dxdt.ru: занимательный интернет-журнал

На прошлой неделе полетел тестовый образец X-51A, это боинговский перспективный гиперзвуковой летательный аппарат с воздушно-реактивным двигателем. В пресс-релизе пишут, что полёт длился около трёх минут и X-51A достиг скорости M=5. Понятно, что это такие очень приблизительные числа, так как нет информации по ускорению. Но, предположим, что аппарат все три минуты летел “на 5 махах”, тогда получается расстояние около 450 километров (высота полёта – ~15000 метров, так сообщает “Боинг”). Вроде бы, не далеко улетел. Тем более, что это оценка сверху. Но это ведь первый успешный полёт, и раньше подобные аппараты на такие расстояния не летали. Да и гиперзвуковая скорость, это более “пяти махов”.

С другой стороны, обнаружить небольшой летательный аппарат с расстояния 450-500 километров – это тоже себе задача. Да, пока такие аппараты летают на высотах более 10 км всё ещё не так сложно: штатно работают наземные РЛС. Когда высоту снизят до минимальных значений, массовые наземные РЛС сантиметрового диапазона окажутся за горизонтом и вообще ничего не увидят, в принципе. При этом, понятно, что если даже обнаружили аппарат, то времени на перехват традиционными средствами нет. Во-первых, три минуты это вообще очень мало. Во-вторых, даже если в воздухе уже находятся одиночные перехватчики, то не факт, что они успеют встретить скоростной аппарат. В-третьих, поднять в воздух что-то, кроме хорошо подготовленной ракеты – времени опять же нет. Остаются только сверхсовременные комплексы ПВО/ПРО, которых должно быть много, действовать они должны автоматически, и, в случае с маловысотными целями, потребуется ещё и наведение с воздуха (плюс поддержка загоризонтными наземными РЛС). Проблем много, да. (Кстати, истребитель пятого поколения, очевидно, тут не поможет, потому что нужно длительное патрулирование.)

Фото модели аппарата (U.S. Air Force):

В развитие темы про самые благоприятные перспективы дирижаблестроения (у дирижаблей, кстати, есть много поклонников – они уже могут радоваться): DARPA на днях заказало “Локхид Мартин” опытный образец “радарного” дирижабля по программе ISIS.

Планируют построить дирижабль, в структуру которого будет интегрирована (конформная) антенна с электронным формированием апертуры (собственно, АФАР; сам радар, видимо, будет строить Raytheon, фигурирующая в качестве “субподрядчика”). Так как антенна непосредственно интегрирована в конструктивную схему дирижабля, то эта антенна может получиться очень большой, потому что и дирижабль будет просто гигантским. Правда, первый экспериментальный образец обещают изготовить в уменьшенном масштабе (100 и 600 квадратных метров на антенны разных диапазонов). Зато если всё пойдёт по плану, то полнофункциональный вариант, как обещают, будет нести “на борту” антенну площадью около 6000 квадратных метров. Не мало. Радиотелескоп, практически.

К пущей радости любителей дирижаблей проект DARPA подразумевает, что воздухоплавательное изделие будет годами автономно патрулировать в стратосфере. Электропитание, возможно, система сможет получать от солнечных батарей. Правда, придётся использовать особенные энергосберегающие электронные схемы на “всех направлениях”, в том числе и сверхэкономные приёмопередающие модули антенны. Тут, кстати, интересно вспомнить про ставшие популярными несколько лет назад “экологичные” схемотехнические решения, экономящие энергию в ширпотребной электронике-электротехнике (ну там мониторы/утюги/компьютеры/холодильники и т.п.) – догадываетесь, откуда на самом деле “ноги растут”? (Ага, бытовую микроволновую печь, между прочим, тоже придумали в радарном подразделении Raytheon.)

Так что в будущем экономичный и футуристичный дирижабль патрулирует в стратосфере годами и наблюдает с помощью радара многие тысячи квадратных километров земной поверхности. Понятно, что на борту будут и оптические сенсоры. На эту роль возьмут сложный телескоп с суперсовременными пластиковыми линзами (лёгкие и имеют нужные оптические свойства) и сверхлёгкими зеркалами, оборудованный огромной цифровой светочувствительной матрицей гигапиксельного разрешения.

Дирижабли возвращаются. Так-то.

Недавно DARPA (это, если кто забыл, штатовское агентство перспективных военных разработок) очередной раз объявило о желании заполучить технические средства для дистанционного обнаружения разных “подземных объектов”, при наблюдении с воздуха. Например, в описании свежего тендера по программе GATE речь идёт о туннелях. А на днях Raytheon достался контракт на создание технологического демонстратора системы, обнаруживающей не только туннели, но и “заглублённые” мины.

Вообще, эти относительно новые направления опытных разработок получают публичное внимание не из-за “туннелей и мин”, а по несколько другим причинам. Чтобы причины выявить, нужно учесть специфику заказчика – DARPA: это агентство предпочитает работать на отдалённую перспективу, что видно по реализованным проектам.

О подземных автономных роботах сейчас слышно не много, особенно, если сравнивать с суперпопулярными беспилотниками или с практически столь же популярными наземными и “мореходными” системами. Но, как известно, действительно перспективные начинания любят тишину, а не мощную шумиху в вечерних теленовостях. Поэтому если беспилотники, в том числе боевые, это уже вошедший в медийную действительность “феномен”, то подземные военные роботы только конструируются в тишине. Очевидно, аналитики DARPA в курсе разработок.

И вот выход в публичное поле заказов на детекторы “подземной обстановки” – это отражение желания получить эффективные технические контрмеры в сроки, сравнимые с ожидаемым “вводом в строй” очень перспективных подземных роботов. Потому что иначе подземные “техночерви”, настойчиво и организованно роющие ходы в заданном направлении, окажутся чрезмерно опасным оружием.

Кстати, на dxdt.ru некоторое время назад появлялась небольшая заметка о перспективах автономных роботов, а точнее о подземных автономных роботах, про которых как-то забывают в прогнозах и анализах. А между тем, оперативно обнаруживать подземное передвижение кибернетических механизмов очень сложно, даже сложнее, чем реализовать навигационную систему, которая позволит таким механизмам в заданное время прибыть в заданную “точку на карте”.

Нужно ли напоминать об огромных сложностях, на которые наталкивается всякая попытка сколь-нибудь надёжно закрыть периметр некоторого объекта от подземного проникновения? С воздухом и поверхностью земли – тут всё давно понятно. А вот борьба “под землёй” – это совершенно иной уровень техники.

Так что DARPA собирается охотиться именно на подземных роботов. Самих роботов и навигационные системы для них тоже в своё время закажут вполне публично.

(Иллюстрация к тексту прямого отношения не имеет.)

Более года назад я писал о тендере DARPA на создание полиморфных роботов. На днях о том, что получено финансирование по этому тендеру заявила компания iRobot.

iRobot выпускает домашний робопылесос Roomba, а кроме него уже предлагает и целый набор военных решений. Впрочем, сумма контракта от DARPA на полиморфных роботов не велика: лишь $3.3 млн, особенно не развернуться. Впрочем, у iRobot, очевидно, уже есть какие-то свои решения.

Напомню, что речь идёт о создании полезных автономных роботов, способных изменяя свою форму протискиваться в небольшие отверстия, значительно меньшие по диаметру, чем измерения робота в рабочей конфигурации.

DARPA объявило тендер на разработку медицинской пластической массы (“замазки”) для быстрого восстановления повреждённых костей пациентов. Базовые требования такие: эта масса, после того как ей “залепили” повреждения живой кости, должна в течение нескольких часов твердеть, образовывать структуры, подобные костной ткани (для того чтобы не слишком нарушать обменные процессы кости, очевидно) и, что самое важное, тут же полностью возвращать повреждённой кости натуральные механические параметры. По мере прорастания естественной костной ткани эта цементирующая замазка должна расщепляться на безвредные вещества, которые будут выводиться из организма. Иными словами, восстанавливающаяся естественным образом живая кость просто будет замещать “цементирующий агент”.

Выглядит волшебно. Переломы и, особенно, сложные механические повреждения костей лечатся очень непросто. В сложных случаях сейчас используют, скажем, разные пластины и шурупы, которые хирурги укрепляют внутри организма. Требуется несколько операций и восстановительный период очень долог (месяцы, даже годы). Понятно, что боец длительное время находится в госпитале (или на амбулаторном лечении). При этом тяжёлые боевые травмы с повреждением костей – не редкость.

Так же понятно, что минобороны США, разрабатывающему сейчас силами того же DARPA специальные “ментальные пилюли“, которые помогут пехотинцам не спать несколько дней и при этом полностью сохранять работоспособность, очень нужен метод быстрейшего лечения тяжёлых переломов, позволяющий уже через пару дней отправить солдата обратно в строй.

Впрочем, подобный “медикамент” был бы несомненно полезен и в гражданской медицине.

(Картинку к заметке решил не ставить.)

DARPA объявляет тендер на создание действующего полномасштабного прототипа реактивного двигателя, способного разогнать летательный аппарат с нулевой скорости полёта до гиперзвуковой скорости (её обозначают как 4+ Маха). Проект, который пока получил название VULCAN, должен использовать в качестве агрегата для “малой” скорости (до M=2) тот или иной турбореактивный двигатель, применяемый сейчас на истребителях. После выхода на сверхзвуковой режим, согласно плану, турбину компрессора будут “прятать” (это и понятно, на таких скоростях она неэффективна), после чего в дело вступает агрегат, ответственный уже за гиперзвуковой полёт.

DARPA выбрало компанию Aurora Flight Sciences в качестве исполнителя по программе создания летательного аппарата с рекордным временем непрерывного полёта.

Речь об аппарате, способном находиться в полёте даже не несколько дней, а несколько лет (возможно, более пяти). Aurora предлагает некоторую концепцию с питанием от солнечных батарей: аппарат летает в стратосфере, днём запасает “энергию Солнца”, ночью – работает от аккумуляторов.

Отдалённо похожий проект несколько лет назад облётывало NASA и AeroVironment – он назывался Helios (см. иллюстрацию). Аппарат в итоге разбился. Вроде бы, это произошло из-за ошибки оператора полёта.

Не так давно я уже писал о том, что первыми боевыми “механизмами”, вполне вероятно, могут стать животные-киборги. Например, к такому раскладу ведут следующие важные факторы: во-первых, до сих пор нет компактных, лёгких, относительно дешёвых и простых в эксплуатации мощных источников энергии; во-вторых, очень ограничены возможности по выбору эффективных “сервоприводов”, необходимых для движения робота. В принципе, оба этих фактора довольно плотно связаны между собой, в смысле задач разработки удачной конструкции робота.

Так вот, Природой уже разработаны и эффективные источники питания, и эффективные биологические двигатели. Например, некоторые насекомые умудряются долго летать и быстро бегать, питаясь энергией, полученной путём переработки других насекомых (едят они их, то есть). Видимо поэтому агентство перспективных разработок минобороны США (DARPA) желает получить в своё распоряжение качественных насекомых-киборгов, модификация которых происходит ещё на стадии личинки.

DARPA делают шаги к осуществлению планов: как пишет Flight Global, работающие на DARPA исследователи научились добавлять в личинку насекомого некие электронные компоненты таким образом, что личинка нормально развивается дальше в киборга.

Электроника в насекомом будет питаться от энергии этого же насекомого (решается проблема источника питания) и управлять работой эффективнейших мускулов (решается проблема “приводов”). Понятно, что получившийся киборг пригоден для самых удивительных задач. Например, это идеальное средство для скрытого наблюдения.

Что нужно добавить в продолжение темы про военные базы, состоящие из роботов: вот, в комментариях к предыдущей записке по этой теме справедливо замечают:

…обслуживающий персонал все равно никуда не денется. Заправлять и чинить беспилотники по-любому будут не в Калифорнии.

Да, момент обслуживания – важен. И обслуживать роботов придётся “на местах”. Однако для этого вовсе не обязательно держать инженеров и прочие квалифицированные кадры непосредственно на базе. Интересно, что как раз в этом аспекте фантастики уже меньше всего.

Дело вот в чём: есть такое давно развивающееся направление – “телемедицина”. То есть медицинское обслуживание живых людей (не роботов) на расстоянии. В том числе ведутся работы по созданию телеуправляемых операционных. Потому что в хирургии особенно важен личный опыт и качество рук хирурга, и при этом часто столь же важно провести операцию как можно быстрее. В случае с травмами часто счёт идёт на минуты и квалифицированный хирург просто не успевает приехать к пациенту.

Так вот, поэтому пациента хорошо бы быстро “погрузить” в специальную операционную (понятно, что подготовить к операции может и фельдшер, и для того чтобы переместить пациента хирург тоже не нужен). В этой телеуправляемой операционной операцию проведёт хирург, находящийся за тысячи километров. Хирург управляет специальным роботом с манипуляторами. Такими операционными можно оснастить медпункты в “глобальном масштабе” – и хирургам вовсе не придётся выезжать из своего центра, чтобы всегда быть в нужном месте, в нужное время.

Разработка хорошо роботизированных капсул-операционных, транспортируемых вертолётами и грузовиками, вовсю ведётся в Штатах, по заказу DARPA: уже даже демонстрируют опытные образцы.

А теперь можно сделать вывод: если уже разрабатывают системы для удалённого “технического обслуживания” живых людей, то разве возникнет проблема с удалённым обслуживанием роботов? Нет, конечно. Уже сейчас можно реализовать.

(Картинки из презентации концепции Trauma Pod – SRI International)