dxdt.ru: занимательный интернет-журнал

Боевые беспилотники с вертикальным взлётом. Как только доведут до ума соответствующие силовые установки, такие беспилотники сразу появятся. В первую очередь – на кораблях. Почему? Потому что перспективные летающие роботы обязательно будут действовать группами (скажем, числом от семи роботов).

Группа роботов действует согласованно, обмениваясь информацией в реальном времени. Такая организация даёт множество преимуществ, которые просто не доступны одиночным беспилотникам. Например, одни “элементы роя” наводят, другие – атакуют. При этом, если используется радиолокационное наведение, то атакующие беспилотники действуют в пассивном режиме, что снижает их заметность. Группа роботов, объединяя информацию от своих сенсоров, может эффективно вычислять координаты целей, работая, опять же, только на приём (я об этом как-то писал, правда, применительно к группам пилотируемых истребителей). При этом, понятно, за беспилотниками остаются и все очевидные известные тактические преимущества действия группой (скажем, несколько беспилотников прикрывают атаку одного и т.п).

Так вот, при чём здесь вертикальный взлёт: дело в том, что только так можно с максимальной эффективностью обеспечить одновременный взлёт группы с тесной палубы авианосца (или с небольшого аэродрома). Понятно, что можно взлетать с катапульты по очереди: взлетевшие раньше – ждут остальных в воздухе. Однако “время на сборы” – это фактор вполне критический, особенно если нужно быстро поднять в воздух несколько ударных групп.

Более того, для обеспечения высокой маневренности в полёте (а она хорошо подходит беспилотникам), всё равно потребуются силовые установки, позволяющие реализовать в дополнение к аэродинамическому газодинамическое управление (например, аппарат может иметь тот или иной набор отклоняемых реактивных сопел: управление вектором тяги). Понятно, что вертикальный взлёт в таком случае можно получить в качестве развития системы газодинамического управления.

Конечно, обитаемым летательным аппаратам тоже лучше действовать группой – это очень давно проверено на практике. Однако теперь на первое место по значению всё равно выходит автоматический оперативный обмен информацией между бортовым компьютерным оборудованием внутри группы, а не только между пилотами. Если прибавить к этому факту всё возрастающую роль беспилотников, становится понятным, что двигателисты подтянут технологии (которые в своё время не позволили создать действительно эффективные истребители вертикального взлёта), и в будущем нас ждут вертикально взлетающие боевые беспилотники. Тем более, что отсутствие кабины пилота добавляет простора и для проектирования силовой установки, а не только для аэродинамики.

Первые образцы подобных беспилотников уже есть. Правда, в основном это вертолёты. А нужны реактивные – их развития придётся подождать несколько лет.

Многие с нетерпением ждут, когда же появятся в большом количестве пассажирские сверхзвуковые или даже гиперзвуковые лайнеры, которые сократят время в пути. Между тем, ждать подобных лайнеров не нужно – в ближайшей перспективе их не будет.

Дело в том, что сейчас авиаперевозчиков интересует увеличение числа потенциальных пассажиров. Перевозчиков заботит собственная прибыль. А “на круг” можно гораздо больше заработать, перевозя 100 пассажиров по условной цене билета в 300 рублей (но десять часов в полёте), чем перевозя одного пассажира по 3000 рублей (но три часа лететь). Понятно, что тех, кто готов летать по 300 – очень много, это основа массовых перевозок.

Чтобы летали многие пассажиры и летали они много – нужно прежде всего решать две задачи: во-первых, повышение доступности плётов, а для этого лайнеры должны быть экономичными (в пересчёте на перевозку одного пассажира); во-вторых – повышение надёжности и безопасности: растёт интенсивность перевозок, а каждая катастрофа – отпугивает потенциальных покупателей билетов, поэтому лайнеры должны быть ещё более надежными (это, вообще говоря, очень сложная задача, так как современные лайнеры и так являются супернадёжными машинами) и сама организация полётов должна быть безопасной (а человеческий фактор – это тоже деньги и расходы).

Собственно, эти две задачи – дешевизна и надёжность – сейчас и решают. А дальнейшее увеличение скорости полёта не так уж и важно: на большинстве линий время в полёте более или менее устраивает тех, кто хочет билет подешевле.

Сверхзвуковые лайнеры тут неотвратимо и сильно проигрывают по обоим направлениям: это дорогие машины (обязательно больше топлива, другие технологии и тп.) и это машины ненадёжные (не отработана конструкция, другие нагрузки на агрегаты и тд.)

Вот и выходит, что сверхзвуковые пассажирские лайнеры появятся, конечно, но это прежде всего будут “бизнес-самолёты”, перевозящие несколько пассажиров за очень большие деньги (ну, возят тех, кому реально нужно быстро – таких мало).

На рисунке – проект Ту-444 (ОКБ Туполева).

Продолжаем цикл пятничных записок по теме эсхатологии технократической цивилизации. В прошлый раз мы изучили вопрос с солнечными батареями, которые, являясь достижением высоких технологий, тем не менее предлагают вполне низкотехнологичный способ получения электроэнергии.

Для чего вообще нужно электричество отдельным хозяйствам, пережившим “конец цивилизации”? Во-первых, электрическую энергию можно относительно просто запасать в автоматическом режиме. (Автоматический сбор, скажем, дров или угля – это уже из области настоящего хайтека.) Во-вторых, электрическая энергия может питать целый ряд устройств и машин, довольно простых по конструкции и очень нужных для производства столь же простых, но ценных изделий (об этом позже). Ну и, в-третьих, электричество – это безопасное освещение жилища и, скажем, подача воды в это же самое жилище-обиталище.

Кроме солнечных элементов есть и другие методы получения электроэнергии в автономном режиме. Например, с помощью “ветряков”. Ветряные мельницы ведь известны с древности, со времён до технократии. Электрический генератор, работающий от ветра, это как раз развитие мельницы.

Проблемы с ветряками известные. Самое главное, что это устройство с лопастями содержит множество движущихся частей. При этом, современные “ветряные мельницы” устроены по стандартам и требованиям современных, высокоразвитых, технологий. В случае гибели Цивилизации “хайтековские валы, шестерёнки и обмотки” – то есть, запчасти, – для сломавшегося ветряка взять будет негде.

А поломать ветряк может сильный ветер. Но не только он. Справятся и какие-нибудь злоумышленники с дубинами, привлечённые размахом конструкции. Ведь другая проблема ветряка – его гарантированная заметность, даже при наблюдении с большого расстояния. Потому как устанавливать такой генератор нужно на открытом пространстве, закрепляя винт на большой высоте, иначе толку не выйдет.

Тем не менее, в качестве дополнительного, альтернативного источника электроэнергии, в комплект к солнечным батареям, ветряной генератор был бы весьма полезен. Что же делать эсхатологам? Выход один – самостоятельно готовить низкотехнологичный ветряк, который можно будет починить кустарно. Тут и поможет знакомство с конструкцией древних мельниц, которые делались из дерева и простой ткани. А самих генераторов тока, которые будут подключаться к “приводу” крутящего момента, можно запасти несколько штук – на запчасти.

Между прочим, заметная тема обделена вниманием блога dxdt.ru. Это – эсхатологические “проблемы” технократической цивилизации. Действительно, ожидания “всемирного конца света”, как и прежде, сильны: некоторые даже уже сейчас переезжают в специальные деревенские дома, переходя на самообеспечение, отказываясь от “благ цивилизации”. Ведь распространённые сценарии “конца цивилизации” в том или ином виде включают исчезновение всех технократических достижений, а не только Интернета.

Да.

До сих пор не ясно, полезут ли страшные орды монстров из межпространственной дыры, которую создаст (если создаст) ускоритель LHC, и это ли станет причиной “Конца”. Мы в этот раз вообще не будем разбирать называемые эсхатологами причины “Конца”. Пятничные заметки по теме “Эсхатология” посвящены другому – тому, как и какие технологии можно было бы, теоретически, сохранить в доступности после “конца всех технологий”. Потому что “эсхатологи” как-то об этих доступных технологиях упрямо забывают.

Итак, в эту пятницу, для начала, немного о генерировании электроэнергии. Действительно, в страшных сценариях “конца Света” даже готовящиеся к этому знаменательному событию персонажи остаются без электроэнергии. Мол, пишут они, “поставки электричества – это исключительно благо цивилизации”. А вот и нет – наш им ответ.

На удивление низкотехнологичным (по факту штатного применения) источником электроэнергии оказываются солнечные батареи. Дело в том, что сейчас, пока цивилизация живёт, фотоэлектрические преобразователи подешевели и, при этом, стали более эффективными. Эти неприхотливые устройства без движущихся частей нужно просто запасать, закупая для убежища.

После того как цивилизация с шумом рухнула, а централизованное электроснабжение исчезло, можно переходить на автономную “солнечную систему”. Уж особенно в деревенском доме.

Исключительной квалификации обслуживание системы на солнечных батареях не требует, а электричеством может обеспечивать долгие годы (главное запастись дополнительными хорошими аккумуляторами, потому что этот элемент системы электроснабжения вырабатывает свой ресурс быстрее). Удобным дополнением будут энергосберегающие электроприборы и инструменты, желательно – постоянного тока и низкого напряжения питания (переменный ток на 220 вольт – он-то в автономном доме особенно не нужен).

Конечно, при утрате в процессе “постцивилизационной жизни” ключевых элементов (например, злобные противники камнями разбили “фотоприёмники”) возобновить электропитание дома будет невозможно: цивилизация-то рухнула, а на коленке сделать “фотоэлектрику” уже не так просто. Так что следует запастись несколькими комплектами, и, возможно, несколькими разными по принципу действия системами (не только солнечной).

И, понятно, эффективность системы электроснабжения на солнечных батареях зависит от географического региона пребывания выжившего.

Продолжение – в следующую пятницу, теперь вместо многогранников.

Гиперзвуковые беспилотники с прямоточными воздушно-реактивными двигателями и адаптивной аэродинамической схемой полезны для использования в качестве первого эшелона ПРО. Каким образом? Вот каким:

У таких беспилотников малое “подлётное время” и их можно сделать очень сложными целями для ПВО. Прибыв в нужный район над территорией противника, такой беспилотник может самостоятельно сориентироваться “по месту” и перехватить стартующую (или только что стартовавшую) где-то неподалёку ракету. Понятно, что для перехвата будут использованы противоракеты, которые беспилотник привёз с собой.

Правда, есть важный момент: подобный первый эшелон может быть использован только в концепции упреждающего удара (иначе ракеты противника улетят из зоны поражения раньше, чем прибудут беспилотники). Но концепция упреждающих действий – это популярная концепция.

Ключевых для подобных беспилотников моментов – несколько: во-первых, нужно обеспечить большую дальность и скорость полёта (воздушно-реактивный двигатель, перспективные ракетные ускорители); во-вторых – малозаметный старт (развитие технологий “Стелс”, перспективные ракетные ускорители); в-третьих, потребуется уверенное управление большими группами таких беспилотников, стартующими синхронно из разных уголков Земли, и обмен данными между аппаратами (развитая спутниковая группировка).

Группы таких беспилотников (сотни? тысячи?) можно заранее расставить по всему Земному шару. В том числе, понятно, и в океанах: беспилотники могут базироваться не только на авианосцах, но и на перспективных подводных лодках.

Впрочем, пока это только заметка из раздела футурология. Придётся подождать.

Кстати, для борьбы с боевыми роботами вряд ли потребуется сильно перемещать акценты на средства РЭБ (радиоэлектронной борьбы). Потому что различная электроника уже и сейчас играет определяющую роль в боевой технике, а роботы (и беспилотники, в том числе) ещё и окажутся более защищёнными от “электромагнитных угроз” – так выйдет потому, что конструкторы уже знают о возможных уязвимостях на этом направлении.

Можно обойтись без принципиально нового оружия. Правда, когда полиморфные роботы поползут многочисленной толпой, на ходу формируя сети и объединяясь в “интеллектуальные” структуры, потребуется очень интенсивное “ведение огня”. Дело в том, что самоорганизующиеся системы из роботов будут очень живучими. Но принципиально новое оружие тут не является строго необходимым.

Зато потребуются новые хитрые сенсоры для систем обнаружения и наведения. Потому что боевые роботы будут малозаметными для электромагнитных полей. И потребуются мощные информационные системы для планирования операций и оперативного управления “противороботным” оружием. Потому что вычислить тактические параметры “на коленке”, борясь с автоматической распределённой адаптивной системой – не выйдет, нужна помощь мощного компьютера с соответствующим ПО. (Этот момент, между прочим, в точности моделируется ситуацией с современными ботнетами в Интернете.)

Впрочем, всё это потребуется не так уж и скоро. Через пару десятков лет, может.

Все знают, что лазеры давно уже широко используются даже в быту, а не только в медицинской технике. Понятно, что осталось не так долго ждать момента, когда мощные лазеры поступят на вооружение, так сказать, в качестве средств доставки энергии к “атакуемому объекту”.

Заметьте, что лазеры как таковые уже давно на вооружение поступили: например, лазерные средства наведения много лет используются сплошь и рядом в самых разных оружейных системах. Нет пока только массовых лазеров очень большой мощности, таких, которые могли бы посоперничать с огнестрельной пушкой в способности наносить урон. Главное преимущество лазерного оружия достаточно очевидно: доставка энергии к цели на максимально доступной скорости (скорость света), по прямой, с максимальной точностью.

Малореально “перехватить” лазерную атаку. Почему? Опять же, по причине скорости распространения лазерного луча: узнать о его приближении “сильно заранее” не получится.

Подлетающую ракету можно наблюдать с достаточно большого расстояния, например посылая в направлении ракеты электромагнитные волны и принимая отражённый сигнал (РЛС). В случае с лазером скорость распространения зондирующего импульса и лазерного луча практически совпадают, так что обнаружить начало обстрела раньше попадания луча в цель – невозможно.

Лазеры привлекательны для использования в системах ПВО и ПРО, ведь здесь минимальное время доставки поражающей энергии к цели – ключевой момент. Собственно, лазерные средства ПВО и ПРО уже активно разрабатываются и испытываются.

Есть и множество других применений. Скажем, мгновенное “ослепление” систем наведения и наблюдательных систем противника. Здесь планируют использовать сверхмощные лазеры (гигаваттной мощности), очень быстро разрушающие компоненты оптики. Понятно, что оптика тут оказывается по определению открыта для атаки, а “моментальность” действия лазера позволяет (в теории) одной установке выводить из строя множество “биноклей и оптических прицелов” в какие-то доли секунды.

(В скобках нужно заметить, что оружие, ослепляющее людей, запрещено соответствующей международной конвенцией. Тем не менее, маломощные лазеры уже используют в качестве “нелетального оружия”, вызывающего кратковременную потерю зрения.)

Так вот, как только лазеры поступят на вооружение, против них придумают защиту. Собственно, можно переформулировать: боевые лазеры не поступят на вооружение раньше, чем против них придумают защиту. Дело в том, что выпустить в свободное плавание “абсолютное оружие” – это не самая привлекательная перспектива.

Защита от лазеров может быть самой разной.

Банальный вариант, напрашивающийся на ум каждому начинающему писателю фантасту, – зеркало. Действительно, зеркала отражают свет. Но с зеркалами для лазеров есть большие проблемы. Такое зеркало должно отражать около 100% энергии. Это недостижимо на практике.

Особенно если учесть, что защита должна быть установлена на боевой технике, которая в условиях поля боя будет ползать и летать в дыму, песке и копоти. Даже не очень существенное ослабление отражающей способности зеркала приведёт к тому, что под воздействием лазерного излучения поверхность зеркала быстро нагреется и, собственно, зеркалу придёт конец. Хуже того, можно специально устроить лазер так, что он быстро лишит самое хорошее зеркало зеркальности – см. выше про “антиоптические” лазеры.

Другой вариант защиты – рассеивание луча. В этом случае перед прикрываемым объектом, на пути лазерного луча, создаётся среда, рассеивающая луч (это может быть облако аэрозоли или даже турбулентность в атмосферном воздухе). Рассеянный луч не страшен, так как главная “ударная сила” лазера в том, что энергия излучения фокусируется на малой площади.

Особой трудности с рассеиванием лазерного луча с помощью того или иного “атмосферного эффекта” – нет. Проблема тут другая: как очень быстро (доли секунды) доставить “рассеивающее облако” в нужную точку пространства. Впрочем, нужная среда может образоваться непосредственно в месте попадания луча по некой “лазерной броне” – например, вещество брони активно испаряется.

Но наиболее перспективно выглядит использование для защиты от лазеров метаматериалов (искусственных материалов, с особыми, заданными при конструировании материала, свойствами).

Метаматериалы, обладающие свойствами по рассеиванию лазерного излучения, но при этом имеющие подходящие для практического применения “механические параметры” могут быть включены в состав брони. При этом, лазерное излучение, по самой своей природе, сильно облегчает задачу конструирования нужного метаматериала, ведь обеспечить заданные электромагнитные свойства в узком диапазоне частот (а лазерное излучение монохромно, да ещё и когерентно) – гораздо проще, чем сделать что-то универсальное (как в случае с электромагнитной невидимостью).

Продолжение темы – в следующий раз.

Между прочим, параллельно с продвинутыми военными роботами на вооружение поступят и животные-киборги. Это вполне вероятно, хотя могут быть протесты. Опыты по интеграции животных с механизмами не то что не прекращаются много лет, а существенно набирают обороты в последнее время.

При этом экспериментальные киборго-строительные работы движутся сразу в двух важных направлениях: первое – механизмы, управляемые “биосигналами” от нервной системы и органов животных (например, манипуляторы, управляемые сигналами из мозга крысы); второе – животные, управляемые электрическими сигналами от внешних кибернетических устройств (та же крыса, “принимающая” радиокоманды “из чипа” прямо в свой небольшой мозг).

Интересно, что всякие новые способы “стимуляции” организмов тоже хорошо отработаны именно на животных: скажем, их умеют освобождать от необходимости спать на длительное время. И известно, что лабораторных животных некоторых типов (например, собак, крыс, каких-нибудь, скажем, овец) научились лечить так эффективно, что “людская медицина” может только позавидовать. (Это потому, что на лабораторных животных много лет проверяют разнообразнейшие методы лечения всего и вся, без каких-то там ограничений.)

Таким образом, собрать животных-киборгов, возможно, будет дешевле, чем конструировать аналогичных роботов. Например, собаки уже широко используются, поэтому вместо создания искусственного носа, как-то приближающегося к способностям естественного собачьего, проще сделать из носителя носа киборга, который будет заниматься круглосуточным разминированием, используя команды, передаваемые по радио. Днем такая собака вместо еды будет заряжаться от солнечных батарей (очень эффективно, если дело происходит в пустыне).

Крысы-киборги могут проникать на базы противника и вести там разведку. А мотыльков, интегрированных с миниатюрными беспилотниками, уже конструируют. Что ждать от овцы-киборга – даже и подумать страшно.

Между прочим, одно из преимуществ дирижаблей в том, что их, судя по всему, проще сделать невидимыми для очень широкого диапазона электромагнитных полей. Почему? Потому что дирижабль – это “плавательный аппарат” (в отличие от самолёта), а значит его внешнюю форму можно варьировать в куда более широких пределах. Более того, рассчитывать эту форму проще, так как мягче соответствующие аэродинамические ограничения. В добавок режим полёта позволяет использовать для внешних оболочек мягкие и не самые прочные материалы. Всё это важно для практического обеспечения невидимости с меньшими затратами.

Полезная нагрузка, кабина управления – всё это можно упрятать внутрь “пузыря”, обеспечивающего полёт. При этом, сам многослойный “внешний пузырь”, сделанный из метаматериалов с нужными свойствами, как раз будет прикрывать внутренности дирижабля, делая их (и себя заодно) невидимыми. Конечно, речь идёт о невидимости не только для радаров с разной рабочей длиной волны, но и об оптической невидимости.

Правда, проблем доставит двигатель: он должен быть хоть частью снаружи. С другой стороны, для дирижабля достаточно миниатюрного двигателя, а большую часть двигательного устройства вполне можно спрятать под “пузырь”. Также, придётся разобраться с сенсорами и навигацией, ведь как-то смотреть наружу и определять собственное местоположение нужно. Но, опять же, “входы” пассивных сенсоров можно сделать минимальными по размерам и открывать лишь иногда на короткое время.

Такой невидимый “пузырь” может медленно парить на большой высоте, перевозя свою нагрузку (достаточно большую, например десантный корпус военных роботов) до места назначения.

Сколько лет ждать осуществления? Судя по всему, лет десять-двенадцать.

“В безоблачном небе вдруг открылся широкий люк, и из него горохом посыпались на землю военные роботы.”