ВИЖУ ЦЕЛЬ!
О. ВЛАДИМИРОВ, ПОЛКОВНИК. И В КУЗЬМИН
Рассказ о том, что означает для современной армии обнаружение, на чем оно основано, и, как ведется на практике.
Наука обширна, обширна и область ее применения в военном деле эго, и собственно военная наука - стратегия, тактика, история, это, и приложения математики, медицины. Среди последних, безусловно, ведущее место принадлежит физике.
С тех пор, как первобытный воин, вооружившись пращой, запустил в голову своего злейшего врага необработанный камень или даже ранее того по законам физики рассчитывается каждое применение военной техники. С развитием физики развивались, и развиваются средства нападения и средства обороны.
Ныне вся военная техника, все ее действия, и многое другое в военном деле основаны на фундаментальных законах физики. Сокрушительная мощь современных боевых средств на суше, в воздухе и на море есть, по сути, достижения физики - как теоретической, так, и прикладной.
Физик выделяет в военном деле ряд задач, которые общи для всех родов войск - и для артиллерии, и для авиации, и для пехоты. Он замечает, что широта этих задач, их общность обусловлены тем, что подобные задачи вообще часто встречаются в человеческой практике.
Воль законы природы всеобщи, универсальны. Законы, которым мы подчиняемся в своей обыденной жизни, сохраняют свою незыблемость, и на войне. Одна и та же сила сцепления металлических гусениц с грунтом рождает могучую поступь трактора, и танка. Один и те же законы властно вмешиваются в конструирование смертоносных снарядов, и в указания прораба мирных взрывных работ. Одной и той же остается проблема распознавания образов для разведывательного подразделения, и для электронно-вычислительной машины, поставленной человеком в сферу, скажем, искусствоведения.
Трудно перечислить до конца подобные проблемы физики, одинаково обращенные и к ратному подвигу, и к трудовой доблести надежность, хранение и передача информации, использование квантовой механики, радиолокация. Только венец ядерной физики, словно ник, разделяющий по обе стороны добро, и зло, разительно различен в военном и мирном приложениях свирепый, необузданный смерч атомной бомбы, и управляемая термоядерная реакция, в которой человечество смирит вихрь адского взрыва.
Указав на обширность и серьезность темы, мы остановимся на одной только проблеме - достаточно общей, и интересной, как нам кажется, не только с технической, но и с философской, что ли, точки зрения.
Это проблема обнаружения.
Само по себе понятие, и слово «обнаружение» в особом толковании, кажется, не нуждаются. Обнаружить - значит найти. Тетушка Полли обнаружила после долгих поисков очки на кончике собственного носа; один из авторов этой статьи сегодня утром случайно обнаружил в кармане старых брюк рублевую бумажку; профессор, к сожалению, не обнаружил глубоких знаний у студента Д. К.; «потерпевший обнаружил пропажу часов через две остановки после того, как вошел в троллейбус» (из милицейского протокола).
В повседневности мы по-разному обнаруживаем, что-либо иногда случайно, иногда нет, порой в результате долгих поисков, порой очень быстро. Бывает, мы обнаруживаем нечто нас совсем не интересующее, а бывает, что удача постигает нас только благодаря помощи посторонних.
Согласитесь, что такой чисто житейский разнобой в деле обнаружения вряд ли устроил бы военных. В их понимании обнаружение - целенаправленное, важнейшее действие, осмысленный и необходимый процесс.
Дети играют в прятки - вот чистейшей воды пример на обнаружение.
- Раз, два, зри, четыре, пять, я иду искать!
На войне гоже «идут искать», но считать предварительно до пяти там далеко не всегда есть время.
Возьмем, к примеру, артиллерию. В ее действиях есть строгий смысл поразить цель, причем, как можно точнее, и быстрее. Л меткой стрельбы пет без точных данных, без четкого определения цели и ее местонахождения. Заметим, к слову, что эта проблема особенно остро возникла перед артиллеристами только в текущем столетии.
17 августа 1904 года в сражении у города Лаолян произошло событие, отныне круто изменившее само лицо артиллерийских боев. Впервые в истории русский офицер полковник В. Л. Слюсаренко отдал приказ стрелять по противнику с закрытых огневых позиций. Пять тысяч снарядов обрушились в тот день на головы японцев; их полет корректировал сам полковник, выдвинувшийся вперед, на возвышенность, и дававший указания русским батареям, которые расположились в укрытии, за холмами. В этом бою японцы потерпели полное поражение.
После описанного эпизода стрельба с закрытых позиций быстро вошла в военный обиход всех стран мира. Артиллерист все реже непосредственно видел противника. Уход на закрытые позиции, как нападающего, так и обороняющегося заставил по-новому взглянуть на проблему обнаружения цели. Чтобы не вести бой вслепую, нужно было собирать необходимую для этого информацию.
ДАЖЕ ОДИН пример из истории артиллерии показывает, как важно вовремя обнаружить противника. В современной войне его приходится находить на земле, в облаках, и на море, под землей, на океанской глубине, причем и днем, и ночью.
Обнаружение противника, его войск, вооружения, объектов - сегодня одна из существеннейших функций воюющих сторон. И это задача не только разведки противника должны искать все, кто призван его уничтожить.
С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ВОЕННОГО, обнаружение - боевая задача. Оно ведется повсеместно, и непрерывно. Радиотехнические войска ПВО ищут в заоблачной выси самолеты противника;
противотанковый расчет нацелен на то, чтобы обнаружить танк противника ночью, в лесу, не Дав врагу обнаружить себя. Таких примеров бесчисленное множество.
С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ФИЗИКА, обнаружение - сложная, безусловно комплексная проблема, отвлеченная от конкретных танков, ракет или самолетов. Все эти, и подобные, им объекты разведки (или обнаружения) для физика объединены некоторым общим понятием - физическое тело.
Что же значит обнаружить физическое тело в, каком-то пространстве? Это значит установить связь между данным физическим телом и системой разведки, будь то невооруженный человеческий глаз или сложнейший радиолокатор. Но связь - процесс прежде всего энергетический. Ничто ведь не дастся даром даже простой взгляд, брошенный в сторону позиции противника, требует расходования некоторого количества определенной энергии.
Откуда же может поступать эта энергия? На схемах, помещенных на страницах журнала, показаны наиболее распространенные способы обнаружения с использованием различных источников энергии.
Подход к этой проблеме для физика состоит в возможности использования всех видов энергии а) скрытых в наблюдаемых объектах, б) пригодных для направления из системы разведки в сторону нашего физического тела, в) извне омывающих район расположения объекта наблюдения.
Не все виды энергии, существующие в нашем мире, годятся для применения в этом деле. Необходимые условия отбора здесь следующие.
Первое требование - достаточная дальность распространения данного вида энергии; этому условию удовлетворяют, например, энергия электромагнитных волн, радио, и световых частот. Но уже здесь, на этом этапе, физик наверняка откажется от использования, например, энергии альфа-частиц.
Второе требование - практическая возможность приема данного вида энергии, каким-либо индуцирующим устройством.
Особо стоит рассмотреть взаимное расположение упомянутых нами источников энергии (объект, разведывательная система и внешний облучатель) относительно среды или сред, в которых происходит процесс обнаружения. Ведь источники могут быть взвешены в одной, общей для них среде (например, в безвоздушном пространстве, в атмосфере, в воде); или находиться на грани двух сред, как-то влияющих на процесс обнаружения; или могут вообще быть в разных средах - более сложный, но, и наиболее интересный случай (пример разведчик находится в воздухе, а объект разведки - под водой или глубоко в земле).
В зависимости от вида энергии выкристаллизовываются конкретные виды обнаружения, пли, как чаще говорят военные, веды разведки радиоразведка, радиолокационная разведка, радиотепловая разведка, тепловая разведка, радиационная разведка, и другие. На эту классификацию накладывается и деление по среде, в которой ведется обнаружение, вернее, по среде, в которой действует система обнаружения (разведчик). Например воздушная разведка, морская разведка, подводная разведка, и так далее.
Потому-то одни и те же с физической точки зрения методы обнаружения в разных сферах (средах) принимают вид весьма различных разведывательных систем. Скажем, фотоаппарат, предназначенные для ведения разведки с воздуха, резко отличаются, и по размерам, и по своей схеме от фотоаппаратов, используемых на земле
Наиболее интересны комплексные системы обнаружения, которые применяют для обнаружении одновременно разных видов энергии. Скажем, для того, чтобы обнаружить ночью танк, можно использовать его радиолокационную контрастность. Большой эффект дает совмещение получаемой информации по месту, и времени.
Остановимся подробнее на, каком-нибудь одном виде обнаружения - скажем, на обнаружении цели методом звуковой разведки.
Казалось бы, не надо человека учить ориентироваться по звуку. Довольно точно каждый из нас обернется на звук выстрела. Значит ли это, что военным не так уж трудно обнаружить, скажем, орудие по звуку? Да. Но не так уж, и легко ведь обнаружить надо не приблизительно, а точно.
Авторы интересной книги «Артиллерия» (Изд-во Министерства обороны СССР, М, 15)53 г.) приводят для сравнения пример из жизни жука-плавунца. Они пишут «Подобно звукометрической станции с двумя звукоприемниками «работает» известный любителям природы жук-плавунец - обитатель наших прудов, и озер. В тихую погоду, когда поверхность воды гладкая, жук этот держится неподвижно у самой поверхности воды, выжидая свою жертву. Если посмотреть сбоку, то под блестящей поверхностью воды жука совершенно не видно; можно только заметить два небольших отростка, которые он выставляет из воды. Эти отростки, находящиеся у жука позади на брюшке, и играют такую же роль, какую играют звукоприемники. Вот на поверхность воды падает насекомое. От него во все стороны начинают распространяться волны; они подходят к тому месту, где притаился жук, но тот пока еще не замечает своей жертвы. Волна касается сначала одного отростка, затем другого; только тогда жук делает быстрый поворот на необходимый угол, и устремляется к источнику, вызвавшему колебание частиц воды. Так инстинкт позволяет жуку «взять» верное направление на «цель», и «уничтожить» ее»
Вот еще один прекрасный пример для лекторов, читающих лекции о возможностях бионики! Однако не отростки жука-плавунца давно уже подсказали военным создание точного обнаружителя - звукометрической станции, о которой шла речь в том же отрывка. Подсказали известные законы физики. Между прочим, жук-то бросается на цель, не определив расстояния до нее, артиллеристу это не годятся. Суть работы звукометрической станции в том, что несколько аппаратов (два, а лучше три) воспринимают звук, и регистрируют его направление и время прибытия звуковой волны, а, следовательно, точное расстояние до ее источника. Место, где расположена цель, находят, как точку пересечения пунктиров, соединяющих источник звука, и звукоприемники. В ином участке частотного спектра аналогичным образом работают радиотехнические системы разведки воздушных или морских целей.
Но на один только вид обнаружения рассчитывать нельзя. Да практически (как и в обычной жизни) при обнаружении никогда, и не пользуются, каким-то одним методом. Вот пример, не столь уж замысловатый, комплексного наблюдения и обнаружения.
Плывет по морю предмет. Он обнаружен радиолокационным наблюдением с самолета. Бревно? Перископ? Или, что-то другое? Как бы это узнать поточнее? Наблюдатель начинает действовать. Хотя уже известно.
Первое - в море «ЧТО-ТО ЕСТЬ»
Второе - наблюдатель, используя различные приборы, и средства, узнает, что это предмет радиолокационно контрастный. «ЗНАЧИТ, КОРАБЛЬ, А НЕ БРЕВНО»
Третье - раз не бревно, то стоят организовать специальную разведку, например, аэрофотосъемку. По фотографии знатоки-военные определяют «ЭТО АВИАНОСЕЦ»
Четвертое - по различным деталям производится последнее уточнение:
«АВИАНОСЕЦ «ИНТЕР-ПРАЙЗ»
Схема всегда условна, в, какой-то степени условно и то, о чем говорилось выше. Помимо техники, помимо незыблемых уставных правил, конечно же, существуют еще находчивость, инициатива, здравый смысл, и прочие замечательные человеческие качества, от которых тоже зависит очень многое. О них мы сегодня не говорили. Мы лишь коснулись - разумеется, очень кратко - роли физики, того, как она обеспечивает обнаружение объектов в самых различных условиях.
Полковник О. ВЛАДХМЫРОВ, В. КУЗЬМИН.
СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ ОБНАРУЖЕНИЯ
В МОРСКОЙ СРЕДЕ
Рассмотрим существующие способы обнаружения на основе данных, опубликованных в открытой иностранной печати.
Обнаружение различных объемов в толще ноты - одна из важнейших задач прикладной физики. Отставание в этой обжиги стало особенно наглядным посте долгих и безуспешных поисков затонувшей американской подводной лодки «Трешер» К настоящему времени определились направления разработок в этой области. Вот некоторые данные о системах, которые уже существуют, и о тех. которые еще разрабатываются.
Гидролокаторы. Они имеют в своей основе мощный передатчик ультразвуковых колебаний на частотах порядка нескольких сот килогерц. Информацию приносит отраженный сигнал. Гидролокаторы. перекрывающие полосу поиска до 90 метров, оказались единственным эффективным средство^, позволившим на заключительной стадии поиска американской подлодки «Трешер» получить некоторую информацию о её останках.
Потенциометрические системы металлоискателей. Их применение основано на том свойстве металлических предметов, что при погружении в морскую воду они становятся электрически поляризованными вследствие неоднородности кристаллической структуры. Вокруг таких предметов образуется статическое электрическое поле. Потенциометрические приборы фиксируют потенциал лежащего, например, на грунте предмета с расстояния до 10 и более метров, величиной всего в 3 - 5 микровольт.
Магнитометрические системы. Они обнаруживают магнитные поля находящихся в воде металлических предметов из ферромагнитных материалов. Их чувствительность очень велика (0,005 гаммы при фоне 60 000 гамм).
Электромагнитные искатели. Эти приборы аналогичны наземным миноискателям с их помощью можно обнаружить небольшую монетку на глубине до 10 метров.
НЕ ТОЛЬКО ЭНЕРГИЯ СОЛНЦА
Солнце позволяет нам, жителям Земли. видеть окружающий нас мир. Но единственный ли это источник земного видения? Пет, говорит наука. Космос посылает на Землю потоки энергии, которые вполне соизмеримы по мощности с причитающейся нашей планете долей солнечной энергии. В свою очередь, видимый участок солнечного спектра это по все, что солнце отдаст Земле. Вот тс энергетические основы, которые объясняют возможность, и существование пассивной радиолокации, или, как её еще называют, радиотепловой локации.
Представим себе широко, известный радиолокатор кругового обзора (такие ныне установлены на каждом транспортном самолете), на экране которого перед штурманом местность. находящаяся внизу. Изображение создастся за счет отражения от земли энергии радиоволн, вырабатываемой самолетным радиопередатчиком. А если передатчик не работает? Оказывается, при некоторых условиях (среди них важнейшее - высока я чувствительность приемных трактов) изображение все же будет, и при этом весьма четкое. Причина - переизлучение местностью, и объектами радиотепловой энергии, падающей на них и вне.
Примером такого «бесплатного» радиолокатора является американский AN/AAR 24, обладающий разрешающей способностью на местности порядка 10 метров. Фирма «Raytheon» создала радиотепловой локатор для искусственных спутников Земли, который позволяет обнаруживать береговую черту, и кильватерные струи кораблей. Предполагается, что вскоре появятся радиотепловые локаторы, которые позволят по тепловому следу, остающемуся на поверхности от кильватерной струи подводной лодки, обнаружить её и проложить её маршрут.
КОГДА ТЕХНИКА РЕШИТ ПРОБЛЕМУ РАДИОВИДЕНИЯ?
Техника уже сделала серьезный шаг к созданию систем радио-видения, в том числе видения на местности независимо от условий её освещенности. Возможность разработки таких систем приблизилась после создания так называемых радио локационных систем бокового обзора (РЛСБО), принцип действия которых достаточно прост радиолокационный луч с телесным углом в несколько долей градуса сканирует по местности в плоскости, перпендикулярной оси направления полета самолета. При этом, как бы набирается на одну строку изображение отдельных, различных по интенсивности элементов радиолокационного изображения местности, и объектов. Эго одна строка изображения. Комплектование строк образуется за счет движения самого самолета.
Разрешающие способности РЛСБО достаточно высокие - четыре и менее метров на поверхности Земли. РЛСБО уже вышли из стадии освоения, и ныне размещаются на серийных самолетах разведчиках США. Так, на одном из самолетов ВВС США поставлена станция, которая позволяет воспроизводить карту местности по обоим бортам полета и обнаруживать мелкие движущиеся цели.
По мере развития станций данного направления техника обнаружения будет приближаться к решению проблемы радиовидения. Дело, как будто бы за небольшим повысить разрешающую способность аппаратуры до десятков сантиметров на местности. Но никто не может сказать, сколько лет потребуется для решения этой задачи - год, два или десятилетие.
ФОТОАППАРАТЫ ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО
ФОТОГРАФИРОВАНИЯ
В НЕСКОЛЬКИХ
УЧАСТКАХ СПЕКТРА
Обычно фотоаппараты производят фотографирование, используя материалы, и оптику, реагирующие на освещение предмета лучами видимой части спектра, ограниченного длинами воли от 0,3 до 1,0 микрона.
Одновременное раздельное фотографирование одного, и того же объекта в разных участках спектра, в том числе в видимой части спектра, и в его инфракрасных участках, имеет большое преимущество. В печати отмечается, что такое фотографирование позволяет, например, отличать естественную зеленую окраску от искусственной, и таким образом вскрывать элементы маскировки тех или иных объектов.
Американская фирма «Иек» разработала аэрофотоаппарат, который производит съемку одновременно в G участках видимого, и в 3 участках инфракрасного диапазонов. Конечно, применение такого аппарата не ограничивается военными целями, и вообще аэрофотосъемкой; в медицине, и биологии, например, при макроскопических исследованиях новый метод фотографирования, бесспорно, позволит обнаружить много из того, что ранее было скрыто не-В03М0ЖН0С1Ы0, и разделить оттенки, и выделить детали различных явлений.
ОБЪЕКТИВ, УСТРЕМЛ ЕПНЫИ
НА ЗЕМЛЮ
На современных скоростях полета, по существу, невозможно получить, какую-либо информацию' о местности, и объектах на пей простым визуальным наблюдением, и даже обычным фотографированном Требуется специальная, весьма сложная аппаратура. Не случайно одна нидерландская фирма разработала фотоаппарат для фотографирования в полете на малых высотах ЛФЛ-ТЛ-7М, который обладает одной из самых коротких в мире (для аппаратов такою типа) экспозицией – I:15 000 сек (!).
Объем информации, получаемый современными аэрофотоаппаратами. колоссален. Они фотографируют с захватом о г юртой га до горизонта, имеют вакуумное выравнивание пленки, специальные устройства компенсации смаза изображения, вызываемого движением самолета, и обеспечивают высокое качество снимков.
ЛАЗЕ РЬ! - НА СЛУЖБЕ ОБНАРУЖЕНИЯ
В лице лазеров техника обнаружения нашла мощный источник подсвета при ведении ночного аэрофотографирования. С использованием лазеров резко сокращается область применения различных пиротехнических систем подсвета, и импульсных электроосветителей.
Ряд фирм уже занят серийным выпуском лазерных систем обнаружения. Так, например, американская фирма «Perkin–Elmer» сообщила, что созданная ею система позволяет получать ночные снимки самолетов.
автомобилей, и кораблей, качество изображения которых вполне соизмеримо со снимками. полученными с помощью дневных фотоаппаратов.
Как видно из зарубежной печати, весьма успешным обещает быть применение 1азеров в целях подводного обнаружения. Установлено, то морская вода имеет так называемые окна прозрачности в сине-зеленой, и зеленой областях спектра Применение лазеров для получения голографической записи позволит получать объемную визуальную информацию о подводном мире на дальностях до одного километра.
ТЕЛЕВИЗИОННЫМ ГЛАЗ
Как ни странно, но основное преимущество телевизионного обнаружения заключается не столько в быстром, как это казалось, когда-то, получении информации, сколько в резком, поистине колоссальном повышении чувствительности систем обнаружения к минимальной освещенности исследуемых предметов, и областей. Телевизионное обнаружение ныне объединяет в одну систему инфракрасные, и видимою света датчики изображения, многокаскадныс умножители, и собственно телевизионные передающие системы. Так, например, недавно американская фирма «General Electric» разработала телевизионную систему, которая позволяет обнаруживать объекты в условиях облачной или безлунной ночи.
Фирма RCA создает камеру. основным элементом которой будет решетка из 32 400 (180Х 180) фотосопротивлений на основе три-сульфида сурьмы. Расстояние между центрами этих сопротивлений составляет всего 0,5 миллиметра. По это не предел; фирма «Westinghouse» создала решетку из 160 000 сопротивлений, а фирма «Bell telephone» объявила о разработке ею решетки из 291 600 (!), что даст сокращение расстояния между центрами элементов до 20 микрон, и приблизит полученное изображение к фотографическому.
По энергии, излучаемой объектами разведки
Читайте в любое время
