dxdt.ru: занимательный интернет-журнал

В марте 2023 года записок на dxdt.ru появилось достаточно для того, чтобы некоторые отметить отдельно в конце месяца:

Офтопик: цвет собак в “Илиаде” – немного про текст Гомера;
ИИ с перебором – роль перебора в практике ИИ;
Детектирование текстов, сгенерированных ИИ – философские аспекты, связанные с “искусственными” текстами;
Системы счисления и системное администрирование – значение нулей в интерпретации данных стандартными библиотеками;
Дорисовывание Луны смартфонами Samsung – проблемы с фальшивыми, но похожими на настоящие, деталями на фотоснимках.

На фоне осени и выборной поры в США, вновь обсуждают старую тему: помехи GPS и штатовское высокоточное оружие. То есть, мол, если “создать сплошное поле помех GPS”, то крылатые ракеты и “умные бомбы” полетят сильно мимо намеченных целей.

Я, кстати, не так давно рассказывал о том, что навигация не сводится к GPS (правда, применительно к беспилотникам). Если задуматься о “поле помех”, то что можно придумать? Понятно, что такое “поле”, если бы его можно было развернуть, оказалось бы полезным: недоступность GPS усложнила бы навигацию. Впрочем, задача создания такой “массовой помехи” для военного сигнала GPS – весьма сложна.

Хитрость в том, что разработчики военных “навигаторов” знают о том, что помехи возможны, поэтому приёмники и прочее “сигнальное оборудование” GPS проектируется помехоустойчивым, так что с созданием “поля” придётся повозиться.

Есть и другие хитрости. К примеру, крылатые ракеты умеют ориентироваться с помощью инерциальной навигационной системы и по топографии местности. Скажем, в инерциальном навигаторе накапливаются ошибки, поэтому можно было бы предположить, что если GPS отсутствует в течение существенного по продолжительности отрезка полёта ракеты, то ракета существенно отклонится от намеченного курса. Вроде бы логично. Так и рассуждают.

В реальности тут есть два важных момента, меняющих положение дел. Во-первых, чтобы закрыть “существенный отрезок полёта”, придётся сделать совсем уж гигантское “поле помех”, закрывающее сотни тысяч квадратных километров. Если же помехи действуют только на небольшой территории, на завершающем этапе полёта ракеты, то каких-то особых проблем у неё не возникнет: на всём предшествовавшем пути ошибки инерциальной системы корректировались GPS, а за оставшиеся до цели километры ошибка просто не сумеет “набрать вес”.

Во-вторых, полёт ракеты корректируется “по местности”, что также позволяет исправлять ошибки инерциальной навигации. Так что даже в случае полного подавления GPS останется второй метод коррекции – “по карте”. При этом рельефы и опорные точки исследуют с помощью спутников, так что не разумно ожидать, что “карты устареют”.

С бомбами ситуация несколько иная. Хотя суперсовременные системы наведения там также используют дополнительные сенсоры, привязывающие траекторию “к местности” и к самой цели, традиционный подход всё равно базируется на инерциальной навигации и GPS. Но нужно учитывать, что современные инерциальные устройства весьма точные и бомба не собирается лететь тысячу километров сквозь ветра и горные ущелья. Если коррекция по GPS окажется невозможна, то точность попадания для “умной бомбы” ухудшится, скажем, на несколько метров, при этом всё равно оставаясь вполне практически полезной.

Есть ещё менее популярная идея с “умными, уводящими помехами”. Мол, нужно не просто “запомехить” сигнал GPS, а изменить его таким образом, чтобы ракеты/бомбы уж вообще летели “не туда”. Действительно, такие фокусы, при наличии специального оборудования, проходят для гражданских GPS-навигаторов. Там, если подсунуть приёмнику навигатора фальшивый сигнал вместо реального, можно просто управлять определением координат. То есть фактически приёмник находится в центре пустыни Сахара, но при этом изумлённый пользователь видит, что по данным на экране навигатора он как бы стоит в центре Вашингтона, округ Колумбия, США.

Но с вооружениями такой фокус не проходит. Мало того что сами приёмники во многих случаях сумеют отличить настоящий военный сигнал GPS от поддельного. Так ещё и навигационная система в целом, обнаружив расхождения между данными GPS и других “источников координат” (инерциальных, “топографических”), которые не могли бы возникнуть в реальности (физические законы же движения известны), просто перестанет учитывать сигналы GPS.

Так что нельзя считать, что помехи GPS являются каким-то “абсолютным оружием” против высокоточных систем наведения.

(Картинка: Boeing)

В третьей части – про другой объект, которого опасаются Штаты, чьи принципы “мирового регулирования” серьёзным образом опираются на флот. Итак, помимо особой ракетной техники (часть первая) и хитрых подводных лодок (часть вторая), Штаты опасаются современных морских мин.

Почему? Основная причина такая: мины, как и правильно сконструированные противокорабельные ракеты, позволяют реализовать все преимущества принципа с “зарыванием трудностей”. То есть, качественную морскую мину очень сложно сделать: нужны хитрые, мало кому доступные технологии, произрастающие исключительно из накопленного экспериментального опыта. А вот успешное применение изготовленной мины не требует особенной “технологической продвинутости” или высококвалифицированных специалистов. Не требует каких-то хитрых технологий и поддержание запаса мин в боеспособном состоянии. При этом минные заграждения – эффективное оружие.

Например, хорошая современная морская мина способна устанавливаться самостоятельно, будучи запущенной из, скажем, торпедного аппарата подводной лодки (или с надводного корабля, самолёта, даже с берега, хоть это и покажется неспециалистам странным).

Интересно, что мины могут снабжаться специальными малозаметными “транспортами”, которые готовы доставить их на расстояние в несколько десятков километров от, скажем, лодки, проводящей установку заграждения. То есть, не обязательно выдавать место установки мины присутствием корабля.

Если речь о донной мине, то она, абсолютно не требуя обслуживания, может находиться “на дежурстве” годами. Хорошие морские мины чрезвычайно сложно обнаруживать: мины прячутся на серьёзных глубинах (не обязательно на дне, кстати, есть и плавающие мины) и при этом конструируются малозаметными. Попробуй отыщи опасное изделие, зарывшееся в дно на стометровой глубине. Цель и способ атаки мина выбирает самостоятельно, с помощью сложных систем, использующих, например, акустические сигналы (но не только их).

Так что атака современной морской мины может быть внезапной, быстрой (секунды – есть “ракетные мины”, бросающиеся на цель с большой скоростью) и эффективной даже в отношении кораблей штатовского флота. А атаковать мины готовы и надводные, и подводные цели.

Итак, главная особенность в том, что мины могут быть переданы технологически слабым “потенциальным противникам США”. И эти противники вполне смогут воспользоваться минами для обеспечения собственной безопасности, гарантировав проблемы иноземному флоту. Скажем, штатовские ВМС для поддержки сухопутных операций нуждаются в “прибрежных кораблях” (см. записку “про тримаран“) – они-то и могут стать подходящей целью.

Безопасность веб-сайтов и окружающие эту безопасность вопросы постоянно возникают при обсуждении CMS. (CMS – это система управления контентом: программный комплекс, исполняющийся большей частью на сервере и обеспечивающий публикацию материалов на сайте, а также удобное управление этими публикациями из веб-интерфейса.) Безопасность, как “сигнальный объект”, вообще очень популярна. И, конечно, “референсы” на “безопасность” используют при продвижении тех или иных CMS (которые, кстати, бывают коммерческие и бесплатные).

Что тут нужно иметь в виду конечному потребителю, не желающему стать лёгкой добычей маркетологов? Оказывается, достаточно составить хоть и весьма общее, но строгое представление об этих самых вопросах безопасности и их связи с CMS.

Скажем, конечному пользователю весьма важно понимать, насколько “безопасный” (тут это несколько условный термин, понятно) веб-сайт ему нужен. Потому что одно дело – корпоративный сайт крупного банка, а другое – личная веб-страничка, посвящённая разведению сазанов в домашнем аквариуме. Да, безопасность, конечно, на первом месте. Но нужно понимать, что безопасность строится на оценках рисков, и верно эти самые риски оценивать для банка и для странички про сазанов. Дело даже не в наличии уязвимостей в конкретной CMS, а в том, интересен ли сайт профессионалам-взломщикам и сколь велик будет ущерб от нарушения работы сайта.

При составлении собственного представления о безопасности использования конкретной CMS нужно учитывать её отношения с уязвимостями. Тут есть свои важные моменты. Например, то, что сайты под некоторой CMS “Имярек” “за отчётный период” не были взломаны, никоим образом не означает, что “Имярек” сколь-нибудь надёжна и безопасна. Почему? Потому что отсутствие взломов сайтов ничего нам не говорит о безопасности CMS.

Понятно, что сайты под “Имярек” могли быть просто не интересны хакерам. Понятно, что внутри CMS “Имярек” может присутствовать шикарная уязвимость, которую обнаружат завтра. А послезавтра для этой уязвимости хакерская группа напишет бота, и через два дня все сайты под “Имярек” будут взломаны в одном потоке, автоматически. То есть оценить безопасность “Имярека” на основании “полного отсутствия взломов” – невозможно. А если нельзя оценить безопасность, то нельзя и прогнозировать риски.

И если отсутствие сведений о взломах не позволяет оценить безопасность, то информация об успешно залатанных уязвимостях (в том числе, что важно, использованных на практике для взломов) позволяет приступить к оценке безопасности CMS. Такой “парадокс”. Ведь если уязвимости обнаруживают, используют и латают, то это уже свидетельствует, по крайней мере, о том, что кто-то занимается аудитом безопасности данной CMS (хоть бы и хакеры), что CMS поработала в условиях “интереса взломщиков” и что CMS развивается. Конечно, плохо, если новые критические уязвимости обнаруживаются в CMS по нескольку штук в месяц, но ещё хуже, если об уязвимостях вообще нет сведений.

Вообще говоря, более-менее надёжную оценку “уровня безопасности” CMS может дать её аудит, заказанный специалистам. Но это недешёвый и трудоёмкий процесс. Впрочем, он как раз актуален для банков и вряд ли важен для “аквариумных страничек”.

Есть расхожее заблуждение, что можно “вслепую” использовать уникальную “проприетарную CMS”, разработанную специально для данного сайта небольшой дизайн-студией. Мол, “секретность” и “уникальность” внутреннего устройства такой CMS обеспечивает безопасность. В реальности же разработчики подобной CMS обычно наступают на все широко известные в кругах специалистов по взлому (и по безопасности) грабли, допуская шаблонные ошибки в архитектуре продукта. Эти самые шаблонные ошибки и станут отличным фундаментом для проведения атак даже без изучения исходного кода. Мало того, секретность исходного кода вряд ли можно обеспечить на практике: при малейшей необходимости исходники утекут. Есть много путей для такой утечки: “через хостинг”, через дыры в других программных системах, после “шаблонного взлома”. Или, скажем, исходники просто распространит создатель продукта. Главное правило таково: секретность исходного кода вообще  не добавляет безопасности системе.

Можно предположить, что CMS с открытым исходным кодом сильно безопаснее. Однако это не так. Действительно, открытый код доступен для изучения всем и вся. Вопрос тут лишь в том, как оценить квалификацию специалистов, изучавших этот код. Одно верно: сама по себе открытость исходного кода не может снижать безопасность CMS.

Важный момент: из соображений дальнейшего сопровождения CMS, из соображений развития сайта необходимо выбирать продукт только с открытым исходным кодом (пусть хотя бы этот исходный код открывают не неопределённому кругу лиц, а только экспертам), подробное обоснование – в одной из следующих заметок.

Часто приходится слышать, что коммерческие CMS якобы более безопасные, так как в коммерческих компаниях дорожат имиджем и строго следят за безопасностью. Это неверное обоснование. Да, ничто не мешает коммерческой компании делать безопасный продукт и нанимать специалистов-архитекторов ПО высокой квалификации. Однако на практике коммерческие компании старательно ограждают себя условиями лицензирования от ответственности и используют низкоквалифицированных программистов (а архитекторов не используют вовсе), потому что такое поведение позволяет максимизировать прибыль при обычно небольшом числе инсталляций коммерческой CMS. Бесплатные CMS также имеют свой имидж, которым дорожат лидеры групп разработчиков. И при этом нет никаких оснований считать, что те же программисты, приложившие руку к той или иной бесплатной CMS, не работают в коммерческих компаниях над платными продуктами.

Выбирая бесплатную CMS, следует посмотреть, насколько ровно и планомерно она развивается. Нельзя использовать CMS (платную или бесплатную), которую разработчики забросили три года назад. Интересно, что при этом нельзя и надеяться на то, что коммерческая CMS не будет заброшена компанией-владельцем: коммерческие компании тоже успешно исчезают с рынка по самым разным бизнес-причинам.

Эта заметка – начало серии записок про выбор CMS и про безопасность CMS. Продолжение – в следующий раз. Кстати, в продолжении: нужно ли выбирать распространённую CMS? Платная или бесплатная? Что со “стоимостью владения”? и всякие другие интересные моменты.

В первой части речь о сверхскоростных противокорабельных ракетах. Но Штаты, при всей гибкости и высоком развитии их военных систем, опасаются не только ракет, имеющихся (предположительно) на вооружении у технически слабых противников.

Например, Штаты опасаются небольших, недорогих, но выполненных на современном уровне подводных лодок, которые могли бы оказаться у тех же самых “вероятных противников” из числа неразвитых в военно-техническом отношении стран.

(Германская подводная лодка времён Второй Мировой)

Речь не о сложных, технологически продвинутых, субмаринах, а о простых дизель-электрических “посудинах”, современность которых определяется применением прогрессивных технологий производства и проектирования, снижающих стоимость и требования по обслуживанию. Единственное важное проявление “хайтека” в такой лодке – меры (не самые прогрессивные, но эффективные) по снижению заметности аппарата.

Простая в эксплуатации конструкция, отсутствие разнообразных сложных систем на борту – всё это позволяет применять лодку не слишком хорошо обученным морякам, а также обслуживать флот таких лодок самыми элементарными техническими средствами. Это ключевые моменты.

Понятно, что лодки по заказу строит и ставит в строй технически продвинутая “третья сторона”. Современный опыт строительства подводных лодок используется “третьей стороной” для того, чтобы создать надёжную, по возможности малозаметную, подводную лодку с большим ресурсом. Создать такой аппарат реально: прогресс тут огромный и в средствах проектирования, и в доступных конструкционных материалах.

Почему Штаты опасаются таких лодок? Потому что при всём богатстве технических средств штатовской разведки обнаруживать и сопровождать небольшую подводную лодку гораздо труднее, чем, скажем, близкий по размерам надводный корабль (или подводный крейсер). При этом подобная лодка может привезти противокорабельную крылатую ракету, стартующую из торпедного аппарата, а может скрытно поставить современные подводные мины “в неожиданных местах”. Более того, небольшая подводная лодка может создавать угрозу безопасности для транспортных судов, обеспечивающих перемещение военных (или “околовоенных”) грузов (можно просто заблокировать некоторые судоходные пути).

Понятно, что с подобными угрозами Штаты умеют бороться. Однако, во-первых, наработанные методы хороши против больших субмарин, а малую и правильно сконструированную – обнаружить сложнее. Во-вторых, построение защиты потребует массового привлечения дополнительных сил и средств, сильно отличающихся от тех, которые годятся для борьбы с надводным флотом. Рост сложности операций Штатам прямо не выгоден.

При этом со стороны противника требуется лишь поддержание боеспособности небольшого флота подводных лодок, которые уже конструктивно выполнены так, чтобы требовать минимума внимания и минимума технического оснащения и грамотности.

Продолжение – в третьей части.

(Часть 1)

Вообще у США, с их военным бюджетом, который, в общем-то, сравним с суммарными военными тратами остальных стран мира, есть исключительные возможности по реализации “глобального военного присутствия” (то есть быстро подогнали флот, перебросили экспедиционные силы и т.д. – даже в самые одалённые от США регионы).

И тем не менее, при всём своём технологическом совершенстве, Штаты, в военном плане, опасаются вполне определённых вещей. И речь не о массированном ядерном ударе (с ним и так всё ясно).

Например, Штаты опасаются сверхскоростных противокорабельных крылатых ракет большой дальности. Почему? Потому что то самое штатовское “глобальное присутствие” опирается на флот. Прикрыть флот от классической авиации (особенно от технически слабой авиации) Штаты умеют. Умеют они бороться и с традиционными дозвуковыми крылатыми ракетами. А вот с перехватом группы ракет, летящих на малой высоте, с большой сверхзвуковой скоростью, да ещё и маневрирующих – тут твёрдого умения нет.

При этом правильно сконструированные крылатые ракеты могут применяться по флоту с берега, с небольших подводных лодок, с “технически непродвинутых” (читай: старых) самолётов неожиданно. У подобных ракет есть и более важное достоинство: высокие технологии там применяются при разработке и создании комплексов, а вот с последующим разовым применением законсервированных однажды в контейнеры ракет, в принципе, может справиться и персонал, не являющийся “экспертным”, не обладающий особенной технической подготовкой. Понятно, что какая-то подготовка нужна, но тут работает околоракетный закон “зарывания трудностей”: самонаводящуюся ракету очень трудно сконструировать и изготовить, но зато сравнительно легко однажды успешно применить. (В военной авиации, к слову, ситуация совершенно иная: без постоянно совершенствующихся высококвалифицированных кадров ничего не выйдет, и законсервировать “самолёт с пилотом” – нельзя.)

То есть выходит, что реальная ракетная угроза флотам США может исходить от технически слабого противника, которого вовремя снабдили ракетными комплексами. Фокус работает только для атаки сложными для перехвата крылатыми ракетами. Для создания конкурентоспособных ПВО или мощных ВВС фокус с “зарыванием трудности” не работает.

Вот поэтому Штаты обеспокоены ракетами и, в своё время, скупали старые советские разработки, прекрасно понимая, что настанет момент, когда эти разработки обретут вторую жизнь.

Продолжение – во второй части.

(Иллюстрация: U.S. Navy.)

Некоторое время назад я писал о системах, позволяющих самолёту “узнать” о том, что приближается ракета. Одним из направлений, в которых может пригодиться информация о приближающейся ракете, является использование разнообразных “обманок” для того чтобы сбить ракету со следа. Самый банальный вариант, это всем известные “тепловые ловушки”: некие подходящие по яркости источники ИК-излучения, отстреливаемые самолётом и призванные обманывать тепловые головки самонаведения ракет.

(U.S. Air Force Photo)

Надо сказать, что даже современные “тепловые ловушки” могут ввести в заблуждение лишь самую простую ракету. Более сложные системы наведения используют дополнительную информацию о цели и умеют вычислять “обманки”. Например, на ракете можно использовать второй сенсор, принимающий ультрафиолетовое излучение. Понятно, что тепловые имитаторы вообще бесполезны против ракет с радиолокационным наведением.

Впрочем, технологии имитации тоже развиваются. Придумывают всё более сложные имитаторы, “ложные цели”, пытающиеся разом обмануть не только в ИК-сенсоры, но и радары. Например, есть подобные буксируемые имитаторы: самолёт выпускает имитатор и тянет за собой на тросе. В результате, с точки зрения атакующего, появляется вторая цель, уничтожение которой, впрочем, не нанесёт особого вреда реальному самолёту.

Ложные цели – важное средство маскировки и прикрытия. Не только в авиации. Скажем, очень давно практикуют строительство “фанерных макетов” наземной военной техники и сооружений. Правда, современные макеты делают уже не из фанеры – это не технологично. Современные макеты надувают. При этом правильно спроектированная надувная “обманка” может имитировать реальное изделие и в радиолокационном смысле.

Имитаторы вводят противника в заблуждение относительно расположения и количества действительно важных целей. Если нет возможности надёжно распознать имитаторы, то придётся атаковать все обнаруженные цели – реальные и поддельные. Обстрел “картонных дурилок” – дело дорогое, во всех смыслах, особенно если речь идёт об атаках с воздуха, с использованием, скажем, беспилотников.

(Фото: компания Русбал)

Вообще, если пилот самолёта ещё как-то может проявить смекалку и отличить надувной танк (который, кстати, тоже может “ползти по полю”) от реального, то для беспилотника, ориентирующегося, например, по видеоизображению, такая задача супертрудна. Трудной она остаётся и в том случае, если беспилотником дистанционно управляет человек, потому что последнему также придётся иметь дело с изображениями (а они могут содержать шумы и искажения).

Надо ещё учитывать тот факт, что пока беспилотник делает “контрольный облёт” резинового танка, чтобы разглядеть его получше, расположенный неподалёку вполне реальный комплекс ПВО (с виду – как надувной), может этот беспилотник уничтожить.

Впрочем, беспилотники будут очень полезны в качестве перспективных имитаторов воздушных целей. Действительно, можно сконструировать летательный аппарат таким образом, чтобы с точки зрения наземных комплексов ПВО, использующих радары, он был похож, скажем, на истребитель. При этом, если в качестве имитатора выступает беспилотник, приманка сможет маневрировать самым различным образом – это сильно добавляет сходства с настоящей целью. (Понятно, что будут заметные ограничения по скорости и т.д., но, тем не менее: маневрирующий беспилотник, это не привязанный на тросе планер-имитатор.)

Если добавить к атакующим истребителям побольше подобных им ложных целей, да ещё использовать современные средства РЭБ, то силы ПВО окажутся в затруднительном положении: необходимость обслуживать большое число целей приведёт к перегрузкам и ошибкам, а уж если придётся все эти цели обстреливать, то станет совсем нелегко, ведь запас ракет сильно ограничен.

Впрочем, подобные беспилотники-имитаторы – гораздо дороже надувного макета. С другой стороны, авиационные агрегаты и электроника дешевеют, а для беспилотника-приманки можно использовать устаревшие “составные части”.

Ну а более хитрой ситуация станет тогда, когда одни беспилотники будут служить ложными целями для прикрытия других беспилотников, а не обитаемых самолётов.

В развитие темы про ЭПР самолётов и её интерпретации. Оказывается, живо и другое заблуждение, состоящее в слишком широком толковании такой характеристики, как “ЭПР этого истребителя “Стелс” – 0.1 м²: очень маленькая”.

Дело в том, что рассеяние электромагнитных волн на реальном самолёте сильно отличается от рассеяния “на эталонном шаре”. Поэтому когда указывают “площадь рассеяния”, то имеется в виду не то, что рассеяние на самолёте моделируется соответствующим шаром, а то, что для очень конкретных условий измерения можно сравнить сигнал от цели в точке приёма с сигналом от эталонного шара.

Когда речь идёт о “Стелс”, то нужно иметь в виду, что очень малая ЭПР там, обычно, наблюдается для некоторых ракурсов и условий облучения цели. Более того, стелс-аппарат может отражать существенную часть падающей на него, например с направления “по курсу”, мощности излучения вниз (один из вариантов), а не в направлении источника. Это одно из базовых правил создания малозаметных аппаратов, известное очень давно. Так вот, если приёмник РЛС расположен не рядом с передатчиком, а совсем в другой точке пространства (под аппаратом, как вариант, при облучении “с носа”), то мощность передатчика, рассеиваемая целью “Стелс” в направлении этого приёмника, может быть иной, а не такой же, как в случае шара, соответствующего ЭПР 0.1 м². Потому что самолёт – это не шар.

В итоге энергия, поступившая на приёмник такой разнесённой РЛС, может, если интерпретировать её через “наивную ЭПР” и “обычную” РЛС, например, соответствовать ЭПР 10 м². Другими словами, цель уже перестаёт быть малозаметной.

Про одну из практических реализаций, использующих описанный только что “эффект” для обнаружения малозаметных аппаратов, я рассказывал ранее, в заметке про шведскую систему обнаружения “Стелс”.

Одной из распространённых основ для всяких конспирологических теорий являются различные “зомбоизлучатели”. Это известный факт. Разновидность “зомбоизлучателя” – аппарат, позволяющий дистанционно вызывать некие голоса непосредственно в голове “испытуемого”. То есть голоса слышит только сам “зомбируемый”, а не окружающие его люди. Традиционный способ защиты, как известно, это фольгированные кустарным способом купальные шапочки; ну или просто на голову кастрюлю надевают – тут всё зависит от степени, так сказать, посвящения.

Смешно. Да.

Оказывается, что далеко не вся широкая общественность осведомлена о том, что технологии-то по созданию “голосов в голове” вполне себе давно существуют в официальной реальности и предлагаются на рынке коммерческими компаниями. Хотя, конечно, тут всё в несколько ином виде, но эффект, в общем, тот же.

Оказывается, что с использованием набора ультразвуковых излучателей можно так “замодулировать” ультразвук, что в результате нелинейных эффектов в воздухе, где, понятно, распространяются ультразвуковые волны, в определённом объёме возникнут слышимые звуковые колебания. При этом исходный ультразвук для человеческого уха неслышим и может быть направлен довольно узким лучом.

Контролируя частоты и амплитуды исходного ультразвука с помощью компьютера, можно, в принципе, воспроизводить в заданном участке “воздушного пространства” и голоса, и, скажем, музыку. При этом вокруг расчётной области (которая может быть достаточно малой по объёму) никто из присутствующих ничего не услышит. Нет непреодолимых трудностей с управлением звуковым лучом с целью сопровождения движущегося “субъекта” (например, человек, идущий по улице). Можно сразу использовать множество лучей. Устройство-излучатель выглядит примерно вот так:

(Фото: CHIL Tech.)

На рынке подобные системы предлагает, скажем, Holosonic Research Labs.

Описанные технологии давно используются, кстати, для решения некоторых вполне прикладных задач в гидроакустике, откуда выросли и вполне утилитарные гражданские области применения.

И это не единственный способ создавать “голоса в голове”. Проводились, например, куда более опасные исследования по наведению “внутреннего голоса” с помощью микроволнового излучения.

Практически всякая дискуссия про современные и перспективные истребители содержит в себе упоминания такого понятия, как ЭПР, а уж если речь идёт о радарах и “Стелс”, то аббревиатура ЭПР встречается буквально через слово, то “подтверждая” очередной тезис, то его же “опровергая”. При этом вокруг наивно интерпретируемой ЭПР собрался широкий набор заблуждений.

Что такое ЭПР? Аббревиатура расшифровывается так: Эффективная Поверхность Рассеяния. Грубо говоря, ЭПР – это некая количественная мера отражённой в направлении приёмника энергии электромагнитного излучения, падающего на цель. В реальности, как водится, всё сложнее и даже строгое определение понятия ЭПР требует привлечения “хитрых формул”, а уж изучение и измерение ЭПР на практике – вообще большая наука.

Между тем, в довесок к строгим теоретическим, есть довольно доступное, так называемое экспериментальное, определение ЭПР, которым, собственно, и оперируют в большинстве “популярных случаев”. Итак, если утрировать ситуацию, то можно написать, что ЭПР реальной цели интерпретируют через “идеальную сферу”, которая обладает такими же “характеристиками отражения”, как и исследуемый объект (при “прочих равных”, понятно). Собственно, в качестве меры ЭПР как раз указывают площадь большого круга, соответствующего сечению данной “эталонной сферы”. Поэтому ЭПР и указывают в единицах площади.

Как раз одно из больших заблуждений в понимании ЭПР связано с тем, что про сферу забывают. Между тем, с поверхности “идеального шара” в направлении источника отражается лишь небольшое количество энергии излучения. Поэтому относительно небольшая металлическая пластинка при “удачной” форме и ориентации может иметь ЭПР в несколько квадратных метров.

В формирование конкретного значения ЭПР вносят вклад “краевые эффекты”, отражения и переотражения от конструктивных “углов”, дифракция и интерференция электромагнитных волн, условия распространения электрического заряда по облучаемой поверхности и прочие хитрые эффекты. Так что ЭПР реальных объектов, например самолётов, при малом изменении ракурса облучения или при, казалось бы, несущественной коррекции длины волны зондирующего излучения может с лёгкостью изменяться на порядки.

Типичные значения ЭПР для, например, большого транспортного самолёта – 30-50 м²; истребителя – 1-15 м². Практическая ЭПР самолётов, выполненных по технологии “Стелс”, может быть значительно меньше 0.1 м².

Update: Продолжение темы, ЭПР и “Стелс”.

Для истребителя, да и для всякого самолёта вообще, очень полезно, если на борту заранее известно, что с некоторого направления приближается ракета противника, которая, возможно, прибудет к цели через столько-то секунд.

Скажем, за эти секунды пилот истребителя может успеть катапультироваться (обычно это единственное разумное решение). Или компьютерная начинка самолёта сможет умело подключить какие-то средства противодействия ракетам, чтобы исправить незавидное положение. Это, кстати, единственная надежда больших военно-транспортных (да и просто гражданских) самолётов, покинуть которые и экипажу, и пассажирам возможно далеко не всегда.

Так что задача автоматического обнаружения атакующих самолёт ракет актуальна очень давно. При этом сконструировать хорошую систему весьма непросто. Например, с одной стороны, крайне не желательно, чтобы система выдавала ложные срабатывания (кому понравится катапультироваться из-за ошибки электроники?). С другой стороны, едва ли лучше, если эта электроника проворонит реальную ракету.

Для обнаружения подлетающих ракет используют самые разнообразные подходы, среди которых есть и весьма неожиданные (а наиболее эффективны, понятно, системы, использующие сразу несколько методов).

Так, довольно очевидный способ – активное обнаружение ракет с помощью РЛС. При этом такая РЛС (или несколько, действующих согласованно) должна просматривать все направления (грубо говоря, требуется “сферический обзор”), ведь современная ракета готова прилететь с любого ракурса. Тут пригодится хитрый набор антенн, некоторые из которых будут иметь не самую привычную форму. Также полезно пристроить в хвосте хорошую РЛС, закрывающую заднюю полусферу. Правда, ракета может оказаться малозаметной для радара целью (а может и не оказаться). Сходным с РЛС способом, правда с существенными ограничениями, может работать лазерный локатор.

В помощь активным локаторам – пассивные методы. Например, в случае ракет с радиолокационной системой самонаведения, самолёту поможет приёмник, обнаруживающий и верно распознающий сигналы радара. Другой пассивный метод – оптическое наблюдение: здесь автоматическая система “просматривает” заданный сектор с помощью объектива и обнаруживает ракеты либо в ИК-диапазоне, либо в видимом, либо задействуется ещё и ультрафиолетовый сенсор. При этом может использоваться поворачивающийся объектив, а может и фиксированная оптическая система, за которой закреплён некоторый ракурс.

Как раз в случае с оптическими системами и появляется довольно неожиданное решение. Оказывается, ракеты можно распознавать по специфическим излучениям, связанным с горением реактивного топлива в двигателе. Дело в том, что компоненты топлива при горении излучают во вполне конкретных диапазонах спектра, а распределение интенсивности по различным участкам спектра характеризует именно данное реактивное топливо. То есть пламя в реактивном сопле, а точнее – газовый след за ракетой, это такая сигнатура, позволяющая относительно несложным “электронным” способом распознать именно ракету, избавившись от ложных срабатываний.

Интересно, что сходный способ используется и при разведке пусков баллистических ракет – там спектральный анализ пламени и следа может помочь распознать не только сам пуск, но и тип ракеты.

(На иллюстрации – сенсор и излучатель ИК-помехопостановщика, BAE)