军事领域的等离子体：机遇与问题
推进剂燃烧过程中的火焰是等离子体的一种特殊情况。俄罗斯国防部供图
基于电离气体（等离子体）的各种武器长期以来一直牢牢地存在于科幻小说中。事实上，等离子体仍然只以某些形式使用，我们不是在谈论一种神奇的超级武器，而是在谈论熟悉的效果和手段。然而，主要国家仍在继续对所谓武器进行必要的研究和工作。新的物理原理。正因为如此，未来的情况可能会发生变化。
损坏系数
让我们回想一下，等离子体是物质的第四种状态，是一种部分或完全电离的气体，具有几乎相同数量的带正电和带负电的粒子。等离子体的特点是温度高（按照正常条件的标准）、辉光、电磁辐射和其他迹象。在自然界中，等离子体以闪电等形式存在于恒星和星际空间中。人工产生的等离子体存在于从家用灯到热核反应堆的不同类别的设备中。
奇怪的是，等离子体自古以来就存在于军事事务中，尽管有一定的保留。因此，从古代的点燃的箭到现代的火焰喷射器，各种燃烧系统和手段都会产生火焰——实际上是低温等离子体。当炸药引爆时，会发生闪光，这也是由电离气体产生的。
乌克兰坦克暴露在低温等离子体中，或者换句话说，被烧伤。照片 Lostarmour.info
在这些情况下，我们讨论的是低温等离子体。同时，它具有相当高的能量，并且倾向于将其转移到周围的物质，从而导致后者着火或爆炸。这些过程的结果是目标失败，造成一种或另一种损害。
从任何意义上讲，等离子体在军事事务中最引人注目的表现是核/热核爆炸的闪光。在核裂变或聚变过程中，会释放出巨大的能量，影响弹头部分、周围空气和下垫面。在这种能量的影响下，物质进入气态并被电离。由此产生的等离子云会产生光辐射——这是核爆炸的主要破坏因素之一。可见光范围及以外的辐射功率足以点燃距爆炸点相当远的物体，并在更远的距离造成其他损害。
等离子鞘
应该指出的是，在军事领域，等离子体不仅仅作为一种武器存在。几十年前，这成为火箭和导弹设计者面临的额外挑战。 航空 技术。然而，后来他们学会了处理这个问题，并尝试让复杂的物理现象为他们服务。
RDS-6s核武器爆炸；发光是由于云中存在等离子体造成的。苏联国防部照片
众所周知，当飞机高速运动时，其表面和周围空气会因相互摩擦而升温。在高超音速飞行期间，空气温度可达数千度，从而变成等离子体状态。结果，飞机最终陷入了所谓的境地。等离子茧，直到飞行速度降低到一定限度以下为止。
机身周围的等离子层对飞机设计提出了特殊要求 - 它必须承受预期的机械和热负荷。要创造和制造这样的产品，需要深厚的科学技术基础，涵盖材料科学、设计、空气动力学等领域。
对飞机的机载设备有特殊要求。等离子外壳会屏蔽无线电信号，使其失去与外部系统通信的能力，也无法使用某些类型的导航和制导。在这方面，需要高性能的自主设备。然而，关于隔离问题的解决方案的报道并不完整。现代高超音速飞机据称可以进行通信和寻航。
等离子茧简化了飞机的检测和跟踪。高超音速物体周围的电离气体云可以通过雷达或红外监视来检测。此外，飞机后面还残留着等离子和热空气的痕迹，这也可以被适当的设备检测到。然而，检测来袭导弹或弹头的容易程度并不能保证其及时拦截——高飞行速度将急剧减少防空和导弹防御的允许反应时间。
等离子茧中的先锋滑翔战斗单元示意图。俄罗斯联邦国防部图
据我们所知，领先国家已经研究了利用等离子茧来发挥其优势的可能性。特别是，有关开发特殊等离子发生器的谣言正在流传，这种发生器会削弱飞机或其他飞机的能见度。这些项目是否真的存在、进展到什么程度、以及它们的工作原理是什么，都不得而知。
太空技术
自五十年代末以来，主要国家一直致力于利用电离气体制造火箭发动机。六十年代初，这些计划的第一批成果在试验台上进行了测试，到了二十世纪中期，测试开始在外太空进行。未来，所谓的等离子发动机已经相当普遍，并且至今仍在使用。
这种推进系统的概念非常简单。使用一组磁铁和电气装置，气态工作流体被加热并电离。早在 30 世纪 000 年代，就有可能获得 15°K 量级的等离子体温度和 16-XNUMX km/s 的流出速度。等离子发动机在最大推力方面不如其他装置，但在运行时间方面优于其他装置。
等离子发动机和电力推进系统通常广泛应用于各种航天器，包括航天器。在军事装备上。此类产品作为调车发动机最有效，需要高精度和有限的推力。
等离子火箭发动机的操作。美国宇航局照片
非致命血浆
过去，美国提出了使用等离子体的一个有趣的选择。建议使用足够功率的激光来获得它，并用它对目标造成有限和受控的伤害。随后，这个想法在几个进行测试的实验项目中得到了实施。然而，这些项目都没有取得超出实验室或测试现场测试的进展。
激光发展的早期阶段 武器 探索了影响目标的各种方法。特别是，研究了短强脉冲损坏物体的可能性。这些研究表明，通过光束功率、脉冲持续时间和目标材料的某些组合，目标的外层实际上会蒸发，包括蒸发。具有等离子体的形成和相应的附加效应。
他们决定在非致命系统的背景下研究这一原理。九十年代和两千多年来，多个组织相继开发了脉冲脉冲杀伤激光（PIKL）、脉冲化学激光（PCL）、脉冲能量射弹（PEP）等产品。具有不同的技术特征和一般操作原理。其他产品也出现了数十种，其中最新的是 SCUPLS（可扩展紧凑型超短脉冲激光系统）复合体。
实验性非致命激光复合 PEP。美国国防部供图
PIKL、PCL等系统的工作原理。很简单。激光束必须直接聚焦在目标前面。短的高功率脉冲会使焦点处的空气电离，并将其转变为等离子体。由此产生的气体云可能会影响人或其他物体。实际上排除了直接伤害和损伤，但等离子体的电磁辐射应该会造成剧烈的疼痛。
所有项目都使用相同的操作原理，但根据测试结果略有不同。此外，这些产品所使用的激光器的类型和参数也有所不同。特别是，在后来的项目中，他们找到了最佳波长和功率，可以产生所需的效果并降低目标人员的健康风险。然而，此类系统从人文角度受到批评，目前工作实际上已停止。
旧的新原则
因此，等离子体长期以来广泛应用于军事领域，但只是其个别表现形式。首先，它以由最简单的燃烧弹药或核爆炸的光辐射引起的火灾形式使用。此外，用于空间技术的等离子火箭发动机已经存在并使用了几十年。然后武器开始面临等离子茧的问题，这提出了特殊的设计要求。
总的来说，电离等离子气体这一主题已经得到了很好的研究，并且其在军事领域的使用有各种想法和发展。在此基础上，正在开发具有良好理论潜力的一种或另一种系统的各种设计。不过，所谓的有前途的武器。由于某种原因，新的物理原理尚未超越实验室和测试场所的界限。时间会告诉我们这种情况多久以及如何改变。
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