Какъв вид йонно оръдие са изобретили украинските учени. Електронни и йонни пушки

Изобретението се отнася до техника за получаване на импулсни високомощни йонни лъчи. Йонният пистолет дава възможност за получаване на лъчи с висока плътност на йонния ток върху външна цел. Катодът на пистолета е направен под формата на намотка с отвори за изход на йонен лъч. Вътре в катода има анод със заоблени краища и плазмообразуващи зони срещу дупките в катода. Повърхностите на анода и катода от страната на изхода на йонния лъч са изпълнени под формата на част от коаксиални цилиндрични повърхности. Катодът е направен от две пластини. Катодната плоча, която има отвори за извеждане на лъча, е свързана към тялото в двата края с помощта на щифтови гребени. Втората катодна плоча е свързана в двата края към клемите на два източника на ток с различна полярност, също чрез щифтови гребени срещу щифтовите гребени на първата плоча. Вторите клеми на източниците на ток са свързани към тялото на пистолета и разстоянието между съседните щифтове в щифтовите гребени е избрано да бъде по-малко от междината анод-катод. Този дизайн на йонната пушка позволява значително отслабване на напречното магнитно поле в пространството на залеза и получаване на балистично сближаващ се мощен йонен лъч. 2 болен.

Изобретението се отнася до ускорителната техника и може да се използва за генериране на мощни йонни лъчи. Практическа употреба високомощните йонни лъчи за технологични цели често изискват постигане на максималната възможна плътност на йонния лъч върху целевата повърхност. Такива лъчи са необходими при отстраняване на покрития и почистване на повърхността на части от въглеродни отлагания, нанасяне на филми от целеви материал и др. В този случай е необходимо да се осигури дълъг експлоатационен живот на йонния пистолет и стабилност на параметрите на генерирания лъч. Известно е устройство, проектирано да произвежда фокусиран по оста мощен йонен лъч (AS N 816316 „Йонна пушка за изпомпващи лазери“ Bystritsky V.M., Krasik Ya.E., Matvienko V.M. et al. „Magnetically isolated diode with B field“, Plasma Physics , 1982, том 8, т. 5, стр. 915-917). Това устройство се състои от цилиндричен катод, който има надлъжни процепи по дължината на неговата образуваща и е предназначен да извежда йонния лъч във вътрешнокатодното пространство. Към краищата на катода е свързан източник на ток, направен под формата на колело на катерица, създаващо изолиращо магнитно поле. Коаксиално на катода е разположен цилиндричен анод с плазмообразуващо покритие върху вътрешната му повърхност. Когато източникът на ток се задейства и към анода пристигне положителен импулс с високо напрежение, йоните, образувани от материала на анодното покритие, се ускоряват в междината анод-катод и се фиксират балистично към оста на системата. Висока степен на фокусиране се постига поради отсъствието на напречно магнитно поле в пространството на залеза и разпространението на йонния лъч при условия, близки до дрейфа без сила. Недостатъкът на това устройство е невъзможността да се получи фокусиран йонен лъч, излизащ от пистолета, за облъчване на цели, разположени извън него. Устройството, най-близко до предложеното по отношение на a. с. За прототип е избрано N 1102474 "Йонно оръдие". Този йонен пистолет съдържа катод, направен под формата на отворена плоска намотка с отвори за излизане от йонния лъч и плосък анод, разположен вътре в катода и имащ заобления в краищата си. На анода, срещу дупките в катода, има плазмообразуващи секции. Към отворените краища на катода е свързан източник на ток, а между същите тези краища на катода има тънък проводящ екран, направен под формата на полуцилиндър и имащ електрически контакт с двата края на катода. Този тънък екран задава цилиндричната геометрия на разпределението на електрическото поле в тази секция на йонния пистолет, което намалява локалната загуба на електрони към анода на това място. Ниската механична якост на тънкия екран е недостатък на това устройство, което намалява ресурса на продължителна работа на йонния пистолет. Просто увеличаване на дебелината на екрана е невъзможно, тъй като в този случай екранът започва значително да шунтира източника на ток и значително да изкривява разпределението на магнитното поле близо до себе си. Когато източникът на ток се задейства, в междината анод-катод се създава изолиращо напречно магнитно поле за електронния поток. Йоните пресичат ускоряващата междина само с леко отклонение от правата траектория. Преминавайки през дупките на катода, йонният лъч се неутрализира от студени електрони, изтеглени от стените на катода. При напускане на катодните отвори неутрализираният от заряда лъч започва да се разпространява в областта, където съществува напречно магнитно поле. Йонният пистолет използва бързо магнитно поле (десетки микросекунди) и масивни електроди, „непрозрачни“ за такива полета, което опростява геометричната настройка на системата и магнитната изолация (V.M. Bystritsky, A.N. Didenko „Мощни йонни лъчи.“ - M . : Енергоатомиздат 1984, с. 57-58). Тъй като линиите на магнитното поле са затворени и покриват катода, без да проникват в масивните електроди, йонният лъч, когато се движи от прорезите на катода към заземеното тяло (или целта, свързана с него), пресича магнитен поток, който е близък по величина до потокът в междината анод-катод. Наличието на напречно магнитно поле в каскадното пространство рязко влошава условията на транспортиране, а ъглите на отклонение на йонния лъч достигат 10 o в каскадното пространство. По този начин остава актуална задачата за създаване на йонна пушка, предназначена да генерира фокусиран йонен лъч върху външна цел с висока надеждност и дълъг експлоатационен живот. За да реши този проблем, йонният пистолет, подобно на прототипа, съдържа корпус, в който има катод под формата на намотка с отвори за извеждане на йонния лъч, анод със заоблени краища, разположен вътре в катода и имащ плазмообразуващ секции срещу катодните отвори. Отворените краища на катода са свързани към източник на ток. От страната на изхода на йонния лъч, повърхностите на анода и катода са направени под формата на част от коаксиални цилиндрични повърхности. За разлика от прототипа, йонният пистолет съдържа втори източник на ток, а катодната намотка е направена от две пластини. В този случай първата катодна плоча с отвори за извеждане на йонния лъч в двата края е свързана с корпуса на йонния пистолет посредством щифтови гребени. Втората катодна плоча, също чрез щифтови гребени срещу щифтовите гребени на първата плоча, е свързана в двата края към клемите на два източника на ток с различна полярност. Вторите клеми на източниците на ток са свързани към корпуса. Тази конструкция на катода позволява да се отдели областта на междината анод-катод, където има бързо изолиращо магнитно поле, от областта на дрейфа на йонния лъч, където не трябва да има напречно магнитно поле. В този дизайн катодна плоча с отвори за извеждане на мощен йонен лъч е вид магнитен екран за бързо поле. На фиг. 1 показва предложения йонен пистолет. Устройството съдържа катод, направен под формата на две плочи 1 и 2. Плоча 1 има отвори 3 за извеждане на лъча и е свързана от двете страни към тялото на йонния пистолет 4 посредством два щифтови гребена 5. Втората катодна плоча 2 е свързани към изводите на два противоположно поляризирани източника на ток 6 посредством щифтови гребени 7, насочени срещуположно на гребените 5. Вторите изводи на източниците на ток 6 са свързани към тялото на йонния пистолет 4. Повърхността на катодната плоча 1 е извит под формата на част от цилиндрична повърхност, така че оста на цилиндъра да е разположена в областта 8. Вътре в композитната катодна намотка има плосък анод 9, който има заобления в краищата си и плазмообразуващо покритие 10, разположено срещу отворите 3 в плочата 1. Анодът 10 също е извит под формата на част от цилиндрична повърхност и има обща ос с катода, който в случая е фокусът 8 на системата . На фиг. Фигура 2 показва конструкцията на контращифтови гребени 5 и 7, свързващи катодните пластини 1 и 2 с корпуса 4 и източниците на ток 6. Устройството работи по следния начин. Включени са многополярни източници на ток 6, чиито клеми са свързани към корпуса на пистолета 4 и плоча 2 чрез щифтови гребени 7. По веригата - тяло 4, първи източник на ток 6, щифтов гребен 7, катодна плоча 2, втора щифтов гребен 7, втори източник на ток 6, корпус 4 - тече ток, създавайки изолиращо поле в междината анод-катод. Магнитното поле, създадено от тока, протичащ през катодната плоча 2, е ограничено от катодната плоча 1, свързана в двата края към тялото на йонния пистолет 4 посредством щифтови гребени 5, противоположно насочени на гребените 7. При това катодната плоча 1 е екран за бързото поле, което не прониква в следанодната област, разположена от процепите 3 до фокусното петно ​​8. В този случай индуциран ток протича по повърхността на електрода 1 обърната към анода, чиято повърхностна плътност е близка до повърхностната плътност на тока по дължината на плочата 2, и в областта на гребени с противоположни щифтове 5 и 7, разстоянието между съседните щифтове на които е избрано да бъде по-малко от анода -катодна междина, създава магнитно поле, близко до полето в областта, където са разположени изходните отвори 3. Симетрията на веригата на йонната пушка води до факта, че в областта на транспортиране на йонния лъч от прорези 3 до фокусното петно ​​8 има само слаби разпръснати полета в сравнение с магнитните полета в междината анод-катод. В момента на максимално магнитно поле в междината анод-катод към анода 9 се подава импулс с положителна полярност от импулсен генератор с високо напрежение (не е показан на чертежа). Плътната плазма, образувана върху плазмообразуващите зони 10 на повърхността на анода, служи като източник на ускорени йони. Йоните, ускоряващи се в междината анод-катод, преминават през дупки 3 в катода и се транспортират в пространството зад катода до областта на фокусното петно ​​8. В сравнение с прототипа, където величината на напречното магнитно поле близо до катода зад прорезите достигат 40% от амплитудата на полето в междината анод-катод, в това устройство остатъчното поле може лесно да бъде намалено до част от процента. В този случай се осъществява почти безсилово дрейфиране на йонния лъч към целта. Тъй като повърхностите на анода 9 и катода 1 от страната на изхода на йонния лъч имат цилиндрична геометрия, йоните, излизащи от процепите 3, ще бъдат балистично фокусирани върху ос 8. Степента на фокусиране ще бъде ограничена главно от аберациите на лъча при катодните процепи и температурата на анодната плазма. В сравнение с прототипа, достижимата плътност на йонния лъч върху целта се увеличава няколко пъти при същите параметри на генератора за високо напрежение.

ИСК

Йонен пистолет, съдържащ катод, разположен в корпус, направен под формата на намотка, свързан към източник на ток и имащ отвори за извеждане на лъча, анод със заоблени краища, разположен вътре в катода и имащ плазмообразуващи секции срещу катодните отвори , а повърхностите на анода и катода на изходния йонен лъч са огънати под формата на част от коаксиални цилиндрични повърхности, характеризиращи се с това, че съдържат втори източник на ток, катодната бобина е съставена от две плочи, докато катодната плоча, която има отвори за извеждане на йонния лъч, е свързана в двата края към тялото на йонния пистолет посредством щифтови гребени, а втората катодна плоча е свързана към клемите на два източника на ток с различна полярност чрез щифтови гребени срещу щифтови гребени на първата плоча, вторите клеми на източниците на ток са свързани към тялото на пистолета.

Лъчеви оръжия - колко реални са?

Камера за презареждане на лъчево оръдие.

("Крилати ракети в морски бой" от Б. И. Родионов, Н. Н. Новиков, изд. Воениздат, 1987 г.)

Лъчево оръжие

Така стигнахме до прословутото йонно оръдие. Въпреки това, лъч от заредени частици не е такъв
непременно йони. Това могат да бъдат електрони, протони и дори мезони. Можете да овърклокнете и
неутрални атоми или молекули.

Същността на метода е, че се ускоряват заредени частици с маса в покой
линеен ускорител до релативистични (от порядъка на скоростта на светлината) скорости и се превръщат в
вид „куршуми“ с висока проникваща способност.

Забележка: първите опити за осиновяване лъчево оръжиедатират от 1994 г.
Изследователската лаборатория на ВМС на САЩ проведе серия от тестове, които разкриха
че лъч от заредени частици е способен да пробие проводящ канал в атмосферата без никакви специални
загубите се разпространяват в него на разстояние от няколко километра. Предполагаше се
използвайте лъчеви оръжия за борба с самонасочващи се противокорабни ракети.
При енергия на „изстрел“ от 10 kJ електрониката за насочване на целта е повредена, импулс от 100 kJ
подкопа бойната глава и 1 MJ доведе до механично разрушаване на ракетата. въпреки това
усъвършенстването на други методи за борба с противокорабните ракети ги направи
по-евтини и по-надеждни, така че лъчевите оръжия не се вкорениха във флота.

Но изследователите, работещи в рамките на SDI, обърнаха голямо внимание на това.
Въпреки това, още първите експерименти във вакуум показаха, че насочен лъч от заредени частици
невъзможно да се направи паралел. Причината е електростатичното отблъскване на същия
заряди и кривина на траекторията в магнитното поле на Земята (в случая именно силата на Лоренц).
За орбиталните космически оръжия това беше неприемливо, тъй като говорихме за прехвърляне
енергия на хиляди километри с висока точност.

Разработчиците поеха по различен път. Заредените частици (йони) се ускоряват в ускорителя и
след това в специална камера за презареждане те се превърнаха в неутрални атоми, но скоростта
в същото време практически нямаше загуба. Лъч от неутрални атоми може да се разпространява произволно
далеч, движейки се почти успоредно.

Има няколко фактора за увреждане на сноп от атоми. Използват се като ускорени частици
протони (водородни ядра) или дейтрони (деутериеви ядра). В камерата за презареждане стават
водородни или деутерийни атоми, летящи със скорости от десетки хиляди километри в секунда.

При попадение в целта атомите лесно се йонизират, губейки един електрон, докато дълбочината
проникването на частици се увеличава десетки и дори стотици пъти. В резултат на това се случва
термично разрушаване на метал.

В допълнение, когато частиците на лъча се забавят в метала, ще възникне така нареченото „тормоза“.
радиация", разпространяваща се по посока на лъча. Това са рентгенови кванти на твърдия
обхват и рентгенови кванти.

В резултат на това, дори ако обшивката на корпуса не е проникната от йонния лъч, спирачното лъчение
най-вероятно ще унищожи екипажа и ще повреди електрониката.

Също така, под въздействието на лъч от високоенергийни частици, в корпуса ще се предизвикат вихрови образувания.
токове, които генерират електромагнитен импулс.

По този начин лъчевите оръжия имат три увреждащи фактора: механични
разрушаване, насочено гама лъчение и електромагнитен импулс.

Въпреки това „йонното оръдие“, описано в научната фантастика и включено в много компютърни игри
игрите са мит. В никакъв случай такова оръжие в орбита няма да успее
проникне в атмосферата и удари всяка цел на повърхността на планетата. Също така
обитателите му могат да бъдат бомбардирани с папки с вестници или ролки тоалетна хартия. Е, може би
планетата е лишена от атмосфера и нейните жители, които не се нуждаят от дишане, се разхождат свободно по улиците на града.

Основната цел на лъчевите оръжия е бойни частиракети в екзоатмосферния участък, совалка
кораби и аерокосмически самолети от клас Спирала.

ЛЪЧЕВО ОРЪЖИЕ

Увреждащият фактор на лъчево оръжие е силно насочен лъч от заредени или
неутрални частици с висока енергия - електрони, протони, неутрални водородни атоми.
Мощният поток от енергия, пренасян от частиците, може да създаде интензивен
топлинни ефекти, механични ударни натоварвания, иницииране на рентгеново лъчение.
Използването на лъчеви оръжия се отличава с мигновеността и внезапността на поразяващия ефект.
Ограничаващият фактор в обсега на това оръжие са газовите частици,
разположени в атмосферата, с атомите на които ускорените частици взаимодействат, постепенно
губейки енергията си.

Най-вероятните цели на лъчевите оръжия може да са човешка сила,
електронно оборудване, различни оръжейни системи и военна техника: балистичен и
крилати ракети, самолети, космически кораби и др. Работа по създаването на лъчеви оръжия
получи най-голяма скорост малко след прокламацията на американския президент Роналд Рейгън
SOI програми.

Националната лаборатория в Лос Аламос става център за научни изследвания в тази област.
Експериментите по това време бяха проведени на ускорителя ATS, след това на по-мощни ускорители.
В същото време експертите смятат, че подобни ускорители на частици ще бъдат надеждно средство
избор на атакуващи бойни глави на вражески ракети на фона на „облак“ от фалшиви цели. Проучване
В Ливърморската национална лаборатория също се разработват електронни лъчеви оръжия.
Според някои учени там са правени успешни опити за получаване на поток
високоенергийни електрони, мощността стотици пъти по-голяма от получената в
изследователски ускорители.

В същата лаборатория, в рамките на програмата „Антигона“, експериментално е установено, че
че електронният сноп се разпространява почти идеално, без разсейване, по йонизираната
канал, създаден преди това от лазерен лъч в атмосферата. Инсталации за лъчево оръжие имат
големи масово-размерни характеристики и следователно могат да бъдат създадени като стационарни или
на специално подвижно оборудване с тежка товароподемност.

PS: случайно в добре позната общност science_freaks възникна спор за реалността
лъчеви оръжейни системи, а опонентите все повече твърдят, че не е реален.
След като се разрових в източници, отворени за целия интернет, изрових много информация, част от която цитирах
по-висок. Интересува ме кой какво разумно може да каже въз основа на наличието на съществуващи такива и перспективи
разработване на нови оръжейни системи, класифицирани като лъчеви оръжия?

Военен развити страниТе непрекъснато търсят принципно нови видове оръжия, за да имат тактическо и стратегическо предимство. По едно време един от обещаващите видове стратегически оръжияимаше така нареченото йонно оръдие, което използва йони или неутрални атоми вместо снаряди.

Във фантастични произведения подобни оръжиянаречени бластери, дезинтегратори и куп други имена. По принцип съвременните технологии позволяват създаването на такива оръжия в метал, но има редица ограничения, които не позволяват използването на тези оръжия дори за стратегически цели.

Историята на йонното оръдие започва в САЩ, когато задграничните военни започват да търсят нови начини за неутрализиране съветски ракетис множество бойни глави. Когато бойна глава на летяща ракета беше облъчена с йони, възникнаха смущения поради повреди в полупроводникови устройства, а вихровите токове създадоха смущения в изпълнителните механизми. Ако конвенционалната единица практически нямаше управляваща електроника, тогава при облъчване тя продължи да лети по същата траектория. И когато бойната глава беше облъчена, ракетата трябваше да започне да търкаля от едната към другата страна. По този начин йонното оръдие трябваше да помогне бързо да се разграничат бойните глави от имитациите.

Изследванията на този тип оръжия започват в Лос Аламос, където и първите атомна бомба. След известно време се появиха първите резултати. Оказа се, че лъч от частици или лазерен лъч с мощност десет хиляди джаула лесно дезориентира навигационния блок на ракетата. Лъч с мощност от сто хиляди джаула може да предизвика детонация на бойната глава на наближаваща ракета поради електростатична индукция, но лъч с милион джаула просто повреди цялата електроника на ракетата толкова много, че тя престана да функционира.

При техническата реализация на йонната пушка възникнаха редица технически трудности. Първият проблем беше, че подобно заредените йони просто не можеха да летят в плътен лъч поради факта, че се отблъскваха един друг и вместо плътен и мощен импулс, резултатът беше разпръснат и много слаб. Вторият проблем беше, че йоните взаимодействаха с атомите в атмосферата, губеха енергия и се разсейваха. Друга техническа трудност беше, че лъчът от заредени частици просто се отклони от права траектория поради взаимодействие с магнитното поле.

Тези технически трудности бяха преодолени с интересни технически решения. Пред основния лъч от частици се излъчва мощен лазерен импулс, който йонизира въздуха по пътя си и създава вакуум, така необходим за движението на лъча от частици. Направена е промяна директно в дизайна на ускорителя на частици; инсталирана е допълнителна камера, където ускорените йони се комбинират с електрони и се излъчват от неутрални атоми. Неутралните атоми не взаимодействаха с магнитното поле на Земята и се движеха праволинейно в йонизирания канал.

Друг проблем, който стои на пътя на разработчиците на такива оръжия, не може да бъде решен дори с помощта на най-много модерни технологии. Този проблем се крие във факта, че няма компактен и много мощен източник на енергия, способен да осигури функционирането на такива оръжия. До такова йонно оръдие трябва да се изгради отделна електроцентрала, което е напълно недопустимо поради високите разходи и демаскирането.

Научнофантастичните филми ни дават ясна представа за арсеналите на бъдещето - това са различни бластери, светлинни мечове, инфразвукови оръжия и йонни оръдия. Междувременно модерни армии, както преди триста години, трябва да разчитате основно на куршуми и барут. Ще има ли пробив във военното дело в близко бъдеще, трябва ли да очакваме появата на оръжия, които работят на нови физически принципи?

История

Работата по създаването на такива системи се извършва в лаборатории по целия свят, но специални успехиУчените и инженерите още не могат да се похвалят. Военните експерти смятат, че те ще могат да участват в реални бойни действия не по-рано от няколко десетилетия.

Сред най-обещаващите системи авторите често споменават йонни оръдия или лъчеви оръжия. Принципът му на действие е прост: кинетичната енергия на електрони, протони, йони или неутрални атоми, ускорени до огромни скорости, се използва за унищожаване на обекти. По същество тази система е ускорител на частици, поставен на военна служба.

Лъчевите оръжия са истинско творение на Студената война, което заедно с бойните лазери и ракетите за прехващане са предназначени да унищожат Съветски бойни главив космоса. Създаването на йонни оръдия е извършено като част от известната програма на Рейгън Междузвездни войни. След разпадането на Съветския съюз подобни разработки спряха, но днес интересът към тази тема се връща.

Малко теория

Същността на работата на лъчевите оръжия е, че частиците се ускоряват в ускорител до огромни скорости и се превръщат в уникални миниатюрни „снаряди“ с колосална проникваща способност.

Обектите са повредени поради:

• електромагнитен импулс;
• излагане на силна радиация;
• механично разрушаване.

Мощен енергиен поток, който носят частиците, има силен топлинен ефект върху материалите и структурата. Той може да създаде значителни механични натоварвания в тях и да наруши молекулярната структура на живата тъкан. Предполага се, че лъчевите оръжия ще могат да унищожават корпуси самолет, деактивират електрониката им, дистанционно взривяват бойна глава и дори разтопяват ядрения „пълнеж“ на стратегическите ракети.

За увеличаване на разрушителния ефект се предлага да се нанасят не единични удари, а цели серии от импулси с висока честота. Сериозно предимство на лъчевите оръжия е тяхната скорост, която се дължи на огромната скорост на излъчваните частици. За да унищожи обекти на значително разстояние, йонното оръдие изисква мощен източник на енергия като ядрен реактор.

Един от основните недостатъци на лъчевите оръжия е ограничението на тяхното действие в земната атмосфера. Частиците взаимодействат с газовите атоми, губейки своята енергия. Предполага се, че в такива условия обхватът на поразяване на йонното оръдие няма да надвишава няколко десетки километра, така че засега не може да се говори за обстрел на земната повърхност от орбита.

Решение на този проблем може да бъде използването на разреден въздушен канал, през който заредените частици ще се движат без загуба на енергия. Всичко това обаче са само теоретични изчисления, които никой не е проверил на практика.

В момента най-обещаващата област на приложение на лъчевите оръжия се счита за противоракетна отбрана и унищожаване на вражески космически кораби. Освен това за орбита ударни системиНай-интересното е използването не на заредени частици, а на неутрални атоми, които са предварително ускорени под формата на йони. Обикновено се използват водородни ядра или неговият изотоп деутерий. В камерата за презареждане те се превръщат в неутрални атоми. При попадение в целта те лесно се йонизират, а дълбочината на проникване в материала се увеличава многократно.

Създаване на бойни системи, работещи вътре земна атмосфера, все още изглежда малко вероятно. Американците разглеждат лъчевите оръжия като възможно средство за унищожаване противокорабни ракети, но по-късно тази идея е изоставена.

Как е създадено йонното оръдие

Появата на ядрени оръжия доведе до безпрецедентна надпревара във въоръжаването между Съветския съюз и Съединените щати. Още в средата на 60-те години броят на ядрените заряди в арсеналите на суперсилите възлиза на десетки хиляди, а междуконтиненталните оръжия се превръщат в основното средство за тяхната доставка. балистични ракети. По-нататъшното увеличаване на техния брой нямаше практически смисъл. За да получите предимство в това смъртоносна надпревара, съперниците трябваше да измислят как да защитят собствените си съоръжения от ракетен ударвраг. Така се появи концепцията за противоракетната отбрана.

23 март 1983 г американски президентРоналд Рейгън обяви началото на Инициативата за стратегическа отбрана. Нейната цел беше гарантирана защита на територията на САЩ от съветски ракетен удар, а инструментът за нейното изпълнение беше пълно господство в космоса.

Повечето от елементите на тази система бяха планирани да бъдат поставени в орбита. Значителна част от тях бяха най-мощното оръжие, разработен на нови физични принципи. За да унищожат съветските ракети и бойни глави, те възнамеряваха да използват лазери с ядрено изпомпване, атомни сачми, конвенционални химически лазери, релсови оръдия, както и лъчеви оръжия, инсталирани на тежки орбитални станции.

Трябва да се каже, че изучаването на вредните ефекти на високоенергийните протони, йони или неутрални частици започва още по-рано - приблизително в средата на 70-те години.

Първоначално работата в тази насока има по-скоро превантивен характер - американското разузнаване съобщава, че подобни експерименти активно се провеждат в Съветския съюз. Смяташе се, че СССР е напреднал много по-далеч по този въпрос и може да приложи на практика концепцията за лъчеви оръжия. Самите американски инженери и учени не вярваха наистина във възможността за създаване на пушки, които изстрелват частици.

Работата в областта на създаването на лъчеви оръжия беше контролирана от известната DARPA - Агенцията за напреднали изследователски проекти на Пентагона.

Те бяха проведени в две основни направления:

1. Създаване на наземни ударни съоръжения, предназначени за унищожаване на вражески ракети (ПРО) и самолети (ПВО) в атмосферата. Клиентът на тези изследвания беше американската армия. За тестване на прототипите е построен полигон с ускорител на частици;
2. Разработване на космически базирани бойни инсталации, поставени на космически кораби тип совалка за унищожаване на обекти в орбита. Планът беше да се създадат няколко прототипа на оръжия и след това да се тестват в космоса, унищожавайки един или повече стари спътници.

Любопитно е, че в земни условия е планирано да се използват заредени частици, а в орбита да се изстреля лъч от неутрални водородни атоми.

Възможността за „космическо“ използване на лъчеви оръжия предизвика истински интерес сред ръководството на програмата SDI. Проведени са няколко изследвания, които потвърждават теоретичната способност на такива инсталации да решават проблемите на противоракетната отбрана.

Проект "Антигона"

Оказа се, че използването на лъч от заредени частици е свързано с определени трудности. След като напуснат инсталацията, поради действието на силите на Кулон, те започват да се отблъскват, което води не до един мощен изстрел, а до много отслабени импулси. Освен това траекториите на заредените частици се огъват под въздействието на земното магнитно поле. Тези проблеми бяха решени чрез добавяне на така наречената камера за презареждане към конструкцията, която беше разположена след горния етап. В него йоните се превръщат в неутрални атоми и впоследствие вече не си влияят един на друг.

Проектът за създаване на лъчеви оръжия беше изтеглен от програмата "Междузвездни войни" и получи собственото си име - "Антигона". Вероятно това е направено с цел запазване на развитието и след закриването на SDI, чийто провокативен характер не предизвиква особени съмнения сред армейското ръководство.

Цялостното управление на проекта е извършено от специалисти от ВВС на САЩ. Работата по създаването на орбитално лъчево оръдие продължи доста бързо; дори бяха изстреляни няколко суборбитални ракети с прототипни ускорители. Тази идилия обаче не продължи дълго. В средата на 80-те години духнаха нови политически ветрове: между СССР и САЩ започна период на разведряване. И когато разработчиците се приближиха до етапа на създаване на експериментални прототипи, съветски съюзнаредено да живее дълго и по-нататъшната работа по противоракетната отбрана загуби всякакъв смисъл.

В края на 80-те години Антигон е преместен във военноморския отдел и причините това решениеостана неизвестен. Около 1993 г. са създадени първите предварителни проекти за корабна противоракетна отбрана на базата на лъчеви оръжия. Но когато стана ясно, че е необходима огромна енергия за унищожаване на въздушни цели, моряците бързо загубиха интерес към подобна екзотика. Очевидно не им харесваше много перспективата да превозват допълнителни баржи с електроцентрали зад корабите. И цената на такива инсталации очевидно не добави към ентусиазма.

Бийм инсталации за Междузвездни войни

Любопитно е как точно са планирали да използват лъчеви оръжия в открития космос. Основният акцент беше поставен върху радиационния ефект на лъч от частици при рязко забавяне в материала на обекта. Смяташе се, че получената радиация може гарантирано да извади от строя електрониката на ракетите и бойните глави. Физическото унищожаване на цели също се смяташе за възможно, но изискваше голяма продължителност и сила на удара. Разработчиците изхождат от изчисленията, че лъчевите оръжия в космоса са ефективни на разстояния от няколко хиляди километра.

В допълнение към унищожаването на електрониката и физическото унищожаване на бойни глави, те искаха да използват лъчеви оръжия за идентифициране на цели. Факт е, че когато навлиза в орбита, ракетата изстрелва десетки и стотици фалшиви цели, които на радарните екрани не се различават от истинските бойни глави. Ако облъчите такъв клъстер от обекти с лъч от частици дори с ниска мощност, тогава по излъчването можете да определите кои от целите са фалшиви и по кои трябва да се открие огън.

Възможно ли е да се създаде йонно оръдие?

Теоретично е напълно възможно да се създаде лъчево оръжие: процесите, протичащи в такива инсталации, отдавна са добре известни на физиците. Друго нещо е да се създаде прототип на такова устройство, подходящо за реално използване на бойното поле. Не е за нищо, че дори разработчиците на програмата "Междузвездни войни" предположиха появата на йонни оръдия не по-рано от 2025 г.

Основният проблем при изпълнението е източникът на енергия, който, от една страна, трябва да бъде доста мощен, от друга, да има повече или по-малко разумни размери и да не струва твърде много. Горното е особено важно за системи, предназначени да работят в космоса.

Докато нямаме мощни и компактни реактори, проектите за лъчева противоракетна отбрана, като бойните космически лазери, е най-добре да бъдат отложени.

Перспективите за наземно или въздушно използване на лъчеви оръжия изглеждат още по-малко вероятни. Причината е същата - не можете да инсталирате електроцентрала на самолет или танк. Освен това, когато се използват такива инсталации в атмосферата, ще е необходимо да се компенсират загубите, свързани с поглъщането на енергия от въздушни газове.

В местните медии често се появяват материали за създаването на руски лъчеви оръжия, за които се предполага, че имат чудовищна разрушителна сила. Естествено, подобни разработки са строго секретни, така че не се показват на никого. По правило това са обикновени псевдонаучни глупости като торсионна радиация или психотропни оръжия.

Възможно е изследванията в тази област все още да са в ход, но докато не бъдат решени фундаменталните въпроси, няма надежда за пробив.

Ако имате въпроси, оставете ги в коментарите под статията. Ние или нашите посетители ще се радваме да им отговорим

Някои частици от йонна пушка имат потенциални практически приложения, като напр противоракетна системазащита или защита от метеорити. Въпреки това, по-голямата част от концепциите за тези оръжия идват от света на научната фантастика, където тези видове оръжия присъстват в голямо изобилие. Те са известни под много имена: фазери, оръдия с частици, йонни оръдия, оръдия с протонен лъч, лъчеви оръдия и др.

Концепция

Концепцията за частично лъчеви оръжия идва от стабилни научни принципи и експерименти, които в момента се провеждат по света. Един ефективен процес за повреда или унищожаване на цел е просто прегряване, докато моментално изчезне. Въпреки това, след десетилетия на изследвания и разработки, частично лъчевите оръжия са все още в етап на изследване и тепърва предстои да тестваме на практика дали такива оръжия могат да се използват като ефективно оръжие. Много хора мечтаят да сглобят йонно оръдие със собствените си ръце и да тестват свойствата му на практика.

Ускорители на частици

Ускорителите на частици са добре развита технология, използвана в научно изследванеза десетилетия. Те използват електромагнитни полетаза ускоряване и насочване на заредени частици по предварително определен път, а електростатичните „лещи“ фокусират тези потоци в сблъсъци. Катодно-лъчева тръба в много телевизори от 20-ти век и компютърни монитори- много прост тип ускорител на частици. По-мощните версии включват синхротрони и циклотрони, използвани в ядрени изследвания. Електронно-лъчевите оръжия са усъвършенствана версия на тази технология. Той ускорява заредени частици (в повечето случаи електрони, позитрони, протони или йонизирани атоми, но много напредналите версии могат да ускорят други частици като живачни ядра) почти до скоростта на светлината и след това ги изстрелва към цел. Тези частици имат огромна кинетична енергия, с която зареждат материята на повърхността на целта, причинявайки почти мигновено и катастрофално прегряване. Това по същество е основният принцип на действие на йонното оръдие.

Физически характеристики

Основните възможности на йонното оръдие все още се свеждат до незабавно и безболезнено унищожаване на целта. Лъчите от заредени частици се разминават бързо поради взаимно отблъскване, така че най-често се предлагат лъчи от неутрални частици. Оръжията с неутрален лъч на частици йонизират атомите, като отнемат електрон от всеки атом или като позволяват на всеки атом да улови допълнителен електрон. След това заредените частици се ускоряват и неутрализират отново чрез добавяне или премахване на електрони.

Циклотронните ускорители на частици, линейните ускорители на частици и синхротронните ускорители на частици могат да ускоряват положително заредените водородни йони, докато скоростта им се доближи до скоростта на светлината и всеки отделен йон има кинетична енергия от 100 MeV до 1000 MeV или повече. Получените високоенергийни протони след това могат да уловят електрони от тези на емитерните електроди и по този начин да бъдат електрически неутрализирани. Това създава електрически неутрален, високоенергиен лъч от водородни атоми, който може да тече по права линия близо до скоростта на светлината, за да разбие и повреди целта си.

Нарушаване на ограниченията на скоростта

Пулсиращият лъч от частици, излъчван от такова оръжие, може да съдържа 1 гигаджаул кинетична енергия или повече. Скоростта на лъча, приближаваща скоростта на светлината (299 792 458 m/s във вакуум), комбинирана с енергията, създадена от оръжието, отрича всякакви реалистични средства за защита на целта от лъча. Закаляването на целта чрез екраниране или избор на материали би било непрактично или неефективно, особено ако лъчът може да се поддържа при пълна мощност и точно фокусиран върху целта.

В американската армия

Инициативата за отбранителна стратегия на САЩ инвестира в разработването на технология за сноп от неутрални частици за използване като оръжие в космоса. Технологията за ускорител на неутрален лъч е разработена в Националната лаборатория в Лос Аламос. Прототип на неутрално водородно лъчево оръжие беше изстрелян на борда на суборбитална сондажна ракета от ракетата White Sands през юли 1989 г. като част от проекта Beam Experiments Aboard Rocket (BEAR). Той достигна максимална надморска височина от 124 мили и работи успешно в космоса в продължение на 4 минути, преди да се върне на Земята. През 2006 г. възстановеното експериментално устройство беше преместено от Лос Аламос в Музея на въздуха и космоса Смитсониън във Вашингтон, окръг Колумбия. въпреки това пълна историяРазвитието на йонното оръдие е скрито от широката публика. Кой знае какви други оръжия са придобили американците през годините? напоследък. Войните на бъдещето може много да ни изненадат.

Във вселената на Междузвездни войни

В " Междузвездни войни„Йонните въздушни оръдия са форма на оръжие, чиито йонизирани частици, способни да нарушат електронните системи, могат дори да извадят от строя голям капитален кораб. По време на битката при остров Сика, продължителният огън от тези оръдия от множество кораби причини значителни щети на корпуса на поне един лек крайцер клас Arquitens.

Светлинният прехващач от клас Eta-2 използва подобни оръдия, които изхвърлят плазма, което може да причини временни електрически повреди в механизма при удар.

Изтребителите Y-wing също бяха оборудвани с тези оръдия, предимно тези, използвани от Златната ескадрила на Алианса. Въпреки че тяхното огнево поле беше донякъде ограничено, йонните оръдия бяха достатъчно мощни, че три експлозии бяха достатъчни, за да извадят от строя команден крайцер Arquitens, но само една, за да извади от строя напълно изтребител TIE/D Defender. Това беше демонстрирано по време на престрелката в мъглявината Археон.

В началото на Войните на клонираните тя оборудва масивния тежък крайцер Sujugator с огромни йонни оръдия. Под командването на генерал Грийвъс крайцерът атакува десетки военни кораби на Републиката и им дава да опитат разрушителната сила на йонните оръжия. След битката при Абрегадо Републиката научава за тях.

Йонните оръдия на Fury бяха деактивирани от Republic Shadow Squadron по време на битка близо до мъглявината Kaliida. Гигантският крайцер по-късно беше унищожен, когато генералът-джедай Анакин Скайуокър залови кораба отвътре и го принуди да се разбие в Мъртвата луна на Антара.

По време на ранния бунт срещу Галактическата империя, бомбардировачите на Gold Squadron бяха оборудвани с йонни оръдия. Крайцерите MC75, използвани от Rebel Alliance, бяха въоръжени с тежки йонни стойки.

По време на Галактиката гражданска войнаБунтовническият алианс използва стационарно йонно оръдие, за да изключи Звездни разрушителиЕскадрони на смъртта по време на евакуацията на Echo Base.

Програма за DDOS

Low Orbit Ion Cannon е мрежова помощна програма с отворен код и приложение за атака на отказ на услуга, написано на C#. LOIC първоначално е разработен от Praetox Technologies, но по-късно е пуснат за безплатно обществено ползване и сега се хоства на няколко платформи с отворен код.

LOIC извършва DoS атака (или, когато се използва от няколко страни, DDoS атака) на целеви сайт, като насочва към сървър с TCP или UDP пакети, за да наруши услугата на конкретен хост. Хората използваха LOIC, за да се присъединят към доброволни ботнети.

Софтуервдъхнови самостоятелна версия на JavaScript, наречена JS LOIC, както и уеб версия на LOIC, наречена Low Orbit Web Cannon. Тя ви позволява да извършите DoS атака директно от вашия уеб браузър.

Метод на защита

Експерти по сигурността, цитирани от BBC, посочиха, че добре проектираните настройки на защитната стена могат да филтрират повечетотрафик от DDoS атаки през LOIC, като по този начин предотвратява пълната ефективност на същите тези атаки. В поне един случай филтрирането на целия UDP и ICMP трафик блокира LOIC атаката. Тъй като доставчиците на интернет услуги предоставят по-малка честотна лента на всеки от своите клиенти, за да осигурят гарантирани нива на обслужване на всички свои клиенти едновременно, тези типове правила за защитна стена са по-ефективни, ако се внедряват в точка нагоре по веригата на сървъра на приложения Интернет връзка нагоре. С други думи, лесно е да принудите ISP да отхвърли трафика, предназначен за клиент, като изпрати повече трафик, отколкото му е позволено, и всяко филтриране, което се случва от страна на клиента, след като трафикът премине тази връзка, не може да попречи на доставчика на услугата да отхвърли излишък на трафик, предназначен за този потребител. Така се извършва атаката.

LOIC атаките се идентифицират лесно в системните регистрационни файлове и атаката може да бъде проследена до използваните IP адреси.

Основното оръжие на анонимните

LOIC беше използвано от Anonymous по време на Project Chanology за атака на уебсайтове на Църквата на сциентологията и след това успешно атакува уебсайта на Асоциацията на звукозаписната индустрия на Америка през октомври 2010 г. След това приложението беше използвано отново от Anonymous по време на тяхната операция Occupy през декември 2010 г. за атака на уебсайтовете на компании и организации, които се противопоставиха на WikiLeaks.

В отговор на затварянето на услугата за споделяне на файлове Megaupload и ареста на четирима служители, членовете на групата Anonymous стартираха DDoS атаки на уебсайтовете на Universal Music Group (компанията, отговорна за делото срещу Megaupload), Министерството на САЩ Правосъдие и Службата за авторско право на Съединените щати, Федералното бюро за разследване, MPAA, Warner Music Group и RIAA, както и HADOPI, следобед на 19 януари 2012 г. - чрез същия „пистолет“, който позволява атаки на всеки сървър.

Приложението LOIC е кръстено на йонното оръдие, измислено оръжие от много научнофантастични творби, видеоигри и по-специално поредицата Командни игри& Conquer. Трудно е да се назове игра, която няма оръжие с това име. Например в играта Stellaris йонното оръдие играе важна роля, въпреки факта, че тази игра е икономическа стратегия, макар и с космическа обстановка.