군사 문제의 플라즈마 : 기회와 문제
추진제 장약의 연소 중 불꽃은 플라즈마의 특별한 경우입니다. 사진 제공: 러시아 국방부
이온화 가스(플라즈마)를 기반으로 한 다양한 무기는 오랫동안 공상 과학 소설에 확고하게 자리 잡았습니다. 실제로 플라즈마는 여전히 특정 형태로만 사용되며 환상적인 초강력 무기가 아니라 친숙한 효과와 수단에 대해 이야기하고 있습니다. 그러나 주요 국가들은 소위 무기에 대한 필요한 연구와 작업을 계속하고 있습니다. 새로운 물리적 원리. 덕분에 향후 상황은 바뀔 수도 있습니다.
손상 요인
플라즈마는 물질의 네 번째 상태이며 거의 동일한 수의 양전하와 음전하를 띤 입자가 있는 부분적으로 또는 완전히 이온화된 가스라는 점을 기억해 봅시다. 플라즈마는 (정상 조건의 표준에 따라) 높은 온도, 발광, 전자기 복사 및 기타 징후가 특징입니다. 자연에서 플라즈마는 별과 성간 공간, 번개 등의 형태로 발견됩니다. 인공적으로 생성된 플라즈마는 가정용 램프부터 열핵 원자로에 이르기까지 다양한 등급의 장치에 존재합니다.
특정 유보가 있기는 하지만 고대부터 군사 업무에 플라즈마가 존재했다는 것이 궁금합니다. 따라서 고대의 점화 화살부터 현대 화염 방사기에 이르기까지 다양한 방화 시스템과 수단이 화염, 즉 실제로는 저온 플라즈마를 생성합니다. 폭발물이 폭발하면 섬광이 발생하며 역시 이온화된 가스에 의해 생성됩니다.
이 경우 저온 플라즈마에 대해 이야기하고 있습니다. 동시에, 그것은 상당히 높은 에너지를 가지며 주변 물질로 전달되는 경향이 있으며 이로 인해 후자의 화재 또는 폭발이 발생합니다. 이러한 프로세스의 결과는 대상이 패배하여 하나 또는 다른 손상을 초래하는 것입니다.
모든 의미에서 군사 업무에서 플라즈마의 가장 눈에 띄는 징후는 핵/열핵 폭발의 섬광입니다. 핵분열이나 핵융합 중에 엄청난 에너지가 방출되어 탄두 부분, 주변 공기 및 기본 표면에 영향을 미칩니다. 이 에너지의 영향으로 물질은 기체 상태가 되어 이온화됩니다. 그 결과 플라즈마 구름은 핵폭발의 주요 피해 요인 중 하나인 빛 복사를 생성합니다. 가시 범위 및 그 이상의 방사능은 폭발 지점으로부터 상당한 거리에 있는 물체를 발화시키고 더 먼 거리에 있는 다른 손상을 유발하기에 충분합니다.
플라즈마 외장
군사 업무에서 플라즈마는 일종의 무기로만 존재하는 것이 아니라는 점에 유의해야 합니다. 수십 년 전에는 디자이너에게 추가적인 과제가 되었습니다. 미사일 и 비행 기술. 그러나 나중에 그들은 이 문제를 다루는 방법을 배웠고 복잡한 물리적 현상을 활용하려는 시도도 이루어졌습니다.
RDS-6s 핵무기 폭발; 빛은 구름에 플라즈마가 존재하기 때문입니다. 소련 국방부 사진
항공기가 고속으로 이동할 때 표면과 주변 공기가 서로의 마찰로 인해 가열된다는 것은 잘 알려져 있습니다. 극초음속 비행 중에 공기 온도는 수천도에 도달할 수 있으며 그 결과 플라즈마 상태로 변합니다. 결과적으로 항공기는 소위 종료됩니다. 플라스마 고치는 비행 속도가 특정 한계 이하로 감소할 때까지 유지됩니다.
신체 주변의 플라즈마 층은 항공기 설계에 특별한 요구 사항을 부여합니다. 이는 예상되는 기계적 및 열적 부하를 견뎌야 합니다. 이러한 제품을 만들고 제조하려면 재료 과학, 디자인, 공기 역학 등의 분야를 포괄하는 진지한 과학 및 기술 기반이 필요합니다.
항공기 탑재 장비에 대한 특별한 요구 사항이 발생합니다. 플라즈마 쉘은 무선 신호를 차단하여 외부 시스템과의 통신 기능을 상실하게 하며 일부 유형의 탐색 및 안내도 사용할 수 없습니다. 이를 위해서는 고성능의 자율주행 장비가 필요하다. 그러나 격리 문제에 대한 해결책에 대한 단편적인 보고서가 있습니다. 현대 극초음속 항공기는 통신과 유도 기능을 수행할 수 있는 것으로 추정됩니다.
플라즈마 고치는 항공기 탐지 및 추적을 단순화합니다. 극초음속 물체 주변의 이온화된 가스 구름은 레이더나 적외선 감시를 통해 감지할 수 있습니다. 또한 항공기 뒤에는 플라즈마 및 뜨거운 공기의 흔적이 남아 있으며 이는 적절한 장비를 통해 감지할 수도 있습니다. 그러나 들어오는 미사일이나 탄두를 쉽게 탐지한다고 해서 적시에 요격할 수 있는 것은 아닙니다. 비행 속도가 빠르면 미사일이나 탄두에 대한 허용 반응 시간이 급격히 줄어듭니다. 방공-찬성.
플라즈마 누에고치 안에 있는 Avangard 글라이딩 전투 유닛의 도식적 표현. 러시아 연방 국방부 그래픽
우리가 아는 한, 주요 국가에서는 플라즈마 고치를 활용하는 가능성을 연구해 왔습니다. 특히 비행기나 다른 항공기의 시야를 손상시켜야 하는 특수 플라즈마 발생기의 개발에 대한 소문이 돌고 있습니다. 그러한 프로젝트가 실제로 존재하는지, 얼마나 진행되었는지, 어떤 원칙에 따라 작동하는지 알 수 없습니다.
우주 기술
XNUMX년대 후반부터 주요 국가에서는 이온화 가스를 이용한 로켓 엔진을 만들기 위해 노력해 왔습니다. XNUMX년대 초반에 이러한 프로그램의 첫 번째 결과가 테스트 벤치에서 테스트되었으며, XNUMX년대 중반에는 우주 공간에서 테스트가 시작되었습니다. 앞으로는 소위 플라즈마 엔진은 널리 보급되었으며 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다.
이러한 추진 시스템의 개념은 매우 간단합니다. 일련의 자석과 전기 장치를 사용하여 기체 작동 유체가 가열되고 이온화됩니다. 이미 30년대에 000°K 정도의 플라즈마 온도와 15-16km/s의 유출 속도를 얻는 것이 가능했습니다. 플라즈마 엔진은 최대 추력 측면에서 다른 설치보다 열등하지만 작동 시간 측면에서 성능이 뛰어납니다.
일반적으로 플라즈마 엔진과 전기 추진 시스템은 다양한 우주선에서 널리 사용됩니다. 군사 장비에. 이러한 제품은 높은 정밀도와 제한된 추력이 요구되는 션팅 엔진으로 가장 효과적입니다.
플라즈마 로켓 엔진의 작동. NASA의 사진
치명적이지 않은 플라즈마
플라즈마를 사용하는 흥미로운 옵션이 과거 미국에서 제안되었습니다. 충분한 출력의 레이저를 사용하여 이를 획득하고 이를 사용하여 대상에 제한적이고 통제된 피해를 입히는 것이 제안되었습니다. 그 후, 이 아이디어는 테스트를 거친 여러 실험 프로젝트에서 구현되었습니다. 그러나 이들 프로젝트 중 어느 것도 실험실이나 테스트 현장에서의 테스트 이상으로 진행되지 않았습니다.
레이저 개발 초기 단계 оружия 목표에 영향을 미치는 다양한 방법이 탐구되었습니다. 특히, 짧고 강력한 펄스로 물체를 손상시킬 가능성이 연구되었습니다. 이러한 연구에 따르면 빔 전력, 펄스 지속 시간 및 표적 물질의 특정 조합을 사용하면 표적의 외부 층이 말 그대로 증발하는 것으로 나타났습니다. 플라즈마 형성 및 그에 상응하는 추가 효과가 있습니다.
그들은 치명적이지 않은 시스템의 맥락에서 이 원리를 연구하기로 결정했습니다. XNUMX년대와 XNUMX년 동안 여러 조직에서 PIKL(Pulsed Impulsive Kill Laser), PCL(Pulsed Chemical Laser), PEP(Pulsed Energy Projectile) 등의 제품을 연속적으로 개발했습니다. 다양한 기술적 특징과 일반적인 작동 원리를 갖추고 있습니다. 수십 대에는 SCUPLS(Scalable Compact Ultra-Short Pulse Laser System) 복합체가 포함된 다른 제품도 등장했습니다.
실험적 치명적이지 않은 레이저 복합 PEP. 미국 국방부의 사진
PIKL, PCL 등 시스템의 작동 원리. 충분히 간단했습니다. 레이저 빔은 대상 바로 앞에 초점을 맞춰야 했습니다. 짧고 강력한 펄스는 초점의 공기를 이온화하여 플라즈마로 전환합니다. 생성된 가스 구름은 사람이나 다른 물체에 영향을 미칠 수 있습니다. 직접적인 부상이나 손상은 사실상 배제되었지만 플라즈마의 전자기 방사선은 심각한 통증을 유발했어야 했습니다.
모든 프로젝트는 동일한 작동 원리를 사용했으며 테스트 결과에 따라 약간씩 다릅니다. 또한 제품마다 사용되는 레이저의 유형과 매개변수가 달랐습니다. 특히 이후 프로젝트에서는 원하는 효과를 제공하고 대상자의 건강에 대한 위험을 줄이는 최적의 파장과 전력을 발견했습니다. 그러나 이러한 시스템은 인본주의적인 관점에서 비판을 받아 현재는 사실상 작업이 중단되었습니다.
기존의 새로운 원칙
따라서 플라즈마는 오랫동안 군사 업무에 널리 사용되어 왔지만 개별적인 표현에서만 사용되었습니다. 우선 가장 간단한 소이탄이나 핵폭발의 빛방사로 인한 화재의 형태로 사용된다. 또한, 우주기술을 위한 플라즈마 로켓엔진은 수십년 동안 존재하고 사용되어 왔습니다. 그런 다음 무기는 특별한 설계 요구 사항을 적용하는 플라즈마 누에 고치 문제에 직면하기 시작했습니다.
일반적으로 이온화 플라즈마 가스에 대한 주제는 잘 연구되어 왔으며, 이를 군사 분야에서 활용하기 위한 다양한 아이디어와 개발이 진행되고 있다. 이를 바탕으로 이론적 잠재력이 좋은 한 종류 또는 다른 시스템의 다양한 설계가 개발되고 있습니다. 그러나 소위 유망한 무기. 어떤 이유로든 새로운 물리적 원리는 아직 실험실과 테스트 현장의 경계를 넘어서지 못했습니다. 이 상황이 얼마나 빨리, 어떻게 바뀔지는 시간이 말해 줄 것입니다.
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