Nie je to tak dávno, keď bolo známe, že jeden z unikátnych vzoriek špeciálneho vybavenia domáceho vývoja v blízkej budúcnosti sa začne používať ako učebná pomôcka. Podľa domácej tlače budúci rok vojensko-priemyselná spoločnosť „Vedecká a výrobná asociácia strojného inžinierstva“(Reutov) prevedie na niekoľko univerzít systémy elektronického boja založené na plazmovom generátore. Toto zariadenie bolo kedysi vyvinuté pre riadené strely Meteorite, ktoré sa nikdy nedostali do výroby. V pôvodnom projekte zariadenie pôvodného typu nedávalo očakávané výsledky, v dohľadnej dobe však bude môcť prispieť k ďalšiemu rozvoju technológií, vybavenia a zbraní.
Pripomeňme, že projekt Meteorit bol zahájený v polovici sedemdesiatych rokov minulého storočia a bol vyvinutý niekoľkými organizáciami na čele s OKB-52 (dnes NPO Mashinostroyenia). Na práci sa podieľal aj Výskumný ústav tepelných procesov (dnes Výskumné centrum pomenované po M. V. Keldyshovi), ktorý mal vyvinúť elektronické zariadenie pre elektronické protiopatrenia. Komplex elektronického boja pre sľubnú raketu obsahoval plazmový generátor, pomocou ktorého bol na prednej pologuli vytvorený oblak ionizovaného plynu. Táto „škrupina“nosa rakety umožnila znížiť pravdepodobnosť jeho detekcie radarovými stanicami.
Očakáva sa, že prenos unikátnych vzoriek rádioelektronického zariadenia, ktoré sa majú stať učebnými pomôckami, do určitej miery prispeje k príprave mladých špecialistov. Je celkom možné, že v budúcnosti podobné technológie použijú vo svojich nových projektoch vedci a dizajnéri, ktorí svojho času študovali plazmové generátory rakety Meteorite. Je potrebné poznamenať, že použitie plazmy a zariadení, ktoré ju generujú, má určité perspektívy a môže nájsť uplatnenie v nových modeloch vojenského vybavenia alebo zbraní.
Raketa „meteorit“. Foto Testpilot.ru
V kontexte praktickej aplikácie „plazmových“technológií by sme si mali najskôr pripomenúť projekt riadenej strely Meteorite, počas ktorého bol vytvorený prvý domáci plazmový generátor vhodný pre praktickú prevádzku. Spolu s inými prostriedkami elektronického boja mala raketa využívať tzv. plazmové delo. Pokiaľ by bolo potrebné pôsobiť proti nepriateľskému radaru, raketa by mala automaticky zapnúť príslušný generátor, ktorý na prednej pologuli vytvorí plazmový oblak.
Ionizovaný plyn kvôli svojim charakteristickým vlastnostiam zasahoval do normálnej prevádzky radarových zariadení. V závislosti od rôznych faktorov mohlo „plazmové delo“skryť raketu alebo zabrániť nepriateľskej stanici v zajatí alebo sprevádzaní rakety. Plazma okrem zníženia úrovne odrazeného signálu umožnila „maskovať“kompresor prúdového motora. Tento prvok lietadla má charakteristický tvar a odráža rádiový signál, ale zároveň ho v zásade nemožno prepracovať tak, aby sa znížila viditeľnosť. V projekte Meteorite bol problém skrytia kompresora vyriešený najzaujímavejším spôsobom.
„Plazmové delo“pre novú riadenú strelu sa dostalo do testovacej fázy. Toto zariadenie bolo nainštalované na experimentálnych raketách Meteorite, spolu s ktorými boli testované v testovacích rozsahoch. Komplex elektronického boja vrátane plazmového zariadenia vykazoval veľmi vysoký výkon. Pri pozorovaní letu rakety pomocou existujúcich radarov bolo pozorované prinajmenšom porušenie sledovania a sledovania cieľa. Z obrazovky tiež zmizlo znamienko.
V posledných rokoch, u nás i v zahraničí, kolujú trvalé zvesti o možnom vytvorení perspektívnych modelov lietadiel vybavených plazmovými generátormi. Očakáva sa, že použitie takéhoto zariadenia výrazne zníži viditeľnosť lietadla pre protivzdušnú obranu. O tieto technológie je záujem v kontexte úderných lietadiel a raketových technológií. V oblasti riadených striel bola kamufláž pomocou plazmového oblaku už testovaná počas testov, ktoré vykonali sovietski špecialisti v osemdesiatych rokoch minulého storočia.
Existujú informácie o inom spôsobe použitia plazmových generátorov ako súčasti leteckej alebo raketovej technológie. Zaujímavou vlastnosťou ionizovaného plynu je zmena jeho fyzikálnych vlastností. Má predovšetkým zníženú hustotu, čo je možné použiť na zvýšenie výkonu rakiet alebo lietadiel. Podľa povestí ruskí a čínski výrobcovia lietadiel v súčasnosti vykonávajú experimenty, v ktorých sú lietadlá vybavené špeciálnymi plazmovými generátormi. Úlohou tohto zariadenia je vytvoriť plazmovú „škrupinu“okolo vonkajšieho povrchu lietadla. Výsledkom by malo byť zníženie viditeľnosti a určité zlepšenie letových vlastností.
V ďalšej oblasti „aplikácie“je tvorba plazmy vedľajším účinkom, ktorý je možné použiť na jeden alebo iný účel. Je známe, že keď sa lietadlo pohybuje nadzvukovou rýchlosťou, okolo neho sa vytvorí škrupina ionizovaného plynu. V tomto prípade sa atmosférický vzduch ohrieva v dôsledku trenia a premeny kinetickej energie na teplo. Zaujímavým dôsledkom tejto vlastnosti hypersonickej technológie je možnosť odmietnutia špecializovaných generátorov: ich úloha môže byť prípadom požadovanej odolnosti voči tepelnému a mechanickému zaťaženiu.
Použitie plazmových generátorov na zníženie viditeľnosti alebo zlepšenie letových vlastností už bolo do určitej miery študované, ale stále zostáva otázkou vzdialenej budúcnosti. Plné využitie týchto technológií si vyžaduje nový výskum, ktorého výsledky vytvoria sľubné projekty. Niektoré metódy použitia plazmy sú však už v existujúcej technológii použité, ich účinok však nemusí byť taký nápadný a priťahovať pozornosť.
Prúdový motor AL-41F1S vybavený systémom plazmového zapaľovania. Foto Vitalykuzmin.net
V najnovších domácich projektoch prúdových motorov určených pre pokročilé lietadlá, tzv. plazmové zapaľovanie. Použitie takého systému na zapálenie zmesi vzduchu a paliva umožňuje zvýšiť prevádzkové vlastnosti zariadenia, ako aj zjednodušiť jeho konštrukciu a urobiť údržbu menej komplikovanou. Všetky tieto výhody sa dosahujú pomocou niekoľkých myšlienok, predovšetkým použitím plazmového oblúka, ktorý iniciuje spaľovanie paliva.
Predtým boli na zvýšenie nadmorskej výšky alebo na štart vo vysokých nadmorských výškach prúdové motory vybavené systémom doplňovania kyslíka, ktorý dodáva potrebný plyn do spaľovacej komory. Použitie kyslíkového systému do určitej miery komplikuje konštrukciu lietadla a vyžaduje si aj vhodnú infraštruktúru letiska. Požiadavky na projekt „Advanced Aviation Complex of Frontline Aviation“(PAK FA) stanovili za úlohu eliminovať potrebu dodávky kyslíka. Trysky spaľovacieho priestoru a prídavného spaľovania nových motorov majú svoje vlastné plazmové systémy. Pri dodávke paliva sa vytvorí oblúk, pomocou ktorého sa zapáli. V dôsledku toho nie je potrebný ďalší prívod kyslíka.
Plazmu je teoreticky možné použiť nielen na podporu rolí. Pred niekoľkými desaťročiami sa u nás uskutočnil výskum a experimenty, ktorých témou bolo použitie oblaku ionizovaného plynu ako škodlivého prvku. Podobné princípy by mohli byť použité aj v protiraketovej obrane na zničenie hlavíc nepriateľských rakiet. Pôvodný spôsob protiraketovej obrany však nebol prakticky uvedený do praxe a jeho perspektívy sú v súčasnosti vážne pochybné.
Pôvodný koncept protiraketovej obrany znamenal použitie štandardných radarových detekčných systémov v kombinácii s neobvyklými systémami protiraketovej obrany. Do komplexu vojenského materiálu bolo navrhnuté zahrnúť niekoľko takzvaných. plazmoidové pištole pozostávajúce z plazmových generátorov a vodičov zbernice. Úlohou druhého z nich bolo urýchliť zväzok ionizovaného plynu. V závislosti od pridelenej bojovej misie a parametrov vybavenia mohol komplex vyslať na cieľ prúd, rozbiehajúci sa prúd alebo toroidné krvné zrazeniny. Posledne menované boli pomenované „plazmoidy“.
Podľa výpočtov autorov myšlienky mohol komplex bojovej techniky vyslať toroidy najvyššou možnou rýchlosťou do nadmorskej výšky až 50 km. Úlohou riadiacich systémov a bojového komplexu bolo odoslať plazmové zrazeniny na vedúci bod letiacej hlavice nepriateľskej rakety. Predpokladalo sa, že pri kontakte plazmoidu a hlavice dôjde k vážnemu narušeniu toku. Dostať sa do cloudu s rôznymi fyzickými parametrami malo viesť k zblíženiu hlavice z danej trajektórie. Jednotka navyše musela byť vystavená preťaženiu, vrátane prekročenia limitu, ktoré ju zničilo.
V minulosti bolo navrhnuté postaviť prototyp systému plazmovej protiraketovej obrany a otestovať ho pomocou simulátorov hlavíc. Vzhľadom na zložitosť, vysoké náklady a výskyt rôznych problémov však pôvodný návrh nebol v praxi nikdy testovaný.
Všetky návrhy na využitie plazmy a inštalácií, ktoré ju vytvárajú v oblasti zbraní a vojenského materiálu, sú v kontexte ich ďalšieho vývoja veľmi zaujímavé. Využitie všetkých myšlienok a návrhov v praxi však môže byť spojené s mnohými inherentnými problémami. Všetky tieto nevýhody sú spojené s technologickými vlastnosťami a problémami v oblasti praktického použitia. Aby bolo možné zvládnuť sľubné vybavenie, je potrebné vyriešiť množstvo komplexných problémov s navrhovaním a tiež vytvoriť metódy využívania technológie, ktoré by umožnili získať najvyššiu možnú účinnosť.
Schéma komplexu protiraketovej obrany pomocou plazmoidov. Obrázok E-reading.club
Asi najnápadnejším problémom plazmových generátorov s požadovanými vlastnosťami je ich vysoká spotreba energie. Na vytvorenie oblaku ionizovaného plynu vyžadujú výkonné orgány špeciálneho zariadenia vhodné napájanie. Vybavenie lietadla elektrickým generátorom požadovaného výkonu je samo o sebe technickou výzvou. Bez svojho riešenia nebude lietadlo alebo raketa schopné používať plazmový generátor a v dôsledku toho nedostane požadované schopnosti.
Je potrebné poznamenať, že v rámci starého projektu „Meteorit“projektanti OKB-52 a príbuzných organizácií úspešne vyriešili problém s napájaním „plazmového dela“. Výsledky sú dobre známe: raketa sa stala mimoriadne ťažkým cieľom nepriateľských systémov protivzdušnej obrany.
Použitie plazmového oblaku na maskovanie lietadla je veľmi zaujímavé v kontexte skrytého prieniku k zamýšľaným cieľom, ale táto technológia má aj určité prevádzkové problémy. Plazmová „škrupina“, ktorá sa stane obrazovkou pre žiarenie nepriateľských radarových systémov, bude nevyhnutne zasahovať do prevádzky vlastných rádioelektronických zariadení alebo iných lietadiel. V dôsledku toho môžu nastať problémy s komunikáciou alebo môže byť vylúčené úplné používanie palubného radaru. Pôvodné vybavenie na zníženie podpisu si teda bude vyžadovať vytvorenie nových spôsobov bojového použitia lietadla alebo zbraní.
Ďalšou výzvou pre dizajnérov a vedcov je ochrana konštrukcie lietadla pred ionizovaným vysokoteplotným plynom. V prípade nadzvukových lietadiel je tento problém vyriešený už vo fáze vytvárania ich klzákov, pôvodne prispôsobených takýmto zaťaženiam. „Konvenčné“bojové lietadlá a rakety zatiaľ lietajú nižšou rýchlosťou a v dôsledku toho nepotrebujú špeciálnu ochranu pred vysokými teplotami okolia.
Na úplné využitie plazmových generátorov, ktoré obklopujú lietadlo oblakom ionizovaného plynu, je teda potrebná vhodná konštrukcia draku lietadla, aby sa vylúčil negatívny vplyv „škrupiny“na pokožku a ďalšie prvky lietadla.
Fyzika plazmy je doteraz dostatočne študovaná na to, aby bolo možné ionizovaný plyn v praxi použiť na jeden alebo iný účel. Niektoré oblasti použitia plazmových generátorov už boli študované a stanovené a výhody, ktoré takéto zariadenie môže poskytnúť, sú známe. Napriek tomu doteraz neobvyklé technológie nemali čas dosiahnuť plnohodnotnú praktickú aplikáciu. Jednotlivé vzorky tejto triedy už boli testované nezávisle aj ako súčasť väčších produktov. Niektoré zariadenia využívajúce princípy tvorby plazmy sú už blízko začiatku prevádzky.
Jednou zo vzoriek špeciálneho zariadenia, ktoré sa dostalo do testov a kontrol v praxi, je tzv. plazmové delo na riadené strely. Podľa najnovších správ domácej tlače by sa z nenárokovaných vzoriek takéhoto zariadenia mali budúci rok stať učebné pomôcky. Prežívajúce výrobky sú plánované na odovzdanie niekoľkým popredným technickým univerzitám v krajine. Je možné, že používanie plazmových generátorov pri výcviku mladých špecialistov tak či onak prispeje k ďalšiemu rozvoju technológií. S úspešným vývojom udalostí v budúcnosti budú nové technológie nielen študované a testované, ale tiež použité v projektoch so skutočnými perspektívami.
