Самонасочващ се ускорител на частици. Бум! Това нещо ще изпържи половината град.
Ефрейтор Хикс, игрален филм "Извънземни"

Фентъзи литературата и киното използват различни още съществуващи типове. Това са различни бластери, лазери, железопътни оръдия и много други. В някои от тези области в момента се работи в различни лаборатории, но все още няма голям успех и масовото практическо приложение на такива проби ще започне поне след няколко десетилетия.

Сред другите фантастични класове оръжия, т.нар. йонни оръдия. Те също понякога се наричат ​​лъчеви, атомни или частични (този термин се използва много по-рядко поради специфичния звук). Същността на това оръжие е да ускори всякакви частици до скорости, близки до светлината, с последващото им насочване към целта. Такъв сноп от атоми, притежаващ колосална енергия, може да причини сериозни щети на врага дори по кинетичен начин, да не говорим за йонизиращо лъчение и други фактори. Изглежда съблазнително, нали, господа военни?

В рамките на работата по Инициативата за стратегическа отбрана в САЩ бяха разгледани няколко концепции за прехващане на вражески ракети. Между другото беше проучена и възможността за използване на йонни оръжия. Първата работа по темата започва през 1982-83 г. в Националната лаборатория в Лос Аламос в ускорителя ATS. По-късно започнаха да използват други ускорители, а след това Ливърморската национална лаборатория също беше заета с изследвания. В допълнение към преките изследвания върху перспективите за йонни оръжия, и двете лаборатории също се опитаха да увеличат енергията на частиците, естествено с оглед на военното бъдеще на системите.

Въпреки инвестирането на време и усилия, изследователският проект за лъчево оръжие Antigone беше изтеглен от програмата SDI. От една страна, това може да се разглежда като отказ от безперспективна посока, от друга страна, като продължаване на работата по проект, който има бъдеще, независимо от умишлено провокативната програма. Освен това в края на 80-те години Antigone беше прехвърлен от стратегическа противоракетна отбрана към корабна отбрана: Пентагонът не уточни защо е направено това.

В хода на изследването на въздействието на лъчеви и йонни оръжия върху целта беше установено, че лъч от частици / лазерен лъч с енергия от порядъка на 10 килоджаула е в състояние да изгори оборудване за самонасочване на противокорабни ракети. 100 kJ при подходящи условия вече могат да предизвикат електростатична детонация на заряда на ракетата, а лъч от 1 MJ буквално прави наносито от ракетата, което води до разрушаване на цялата електроника и до експлозия на бойната глава. В началото на 90-те години се появи мнение, че йонните оръдия все още могат да се използват в стратегическата противоракетна отбрана, но не и като средство за унищожение. Беше предложено да се изстрелват лъчи от частици с достатъчна енергия към „облак“, състоящ се от бойни глави на стратегически ракети и примамки. Според замисъла на авторите на тази концепция, йоните трябваше да изгорят електрониката на бойните глави и да ги лишат от способността да маневрират и да се насочват към целта. Съответно, чрез рязка промяна в поведението на етикета на радара след залп, бойните глави могат да бъдат изчислени.

В хода на работата обаче изследователите се сблъскват с проблем: в използваните ускорители могат да се ускоряват само заредени частици. И тази "малка риба" има една неудобна черта - те не искаха да летят в приятелски куп. Благодарение на едноименния заряд частиците се отблъскват и вместо точен мощен изстрел се получават много много по-слаби и разпръснати. Друг проблем, свързан с изгарянето на йони, беше кривината на тяхната траектория под въздействието на магнитното поле на Земята. Може би затова йонните оръдия не бяха допуснати в системата за стратегическа противоракетна отбрана - тя изискваше стрелба на големи разстояния, където кривината на траекториите пречеше на нормалната работа. На свой ред използването на "йонни хвърлячи" в атмосферата беше възпрепятствано от взаимодействието на изстреляните частици с молекулите на въздуха.

Първият проблем с точността беше решен чрез въвеждане на специална камера за презареждане в пистолета, разположена след горния етап. В него йоните се връщаха в неутрално състояние и вече не се отблъскваха, след като напуснаха "муцуната". В същото време взаимодействието на частиците от куршуми с частиците на въздуха е леко намаляло. По-късно, по време на експерименти с електрони, беше установено, че за да се постигне най-ниско разсейване на енергия и да се осигури максимална далечина на стрелба, е необходимо целта да се освети със специален лазер преди стрелба. Благодарение на това в атмосферата се създава йонизиран канал, през който електроните преминават с по-малка загуба на енергия.

След въвеждането на камерата за презареждане в оръдието се забелязва леко повишаване на бойните му качества. В тази версия на пистолета протоните и дейтроните (ядра на деутерий, състоящи се от протон и неутрон) бяха използвани като снаряди - в камерата за презареждане те прикрепиха електрон към себе си и полетяха към целта под формата на атоми водород или деутерий, съответно. При попадение в цел атомът губи електрон, разпръсква т.нар. спирачно лъчение и продължава да се движи вътре в целта под формата на протон/деутерон. Също така под действието на освободените електрони в метална мишена могат да се появят вихрови токове с всички произтичащи от това последствия.

Цялата работа на американските учени обаче остана в лабораториите. Приблизително до 1993 г. бяха изготвени предварителни проекти на системи за противоракетна отбрана за кораби, но нещата така и не надхвърлиха. Ускорителите на частици с бойна мощност бяха с такъв размер и изискваха такова количество електричество, че кораб с лъчево оръдие трябваше да бъде последван от шлеп с отделна електроцентрала. Читател, запознат с физиката, може сам да изчисли колко мегавата електричество са необходими, за да дадат дори 10 kJ на протон. Американската армия не би могла да си позволи такива разходи. Програмата Antigone беше спряна и след това напълно затворена, въпреки че от време на време има съобщения с различна степен на надеждност, които говорят за възобновяване на работата по темата за йонните оръжия.

Съветските учени не изостанаха в областта на ускоряването на частиците, но дълго време не мислеха за военното използване на ускорителите. Отбранителната промишленост на СССР се характеризира с постоянен преглед на цената на оръжията, така че идеите за бойни ускорители бяха изоставени, без да се започне работа по тях.

На този моментв света има няколко десетки различни ускорители на заредени частици, но сред тях няма нито един боен, подходящ за практическа употреба. Ускорителят в Лос Аламос с камерата за презареждане загуби последното и сега се използва в други изследвания. Що се отнася до перспективите за йонни оръжия, самата идея ще трябва да бъде отложена за известно време. Докато човечеството не се сдобие с нови, компактни и свръхмощни източници на енергия.

В измислената вселена на Междузвездни войни активно се използват планетарни йонни оръдия - наземни или корабни оръжия, способни да поразяват вражески кораби в ниски орбити. Използването на планетарен йонен пистолет не причинява физически щети на кораба, но изважда от строя електрониката му. Недостатъкът на йонното оръдие е малкият сектор на огън, който ви позволява да защитавате площи от само няколко квадратни километра. Следователно този тип оръжие се използва само за прикриване на стратегически обекти (космодруми, генератори на планетарен щит, големи градове и военни бази). Скорострелността на йонното оръдие е 1 изстрел за 5-6 секунди, следователно за пълната защита на планетата е необходимо да се използва цяла система от огневи точки и щитове.Пример за йонно планетарно оръдие е „V-150 Planetary Defender“, създаден в корабостроителниците на Куат, който е бил използван от силите на Алианса в базата Хот. V-150 е защитен от сферична пермацитна обвивка. Задвижва се от реактор, разположен на 40 метра под повърхността на земята. Боен състав - 27 войници. Отнема няколко минути, за да отворите сферична черупка за изстрел. Именно V-150 извади от строя Imperial Star Destroyer Avenger. Йонните оръдия са част от въоръжението на звездния разрушител от клас Victory.Във филма Aliens се споменава за този тип оръжия.Йонното оръдие е типично за компютърните игри в жанра на глобалните стратегии: поредицата Command & Conquer (орбитална базиран), Crimsonland (ръчна версия), Master of Orion, Ogame (неръчен)], X Universe на Egosoft, линията StarWars на Bioware Corporation, Petroglyph Games (които развиха идеята в йонна гаубица) и други. Йонното оръдие в тези компютърни игри се появява в различни образи: от ръчно оръжие до орбитален [. Например в Command & Conquer мощен йонен лъч, изстрелян от орбитална станция, унищожи цели на повърхността на Земята. Поради огромните си размери имаше само един йонно оръдие, освен че има дълго време за презареждане. Това беше стратегическо оръжие на GDI (Глобална отбранителна инициатива). Използването на йонно оръдие предизвика йонни бури в атмосферата, прекъсвайки комуникацията и повишавайки нивата на озон. В действителност обаче йонното оръдие е в състояние да проникне само в достатъчно разредена планетарна атмосфера, докато плътна планетарна атмосфера, като земната атмосфера, вече не е в състояние да проникне и следователно не е в състояние да удари цели на земната повърхност (експерименти, проведени през 1994 г. в Съединените щати, определят обхвата на лъчево оръжие в атмосфера от само няколко километра). А в OGame йонното оръжие е част от планетарната защита. Той има предимството на мощен силов щит, недостатъкът е високата цена и по-нисък от бойния кораб по отношение на бойните параметри]. Най-новите видове оръжия не се ограничават до източници на електромагнитно излъчване. Космическият вакуум дава възможност да се използват като оръжие материални енергийни носители, движещи се с висока скорост: ракети прехващачи, самонасочващи се високоскоростни снаряди ($m\приблизително 1$ kg, $v \приблизително 10-40$ km/s), ускорени в електромагнитни ускорители и микроскопични частици (водород, атоми на деутерий; $v\sim c$), също ускорени от електромагнитното поле. Всички тези оръжия се разглеждат във връзка с програмата Междузвездни войни.

ЕЛЕКТРОМАГНИТНИ ОРЪЖИЯ (EP) - Те се наричат ​​също оръжия с висока кинетична енергия или електродинамични масови ускорители. Веднага отбелязваме, че те представляват интерес не само за военните. С помощта на ЕП се предполага да се извърши изхвърлянето на радиоактивни отпадъци от Земята отвъд слънчева система , транспортиране от повърхността на Луната на материали за космическото строителство, изстрелване на междупланетни и междузвездни сонди. Предварителните изчисления показват, че доставката на стоки в космоса с помощта на ЕР ще струва 10 пъти по-евтино от използването на совалка ($300 за 1 кг, а не $3000, като совалка) (неуправляеми) или самонасочващи се снаряди за унищожаване на излитащи междуконтинентални балистични ракети (може би все още в горните слоеве на атмосферата) и бойни глави по цялата траектория на полета им.Идеята за използване на EP датира от началото на нашия век. През 1916 г. е направен първият опит за създаване на EP чрез поставяне на намотаващи се проводници на цевта на пистолета, през които преминава ток. Снарядът под действието на магнитно поле последователно се вкарваше в бобините, ускоряваше се и излиташе от цевта. При тези експерименти снаряди с маса 50 g могат да бъдат ускорени само до скорост от само 200 m/s. От 1978 г. Съединените щати започнаха програма за създаване на EP като тактическо оръжие, а през 1983 г. бяха преориентирани към създаване на системи за стратегическа противоракетна отбрана.Обикновено "рейлган" се счита за космически EP - две проводими гуми ("релси" ), между които създава потенциална разлика. Проводим снаряд (или част от него, например облак от плазма в опашката на снаряда) се намира между релсите и затваря електрическата верига). Токът създава магнитно поле, взаимодействайки с което снарядът се ускорява от силата на Лоренц. С ток от няколко милиона ампера може да се създаде поле от стотици килогауси, което е способно да ускорява снаряди с ускорение до 105g. За да може снарядът да придобие необходимата скорост от 10-40 km/s, е необходим EP с дължина 100-300 м. Снарядите на такива оръдия вероятно ще имат маса $\sim 1$ kg (при скорост от 20 km/s, кинетичната му енергия ще бъде $\ sim 10 ^ 8 $ J, което е еквивалентно на експлозия от 20 kg TNT) и ще бъде оборудван с полуактивна система за самонасочване. Вече са създадени прототипи на такива снаряди: те имат инфрачервени сензори, които реагират на факела на ракетата или на излъчването на "осветителен" лазер, отразено от бойната глава. Тези сензори управляват реактивни двигатели, които създават странична маневра за снаряда. Цялата система може да издържи на претоварване до 105 g. Прототипите на EP, сега създадени от американски фирми, изстрелват снаряди с тегло 2-10 g при скорост 5-10 km / s. Един от най-важните проблеми при създаването на EP е разработването на мощен източник на импулсен ток, който обикновено се счита за еднополюсен генератор (ротор, ускоряван от турбина до няколко хиляди оборота в минута, от който се отнема огромна пикова мощност от късо съединение). Сега са създадени еднополярни генератори с енергиен капацитет до 10 J на ​​1 g собствена маса. Когато се използва като част от ЕП, масата на силовия агрегат ще достигне стотици тонове. Що се отнася до газовите лазери, разсейването на топлинна енергия в елементите на самото устройство е голям проблем за ЕК. С модерната технология на изпълнение е малко вероятно ефективността на ЕП да надхвърли 20%, което означава, че по-голямата част от енергията на изстрела ще бъде изразходвана за загряване на пистолета. Няма съмнение, че неотдавнашното развитие на високотемпературни свръхпроводници отваря отлични перспективи за разработчиците на ЕС. Използването на тези материали вероятно ще доведе до значително подобрение в работата на EA.

РАКЕТИ ПРИХВАТЧИЦИ - Може да изглежда, че стратегията на "Междузвездни войни" е изцяло базирана на нови технически принципи, но не е. Значителна част от усилията (около 1/3 от всички бюджетни кредити) се изразходват за разработването на традиционни системи за противоракетна отбрана, тоест за разработването на ракети-прехващачи или, както се наричат ​​още, противоракети, противоракети . Във връзка с напредъка на електрониката и подобряването на системата за управление на противоракетната отбрана, сега противоракетите все повече се оборудват с неядрени бойни глави, които удрят вражеска ракета чрез пряк удар с нея. За надеждно поразяване на целта такива ракети са оборудвани със специален поразителен елемент тип чадър, който е падаща структура с диаметър 5-10 м от мрежа или еластични метални ленти слоеве на атмосферата. Понякога техните бойни глави са снабдени с експлозивен заряд от фрагментационен тип, който разпръсква увреждащи елементи като картеч в космоса. Не се отказват и от използването на ядрени бойни глави във връзка с появата на бойни глави, способни да маневрират в атмосферата. За защита на мината ракети-носителиМеждуконтиненталните балистични ракети имат артилерийски и ракетни системи залпов огън, които създават плътна завеса от стоманени кубчета или топки на височина от няколко километра над земята, които удрят бойната глава, когато се сблъска с нея противоракетите с космическо базиране ще бъдат първият елемент от действително разгърнатата система за стратегическа противоракетна отбрана в космоса. Сегашната администрация на САЩ е наясно, че няма да има време да изпълни напълно плановете си от "Междузвездни войни". Но за да няма връщане назад за следващото управление, важно е сега да се направи нещо реално, за да се премине от думи към дела. Ето защо спешно се обсъжда възможността през следващите години за разполагане в космоса на примитивна система за противоракетна отбрана, базирана на самонасочващи се противоракети, която не е в състояние да изпълни напълно задачата на „космически чадър над страната“, но която осигурява някои предимства в случай на глобален ядрен конфликт.

ЛЪЧЕВИ ОРЪЖИЯ - Като оръжие може да се използва и мощен лъч от заредени частици (електрони, протони, йони) или лъч от неутрални атоми. Изследванията на лъчевите оръжия започнаха преди повече от 10 години с цел създаване на морска бойна станция за борба с противокорабни ракети (ПКР). В този случай е трябвало да се използва лъч от заредени частици, които активно взаимодействат с молекулите на въздуха, йонизират ги и ги нагряват. Разширяващият се, нагрят въздух значително намалява плътността му, което прави възможно заредените частици да се разпространяват по-нататък. Поредица от кратки импулси може да образува своеобразен канал в атмосферата, през който заредените частици ще се разпространяват почти безпрепятствено (може да се използва и UV лазерен лъч за „пробиване на канала“). Импулсен електронен лъч с енергия на частиците $\sim 1$ GeV и сила на тока няколко хиляди ампера, разпространявайки се през атмосферен канал, може да удари ракета на разстояние 1-5 км. При енергия на "изстрел" 1-10 MJ ракетата ще получи механични повреди, при енергия $\sim 0,1$ MJ може да се взриви бойната глава, а при енергия 0,01 MJ електронното оборудване на ракетата може да се повреди. Въпреки това използването на лъчи от заредени частици в космоса за целите на противоракетната отбрана се счита за необещаващо. Първо, такива лъчи имат забележима дивергенция поради кулоновото отблъскване на еднакво заредени частици, и второ, траекторията на зареден лъч се огъва при взаимодействие с магнитното поле на Земята. При администриране морска биткатова не се забелязва, но на разстояния от хиляди километри и двата ефекта стават доста значителни. За да се създаде система за космическа противоракетна отбрана, се счита за подходящо да се използват лъчи от неутрални атоми (водород, деутерий), които под формата на йони се ускоряват предварително в конвенционални ускорители.Бързо летящият водороден атом е доста слаб свързана система: губи своя електрон при удар с атоми на повърхността на целта. Но бързият протон, образуван в този случай, има голяма проникваща сила: той може да удари електронния "пълнеж" на ракетата и при определени условия дори да разтопи ядрения "пълнеж" на бойната глава. Тъй като лъчевите оръжия са основно свързани с електромагнитни ускорители и концентратори електрическа енергия, може да се предположи, че създаването на индустриални високотемпературни свръхпроводници ще ускори развитието и ще подобри работата на тези оръжия.
http://www.astronet.ru/db/msg/1173134/ch3.html

Военният експерт, директор на аналитичното издание „Православна Рус“ Константин Душенов в своя авторска статия говори за разработката от Русия най-мощното оръжиена нови физически принципи - "лъчеви оръжия". Според Душенов това оръжие ще бъде най-мощното от всички налични в арсенала на всяка държава. Експертът отбелязва, че в момента разработките са толкова секретни, че дори техните външен видпознат на много тесен кръг военни специалисти. Сега Руската федерация прави всичко възможно за разработването на такива оръжия, тъй като тяхното създаване ще направи Русия безспорен лидер във въоръжението за десетилетия напред. Това ще бъде истинска революция в областта на военните действия. Т. нар. "лъчево оръжие", казва експертът, е особен вид оръжие. Принципът на действието му е да формира сноп от частици (електрони, протони, йони или неутрални атоми), които със специален ускорител ще достигнат скорости, близки до светлинните. Освен това кинетичната енергия ще се използва за унищожаване на обекти. През 90-те години Съединените щати се опитаха да тестват такива оръжия, но опитът им беше неуспешен и развитието спря. Русия, смята Душенов, е напреднала много по-далеч в този въпрос, като се има предвид наличието на уникална технология - компактен модулен триизмерен линеен ускорител на обратна вълна. Подобна технология се използва и в работата на съвременния марсоход. Той е оборудван с неутронно оръдие, създадено в Русия. Това е ярък пример за това, че руснаците имат такива технологии и те се модернизират всяка година. Експертът отбеляза, че "лъчевото оръжие" е няколко пъти по-мощно от лазерното, тъй като лазерът е поток от интензивна светлина и не съдържа заредени частици. „Лъчевото оръжие“ използва протони. И те са чудовища в сравнение с лазерните фотони. Това е просто несравнима сила. Например, протонен генератор е в състояние да увеличи мощността на ядрен реактор с 1000 пъти с един импулс, което ще доведе до мигновена експлозия. В заключение Душенов отбеляза, че военните експерти не губят надежда, че това оръжие ще бъде включено в държавната оръжейна програма за 2025 г.

Лъчевите оръжия удрят целта си с поток от релативистични атоми или субатомни частици, което води до увреждане както от пряка топлина, така и от интензивно излагане на радиация. Той изисква дълги и обемисти ускорители, което ограничава разполагането му до големи космически кораби или фиксирани инсталации. Лъчите от частици представляват радиационна опасност за всички живи същества и не за устойчивата на радиация електроника в близост до точката на удара, а в атмосферата и близо до пътя на лъча. Електронни оръжияЕлектронните лъчи най-често се използват в атмосферата като генератори на ЕМП и електромагнитни смущения. Силно релативистичните електрони имат доста голям обхват във въздуха и йонизацията, нагряването и частичната евакуация на канала на лъча могат значително да го увеличат. Токът, възникващ в лъча, силно го компресира, но разсейването на електрони от въздушните молекули значително намалява обсега на оръжието. В земната атмосфера на морското равнище тя не надвишава няколкостотин метра. На голяма надморска височина или в разредена атмосфера той се разширява значително, понякога достигайки няколко километра. Електронен лъч във въздуха изглежда като геометрично права синьо-бяла мълния, заобиколена от син ореол от черенковско лъчение от разпръснати електрони на първичния лъч. Разсеяните електрони и спирачното лъчение произвеждат високо ниво на радиация както близо до точката на удара, така и в непосредствена близост до пътя на лъча.
Електронно-лъчевите оръжия имат минимална дължина над един метър и обхват от около 200 метра във въздуха на морското равнище на Земята. По-големите ускорители могат да ускорят електроните до по-високи енергии и имат по-дълъг обхват. Горната граница е два километра за ускорители над десет метра дължина. Електронните ускорители обикновено са дълги линейни структури. Но електронните лъчи лесно се контролират с помощта на магнити и това ви позволява бързо да пренасочите лъча, без да завъртате целия ускорител. Във вакуума на космоса силно заредените електрони се отблъскват един друг и лъчът бързо губи фокус. В допълнение, електроните се отклоняват от планетарното магнитно поле и магнитните полета в него Слънчев вятър, в резултат на което траекториите им стават хаотични. Протонни оръдия Протонните пушки обикновено се използват във вакуум. Протоните се ускоряват предварително до ултрарелативистки скорости. След като лъчът излезе от ускорителя, той се неутрализира чрез въвеждане на електронен лъч за елиминиране на кулоновото разсейване. Това избягва разфокусирането на лъча поради отблъскване и неутрализира ефекта на външните магнитни полета. Разсейването на неутрализиран протонен сноп се определя от топлинната скорост на протоните. Неутрализацията неизбежно загрява лъча поради енергията на рекомбинация с електрони и след като напуснат ускорителя, те започват да се отдалечават един от друг със скорост 15 km/s. Колкото по-висока е енергията на протона, толкова по-дълго е времето за разсейване на лъча. Протонните ускорители обикновено са кръгли, с диаметър от няколкостотин метра до няколко десетки километра. Дори най-големите протонни ускорители не им дават достатъчно енергия, за да се конкурират в обхват с рентгеновите лазери и следователно рентгеновите лазери доминират в нишата на енергийните оръжия с голям обсег. Протонните оръжия обикновено се използват в битки в планетарни орбити, както и за удари по планетарната повърхност. Подобно на електронните лъчи, протонните лъчи могат да бъдат манипулирани с магнити, докато бъдат неутрализирани. В допълнение, лъчът може да излиза от множество портове около периметъра на ускоряващия пръстен, което позволява бързо пренасочване на оръжията. Лъчите на релативистичните протони имат изключителна проникваща сила. Обикновено те преминават през около метър твърда или течна материя, преди да създадат дъжд от мюони, които сами по себе си могат да проникнат през много метри твърда или течна материя. Тази каскадна радиация създава изключително високи нива на радиация, които унищожават всички форми на биологичен живот и дори незащитена електроника. Единствената защита срещу протонни оръжия са дебели слоеве радиационно инертни материали или устойчиви на радиация системи за контрол. За щастие защитите, които са ефективни срещу протони, са по-ефективни срещу всяко друго оръжие. В атмосферата протонните лъчи губят енергия за йонизация и директен сблъсък с ядрата на въздушните атоми, което ограничава обхвата им до няколкостотин метра в земната атмосфера. Това е сравнимо с обхвата на електронните лъчи във въздуха, но електронният ускорител е много по-компактен. Ефективните плазмени ускорители позволяват създаването на много по-компактни ускорители на протони и електронни лъчи. Различни средства за охлаждане на протонния лъч след неутрализация могат значително да увеличат радиуса на неговото действие. Тъй като ускорителите на събуждащата плазма са неефективни и лошо колимирани, лазерното охлаждане се използва за намаляване на разсейването на неутрализирани протонни лъчи.
Екзотично оръжие с частициЛъчите от ускорени неутрони са в състояние да преминат през няколко десетки сантиметра твърда материя с малка загуба, но бързо се абсорбират от всеки материал, съдържащ водород (включително вода, восък, масло и биологични тъкани), като го нагряват интензивно. Неутронните лъчи също създават остатъчна радиоактивност, ако срещнат ядра на тежки елементи. Ефективността на неутронния лъч леко надвишава тази на протонния лъч, обхватът във въздуха и проникващата способност са приблизително еднакви. Но тъй като неутроните са неутрални частици, те не могат да бъдат ускорени. Мюонните лъчи могат да проникнат през километри въздух, което им осигурява много голям обхват в атмосферата. Но тъй като мюоните са нестабилни частици, те се разпадат напълно след прелитане на няколко десетки километра във всякаква среда, което прави невъзможно използването им в космически битки. Модерна технологияможе да създаде неколимирани неутронни и мюонни лъчи с нисък интензитет. Обикновено такива лъчи се използват за изследвания, но не е известен метод за производство на силно концентриран, колимиран, ефективен лъч, подходящ за използване като оръжие.

Лъчево оръжие

Като оръжие може да се използва и мощен сноп от заредени частици (електрони, протони, йони) или сноп от неутрални атоми. Изследванията на лъчевите оръжия започнаха с работата по създаването на военноморска бойна станция за борба с противокорабни ракети (ПКР). В този случай е трябвало да се използва лъч от заредени частици, които активно взаимодействат с молекулите на въздуха, йонизират ги и ги нагряват. Разширяващият се, нагрят въздух значително намалява плътността му, което прави възможно заредените частици да се разпространяват по-нататък. Поредица от кратки импулси може да образува своеобразен канал в атмосферата, през който заредените частици ще се разпространяват почти безпрепятствено (може да се използва и UV лазерен лъч за „пробиване на канала“). Импулсен електронен лъч с енергия на частиците около 1 GeV и сила на тока от няколко хиляди ампера, разпространявайки се през атмосферен канал, може да удари ракета на разстояние от 1–5 km. При енергия на "изстрел" от 1-10 MJ ракетата ще получи механични повреди, при енергия от около 0,1 MJ може да се взриви бойна глава, а при енергия от 0,01 MJ може да се повреди електронното оборудване на ракетата .

Въпреки това, практическото създаване на космически лъчеви оръжия се сблъсква с редица проблеми, които не са решени дори на теоретично ниво, свързани с голяма дивергенция на лъча поради силите на отблъскване на Кулон и със силни магнитни полета, съществуващи в космоса. Кривината на траекториите на заредените частици в тези полета прави използването им в лъчеви оръжейни системи като цяло невъзможно. При морски бой това е незабележимо, но на разстояния от хиляди километри и двата ефекта стават много значими. За създаване на система за космическа противоракетна отбрана се счита за целесъобразно да се използват лъчи от неутрални атоми (водород, деутерий), които предварително се ускоряват под формата на йони в конвенционални ускорители.

Бързо летящият водороден атом е доста слабо свързана система: той губи своя електрон, когато се сблъска с атоми на целевата повърхност. Но бързият протон, образуван в този случай, има голяма проникваща способност: той може да удари електронния "пълнеж" на ракетата и при определени условия допълнително да разтопи ядрения "пълнеж" на бойната глава.

Ускорителите се разработват в американската лаборатория в Лос Аламос специално за използване на космически противоракетни системи отрицателни йониводород и тритий, които се ускоряват от електромагнитни полета до скорости, близки до скоростта на светлината, и след това се "неутрализират" чрез преминаване през тънък слой газ. Такъв лъч от неутрални водородни или тритиеви атоми, прониквайки дълбоко в ракета или сателит, нагрява метала и деактивира електронните системи. Но същите газови облаци, създадени около ракета или сателит, могат на свой ред да превърнат неутрален лъч от атоми в лъч от заредени частици, от които не е трудно да се защити. Използването на така наречените мощни "бързо изгарящи" ускорители (бустери) за ускоряване на междуконтинентални балистични ракети, които съкращават фазата на ускорение, и изборът на плоски траектории за ракети правят самата идея за използване на лъчи от частици в системите за противоракетна отбрана много проблематична .

Увреждащият фактор на лъчевите оръжия е силно насочен лъч от заредени или неутрални високоенергийни частици - електрони, протони, неутрални водородни атоми. Мощен поток от енергия, носен от частици, може да създаде интензивен топлинен ефект в целевия материал, да удари механични натоварвания, способен е да разруши молекулярната структура на човешкото тяло и да инициира рентгеново лъчение.

Поражението на различни предмети и човек се определя от радиационни (йонизиращи) и термомеханични ефекти. Инструментите на лъча могат да унищожат черупките на корпусите на самолетите, удари балистични ракетии космически обекти чрез изключване на бордовото електронно оборудване. Предполага се, че с помощта на мощен електронен поток е възможно да се взривят боеприпаси с експлозиви и да се стопят ядрените заряди на бойните глави на боеприпасите.

За да се придадат високи енергии на генерираните от ускорителя електрони, се създават мощни електрически източници, а за увеличаване на техния „обсег“ се предполага прилагането не на единични, а на групови въздействия от по 10–20 импулса. Първоначалните импулси като че ли ще пробият тунел във въздуха, през който следващите ще достигнат целта. Неутралните водородни атоми се считат за много обещаващи частици за лъчеви оръжия, тъй като лъчите на неговите частици няма да бъдат огънати в геомагнитното поле и отблъснати вътре в самия лъч, като по този начин няма да се увеличи ъгълът на отклонение.

Използването на лъчеви оръжия се отличава с мигновеността и внезапността на поразяващия ефект. Ограничаващият фактор в обсега на това оръжие са частиците от газове в атмосферата, с атомите на които ускорените частици взаимодействат, като постепенно губят своята енергия.

Най-вероятните обекти на унищожаване на лъчеви оръжия могат да бъдат жива сила, електронно оборудване, различни оръжейни системи и военна техника.

Работата по ускоряване на оръжия, базирани на лъчи от заредени частици (електрони), се извършва в интерес на създаването на системи за противовъздушна отбрана за кораби, както и за мобилни тактически наземни инсталации.

Инсталациите за лъчево оръжие имат големи масово-размерни характеристики, те могат да бъдат поставени постоянно или на специално мобилно оборудване с голям полезен товар.

В своите планове за превъоръжаване на въоръжените сили с цел повишаване на тяхната мощ, мобилност и разширяване на бойните способности, западните експерти придават голямо значение на създаването на средства за въоръжена борба на базата на електродинамични масови ускорители или електрически оръдия, основната характеристика на които е постигането на хиперзвукови скорости на поразяване, включително без използването на специални бойни единици. Очаквано подобрение експлоатационни характеристикиизразяващо се в увеличаване на обсега на огъня и напредването на противника в дуелни ситуации, както и при увеличаване на вероятността и точността на попаденията при стрелба с неуправляеми и управлявани хиперскоростни боеприпаси, които трябва да унищожат целта с пряк удар. В допълнение, системите за хиперскоростни кинетични оръжия, в сравнение с конвенционалните аналози, могат да намалят броя на екипажа или бойния екипаж (например за екипаж на танк - наполовина).

Акустични (инфразвукови) оръжия.

Акустичните (инфразвукови) оръжия се основават на използването на насочено излъчване на инфразвукови вибрации с честота няколко херца (Hz), които могат да имат силен ефект върху човешкото тяло. Трябва да се има предвид способността на инфразвуковите вибрации да проникват през бетонни и метални прегради, което повишава интереса на военните специалисти към тези оръжия. Обхватът на неговото действие се определя от излъчената мощност, стойността на носещата честота, ширината на диаграмата на излъчване и условията за разпространение на акустичните вибрации в реална среда.

При разглеждането на проблема за създаване и поразяване на въздействието на акустичните оръжия трябва да се има предвид, че те обхващат три характерни честотни диапазона: инфразвукова област - под 20 Hz, звукова - от 20 Hz до 20 kHz, ултразвукова - над 20 kHz. Тази градация се определя от характеристиките на въздействието на звука върху човешкото тяло. Установено е, че праговете на чуване, нивата на болка и др отрицателни въздействиявърху човешкото тяло се увеличават с намаляване на честотата на звука. Инфразвуковите вибрации могат да предизвикат състояние на тревожност и дори ужас у хората. Според учените при значителна радиационна мощност може да настъпи рязко нарушение на функциите на отделни човешки органи, увреждане на на сърдечно-съдовата системаи дори смърт.

Според проучвания, проведени в някои страни, инфразвуковите вибрации могат да повлияят на централната нервна системаи храносмилателни органи, предизвиквайки парализа, повръщане и спазми, водещи до общо неразположение и болки във вътрешните органи, а при по-високи нива при честоти от няколко херца – до световъртеж, гадене, загуба на съзнание, а понякога и до слепота и дори смърт. Инфразвуковите оръжия могат да накарат хората да изпаднат в паника, да загубят контрол над себе си и неустоимо желание да се скрият от източника на щети. Определени честоти могат да повлияят на средното ухо, причинявайки вибрации, които причиняват усещания, подобни на прилошаване при пътуване. Избирайки определена честота на радиация, е възможно например да се провокират масивни инфаркти на миокарда в личния състав на войските и населението на противника.

Според съобщения в пресата в САЩ завършва работата по създаването на инфразвуково оръжие. Преобразуването на електрическа енергия в нискочестотна звукова енергия става с помощта на пиезоелектрични кристали, чиято форма се променя под въздействието на електрически ток. В Югославия вече са използвани прототипи на инфразвукови оръжия. Така наречената "акустична бомба" произвежда звукови вибрации с много ниска честота.

В Съединените щати се провеждат изследвания за създаване на инфразвукови системи, базирани на използването на големи високоговорители и мощни звукови усилватели. В Обединеното кралство са разработени инфразвукови излъчватели, които засягат не само човешкия слухов апарат, но също така са способни да предизвикат резонанс вътрешни органи, нарушават работата на сърцето, до смърт. За поразяване на хора в бункери, убежища и бойни превозни средства се тестват акустични "куршуми" с много ниски честоти, които се образуват чрез наслагване на ултразвукови вибрации, излъчвани от големи антени.

Електромагнитни оръжия.

Въздействието на електромагнитните оръжия върху човек и върху различни обекти се основава на използването на мощен електромагнитен импулс (ЕМП). Перспективите за развитие на тези оръжия са свързани с широкото използване на електронни технологии в света, които решават много важни задачи, включително в областта на сигурността. За първи път по време на тестове стана известно електромагнитно излъчване, способно да повреди различни технически устройства. ядрени оръжиякогато беше открит този нов физическо явление. Скоро стана известно, че EMP се образува не само по време на ядрен взрив. Още през 50-те години на ХХ век в Русия е предложен принципът на конструиране на неядрена "електромагнитна бомба", където в резултат на компресия на магнитното поле на соленоида чрез експлозия на химикал експлозивенгенерира се мощен EMP.

В момента, когато войските и инфраструктурата на много държави са наситени с електроника до краен предел, вниманието към средствата за нейното унищожаване стана много актуално. Въпреки че електромагнитните оръжия се характеризират като несмъртоносни, експертите ги класифицират като стратегически, които могат да се използват за изваждане от строя на обекти на държавната и военна система за управление. Разработени са термоядрени боеприпаси с повишена мощност на ЕМИ, които ще бъдат използвани в случай на ядрена война.

Това потвърждава опита от войната в зоната Персийски заливпрез 1991 г., когато Съединените щати използваха крилати ракети Tomahawk с бойни глави за потискане на EMP на вражеско електронно оборудване, особено радари за противовъздушна отбрана. В самото начало на войната с Ирак през 2003 г. експлозията на една EMP бомба извади от строя цялата електронна системателевизионна станция в Багдад. Изследванията на въздействието на ЕМР лъчението върху човешкия организъм показват, че дори и при ниската му интензивност в организма настъпват различни нарушения и промени, особено в сърдечно-съдовата система.

IN последните годинизначителен напредък е постигнат в разработването на стационарни изследователски генератори, които произвеждат висока сила на магнитното поле и максимални токове. Такива генератори могат да служат като прототип на електромагнитна пушка, чийто обхват може да достигне стотици метри или повече. Сегашното ниво на технологиите позволява на редица страни да приемат различни модификации на EMP - боеприпаси, които могат успешно да се използват в хода на бойни операции.