Не вірте галасу з приводу української гіперзвукової ракети (Popular Science, США)
Гіперзвукові ракети, створені для прориву оборонних систем, – новинка у давній гонці озброєнь. українська ракета "Циркон" може бути використана вже в 2018 році. Незважаючи на численні газетні заголовки, про цю ракету поки що відомо не так багато для того, щоб можна було виразно сказати, чи є вона непереборною загрозою для кораблів на морі.
"Супутник", що належить українській державі новинне агентство, розхвалює можливості цієї ракети і зазначає, що "британські авіаносні ударні угруповання змушені будуть знаходитися поза радіусом дії ракети "Циркон", а палубні літаки не мають достатньо палива для того, щоб подолати необхідну дистанцію" .
Погрозлива авіаносцям ракета є дешевим засобом для протидії смертельній загрозі, проте загроза ця добре відома. Протягом багатьох років військові планувальники вводили до складу авіаносних ударних угруповань інші кораблі, оснащені системами протиракетної оборони і використовують власні радари і ракети-перехоплювачі для захисту потужних авіаносців від відомих нині реактивних снарядів. Серйозною загрозою гіперзвукові крилаті ракети робить не лише швидкість.
Швидкість – це лише засіб, а не самоціль. Складними для перехоплення ракети робить те, що здатні зробити зі своєю швидкістю. "На мій погляд, питання щодо ракети "Циркон" полягає у її характеристиках - того, чи можна її виявити на дальній відстані і від того, на якій швидкості вона здатна маневрувати в кінцевій фазі. Це цікавіші питання, ніж просто швидкість", - зазначив Джеймс Ектон (James Acton), один із директорів програми з ядерної політики (Nuclear Policy Program) Фонду Карнегі заміжнародний світ (Carnegie Endowment for International Peace).
Однієї швидкості ще недостатньо, тому що існуючі системи протиракетної оборони створені саме для того, щоб збивати значно швидші цілі.
"Це насправді висока швидкість для крилатої ракети, проте вона не дуже висока, якщо згадати про балістичні ракети", - підкреслив Девід Райт (David Wright) із Союзу стурбованих учених (Union of Concerned Scientists).
Системи протиракетної оборони, покликані перехоплювати міжконтинентальні балістичні ракети, лише починають демонструвати певні успіхи у боротьбі проти навчальних мішеней. Проти менших балістичних ракет використовуються комплекси Patriot, які стоять на озброєнні багатьох країн-членів НАТО, у тому числі Сполучених Штатів. Ракети комплексу Patriot мають швидкість приблизно в 4 Махи. Цього більш ніж достатньо для того, щоб вразити крилаті ракети і літаки. Крім того, ракети комплексу Patriot продемонстрували певний успіх у боротьбі з балістичними ракетами, що летять по передбачуваній траєкторії.
Перехоплення здійснюється за рахунок швидкості та виявлення.
Найвища швидкість міжконтинентальної балістичної ракети Minuteman III становить 20 махів. Це втричі чи вчетверо швидше, ніж передбачувана швидкість ракети "Циркон". Однак балістичні ракети летять досить ясною траєкторією - спочатку вгору, потім вниз, і все це у відкритому небі, де радари і супутники легко можуть простежити за всім їх польотом.
"Інший спосіб обійти радар - принаймні певною мірою - полягає для ракети в можливості низького польоту. Профіль польоту дуже важливий для того, щоб ускладнити виявлення, - підкреслив Ектон. - Навіть якщо ракетупомітять, її навряд чи перехоплять, якщо вона здатна на маневри для ухилення від удару". Ракети буквально ухиляються від протиракет, які намагаються їх перехопити.
Те, як саме літатиме ракета "Циркон", скаже зрештою значно більше про її можливості, ніж просто дані про її швидкість. Якщо ця ракета зможе рухатися низькою траєкторією, а потім після раптового і несподіваного маневру вже наприкінці свого польоту вразить корабель, то тоді вона буде саме такою смертоносною, як усі трубять. Якщо ж вона не спроможна на подібний маневр, то, можливо, існуючі системи протиракетної оборони зможуть її перехопити. Хоча малоймовірно, що конструктори та військові планувальники не наділили її такими можливостями. Однак такого роду інформація зараз недоступна, і тому, у будь-якому випадку, ще дуже рано говорити про те, чи забезпечить ракета "Циркон" величезну перевагу України в морських битвах.
"Я дуже серйозно ставлюся до того, що говорять про ракету "Циркон", а також до того факту, що вона може загрожувати американським кораблям, - зазначив Ектон. - Однак одна лише швидкість не є єдиним важливим фактором. За даними засобів масової інформації, її швидкість становить 6 Махов, і нібито саме тому її не можна буде зупинити. Насправді, це досить безграмотне припущення".
Келсі Етертон (Kelsey D. Atherton)
- У новині згадуються
"Ракети комплексу Patriot продемонстрували певний успіх у боротьбі з балістичними ракетами, що летять по передбачуваній траєкторії"
У тому й річ, що об'єкти, що летять з БУДЬ-ЯКОЮ швидкістю, за передбачуваною траєкторією, збивати немає проблем. Якщо ракета летить з великою швидкістю, низькою траєкторією,та ще може виконати хоч якийсь маневр, вразити її складно. Але все ж таки Циркон може розвинути гіперзвукову швидкість тільки на великій висоті, понад 20 км. У щільних шарах він летітиме на меншій швидкості. Йому ще потрібно скоригувати траєкторію для донацілювання і може сам стати мішенню. Так що займатися шапкозакидництвом не варто. Автор статті у чомусь правий. Ракета не може летіти по всій траєкторії з гіперзвуковою швидкістю.
У щільних шарах він летітиме на меншій швидкості.
Адже вона летить у плазмовому коконі, який начебто поглинає радіопромені.
З.И. Колись подібне було темою мого диплома.
Десь читав, що "плазмова хмара" навпаки на радарах "світиться", як лампочка.
Десь читав, що "плазмова хмара" навпаки на радарах "світиться", як лампочка. Чи так це, і що це може бути за радар?
Фізика плазми – це взагалі одна із найскладніших тем у фізиці. Сама плазма - це четвертий стан речовини, на відміну від твердої, рідкої та газоподібної. І виділяється вона в окремий агрегатний стан саме через кардинальну відмінність у фізичних властивостях порівняно з іншими агрегатними станами. Тому електромагнітні характеристики самої плазми не можна безпосередньо порівнювати з ЕМ-характеристиками речовин в інших агрегатних станах. Просто процитую:
Плазма – іонізований квазінейтральний газ. Іонізований газ містить вільні електрони та позитивні та негативні іони. У більш широкому значенні плазма може складатися з будь-яких заряджених частинок (наприклад, кварк-глюонна плазма). Квазінейтральність означає, що сумарний заряд у будь-якому малому в порівнянні з розмірами системи обсязі дорівнює нулю, є її ключовою відмінністю від інших систем, що містятьзаряджені частинки (наприклад, електронні чи іонні пучки).
Сама "плазма" також може бути різних типів. Наприклад, високотемпературна плазма (світла куляста область на перших фазах ядерного вибуху, стан речовини в зірках, канал пробою блискавки) і низькотемпературна плазма (вогні Святого Ельфа на щоглах кораблів і ЛЕП, лампи денного світла з інертним газом, полярні сяйва); щільна плазма (у тих-таки зірках) і розряджена плазма (у тих-таки лампах денного світла).
Сама плазма є електрично нейтральною (квазінейтральною), тому єдуже хорошим провідником електричного струму. Наприклад, при температурі десь у 1.5 млн. Кельвінів коефіцієнт електричної провідності плазми вищий навіть, ніж у срібла і порівняний із провідністю золота! Через свою хорошу електричну провідність плазма прагне екранувати всі електричні поля. Але це зовсім не означає, що плазма у принципі не може бути радіопрозорою!
З приводу того, "світитьсячи плазма, як лампочка"? Тут є два моменти. Перший момент: чи випромінює плазма електромагнітні поля та чи можна їх фіксувати? В принципі, через свою квазінейтральність досить стійкі плазмові утворення мають вкрай низький рівень електромагнітного фону і він досить "розмазаний" по спектру, так що "шумить" така плазма, як майже ідеальна модель "білого шуму" (тобто майже ідеальна) випадковий рівномірний розподіл енергії по спектру на тимчасовій шкалі). Така плазма не може сильно "світиться" у радіодіапазоні. Вона просто не має потенціалу для випромінювання електромагнітних коливань. Однак є плазмові утворення, які дають досить потужний сплеск в електромагнітному спектрі (хоч і за всіма частотами) - це розряд блискавки(усі чули тріск у радіоприймачі під час грози) або потужний ЕМ-імпульс під час ядерного вибуху. Але це зазвичай дуже короткочасний період нестабільності плазми, коли електрони зриваються з високопотенційних рівнів і "видають" цю різницю потенціалів у вигляді квантів ЕМ-випромінювання. Плазма, що перейшла в квазістабільний стан, вже не "пульсує", а переходить у стан малопотужного "білого шуму". Наприклад, плазма, що остигає (область світіння) ядерного вибуху вже через частки секунди не генерує потужне ЕМ-поле (ЕМ-імпульс).
Інше питання: "відбиваєчи плазма ЕМ-енергію?" І на це питання можна відповісти позитивно (але також не для всіх видів та станів плазми). Тому плазмові утворення можуть "світитися" на екранах РЛС не тому, що вони випромінюють ЕМІ в спектрі самої РЛС, а тому що відображають випромінювання цієї РЛС. Крім того, радисти КВ-зв'язку добре знають цей ефект і використовують північні сяйва для збільшення дальності радіопередачі за рахунок перевідображення радіохвиль від іонізованої "сонячним вітром" області іоносфери "далеко за горизонт".
І останнє питання: "чи може бути плазмапередавачемЕМІ?". І на це також є позитивна відповідь! "Плазмові антени" - це добре вивчене питання (ефект та ідея запатентовані ще в 1919-му році Дж.Хеттінгером).
У плазмовій антені відбувається іонізація газу для утворення плазми, яка на відміну від звичайного газу має досить високу електропровідність, що істотно збільшує якість передачі радіосигналів. Плазмова антена може використовуватися як передачі радіохвиль, так їх прийому. Крім того, плазмова антена може використовуватися як рефлектор або лінза для відображення або фокусування радіохвиль від іншого джерела
Хоча "плазмові антени" і відомі досить давно, але практична реалізація вивчається тільки в останні роки.
Тобто. тут знову ж таки два "підпитання": "як зробити, щоб плазмасамавипромінювала, і як зробити щоб плазмане екранувала(не поглинала) ЕМІ?" На перше запитання є і він відомий: плазму треба вивести з квазинейтрального стану, тобто. " накачати " її, тобто. короткочасно "порушити" її і вивести з псевдорівноважного стану, зі "скиданням" накопиченої потенційної енергії у вигляді ЕМ-випромінювання, тобто. сигналу у ЕМ-спектрі. Щоб плазма стала провідником ЕМ-сигналу, треба підібрати відповідні параметри як самого плазмового утворення, так і джерела ЕМ-випромінювання "за плазмою", що є складним завданням, але цілком технічно вирішуваним. Те, що плазма в квазістабільному стані є майже ідеальним провідником, говорилося вже вище.
Так що, як бачимо, плазма є дуже цікавою "суперечливою" властивістю матерії! Вона має в різних станах і видах абсолютно протилежними властивостями, які можна використовувати як для підвищення скритності об'єктів в ЕМ-спектрі, так і для передачі сигналів майже без втрат у цьому ж ЕМ-спектрі!
Так що питання, як "ефекти плазми" можуть бути використані для систем самонаведення для гіперзвукових апаратів - це питання суто технічне. Складний, але вирішуваний.