условиях ядерной войны «Буревестник» может стать последним козырем деэскалации. После обмена ударами МБР обе стороны останутся без них: все будут стремиться выстрелить баллистические ракеты как можно быстрее, чтобы противник не успел поразить их носители своими ракетами в самом начале войны.

И вот обе стороны остаются без баллистических ракет с ядерными боеголовками. Но при этом Москва успеет поднять в воздух — для чего нужны считаные минуты — например, тысячу крылатых ракет с ядерными боеголовками и неограниченной дальностью.

Кадр из фильма «Доктор Стрейнджлав, или Как я перестал бояться и полюбил бомбу» / © Columbia Pictures

Это вполне эффективный рычаг воздействия на противника с целью деэскалации. Намного проще попросить «Скажи „мир”, и я отзову тысячу ядерных ракет, которые пока кружат в воздухе», чем попросить «Скажи „мир”» без такого же аргумента. Тем более что с точки зрения радиоактивного заражения в районе взрыва каждая такая ракета куда опаснее ядерной боеголовки, доставляемой обычной МБР (смотри картинку выше).

Разумна ли ставка на «Буревестника», который на Западе, в силу его природы, называют «оружием второго удара»? Не откажутся ли лидеры НАТО от предложенного мира даже под напором такого аргумента? Узнать об этом наверняка мы можем только в случае ядерной войны. Будем надеяться, что само развертывание такого оружия, планируемое к 2027-2028 годам, лишит нас этой возможности, отвратив мысли обитателей высоких кабинетов от такого конфликта.


11. Украина получила новые крылатые ракеты SCALP: что это за оружие?Пн, 07 авг 2023[-/+]
Автор(?)
SCALP-EG подвешенная к самолету-носителю ВСУ ©Wikinedia Commons

Украина получила новые крылатые ракеты SCALP: что это за оружие?

Хотя о передаче украинцам SCALP объявили месяц назад, только теперь в зоне боевых действий появились обломки этих ракет французского производства.

После удара ВСУ по Чонгарском мосту 6 августа 2023 года рядом с ним обнаружили обломки сбитой крылатой ракеты SCALP-EG. Хотя формально Storm Shadow и SCALP-EG — одна и та же ракета, среди обломков от 6 августа есть детали с табличкой MBDA France (Matra BAE Dynamics Alenia) и номером, соответствующим выпуску в январе 2023-го. Ранее же среди обломков сбитых крылатых ракет находили только образцы британской поставки — значительно более старые (до 20 лет), из серий, произведенных для Великобритании.

Таким образом, речь идет о первом достоверном применении французских ракет SCALP-EG (Systeme de Croisiere Autonome a Longue Portee – Emploi General) украинскими войсками. Характеристики этой крылатой ракеты, как минимум на бумаге, выглядят достаточно серьезно. Стандартная высота ее полета — 30-40 метров, ниже, чем у «Томагавка». Меньшая высота полета затрудняет своевременное обнаружение ракеты системами ПВО. Кроме того, SCALP-EG сама по себе компактна: длина — 5,1 метра, сечение — 0,48 на 0,63 метра, масса — всего 1300 килограммов. При этом на боевую часть приходится 450 килограммов.

Оценочные уровни радиозаметности для радаров разных диапазонов у ракет разных типов. «Калибр» весьма радиозаметен, с площадью эффективного рассеяния в фронтальной проекции в 0,150 квадратного метра. У Storm Shadow и SCALP-EG, по открытым источникам, она всего 0,025 квадратного метра. У российской Х-101 — 0,010 квадратного метра. Таким образом, Storm Shadow/SCALP-EG имеют очень хорошую радиомалозаметность, почти на уровне лучших в этом смысле крылатых ракет-современников / ©SIMPLICIUS THE THINKER

Для сравнения можно напомнить, что российская ракета «Калибр» имеет высоту маршевого участка полета над сушей 50 метров, над морем — 20 метров (у цели — 10 метров), то есть при сухопутном применении должна быть более радиозаметна. Кроме того, длина «Калибра» превышает 8,2 метра при диаметре в 0,53 метра, а стартовая масса составляет до двух тонн. Боевая часть российских неядерных «Калибров» для ударов по суше — по открытым данным, 400 килограммов.

Такая разница в массе, габаритах и профиле полета обусловлена разной дальностью: поставленные Украине SCALP-EG здесь ограничены 250 километрами, в то время как неядерная версия «Калибров» для удара по суше имеет дальность в 1500 километров. Это требует намного больше топлива, что увеличивает массу и длину изделия.

Система наведения SCALP-EG — комбинированная: кроме спутникового сигнала (ненадежного в случае действий против России), она еще использует инерциальную систему навигации и ориентирование «по рельефу». На финальном участке траектории ракета может использовать ИК-камеру для распознавания цели (данная черта над сушей работает не всегда хорошо для ракет всех типов).

Фрагменты Scalp-EG, сбитого 6 августа 2023 года у Чонгарского моста. Хорошо видно, что боевая часть ракеты не отработала. Интересно, что хотя Украина заявила о сбитии 65 российских крылатых и баллистических ракет на прошлой неделе, фото с мест их поражения нет ни в одном случае / ©bmpd
Фрагменты Scalp-EG, сбитого 6 августа 2023 года у Чонгарского моста. Хорошо видно, что боевая часть ракеты не отработала. Интересно, что хотя Украина заявила о сбитии 65 российских крылатых и баллистических ракет на прошлой неделе, фото с мест их поражения нет ни в одном случае / ©bmpd
Фрагменты Scalp-EG, сбитого 6 августа 2023 года у Чонгарского моста. Хорошо видно, что боевая часть ракеты не отработала. Интересно, что хотя Украина заявила о сбитии 65 российских крылатых и баллистических ракет на прошлой неделе, фото с мест их поражения нет ни в одном случае / ©bmpd
Фрагменты Scalp-EG, сбитого 6 августа 2023 года у Чонгарского моста. Хорошо видно, что боевая часть ракеты не отработала. Интересно, что хотя Украина заявила о сбитии 65 российских крылатых и баллистических ракет на прошлой неделе, фото с мест их поражения нет ни в одном случае / ©bmpd
Фрагменты Scalp-EG, сбитого 6 августа 2023 года у Чонгарского моста. Хорошо видно, что боевая часть ракеты не отработала. Интересно, что хотя Украина заявила о сбитии 65 российских крылатых и баллистических ракет на прошлой неделе, фото с мест их поражения нет ни в одном случае / ©bmpd

Среди преимуществ французской ракеты называют ее скорость — до М=0,95, в то время как типичный показатель для крылатых ракет в наши дни — М=0,8. Подрыв боеголовки может быть как воздушным, так и контактным.

В то же время отметим, что такая дозвуковая скорость хороша только для ракет малой дальности — иначе требуемый запас топлива оказывается слишком большим. Кроме того, подобный прирост скорости повышает заметность ракеты в ИК-диапазоне, что, как известно из открытых источников, упрощает ее обнаружение российскими средствами ПВО, имеющими ИК-подсистемы.

Исходя из опыта применения британских Storm Shadow, технически аналогичных SCALP, большинство таких крылатых ракет в условиях боев против российской армии сбиваются, но часть все же достигает цели — особенно при групповых атаках, когда внимание ПВО рассеивается на значительном количестве объектов. Тем не менее потенциал влияния SCALP-EG на боевые действия должен быть ограниченным. Дело в том, что у Франции их было менее 450, отчего Украине она передала лишь 50.

Судя по открытым источникам, у Великобритании аналогичных Storm Shadow примерно вдвое больше, чем у Франции. Значит, вероятное количество полученных ВСУ крылатых ракет такого типа — суммарно 150-200 единиц. Это в три десятка раз меньше, чем Россия уже израсходовала на Украине. С учетом наличия у России более эффективной ПВО в отношении крылатых ракет фактическая разница в числе поражаемых целей будет еще больше.


12. США смогли построить новый атомный энергоблок — впервые в XXI векеСр, 02 авг 2023[-/+]
Автор(?)
Энергоблоки «Вогтль-3» (начавший давать энергию в сеть) и «Вогтль-4» (в достройке). Обращает на себя внимания необычная форма гермооболочки. Из ее верхней части вниз при потере энергоснабжения самотеком смогут стечь тысячи тонн охлаждающей воды Диаметр колоссальных башен гермооболочки более 36 метров, высота 65 метров / ©Wikimedia Commons

США смогли построить новый атомный энергоблок — впервые в XXI веке

Речь идет о большом успехе: срок и стоимость строительства были превышены всего в два раза относительно проектных. На фоне предшествующей попытки построить новый энергетический реактор в США ситуация настолько радужна, что часть отраслевых наблюдателей заговорили о возрождении отрасли.

До 2023 года последний успешный опыт возведения атомного энергоблока с нуля в Соединенных Штатах был в 1996 году, но и тогда речь шла о достройке почти готового (лишь замороженного в 1980-х) объекта. В 2007 году, на фоне высоких цен на нефть, была предпринята попытка завершить другой замороженный энергетический ядерный реактор — «Вогтль-2». Несмотря на то что он был готов на 80% еще в 1980-х, закончить оставшиеся 20% удалось только к 2016 году.

Все это создавало большие проблемы для отрасли, поскольку средний возраст имеющехся в США 92 энергетических реакторов, строительство которых началось глубоко в XX веке, превышает 40 лет. Им могут продлять срок службы до 60-80 лет, но даже в этом случае около середины века в стране сложится ситуация, когда электростанции, сегодня дающие 0,8 триллиона киловатт-часов в год, будут остановлены по возрасту, а заменить их окажется нечем.

По местным меркам ввод нового энергоблока «Вогтль-3» — большой успех: срок строительства и цена превысили проектные всего в два раза, на семь лет и 8,5 миллиарда долларов за реактор. Это неплохой результат на фоне предшествующей попытки такого рода в США, несколько лет назад закончившейся закрытием проекта в Южной Каролине после напрасной затраты на него девяти миллиардов долларов.

Немаловажно и то, что реактор AP1000, спроектированный Westinghouse и использованный в новом энергоблоке, — первый такой реактор в США, а в каком-то смысле и первый в мире. Хотя формально Китай ввел первый реактор AP1000 в строй еще в 2018 году, американским там был в основном проект — «железо» изготавливали в Азии. Американские строители, по местным обычаям, не могли использовать крупные компоненты из Азии, поэтому фактически у нового реактора много конструктивных отличий от «китайского» AP1000 и намного более высокая цена.

Длительная стагнация атомной энергетики в США напоминает сходную картину и в остальном мире. Удастся ли переломить тренд? / ©Wikimedia Commons

Тем не менее AP1000 и в США сохранил свои ключевые черты — мощность в 1,1 гигаватта (чуть слабее ВВЭР-1200) и доминирование пассивных систем безопасности над активными. Реактор этого типа в случае потери электроснабжения (то есть остановки насосов охлаждения) может охлаждаться пассивно за счет стока в него воды из крупного, на пару тысяч тонн, расходного бака с водой, обеспечивающего отвод тепла без работы насосов на протяжении 72 часов. Считается, что этого хватит, чтобы восстановить питание охлаждающих насосов или пополнить запас воды в баке пассивного охлаждения.

Важный момент: энергоблок «Вогтль-3» не станет единичным успехом. Уже в 2024 году должен начать работу аналогичный «Вогтль-4». Многие отраслевые наблюдатели в США в связи с этим надеются на возрождение атомной энергетики в этой стране.

Их надежды основаны на том, что АЭС — основной источник безуглеродного электричества в США и мире на сегодня — могут работать 24 часа в сутки, а СЭС и ВЭС, хотя и безуглеродны, не способны обеспечить работу энергосистемы без блэкаутов ни при каком экономически реальном количестве литиевых или иных накопителей энергии. В такой ситуации инвестиции в атом для Штатов выглядят более реальным путем безуглеродного перехода.

Однако для его реализации нужно перейти от строительства одного энергоблока в несколько десятков лет, как в США сегодня, к серийному строительству, как в КНР или России. Пока ввод блоков случается редко, нет опытных кадров для их строительства, отчего сроки и стоимость растут вдвое выше проектных (а в Европе — еще сильнее). Если вслед за «Вогтль-3» в этом году и «Вогтль-4» в следующем вскоре последуют новые энергоблоки, у атомной энергетики в США есть определенные шансы на кратное падение цены строительства и в итоге на реальное возрождение.


13. Индийцы начали отгружать вооружение «неназванному заказчику». Анализ показал, что это АрменияЧт, 27 июл 2023[-/+]
Автор(?)
Индийская РСЗО Pinaka, калибром 214 миллиметров и дальностью до 60 километров ранее также была законтрактована Арменией / ©Wikimedia Commons

Индийцы начали отгружать вооружение «неназванному заказчику». Анализ показал, что это Армения

Это первая настолько масштабная поставка на экспорт такого рода из Индии. До сих пор сложная индийская военная техника не пользовалась спросом за рубежом.

Фабрика по производству боеприпасов в Бадмале (Индия) отгрузила первую экспортную поставку «неназванному заказчику». Об этом сообщили индийские СМИ.

Деталей известно не так много — речь может идти и о 155-миллиметровых снарядах, и об орудиях под них. Иностранный заказчик тоже не называется, но можно быть практически уверенным, что это Армения. Основная причина — в недавно заключенных ею соглашениях о закупке артиллерии и боеприпасов индийского производства, включая 155-миллиметровые самоходные гаубицы MArG 155/39.

На то, что заказчик — официальный Ереван, указывает и целый ряд других моментов. Не так давно было объявлено, что в посольстве Армении в Индии появится военный атташе. Это объяснили большим интересом страны к покупке индийского оружия.

MArG 155/39 использует шасси 4х4. Сходные шасси других стран располагают орудия калибра 152/155 миллиметров на шасси 8х8,что позволяет иметь больший возимый запас снарядов и меньшее удельное давление (то есть большую проходимость) / ©Wikimedia Commons

Глава армянского Минобороны встречался по этим вопросам с послом Индии в Ереване. Наконец, армянские военные присутствовали при испытаниях индийской САУ, проводившихся эксклюзивно для них. Ни один другой иностранный заказчик заметного интереса к тяжелому вооружению производства Kalyani Strategic Systems Limited (KSSL) — как и других индийских производителей — за последние годы не проявлял.

Это выглядит небольшой сенсацией в мире военной техники. Дело в том, что сложные образцы наземной техники даются индийским производителям не сразу и с серьезными сложностями. Скажем, попытки локализовать производство Т-90 в Индии в итоге фактически сорвались (приходилось дозаказывать комплекты из России), серийное производство танка местной разработки («Арджун») после 2013 года остановили даже для внутреннего заказчика. Да и самоходная гаубица MArG 155, которую теперь покупает Армения, пока не прошла испытательный цикл в индийской армии. Закупок ее там пока не планируют, а вот Ереван уже приступил к ним, рассчитывая получить новые машины на сумму 155 миллионов долларов к 2025 году.

155-мм гаубица ATAGS индийского производства имеет значительно более высокую дальность, чем самоходка MArG 155 / ©Wikimedia Commons

MArG 155 — BR, как и снаряды для нее, нельзя назвать вполне самостоятельной разработкой индийцев. Эта колесная полноприводная самоходка использует орудие, созданное сперва как буксируемое — индийское осмысление 155/39 М777 (155 миллиметров — калибр, 39 — длина ствола в калибрах), производимой ВАЕ Systems. У нее есть отличия от оригинала — например, титановая версия орудия на две тонны легче обычной, стальной, предельно близкой к конструкции ВАЕ Systems.

Однако в армянском заказе на колесную платформу ставят обычную версию, из стали. САУ при массе 18 тонн в теории имеет бронекабину (класс бронестойкости неизвестен). Возимый боекомплект — всего 18 выстрелов, дальность — до 24 километров. Малый боекомплект обусловлен ограниченными возможностями колесного шасси.

С началом поставок таких систем и снарядов к ним Армения фактически меняет своего ключевого производителя новых вооружений с России на Индию. Ведь, кроме 155-миллиметровых снарядов и САУ для них, Ереван уже подписал контракт на четверть миллиарда долларов на покупку у Нью-Дели РСЗО Pinaka (и снарядов для них), ПТУР и ряда боеприпасов.

Хотя представители Армении присутствовали на частных испытаниях новых артсистем в Индии, эти тесты проводили не на собственных полигонах, а на полигонах продающей стороны. Из опыта известно, что в этом случае ряд проблем системы может остаться невыявленным.

Опыт современной войны показал, что в условиях массового применения беспилотников самоходки малой дальности стрельбы использовать непросто. Даже более длинноствольная «Мста-С» с дальностью стрельбы в 29 километров часто оказывается замеченной и обстрелянной раньше, чем успевает нанести огневое поражение. А вот ее буксируемый вариант «Мста-Б», в силу намного меньших габаритов, как раз способен сравнительно скрытно выйти на позицию для стрельбы. Поэтому его применяют сейчас намного активнее, чем планировалось.

По всей видимости, Минобороны Армении учло это, так как индийская компания Bharat Forge продаст ему еще и партию буксируемых длинноствольных 155-миллиметровых гаубиц ATAGS дальностью до полусотни километров.


14. Конфликт на Украине лишил французский танк почти половины снарядовВс, 09 июл 2023[-/+]
Автор(?)
Облик модернизированного основного французского танка / ©BU

Конфликт на Украине лишил французский танк почти половины снарядов

После модернизации Leclerc серьезно изменился, но не вполне ясно, не к худшему ли.

Западная и российская школы танкостроения десятилетиями развивались почти в изоляции друг от друга. Западные танки не воевали с обученными частями, оснащенными современными им танками советского/российского производства, поэтому нельзя было четко понять, чья именно танковая школа лучше справляется с требованиями поля боя.

Но 2023 год заметно изменил эту ситуацию: немецкие основные танки Leopard попали на Украину, где тут же понесли большие потери, даже несмотря на их дооснащение динамической защитой советской разработки. Западные армии последнюю в норме не практикуют, а ВСУ, естественно, да, поскольку воюет с серьезным противником.

Среди характерных особенностей восточного фронта, резко снижающих время жизни западных танков, — активное применение противотанковых мин как противогусеничных, так и противобортовых типов. Кроме того, здесь много беспилотников типа «Ланцет» с кумулятивной боевой частью, пробивающей 215 миллиметров брони. Поскольку «Ланцеты» атакуют сверху, где броня западных танков редко превышает 50 миллиметров, на сегодня уязвимость таких машин на фронте очень высока.

Согласно публикации в Le Monde, французский ВПК попробовал модернизировать свой основной танк Leclerc с учетом опыта конфликта на Украине, выдав этим летом первые образцы Leclerc XLR. Они действительно серьезно отличаются от базового Leclerc, но направление изменений выглядит довольно неожиданным.

Во-первых, танк потерял 45 процентов всех боеприпасов. Исходный Leclerc имел 40 снарядов: 18 находились внутри танка, 22 — в изолированном от основного объема отсеке в нише башни. Бои на Украине, как и многие другие конфликты XXI века, показали, что пробитие брони может вести к возгоранию внутренней боеукладки с последующей гибелью экипажа.

Вместо поиска средств снижения уязвимости боеукладки французские инженеры решили просто убрать почти половину боеприпасов танка, оставив его с 22 снарядами (у Т-90 их 43). Каким образом планируют обеспечивать его снабжение снарядом в длительном бою в глубине обороны — публике не сообщили.

Вторая несколько неожиданная новация — рост массы танка с 57 до 63 тонн. Причина — в увеличении толщины брони. Однако, судя по всему, даже несмотря на такой рост массы более чем на 10 процентов, никаких средств активной защиты у Leclerc все равно не появилось. Следовательно, он по-прежнему остается уязвимым для кумулятивных средств поражения — ПТУР, РПГ, «Ланцетов» и так далее.

Вместе с тем гусеницы нового танка точно такие же. То есть проходимость его должна серьезно упасть. Но как раз опыт боев на Украине показал, что западная техника, в сравнении с доставшейся Украине от СССР, вообще страдает проблемами с проходимостью вне дорог.

Проведенная модификация не выглядит особенно эффективной. Leclerc традиционно был одним из лучших западных танков. Например, у него есть динамическая броня, в том числе на бортах (у остальных танков НАТО ее, как правило, нет). Его пушка чуть длинее, чем у M1 Abrams, поэтому лучше пробивает броню противника.

Среди боеприпасов есть противопехотные с программируемым подрывом (у американских танков эффективных противопехотных снарядов не для предельно ближнего боя нет). Наконец, у него есть автомат заряжания — уникальная черта для западных танков, позволяющая иметь экипаж на одного человека меньше. Это позволяет танку иметь меньший забронированный объем. В том числе поэтому Leclerc был легче и проходимее, чем M1 Abrams, а также ниже, что снижает вероятность поражения на поле боя.

Меньшая масса означала и большую автономность на одной заправке — 540 километров (почти как у Т-90) против 420 у M1 Abrams.

Но вот Leclerc XLR назвать передовым танком уже сложнее. Его боезапаса не хватит даже на две минуты работы автомата заряжания в бою. Чем стрелять после этого — неясно.

Танк может выйти из боя без особых проблем тогда, когда налицо устоявшаяся линия фронта и кто-то может, например, подстраховать его от преследующих танков противника. Но специфика применения танков в глубоких операциях состоит в том, что там нет сплошной линии фронта, мало «подстраховки» и выйти из боя через пару минут по своему желанию может и не получиться. Ясно, что из-за роста массы он больше не может быть и сильно экономичнее M1 Abrams, а это тоже снижает его устойчивость при наступлении в глубине обороны противника.

Наконец, совершенно не понятно, почему на танке нет активных систем защиты типа «Шторы» Т-90 или средств эффективной защиты от дронов-камикадзе вроде «Ланцета». Теоретически (практически, впрочем, и это очень сложно), последний можно было бы поражать пулеметом винтовочного калибра в удаленно управляемой установке, как на «Армате», или крупнокалиберным, как у Т-90. Однако на практике углы возвышения пулемета калибра 7,62 миллиметра у нового французского танка недостаточно велики даже для городских боев (стрельбы в верхние этажи), не то что для защиты от пикирующих сверху дронов.

Всего планируют модернизировать до этого варианта 200 танков Leclerc к 2029-му со средним темпом в 30-35 машин в год. В этом году предполагается провести модернизацию менее чем 20 машин.

Для понимания темпов этой программы ее можно сравнить с выпуском новых танков в России: в январе-мае 2023 года он составил более 600 единиц, или свыше 120 танков в месяц.


15. Действительно ли Россия применила «Охотника» на Украине?Вт, 27 июн 2023[-/+]
Автор(?)
Mash приводит этот снимок как подтверждение применения С-70 на Украине. Как мы покажем ниже, происхождение его совсем иное / ©Mash

Действительно ли Россия применила «Охотника» на Украине?

До сих пор эти БЛА, которые разрабатывали более 10 лет, не были замечены на поле боя. Впрочем, некоторые цепляющие взгляд детали порождают сомнения и в этот раз.

В XXI веке развитие беспилотников пошло по двум направлениям. Крупные традиционные армии чаще предпочитали заказывать большие многоразовые ударные БПЛА, по сути, требуя повторения самолетных конструкций, только уже без пилотов. Более бедные и менее традиционно мыслящие армии заказывали производство более мелких — и зачастую одноразовых — ударных беспилотников типа российского «Ланцета».

Российские Вооруженные силы решили пойти сразу двумя путями: более 10 лет назад они заказали НИОКР как для крупных БЛА с массой, близкой к американским «Риперам», так и к малым, которые сейчас весьма успешно применяются в бою. Первая категория БЛА, однако, потребовала продолжительной доводки. Поэтому, несмотря на длительную разработку, в бою они ранее не участвовали.

С-70 «Охотник» — очень крупный беспилотник длиной в 14 метров и размахом крыльев в 19 метров. Дальность машины — 6000 километров. При этом она весит до 20 тонн. Для сравнения: «Герань-2» весит примерно в 100 раз меньше при дальности в 1900 километров, а «Ланцет» — почти в тысячу раз меньше при дальности в десятки километров. Впрочем, и боевая нагрузка С-70 намного больше — по разным данным, от 2,8 до 8,0 тонны.

Однако на протяжении всей его разработки ряд отраслевых наблюдателей отмечали: технологии радиомалозаметности, примененные в аппарате, заметно устарели, поскольку современные радары хорошо видят и малозаметные конструкции больших размеров. Скрытности, типичной для небольших БЛА (вроде той же «Герани»), у аппарата на 20 тонн быть не может. Следовательно, применение «Охотника» в боевой практике будет чрезвычайно затруднено — в сравнении с малыми аппаратами, которые перехватить, напротив, чрезвычайно трудно.

В связи с этим резонанс в СМИ получили публикации о том, что 27 июня 2023 года российские Вооруженные силы якобы применили С-70 «Охотник» для удара по объектам ВСУ в Сумской области. Авторы таких материалов сослались на телеграм-канал Mash, который, в свою очередь, отсылал к неким «турецким СМИ» (без указаний конкретных или гиперссылки). В качестве визуального подтверждения Mash почему-то привел скриншот с названием иранского, а не турецкого СМИ (Presstv). Более того: на сайте иранского СМИ ничего такого по июню 2023 года найти не удалось.

Зато на видео того же иранского СМИ от 2014 года, где показана иранская копия захваченного средствами РЭБ американского беспилотника RQ-170, видны кадры, практически идентичные якобы С-70 от Mash. Отдельно стоит заметить, что реальные видео С-70 показывают другие формы, не совпадающие с теми, которыми иллюстрируют свою новость Mash и перепечатавшие его российские СМИ.

12 ноября 2014 года, иранское видео, показывающее местную копию захваченного американского RQ-170 / ©Youtube

Из всего этого — как и из молчания официальных источников — со значительной вероятностью напрашивается вывод: реальное применение С-70 в бою все еще не состоялось.

Отдельно стоит поставить вопрос о том, насколько это вообще оправданно. Задействовать 20-тонную дорогую машину в зоне работы ПВО нет особого смысла, а планирующие бомбы типа УМПК-500 (как и другое высокоточное оружие) логичнее применять с обычных самолетов: у тех есть штурман, повышающий гибкость использования управляемых вооружений. Благо дальность применения УМПК и крылатых ракет исключает риск для экипажа от средств ПВО.


16. Bombardier работает над прототипом самолета со «смешанным крылом»Чт, 01 июн 2023[-/+]
Автор(?)
На изображениях «Экоджета» легко рассмотреть развитые законцовки крыла. С аэродинамической точки зрения удлиненное крыло лучше обычного крыла с законцовками. Раз законцовки есть, значит, Bombardier использует не целиком углепластиковое крыло, как на МС-21, а обычное крыло из металлов, с которым удлиненное крыло выходит слишком тяжелым / ©Bombardier

Bombardier работает над прототипом самолета со «смешанным крылом»

Компания строит второй прототип «Экоджета» и заявляет, что новый самолет «сократит выбросы» на 50%. С технической точки зрения это практически нереально без ухода от керосина. Вероятно, речь идет о переходе на другие виды топлива.

Представители канадской компании Bombardier заявили, что перешли к тестированию второго прототипа своего бизнес-джета «Экоджет», отличающегося от обычных самолетов формой фюзеляжа. Такая конструкция называется «смешанное крыло»: фюзеляж существенно уплощен и создает заметную часть подъемной силы самолета в целом. Ранее компания испытывала первый, сильно уменьшенный по размерам относительно реальной машины, прототип «Экоджета».

Bombardier пока не распространяется о конкретных параметрах новинки, за исключением того тезиса, что «выбросы» будут на 50% меньше, чем у сегодняшних самолетов. Сократить выбросы вредных микрочастиц практически невозможно. Бизнес-джет даже со смешанным крылом не столь объемен, чтобы иметь достаточно жидкого водорода для дальних перелетов. Как уже писал Naked Science, баки для жидкого водорода должны быть в четыре раза больше керосиновых.

Теоретически в показанный аппарат можно уместить метановые баки. Они должны быть лишь в 1,6 раза больше, чем керосиновые с равным объемом запасенной энергии. Смешанное крыло создает свободный объем, куда можно поместить разумной емкости метановые баки, но не водородные.

Однако этому тезису противоречит заявление Bombardier о «снижении выбросов на 50%». В современном западном мире производители транспортных средств под «выбросами» чаще всего имеют в виду выбросы углекислого газа. Переход с современного керосина на метан может сократить такие выбросы от силы на 10%, не более.

Из этого следует, что почти наверняка Bombardier проектирует свой «Экоджет» под «устойчивое авиатопливо». Под этим названием на Западе фигурирует керосин с добавлением масел и жиров биологического происхождения. При сгорании они выбрасывают точно такое же количество СО2, как обычное авиатопливо, но, по западным нормам, СО2, взявшийся из «биологического» источника, как бы и не считается углекислым газом — мол, при разложении растительных продуктов он бы и так попал в атмосферу. Это, разумеется, не вполне верно (растительные остатки часто не успевают разложиться в почве), но с точки зрения авиаиндустрии очень удобно.

Удобно потому, что к 2050 году Запад нацеливает авиацию на «нулевые выбросы». Какое-то время назад местные компании рассчитывали, что добьются этого переходом на водород. Однако после того, как конструкторы показали, что внутренний объем самолетов не позволяет перейти на жидкий водород без резкой потери дальности, авиагиганты сосредоточились на том, как бы достичь «нулевых выбросов», продолжая выбрасывать столько же СО2, просто объявив свое жидкое топливо «биотопливом».

Судя по расположению иллюминаторов непохоже, чтобы внутренние баки нового самолета были серьезно больше обычных / ©Bombardier

Смешанное крыло в этом смысле обладает очевидным потенциалом. Полностью «биологического» керосина пока никто не умеет делать. Можно попробовать перепроектировать турбины так, чтобы летать на «биодизеле», но это непростая работа (по ряду причин солярка неидеально ведет себе на большой высоте при низких температурах). В таких условиях разумно создать «запас по объему» для самолета будущего.

К тому же использование смешанного крыла позволяет несколько снизить и абсолютный расход топлива за счет увеличения подъемной силы самолета при сохранении прежней полезной нагрузки и меньшего аэродинамического сопротивления от крыла. Это в теории позволяет сократить расход топлива на величину в 10-20% (в зависимости от уровня реализации).


17. Роботы научились нарезать персики и авокадоВт, 14 мар 2023[-/+]
Автор(?)
©Eric Heiden, Nvidia

Роботы научились нарезать персики и авокадо

Новая роботизированная система способна нарезать объекты из материалов с разной плотностью. Это позволяет снять как можно больше мякоти с персика, манго или авокадо, обойдя твердую косточку.

Чтобы роботы стали полноценными помощниками человека в выполнении разных бытовых задач, в том числе на кухне, им важно научиться нарезать объекты, состоящие из частей разной плотности. Мы сами делаем это, практически не замечая, когда чистим манго от кожуры, срезаем мякоть с персика или авокадо. Однако для машин такая способность до сих пор оставалась недостижимой. Решить эту проблему удалось лишь теперь, когда американские разработчики представили систему RoboNinja. О ней рассказывается в статье, представленной в онлайн-библиотеке препринтов arXiv.

RoboNinja включает роботизированный манипулятор с захватом, вооруженный острым ножом и датчиком давления, который позволяет отслеживать сопротивление материала лезвию. Система совершает пробный надрез, пока не упрется в твердую косточку, после чего поднимает нож и повторяет действие. В процессе нескольких таких разрезов компьютерный алгоритм генерирует трехмерную модель косточки с учетом ее размеров, формы и ориентации внутри плода.

©Zhenjia Xu et al., 2023

На основе этих данных система находит оптимальную траекторию движения лезвия для снятия максимального количества мякоти. Для выбора этой траектории используется искусственный интеллект, который был предварительно обучен в виртуальной среде, «нарезая» разные объекты, состоящие из мягких и твердых частей. Наконец, манипулятор с ножом поворачивается под другим углом к плоду и повторяет все операции, пока не очистит косточку полностью.

RoboNinja с успехом прошел испытания в реальности, обработав плод авокадо. Однако ученые не считают свою работу полностью завершенной и планируют усовершенствовать систему, дополнив ее еще более сложными навыками нарезания объектов неоднородной плотности. В будущем она сможет даже снимать кожицу с огурцов или яблок, став по-настоящему полезным подмастерьем на кухне.


18. Бронебойная керамика: взгляд в парадоксальную областьПн, 13 фев 2023[-/+]
Автор(?)
Огонь из противотанковой пушки МТ-12М / ©arsenal-info.ru

Бронебойная керамика: взгляд в парадоксальную область

Керамика? Пробивает броню? Это неожиданно, но лишь на первый взгляд. Керамические бронебойные сердечники работают давно и уверенно, прошли долгий путь эволюции и продолжают развиваться. Действие керамики в броне эффективно и интересно. Naked Science рассказывает о «броневой керамике» подробнее.

Выстрел! В облаке огня из орудия вылетел и помчался вперед бронебойный снаряд. Он быстро приблизился к цели, подставившей бронекорпус. Снаряд ударил в него всей сокрушающей силой своего движения. Нос снаряда начал сминаться о броневую сталь, расползаясь в стороны. Обтекаемый в полете железный корпус плющится в ком, не в силах пробить броню. Но внутри кома движется небольшой заостренный сердечник. Он проходит насквозь стальную лепешку, упирается в броню носом и начинает погружаться в преграду.

Острие носа сердечника прокалывает все новые слои брони, конус и округлые плечи раздвигают их в стороны. Чудовищным усилием сердечник взрезает броню, уходя все глубже, погружаясь в нее полностью. Продолжая движение, он достигает внутренней поверхности броневого листа, вспучивает и рвет ее. Благодаря запасу энергии сердечник выходит из брони с остаточной скоростью, и методично поражает все встретившееся в пространстве за броней, многократно изламывая свой путь внутренними рикошетами.

Что же позволяет сердечнику пробить броню? Огромная энергия движения. А еще — большие плотность, твердость и прочность. Эти четыре фактора обеспечивают проникающее действие сердечника, его бронебойность. Найти их эффективное сочетание не так просто. Его ищут в нескольких направлениях: в соединениях химических элементов, в технологиях, в бронебойных процессах.

Терминальная баллистика

Баллистика, бесконечная в своих проявлениях и реализациях, делится на несколько областей: внешняя, внутренняя, орбитальная. Область, изучающая работу пули (шире — ударного тела: осколка, стержня, метеорного тела) в преграде, называется терминальной баллистикой. Это динамика тела в материале мишени: картина силового взаимодействия и все прилагаемые к ней процессы и явления.

Как и другие области баллистики, терминальная баллистика очень широка и разбивается на направления. Здесь и бесчисленные вариации раскрытия и фрагментации экспансивных пуль, от исторических «дум-дум» до сложных изощренностей и огромного многообразия современных пистолетных; и особенности раневого канала и возникающих пульсирующих полостей. И вопросы неустойчивости движения в преграде пуль со смещенным центром тяжести или косой ложкообразной выемкой в носике. И отстрел пуль на экспертизу с уменьшением заряда пороха, чтобы пуля не разрушилась в плотной массе желтых кевларовых веревок пулеуловителя и смогла сохранить идентифицирующие признаки ствола.

Экспериментальный малоимпульсный патрон 4,6 x 36, разработанный СЕТМЕ совместно с Heckler & Koch в семидесятых годах. В носовой части пули профрезерована ложкообразная выемка (у СЕТМЕ и Heckler & Koch немного по-разному), что дало название типу пули «ложкообразный нос», Loffelspitze (нем) или Spoontip (англ). Назначение выемки — при попадании пули в материал мишени положить пулю плашмя (за счет возникающего опрокидывающего момента), для большей передачи импульса в мишень. Фото автора

Динамика пули в воде тоже востребована: от подводных пистолетов СПП и автоматов АПС до двухсредных (работающих в двух средах, жидкости и газе, воде и воздухе) стрелковых систем и их специальных пуль. И корабельных артсистем, расстреливающих с борта двухсредными крупнокалиберными пулями торпеды, идущие под водой на глубине нескольких метров. А есть еще и геологическая отрасль терминальной баллистики, изучающая удары астероидов, их внедрение в земную кору и характерные геологические структуры, оставшиеся после таких событий. Также представляют интерес микрометеорные повреждения космических аппаратов, внедрение пенетраторов в поверхность астероида, движение бетонобойных бомб в слоях бетонных плит или гранитном массиве и много других направлений.

Вопросы бронепробивания тоже относятся к терминальной баллистике и могут группироваться по вариантам действия. Например, есть тупые и острые бронебойные сердечники. Тупые выламывают из брони округлую пробку, выбивают, как штампом, кусок броневого материала. Острые накалывают броню носиком и раздвигают ее плечами носового конуса. Как действовать эффективнее? Единого, абсолютного ответа нет; есть разные конкретные ситуации и разные решения, удачно в них работающие. А мы с вами сейчас немного прогуляемся именно по этим направлениям терминальной баллистики.

Пример тупого бронебойного сердечника от экспериментального 30-миллиметрового подкалиберного бронебойно-трассирующего снаряда «Кернер» для патрона 30х165 для автоматических пушек 2А42, ГШ-30 и др. Материал — псевдосплав ВНЖ на основе металлического вольфрама. Сразу после выстрела сердечник отделяется от поддона снаряда и основную часть траектории летит самостоятельно, прикрытый спереди тонким пустотелым коническим баллистическим обтекателем (здесь не показан, видны только две кольцевых каннелюры (выемки) для его крепления). Фото автора

Картина пробивания брони и заброневого действия (ради которого и перфорируют броню) обычно сложнее простых схем. Пробить броню еще не вся задача; преград иногда несколько, а сердечник в процессе работы превращается в поток поражающих элементов со своими углами разлета и разделяемых на категории по бронебойности. И для поражения цели важны именно эти заброневые фрагменты сердечника.

Например, при испытании бронебойного оперенного противотанкового снаряда «Надежда» (с керамическим сердечником в хвостовой части) мишенью была броневая плита под углом 60 градусов. За ней в пределах метра располагались два листа алюминия: первый — шесть миллиметров толщиной, второй — 24 миллиметра. Были и еще специально подобранные условия обстрела. «Надежда» создала три сотни мелких осколков, пробивших тонкий 6-миллиметровый лист с углом разлета 120 градусов. И 37 крупных осколков с разлетом 32 градуса, пробивших 30 миллиметров алюминия.

Как пробивалась сталь

Вообще бронебойное действие возможно и без проникающего. Парадокс? Нет. Так работала пуля польского противотанкового ружья Марошека, созданного к 1935 году для поражения легкой и средней бронетехники с преобладавшей на ней легкой броней 15-20 миллиметров. Необычно длинный для вмещения большого количества пороха, похожий на карандаш патрон с пулей стандартного немецкого винтовочного калибра 7,92 миллиметра. Пуля состояла лишь из мягкой стальной рубашки и ее свинцового заполнения. Она выстреливалась с огромной скоростью почти 1,3 километра в секунду. При ударе в броню пуля плющилась, отдавая свою энергию месту удара. Участок брони диаметром в пару сантиметров не выдерживал приложенной нагрузки и проламывался внутрь. Выбивался из броневого листа, будто ударом тупого штампа, поражая полученной энергией находящийся за броней экипаж и оборудование. Для нетолстой легкой брони такой способ неплохо работал, винтовка стояла на вооружении четырех стран и использовалась в боях Второй мировой войны.

Патроны 7,92 х 107 для польского противотанкового ружья Марошека / ©Guns.ru

Чтобы пробить толстую броню, нужна еще большая плотность энергии. Ее дают скорость и плотность заостренного сердечника. Тупой сердечник для штампового вырубания толстой брони должен быть большим, по диаметру сопоставимым с толщиной брони. Это не только увеличивает массу противотанковой артсистемы, но и рассредоточивает приложенную энергию и силу по периметру круглой броневой вырубки. Заостренный же сердечник доставляет энергию (в кинетической форме) к броне, а острие концентрирует силовую нагрузку в точке, что сильно повышает в этом месте напряженность материала брони. С превышением прочности на разрыв лопаются связи кристаллической решетки. Острие сердечника расстегивает кристаллические связи брони, словно замок-«молнию». Двигаясь в броне, острый сердечник может пройти в ней длинный путь, в несколько раз или на порядок больше своего диаметра.

Свойства и качества, или Что нужно входящему

Броня раздвигается в стороны от носика, расходясь до диаметра сердечника, образуя канал его прохода через броню. Для такого «расталкивания» нужны крепкие плечи сердечника, чтобы они не смялись под огромной сдавливающей силой броневой стали, а вошли в броню, не теряя формы. Здесь работает прочность сердечника — способность сохранять форму и целостность под нагрузкой.

А что такое твердость? Это способность тела из одного материала погружаться в другой материал. Здесь противоборствуют две кристаллические решетки — внедряемого тела и испытуемого материала. Какая сомнется раньше и сильнее, чья окажется прочнее? Это и определит погружение тела в материал. Глубиной погружения в образец испытуемого материала маленьких твердых шариков и конусов измеряют твердость по Бринеллю и Роквеллу.

Артиллерийские бронебойные сердечники разных форм и размеров из металлокерамики на основе карбида вольфрама. Фото автора

Чем выше плотность, тем больше концентрация энергии в точке удара сердечника. Именно по причине своей высокой плотности так широко использовался в метании свинец: от римских пуль для пращей до огнестрельных дел. И свинцовая пуля ломала броневую сталь. Плотность стали составляет примерно 7,8 грамма на кубический сантиметр, а плотность свинца — 11,3 грамма на кубический сантиметр. Вещества плотнее свинца есть, но добыть и сделать из них массовое изделие существенно дороже.

По плотности и твердости хорошо мог бы подойти вольфрам. Плотность вольфрама — 19,25 грамма на кубический сантиметр, в 1,7 раза больше, чем свинца. Но вольфрам — дорогой. Что можно взять еще? Карбид WC, соединение вольфрама с углеродом, тоже твердый и плотный, 15,8 грамма на кубический сантиметр. Легче вольфрама, но все равно плотнее свинца на 40 процентов. Подходящая плотность для сердечника. И твердость карбида высокая, в полтора раза выше броневых сталей. Сочетание плотности и твердости вполне бронебойное, годное для сердечника. Если у этого материала будет еще и третье свойство — прочность.

Путь керамики

Керамикой называется материал, полученный спеканием мелкодисперсных неорганических компонентов. Это не плавление металла или льда. При спекании частицы смеси, все или некоторые, лишь размягчаются температурой до липкости, склеивая собой другие частицы. После остывания и возвращения «клею» твердости получаются композитные материалы с широким диапазоном свойств.

Первой освоенной человеком была минеральная керамика. Из природных неорганических веществ — глины, песка и других добавок — стали делать сосуды. При обжиге минеральные компоненты размягчались и слипались, после охлаждения оставаясь в прочном соединении. Позже начали обжигать кирпичи. Изобрели фаянс и фарфор. Минеральная керамика при всей своей прочности все же довольно хрупкий материал. Прочен ли глиняный горшок? Для его обычных рабочих нагрузок — да! Глиняный горшок выдерживает многие наполнения, варки, чистки, переноски. Но если он падает на землю, то разбивается вдребезги.

Можно спечь вместе карбиды металлов. Но если песчинки и частички глины в минеральной керамике размягчаются до степени слипания, то карбид — тугоплавкий. Его частицы не размягчатся и при 2500 градусах Цельсия. Их, однако, можно склеить специальным агентом — тонким слоем металлов, обладающих после затвердения высокой адгезией, прилипанием. Образуется псевдосплав. Это не настоящий сплав, раз частицы карбида остаются твердыми. Возникает керамический композитный материал из карбидных частиц, спаянных металлом по всему объему образца. Это придает материалу высокую прочность. Основную нагрузку принимает кристаллическая решетка зерен карбида. Металлическая матрица, охватывающая зерна тонкой прослойкой, распределяет и выравнивает напряжения. Псевдосплав обретает вязкость, чтобы не разрушаться в ряде случаев нагружения. Получается металлокерамика — керамическая основа с несколькими процентами металлического связующего компонента.

Борьба за целостность

Хрупкость, тем не менее, у металлокерамики есть. Как и у смолы, в разных нагрузках и хрупкой, и вязкой. При ударе сердечника о сердечник его заостренный носик сколется. Более того, парадоксальным образом сколы возникнут и безо всякой нагрузки — даже наоборот, при снятии (!) нагрузки. При извлечении сердечника из пули или снаряда, если сердечник десятилетиями был крепко обжат металлической рубашкой пули, через несколько часов или дней могут возникнуть самопроизвольные сколы от снятия длительного напряжения. Острый носик сердечника исчезнет, вместо него появится косой раковинообразный скол ровной эллиптической формы.

Скол карбид-вольфрамового сердечника советского бронебойного 100-миллиметрового снаряда 3БМ8. Масса сердечника 2,8 килограмма. Фото автора
Скол материала карбид-вольфрамового сердечника советского бронебойного 100-миллиметрового снаряда 3БМ8 крупным планом. Виден раковинообразный характер скола, говорящий о высокой однородности материала. Такие сколы легко наносятся рукой, вооруженной легким молотком или другим сердечником. Фото автора

Странный парадокс. Как же носик не колется о броню? Это происходит потому, что удар сердечника обычно происходит в особых условиях. Сначала о броню плющится передняя мягкая часть снаряда, охватывая носик сердечника высоким давлением. Обжатие носика смятым металлом корпуса снаряда не дает отделяться от сердечника отщепам. Им некуда отщепляться — их прижимает окружающий металл и давление его деформации.

Ровные эллиптические сколы носиков карбид-вольфрамовых сердечников разного размера, возникшие самопроизвольно после извлечения сердечников из конструкции снаряда и снятия обжимающего носик напряжения. Фото автора

Так что именно в момент встречи с броней сердечник становится готов к резанию — носик охвачен и сдавлен нагрузкой смятого металла, со всех сторон подпирающего возможные отщепы. Поэтому они не возникают, им некуда отделяться; острие сердечника остается целым и исправно режет броневую сталь.

На это работает и большой угол конуса острия. Он бывает более 90 градусов. Чем тупее угол острия, тем больше на нем давление брони по нормали к поверхности сердечника; тем больше перпендикулярная прижимающая сила, тоже не дающая отщепляться материалу сердечника. Конус носика переходит в покатые плечи, также сильно обжатые сдвинутым металлом брони, и этим защищенные от растрескивания. Так металл корпуса снаряда и большой угол на его острие не дают проявиться хрупкости сердечника.

Практические воплощения

Все пули и снаряды с внутренним твердым сердечником называются подкалиберными. В России стальной сердечник первым использовал в «щитобойной пуле» патрона к винтовке Мосина штабс-капитан Кутовой, в 1916 году пуля поступила на вооружение. В 1918 году для поражения появившейся бронетехники Пауль Маузер применил твердый стальной сердечник в 13-миллиметровой пуле своей первой в мире противотанковой винтовки М1918. Поиски лучшего материала для бронебойного сердечника пошли полным ходом. Первый псевдосплав карбида вольфрама и кобальта был получен в 1923 году в Германии в лаборатории компании Osram. В 1926 году Krupp начал его серийный выпуск. Смесь порошка WC с кобальтом и техническими добавками раскалялась и прессовалась в графитовых формах. Металл составлял от трех до шести процентов. В СССР в 1929 году был запатентован псевдосплав победит из 90 процентов карбида вольфрама и 10 процентов кобальта. Позже для удешевления производства использовали никель и железо.

Зачем нужен горячий пресс? Частицы металла в холодном порошке смеси разделяют собой частицы карбида. С расплавлением металла можно сблизить зерна карбида, закрыв образовавшиеся пустоты. Последние превратятся в тончайшие щелевые капилляры, по которым растечется металл, на порядок или даже на несколько порядков увеличив свое проникновение между зернами карбида — и настолько же увеличив поверхность прилипания к карбиду, взаимодействие с ним и зерен карбида друг с другом. Так, тоже на порядки, повышается гомогенность (однородность) материала сердечника, с определенных уровней сильно меняющая его свойства. Возникает вязкость: она значительно увеличивает прочность сердечника и переносимые им без разрушения нагрузки. После значительного превышения материалом сердечника предельных нагрузок броневой стали он готов для употребления в бронебойном действии.

Патрон 7,92 x 94 (Patrone 318) разработки Rheinmetall для противотанкового ружья PzB38. В разрезе 7,92-миллиметровой пули виден карбид-вольфрамовый сердечник / ©Guns.ru

Германия во Второй мировой войне задействовала большой диапазон карбид-вольфрамовых сердечников. В винтовочном калибре использовалась пуля SmKH с металлокерамическим сердечником диаметром 6 миллиметров. Трассирующая бронебойная пуля SmKH-Rs-L’spur к 7,9-миллиметровому противотанковому ружью PzB38 (Panzerbuchse 1938) несла этот сердечник с выемкой в его донце, с запрессованным туда хлорацетофеноном — слезоточивой «Черемухой». Пробив бронекорпус и попав внутрь, сердечник оказывался, естественно, раскаленным — и испарял слезоточивое вещество, вызывая добавочное поражающее действие на экипаж. Патрон для PzB38 использовал тот же стандартный немецкий калибр, заданный еще Паулем Маузером (7,9 миллиметра), что и противотанковое ружье Марошека. Но гильза была еще больше, напоминая миниатюрную пороховую бочку с узким горлышком для пули.

Карбид-вольфрамовые сердечники для немецких бронебойных пуль калибра 7,92 миллиметра. Слева — от пуль типа SmKH стрелкового винтовочного патрона 7,92 х 57, справа — от бронебойно-трассирующих пуль со слезоточивым отравляющим веществом (тип пули SmKH-Rs-L’spur) патрона Patrone 318 для противотанкового ружья PzB38. Фото автора

Артиллерийские калибры использовали самые разные сердечники. Тяжелое немецкое противотанковое ружье (по сути легкая полевая пушка на колесиках) PzB41 с коническим стволом (начальный калибр 28 миллиметров, дульный 20 миллиметров) сильно ускоряло снаряд, сжимая его стальные юбки-обтюраторы при прохождении ствола. В бронебойном снаряде использовался керамический сердечник размером с мизинец первоклассника. Более крупные противотанковые калибры содержали керамические сердечники покрупнее, размером с палец взрослого человека, диаметром в пару сантиметров и массой 300 граммов. Подкалиберный 88-миллиметровый снаряд «Тигра» к его пушке KwK36 содержал большой сердечник диаметром четыре сантиметра и длиной 14 сантиметров, весивший более двух килограммов.

Справа изображена схема бронебойного снаряда к тяжелому немецкому противотанковому ружью PzB41. В его середине показан заостренный бронебойный сердечник из карбида вольфрама / ©Guns.ru
Немецкие карбид-вольфрамовые сердечники времен Второй мировой войны. Слева — из пули винтовочного калибра 7,92, далее сердечник от тяжелого противотанкового ружья PzB41, два сердечника разного размера от противотанковых артиллерийских систем. Крайний справа — сердечник от 88-миллиметрового бронебойного снаряда с карбид-вольфрамовым сердечником пушки KwK36 танка «Тигр». Фото автора

Советский Союз тоже использовал керамические сердечники, например в пуле БС-40 для винтовочного мосинского патрона. Она же была и в крупных калибрах — в крупнокалиберных пулеметных патронах 12,7 х 108 и 14,5 х 115 к ПТР (в таком обозначении патрона первое число — калибр ствола в миллиметрах, второе — длина гильзы). Карбид вольфрама применяла и противотанковая артиллерия. После второй мировой войны керамические сердечники достигли максимальных размеров и массы. Сердечник советского бронебойного 100-миллиметрового снаряда 3БМ8 диаметром пять сантиметров весил почти три килограмма.

Сердечник советского бронебойного 100-миллиметрового снаряда 3БМ8 разработки 1960-х годов, на вооружении с 1966 года. Вероятно, самый крупный и тяжелый советский металлокерамический сердечник: диаметр — пять сантиметров, масса сердечника — 2,8 килограмма. Материал сердечника — ВН8 (карбид вольфрама 92 процента, никель 7,7 процента, другие добавки 0,3 процента). Фото автора

Достоинство малого размера

Развитие кумулятивных средств вывело бронебойную керамику из крупных калибров. Бронебойный потенциал кумулятивного пути с ростом толщины брони и калибра снаряда лидирует. А в малых формах и калибрах, наоборот, плохо работают кумулятивные средства. С уменьшением размеров взрывчатой системы до сантиметра и даже нескольких миллиметров характер ее взрыва становится все более сферическим, а затем и вовсе неустойчивым с дальнейшей потерей взрывоспособности. Поэтому керамические формы бронебойности развиваются сегодня в небольших калибрах и диаметрах.

Современная бронебойно-зажигательная пуля патрона 12,7 х 108 БС (7-БЗ-1) к крупнокалиберным пулеметам калибра 12,7 миллиметра. Слева показана маркировка пули (красный лак по всей поверхности с черным носиком) и ее разрез, в котором за мягкими оболочками виден сердечник из карбид-вольфрамового сплава. В носовой полости пули и в донном стаканчике запрессован зажигательный состав. В правой части снимка — сердечники из этих пуль; более длинный и острый (первый слева) — ранний вариант, позже скорректированный на более затупленные носики. Цифры на линейке означают сантиметры. Фото автора

На вооружении российской армии стоят пули автоматного 5,45-миллиметрового патрона 7Н24 с самым маленьким карбидным сердечником — всего три миллиметра диаметром и пять миллиметров длиной. Его носик не заострен, и носовая плоская площадка действует как штамп, вырубая отверстие в броне своими кромками — концентраторами напряжений. В патронах 12,7 х 108 к крупнокалиберным пулеметам применяется пуля 12,7 БС с длинным керамическим сердечником. Он же стоит и в пуле специального патрона 12,7 х 55 СЦ-130ВПС (высокой пробивающей способности) к малошумной крупнокалиберной снайперской винтовке «Выхлоп». В этой пуле два бронебойных сердечника, расположенных тандемно, один за другим, и отличающихся по материалу. Передний сердечник, торчащий из носа пули в открытом виде, керамический.

Пуля специального патрона 12,7 х 55 СЦ-130ВПС к малошумной крупнокалиберной снайперской винтовке «Выхлоп». Ее сердечник тандемный и состоит из двух частей: передней металлокерамической заостренной и задней металлической меньшего диаметра. Наружная поверхность пули омеднена / ©А. Мусихин
Передний металлокерамический сердечник пули патрона СЦ-130ВПС, извлеченный из разреза пули. Задний сердечник на фото остается в корпусе пули. Выступающая из пули передняя наружная часть металлокерамического сердечника омеднена / ©А. Мусихин

Носик этого сердечника ничем не прикрыт. Как и керамический носик длинной стальной пули от патрона ПФАМ «Фаланга» к специальному бесшумному карабину-гранатомету«изделие ДМ», или «Буря», созданного в начале 1960-х для поражения баллистических ракет средней дальности «Першинг» на их стартовых позициях. Как же они работают? Работу без ударного разрушения обеспечивает низкая скорость пули (обе они дозвуковые) в сочетании с очень «тупым» острием, наверное самым «тупым» из всех керамических заострений. Чем тупее угол острия, тем больше прижимающая сила материала и ниже вероятность сколов. Можно отметить, что ранние варианты этого сердечника были более острыми. Но опытная эксплуатация патрона показала необходимость увеличения затупления, в итоге повысившего бронебойные свойства сердечника.

Бесшумный бронебойный патрон калибра 9,1 миллиметра ПФАМ «Фаланга». Отверстия в толстой стальной гильзе возле донной части выполнены для дезактивации патрона удалением порохового метательного состава. При выстреле внутренний поршень выталкивает бронебойную пулю со скоростью 260 м/с, запирая сжатые пороховые газы с давлением около 2000 атм в гильзе, чем достигается полная бесшумность и беспламенность выстрела. Брать такую свежеотстреленную гильзу в руки нельзя: упав на мокрый грунт, она шипит от разогрева. Как и раскаленная гильза любого бесшумника. Фото автора
Бесшумный бронебойный патрон калибра 9,1 миллиметра ПФАМ «Фаланга». Передняя часть длинной стальной бронебойной пули выполнена из металлокерамического сплава. Фото автора

Много карбидных сердечников находится в узких танковых подкалиберных стальных «ломах» БОПСов, бронебойных оперенных подкалиберных снарядов. Сердечники массой 200-300 граммов находятся в передней или задней части «лома», иногда сердечников два. Дульная скорость БОПСов близка к двум километрам в секунду, давая высокую скорость удара по броне и большую проникающую способность сердечника.

Металлокерамический сердечник массой 300 граммов в передней части советского бронебойного оперенного подкалиберного снаряда. Выстрел 3ВБМ-7, снаряд 3БМ-16 (1972 год). Можно обратить внимание, что острие сердечника находится в выемке, во избежание его скола при сборке и эксплуатации до момента выстрела (погрузка-разгрузка, подача в орудие, и пр.). / ©Topwar.ru
Бронебойный подкалиберный оперенный снаряд «Надежда» для советской 125-миллиметровой гладкоствольной танковой пушки, принят на вооружение в 1983 году. Масса сердечника 300 граммов. / ©Topwar.ru

В армиях стран НАТО также широко используется в артиллерийских и стрелковых калибрах бронебойная керамика. В мощном винтовочном патроне 338 Lapua известного финского разработчика боеприпасов Lapua OU в бронебойном варианте используется пуля с сердечником из карбида вольфрама. Керамический сердечник применяется и в пулях основного стрелкового калибра НАТО 7,62 х 51.

Не попали в лигу чемпионов

Отметим, что керамические сердечники не «вершина творения» бронебойных материалов. Они уступают псевдосплавам с металлическим вольфрамом, каких тоже много. Например, сердечник экспериментального российского 30-миллиметрового патрона «Кернер» выполнен из сплава ВНЖ: вольфрам, никель, железо. Вольфрама в нем от 93 до 98 процентов, в зависимости от сорта, остальное — связующие железо и никель. У этого сплава нет хрупкости, свойственной керамике; иногда на сердечниках из ВНЖ, подобранных за преградой, видны пластические деформации от удара. Кроме того, он немного плотнее керамики. Сердечники из металлического вольфрама (порошкового псевдосплава) применяются, хотя и нечасто, в винтовочных калибрах, пулях крупнокалиберных пулеметов и артиллерийских калибрах до 30 миллиметров.

Сердечник экспериментального подкалиберного бронебойного 30-миллиметрового снаряда «Кернер» выполнен в затупленном варианте носа. Материал — сплав ВНЖ, более пластичный, чем сплавы на основе карбида вольфрама. Сердечник прошел через мишень, видны пластические деформации в его ударной носовой части. Фото автора

Но чисто металлические сердечники из тяжелых сплавов существенно дороже, и это сужает их применение. Свои плюсы есть и у металлического урана: высокая плотность, самозаточка в броне и пирофорность (воспламенение) заброневых осколков, автоматически делающая патроны с урановыми сердечниками бронебойно-зажигательными, хотя и без всякого зажигательного состава. Одновременно у урана есть и свои минусы, не позволяющие его широко применять. По сравнению с керамическими сердечниками металлы типа вольфрама и урана используются на порядок реже.

Что же касается самых-пресамых, то участники лиги чемпионов не совпадают своими наборами свойств. Самый твердый — алмаз, он легкий: 3,5 грамма на кубический сантиметр, но и хрупкий: колется несильным ударом. Самый плотный — металл осмий: 22,6 грамма на кубический сантиметр, всем-то он хорош, но дорог: один грамм стоит много десятков тысяч долларов США, что делает его вторым самым дорогим металлом после калифорния. Задача конструкторов, однако, не в задействовании чемпионов и их отдельных рекордов. Поиск эффективно работающих сочетаний — более симфоническая задача, охватывающая не только материалы, но и процессы.

Процессы и границы

Пули для стрельбы под водой, пистолетная калибра 4,5 миллиметра, и автоматная 5,66 миллиметра, — это стальные дротики со слабым коническим заострением. Оно, однако, не сходится в острие: носик пули — перпендикулярная главной оси пули маленькая плоская площадка. Она расталкивает воду радиально, в стороны. И делает это с такой силой и скоростью, что вода здесь рвется. В ее толще возникает вытянутая полость, кавитационный пузырь, охватывающий пулю вместо воды, как люля-кебаб — шампур. Сопротивление движению резко снижается, а схлопывание пузыря на хвостовой части пули еще и хорошо стабилизирует ее.

Специальные подводные патроны калибра 4,5х40R для специальных подводных пистолетов СПП-1 и СПП-1М (два вверху, пули две справа) и калибра 5,66х39 для автомата подводного специального АПС (два внизу, пули две слева). Пули в форме длинных стальных дротиков имеют на носу затупление в виде плоской перпендикулярной площадки для создания кавитационной полости в толще воды, вмещающей основную часть пули. Фото автора.

Аналогичный радиальный разлет брони от расталкивающего носика сердечника может давать свои эффекты с ростом скорости процесса. Разгоняемая к краям сердечника броня начинает разлетаться с большой скоростью и впечатывается в окружающие слои, меньше сдавливая сердечник с боков. Пусть лишь на мгновение, с дальнейшим возвратом давления, с колебательным процессом. Если правильно задать и «поймать» эту волну разлета брони вокруг острия, сопротивление движению сердечника можно снизить. Здесь нужно найти работающее сочетание свойств брони, формы острия и скорости. С ее увеличением эффекты будут расти нелинейно, как растет энергия — и потому проявляться в очень высокоскоростной области. Но… недолго.

С некоторых уровней скорости взаимодействие с броней меняется ключевым образом. С огромным валом приложенной в точку удара энергии кристаллические связи брони рвутся уже не только в точке острия, а во всей области, прилегающей к передней части сердечника. Массовое разрушение связей кристаллической решетки вещества брони означает ее фактическое разжижение в этом месте, то есть взаимодействие становится все более гидродинамическим (не исключая и материал сердечника, чьи пределы прочности перешагиваются тоже). На скоростях выше двух километров в секунду понятие «прочность» начинает терять смысл, исчезая в гидродинамике трех километров в секунду (при этой скорости удар любого тела выделяет энергию уже чуть больше, чем взрыв тротила той же массы). Взаимодействие с преградой все больше усложняется, добавляя в гидродинамику волновые эффекты.

Использование кинетического удара продолжается далеко за пределами этого диапазона. Но — уже не для бронебойности. Картину взаимодействия образует чрезвычайно быстрое сближение цели и кинетического ударного тела. Это кинетические боевые части высотных и заатмосферных ракет-перехватчиков, сбивающие прямым попаданием цель с баллистическим уровнем скоростей пять-семь километров в секунду и больше. Они развивают высокую скорость и используют физический удар для того же самого прямого поражения цели. Но никаких особых свойств от ударного материала здесь уже не требуется — ни твердости, ни прочности, ни плотности, была бы просто хорошая масса.

А бронебойная керамика остается в сегодняшнем наземном вооружении, продолжая совершенствоваться. Все основные российские стрелковые калибры содержат в вариантах снаряжения пули с керамическим сердечником — 5,45, 7,62, 12,7, 14,5 миллиметра. Новые калибры, осваиваемые последнее время, тоже предусматривают использование таких пуль. Похожая ситуация и в зарубежном стрелковом вооружении. Масса, форма, размеры, технологические нюансы варьируются и пробуются, работа конструкторов не останавливается. Путь бронебойной керамики продолжается.


19. Представлены биороботы, оснащенные мышцами мышиВт, 24 янв 2023[-/+]
Автор(?)
©Yongdeok Kim, Bashir Lab, UIUC

Представлены биороботы, оснащенные мышцами мыши

Американские разработчики собрали миниатюрные машины, которые движутся, используя сокращения выращенных «в пробирке» мышечных клеток мышей. Биороботы достигли рекордной для таких систем скорости — почти миллиметр в секунду.

Как известно, слово «робот» впервые появилось в книге чешского писателя Карела Чапека. В его пьесе «Р.У.Р.» так обозначались безвольные бездумные существа из плоти и крови. Сегодня мы называем роботами полностью искусственные системы, металлические и пластиковые. Лишь время от времени ученые создают их из живых тканей и клеток или дополняют механических роботов отдельными органами животных.

Очередного такого биоробота представили разработчики из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне, статья которых опубликована в журнале Science Robotics. Помимо искусственных компонентов, в нем использованы мышечные клетки мыши, выращенные in vitro, «в пробирке». По словам авторов работы, их биоробот достигает рекордной для таких гибридных систем скорости, преодолевая почти миллиметр в секунду.

В самом деле, сложности в сочетании биологических и искусственных компонентов делают биороботов намного менее точными, ловкими и быстрыми, чем их живые прототипы или машины из металла и пластика. Поэтому на нынешнем этапе развития технологий именно их соединение представляет главный вызов для разработчиков. Эта задача и стала основной для Рашида Башира (Rashid Bashir) и его коллег.

©Yongdeok Kim, Bashir Lab, UIUC

Созданная ими система включает мышечные клетки мыши и управляющую микросхему, размещенные на гибкой структуре, полученной с помощью 3D-печати. Улавливая сигнал по беспроводной связи, микросхема включает и выключает светодиоды, которые стимулируют клетки, вызывая сокращение, — и биоробот делает небольшой шаг вперед. Рекордная скорость, зафиксированная разработчиками, составила 0,83 миллиметра в секунду. При этом никакого аккумулятора либо другого источника энергии на борту не предусмотрено.

Используя гибкие структуры разных форм, ученые продемонстрировали, что такая система способна выполнять разные простые, но полезные задачи, включая маневрирование в лабиринте, сбор небольших предметов и их транспортировку. А в будущем Башир и его соавторы собираются усовершенствовать своих биороботов, дополнив их живыми нейронами, которые позволят им отчасти самостоятельно реагировать на окружение.


20. Робот с усами насекомого научился распознавать запахиСр, 18 янв 2023[-/+]
Автор(?)
©Tel Aviv University

Робот с усами насекомого научился распознавать запахи

Израильские ученые подключили антенну саранчи к машине, оснащенной искусственным интеллектом. Такая система способна различать самые тонкие запахи и двигаться на колесах, чтобы найти их источник.

Современные роботы неплохо пользуются видеокамерами, датчиками давления, лидарами и другими инструментами для ориентации в окружающем мире. Однако восприятие летучих веществ по-прежнему представляет для них немалую сложность. Максимум, что для этого можно сделать, — установить на борту газоанализаторы, громоздкие и капризные. Между тем такая способность была бы исключительно полезной.

Она открыла бы машинам новый канал восприятия окружающего мира, позволила бы лучше вести мониторинг, диагностировать болезни, искать людей под завалами или утечки на промышленном производстве. Все это стимулирует разработки более компактных приборов для анализа запахов — «электронных носов». Однако израильские ученые пошли альтернативным путем и решили использовать детекторы, позаимствованные у природы. О роботе, оснащенном чувствительными антеннами саранчи, рассказывается в статье, опубликованной в журнале Biosensors and Bioelectronics.

©Tel Aviv University

Антенны (усики) членистоногих — органы чувств, которые у разных видов могут отвечать за зрение, слух, осязание, но чаще всего участвуют в работе обоняния. У саранчи их чувствительность настолько велика, что ученые вдохновляются ими при разработке детекторов взрывчатки. Маоз Бен (Maoz Ben) и его коллеги из Тель-Авивского университета использовали антенны саранчи напрямую, удалив один усик у насекомого и подключив к электронной системе колесного робота.

Сигнал с обонятельных рецепторов антенны передавался искусственному интеллекту, который обучили распознавать восемь различных запахов, включая ароматы герани, лимона и марципана. Система смогла надежно различать их все. Более того, дополнительные эксперименты показали, что подключенный к усику ИИ позволяет определять и более тонкие запахи — например, распознавая разные сорта шотландского виски. По словам ученых, такая система в 10 тысяч раз чувствительнее использующихся сегодня инструментов.

Колесная платформа позволяет машине не только улавливать запахи, но и реагировать на них. Поэтому в ближайших планах ученых — разработка алгоритмов, благодаря которым робот сможет следовать за нужным ароматом и находить его источник. Это сделает его исключительно полезным для поиска пропавших людей, утечек из трубопроводов, взрывных устройств, а также множества других практических задач.



 
Каталог RSS-каналов (RSS-лент) — RSSfeedReader
Top.Mail.Ru
Яндекс.Метрика
© 2009–2024 Михаил Смирнов
Сайт использует cookie и javascript. Никакая личная информация не собирается
Всего заголовков: 20
По категориям:
• Все заголовки
По датам:
• Все заголовки
• 2024-03-28, Чт (1)
• 2024-03-18, Пн (2)
• 2024-03-13, Ср (1)
• 2024-01-22, Пн (1)
• 2023-12-27, Ср (1)
• 2023-12-01, Пт (1)
• 2023-11-02, Чт (1)
• 2023-10-14, Сб (1)
• 2023-10-04, Ср (1)
• 2023-08-07, Пн (1)
• 2023-08-02, Ср (1)
• 2023-07-27, Чт (1)
• 2023-07-09, Вс (1)
• 2023-06-27, Вт (1)
• 2023-06-01, Чт (1)
• 2023-03-14, Вт (1)
• 2023-02-13, Пн (1)
• 2023-01-24, Вт (1)
• 2023-01-18, Ср (1)
По авторам:
• Все заголовки
• Александр Березин (8)
• Игорь Байдов (6)
• Николай Цыгикало (1)
• Ольга Иванова (2)
• Сергей Васильев (3)