В. Жуков - Физика в бою
В перспективе следует ожидать, как считают зарубежные специалисты, применения ядерных двигателей и на ракетах, что позволит резко улучшить их тактикотехнические свойства. Огромное значение будут иметь ядерные силовые установки и ядерные источники питания для космических аппаратов различного назначения.
Ядерное оружие приобрело стратегическую значимость благодаря созданию совершенных носителей его — ракет. Современные баллистические и глобальные ракеты способны доставлять мощные ядерные боеприпасы в любой район земного шара. Чтобы преодолеть расстояние, скажем, в 10 тыс. км, межконтинентальной баллистической ракете требуется всего 25–30 минут. От ее удара вряд ли можно укрыться. А советские глобальные ракеты вообще вычеркнули понятие географической неуязвимости. Их удар неотвратим. Сочетание ядерных боеприпасов и ракет определило характер будущей войны как ракетно-ядерной войны межконтинентального размаха.
К важнейшим открытиям и достижениям физики, использованным при создании современной ракетной техники, следует отнести глубокую разработку вопросов аэродинамики, газовой динамики и ракетодинамики. В настоящее время эти научные направления — уже самостоятельные, чрезвычайно сложные и объемистые науки, имеющие много разветвлений. Но принципиально все они относятся к физическим наукам, их основы закладываются в механике, разделе физики, изучающем простейшее из всех форм движения — механическое движение.
Без развития аэродинамики было бы немыслимо создание современных боевых самолетов и крылатых ракет. Развитие реактивной авиации стало возможным благодаря появлению газовой динамики, основы аэродинамики больших скоростей и теории реактивных двигателей. Основоположник ее — выдающийся русский ученый академик С. А. Чаплыгин. Еще в 1902 г. он установил основные зависимости для движения газов с большими дозвуковыми и сверхзвуковыми скоростями. Результаты достижений газовой динамики нашли практическое применение при создании современной реактивной авиации и ракетной техники.
Скорости полета современных военных самолетов сейчас в 2–3 раза превышают скорость распространения звука. Но, как выяснилось, и это не предел. Дальнейшее увеличение скорости полета вызвало появление новой ветви аэродинамики — гиперзвуковой аэродинамики. Эта наука позволит обстоятельно изучить движение газа с большими сверхзвуковыми скоростями. Военное использование гиперзвуковой аэродинамики, по-видимому, приведет к созданию новых летательных аппаратов. Как считают за рубежом, они могут явиться новыми совершенными носителями ядерного оружия, а также мощными средствами противосамолетной и противоракетной обороны.
Полеты баллистических ракет и космических аппаратов на высотах 100–150 им в сильно разреженной атмосфере потребовали тщательного изучения законов движения летательных аппаратов в условиях, когда молекулы газа имеют большую длину свободного пробега, исчисляемую сотнями метров и даже несколькими километрами. Не случайно в настоящее время быстро — развивается экспериментальная и теоретическая аэродинамика сильно разреженных газов. Она позволяет рассчитывать параметры движения баллистических ракет при движении их в конце активного участка траектории и при входе в атмосферу, исследовать законы движения орбитальных самолетов, помогает более точно определять время существования космических аппаратов на орбите.
При движении ракет и других летательных аппаратов с большими скоростями в атмосфере, даже разреженной, возникают чрезвычайно высокие температуры, которые приводят к сильному нагреву стенок аппарата. Проблема «кинетического» нагрева весьма остра в авиации и ракетной технике. Необходимо изыскивать новые материалы и покрытия, способные выдерживать высокие температуры. Изучение движения тел при очень высоких температурах нагрева показало, что в так называемом пограничном слое (тонкий слой воздуха у стенок летательного аппарата) возникают электромагнитные явления, которые также необходимо учитывать. Исследованием электромагнитных явлений в пограничном слое занимается новая ветвь аэродинамики — магнитогидродинамика.
И наконец, о ракетодинамике. Основы ее создал выдающийся русский ученый К. Э. Циолковский. В своей знаменитой работе «Исследование мировых пространств реактивными приборами» (1903 г.) великий ученый установил основные законы движения ракет, вывел свою знаменитую формулу для расчета скорости многоступенчатой ракеты. В настоящее время это «настольная» формула для любого специалиста по ракетной технике. В результате развития аэродинамики, ракетодинамики и других направлений физики, использования достижений химии, радиоэлектроники, металлургии, приборостроения и оказалось возможным создать образцы военной ракетной техники. В настоящее время это важнейшая система вооружения.
Для этого вида оружия характерна высокая боевая эффективность во всем диапазоне дальностей, начиная от нескольких десятков и кончая несколькими сотнями километров. Ракеты оперативно-тактического назначения надежны в эксплуатации, не требуют много времени для подготовки к пуску. Они могут нести и ядерные заряды. Это открывает широкие возможности для поражения ядерными ударами любых объектов противника на поле боя. Точность наведения ракет сегодня такова, что ракета, пролетев свыше 12 тыс. км, отклоняется от заданной точки не более одного километра.
Физика в последние годы многого добилась и в области учения об электричестве и магнетизме, теории электромагнитного поля, электромагнитных волн и других разделов. Это привело к появлению таких самостоятельных наук, как, например, радиофизика и электроника. Они стали основой современных достижений в области радиоэлектроники, телемеханики, автоматики, вычислительной техники, без которых немыслимо развитие и применение современной военной техники.
Выдающееся научное достижение замечательного русского ученого А. С. Попова, открывшего принцип радиосвязи и явление отражения электромагнитных волн, последующие открытия физиков в области радиолокации и радиофизики ультракоротких волн привели к бурному внедрению в армии различных радиотехнических и радиоэлектронных систем. Они составляют сейчас основы систем связи, аппаратуры ночного видения, обнаружения самолетов и ракет в полете, управления полетом крылатых и баллистических ракет, используются для создания помех радиотехническим средствам управления противника.
Особое значение в военном деле получила радиолокация. Она стала важнейшим средством при создании эффективной противосамолетной и противоракетной обороны. Современные радиолокаторы, как отмечалось в зарубежной печати, в состоянии отыскать цель (самолет, ракету) на расстоянии 5000 км и более.
Большие возможности открываются благодаря достижениям в области физики твердого тела и полупроводников. Аппаратура связи, радиолокации, наведения становится более надежной в работе, компактной по размерам. Электронные приборы на полупроводниках не боятся ударов, тряски и могут служить в 5—10 раз дольше, чем на обычных радиолампах. Аппаратура становится более удобной и миниатюрной. Уже сейчас на вооружении армий появились компактные радиолокаторы на полупроводниках, легко переносимые одним-двумя солдатами. Есть отдельные типы радиостанций, которые можно разместить в каске.
Однако это не все. Достижения молекулярной электроники позволяют создать аппаратуру поистине микроскопических размеров. Она может быть собрана на специальных тончайших пленках или на так называемых твердых схемах. Твердыми их называют потому, что вся схема прибора спрятана внутри твердого вещества — кристалла.
Несколько слов еще об одном новом направлении в физике — квантовой радиофизике. Ее успехи открывают пути получения электромагнитных колебаний высокой интенсивности в узких лучах. Такие приборы в зарубежной литературе называют лазерами. По данным американской печати, при помощи лазеров удалось получить в импульсе мощность порядка 1–3 млн. вт. Подсчитано, что радиостанции на лазерах будут способны одновременно передавать тысячи телевизионных программ и телефонных переговоров. Некоторые зарубежные специалисты пытаются использовать квантовые генераторы для создания нового вида оружия — лучевого, которое якобы способно уничтожать живую силу и технику.
Мы рассмотрели основные направления, по которым физика — поистине безграничная в своих возможностях наука — влияет на современное военное дело. Как видно, это влияние огромно, и, несомненно, оно будет непрерывно возрастать. Точно так же обстоит дело и с другими областями современной науки. Это обязывает советских воинов всесторонне изучать не только тот вид техники, который им вверен, но и овладевать основами всех научно-технических знаний, связанных с прогрессом в военном деле. Широкие знания помогут воинам лучше усвоить свою роль и место как вооруженных защитников Родины, с большим эффектом выполнять задачи, связанные с дальнейшим укреплением оборонного могущества нашей страны.
