Юный техник, 2008 № 08 - Журнал «Юный техник»

Тем более что противотанковые боеприпасы снаряжены кумулятивным зарядом с конической медной выемкой внутри головной части ракеты. Взрывчатое вещество, расположенное с внешней стороны конуса, детонирует от удара, конус расплющивается, и тонкая медная струя вырывается наружу из головной части снаряда с космической скоростью — более 9 км/с!

Силы, образующиеся в момент контакта с броней, настолько велики, что струя прорезает металл насквозь. На испытаниях кумулятивная струя проделывала дыру в стальном листе метровой толщины. Столь толстой брони, понятно, нет ни на одном танке. С ней машина стала бы малоподвижной. Поэтому в нашей стране еще с 50-х годов прошлого столетия в обстановке строжайшей секретности начались работы по созданию электродинамической защиты танков. Подобные работы ведутся и за рубежом.

Сам принцип электродинамической защиты весьма прост. Вспомните школьный опыт. Если в катушку соленоида подать импульс электрического тока, катушка с силой выбросит заложенный внутрь ее стальной сердечник. Поначалу на этом принципе хотели сделать электромагнитную катапульту или, если хотите, пушку.

Однако до сих пор никому не удалось создать конденсаторную батарею достаточной мощности, чтобы снаряд вылетал с той же скоростью, что из обычной пушки.

Тогда специалисты решили использовать тот же принцип для создания так называемой «умной брони», которая использует против атакующих принцип динамической защиты. Один из вариантов такой конструкции предложен специалистами НИИ специального машиностроении и НИИ стали.

Принципиальная схема работы элемента электродинамической защиты, предложенная нашими специалистами.

Цифрами обозначено: 1 — электромагнитная катушка; 2 — электроды; 3 — боевые элементы; 4 — конденсатор; 5 — тумблер включения системы; 6 — атакующая ракета.

Главная трудность тут заключается в том, чтобы своевременно получить сигнал на срабатывание электромагнитной защиты. Один из вариантов основывается на нанесении на броню пьезоэлектрического полимера. При механическом воздействии пьезоэлектрик вырабатывает электрический сигнал управления, который замыкает электрическую цепь, заставляя срабатывать реактивные элементы.

А еще лучше, если матрица датчиков будет многослойной. Тогда не только повышается надежность срабатывания системы, но и появляется возможность точнее определить направление удара и соответственно повысить и эффективность защиты.

Эта многослойная защита будет выглядеть примерно так. С внешней стороны броня покрыта тонким слоем прочной ткани, предохраняющей от случайных повреждений — осколками или даже ветками деревьев. Заодно эта ткань, как уже говорилось, может быть использована и для поглощения электромагнитного излучения радаров. Под защитным слоем — сетка, сплетенная из оптических волокон, а под ней еще и слой пьезоэлементного покрытия.

Схема воздействия метательных пластин на атакующий боеприпас кинетического действия в целом аналогична схеме воздействия встроенной динамической защиты. Отличие в том, что мощность, которая подается для приведения пластин в действие, обеспечивается системой электрической импульсной энергии, а не взрывчатыми веществами.

Цифрами обозначено: 1 — атакующая ракета; 2 — датчики; 3 — вычислительное устройство; 4 — конденсаторы; 5 — переключатели; 6 — боевые элементы.

Попадая в плитку, ракета разрывает волоконно-оптическую сетку и детонирует в момент контакта с бронированным покрытием. Датчики, регистрирующие световые сигналы в оптоволокне, мгновенно реагируют на разрыв и немедленно разряжают мощные конденсаторы, которые установлены на борту танка. В тот самый момент, когда высокоскоростная кумулятивная струя уже готова прожечь дыру, вокруг обмотки возникает электромагнитное поле. Оно наводит в струе металла электрические токи и позволяет управлять ею — тормозить, распылять, уводить в сторону.

Э. СТЕБЛИН

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ

Космические ныряльщики

В скором времена выражение «космический флот» может приобрести почти буквальное значение.

Нынче все больше специалистов приходит к выводу, что примерно 90 % задач практической космонавтики может быть решено без непосредственного участия человека. В их числе и задача поисков жизни на других планетах Солнечной системы. Марсоходы уже ищут жизнь на Красной планете. На очереди — обследование окраин Солнечной системы, в том числе спутников Юпитера и Сатурна.

Одна из самых многообещающих экспедиций планируется на Европу — покрытый льдом спутник Юпитера. В 2015–2020 годах НАСА собирается отправить туда космический аппарат «Криобот». «Все оперативное руководство экспедицией решено возложить на систему искусственного интеллекта «Римоут Эйджент», которая выполнит три основные функции по управлению космическим аппаратом — планирование предстоящих действий, защита от сбоев и адаптивное выполнение полетной программы — без вмешательства человека», — пояснил специалист по космическим операциям Тим Фернисс.

При этом подсистема «Планировщик» будет анализировать запланированную программу полета на несколько недель вперед. Главным в этой программе является распорядок работы систем аппарата и распределение энергоресурсов. Если какой-то из узлов аппарата работает не так, как ожидалось, система зарегистрирует факт изменений и внесет поправки в алгоритмы действий.

На схеме субмарины Endurance цифрами обозначены:

1 — система регулировки плавучести и система аварийного всплытии; 2 — боковые и вертикальные сопла; 3 — магнитные индукционные катушки; 4 — транспондер для передачи данных; 5 — литий-ионный аккумулятор; 6 — устройство для взятия образцов и оптические датчики; 7 — сонар переднего обзора; 8 — датчик донного анализатора; 9 — сонар бокового обзора; 10 — сопла движителей; 11— системы управления навигацией и сбором данных; 12 — донный анализатор; 13 — магнито-индукционная система; 14 — доплеровский сонар; 15 — спускаемый на тросе анализатор; 16 — цифровая видеокамера и подсветка для нее; 17 — корпус.

Подсистема защиты от сбоев, носящая название «Ливингстон», исполнит роль виртуального главного инженера экспедиции. Название дано ей в честь сэра Дэвида Ливингстона, ученого и путешественника, который заботился в своих странствиях не только об исследованиях, но и о здоровье исследователей.

Третья часть системы «Римоут Эйджент» — «Умный исполнитель» — действует подобно старшему помощнику на корабле. Она выполняет планы, составляемые «Планировщиком» и «Ливингстоном», выдавая конкретные команды исполнительным органам аппарата. Затем наступит очередь действовать самому аппарату «Криобот». Он совершит посадку на Европу, пробурит ледовый панцирь и выпустит в воду, наличие которой предполагается под ледяной поверхностью Европы, миниатюрный подводный зонд «Гидробот».

Снимки находящегося на орбите Юпитера аппарата «Галилей» показывают, что лед на Европе постоянно ломается из-за чудовищных по силе приливов, вызываемых гравитацией Юпитера. Ученые считают, что в результате этих процессов лед испытывает механический нагрев, и под его поверхностью может находиться незамерзшая вода.

Ученые рассчитывают, что толщина ледно-водного покрова Европы может составлять порядка 100 км, из которых 50 км — вода в жидком состоянии. Она может оказаться достаточно теплой для того, чтобы в ней могли существовать примитивные формы жизни.

Проект экспедиции разработан в Лаборатории реактивного движения НАСА (Пасадена, штат Калифорния) и оценивается примерно в 250 млн. долларов. Исходя из него, на «Криоботе» будет установлен расплавляющий бур длиной 1,2 м (4 фута), подобный тем, что используют полярные исследователи на Земле. Нагревающаяся буровая головка будет проплавлять во льду скважину, углубляясь со скоростью порядка 1 м в сутки. Тепло будет вырабатываться за счет действия бортового ядерного реактора.

Пройдут недели, а может, и месяцы, пока бур достигнет воды и в нее будет выпущен маленький подводный зонд. «Гидробот» начнет свое путешествие в водных глубинах, освещая себе путь мощным прожектором. Предполагается, что он сможет действовать в радиусе 800 м от «Криобота».