массу воздуха и затрачивать на это значительную мощность. У современных аппаратов на воздушной подушке удельная мощность (отношение мощности двигателя к весу машины) составляет 100–300 л.с./т, что в 8 раз больше, чем у остальных наземных машин. Соответственно увеличивается и расход горючего. Толщина воздушной подушки невелика — 10–30 см, это объясняется тем, что расход мощности на образование подушки растет пропорционально четвертой степени высоты парения. Вентиляторы машины при работе действуют подобно пылесосу, засасывая массу пыли, траву, щепки и другой мусор.
Все перечисленные и другие недостатки определили область применения машин на воздушной подушке: за рубежом в настоящее время они используются для перевозок над водными пространствами. Сведений об использовании их в качестве наземных армейских транспортных средств в печати не приводилось.
Рассмотрев зарубежные взгляды на использование различных типов движителей в целях повышения проходимости армейских машин, мы можем сделать вывод, что решение вопроса о применении того или иного типа движителя для армейской машины должно базироваться на изучении физики процесса взаимодействия движителя с грунтом, на всестороннем учете грунтовых условий, для которых эта машина предназначена. Должна быть статистически оценена частота воздействия тех или иных факторов на машину и в зависимости от этого на основе данных механики системы «грунт-машина» определены оптимальные размеры и форма поверхности контакта движителя с грунтом, а следовательно, и тип движителя.
Движителей, которые были бы в равной степени эффективны на дорогах и там, где кончается асфальт, на любых грунтах, в настоящее время нет. Однако поиски таких конструкций ведутся весьма интенсивно. Что они будут собой представлять, покажет время.
НОВЫЕ ПУТИ ЭЛЕКТРОНИКИ
Среди областей науки и техники, сыгравших особенно большую роль в революции, происшедшей в военном деле, важнейшее место принадлежит электронике. Без электронных устройств было бы невозможно создание и использование самого мощного — ракетно-ядерного оружия, создание и боевое применение подавляющего числа образцов современной боевой техники — сухопутной, военно-морской, авиационной. Электроника — это связь, управление войсками, обнаружение противника и наведение ракет и самолетов на цели. Без преувеличения можно сказать, что без электронных устройств современный бой просто немыслим.
Но как ни велика была роль электроники в недалеком прошлом, ее значение для дальнейшего прогресса военного дела, пожалуй, еще больше: Дело в том, что на широкие возможности радиоэлектроники, на ее быстрое развитие опираются многочисленные перспективные разработки боевых средств и вооружения. Кроме того, в самой электронике с каждым днем открываются все новые и новые пути, сулящие уже в недалеком будущем создание принципиально новых средств организации и ведения боя. Ярким примером в этом отношении служит одна из новейших отраслей современной электроники— квантовая электроника.
Идеи, лежащие в основе квантовой электроники, непосредственно связаны с той революцией в области физики, которой ознаменовалось начало XX века. В то время Альберт Эйнштейн создал теорию, позволившую не только объяснить известные тогда явления поглощения электромагнитной энергии веществом, но и предсказать возможность другого процесса — индуцированного, т. е. навязанного извне, излучения вещества.
Происхождение такого излучения можно объяснить следующим образом. Элементарные частицы вещества — молекулы и атомы — могут поглощать и излучать электромагнитную энергию очень малыми порциями — квантами. Если атом находится в невозбужденном состоянии, он может поглощать энергию. Поглотив квант, атом переходит в возбужденное состояние.
Существуют два способа возвращения атома в его основное энергетическое состояние. Этот переход может произойти самопроизвольно, без вмешательства извне, и вынужденно, под влиянием облучения. В обоих случаях атомы способны излучать запасенные кванты энергии. Однако отличительная особенность вынужденного излучения состоит в том, что испускаемые атомом кванты по частоте и направлению распространения ничем не отличаются от электромагнитных колебаний, вызвавших такое излучение. Таким образом, вынужденное, или, как еще говорят, индуцированное, излучение органически входит в вызревшую его волну и усиливает ее.
Следует, однако, отметить, что индуцированное излучение долгое время оставалось лишь теоретическим предположением. Условия, необходимые для его практического осуществления, были впервые сформулированы советским ученым В. А. Фабрикантом в докторской диссертации, защищенной в 1940 г. Становление же квантовой электроники, как новой отрасли техники, началось примерно с 1954 г., когда почти одновременно в СССР (Н. Г. Басов, А. М. Прохоров) и США (Ч. Таунс с сотрудниками) были созданы первые квантовые генераторы радиоволн (мазеры). В этих генераторах использовалось индуцированное излучение молекул аммиака, в силу чего такие генераторы первоначально назывались «молекулярными». При этом впервые для излучения радиоволн были использованы не электронные потоки, как в радиолампах, а электрически нейтральные молекулы.
Следующим важным этапом явилась разработка квантовых усилителей радиоволн. Интерес к квантовым генераторам и усилителям вызывался не только тем, что они открывали новые способы генерации и усиления радиочастот. По ряду показателей они превосходили известные радиотехнические устройства и поставили своеобразные рекорды.
Особенно существенное влияние квантовые усилители оказали на дальность действия радиосистем. Как известно, дальность зависит от чувствительности аппаратуры. В свою очередь, чувствительность зависит от уровня собственного шума приемников, создаваемого их же контурами и лампами. Благодаря тому что квантовые усилители работают при очень низких температурах, близких к абсолютному нулю (порядка минус 270 °C), уровень собственного шума приемников с такими усилителями в 1 тыс. раз меньше, чем у приемников с электронными лампами.
Можно смело сказать, что осуществление таких выдающихся научных экспериментов, как слежение за автоматическими межпланетными станциями и радиолокация планет солнечной системы, было бы невозможно без использования квантовых усилителей радиочастот.
В 1960 г. открылась новая страница в истории молодой науки: стали разрабатываться квантовые генераторы оптического диапазона (лазеры). За создание оптических квантовых генераторов советские ученые Н. Г. Басов, А. М. Прохоров и американский ученый Ч. Таунс удостоены Нобелевской премии. Суть вопроса здесь такова. Несмотря на общую физическую природу, электромагнитные волны, испускаемые известными до сих пор источниками света, и волны, излучаемые радиопередатчиками, резко отличаются друг от друга. Излучение световых источников — ламп накаливания— состоит из квантов самых различных частот и занимает очень широкий спектр (практически весь видимый диапазон). В силу этого обычные световые источники пригодны лишь для простейшей сигнализации. Квантовые же генераторы излучают исключительно направленные световые волны определенной частоты.
Угол расхождения луча оптического квантового генератора, как и в радиотехнике, определяется отношением длины волны к диаметру антенны или линзы. Поскольку в диапазоне видимого света длины волн (0,7–0,4 микрона) в 10 тыс. раз меньше, чем, допустим, в диапазоне сантиметровых волн, то и раствор направленного излучения при одинаковых размерах антенн в оптическом диапазоне получается во столько же раз меньше. Например, при диаметре рефлектора в 1 м предельный угол расхождения луча на волне красного света (0,7 микрона) составит менее одной угловой секунды, а на волне 2 см — около 1°, т. е. будет в тысячи раз больше. А от величины угла излучения зависит концентрация энергии в пространстве. Она обратно пропорциональна квадрату угла расхождения луча.
Таким образом, в оптическом диапазоне плотность излучения получается в миллионы и десятки миллионов раз выше, чем в радиодиапазоне. Это свойство световых излучений показывает, что в
