Журнал 4

Вирус Stuxnet и ядерная программа Ирана

В конце сентября 2010 г. в Иране на заводе по обогащению урана в г. Натанзе внезапно вышло из строя 1 368 из 5 000 работающих центрифуг IR-1 по обогащению урана. В мире, среди специалистов ядерщиков, стали задаваться вполне логичные вопросы о том, что же послужило причиной такого происшествия и нанесло такой мощнейший удар непосредственно по ядерной программе страны.

Выход из строя столь большого количества центрифуг заставил задуматься — а не является ли это следствием какой-то диверсии спланированной при помощи недавно появившегося компьютерного вируса Stuxnet — который именно в Иране получил довольно большое распространение по сравнению с другими государства- ми, что может служить доказательством того, что разработчики вируса метили именно в Иран. И, как получается, непосредственно в завод по обогащению урана, используя известные уязвимости его операционной системы и пресловутый «человеческий фактор».

«Морской черт»

После итальянского катера Grillo еще одной попыткой создать водно-сухопутный гибрид корабля стал немецкий проект под названием «Зеейтофель» (в переводе «Морской черт»). «Зеейтофель» представлял собой мини-подлодку с танковыми гусеницами под днищем. По замыслу создателей, «Зеейтофель» из подводного положения мог на гусеницах выползать прямо на берег. Отсутствие брони и орудий не позволяло гибриду на равных противостоять вражеским танкам, однако для высадки диверсантов и внезапного нападения на неготовые к обороне прибрежные объекты «Зеейтофель» вполне годился. Для боевых действий на суше «Зеейтофель» оснастили одним пулеметом (в другом варианте одним огнеметом), а для подводной войны — двумя торпедами (в другом варианте вместо торпед «Зеейтофель» использовал мины). На испытаниях первой подлодки типа «Зеейтофель» в 1944 году обнаружили две проблемы: достаточный для подводного плавания двигатель оказался слабым для наземного движения при увеличивающемся весе корпуса вне воды, а вес мини-субмарины в сочетании с маленькой площадью танковых гусениц вызывал повышенное давление на грунт и увязание «Зеейтофеля» в прибрежном песке. Выявленные недостатки планировалось исправить еще до выпуска «Зеейтофеля» в серийное производство, однако поражение Германии в 1945 году нарушило эти планы. Единственный построенный образец «Зеейтофеля» в 1945 году при приближении союзников утопили в порту Любека, а серийное производство гибридов так и осталось на бумаге.

И хотя идея полноценного соединения танка и подлодки военных не заинтересовала, но для фантастики она очень перспективна и заманчива. Так и видится огромная бронированная подлодка с балластными ци- стернами по бокам, артиллерийскими орудиями в герметичных башнях и танковыми гусеницами под днищем. Несколько недель подлодка-танк тайно плыла под водой, но теперь настал ее звездный час. Невиданное творение выползает из воды и направляется вглубь материка, давя тяжелыми гусеницами и сметая орудийным огнем ошеломленного противника. Теоретически такой гибрид возможен, однако его изготовление связано с огромными трудностями. Проблема не в дулах артиллерийских орудий, которые на время подводного плавания можно закрыть водонепроницаемыми кожухами. Броня увеличит массу подлодки и потребует для погружения и всплытия балластные цистерны огромного объема. На суше подлодка станет намного тяжелее по сравнению с подводным положением, поэтому для ее наземного движения нужны очень мощные двигатели. В итоге получится некое гигантское чудище по типу популярных в фантастике сухопутных линкоров, только умеющее еще и нырять. Конечно, создание подлодки-танка «влетит в копеечку», и в силу своего размера она станет хорошей мишенью для вражеской артиллерии, ракет и торпед. Однако для страдающих гигантоманией жестоких диктаторов и великих империй такая вундервафля будет в самый раз. Особенно хорошо пугать танком-подлодкой жителей тропических стран в солнечный день на пляже и разрушать туристический бизнес врага.

Экология — система знаний об отношениях сообществ живой материи между собой и средой об- итания, а также об охране окружающей среды и рациональном природоиспользовании. Экология — междисциплинарное направление исследований — предполагает комплексный подход. Задачи, которые она решает, многогранны. Мы остановимся лишь на отдельных аспектах экологической проблематики, связанных с масштабными техногенными катастрофами.

Актуальность экологической проблемы обострилась в середине XX в. Это связано с научно-технической революцией и увеличением энерговооруженности человечества.

Мощность и энергия техногенных объектов и изделий не только достигла, но и превзошла соответствующие параметры естественных процессов и источников (сравните табл. 1 и 2, в которых приведены значения, близкие к предельным.)

Оказалось, что научно-техническая революция, рост энерговооруженности человека — это не только огромное благо, но и большая беда. Парадоксально, что могущество — не только завоевание, но и опасность глобального масштаба. Могуществом надо учиться разумно пользоваться.

До настоящего времени человек «покорял» природу, брал у нее все, что считал необходимым. К сожалению, это продолжается и сейчас. Каждый житель Земли должен изменить свое мышление, свои действия в направлении бережного отношения к Природе. В идеале, он должен превратить Землю и геокосмос в сферу разума — ноосферу.

В первой половине ХХ в. Э. Леруа, П. Тейяр де Шарден и В. И. Вернадский полагали, что воздействие человека на биосферу приведет ее к новому состоянию — ноосфере. Этого, однако, не произошло. Идеализированное понятие ноосферы (сферы разума) фактически трансформировалось в понятие антропосферы (сферы человека), и даже техносферы (сферы техники). Техногенное воздействие на биосферу может быть не просто значительным, но и катастрофическим, а значит, необратимым.

Готовя к печати материал о самолете Сухой Т-50 и о сравнении его с американским истребителем 5-го поколения Локхид-Мартин F-22A «Раптор», редакция столкнулась с одной проблемой. Прекрасных информативных и эффектных фото этих истребителей в высоком качестве оказалось слишком много даже для пространной публикации в трех номерах НиТ: в 11-м и 12-м за 2015-й и 1-м этого года. Оставлять в архиве такие снимки нам стало жаль, и мы решили дать небольшую галерею этих самолетов, снабдив ее рисунком нашего постоянного автора Арона Соломоновича Шепса. Мы надеемся, что эта небольшая фотогалерея поможет читателям более наглядно представить эти самолеты, увидеть их сходство и различия и оценить эстетику того и другого аппарата как детища совершенно разных конструкторских школ.

В конце 1938 г. было принято решение включить в состав авиагруппы строящегося для Кригсмарине авианосца «Граф Цеппелин» палубный вариант пикирующего бомбардировщика Ju-87. Новый вариант «Штуки» получил обозначение Ju-87C. От Ju-87В он отличался уменьшенными в размахе и складывающимися вручную консолями крыла, узлами крепления поводка катапульты и посадочным гаком. Для увеличения дальности, аналогично модификации «R», самолет оборудовался 300-литровыми подвесными баками под консолями и дополнительным маслобаком емкостью 48 л. Основные стойки шасси были снабжены устройством для их отстрела при вынужденной посадке на воду. Для сохранения плавучести при аварийной посадке в консолях и фюзеляже разместили надувные баллоны. В хвостовой части укладывалась надувная лодка и комплект спасательного снаряжения.

Летом 1939 г. было построено десять предсерийных Ju-87C-0. Ранее фирма уже получила заказ на 170 серийных Ju-87C-1, которые оснащались электроприводом складывания крыла. Однако, хотя к началу Второй мировой войны авианосец находился в 85-процентной готовности, все работы по его достройке были приостановлены весной 1940 г. Поэтому все выпущенные С-1 были переделаны в стандартные Ju-87В-2.

Как и «Штуки» серии «А», первые серийные Ju-87B-1 успели повоевать в составе Легиона «Кондор» в Испании. Но по-настоящему «звездным часом» для «Штук» стали первые сражения Второй мировой войны.

Свой первый боевой вылет 1 сентября 1939 г. Ju-87 выполнили еще до залпов немецкого броненосца «Шлейзвиг-Голштейн» считающихся «официальным началом» Второй мировой. Чуть раньше тройка Ju-87В из III./StG1 сбросила свои бомбы на караульное помещение поляков рядом с железнодорожным мостом в Тчеве.

С началом войны, во всех операциях, командование Вермахта и Люфтваффе первоочередное внимание уделяло массированным действиям своей авиации: налетам на аэродромы, транспортные узлы, командные пункты, армейские базы и склады противника. Затем основные усилия переключались на поддержку сухопутных войск. Так было при захвате Польши, оккупации Бельгии, Голландии и Франции. Эскадры пикировщиков использовались, как правило, на направлении главного удара, прокладывая своими бомбами путь танкам Панцерваффе, полностью оправдав свое неофициальное звание «летающей артиллерии». Особого противодействия Люфтваффе не испытывали, поэтому боевые потери не выходили, по мнению немцев, за рамки допустимых.

Силу ударов Ju-87 испытали на себе и военные флоты союзников. Так, британским «просвещенным мореплавателям» в ответ на угрозу со стороны немецкой авиации, в особенности пикирующих бомбардировщиков, ставившую под сомнение их господство на море, пришлось принимать экстренные меры по усилению зенитного вооружения боевых кораблей «Роял Нейви».

Самодержавная Россия неожиданно для многих «подружилась» с республиканской Францией. Новая союзница, дорожа дружбой с ограждавшим ее от германской экспансии северным колоссом, не жалела средств на укрепление финансовой и промышленной мощи России. В середине 1890-х гг. альянс переживал золотые времена: секретной военной конвенцией 1892 г. каждая сторона обязывалась прийти на помощь другой при нападении со стороны третьей. Займы и широкое привлечение частного капитала из-за границы (говоря современным языком — инвестиции) оживили промышленность России. Кораблестроители в конструкторской практике вместе с английским опытом все чаще обращались и к достижениям французского судостроения. Именно во Франции под влиянием усилившегося альянса вслед за крейсером «Адмирал Корнилов» (1886 г.) сделали в 1895 г. и второй большой заграничный заказ — крейсер «Светлана». По французским моделям на основе договора с инженером Канэ (Gustave Canet; 1846–1913 гг.) происходило и начатое в 1892 г. перевооружение флота патронными пушками калибром 152, 120, 75 мм. Их производство освоил Обуховский завод. Неудивительно, что после этого именно во Франции был заказан эскадренный броненосец «Цесаревич». Контракт был официально заключен 6 июля 1896 г.; в качестве прототипа по корпусу и механизмам был указан французский броненосец «Жорегиберри». Стоимость постройки составляла 30 280 тыс. франков (11 355 тыс. золотых рублей).

Водоизмещение нормальное проектное 13 100 т, длина 117,2 м, ширина 23,2 м, осадка 7,9 м. Силовая установка — две вертикальные паровые машины тройного расширения, 20 котлов Бельвиля, мощность 16 300 л. с.; скорость проектная 18 уз., на испытаниях 18,34 уз.; дальность плавания 5 500 миль (10 уз.), нормальный запас угля 800 т, полный 1 370 т. Вооружение: четыре 305-мм, двенадцать 152-мм, двадцать 75-мм, двадцать 47-мм и два 37-мм орудий, десять пулеметов, четыре 457-мм ТА. К началу Первой мировой войны, кроме главного и среднего калибров, на корабле осталось восемь 75-мм и четыре 47-мм пушки, два пулемета и два подводных торпедных аппарата. Бронирование (крупповская броня): главный пояс 250–140 мм, верхний пояс 200–120 мм, палубы 50 и 40 мм, башни главного и среднего калибра 254 и 150 мм, барбеты башен 229 и 150 мм, рубка 254 мм. Экипаж 28 офицеров и 750 матросов.

Корпус броненосца был набран по поперечно-продольной системе. Весьма необычной для России была его форма с завалом бортов внутрь, из-за чего ширина верхней палубы была существенно меньше, чем максимальная ширина корабля. Такая сложная конструкция, значительно усложнявшая и удорожавшая строительство, имела ряд преимуществ: уменьшался верхний вес, что повышало остойчивость, средние башни получали возможность вести огонь вдоль диаметральной плоскости, а в шторм завалы играли роль успокоителей качки. Корпус имел три полных палубы — нижнюю броневую, возвышающуюся над ватерлинией на 0,3 м; верхнюю броневую (она же батарейная) и верхнюю небронированную, имевшую толщину 7 мм и покрытую 60-мм тиковым настилом. Кроме них, была неполная палуба полубака (она же навесная, или спардек), кончавшаяся перед кормовой башней 305-мм орудий. Высота надводного борта в носу достигала 7,8 м. На водонепроницаемые отсеки корпус делился одиннадцатью главными поперечными переборками, доходящими до верхней броневой (батарейной) палубы.

В минувшем выпуске «Авиационного каталога» мы завершили рассказ о стратегических бомбардировщиках и сегодня начинаем новый цикл. Он будет посвящен самолетам-истребителям и истребительной авиации – ее организации и боевому применению. Это огромный пласт материала и мы вынуждены ограничить наш рассказ исключительно фронтовой истребительной авиацией, не касаясь истребителей-бомбардировщиков и прочих многоцелевых истребителей, а также перехватчиков противовоздушной обороны. Вернее, мы будем о них говорить, но лишь касаясь их участия в борьбе за господство в воздухе над театром военных действий. Такими исключениями, например, являются сражения ПВО Великобритании и немецких истребителей во время «Битвы за Англию», или почти десятилетнее противоборство авиации Северного Вьетнама и американских истребителей.

Мы постараемся ничего не пропустить, однако физически не сможем одинаково подробно рассказать обо всех типах и модификациях самолетов этого класса, созданных более чем за сто лет, потому заранее просим прощения, если кто-то не найдет в нем именно своего любимого самолета, особо это касается опытных и малосерийных машин. Может быть, отбор типов кому-то покажется слегка волюнтаристским, но мы постараемся быть объективными и рассказывать об истребителях всех времен и народов, невзирая на личные симпатии, а руководствуясь лишь тем влиянием, которое оказал данный тип на эволюцию своего класса и на события, в которых участвовал.

Итак, познакомившись с вероятным будущим стратегических бомбардировщиков в двадцать первом веке, вернемся в начало века двадцатого, когда авиация только появилась на свет…

Аэроплан родился вслед за аэростатом как спортивный снаряд и его бурное развитие в 10-х гг. ХХ века шло под олимпийским девизом «быстрее, выше, сильнее!» И действительно, в то время авиаторы жили и строили новые и новые летательные аппараты почти исключительно на призы, учрежденные богатыми меценатами за спортивные достижения в этой области, и на выручку от продажи билетов на показательные выступления, где эти рекорды тогда обычно и устанавливались. Такое положение сохранялось довольно долго даже когда аэроплан сам постепенно начал становиться товаром, изготавливаемым на продажу. А наибольшим успехом пользовались гонки самолетов – азарт преследования, адреналин скорости и высоты не оставлял равнодушным никого. Именно скорость считалась главным качеством аэроплана, и хотя пока автомобиль, глиссер и даже локомотив мог с ним вполне поспорить, никто не сомневался, что вскоре он оставит их далеко позади.  Скорость давала новому виду техники невиданные преимущества, и было совершенно понятно, что в самом ближайшем будущем она обретет коммерческое и военное значение.

Но быстрота – это еще не все. Высота – вот что было недоступно сухопутному и морскому транспорту. Аэроплан вышел в третье измерение и в отличие от аэростата мог двигаться в пространстве в любом направлении, поднимаясь и снижаясь где угодно по воле пилота. «Фигурный» полет по сложной траектории получил название высшего пилотажа, поскольку в то время казался доступен далеко не каждому. Жуткие катастрофы с самого начала стали спутницами авиаторов и тогда чаще всего никто не мог объяснить, почему аэроплан вдруг упал. Некоторые считали, что пилот должен стараться избегать наклонов самолета и особенно кренов, но другие утверждали, что разворот с креном устойчивее, чем «блинчиком». Они говорили, что энергичный маневр и необходим, и возможен.

Начиная с 1907 г. число и разнообразие типов аэропланов безудержно растет из года в год и вот уже в авиационных состязаниях участвуют не единичные машины, а десятки самолетов и пилотов. Естественно, есть победители, а есть побежденные, и что интересно – успех далеко не всегда зависел от мощи мотора. Свое значение имеет рациональная компоновка, правильный выбор материалов и конструктивных решений, дающий достаточную прочность при минимальном весе, а также форма самолета, определяющая подъемную силу его крыльев, аэродинамическое сопротивление, балансировку и управляемость.

Но и это не все: хорошие самолеты обычно превосходят противников в каких-то определенных качествах, уступая в других. Например, этот аэроплан самый быстрый, но поднимает меньше груза, а тот и летает медленно, и «везет» одного лишь пилота, но может подняться на самую большую высоту.

Впрочем, никого это не удивило: самолеты сразу же начали разделяться на классы по назначению и своим качествам, как и морские суда, например. Многие конструкторы понимали, что им нужно делать для того, чтобы создаваемые ими аппараты достигли заданных свойств, они лишь не имели математического аппарата для их точного предсказания, за исключением, пожалуй, прочности и веса – благо, наука о сопротивлении материалов уже была достаточно развита. Однако аэродинамика лишь начинала изучение сил и их моментов, которые действуют на летательный аппарат и его части. Лабораторная база в виде аэродинамических труб только создавалась, и пока приходилось полагаться на природные аналогии и интуицию… 

После завершения Второго кругосветного путешествия Кука Южный континент не пытались искать почти полстолетия. Забавно, но даже в литературе XX–XXI ст. можно иногда встретить утверждение, что Кук доказал: никакого Южного континента не существует. Скорее всего, фраза перекочевала в современные книжки из географических трудов конца XVIII — начала XIX вв. Компиляторы просто не сообразили, что ее надо бы исправить.

В начале XIX в. свой флот на океанские просторы вывела Российская империя, что можно трактовать как начало последнего, завершающего этапа эпохи великих географических открытий. Не в последнюю очередь скачок в развитии русского мореплавания был связан с освоением Дальнего Востока и Русской Америки. В эти владения русских царей доставлять грузы и людей по суше до того, как получили развитие железные дороги, было довольно сложно. Совершить с этой целью почти кругосветное плавание порой казалось решением более простым. Сушественную роль в развитии русского дальнего мореходства сыграла основанная в конце XVIII в. Российско-Американская торговая компания. У ее истоков стоял богатый промышленник, основатель первых русских поселений в Америке Григорий Шелехов, а также прославленный дипломат Николай Петрович Резанов, тот самый, чей образ запомнился советским зрителям в исполнении Николая Караченцева в рок-опере Рыбникова «Юнона и Авось».

Параллельно с экономическими вопросами в ходе русских океанических плаваний решались и другие задачи, внешнеполитические и исследовательские, что требовало государственного участия на серьезном уровне. В 1802 г. в России было образовано министерство военно-морских сил, при котором был создан Комитет образования флота.

В 1803–1806 гг. русские корабли под командованием Крузенштейна и Лисянского впервые обогнули земной шар. Вторым русским кругосветным плаванием стало путешествие Головнина на шлюпе «Диана» (1806-1809). В 1813–1815 гг. Выполняя задание Русско-американской кампании, совершил кругосветное путешествие шлюп «Суворов» под командованием лейтенанта Лазарева. В 1815–1816 гг. то же самое сделал Отто Коцебу на бриге «Рюрик». В ходе этого плавания были открыты сотни островов Микронезии.

В марте 1819 г. Иван Федорович Крузенштерн направил морскому министру докладную записку, в которой обосновал необходимость исследований полярных вод, как северных, так и южных. «Сия экспедиция, — писал он, — кроме главной ее цели — изведать страны Южного полюса, должна особенно иметь в предмете поверить все неверное в южной половине Великого океана и пополнить все находящиеся в оной недостатки, дабы она могла признана быть, так сказать, заключительным путешествием в сем море».

Что представляют собой
гравитационные волны?
Типы взаимодействий. На сегодняшний день известны четыре типа взаимодействия: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Хорошо известно, что сильные взаимодействия удерживают нуклоны (протоны и нейтроны) в ядре атома, а также кварки (составляющие нуклонов) ― внутри нуклонов. Сильные взаимодействия близкодействующие, они существенны лишь в пределах ядра, т. е. на расстояниях порядка 10⁻¹⁵ м.

Электромагнитные взаимодействия ответственны за образование атомов и молекул. Электромагнитные силы относятся к дальнодействующим силам.

Слабые взаимодействия характерны для лептонов(класса частиц, которым не присущи сильные взаимодействия, ― электронов, мюонов, нейтрино и др.) и барионов (класса тяжелых частиц ― протонов, нейтронов, гиперонов и др.). В отличие от других взаимодействий, слабые взаимодействия отвечают не за «скрепление» вещества, а за его разрушение (например, радиоактивный распад). В частности, благодаря наличию слабого взаимодействия в Солнце и других звездах протекают ядерные реакции, выделяется огромное количество энергии.

Гравитационное взаимодействие ― дальнодействующее. Оно становится определяющим для больших масс планетарного и космического масштабов. Гравитационные силы исключительно слабые. Например, сила электрического отталкивания двух электронов в 4,2×10⁴² раз больше силы их гравитационного притяжения.

Физики давно мечтают о создании единой теории поля, которая бы объединяла все четыре типа взаимодействий. Сначала удалось построить теорию электрослабого взаимодействия, затем теорию Великого объединения, сочетающую в себе электрические, слабые и сильные взаимодействия. В теории Суперобъединения должны присутствовать все типы взаимодействий.

Гравитационное взаимодействие, однако, упорно «не соглашается» войти в состав единой теории поля. Гравитационные силы и взаимодействия впервые были открыты еще во времена Кеплера и Ньютона, однако и теперь остаются наиболее загадочными. До сих пор неясно, существует ли квант гравитационного поля (гипотетический гравитон). Гравитирующая частица имеет одинаковый «заряд». Поэтому наблюдается только притяжение таких частиц. В отличие от электрического диполя, гравитационный диполь невозможен. Справедливости ради необходимо отметить, что около 20 лет назад было обнаружено ускоренное расширение Вселенной, которое связывают с «темной» энергией. Является ли расширение следствием действия антигравитации? На сегодняшний день нет ответа на этот вопрос.

Мне запомнился один забавный эпизод, имевший место в 90-х гг. прошлого века во время очень популярного тогда телешоу «Поле чудес». Ведущий Леонид Якубович пытался расшевелить малоразговорчивого участника игры, заставить рассказать о себе. Тот отвечал скупо и односложно, Якубович задавал все новые и новые вопросы.

― Кем Вы хотели стать в детстве? — прозвучал оче- редной вопрос.

― Как все.

― То есть? — брови ведущего удивленно поползли вверх.

― Космонавтом.

Судя по внешнему виду, немногословный игрок родился где-то в конце 60-х – начале 70-х. Я и сама принадлежу к тому поколению и могу подтвердить: космонавтами действительно хотели быть все. Понятно, что у большинства эта детская мечта потом тускнела, ее сменяли более приземленные, более «взрослые» планы, но хотя бы ненадолго она приходила практически к каждому. А с кем-то оставалась навсегда и превращалась из волшебной сказки XX в. в руководство к действию. И даже если мечта не исполнялась полностью (собственно полеты остались уделом очень и очень немногих, самых сильных, талантливых, настойчивых), мечтавшие о звездах дети вырастали в незаурядных инженеров и ученых, которые разрабатывали уникальные технические системы или выдвигали неожиданные теории о природе Вселенной.

Тем из этого поколения, кто был чуть старше, повезло больше, тем, кто моложе, — меньше. На их юность пришелся период сворачивания многих космических программ, резкое сокращение финансирования, удушение научно-просветительских культурных программ. И в следующем поколении уже мало кто хотел быть космонавтом, а космическая отрасль стала испытывать ощутимый дефицит молодых талантливых кадров.

Впрочем, бесконечно оплакивать былые золотые деньки – не лучшая линия поведения. Правильнее поговорить о том, что делается в наши дни, для того чтобы положение улучшить. А делается не так уж мало. Вот, к примеру, 3–4 марта сего года в Москве в выставочном центре «Сокольники» прошло интереснейшее мероприятие под названием «INSPACE FORUM 2016», посвященное коммерческой космонавтике и развитию бизнеса в сфере космических технологий.

Между прочим, одна из объявленных в программе конференций была озаглавлена: «Космонавтика: как разжечь затухающий огонь?» Разжигать огонь — задача педагогов и прессы, но чтобы сделать это хорошо, им нужны дрова, а дровами в данном случае являются реальные научно-технические достижения отрасли и реально достижимые планы на будущее. О них, главным образом, и шла речь на форуме. К сожалению, рассказать о содержании мероприятия в одной статье можно только «галопам по Европам», но позже мы постараемся осветить наиболее интересные темы в отдельных публикациях.