Není to tak dávno, co se ukázalo, že jeden z unikátních vzorků speciálního vybavení domácího vývoje v blízké budoucnosti začne být používán jako učební pomůcka. Podle domácího tisku převede v příštím roce vojensko-průmyslová společnost „Vědecká a výrobní asociace strojírenství“(Reutov) na několik univerzit systémy elektronického boje založené na plazmovém generátoru. Toto vybavení bylo kdysi vyvinuto pro řízené střely Meteorite, které se nikdy nedostaly do výroby. V původním projektu zařízení původního typu nepřineslo očekávané výsledky, ale v dohledné době bude moci přispět k dalšímu rozvoji technologií, vybavení a zbraní.
Připomeňme, že projekt Meteorit byl zahájen v polovině sedmdesátých let minulého století a byl vyvinut několika organizacemi v čele s OKB-52 (nyní NPO Mashinostroyenia). Na práci se podílel také Výzkumný ústav tepelných procesů (nyní Výzkumné centrum pojmenované po M. V. Keldyshovi), který měl vyvinout elektronické zařízení pro elektronická protiopatření. Komplex elektronického boje pro slibnou raketu obsahoval plazmový generátor, pomocí kterého byl na přední polokouli vytvořen oblak ionizovaného plynu. Tato „skořápka“nosu střely umožnila snížit pravděpodobnost jeho detekce radarovými stanicemi.
Očekává se, že přenos jedinečných vzorků radioelektronického vybavení, které se mají stát učebními pomůckami, do určité míry přispěje k odborné přípravě mladých specialistů. Je docela možné, že v budoucnu podobné technologie použijí ve svých nových projektech vědci a konstruktéři, kteří svého času studovali plazmové generátory rakety Meteorite. Je třeba poznamenat, že použití plazmy a zařízení, které ji generuje, má určité vyhlídky a může najít uplatnění v nových modelech vojenské techniky nebo zbraní.
Raketa "Meteorit". Foto Testpilot.ru
V souvislosti s praktickou aplikací „plazmových“technologií je třeba si nejprve připomenout projekt řízené střely Meteorite, během kterého byl vytvořen první domácí plazmový generátor vhodný pro praktický provoz. Spolu s dalšími prostředky elektronického boje měla raketa využívat tzv. plazmové dělo. Pokud by bylo nutné působit proti nepřátelskému radaru, raketa by měla automaticky zapnout příslušný generátor, který na přední polokouli vytvoří oblak plazmy.
Díky svým charakteristickým vlastnostem narušoval ionizovaný plyn normální provoz radarového zařízení. V závislosti na různých faktorech mohl „plazmový kanón“skrýt raketu nebo zabránit nepřátelské stanici zachytit nebo doprovodit raketu. Plazma kromě snížení úrovně odraženého signálu umožnila „zamaskovat“kompresor proudového motoru. Tento prvek letadla má charakteristický tvar a odráží rádiový signál, ale zároveň jej v zásadě nelze přepracovat, aby se snížila viditelnost. V projektu Meteorite byl problém skrytí kompresoru vyřešen tím nejzajímavějším způsobem.
„Plazmové dělo“pro novou řízenou střelu dosáhlo fáze testování. Toto zařízení bylo instalováno na experimentálních raketách Meteorite, spolu s nimiž byly testovány na testovacích vzdálenostech. Komplex elektronického boje, včetně plazmového vybavení, vykazoval velmi vysoký výkon. Při pozorování letu rakety pomocí stávajících radarů bylo pozorováno alespoň porušení sledování a sledování cíle. Také z obrazovky zmizela značka.
V posledních letech, jak u nás, tak v zahraničí, kolují trvalé zvěsti o možném vytvoření slibných modelů letadel vybavených plazmovými generátory. Očekává se, že použití takového vybavení výrazně sníží viditelnost letadla pro nepřátelskou protivzdušnou obranu. Takové technologie jsou zajímavé v kontextu úderných letadel a raketových technologií. Takže v oblasti řízených střel byla kamufláž pomocí plazmového oblaku již testována během testů prováděných sovětskými specialisty v osmdesátých letech minulého století.
Existují informace o dalším způsobu využití plazmových generátorů jako součásti letecké nebo raketové technologie. Zajímavou vlastností ionizovaného plynu je změna jeho fyzikálních vlastností. Zejména má sníženou hustotu, což lze použít ke zvýšení výkonu raket nebo letadel. Podle pověstí ruští a čínští výrobci letadel v současné době provádějí experimenty, ve kterých jsou letadla vybavena speciálními plazmovými generátory. Úkolem tohoto zařízení je vytvořit kolem vnějšího povrchu letadla plazmovou „skořápku“. Výsledkem by mělo být snížení viditelnosti a určité zlepšení letových výkonů.
V jiné oblasti „aplikace“je tvorba plazmy vedlejším účinkem, který lze použít k jednomu nebo jinému účelu. Je známo, že když se letadlo pohybuje nadzvukovou rychlostí, vytvoří se kolem něj obal ionizovaného plynu. V tomto případě se atmosférický vzduch ohřívá v důsledku tření a přeměny kinetické energie na teplo. Zajímavým důsledkem této vlastnosti hypersonické technologie je možnost odmítnutí specializovaných generátorů: jejich role může být případem požadované odolnosti vůči tepelnému a mechanickému zatížení.
Použití plazmových generátorů za účelem snížení viditelnosti nebo zlepšení letových vlastností již bylo do určité míry studováno, ale stále zůstává otázkou vzdálené budoucnosti. Plné využití těchto technologií vyžaduje nový výzkum, jehož výsledky vytvoří slibné projekty. Přesto jsou některé způsoby využití plazmy již použity ve stávající technologii, nicméně jejich účinek nemusí být tak nápadný a přitáhnout pozornost.
Proudový motor AL-41F1S vybavený plazmovým zapalovacím systémem. Foto Vitalykuzmin.net
V nejnovějších tuzemských projektech proudových motorů určených pro pokročilá letadla, tzv. plazmové zapalování. Použití takového systému pro zapalování směsi vzduchu a paliva umožňuje zvýšit provozní vlastnosti zařízení, jakož i zjednodušit jeho konstrukci a učinit údržbu méně komplikovanou. Všechny tyto výhody jsou dosaženy pomocí několika myšlenek, především použitím plazmového oblouku, který iniciuje spalování paliva.
Dříve byly pro zvýšení nadmořské výšky nebo pro start ve vysokých nadmořských výškách proudové motory vybaveny systémem doplňování kyslíku, který dodává potřebný plyn do spalovací komory. Použití kyslíkového systému do určité míry komplikuje konstrukci letadla a také vyžaduje vhodnou infrastrukturu letiště. Požadavky na projekt „Advanced Aviation Complex of Frontline Aviation“(PAK FA) stanovily za úkol eliminovat potřebu přísunu kyslíku. Trysky spalovací komory a přídavného spalování nových motorů mají vlastní plazmové systémy. Při dodávce paliva se vytvoří oblouk, pomocí kterého se zapálí. V důsledku toho není potřeba další přívod kyslíku.
Plazmu lze teoreticky využít nejen pro vedlejší role. Před několika desítkami let byl v naší zemi prováděn výzkum a experimenty, jejichž tématem bylo použití oblaku ionizovaného plynu jako škodlivého prvku. Podobné principy by mohly být použity v protiraketové obraně za účelem zničení hlavic nepřátelských raket. Původní metoda protiraketové obrany však nebyla prakticky uvedena do praxe a její vyhlídky jsou v tuto chvíli ve vážných pochybnostech.
Původní koncept protiraketové obrany předpokládal použití standardních radarových detekčních systémů v kombinaci s neobvyklými systémy protiraketové obrany. Bylo navrženo zahrnout do komplexu vojenské techniky několik takzvaných. plazmoidní zbraně, skládající se z plazmových generátorů a vodičů sběrnice. Ten měl za úkol urychlit hromadu ionizovaného plynu. V závislosti na přiřazené bojové misi a parametrech vybavení mohl komplex vyslat na cíl proud, rozbíhající se proud nebo toroidní plazmatické sraženiny. Ty byly pojmenovány „plazmoidy“.
Podle výpočtů autorů myšlenky by komplex bojové techniky mohl vyslat toroidy nejvyšší možnou rychlostí do nadmořské výšky až 50 km. Úkolem řídicích systémů a bojového komplexu bylo poslat plazmové sraženiny do hlavního bodu létající hlavice nepřátelské rakety. Předpokládalo se, že při kontaktu mezi plazmoidem a hlavicí dojde k vážnému narušení toku. Dostat se do cloudu s různými fyzickými parametry mělo vést ke sbližování hlavice z dané trajektorie. Kromě toho musela být jednotka vystavena přetížení, včetně těch, která překročila limit, a zničila ji.
V minulosti bylo navrženo postavit prototyp systému protiraketové obrany a vyzkoušet jej pomocí simulátorů hlavic. Vzhledem ke složitosti, vysokým nákladům a přítomnosti různých problémů však původní návrh nebyl v praxi nikdy vyzkoušen.
Všechny návrhy na využití plazmy a zařízení, které ji vytvářejí v oblasti zbraní a vojenského vybavení, jsou v kontextu jejich dalšího vývoje velmi zajímavé. Využití všech myšlenek a návrhů v praxi však může být spojeno s řadou inherentních problémů. Všechny tyto nevýhody jsou spojeny jak s technologickými rysy, tak s problémy v oblasti praktické aplikace. Aby bylo možné zvládnout slibné vybavení, je nutné vyřešit řadu složitých konstrukčních problémů a také vytvořit metody využití technologie, které by umožnily získat nejvyšší možnou účinnost.
Schéma komplexu protiraketové obrany pomocí plazmoidů. Obrázek E-reading.club
Asi nejnápadnějším problémem plazmových generátorů s požadovanými charakteristikami je jejich vysoká spotřeba energie. K vytvoření oblaku ionizovaného plynu vyžadují výkonné orgány speciálního vybavení odpovídající napájecí zdroj. Vybavit letadlo elektrickým generátorem požadovaného výkonu je samo o sobě technickou výzvou. Bez jeho řešení nebude letadlo nebo raketa schopno používat plazmový generátor a v důsledku toho nedostane požadované schopnosti.
Je třeba poznamenat, že v rámci starého projektu „Meteorit“konstruktéři OKB-52 a příbuzných organizací úspěšně vyřešili problém s napájením „plazmového děla“. Výsledky toho jsou dobře známy: raketa se stala extrémně obtížným cílem nepřátelských systémů protivzdušné obrany.
Použití plazmového oblaku k maskování letadel je velmi zajímavé v kontextu skrytého průlomu k zamýšleným cílům, ale tato technologie má také určité provozní problémy. Plazmová „skořápka“, která se stane obrazovkou radiace nepřátelských radarových systémů, bude nutně zasahovat do provozu vlastních radioelektronických zařízení nebo jiných letadel. V důsledku toho mohou nastat problémy s komunikací nebo může být vyloučeno plné použití palubního radaru. Původní vybavení pro zmenšení podpisu tedy bude vyžadovat vytvoření nových metod bojového použití letadel nebo zbraní.
Další výzvou pro konstruktéry a vědce je chránit konstrukci letadla před ionizovaným vysokoteplotním plynem. V případě hypersonických letadel je tento problém vyřešen již ve fázi vytváření jejich kluzáků, původně přizpůsobených takovým nákladům. „Konvenční“bojová letadla a rakety zatím létají nižší rychlostí a v důsledku toho nepotřebují speciální ochranu před vysokými okolními teplotami.
Pro plné využití plazmových generátorů, které obklopují letadlo oblakem ionizovaného plynu, je tedy zapotřebí odpovídající konstrukce draku, aby se vyloučil negativní účinek „skořápky“na kůži a další prvky letadla.
Fyzika plazmatu byla dosud dostatečně studována, takže ionizovaný plyn lze v praxi použít pro jeden nebo jiný účel. Některé oblasti použití plazmových generátorů již byly studovány a stanoveny a výhody, které takové zařízení může poskytnout, jsou známy. Přesto dosud neobvyklé technologie neměly čas dosáhnout plnohodnotné praktické aplikace. Jednotlivé vzorky této třídy již byly testovány jak samostatně, tak jako součást větších produktů. Některá zařízení využívající principy tvorby plazmy jsou již blízko začátku provozu.
Jedním ze vzorků speciálního vybavení, které se dostalo do testů a kontrol v praxi, je tzv. plazmové dělo pro řízené střely. Podle nejnovějších zpráv tuzemského tisku by se z nenárokovaných vzorků takového vybavení měly příští rok stát učební pomůcky. Přežívající produkty jsou plánovány k předání několika předním technickým univerzitám v zemi. Je možné, že použití plazmových generátorů při školení mladých specialistů tak či onak přispěje k dalšímu rozvoji technologií. S úspěšným vývojem událostí v budoucnosti budou nové technologie nejen studovány a testovány, ale také použity v projektech se skutečnými vyhlídkami.
