100 великих достижений в мире техники

Агроном на войне. Искусству маскировки военные так называемых цивилизованных армий учились у буров и американских индейцев. Учителя оказались хорошими, и в XIX веке армии перестали щеголять в пестрых мундирах, маршировать по полю боя плотными колоннами, а потом и вообще закопались в землю.

Во время Первой мировой войны зрение разведки обострилось чрезвычайно, когда она получила в свое распоряжение сначала подзорные трубы и бинокли, а впоследствии фото– и киноаппараты, смогла взирать на поле боя с высоты птичьего полета, то есть с борта аэростатов и аэропланов.

Однако не дремали и маскировщики: в ход шли все новые методы и средства. Например, чтобы скрыть от вражеских глаз артиллерийские позиции, севастопольские моряки еще в Крымскую войну впервые применили рыбачьи сети с навешанной на них растительностью. С их легкой руки маскировочные сети разошлись по всем армиям всего мира, на переднем крае стали вырастать искусственные леса, фальшивые холмы и сугробы…

Маскировали не только боевые позиции, но и целые города. Так, чтобы ввести в заблуждение немецких летчиков-наблюдателей, французы в Первую мировую войну проделали титаническую работу. На местности, сходной с расположением французской столицы, был coоружен еще один, фальшивый Париж, в котором были скопированы изгибы, создано точное подобие версальских каналов, проложена железная дорога и «выстроены» городские кварталы.

По ночам светом имитировалось движение городского транспорта и поездов. Конец этой на редкость обширной, дорогостоящей мистификации положило лишь заключение мира.

Впрочем, хороший результат в маскировке можно получить и при небольших затратах. Например, Николай Степанович Конюшков никакого отношения к авиации до 1932 года не имел. Работа у него была самая что ни на есть земная – заведующий отделом лугов и пастбищ Института кормов имени В.Р. Вильямса.

Впервые он полетел на самолете в 1932 году с самим Петром Ионовичем Барановым, начальником Главного управления авиационной промышленности. Они летели осматривать предполагаемые новые аэродромы для «ястребков». И если Баранова интересовали тактико– технические данные будущей взлетной площадки, то Конюшков оценивал состояние луга. Летчики просили обеспечить им такой «газон», чтоб и лохмат был в меру, и в меру пружинист, и чтоб не истирался под колесами как можно дольше. Они надеялись, что агроному удастся совместить два взаимоисключающих требования: довести грунт взлетного поля до плотности застывшего бетона, а затем вырастить на нем ровный травяной ковер.

Николай Степанович перепробовал почти все травы, высевал смесь из семян шести – восьми сортов. И в конце концов вырастил ковер достаточно плотный и прочный; сто раз на дню могли взлетать и садиться «ястребки», а дерн выдерживал. Причем самой «авиационной» травой оказался обыкновенный мятлик, который исправно произрастал под любыми колесами…

Однако если до Второй мировой войны Н.С. Конюшков занимался авиационными «газонами» периодически, по личной просьбе П.И. Баранова, то уже в июле 1941 года в план работы института была уже официально внесена тема «Устройство дернового покрова на летных полях».

А чуть позднее он получил и еще одно спецзадание от ВВС СССР. Конюшкова попросили сделать так, чтобы выращенные им «газоны» было трудно заметить с воздуха. Сами самолеты отгоняли на опушку леса, маскировали сетями и растительностью. Но как замаскировать летное поле?

Конюшков разработал весьма дешевый, но эффективный способ маскировки. Теперь он летал по фронтовым аэродромам, возя с собой мешок-другой азотных удобрений. Прибыв на место, собирал солдат из батальона аэродромного обслуживания и ставил перед ними боевую задачу – разбросать удобрения в указанных им местах.

Максимум сутки тратил ученый на каждый аэродром. И улетал на другой. А там, где он приказал разбросать удобрения, уже на следующий день после его отъезда трава меняла свой цвет, становилась темно-зеленой. И сверху казалось, что на ровном поле появились некие овраги и ямы.

Качество агромаскировки подтвердили фашисты: они старательно бомбили соседние поляны, оставив летное поле в неприкосновенности.

О чем не писали газеты. Вторая мировая война вообще интенсифицировала противостояние наблюдения и маскировки. Стены и крыши особенно ценных зданий, разрисованные так, чтобы сбить с толку воздушных разведчиков и штурманов авиации противника, фальшивые надстройки и трубы на кораблях, камуфлирующая окраска техники, маскировочное обмундирование бойцов – все это широко применялось во время ведения военных действий.

Порой дело доходило и до использования совсем уж необычных методов. Вот лишь один пример. Осенью 1942 года на обширных лесных массивах западных штатов США стали возникать таинственные взрывы, сопровождавшиеся пожарами. Стараниями контрразведки через некоторое время удалось установить причину возгораний. Японцы додумались прикреплять авиационные зажигательные бомбы к воздушным шарам и с попутным ветром отправлять их на территорию США. Конечно, точность подобной бомбардировки была весьма приблизительна, но японцы логично рассчитали, что Соединенные Штаты – страна большая и промахнуться мимо нее довольно затруднительно. Спустя несколько часов после запуска на воздушном шаре срабатывал таймер, бомба летела вниз и поджигала лес.

Как бороться с подобными бомбардировками? Выходом из положения оказалось… газетное молчание. Американцы «замаскировали» следы бомбардировок, засекретив информацию об их результатах. В итоге сами японцы усомнились в действенности своей затеи, и налеты воздушных шаров прекратились.

Бои без выстрелов. Война заставила на многое взглянуть по-иному. Еще вчера людей радовало чистое голубое небо, а сегодня они поглядывали на него с опаской: в любую минуту из-за горизонта могли нагрянуть вражеские бомбардировщики. До войны Адмиралтейская игла в Ленинграде радовала взор блеском своей позолоты. А с началом артобстрелов города этот блеск пришлось притушить – игла не должна обозначать центр города, служить ориентиром для фашистских артиллеристов и пилотов.

Но как накрыть чехлом громаду, взметнувшуюся на десятки метров ввысь? На помощь призвали альпинистов. Команда аэростата накинула на верхушку иглы петлю троса. По тросу поднялись ленинградские альпинисты с чехлом. И игла перестала сверкать на солнце, стала неразличимо серой. Накрыли чехлом и шпиль Петропавловки, закрасили купол Исаакия. Замаскировали железные дороги. Раскинули пеструю сеть над Смольным: дворец сверху выглядел городским сквером. Создали ложные аэродромы: на пустынных окраинах автомобили наездили колесами «взлетные дорожки».

Что спрятать не удалось – огромные заводы, судоверфи, – старались защитить зенитным огнем, прикрыть воздушными баррикадами. Каждый вечер в небо поднимались аэростаты воздушного заграждения. Один баллон с водородом мог подняться на высоту 4 км, два, соединенные вместе, поднимали прицепленный к ним трос на 6 км. Этот тонкий, совершенно невидимый ночью трос и представлял собой главную опасность для вражеской авиации. К верхней части троса подвешивали мину и устройство, которое при ударе самолета о стальную нить, автоматически перерезало ее. Освободившийся конец с миной подтягивала к себе обреченная машина; взрыв – и на землю сыпались обломки…

На аэростате в это время срабатывал разрывной клапан. Газ выходил из оболочки, и она плавно опускалась в город, где ее подбирали, чинили, если это было необходимо, и вечером снова поднимали в небо.

Резиновые ракеты и танки. Со временем надувные монстры начали свою службу не только в небе, но и на земле. Нынешний этап «надувательства» начался в 1993 году. Гендиректору «Русбала» Александру Таланову пришла в голову мысль о возможности сотрудничества с оборонкой. До этого руководимая им организация выпускала лишь спортивные аэростаты да детские надувные аттракционы.

Таланову сначала удалось заключить договор с военными о совместных научно-исследовательских работах. Потом последовали заказы на имитацию конкретного вооружения: зенитно-ракетного комплекса С-300, танков и самолетов… И лишь после этого – коммерческое сотрудничество. Пройдя через все бюрократические преграды, «Русбал» стал поставщиком надувной техники для нужд Российской армии.

Надувная ракетная позиция

Ныне пневматический макет – это не просто визуальная имитация. Изнутри он снабжен металлизированной пленкой, которая делает резину более заметной в радиолокационном диапазоне. Для обмана тепловизоров в макет ставят своеобразные печки – генераторы тепла в местах, где танк должен иметь повышенную температуру, в районе моторного отделения и выхлопных дюз.

Впрочем, создавать совершенно точную копию от «резинщиков» никто и не требует. Ведь макет, как правило, прикрывается еще маскировочной сеткой, и с расстояния метров в триста заметить разницу уже вряд ли кому удастся.

Тем не менее, прежде чем приступить к созданию новой модели, специалисты тщательно обмеривают образец. Затем думают, как сделать надувную копию. Изнутри макет представляет собой сложную систему соединений и нервюр; если просто сделать танк полым, то он раздуется почти как шар. Заполнение воздухом происходит через одно отверстие, поэтому в нервюрах предусмотрены каналы для пропуска воздуха из одного отсека танка в другой.

Главное ноу-хау «Русбала» – постоянная подкачка воздуха. Дело в том, что макеты делают из полиэфирных тканей типа «Оксфорд-210» и «Оксфорд-420» с полиуретановым покрытием. Эти ткани широко используются при изготовлении палаток, тентов, павильонов, шатров, а также походной одежды и сумок. Они дешевы, легки, достаточно прочны, но не обладают стопроцентной герметичностью. Кроме того, детали макетов сшиваются с помощью обычной швейной машинки, а значит, швы тоже пропускают воздух. Вот и приходится постоянно восполнять его утечку с помощью вентилятора.

Но, может, это даже и к лучшему. Макету не страшны пулевые попадания и мелкие проколы. Даже если в ткани образуется полуметровая дыра, ее можно быстренько заштопать, и макет еще послужит до капремонта.

Интересно, что башни танков можно вращать, стволы – поднимать и опускать, люки – открывать и закрывать, некоторые элементы – например, навесные топливные баки – снимать для имитации различных модификаций боевой машины.

Ныне «Русбал» выпускает копии самолетов МиГ-31 и Су-27, танки СТ-72 и Т-80, зенитную ракетную система С-300, комплекс 9К79-1 «Точка-У» и т. д. Какой поступит заказ, то и сделают. И будут надувать противника до тех пор, пока маскировщики не придумают что-либо еще.

Например, начнут заменять резиновые макеты голографическими копиями боевой техники. Или используют иные средства…

Сухопутные броненосцы XXI века

Сравнительно недавние военные действия на Кавказе, в Афганистане и Ираке в очередной раз показали, насколько важны для успеха сухопутной операции действия бронетанковых сил. Получается, что «сухопутные броненосцы» отнюдь не утратили своего значения и в наступившем столетии. Ну а какими видят себе танки XXI века ведущие специалисты нашей страны и мира?

«Черный орел» пролетел? Разговоры о танке «Черный орел» – новой разработке Омского конструкторского бюро транспортного машиностроения, поначалу известной как объект 640, – начались еще в 1997 году. Даже сквозь маскировочную сетку специалисты во время краткой демонстрации разглядели в необыкновенной приземистости броневой машины и ее приплюснутой башне черты сухопутного броненосца XXI века, открывающего новое направление в мировом танкостроении.

Эксперты Евразийского патентного ведомства отметили высокие тактико-технические характеристики танка, исключительную степень защиты экипажа. Люди размещены в корпусе, ниже башни, изолированы от боекомплекта, пороховых газов, выделяющихся при выстрелах. Отличительной особенностью новой боевой машины также является бронированная защита топливных баков – именно по ним зачастую бьют противотанковые средства противника.

Но главное, как считают специалисты, еще никто в мире не смог добиться размещения боекомплекта и автомата заряжания пушки в съемном бронированном модуле, который установлен в кормовой части башни и снабжен приспособлением для направленного отвода ударной волны. Патентом отмечена и малозаметность боевой машины для радаров противника.

Танк «Черный орел»

Однако в сентябре 2009 года представители Министерства обороны несколько сконфуженно объявили, что омичи просто пытались выдать желаемое за действительное. И на самом деле работы над новым танком, по существу, еще не начинались. И то, что было продемонстрировано, – не более чем пустышка. «Внутри башни ничего нет», – объяснил представитель министерства. А стало быть, у нас есть возможность пофантазировать, представить вместе со специалистами, каким должен быть идеальный чудо-танк нынешнего столетия.

Лучшая защита – нападение. Как ни странно, но ныне на поле боя, а особенно в городских условиях, современный танк уязвимее, чем, скажем, во времена Второй мировой войны. Потому что за прошедшие полвека с лишним у пехоты в распоряжении появилось огромное количество противотанковых средств.

Да и вообще, за «сухопутными броненосцами» кто ныне только не охотится: и пехотинцы с гранатометами, и противотанковые пушки, и вертолеты с ракетами… И сами танки уже давно не предназначены для уничтожения пехоты – они охотятся в основном на себе подобных, на ракетные установки и т. д.

И простое наращивание брони, так называемая «пассивная защита», не спасает – мощность оружия растет быстрее. Выход – в защите активной.

Идея такой защиты танка была впервые предложена в одном из тульских КБ еще полвека тому назад. Ее смысл состоит в том, чтобы уничтожать подлетающие боеприпасы еще до соприкосновения с броней.

В декабре 1983 года из заводских ворот вышел Т-55АД – первый в мире танк, оснащенный подобным комплексом. Восемь 9-килограммовых ракет секретного комплекса «Дрозд» обеспечивали уничтожение цели на расстоянии до 8 м.

Говорят, танки Т-55, оснащенные системой «Дрозд», принимали участие в афганской войне. Комплекс активной защиты позволял снизить вероятность поражения танка выстрелом из популярного у душманов гранатомета РПГ на 80 %.

Предпринимались попытки изготовить систему активной защиты и на Западе. Однако ни одна из них так и не была доведена до промышленного образца. Наиболее удачной считается разработка 80-х годов XX века английской компании Marconi Defense Systems. Основу танковой противоракетной системы TAMS составляли две скорострельные пушки фирмы Hughes, автоматически наводимые на цель двумя радиолокационными станциями. TAMS была способна обстреливать подлетающие со всех направлений ракеты на расстояниях менее километра.

Однако куда более совершенная система активной защиты разработана в КБ машиностроения г. Коломны. Созданный здесь комплекс «Арена» представляет собой своеобразную автоматическую систему ПВО танка. Время ее реакции – 0,07 секунды. Тут глазом моргнуть не успеешь, а система уже отреагировала на опасность, отразила ее.

Для этого на башне танка размещается всепогодная радиолокационная станция, способная обнаруживать цели на дальности до 50 м. После анализа траектории цели бортовым баллистическим вычислителем выдается команда на отстрел защитных боеприпасов, размещенных в 26 специальных шахтах по периметру танковой башни. На высоте около 4 м происходит подрыв направленного заряда, и цель поражается потоком шрапнели.

Диапазон скоростей поражаемых целей лежит в пределах 70—700 м/с, что позволяет успешно бороться с любыми типами гранат, выстреливаемых из гранатометов, а также с противотанковыеми управляемыми ракетами.

Любовь к электричеству. Тем не менее и «Арена» не панацея от всех бед. И дело не только в том, что танки в современной войне не могут действовать в отрыве от пехоты. (Печальным примером неправильной тактики является хотя новогодний штурм Грозного в первую чеченскую войну.) Если же танки следуют вместе с пехотой, то при срабатывании комплекса активной защиты помимо цели поражаются и свои стрелки.

Вторая проблема – высокоскоростные бронебойные подкалиберные снаряды, напоминающие длинные оперенные стержни-стрелы. Немецкая танковая пушка Rheinmetall RM 120, которой вооружено большинство танков стран NATO, разгоняет такой снаряд до 1650 м/с, что почти втрое выше максимальной скорости целей, перехватываемых современными комплексами активной защиты.

Так что тут еще есть над чем подумать. Одна из идей – оснастить танк электромагнитным «коконом» – силовым полем, которое будет отбрасывать гранаты, снаряды и ракеты, направляемые в танк.

Однако такое решение прежде всего требует чрезвычайно мощного источника электроснабжения. Кроме того, энергия нужна и бортовой электронике, которой на сухопутных броненосцах становится все больше. Есть даже предложение вообще отказаться от экипажа, превратив танки в боевые роботы, могущие действовать самостоятельно. И работы по созданию компьютеров, которые могли бы заменить водителя-механика и наводчика-стрелка в экипаже танка, ведутся во многих КБ мира.

Электрическими хотят сделать также и орудия. Первые прототипы электромагнитных пушек, выбрасывающих снаряды из ствола-соленоида силой электромагнитного поля, уже созданы, ведутся их испытания.

А в итоге получается, что танк должен превратиться в этакую самодвижущуюся электростанцию. Так, например, американские специалисты из Army’s Tank-Automotive Command and Electronics Technology and Devices Laboratory работают над созданием первого прототипа электротанка, который соединит в себе последние достижения механики и электроники.

Мощный газотурбинный генератор будет запитывать высокоэнергетические батареи или конденсаторы. В случае необходимости импульсы энергии подаются либо на электрические пушки, либо на электромагнитную систему активного противодействия, которая будут отшвыривать от себя вражеские снаряды. Кроме того, мощные микроволновые передатчики будут прицельно выбрасывать импульсы энергии, призванные парализовать систему наведения противотанковых ракет, а также блоки управления танков-роботов противника.

По некоторым данным, просочившимся в открытую печать, подобные разработки ведутся и нашими специалистами.

В общем, война XXI века, кроме всего прочего, становится еще и электронной.

Чудо-броня для танка-невидимки. Еще одна новость: английские ученые и инженеры собираются создать танк-невидимку.

Британские специалисты из компании ВАЕ Systems недавно пообещали, что через пять лет совершенно изменят внешность наземной военной бронетехники. Каждую бронированную машину оденут в новый камуфляж, способный изменять свой внешний вид в зависимости от окружающей среды. Танк, словно хамелеон, на снегу будет белым, в пустыне – желтым, а в лесу – зеленым…

Впрочем, тут надо отметить, что подобное заявление далеко не первое. Создание маскирующих поверхностей, обладающих мимикрией – способностью менять свой цвет и свойства в зависимости от окружающей среды, издавна является мечтой военных разных стран. В частности, Министерство обороны США выделило 6 млн долларов на четыре года ученым, которые изучают умение маскировки таких животных, как осьминог, кальмар и каракатица. Исследователи хотят скопировать их умение и при этом возлагают основные надежды на наноструктуры и метаматериалы.

Что касается британских исследователей из ВАЕ Systems, то они в своем проекте под названием E-camouflage решили базироваться на разработках, связанные с электронными чернилами. Напомним, что сама по себе эта технология разрабатывалась для электронных книг. Суть ее такова. Жидкокристаллический экран имеет в своей структуре множество крошечных шариков-капсул, один бок которых темный, а другой белый. В зависимости от знака электрического заряда, капсула поворачивается к поверхности дисплея темным или светлым боком, образуя черную или белую точку. Из этих точек и формируется четкое изображение черных букв на белом фоне.

Система удобна тем, что достаточно надежна и экономична. Однако до недавнего времени экраны оставались черно-белыми. А для маскировки ведь нужны цветные покрытия. И вот недавно ридер с цветной электронной бумагой был продемонстрирован китайской компанией Hanvon Technology. Здесь уже точки не черно-белые, а трех основных цветов – красного, синего и желтого. Их сочетание способно дать все семицветье радуги.

Интересная разработка сделана недавно и в США. Электронная бумага, превосходящая предшественниц по контрастности, разрешению и быстродействию, создана группой ученых под руководством профессора Джейсона Хейкенфельда из Университета Цинциннати. Авторы разработки фактически придумали новый принцип работы электронной бумаги.

Каждый ее пиксель теперь представляет собой пустотелую герметичную гексагональную ячейку, в основе которой лежит алюминиевая пластинка, отражающая свет. А в центре ячейки – крошечные полимерные колодцы, заполненные углеродными чернилами в черно-белом варианте. Сверху же конструкцию прикрывает тонкопленочный прозрачный электрод из оксида индия-олова.

Напряжение, приложенное к электроду и подложке, заставляет чернила мгновенно вытечь из колодца и заполнить всю ячейку. После снятия напряжения чернила тут же собираются обратно в колодец. А поскольку резервуар занимает порядка 5 % от обшей видимой площади, в «свернутом» состоянии чернила почти не видны.

Для получения цветных пикселей разработчики решили применить светофильтры, наложенные поверх ячеек. Ширина одной точки в новом дисплее составила 100 мкм, а разрешение экрана – 300 точек на дюйм. Это, по словам Хейкенфельда, больше, чем у большинства моделей электронных книг, имеющихся на рынке.

Второе колоссальное преимущество новинки – время переключения пикселей между черным и белым состоянием. Оно составляет всего одну миллисекунду, что даже быстрее, чем у хороших ЖК-экранов, и намного лучше, чем у традиционных электронных книг (там – десятки и сотни миллисекунд). Следовательно, новая бумага куда лучше приспособлена для воспроизведения видео.

Наконец, разработка американских ученых очень тонка и способна гнуться. А потому нет ничего удивительного в том, что ею заинтересовались и оборонщики. Они хотят на подобном же принципе показывать на броне танка ту или иную маскировочную «картинку». Причем появление экспериментального прототипа E-camouflage для армии Великобритании ожидается уже к 2013 году.

Каждый танк будет оборудован датчиками для анализа окружающей местности. Сенсоры, смотрящие во все стороны, позволят определять и передавать данные о внешней среде на матрицу с электронными чернилами, покрывающую броню танка. Та будет воспроизводить внешнюю среду на поверхности машины, и танк как бы сольется с окружающим ландшафтом.

Далее просматривается еще одна возможность построения танка-невидимки – использование метаматериалов, способных нарушать законы отражения электромагнитных волн вообще и света в частности. Ученые ныне создают материалы, которые не отражают свет, как обычно, а заставляют их как бы обтекать предмет, что и делает его если не совсем невидимым, то весьма мало заметным.

Так вот, британские специалисты уже воспользовались этой разработкой, модифицировали ее на свой лад и теперь утверждают, что создали некое силиконовое покрытие, которое, будучи нанесенным на танковую броню, сделает боевую машину практически невидимой. Что и обещают продемонстрировать публично к 2012 году, когда танк с таким покрытием будет готов.

Впрочем, уже сегодня есть немало скептиков, которые утверждают, что сделать невидимкой огромную рычащую, дымящую и пылящую машину вряд ли удастся. Разве что покрытие будет выполнять роль некоей маскировочной сети, способной на то время, пока танк будет готовиться к атаке, сделать так, чтобы боевую машину было труднее рассмотреть, например, с воздуха. Ну и соответственно – разбомбить или расстрелять ракетами.

Снаряды для защиты

Снаряд, как правило, привычнее относить к атрибутам оружия нападения. Однако заслуженный изобретатель России В.А. Одинцов придумал снаряды, которые можно отнести к оружию самообороны.

Член научно-экспертного совета Комитета Государственной Думы по обороне, доцент МГТУ имени Баумана Владимир Алексеевич Одинцов известен среди специалистов прежде всего как автор осколочно-пучкового снаряда. Но это далеко не единственное его изобретение. Недавно его друзья и коллеги отметили своеобразный юбилей – получение изобретателем сотого патента России.

И все же сам он считает своим ключевым изобретением именно осколочно-пучковый снаряд – боеприпас, создающий два поля поражения – круговое поле осколков корпуса и осевое поле (сноп) поражающих элементов.

Идею такого снаряда Одинцов выдвинул в 1972 году, когда заметил, что танки в современном бою слабо защищены от действий пехоты и вертолетов, вооруженные гранатометами, ПТУРСами и ракетами.

Это стало очевидно уже во вьетнамской войне, но в наиболее остро проявилось в октябрьской войне 1973 года (война «Судного дня») Израиля против Египта. К этой войне арабские страны подготовили огромные запасы РПГ и ПТУР «Малютка». Каждый третий египетский солдат нес на себе противотанковое оружие. И хотя война в конечном счете была довольно быстро выиграна Израилем, но потери им танков были ужасающими – более 800 машин.

Осколочно-пучковый снаряд для танка XXI　века

Стало ясно, что эффективные средства борьбы с танкоопасной пехотой у танка отсутствуют. Единственный вид танковых снарядов, предназначенный для этой борьбы, – осколочно-фугасный снаряд с ударным взрывателем – остановился в своем развитии на уровне 30-х годов прошлого столетия. Нужны были новые идеи танковых снарядов самообороны, и они были найдены в лице осколочно-пучкового и кассетного снарядов.

Оба они являются снарядами самообороны танка, поскольку разбрасывают град осколков еще в полете.

Интересная идея не осталась замеченной и за рубежом. Танковый кассетный снаряд начала разрабатывать израильская фирма Israel Military Industries (IMI). Ее специалистами разработано два образца снарядов с общим индексом АРАМ (Antipersonnel-Antimateriel (противопехотный-противопреградный): 105-мм снаряд Ml 17 Rakafet (для нарезной пушки старых танков «Меркава» и «Меркава-МК2») и 120-мм снаряд М329 Calanit (для гладкоствольной пушки новых танков «Меркава МКЗ» и МК4). Конструкции защищены европейским патентом ЕР 0961098А2.

Новинка вызвала большой интерес и у американцев. Было заключено соглашение о совместном производстве этих снарядов между IMI и американской фирмой Primax Technology. 105-мм снаряды вошли в боекомплект новой боевой машины пехоты Stryker. Сообщается, что эти снаряды войдут в состав боекомплекта 105-мм пушки перспективной боевой машины FCS (Future Combat System), призванной в перспективе заменить танки в армии США. 120-мм кассетный снаряд войдет в боекомплект танка М1А2 «Абрамс».

Поступают сообщения об успешном использовании армией Израиля 120-мм снаряда «Каланит» в операции «Литой свинец» в секторе Газа, а также коалиционными силами в Афганистане.

Таким образом, похоже, у нас из-под носа уводят очередную отечественную разработку. Дело в том, что МГТУ не имеет особых финансовых возможностей для зарубежного патентования снарядов. А государственные чиновники из Федерального агентства по правовой защите результатов интеллектуальной деятельности военного, специального и двойного назначения (ФГУ ФАПРИД), как обычно, не очень торопятся. В итоге Одинцову удалось получить лишь патент № 2363923 РФ на кассетный снаряд «Лихославль». Но кто за рубежом слыхивал о небольшом городке в Тверской области – малой родине изобретателя? И уж конечно, никто не жаждет и признавать его первенство на мировом рынке оружия, дающего баснословные прибыли.

Стрельба без шума

В кинофильме «Брат» показано, как главный герой, которого играет Сергей Бодров, мастерит глушитель для нагана из обыкновенной пластиковой бутылки. А в телесериале «Слепой» так и вообще глушитель на пистолете Игоря Северова едва ли не больше самого пистолета.

Почему это вдруг пошла мода на глушители? Действительно ли такое устройство может быть самодельным? Какова физика процесса глушения?

Глуши машину!.. Глушителем ныне оборудуют практически всякую шумящую машину, аппарат, двигатель, агрегат, устройство… Человечество объявило войну шуму, убедившись, например, что «гром среди ясного неба», раздающийся после пролетевшего самолета, изрядно мешает людям жить, вредно отражается на их здоровье.

И тогда на пути распространения шума стали ставить разного рода барьеры. Скажем, глушитель мотоциклетного двигателя оборудован множеством перегородок, заставляющих выхлопные газы из цилиндров перед тем, как вырваться на волю, пройти через довольно-таки длинный лабиринт и по пути значительно утихомирить свой рев.

Аналогично же устроены глушители в автомобильных и авиационных двигателях. Что же касается оружейных глушителей, то их создание – пожалуй, наиболее сложная техническая задача. Прежде всего, потому, что грохот тут создается воздухом, выталкиваемым из ствола пулей и пороховыми газами. Вырвавшись на волю из ствола, эти газы попутно еще и создают ударную баллистическую волну, распространяющуюся по округе со сверхзвуковой скоростью. Ведь давление газов в стволе – порядка 200 атмосфер, а температура – около 1000°.

Сами понимаете, укротить подобный источник шума не так-то просто. Тем более что глушитель должен быть достаточно компактным и надежным. Попытки создания таких устройств предпринимались неоднократно и с переменным успехом.

Идеи иностранцев. Пионером в этом деле считают полковника французской армии И. Гумберта, который в 1898 году сконструировал первый «прибор для бесшумной стрельбы».

Надо отдать должное хитроумию полковника. Глушитель Гумберта представлял собой насадку, которая навинчивалась на конец ствола. Внутри имелся шарик, обычно покоившийся в специальной выемке ниже канала ствола. При выстреле двигавшиеся за пулей пороховые газы подхватывали шарик, и он, словно пробка, затыкал изнутри отверстие глушителя. Газы оказывались запертыми в канале ствола и медленно просачивались через тончайшие отверстия в задней стенке глушителя.

Теоретически конструкция выглядела почти идеально. Однако на практике оказалось, что камера в полевых условиях быстро засоряется, и шарик уже не прилегает так плотно, как хотелось бы, и глушитель перестает выполнять свои функции.

Но это еще полбеды. Беда же состояла в том, что вся хитрая конструкция работала лишь при горизонтальном положении ствола. А стоило наклонить оружие, шарик мог еще до выстрела закупорить дуло, что иной раз приводило к разрыву ствола.

В общем, от конструкции Гумберта пришлось отказаться. Взамен его датские оружейники Борренсен и Сигбьерсен предложили устройство совсем другого типа. А воплотить их идею в металле взялся сын знаменитого изобретателя пулемета. Глушитель Максима представлял собой надульную насадку цилиндрической формы без всяких шариков. После выстрела пороховые газы, выходя из дула, сразу расширялись и охлаждались. При этом они теряли часть кинетической энергии, а потому выходили наружу более или менее тихо.

Интересно, что первыми оценили глушители… охотники. «Бесшумные» выстрелы, на самом деле напоминавшие по звуку хлопки в ладоши, не распугивали дичь.

Заодно с оружием. Однако однокамерный глушитель слабо глушил звук. И конструкторы вскоре догадались, что эффект можно усилить, посадив на ствол несколько глушителей последовательно. Или, что куда проще, разделить корпус глушителя внутренними перегородками-диафрагмами.

Но и такая конструкция далека от идеала. Пуля, проходя через диафрагмы, тратит часть своей энергии, поэтому страдают точность и кучность стрельбы. Кроме того, служат подобные глушители недолго. Диафрагмы быстро изнашиваются, и после нескольких выстрелов оружие вновь становится шумным.

Тем не менее из-за простоты конструкции одноразовые глушители используют и по сей день. Например, насадка на автомат Калашникова поначалу снижает уровень шума в 20 раз и позволяет произвести до 200 выстрелов. А если накрутить аналогичный глушитель на ствол пистолета, то звук выстрела можно пригасить и в 500 раз. Пробка от шампанского и то иной раз хлопает громче.

Современный пистолет с глушителем

И все же конструкторы недовольны глушителями расширительного типа. Они хотели бы, чтобы такие устройства служили в идеале столько же, сколько и само оружие, могли составлять с ним единое целое. В итоге раздумий и экспериментов появились так называемые интегрированные глушители, составляющие с оружием единое целое.

Главная изюминка тут заключается в предварительном отводе части пороховых газов из ствола. Для этого в стволе высверлены небольшие отверстия. Через них газы, толкающие пулю, выходят в заднюю расширительную камеру глушителя. Передняя же его часть, как обычно, разделена диафрагмами.

Данная конструкция позволяет уменьшить общую длину оружия, поскольку глушитель устройство располагается вокруг ствола и лишь незначительно выступает за его пределы. Но есть и недостаток: отвод части пороховых газов снижает дальнобойность и меткость такого оружия.

«Русский шепот». Впрочем, в последние годы выяснилось, что можно заглушать звук выстрела и более действенным способом. Идея заключается в том, чтобы после выстрела вообще не выпускать пороховые газы из ствола, а наглухо запирать их, как то делалось в глушителе Гумберта.

Делается это с помощью специального патрона, идею конструкции которого тульский оружейник Гуревич предложил еще в середине прошлого века. Внутри патронной гильзы, впереди порохового заряда, он поставил специальный поршень. А пространство между поршнем и пулей предложил заполнить водой. При выстреле пороховые газы толкали поршень, тот давил на воду, а она – на пулю. Дойдя до конца гильзы, поршень останавливался, упираясь в уступ, и запирал выход газам. Пуля же продолжала двигаться под напором воды, вылетела из ствола к цели. Шума при этом действительно не было почти никакого, но большое облако брызг демаскировало стрелявшего.

Пришлось от воды отказаться. Но сама идея производить отсечку пороховых газов в гильзе патрона осталась. После вылета пули особый поршень плотно закрывает выход газам из гильзы. И стрелок уже ничем не выдает себя.

Создание в нашей стране патронов с отсечкой газов вызвало на Западе настоящий переполох, а сами комплексы (оружие – патрон) получили у специалистов многозначительное название «русский шепот».

И все же, несмотря на эти и другие технические достижения, глушители пока очень дороги, громоздки, недолговечны. А потому работа над их усовершенствованием продолжается.

Так, скажем, некоторые изобретатели предлагают решить проблему радикально, вообще отказавшись от источника шума – порохового взрыва. Необходимую кинетическую энергию пуле или стреле должны сообщать сжатый воздух или натянутая тетива. Но о пневматическом оружии и современных арбалетах мы поговорим как-нибудь в другой раз.

Здесь же к сказанному остается добавить, что официально использовать глушители могут лишь бойцы спецназа. Всем остальным это запрещено. Если даже у данного человека есть лицензия на огнестрельное оружие, оснащение его глушителем все равно считается уголовно наказуемым преступлением. Ведь именно эти устройства очень часто используются киллерами при заказных убийствах.

Гипервинтовки для суперснайперов

Недавно в лексиконе спецслужб появилось обозначение новой военной профессии – охотники за снайперами. Новая специализация потребовала и нового оснащения, в частности – оружия суперкласса. Что оно собой представляет?

Кто такой снайпер? Начнем несколько издалека. Слово «снайпер» впервые появилось в английской армии во время Первой мировой войны. Происходит оно от английского snipe – «бекас». Эта небольшая птица летает очень быстро, по непредсказуемой траектории; охота на нее сложна и тем, что обычно ведется на утренней и вечерней заре, то есть в условиях плохой освещенности. В общем, чтобы попасть в бекаса, нужно быть очень хорошим стрелком, снайпером.

Ну а вообще, что фраза нашего знаменитого генералиссимуса А.В. Суворова, будто «пуля – дура, а штык – молодец», потеряла свою актуальность, убедительно доказали буры во время Англо-бурской войны 1899–1902 годов. Английская армия понесла очень большие потери, была вынуждена напрочь отказаться от красных мундиров, манеры атаковать сомкнутым строем и закопаться в землю. А все из-за того, что буры из укрытий выцеливали в первую очередь офицеров и срывали запланированные атаки тем, что дистанцию до штыковой атаку могла одолеть едва ли половина атакующих – остальные гибли от ружейного огня еще раньше.

Стрельба из снайперской винтовки Лобаева

В Первую мировую войну, отличавшуюся тем, что противоборствующие стороны подолгу вели позиционные военные действия (это хорошо описано, например, в романе Э.М. Ремарка «На Западном фронте без перемен») снайперов уже начали специально готовить и снабжать их особым оружием – снайперскими винтовками с оптическими прицелами.

В СССР снайперское дело получило развитие в 30-х годах XX века. В 1929 году на высших курсах «Выстрел» было специально создано отделение снайперов. Позднее подготовкой снайперов занимались специальные курсы Осоавиахима и непосредственно воинские части. В 1931 году была принята на вооружение снайперская винтовка образца 1891/1930 года, представлявшая собой усовершенствованную трехлинейку Мосина. Это была первая отечественная винтовка, специально предназначенная для меткой стрельбы. Потом многие снайперы пользовались и СВД – снайперской винтовкой Дегтярева.

Правильность курса на подготовку особо метких стрелков показала советско-финская война 1939 года. Финские «кукушки» – снайперы, прятавшиеся на деревьях в лесу, весьма досаждали Красной армии, для борьбы с ними пришлось организовать специальные команды.

К началу Великой Отечественной войны Красная армия располагала уже собственными кадрами снайперов; на счету лучших из них – сотни вражеских солдат и офицеров. Чувствительный урон, наносимый советскими снайперами, побудил и немцев приступить к производству в больших количествах оптических прицелов, спецвинтовок и обучению снайперов.

Бывшие «бронебойки». После Второй мировой войны, с появлением ядерного оружия массового поражения, ракет многим стало казаться, что снайперы уж больше не нужны. Однако практика вьетнамской войны, Афганистана, Чечни и другие локальные конфликты показали, что это далеко не так.

Разница лишь в том, что ныне в войсках появилось большое количество бронежилетов, которые не пробиваются пулями из обычных винтовок, особенно при стрельбе с больших расстояний. Пришлось вспомнить, что во время Великой Отечественной войны довольно широко применялись «бронебойки» – винтовки большого калибра, специально предназначенные для стрельбы по бронированным целям. На их основе и было разработано новое поколение снайперских винтовок, специально предназначенных для стрельбы на большие расстояния (порядка 1,5–2 км) и поражения защищенных целей.

Появился также новый вид спортивной стрельбы на дальние расстояния – бенчрест, для которого тоже необходимо специальное оружие.

Что это за оружие, каковы его возможности и как его делают, давайте посмотрим на примере уникальной компании «Царь-пушка», которая до недавнего времени базировалась в г. Тарусе, неподалеку от Москвы.

Организовал эту фирму Владислав Лобаев – человек широко известный в узких кругах. Поначалу он сам был классным стрелком, не раз участвовал в мировых первенствах по стрельбе на дальние расстояния, судил такие соревнования. И на своем опыте вскоре понял, как важно для победы иметь хорошую винтовку. А такие делали только в США.

Тогда он поехал в Америку, сумел пройти стажировку у Спиди Гонсалеса и Клэя Спенсера – мировых корифеев-оружейников, специализирующихся именно на таком оружии. Потом вернулся в Россию, назанимал денег у своих друзей-стрелков, купил за рубежом станки, инструмент для производства высокоточного оружия и основал компанию «Царь-пушка». Он даже сумел получить в Федеральном агентстве по промышленности соответствующую лицензию – случай небывалый в отечественной практике.

В немалой степени тому способствовали его знакомые из службы охраны президента и Национальной ассоциации стрелков. Один из них рассказывал, что еще во время Второй мировой войны появилась новая специальность – охотники на снайперов. Эти асы, суперснайперы, и потребовали создания для них специализированного снаряжения.

Отличие работы охотника за снайперами от действий самих снайперов заключается вот в чем. Снайперы обычно работают парами – один находит цель, определяет расстояние до нее и выдает координаты напарнику, который стреляет. При этом напарники, как правило, вольны в выборе жертв для своей «охоты», могут выждать соответствующий момент – вот пролетел вертолет, и в грохоте его мотора выстрела и не слышно. Причем, выстрелив один раз, снайпер тут же меняет позицию. Таким образом, чтобы поразить его, охотник за снайпером должен в считаные мгновения выяснить, откуда произведен выстрел, выстрелить самому и в то же время уберечься от огня с противоположной стороны – там ведь тоже не дураки сидят…

Все это требует отменной выучки – умения отлично маскироваться, вести наблюдение за местностью, определять присутствие огневой точки противника по малейшим признакам – например, зимой снайпера может выдать пар от дыхания, поэтому опытные стрелки, выдвигаясь на огневую позицию, задерживают дыхание и держат снег во рту.

Охотник за снайперами должен уметь обращаться с приборами наблюдения, в том числе и ночного видения, вести минирование и разминирование, обладать стальными нервами, железным здоровьем и несокрушимым терпением – ведь появления потенциального противника порой приходится ожидать сутками. И уж конечно, он должен уметь стрелять, что называется, навскидку, поражая цель с первого выстрела на расстоянии как минимум 500 м и далее.

Вообще же стрелок такого класса уверенно – при любой погоде и освещенности – способен попасть на расстоянии 1000 м первым выстрелом в мишень диаметром с суповую тарелку. А замаскированную цель таких размеров на столь большом расстоянии, между прочим, и не во всякий бинокль разглядишь…

Производство «Царь-пушки». Что же касается оружия для стрельбы на дальние расстояния, то ныне многие стрелки подразделяют его на два класса – ОВЛ (охотничья, или опытная, винтовка Лобаева) и СВЛ (снайперская, или специальная, винтовка Лобаева). Впрочем, сам Владислав аббревиатуры понимает так. Если на стволе обозначено «ОВЛ», значит, заказчик частное лицо, если «СВЛ» – спецструктуры.

И вообще такое подразделение достаточно условно, поскольку подобные винтовки – товар штучный. А под индивидуальный заказ можно оговорить все: длину ствола, калибр, тип затвора, ложе, шаг нарезов, компенсатор, дульный тормоз и т. д.

Стволы делают из нержавеющей стали марки 4—16R или 416Т. А это высоколегированная сталь, она тверже традиционных ствольных сталей и требует более износостойкого инструмента.

Сталь поступает с сталелитейного завода в виде шестиметровых прутков нужного диаметра, которые нарезают на куски необходимой длины. Поскольку изначально заготовки довольно неровные, их заказывают с припуском и на токарном станке обтачивают до идеального цилиндра нужного диаметра.

После этого начинается самое сложное – высверливание дула. Это целая наука, требующая специальных знаний, особого оборудования и инструмента – прежде всего сверл глубокого сверления. В «Царь-пушке» работали со всеми калибрами: 22, 25, 270, 234 (6 мм), 7 мм, 6,5 мм, 30 (7,62 мм), 338 (8,6 мм) и даже 408 (10,3 мм). Раньше с ружьями такого калибра на слонов ходили, ныне используют для снайперской стрельбы на 2–3 км.

Основная проблема в данной операции – увод инструмента от оси сверления. Чтобы избежать этого, нужно правильно подобрать скорость подачи и число оборотов сверла, а самое главное – оптимально его заточить. Одно сверло без перезаточки, в зависимости от марки стали, выдерживает от 10 до 50 сверлений. Комплект из пары сверл стоит 1500–2000 долларов.

Вслед за тем делают развертку. Это как бы повторное прецизионное досверливание ствола. Следующая операция – хонингование. Под каждый ствол делается абразивный хон, который протягивается через канал, выполняя грубую полировку.

Процесс нанесения нарезов в стволе – именно они обеспечивают вращение пули, а значит, и устойчивость ее полета, – называется дорнованием. Станок, плавно вращая, протягивает через канал ствола твердосплавный дорн очень высокой твердости (70–80 единиц по шкале твердости Роквелла) с выступающими нарезами. Это однократная операция, которая буквально за 10 секунд образует нарезы методом давления. Перед этим на внутренний канал ствола наносится специальная смазка, состав которой является профессиональной тайной каждого производителя.

И это еще не все. Следующий операция – притирание ствола. Для нее выплавляется свинцовый притир, имеющий форму соответствующего дорна, на него наносится специальный абразивный состав, который мастера готовят сами, и каждый ствол полируется вручную. При этом мастера могут обеспечить разную геометрию внутренней поверхности ствола, а стало быть, и личные характеристики того или иного оружия, которые окончательно выявятся лишь при его пристрелке.

Готовый ствол маркируется. Например, 338 – калибр, далее 323 – диаметр сверла, 330 – диаметр развертки, 3415 – дорн, 12 – шаг и 75 – технологический номер партии. По маркировке потом можно сделать ствол-близнец, если вдруг выяснится, что данная винтовка, скажем, замечательно стреляет в ветреную погоду.

После этого к стволу крепятся затвор и ложа. Дерево для этого давно уж не используется – оно слишком капризно к перемене погоды. Теперь чаще ложа изготовляют из стеклопластика, углепластика и кевлар-карбона. Самый прочный – кевлар-карбон, но с ним, кроме Лобаева и его компаньонов, никто связываться не хочет – материал плохо режется и фрезеруется. Но итог стоит возни: ныне Лобаеву есть чем гордится – на его ложах был выигран чемпионат Европы, его винтовки знают во всем мире.

Винтовки от Лобаева – удовольствие хоть недешевое (350–550 тыс. рублей), но и безальтернативное, считают многие наши стрелки. «Если в соревнованиях по бенчресту участвует мастер с винтовкой Лобаева, остальные будут бороться лишь за второе место», – утверждают они.

Были наши, стали – ваши… Почему мы столь подробно рассказали о подобном производстве? Не нарушили ли мы тем самым государственную тайну? Нет. Во-первых, мало знать, как делается что-то теоретически, нужно еще и уметь делать это практически. Во-вторых, Лобаев – не единственный мастер такого класса в мире; есть и другие. И в-третьих, самое обидное, фирмы «Царь-пушка» в России больше не существует.

Когда около пяти лет тому назад Лобаев с друзьями наладили свое производство и заказы к ним, что называется, повалили, тут уж зашевелились наши госструктуры – как же так, частник у них хлеб отбирает? Лобаеву было предложено войти в состав одной из госструктур. Но когда Владислав узнал, что начальников при этом у него становится больше, чем рабочих на его фирме, а доходы соответственно уменьшатся, он отказался. В ответ у него отобрали лицензию – дескать, никуда теперь не денешься, пойдешь на поклон. Он же взял, упаковал свое оборудование и вместе с лучшими специалистами уехал в Объединенные Арабские Эмираты, где его приняли с распростертыми объятиями.

А вот сумеют ли теперь наши госчиновники, как обещали, наладить аналогичное производство без Лобаева, это еще большой вопрос…

Между тем спрос на хорошие снайперские винтовки год от года все растет. Количество горячих точек на планете, к сожалению, не уменьшается – стреляют то там, то тут. Стреляют и в так называемых мирных городах. То один открывает беспорядочную стрельбу в школе, то другой берет в заложники покупателей в супермаркете…

Тогда на позиции выдвигаются полицейские снайперы. Стрелять им приходится с довольно близкого расстояния – порядка 200 м, но зато и мишени у них не ахти какие крупные. Например, был случай, когда снайперу, чтобы упредить расстрел заложников, пришлось отстрелить грабителю указательный палец, уже тянувшийся к спусковому крючку…

И это лишь один пример. Вернемся к охране первых лиц государства. Ныне лидеры во всем мире стали такие активные, мотаются то по территории своего государства, то совершают бесконечные вояжи за границу. А где гарантия, что их где-то уже не выцеливают нанятые кем-то снайперы? Гарантию, что им не удастся выполнить задуманное, могут дать только охотники за снайперами. Стрелки суперкласса способны не только обнаружить позицию снайпера, как бы ловко тот ни замаскировался, но и в считаные мгновения нанести по нему точный удар.

Вот только, пока снайпер не обнаружит себя, сделать ничего нельзя. Так что против первого выстрела никто дать гарантию и во всем мире не может… Остается надеяться лишь на чудо.

«Жидкая» броня

«Вода мягка, пока об нее не ударишься». Эта истина, отраженная в старинной поговорке, оказалась нитью Ариадны для создателей нового вида броневой защиты.

Похвальное слово кевлару. Еще во времена Средневековья удару меча, копья или стрелы тогдашние рыцари противопоставляли щиты, кольчуги да доспехи, созданные из материала, способного противостоять выпаду противника. Поначалу то были кожа да дерево, а потом – бронза и сталь.

Однако появление на поле боя огнестрельного оружия, казалось, положило конец доспехам, поскольку пуля пробивала любой панцирь. Уже знаменитые мушкетеры с неохотой пользовались доспехами, которые были тяжелы, сковывали движения, а толку от них было немного.

Солдат в жилете из жидкой брони

Свое второе рождение броня отпраздновала лишь в начале XX века. Сначала на поле боя появились первые бронемашины, а затем – уже во второй половине прошлого столетия – все шире стали распространяться бронежилеты.

В зависимости от назначения и степени защиты, они подразделяются на классы. Более легкие и, стало быть, менее надежные бронежилеты используют лишь синтетические материалы, в частности кевлар. А более тяжелые бронежилеты еще имеют специальные карманы, в которые дополнительно вставляются броневые пластинки из титана, специальной керамики и иных материалов. Именно они и принимают на себя удар винтовочной или автоматной пули, в то время как жилеты без вставок спасают в основном от пуль пистолетных.

Впрочем, не надо думать, что под ударами скоростных и тяжелых пуль кевлар рвется. Нет, это синтетическое волокно, имеющее химическое название «полипарафениленфталамид», по своим межмолекулярным связям в 4 раз прочнее стали. Так что скажем за него спасибо группе химиков во главе со Стефани Кволек, синтезировавшей этот материал в 60-х годах прошлого века.

В наши дни в современных бронежилетах используют и более современный материал Zylon, созданный в Японии. Он еще легче и прочнее кевлара.

Тем не менее стали учащаться случаи, когда легкие бронежилеты перестали выручать полицейских и бойцов спецназа. И дело тут не только в возросшей огневой мощи современного оружия, даже тех же пистолетов, но еще и в том, что иной раз пуля углубляется в тело, даже не прорывая нитей синтетического волокна. Оно ведь гибкое, а стало быть, под ударом пули проседает…

Именно в таких случаях и принимает удар на себя броневая пластинка. Она также распределяет приложенную силу на большую площадь, а то ведь от пуль иной раз остаются еще и синяки на теле.

Однако такие жилеты, как уже говорилось, тяжелы – до 12–15 кг весом; неудобны в носке, стесняют движения бойцов. А стало быть, неплохо бы их улучшить.

А что в активе? Ныне все в большей моде броня активная, способная не просто принимать удар на себя, а отвечать на удар ударом. Основу ее составляют кумулятивные заряды, которые отличаются одной особенностью. Вся их взрывная мощь направлена обычно в одну сторону, а то и в одну точку.

В итоге снаряд, попавший в танк или бронетранспортер, имеющий активную защиту, попросту отбрасывается направленным взрывом, не проникает внутрь корпуса. Таким образом, сохраняются и жизни экипажа, и живучесть самой машины.

И все было бы замечательно, если бы активная броня опять-таки не была довольно громоздкой. Все жизненно важные органы бронемашины приходится обвешивать сетками с довольно-таки объемистыми и массивными шашками кумулятивной защиты. Кроме того, при любом взрыве имеет место и отдача. И если в случае активной защиты танка, это не имеет большого значения, поскольку многотонную махину с места отдачей не сдвинешь, то попробуйте представить себе, что станет с бойцом, если по его телу развесить пакеты с кумулятивными зарядами активной защиты.

Да и сможет ли он вообще двигаться?

Тут нужно было искать иной выход из положения. И он был найден.

Текучая защита. Совсем недавно в арсенале разработчиков защитного снаряжения появился еще один способ, объединяющий достоинства предыдущих двух.

Впрочем, если разобраться, и у этой новинки есть исторические корни. Еще лет двадцать тому назад ученые и изобретатели начали эксперименты с так называемыми электро– и магнитореологическими жидкостями. В самом простом виде такая жидкость представляет собой взвесь металлического порошка в машинном масле.

В обычном состоянии такую жидкость запросто можно перемешать, например, обычной столовой ложкой. Но вот стоит поместить ее в магнитное поле, и происходит своеобразное чудо. В зависимости от интенсивности магнитного поля смесь начинает как бы «загустевать» и может достичь твердости монолита.

Поначалу такие жидкости использовали, например, для создания бесступенчатых коробок передач. Но лет десять тому назад американским исследователям пришла в голову мысль: а нельзя подобные жидкости переменной вязкости использовать и для создания бронежилетов нового типа?

Мысль сама по себе как будто неплохая. Только вот загвоздка: для наведения магнитного поля каждый солдат должен будет таскать с собой достаточно мощные, а значит, и массивные источники электропитания. А кроме того, как он узнает, в какой именно момент нужно включать защиту?

«А пусть защита сама себя включает, автоматически, – расправились с первой трудности исследователи. – Ведь не секрет, что существуют, например, пьезоэлементы, способные механическое давление или перемещение преобразовывать в электромагнитные импульсы»…

В общем, суть такой защиты в первом варианте мыслилась такой. Пусть бронежилет состоит из карманов, сшитых из кевлара. Внутрь каждого такого кармашка заливается электрореологическая жидкость, а сверху нашивается пластина пьезоэлемента. При попадании, скажем, пули или осколка в пьезоэлемент тот вырабатывает электрический импульс, жидкость тут же затвердевает, и пуля дальше не пройдет.

Идея как будто неплохая, но, когда прикинули общую массу такого сооружения, оказалось, что подобная защита подойдет разве что слону, способному таскать тяжести в сотни килограммов весом. Да и скорость срабатывания жидкости – то есть время ее перехода из жидкого в твердое состояние – измеряется десятыми долями секунды. А тут нужны миллисекунды…

Все течет, все изменяется… И тогда специалисты из Делавэрского университета (США), а также их коллеги из России и Израиля пошли кружным путем. Ими были созданы новые материалы на основе неорганических наноструктур, подобных фуллеренам.

Тут, видимо, надо пояснить, что фуллеренами называют крошечные, состоящие примерно из 60 атомов углерода, полые шарики, а затем и нанотрубки, обладающие рядом уникальных свойств.

В частности, созданные на основе фуллеренов материалы обладают изумительной прочностью. Во время испытаний композитная наноброня на основе углерода и титана показала способность останавливать пули со стальным сердечником, летящие со скоростью 1,5 км/с и создающие в точке удара давление около 250 т/см2!

Таким образом, появилась принципиальная возможность защитить бойцов даже от пули тяжелой снайперской винтовки. Однако первые образцы новых наножилетов тоже оказались не очень удобны, тяжелы и громоздки. Вот тогда-то специалисты и задумались над идей создания «жидкой» брони.

Суть идеи такова. Нынешние нанотехнологии позволяют создать материалы из смеси атомов металла и некоей жидкости, которые в обычном состоянии не имеют четко выраженной кристаллической структуры. Отдаленно они напоминают переохлажденную воду, которая еще сохраняет внешние признаки жидкости. Но достаточно малейшего механического воздействия, крошечного толчка – и такая структура у вас на глазах тут же превращается в твердый лед.

Нечто подобное происходит и в жидкой нанообороне при комнатной температуре. Пуля, входящая в контакт с наноструктурой, приводит к мгновенному образованию неких ансамблей – кластеров; и жидкий раствор в мгновение ока, а точнее в миллисекунду, превращается в монолит. Да такой прочный, что пуля попросту в нем застревает.

Но как только механическая нагрузка снимается, структура снова становится жидкой. И боец в наножилете снова имеет возможность свободно нагибаться, совершать любые движения.

Впрочем, и такая конструкция – еще не идеал, считают специалисты. В самом деле, пока конструкция наножилета при первом приближении выглядит так. В кармашки из кевлара разливается чудодейственная жидкость, а кармашки затем запаиваются.

Но что будет, если боец повредит такой кармашек, продираясь сквозь колючий кустарник или иным каким способом? Вся защитная жидкость попросту выльется.

Хорошо бы, наверное, и сами кармашки сделать подлежащими саморемонту. Взять, например, нас с вами. Стоит кому-то порезаться, кровь из раны течет не так уж долго. А потом свертывается, образуя своеобразный тампон, затыкающий ранку. Нечто подобное, наверное, надо придумать и в данном случае…

В общем, наножилеты участники спецопераций наденут еще не завтра. Но сами исследования уже вышли за пределы лабораторий. На специализированных полигонах, в обстановке строгой секретности ученые и военные эксперты продолжают отработку спецснаряжения для рыцарей XXI века.

Экипировка для штурма

Сегодня довольно часто можно услышать сообщение, что бойцы спецназа взяли штурмом очередной дом или квартиру, где засели боевики или террористы. Ну а как, интересно, бойцы умудряются остаться в живых под градом пуль? В том помогает им современная экипировка, созданная отечественными специалистами. В ряде случае она не имеет аналогов за рубежом.

«Начнем с того, что главное для бойца – уберечь свою умную голову от пули-дуры, – начал свой рассказ представитель Центра высокопрочных материалов “Армоком” Центрального НИИ спецмашиностроения Роман Самофалов. – А значит, прежде всего ему нужны каска или шлем».

Первые бронзовые шлемы появились еще во времена Античности. Однако они худо-бедно защищали голову лишь от удара мечом. Против огнестрельного оружия такие шлемы были бесполезны. Пришлось заменять их стальными касками. Однако даже бронированная каска времен Первой и даже Второй мировых войн могла уберечь голову бойца от вражеского свинца и прочих смертоносных металлов далеко не всегда. Лишь на излете пуля или осколок небольшого размера рикошетировали от каски, оставляя на ней лишь вмятины. При прямом попадании каска пробивалась насквозь.

Современная бронезащита бойцов напоминает доспехи средневековых рыцарей

Для того чтобы стальная каска на 100 % защищала голову бойца, необходимо было увеличить ее толщину. Однако при этом каска становилась столь тяжелой, что носить ее было практически невозможно. И так каски бойцы надевали лишь при самой острой необходимости – уж больно тяжелы и неудобны они были. С полупудовым грузом на голове много не навоюешь даже при проведении спецоперации, которая длится считаные минуты.

Наши специалисты нашли выход из положения, использовав для нынешних шлемов дискретно-тканевую броню. Не вдаваясь особо в подробности, которые являются военной тайной, скажем, что в основу такой брони положены современные особо прочные и в то же время прочные материалы на основе углепластиков, кевлара и других синтетических волокон.

В итоге появился шлем ЛШЗ-2ДТ второго класса защиты, который способен защитить от прямого попадания пистолетных пуль на расстоянии 5 м. Шлем прошел испытания и был принят на вооружение.

Впрочем, противник может быть вооружен не только пистолетом. С учетом этого «Армоком» в 2006 году по заказу одного из силовых ведомств России начал разработку шлема, способного уберечь бойца от выстрелов и из автоматического оружия, в том числе из автомата Калашникова с пулями повышенной пробиваемости, то есть имеющими стальной упрочненный сердечник.

И сотрудники «Армокома» такую задачу решили, создав шлем из органо-керамической брони, аналогов которой нет нигде в мире. По словам начальника лаборатории Центра высокопрочных материалов ЦНИИ специального машиностроения Ильи Гаврикова, такой шлем – многослойный. Снаружи – высокотвердый керамический экран, внутри – энергоемкая композитная подложка, состоящая из арамидной ткани, пропитанной эластичным связующим веществом.

Механизм защиты тут таков. Керамический экран, принимая на себя удар пули, разрушает сердечник, дробя его на части. А подложка из дискретно-тканевой композитной брони окончательно останавливает осколки.

Конечно, как говорит генеральный директор Центра «Армоком», лауреат Государственной премии, доктор технических наук Евгений Харченко, прямое попадание пули не проходит для бойца бесследно. Эффект такой, словно бы человека ударили по голове дубиной, он может даже потерять сознание. Однако боец останется жив, а это, согласитесь, совсем неплохо. При этом общая масса бронешлема – всего 1,2 кг, а не восемь, как это было бы, если сделать такую каску из стальной брони.

Кстати, на испытаниях в шлем стреляли с нескольких метров из автоматического огнестрельного оружия. В шлеме было обнаружено 8 повреждений, но – ни одной сквозной пробоины!

Впрочем, наши ученые и инженеры не собираются останавливаться на достигнутом. Кроме шлемов, древние рыцари обязательно использовали и щиты. Не забыта эта традиция и в наши дни. Спецназ тоже применяют щиты, причем опять-таки различного устройства и назначения. Наиболее простые металлические и пластиковые щиты предохраняют от камней, бутылок и всего того, что попадется под руку разбушевавшейся толпе. Ну а в наиболее серьезных операциях используются пуленепробиваемые щиты.

Например, бронещит ВЕЕР разработки Центра «Армоком» опять-таки многослойный. Внешняя сторона из высокотвердой керамики, изнутри – арамидная ткань. В щите есть смотровая щель для наблюдения, которая при необходимости может быть прикрыта дополнительной накладкой. Кроме того, щит имеет пулестойкий фартук, прикрывающий ноги и специальной крепление, позволяющее держать щит как левой, так и правой рукой – кому как удобно. Правда, весит пока такой щит многовато – около 19 кг, но конструкторы вскоре обещают представить и облегченные варианты.

Наконец, в кино и на телеэкране довольно часто можно увидеть, как бойцы спецподразделений врываются в здание прямо сквозь застекленные окна. Прикрываться щитом им при этом нет никакой возможности, а ранения и порезы от осколков стекла могут быть весьма серьезные. «Для таких случаев, – пояснил мне Роман Самофалов, – мы предлагаем противопорезный костюм, не имеющий отечественных аналогов. А также кольчужные спецперчатки, позволяющие без порезов выхватить нож из руки преступника».

Опять-таки в основе костюма – комбинированная металлоарамидная нить. Созданная из нее ткань не только защищает от порезов, но и позволяет в буквальном смысле проскочить сквозь огонь, поскольку обладает еще и высокотемпературной стойкостью. Этот костюм уже выпускается серийно и поставляется в силовые структуры России.

По заданию Министерства обороны специалистами «Армокома» разработан и маскировочный костюм с оптико-визуальной и радиолокационной защитой. Снайперы прозвали его «Лешим», или «Кикиморой», а на предприятии назвали «Шишок».

«В одном костюме нам удалось разрешить сразу несколько проблем, – пояснила заместитель генерального директора Центра «Армоком» Елена Кормакова. – Боец имеет сразу оптико-визуальную, оптико-электронную и радиолокационную защиту».

Непосредственное наблюдение противнику затрудняет маскировочная раскраска костюма с нашитыми на него пучками псевдотравы. Причем в краситель добавлен специальный состав, который рассеивает и инфракрасное излучение, делая бесполезными приборы ночного видения. А защита от радиолокационных средств обнаружения обеспечивается за счет применения радиорассеивающего материала.

На испытаниях человека, одетого в этот костюм, пытались обнаружить с помощью специальных приборов и на фоне леса, и в чистом поле. Не нашли…

Униформа XXI века

Премьера Валентина Юдашкина в роли костюмера Российской армии прошла не очень удачно. Но это вовсе не значит, что в XXI веке нашим солдатам придется вернуться к кирзовым сапогам, портянкам и извечной «хэбэшке». Как показали специальные исследования, боеспособность солдата во многом зависит и от того, во что и как он одет.

Как приодеть солдата? Армия США привлекла ведущие технические таланты страны к созданию суперсовременного обмундирования для своих солдат. Об этом недавно официально объявил представитель Массачусетского технологического института Нэд Томас. «На осуществление данного проекта с институтом заключен пятилетний контракт общей стоимостью в 50 млн долларов», – сообщил он.

За такие деньги специалисты из лаборатории Н. Томаса обещают сотворить немало чудес. Особая ставка делается на так называемые нанотехнологии, управляющие процессами на молекулярном уровне. В частности, идеальную маскировку обеспечат новейшие светоотражающие материалы. В проекте значатся даже «чудо-ботинки», придающие при прыжке солдату такой импульс, что ему под силу будет преодолеть семиметровую стену.

Солдат также должен быть готов к отражению химической, бактериологической и ядерной атак. Кроме того, его следует защитить и от более традиционных неприятностей типа пуль и шрапнели. Он обязан быть незаметным не только в обычном свете, но также в инфракрасном и радиоволновом диапазоне, чтобы спрятаться от радаров и приборов ночного видения. Солдату должно быть прохладно в самом жарком бою и тепло на холодной ночевке. Желательно, чтобы одежда была удобной, прочной и – чуть не забыл – хорошо стираться. Как бы справились с таким набором требований гражданские модельеры?

Эксперты английского военного дома моделей в Эссексе полагают, что лучше всего для подобных целей использовать структуру луковицы – сто одежек, причем каждый слой выполняет сразу несколько задач. К примеру, на нижнее белье возлагаются функции сохранения тепла и хорошего поглощения влаги (как не вспомнить о пресловутых памперсах!). А самый верхний слой куртки или маскхалата покрывают углеродом, который способен поглощать вещества, образуемые химическим, ядерным и бактериологическим оружием. Комбинируя различные слои одежды, солдаты смогут сражаться и во влажной жаре джунглей, и в сухом холоде Антарктики.

Боевая униформа XXI　века

Еще один способ создания «волшебной» ткани, которая не пропускает влагу и держит тепло, придумали специалисты ЮАР. Необычные свойства новому материалу обеспечивает покрытие со свойствами мембраны, которая не дает влаге проникать внутрь, но позволяет человеческому поту выходить наружу под воздействием температуры тела человека, испаряясь через миллиарды микроскопических дырочек.

Белье в роли санитара. «Впредь американские солдаты станут облачаться в особое белье, плотно облегающее их тело, – сообщает иностранная пресса. – Эта часть одежды способна будет спасти многие жизни. В его ткань, укрепленную стекловолокном, внедрены крохотные – с булавочную головку – микрофоны. Как только вражеский снайпер подстрелит солдата, микрофоны сразу это зафиксируют»…

По шуму, произведенному пулей, можно тут же понять, какую кость она задела и задела ли вообще кость. Электроника отметит также, есть ли внутренние кровотечения, ведь в таком случае пострадавшая часть тела опухает и, значит, сильнее давит на ткань одежды. Все эти данные поступают в процессор, и тот радирует врачу, сообщая, где лежит раненый и что у него прострелено. Таким образом, врач, еще не видя пациента, уже располагает точным диагнозом и немедля решает, какие меры надо принять, чтобы спасти ему жизнь.

Тем временем первую помощь солдату оказывает его же собственное целительное белье. В ткань загодя вкраплены кое-какие крохотные облатки. Когда пуля пробивает тело солдата, она, естественно, разрывает и его одежду. Из этих лопнувших облаток начинают сочиться болеутоляющие и антисептические средства.

Это белье сумеет даже «перевязать» раненого. Допустим, нога солдата сильно кровоточит. Кровь хлещет струей, и нога теряет в весе – становится тоньше. Белье чуть-чуть обвисает – этого достаточно, чтобы раздался сигнал: «Раненому грозит большая потеря крови!» Тут же компьютер активизирует надувную подушку, вшитую в униформу. Раздувшись словно жгут, она перетягивает поврежденную часть тела.

Жилет для спецназа. Последний писк австралийской военной моды: жилет, отводящий тепло от тела. Личная система охлаждения (ЛСО) представляет собой жилет, внутри которого проложены трубки таким образом, чтобы был обеспечен максимальный контакт с поверхностью тела. По трубкам течет специальная жидкость, состав которой держится в секрете. Однако она работает по тому же принципу, что и жидкость, используемая в холодильниках. Кроме того, в жилете есть испаритель, превращающий жидкость в пар, после чего лишняя тепловая энергия уходит в атмосферу. Жидкость затем конденсируется и снова входит в трубки. Маленький насос и фен помогают циркуляции жидкости и ее испарению. Батарейки и запас жидкости необходимы для того, чтобы охладитель работал. Жилет надевается под форму или химзащитный костюм.

Современным военнослужащим такой жилет важен, поскольку им часто приходится выполнять задачи в пустынных или тропических условиях. Скажем, в Ираке и Афганистане летом жара и в 50° – не редкость.

В условиях тропического климата невозможно выдержать более 30 минут в изолированном защитном костюме, сделанном из резины и пластмассы. Мощные кондиционеры в автомобилях несколько облегчают ситуацию, но пехота не может весь день проводить в машинах. В то же время жилеты ЛСО позволят им чувствовать относительную прохладу во время выполнения своих функций.

В течение следующих 3–4 лет жилет будет совершенствоваться. Полагают, например, что он вскоре будет снабжен приспособлением для переработки выделяемого солдатом пота в воду, пригодную для питья и заправки системы охлаждения.

Солдат-хамелеон. Воин 2025 года будет менять окраску, как знаменитая своим искусством маскировки ящерица, полагают военные эксперты США. Доведется ему залечь там, где волнуется желтеющая нива, – пожелтеет и он. Если на его пути встретится кустарник, его одежда позеленеет, растворяя его среди мелкой листвы. Ну а подойдя к стене кирпичного дома, он станет буро-красноватым.

Все дело в особой одежде. Она оплетена тонкими полыми волокнами. В них пульсирует свет, порождая любую возможную расцветку. Солдат носит с собой миниатюрный компьютер. Его сканер моментально считывает цвет, на фоне которого оказался боец, а процессор тут же «подкрашивает» молодого героя, делая его неразличимым для врагов.

Еще проще добиться того же эффекта, используя полимеры с добавками, отводящими электрический заряд. Энергии солнечных лучей достаточно, чтобы изменить ориентацию молекул примеси, а значит, и их спектр поглощения, то есть цвет материала, скажем, с зеленого на голубой. В армии США уже проводятся эксперименты с камуфляжными костюмами из таких тканей.

Камуфляжную форму можно заодно превратить в своего рода «противогаз», облегающий все тело. Для этого надо заполнить полые волокна углеродом, который будет всасывать вредные химические или биологические вещества.

Создан также материал, который за доли секунды меняет свой цвет с защитного на белый, наилучшим образом отражая импульсное излучение. Весь «фокус» в специальной термочувствительной краске, структура которой включает в себя несколько бензольных колец, и цвет ее зависит от двойных связей в кольцах. При резком повышении температуры эти самые двойные связи разрушаются, и молекулы теряют свой цвет. Правда, пока непонятно, удастся ли подобными свойствами наделить также коричневый и черный красители, тоже используемые в камуфляжной форме. Тем не менее работы развернуты широким фронтом.

Чудеса сельского хозяйства

Не надо думать, что технические чудеса нужны только в городе. На селе они тоже пригодятся. Специалисты это прекрасно понимают, придумав немало интересного и для сельского хозяйства.

Какой заряд у дождика?

Казалось бы, какая растению разница, поливает его дождь или человек с помощью лейки или дождевальной установки? Но оказалось, все не так просто….

В свое время доктор биологических наук, заслуженный деятель науки России З.И. Журбицкий и изобретатель И.А. Остряков поставили перед собой задачу: выяснить, как влияет электричество на один из главных процессов в жизни растений – фотосинтез.

С этой целью они, например, ставили такие опыты. Заряжали воздух электричеством и пропускали воздушный поток под стеклянным колпаком, где стояли растения. Оказалось, что в таком воздухе в 2–3 раза ускоряются процессы поглощения углекислого газа. Подвергались электролизации и сами растения. Растения, побывавшие под отрицательным электрическим полем, растут быстрее обычного. За месяц они обгоняют своих собратьев на несколько сантиметров. Причем ускоренное развитие продолжается и после снятия потенциала.

Накопленные факты дают возможность сделать некоторые выводы. Создавая положительное поле вокруг надземной части растения, мы улучшаем фотосинтез, растение будет интенсивнее накапливать зеленую массу. Отрицательные же ионы благотворно влияют на развитие корневой системы. Таким образом, кроме всего прочего, появляется возможность избирательного влияния на растение в зависимости от того, что именно, «вершки» или «корешки», нам нужны.

Ученые утверждают, что вовремя прошедший дождь намного эффективней своевременной поливки…

«Как специалиста, который некогда работал в производственном объединении “Союзводпроект”, – рассказал Игорь Алексеевич Остряков, – электрические поля интересуют меня еще и вот с какой точки зрения. Питательные вещества из почвы могут проникнуть в растения только в виде водных растворов. Казалось бы, растению все равно, откуда получать воду – из дождевого облака или из дождевальной установки. Ан нет, опыты неопровержимо доказывают: вовремя прошедший дождь намного эффективней своевременной поливки»…

Стали ученые разбираться, чем дождевая капля отличается от водопроводной. И выяснили: в грозовом облаке капельки при трении о воздух приобретают электрический заряд. В большинстве случаев положительный, иногда отрицательный. Вот этот-то заряд капли и служит дополнительным стимулятором роста растений. Вода в водопроводе такого заряда не имеет.

Более того, чтобы водяной пар в облаке превратился в каплю, ему нужно ядро конденсации – какая-нибудь ничтожная пылинка, поднятая ветром с поверхности земли. Вокруг нее и начинают скапливаться молекулы воды, превращаясь из пара в жидкость. Исследования показали, что такие пылинки очень часто содержат в своем составе мельчайшие крупинки меди, молибдена, золота и других микроэлементов, благотворно влияющих на растения.

Ну а раз все это так, почему бы и искусственный дождик не сделать подобием естественного? Конечно, сказать легче, чем выполнить, но определенные достижения в этой области уже есть. В конце прошлого века И.А. Остряков получил авторское свидетельство на электрогидроаэроионизатор – прибор, который создает электрический заряд на капельках воды. По существу, это устройство представляет собой электрический индуктор, который устанавливается на трубе разбрызгивателя дождевальной установки с таким расчетом, чтобы сквозь его рамку пролетела уже не струя воды, а рой отдельных капель.

Сконструирован и дозатор, позволяющий добавлять в водный поток микроэлементы. Устроен он так. В рукав, подающий воду в дождевальную установку, врезается кусок трубы и электроизоляционного материала. A в трубе располагаются молибденовые, медные, цинковые электроды… Словом, из того материала, какой микроэлемент нужен для подкормки. При подаче тока ионы начинают переходить с одного электрода на другой. При этом часть их смывается водой и попадает в почву. Количество ионов можно регулировать, меняя напряжение на электродах.

Если же нужно насытить почву микроэлементами бора, йода и других веществ, не проводящих электрического тока, в действие вступает дозатор другого типа. В трубу с проточной водой опускают кубик из бетона, разделенный внутри на отсеки, в которых и помещаются нужные микроэлементы. Крышки отсеков служат электродами. Когда на них подается напряжение, микроэлектроды проходят сквозь поры в бетоне и уносятся водою в почву.

Аэродинамика… плуга

На одном из слетов научных обществ учащихся устроили ребята защиту фантастических проектов. Ну и повеселились же! Например, мальчишки из Краснодара предложили пахать с помощью… самолетов! Прицепить-де к крылатому трактору плуг – и полный вперед! Только успевай поднимать плуг над городами, чтобы за трубы не зацепиться…

Но в каждой хорошей шутке, как известно, есть доля истины. «Конечно, плуг и самолет движутся каждый в своей среде: плуг – в почве, самолет – в воздухе, – рассудил сотрудник НИИ кукурузы, кандидат технических наук С.С. Тищенко. – Но это вовсе не значит, что между ними нет никакого сходства»…

Присмотримся, при движении плуг, стремясь сдвинуть почву перед собой, прежде всего сжимает, а потом разрушает ее. Но ведь и самолет в полете тоже разрушает структуру воздуха! Взвихривает его и как бы разбрасывает в стороны. При этом впереди самолета тоже образуется уплотнение – ударная волна. И эта волна, как ни странно на первый взгляд, имеет ту же физическую сущность, что и уплотнение в почве – расстояние между молекулами уменьшается.

Плуг XXI　века учитывает и законы аэродинамики

«Отсюда первый вывод: часть энергии любого движущегося тела затрачивается на разрушение среды и предшествующее этому сжатие, – продолжает Тищенко. – Запомним и пойдем дальше»…

Под действием плуга разрушенная почва движется по отвалу, сползая сплошным потоком. Так она приобретает кинетическую энергию, за счет которой и происходят оборот пласта, отбрасывание почвы в соседнюю борозду… Воздушный поток, обтекающий самолет, тоже приобретает кинетическую энергию. При этом поток закручивается в турбулентные вихри, которые еще долго вращаются и после того, как самолет пролетел.

На очереди вывод второй: часть энергии движущегося тела обязательно затрачивается и на сообщение кинетической энергии частицам, соприкасающимся с ним.

Наконец, третий вывод: и при движении плуга в почве, и при полете самолета обязательно трение, на преодоление которого расходуется часть энергии.

В итоге мы с вами, вслед за замечательным ученым, большим специалистом в области механизации сельского хозяйства академиком В.П. Горячкиным, придем к такому закону: «Любое тело, движущееся в среде, затрачивает энергию как на ее разрушение, раздвигание в стороны, так и на трение…»

А теперь посмотрим, какие затраты энергии полезны, а какие вредны.

Разрушение почвы лемехом, конечно, полезно – это и есть основная задача пахоты: взрыхлить землю, чтобы растениям было удобнее развиваться. А вот расходы на сжатие и трение вредны, они препятствуют выполнению основной задачи.

Раздвигание воздуха самолетом тоже полезно – иначе летательному аппарату просто негде было бы разместиться. А вот закручивать воздух вихрями, нагревать его трением о фюзеляж конструкторам не хотелось бы. Чтобы уменьшить нежелательные потери энергии, они стараются придать летательным аппаратам обтекаемую форму, подобрать такие материалы, когда бы обтекание было не турбулентным, вихревым, а ламинарным, т, е. спокойным, без завихрений.

Ну а что могут предложить конструкторы сельхозтехники? Тоже немало. В последние годы они провели целый ряд исследований по совершенствованию динамики плуга. Углы заточки лемехов, кривые лемешных отвалов подбираются так, чтобы почва разрушалась с наименьшими затратами энергии. А то порой даже могучие «Кировцы» оказываются не в силах тащить за собой многолемешные, широкозахватные плуги.

Одно из последних достижений аэродинамики – сотовое крыло. Кто о нем еще не слышал – два слова пояснения. Сотовым называется крыло, поверхность которого испещрена миллионами крошечных отверстий, прожигаемых лазером. Через них с поверхности крыла отсасывается турбулентный поток, и обтекание становится ламинарным, спокойным. Нечто подобное применили и в конструкции плугов: сплошные отвалы в некоторых случаях заменяют полосовыми, то есть испещренными щелями. И пожалуйста – сопротивление таких плугов, особенно на влажных глинистых почвах, сокращается на четверть, а то и на треть.

Еще одна аналогия с самолетостроением – использование специальных покрытий. Полимерные пленки позволяют уменьшить сопротивление самолета воздушному потоку на 10–15 %. На ту же величину снижается трение в почве, если на поверхность отвалов нанести скользкое пластиковое покрытие. А это, сами понимаете, экономит горючее, оборачиваясь сотнями тысяч рублей прибыли.

Правда, при трении о почву пластики довольно быстро истираются. Тогда стали использовать еще одну новинку «высокой технологии»– металлизированную пластмассу, у которой коэффициент трения пластика, а прочность – металла.

Но все это лишь одна сторона медали. Сторона другая: самолет за 100 лет из полотняной «этажерки» превратился в могучую машину. Плуг же за последние 200 лет принципиально не изменился. Почему? В немалой степени совершенствованию авиации способствовали усилия не только аэродинамики, но и двигателистов, создавших реактивные турбины. На полях же до сих пор урчат двигатели внутреннего сгорания…

Нет, реактивного трактора пока еще никто не придумал (разве что мальчишки из Краснодара). А вот реактивные плуги есть. Одна из разновидностей такого агрегата, разработанная в НПО «Целинсельхозмеханизация», используется для углубленного рыхления почвы.

«Исследования показали: нынешние “Кировцы” и им подобные «мастодонты», увы, уплотняют почву на глубину 70–90 см, – рассказывает заведующий лабораторией механизации обработки почвы и посева кандидат технических наук Г.З. Гайфуллин. – Так уплотняют, что даже бурьян не растет. Использовать для рыхления такой почвы обычные плуги – мало толку. Чтобы произвести вспашку на подобную глубину, на поле впору загонять спарку тяжелых тракторов. А они дополнительно прикатают землю»…

Что же придумали? Конструкция нового плуга-рыхлителя выглядит так. Острый и узкий лемех с тщательно подобранными углами резания позволяет с меньшими затратами энергии углубляться на нужные десятки сантиметров. А чтобы затем плугу было легче передвигаться в почве, вместо обычного отвала поставлен своеобразный винт-«пропеллер», или почвенная фреза. Она-то и является реактивным если не двигателем, то движителем.

Когда лемех продвигается в земле, взрыхленная им почва проворачивает лопасти фрезы. При этом происходит не только разрыхление уплотнений, но и подталкивание лемеха вперед и не как-нибудь, а за счет реактивной отдачи. Чтобы получить такой эффект, изобретателям пришлось немало потрудиться, призвав в союзники законы динамики сплошных сред.

И это лишь одна из новинок, которая роднит сельское хозяйство с авиацией. А слышали ли вы о плуге на воздушной подушке? Такую конструкцию придумал еще в 70-х годах XX века советский изобретатель А.А. Кузнецов. Отработанные газы тракторного двигателя он предложил подводить к специальным соплам, сделанным на поверхности лемеха. В итоге струйки сжатого воздуха дробят почву, а вдобавок как бы обволакивают поверхность стали, препятствуя налипанию почвы на лемеха и отвалы. При глубине вспашки до 35 см тяговое усилие снижается на 9—20 %.

А вот что предлагает московский профессор А.А. Дубровский. Вместо стальных корпусов на плуге устанавливаются вертикальные пластины с обтекаемыми утолщениями. Казалось бы, после прохода такого плуга в почве должна оставаться лишь узкая щель. Образуется же широкая полоса, тщательно взрыхленная на метровую глубину. Догадались почему? Правильно, в роли трудяги-крота выступает сжатый воздух. Вырываясь из трубок утолщений под давлением в несколько атмосфер, он не только подталкивает плуг за счет реактивной тяги, но и дробит почву, превращая ее в мягкую перину для семян. Прорастающие растения смогут быстрее развиваться, давая добрый урожай.

…Вот, оказывается, сколь много общего у сельского хозяйства и авиации. И это сходство, вероятно, специалисты используют еще не раз.

Зачем трактору «тапочки»?

Колесо или гусеница? Такая альтернатива уже давно стоит перед специалистами сельскохозяйственного тракторостроения. Дело в том, что нынешние тяжелые трактора изрядно калечат почву своими гусеницами, прикатывают ее, будто дорогу. И порою даже удивительно, как на множество раз «проутюженном» поле еще что-то растет?

Понятное дело, все это не устраивает как фермеров и других тружеников сельского хозяйства, так и разработчиков сельскохозяйственной техники. И кое-что для исправления положения они уже придумали.

Трактор в «галошах». Он резко выделялся в ряду других на выставке сельскохозяйственных машин, прошедшей в Москве на Красной Пресне. Прежде всего необычной формой гусениц. Они были… треугольными.

Сидевший в кабине сотрудник Научного автотракторного института (НАТИ) В.М. Пономаренко рассказывал об особенностях выставленной машины.

«Идея подобного трактора, что называется, витала в воздухе. Конструкторы – и наши, и за рубежом – давно пытались переместить центр тяжести гусеничной машины таким образом, чтобы получить оптимальное распределение весовой нагрузки по осям. Как правило, он смещен назад, в итоге задние катки получаются перегруженными, а удельное давление их на почву 1–1,5 кг/см2 вместо оптимальных 0,45—0,5. Правда, у колесного “Кировца” дела обстоят еще хуже: при удельном давлении 2,5–3 кг/см2 он уплотняет почву до метровой глубины».

Положение усугубляется еще и тем, что большинство сельскохозяйственных орудий, прежде всего плуги, цепляют к трактору опять-таки сзади. Потому для противовеса на сравнительно легкие машины типа «Беларусь» и приходится навешивать перед капотом дополнительный груз, чтобы трактор не вставал на дыбы, словно норовистый конь. На Алтайском тракторном заводе попытались было перемещать двигатель по раме, чтобы его массой уравнивать нагрузку. Однако кардинально это не решило проблему.

В начале 90-х годов XX века американцы предложили расположить ведущий каток гусеницы выше ведомых – этаким треугольником. Вариант был апробирован на тракторах Д-10 и Д-9L и оправдал себя. Распределение массы по осям стало более равномерным.

Двойные шины не дают трактору увязнуть на поле

Следующий шаг сделали специалисты НАТИ, создав сельскохозяйственный трактор общего назначения. Его двигателю мощностью 250 лошадиных сил оказалось вполне по силам тащить орудия, которые ныне выпускаются для супермощного «Кировца», а среднее удельное давление машины на почву удалось довести до 0,38 кг/см2.

У детища НАТИ немало новшеств: трансмиссия с переключением передач на ходу, бесступенчатый механизм поворота, комфортабельная шумо– и виброзащищенная кабина… Но изюминка все-таки – гусеница. Она не только необычной формы, но и выполнена из весьма своеобразного материала.

«Нашим институтом разработано их два варианта: стальные с резинометаллическими шарнирами и целиком резиновые», – пояснил Пономаренко. Взаимодействия с почвой у резино-армированных гусениц почти такое же, что и у резиновых шин, а давление на грунт еще меньше из-за большей, чем у колеса, площади опоры. Такой трактор не вязнет в грунте даже в весеннюю распутицу. Стало быть, сельхозработы можно начинать на пару недель раньше.

Не причиняют «мягкие» гусеницы вреда и асфальтовому покрытию. Это особенно важно для Подмосковья, где на пути в поле сельхозтехника то и дело выезжает на магистральные автотрассы.

Резиновые гусеницы оказались столь же долговечными, что и стальные. Их ни разу не пришлось менять за 2,5 года испытания нового трактора в АО «Теряевское» Волоколамского района.

Пока, правда, используется японская резина, однако наши специалисты обещают в ближайшее время создать отечественный аналог подобной резины с теми же характеристиками.

«Так что приезжайте к нам в НАТИ, – пригласил Пономаренко. – Немало интересного увидите!»

Колесо с «копытами». У входа в корпус НАТИ стоят древний, начала века, трактор с огромными металлическими шипами на стальных колесах и современный, на резиновом ходу. Так сказать, наглядное напоминание о пройденном пути.

А в кабинете академика М.С. Сагова – генерального директора Научно-производственного объединения «БИОНИТ» при НАТИ, мне показали еще одну новинку – пластиковое колесо.

– Точнее, это адаптированный колесный движитель АКД, – пояснил Магомет Салиханович. – Подсказала нам его конструкцию сама природа… Вы обращали внимание, на пастбищах выпасают многочисленные стада крупного рогатого скота, табуны лошадей. Казалось бы, жесткие копыта животных должны истребить всю растительность. Так нет же, пастбища не гибнут, трава отрастает заново. Тогда почему раны, нанесенные живой природе гусеницами машин, не заживают десятилетиями?

Ответ вроде бы нам уже ясен – все дело в давлении, оказываемом машинами на почву. Но все не так просто. Ведь есть машины, у которых удельное давление значительно меньше, чем у животных.

Вывод? Разгадка не столько в силе, сколько в характере этого давления. Под ногами животных почва не переуплотняется, а, напротив, даже разрыхляется, чем улучшаются ее механические свойства. А коли так, не попытаться ли создать движители для машин, которые бы при соприкосновении с землей оказывали подобное же воздействие.

Однако реализовать идею оказалось непросто. Вот уже несколько десятилетий идут работы над разными модификациями шагоходов. Пока машины еще и не вышли за стены лабораторий и испытательных полигонов. Так как же они выглядят?

«Мы взяли за основу естественный принцип взаимодействия ноги и почвы, – продолжил свой рассказ академик Сагов. – Его механизм у животных отнюдь не одинаков. Скажем, у лошадей копыта цельные, у крупного рогатого скота – раздвоенные. А у верблюдов вообще нет твердых копыт, а этакие мозоли на подошвах. Нечто подобное и у северного оленя. Не кажется ли странным такое сходство у обитателей столь разных регионов – знойных пустынь и вечной мерзлоты?»

Но вспомним: сухой, сыпучий снег Заполярья сильно напоминает пески барханов. Это подтверждают и наблюдения – глубина погружения в почву ног этих животных при ходьбе и там, и здесь оказалась сходной.

Отсутствие же у оленя грубых копыт стало спасением тундры. Слой почвы здесь очень тонок, растительность весьма ранима, и «мягкая обувка» оленей не наносит вреда природе.

«Изучив эти премудрости, мы и попробовали использовать результаты наблюдений при создании новых движителей, – продолжал Магомет Салиханович. – Разработали несколько вариантов колес применительно к тем или иным видам почвы. Они не только не калечат землю, но и даже разрыхляют ее при переуплотнении».

На первый взгляд в новом колесе нет ничего хитрого. Лишь несколько видоизмененный протектор – с грунтозацепами различной формы для разного типа почв. Но в этом-то и все дело. Подобные грунтозацепы разрыхляют почву, словно папы роторного культиватора. Сделаны они из полиуретана, поскольку резина, изнашиваясь, засоряет почву вредными веществами.

Испытания показали и еще одно достоинство нового колеса. Оно меньше вязнет в рыхлой и размокшей почве. И это позволяет примерно на треть снизить энергозатраты при сельхозработах.

Пластиковые колеса куда долговечнее резиновых. За тракторный век те приходится менять 3–5 раз, затрачивая столько же средств, что и на саму машину. Срок же службы адаптированного колесного движителя равен агрегатному.

Наконец, тяговые свойства новых движителей за счет лучшего сцепления превосходят обычные колесные в 1,5–2 раза. Значит, трактора будут меньше буксовать, что опять-таки благотворно скажется на почве.

Словом, как видите, соревнование колеса и гусеницы продолжается.

Как корова на грядке выросла…

Однажды мне попался на глаза фантастический рассказ о том, как работники научной станции на Луне прослышали, что приехавший к ним сенатор-ревизор – большой любитель свежего молока. Для него два сотрудника и решили создать киберкорову. Не везти же настоящую с Земли?! Взяли они клетки коровьего вымени, заложили в биореактор, задали необходимый режим, и в надлежащий срок выросло нечто, способное давать молоко. Сенатор остался очень доволен, написал в отчете, что на лунной станции ведутся весьма ценные и полезные научные эксперименты…

«Стоило огород городить? – улыбнулся, услышав пересказ этой истории, Александр Подобедов. – Наша “корова” проще и покомпактнее. Вон на столе стоит»…

Действительно, на столе неподалеку стоял небольшой компактный агрегат. Он и отдаленно не напоминал кибера, тем более живую корову, но тем не менее исправно давал молоко. Правда, не совсем обычное – соевое.

«Давно пора накормить людей вкусно, калорийно и недорого, – пояснил ситуацию мой собеседник. – Вот мы и вспомнили о сое…» Краснодарская ассоциация переработчиков сои «АС Соя», генеральным директором которой и является мой новый знакомый, на дегустации в Москве организовала показ и дала попробовать журналистам целый ряд продуктов, производимых на основе этого растительного белка. Кто не знает, поясню: соя – в какой-то мере родственник обыкновенной фасоли и гороха, тоже относится к семейству бобовых.

Соя　– родственница обыкновенной фасоли и гороха

В XIX веке посевы этой культуры можно было обнаружить лишь в странах Дальнего Востока да в Китае. Однако в начале XX века селекционер В. Золотницкий обнаружил, что соя прекрасно растет и у нас в Приамурье. Теперь это полезное растение продвинулось далеко на запад: в наши дни ее сеют на Ставрополье и Краснодарском крае. Она дает прекрасные урожаи бобов, которые очень богаты растительными белками, которые соя получает, перерабатывая азот из почвы. Правда, сами по себе бобы эти даже животные едят не очень охотно. Но вот если перемолоть сою на муку, а потом добавить к обычным кормам, то телята, например, от такой добавки растут намного быстрее обычного. В Краснодарском крае производством растительного белка начали заниматься в 1990 году. А спустя четыре года поняли, что соевый белок вполне могут использовать и люди. «В конце 90-х годов мы запустили первую “соевую корову”, – говорит директор. – А теперь их уже триста. Но все равно для России – это капля в море»…

Поначалу технологию хотели базировать на импортном оборудовании. Было закуплено 30 канадских машин. Но оказалось, что хотя и стоят они очень дорого, но имеют немало недостатков. Теперь подобные машины производят в России, и даже сами канадцы говорят, что наши машины получились лучше.

В общем, исследователи научно-технического центра ассоциации разработали оригинальные методики использования сои, новые технологии ее выращивания и переработки, в том числе и такие, каких еще нет на Западе. «А там, глядишь, кто-нибудь из космонавтов вывезет нашу “соевую корову” на орбиту, а то и отправится она на постоянное местожительство на Луну или даже Марс, – размечтался директор. – А что – вполне такое может быть: продукт-то она дает полезный»…

Зачем сеть на картофельном поле?

Есть картошку многие любят, а вот убирать… Нелегкая это работа – нагнуться за каждым клубнем, поднять его и опустить в ведро. За день так намаешься, что уж и картошечке на столе не рад. А нельзя ли как-то облегчить уборку картофеля?

Конечно, можно. Именно для этого конструкторы и придумали картофелеуборочные машины. Однако многим из них свойственны недостатки. Одни потребляют много энергии, другие работают лишь на сухих песчаных почвах, третьи – повреждают картофельные клубни. Между тем ныне изобретены устройства и машины, которые должны решить эти проблемы.

Картошка в чулке. У этого способа три автора. Все трое – горожане, все знакомы с техникой. И к картошке отношение имеют примерно одинаковое: выращивают ее на дачных участках, по осени выезжают убирать урожай в подшефные колхозы и совхозы.

К изобретению каждый пришел своим путем.

…Костя Уткин в то время был учащимся ПТУ № 33 Санкт-Петербурга. И занимался в лаборатории технического творчества, которая есть при училище. Организатор лаборатории, изобретатель А.М. Иванов, учил ребят внимательно смотреть вокруг, находить свои, неожиданные и простые решения проблем.

Убирать картошку вручную в подшефном колхозе Константину Уткину не понравилось. Нагибаться за каждой картофелиной не так уж легко. К вечеру поясница даже у молодого человека словно чужая… «Добывать» картошку в магазине куда легче. Там она в сетках лежит. Факт, казалось бы, будничный. Картошку в городах довольно часто продают в пакетах и сетках. Домой ее носят в сетчатых авоськах – это тоже каждый видел. Что тут нового?.. А мысль изобретательного человека уже заработала: «Покупатель получает картошку в сетке. А что, если ее прямо в этой сетке и выращивать?..»

Идея была настолько простой и в то же время неожиданной, что поначалу даже сам Костя не поверил в возможность ее осуществления. Решил проверить свою догадку на практике.

Современный картофельный комбайн требует ручного труда

Поскольку под рукой подходящей синтетической сетки не оказалось, обошелся тем, что нашел, – старыми капроновыми чулками. По весне он поместил клубни в мешочки из капроновых чулок и посадил их в почву с таким расчетом, чтобы кончики мешочков наружу из земли выглядывали. А по осени убирать ее оказалось намного легче; дернул за конец сетки, предусмотрительно оставленный весной на поверхности земли, – и картофельный куст у тебя в руках.

Мешки на привязи. Инженер из Казани Б.П. Липский подошел к проблеме по-другому. «В колхозе мне не раз приходилось наблюдать печальную картину, – рассказал он. – К уборке картофеля в достаточном количестве подготовлена современная техника, а посылать ее на поле не имеет смысла: земля после дождей раскисла, клубни из нее извлечь машиной невозможно»…

Вот поле подсохло. Можно приступить к машинной уборке. Но присмотритесь внимательно, как работает обычный картофелеуборочный комбайн. По существу, это небольшой экскаватор. Чтобы извлечь килограмм картофеля, комбайн измельчает и просеивает до 200 кг земли. Представляете, сколько энергии при этом расходуется впустую?

«Поддевать нужно чем-то клубни, в этом вся штука, – продолжал рассказ Липский. – Тут и подоспела новость – придумка Уткина»… Прочитав о «картошке в чулке» – об этом написала «Комсомольская правда», – Б.П. Липский обрадовался: «Вот путь к решению!..»

Для того чтобы придумку школьника для дачного участка можно было осуществить на колхозном поле, нужно сеточки с клубнями связать вместе капроновой же веревкой. Тогда можно будет и посадку и уборку механизировать. Вот только сложно все получается. Машина для закладывания клубней в мешочки нужна? Нужна. А агрегат для связывания мешочков в единую цепь? А посадочная машина? А уборочная?.. Словом, выходит, надо целый машинный парк создавать. Причем машины эти будут работать лишь раз в году, а остальное время простаивать. Быть может, отдельные мешочки стоит заменить единой сетчатой лентой?..

Сеть в огороде. И еще одного изобретателя увлекла идея убирать картошку при любой погоде и без потерь. Ему тоже не нравилось, как работают комбайны.

Изобретатель из Тулы Лев Емельянович Панасюк начал экспериментировать. Вместо механизмов попробовал использовать гидравлику, воздушное разрежение…

«Потом я решил попросить помощи у природы, – рассказал Лев Емельянович. – Уж сколько раз она выручала конструкторов! Не может быть, чтобы и в этот раз она не дала никакого совета»…

Так на подоконниках квартиры Панасюка появились цветочные горшки. И росли в них не какие-нибудь экзотические кактусы, а самая прозаическая картошка. Каждые пятнадцать дней Лев Емельянович брал один из горшков, осторожно размывал землю струей воды, интересовался подробностями образования клубней.

И сделал для себя открытие – клубни образуются на столонах. Столоны – это побеги, которые вырастают из «глазков» посаженного клубня. Если столон пробивается на поверхность земли, на нем вырастают листья, потом цветы и семена. А вот если побег остается в земле, на нем завязываются новые клубеньки. А вокруг образуется обычная корневая система. Конечно, биологам все это было давным-давно известно. Но Лев Емельянович смотрел на картофельный куст со своей, инженерной точки зрения. И природа не отказала изобретателю в подсказке. Каким образом?

Кроме разницы в своем назначении – корни доставляют растению питательные вещества, а столоны берут их для формирования и роста клубней, те и другие разнятся еще по своей толщине. Диаметр каждого корешка составляет в среднем 1 мм, в то время как толщина столона достигает 3 мм.

Значит, если сажать картофель в сетке, ячейки которой будут такой величины, что пропустят корешки, но не пропустят столоны, то осенью с помощью той же сетки можно будет и доставать картофель из-под земли. Чистенький, неповрежденный!..

На этом принципе и работают машины, сконструированные Л.Е. Панасюком.

…Три изобретателя, начавшие работу примерно в одно время, независимо друг от друга, решили проблему каждый по-своему. Но это вовсе не значит, что ту же задачу нельзя решить еще и четвертым, и пятым способами… Страна наша огромна, картофельные поля занимают в ней свыше 7 млн га. Так что места на этих полях, наверное, хватит разным машинам.

Картофельный детектор

В хлопотах и заботах незаметно прошло лето. Пора и урожай собирать. Но даже человек с его изощренным зрением не всегда может отличить покрытую мокрой осенней землей картофелину от такого же черного комка почвы. Что же говорить о картофельных комбайнах, гребущих с поля все подряд? Нельзя ли сразу на поле производить и сортировку?

Немало поломали голову над этой проблемой инженеры. Какие только детекторы не перепробовали: механические, телевизионные, ультразвуковые!.. Немецкие ученые как-то даже решили наделить машину «всевидящим» гамма-зрением – поставили на подборочный конвейер что-то вроде рентгеновского аппарата. Его лучи пронизывали насквозь земляные комья и клубни, а стоящий напротив датчика приемник определял «что есть что».

Но гамма-лучи вредны для здоровья людей, и при работе с ними приходится принимать специальные меры предосторожности. Кроме того, как оказалось, для безошибочного детектирования необходимо, чтобы все клубни и комья были приблизительно одинакового диаметра.

Контролировать уборку картофеля можно с помощью емкостного датчика

По другому пути пошли специалисты Рязанского радиотехнического института; старший преподаватель А.Д. Касаткин и тогдашний студент-дипломник, а ныне уже инженер Сергей Решетников.

Они взглянули на картофельный клубень с точки зрения физики. Известно, что емкость конденсатора зависит от проницаемости материала, заложенного между его обкладками. Меняется диэлектрическая проницаемость. Меняется и емкость. Этот физический принцип и был положен в основу детектирования, так как диэлектрическая проницаемость картофеля оказалась отличной от диэлектрической проницаемости земли.

Но найти правильный физический принцип – только начало дела. Нужно было еще выяснить, на каких частотах детектор будет работать в оптимальном режиме, разработать принципиальную схему устройства, проверить правильность разработки на лабораторном макете.

«Наиболее трудной частью работы оказалось создание чувствительного емкостного датчика, – рассказывал Сергей Решетников. – Мы перебрали несколько вариантов и в конце концов остановились на такой конструкции. Датчик представляет собой две пружинные пластинки, расположенные друг относительно друга под некоторым углом. В эту своеобразную воронку и падают картофелины вперемешку с комьями земли. Как только картофелина или комок касаются обкладок конденсатора, система управления вырабатывает сигнал, значение которого зависит от диэлектрической проницаемости объекта, находящегося внутри датчика. Исполнительный орган – заслонка отклоняется в ту или иную сторону, производя сортировку»…

Эта работа удостоена награды Всероссийского студенческого научно-технического общества. И как знать, возможно, пройдет еще какое-то время, и в конструкцию отечественных картофельных комбайнов, разрабатываемых здесь же, в Рязани, добавится еще один узел – картофельный детектор с емкостным датчиком.

Ропот про арбузный робот

Одна из наиболее трудоемких работ в сельском хозяйстве – уборка бахчевых культур. Попробуйте-ка потаскать по августовской жаре массивные – весом до 10 кг, а то и более – шары арбузов, эллипсоиды дынь. Тут поневоле задумаешься о механизации…

Первое упоминание о возможности повышения производительности работ, связанных с арбузами, мне попалось в книжке Льва Кассиля – бывшего саратовца (а в окрестностях этого волжского города, как известно, сплошные бахчи), ставшего московским писателем. Описание технологии погрузки арбузов на баржу до предела лаконично: девчата кидали, Антон Кандидов ловил. И, натренировавшись, стал вратарем сборной республики.

Потом и сам я внес посильную лепту в арбузную антологию, рассказав в 1976 году, как на Всесоюзном слете юных техников внимание жюри и прессы привлекла действующая модель бахчевого комбайна, созданная школьниками из Ростова-на-Дону. Один из авторов, Виктор Парасочка, так описывал особенности своего детища, способного по замыслу механизировать все операции цикла выращивания бахчевых – от посадки семян до уборки.

«Устройства для посадки, подкормки использовали готовые, от уже существующих сельскохозяйственных машин, – рассказывал он. – Сложнее оказалось наладить механизм уборки. Но все же справились – разработали механическую руку с вакуумным стаканом, который берет арбуз “на присос”. Уборка более нежных дынь производится рукой с резиновыми пальцами».

Одна из наиболее трудоемких работ в сельском хозяйстве　– уборка бахчевых культур

Но как научить машину отличать спелые плоды от неспелых? Тут и взрослые люди ошибаются. Оказывается, для этой цели приспособили рентген. «Оператор видит на экране: если косточки темные – значит, плоды спелые, если светлые – пусть немного полежат, дозреют», – пояснил Виктор.

Школьники получили заслуженные дипломы, а про их разработку незаслуженно забыли. Во всяком случае, когда пять лет спустя я побывал в Саратовском институте механизации сельского хозяйства, единственной новинкой, которую мне смогли продемонстрировать, были орудие УПВ-8 и подборщик ПБВ-1, повышавшие производительность труда на уборке бахчевых аж в 80 раз!

«Ого!» – удивленно воскликнете вы. Я тоже воскликнул, но мое удивление стало куда большим, когда поближе познакомился с этими агрегатами.

Представьте себе: по полю движется колесный трактор. По бокам от него, а также непосредственно перед колесами укреплены толкатели – прикрученные к раме пластиковые или резиновые пластины. Машина едет – они, как им и положено, толкают, катят по полю арбузы, насильно отрывая от плетей. Причем толкают все подряд – большие и маленькие, спелые и зеленые. Да и от самой плети после такого наезда остается одно воспоминание. Правда, арбузы при этом худо-бедно выстраиваются в некое подобие шеренги.

Тогда на поле выходит подборщик. К нему, опять-таки под углом к направлению движения, приделана эластичная планка. Действует она по примеру пластин валкообразователя: по мере перемещения подборщика вперед перекатывает арбузы влево, в ячейки барабана. Тот вращается, арбузы в ячейках поднимаются вверх, пока пальцы выталкивателя не подадут их на транспортер. А резиновая лента с бортиками (чтобы собранное не скатывалось) доставляет плоды прямо в кузов грузовика. Поскольку прямо сбросить арбузы на дно кузова – сразу же их и угробить, транспортер кончается клеткой-гасителем, по зигзагам которой они должны мягко скатываться вниз.

Насколько детища доцента В.И. Милюкова успешно справлялись с возложенной на них задачей, вы можете судить сами. Хотя бы по тому, что распространились сии агрегаты в основном по выставкам и институтам, а на поле их выпускали при крайней необходимости, когда уж урожай убирать совсем некому. Да и в самом деле: не все ли равно, какие арбузы попадут на корм скоту – целые или побитые?

На том, наверное, и стоило закончить арбузную эпопею, если бы не наши бывшие соотечественники, а ныне израильтяне. Воспользовались накопленным потенциалом в своем кибуце и предложили работоспособный арбузный комбайн. Нечто среднее между изобретениями ростовских школьников и волгоградского доцента. «Арбузный робот будет выглядеть как прицеп к трактору, оснащенный гибкими захватами, – говорит один из создателей прототипа Гейл Майлз. – Дополнительно он оснащается сильными вентиляторами и видеокамерами».

В общем, суть процедуры должна выглядеть так. Проезжая по бахче, агрегат струями воздуха раздвигает листья. Свет, отраженный непосредственно глянцевой арбузной коркой, фиксируется видеокамерами. Он тут же анализируется спектрометром. Кроме того, дополнительные датчики определяют состав и концентрацию ароматических газов, выделяемых растением. На основании полученной информации компьютер принимает решение о спелости того или иного плода. Если арбуз созрел, в действие вступает механическая рука со щупальцами, которая захватывает и срывает его. Перенося плод в транспортную тележку, робот одновременно взвешивает его и наклеивает кодирующую этикетку с указанием веса и даты уборки.

Ну а чтобы столь сложная техника не простаивала, ее создатели заложили в память робота программы, позволяющие использовать его для посадки, культивации и уборки не только бахчевых культур, но и салата, капусты…

«Мы полагаем, что при массовом производстве этот робот станет не дороже автомобиля-пикапа и будет вполне по карману фермерам», – пообещал инженер-разработчик.

…Такая вот получилась полосатая история. С эмигрантским хвостиком.

Мост через… поле

Представьте себе: вышли вы в поле и видите – через него вроде как мост перекинут. Или, говоря точнее, козловой кран установлен. Зачем он тут понадобился? Об этом я и попросил рассказать московского изобретателя И.А. Майсова, потратившего немало времени и сил на осуществление интересной технологии.

Идея Правоторова. По словам Ивана Александровича, сам он шел по стопам одного из родоначальников идеи мостового земледелия в нашей стране М.И. Правоторова. Но справедливости ради нужно сказать, что первыми были все-таки не наши соотечественники. Еще в 1860 году англичанин Генри Крафтон придумал и создал первой сельскохозяйственный «мост». Выглядел он так: два паровых локомобиля, шедшие параллельно, были соединены длинных бревном, к которому были прицеплены бороны.

Уже в XX веке идею развили, она обрела масштабность. Скажем, в 30-х годах, когда над ней работал и Правоторов, предлагалось перекрыть поле громадной, длиной в 100–150 м, решетчатой фермой-аркой. Она, словно мост, перекидывалась через всю ширину поля, опираясь своими концами на колесные тележки, которые должны были перемещаться по специальным рельсовым путям. Есть рельсы-направляющие и на самой ферме-арке, по ним, уже поперек поля, тоже движется тележка, на которую могут быть навешаны самые различные сельскохозяйственные орудия – плуги, бороны, культиваторы, сеялки и т. д.

Каковы преимущества такой схемы по сравнению с обычными способами возделывания урожая? Прежде всего почву перестают «утюжить» тяжелые сельскохозяйственные машины. Ведь не секрет, что тот же трактор «Кировец» продавливает землю, считай, на метр, укатывает почву так, что просто удивительно, как на ней еще может что-то произрастать.

Технология мостового земледелия позволяет этого избежать. Кроме того, над растениями перестают витать облака выхлопных газов – привод моста несложно сделать электрическим. А главное, технология мостового земледелия поддается автоматизированному управлению, позволяет нацеливать рабочий инструмент в точку с точностью до миллиметра, ориентируя его, скажем, с помощью лазерного луча. Словом, мостовое земледелие способно превратить поле в цех под открытым небом. А на закрытом грунте и вовсе не уступит современному промышленному производству.

Арка через поле. Однако в свое время изобретение Правоторова не получило распространения по двум причинам. Во-первых, стране нужны были механизмы попроще: тракторы, плуги, сеялки, культиваторы… В рабочих руках недостатка в нашей стране не ощущалось. Во-вторых, разработку подвел гигантизм, весьма свойственный в то время. Но на практике такой гигант оказывался весьма неудобным в эксплуатации, тем более что надежность нашей техники всегда оставляла желать лучшего.

Один из проектов мостового земледелия

Ныне же изобретатель Майсов предлагает фермерам не просто вернуться к старой схеме, но и изрядно ее усовершенствовать. «Вместо громоздких мостов я предлагают новые – легкие, компактные, способные работать хоть на дачном или приусадебном участке, а главное – дешевые, изготовленные своими руками из подручных материалов», – говорит Иван Александрович.

Например, в южных районах нашей страны последние годы накопилось огромное количество поливальных агрегатов. Их наделали столько, что кое-где от чрезмерного полива получилось больше вреда, чем от засухи. Эти-то поливные установки типа «Кубань», «Фрегат» и другие изобретатель и предлагает использовать в качестве базы для создания агромоста.

Ведь что, собственно, представляет собой такая установка? Труба, движущаяся на многочисленных опорных тележках вдоль поля. Стало быть, мост как таковой у нас уже есть. Осталось навесить на него подвижную тележку-тельфер с навесными орудиями и обрабатывать землю.

«Но если все так просто, почему до этого никто раньше не додумался, не внедрил у себя?» – спросите вы.

А все дело в том, что простота тут отчасти кажущаяся. Движение моста по полю должно быть жестко стабилизировано. Ведь, если произойдет смещение хотя бы на несколько сантиметров, культиваторные лапы попросту порежут все всходы, и убирать будет нечего.

Чтобы такого не случилось на практике, Майсовым и его коллегами разработано несколько систем, позволяющих агромосту перемещаться по полю, не сбиваясь с ранее проложенной колеи. Одна из них, например, предполагает движение с опорой на реперные точки. Для этого по краю поля прокладывают один рельс, который будет играть роль оси координат. Заодно вдоль него можно проложить водовод, электрический кабель для питания электромоторов. А по полю расположим штырьки-реперы. На тележках, перемещающихся по междурядьям, установим датчики-щупы, которые, нащупав такой репер, тотчас подадут сигнал в систему управления. Она установит тележку в нужном месте для обработки почвы. А чтобы реперы не мешали проезду колес, работе культиваторов и прочих механизмов, сделаем их отклоняющимися, эластичными. Под давлением колеса они уходят в почву, а потом снова выпрямляются.

Благодаря реперам, все тележки моста держатся строго прямой линии, не образуют дуги, как это обычно бывает при поливе. На такой установке можно работать и ночью. Надо лишь поставить люминофорные отметки на тележках, которые позволят оператору лучше ориентироваться в темноте. А еще лучше применить лазерные реперы.

Причем агромост – такая же универсальная машина, как и трактор, – какое орудие навесите, такую работу он и будет выполнять. Возьмем, например, полив. Установим на мосту штанги с датчиками состояния почвы (хотя бы инфракрасными), и полив будет вестись не вслепую, а в точном соответствии с потребностями почвы и растений. И вода экономится, и растениям больше пользы. Точно так же можно вносить удобрения, пестициды…

А наступит время уборки, скажем, корнеплодов – свеклы или картофеля, – к технологическим секциям моста, передвигающимся над полем, легко подсоединить секции не только с подъемниками, но и транспортерами, накопительными бункерами. А то ведь нынешние комбайны не столько работают, сколько ждут транспорт, чтобы разгрузить бункера…

Выручит чудо-мост и при уборке таких деликатных культур, как мандарины, виноград, клубника…

О чем поет огурец?

…Это походило на фокус. Обыкновенный зеленый огурец поместили в светонепроницаемый футляр, закрыли его, щелкнули парой тумберов, и в лаборатории зазвучала некая странная мелодия.

«Так поет огурец, – пояснил старший научный сотрудник Института прикладной математики Николай Наумов. – Слышите, голос его оптимистичен и весел. Стало быть, огурец свежий»…

Суть «фокуса» оказалась вполне реалистичной. Оказывается, о том, что самый обыкновенный огурец, яблоко, любой цветок или даже шкаф могут звучать, исследователям известно как минимум полвека. Дело в том, что любой процесс в кристаллической решетке, живой молекуле сопровождается электромагнитными излучениями, подобным радиоволнам. А коли так, то поймать их, усилить, преобразовать в звуковые частоты – это уж дело техники.

Понятное дело, особо заинтересовали исследователей «голоса» живой природы. И вот почему. «Он живой, он светится», – сказал некогда потрясенный Дениска из рассказа Виктора Драгунского, впервые увидев светлячка. И писателю и его герою было невдомек, что светиться могут не только светлячки, гнилушки, некоторые породы рыб, но и вообще любое живое существо. Вот только свечение это не так-то просто заметить…

Оказывается, огурцы не лишены вокальных способностей

Как ни странно, но впервые его зафиксировали отнюдь не биологи, а… астрономы. Заполучив в начале 50-х годов XX века в свое распоряжение спектрометр, а потом и фотоумножитель, они стали направлять око этих приборов не только на свет далеких звезд, но и на чисто земные объекты. И однажды перед прибором, привыкшим ловить по ночам мерцание далеких звезд, оказался растущий корешок гороха. Перо регистратора дрогнуло, – значит, корешок светился.

Более немощное излучение трудно было найти в природе – подсчитали, что грамм корешков светит в десятки тысячи раз слабее известного всем Иванова светлячка. Невидимые глазу лучи так и назвали – сверхслабым свечением растений.

Такой свет испускают все клетки любого органа, и, самое главное, для этого не требуется никакого фермента, обязательного для биолюминесценции. Более того, характер этого свечения во многом зависит от состояния данной живой клетки. Попросту говоря, чем хуже ее самочувствие, тем слабее свечение.

Ну а чтобы не мучиться, пытаясь засечь считаные фотоны, излучаемые клеткой, практически оказалось удобным перевести свечение в акустические сигналы. Так в группе Наумова и услыхали впервые «голоса» живых клеток.

Когда исследователям удалось установить, что яблоко пищит очень жалобно и монотонно, они стали думать, на что оно, бедное, жалуется. То ли на то, что его едят, то ли, наоборот, на то, что не востребовано…Расшифровать полностью эти жалобы пока не удается – исследования «голосов», по существу, только начались. Но уже сейчас ясно – «озвучить» можно практически любой овощ или плод.

Достаточно поместить его в камеру, датчики который улавливает фотоны – элементарные частицы электромагнитного поля, – излучаемые овощем. Все показания записываются очень чувствительным прибором. Каждой волне соответствует определенный звук, нота. Так и рождается музыка. Невидимое становится слышимым. «Мелодии света» дают возможность контролировать состояние того или иного живого существа, диагностировать какие-то нарушения в самом зародыше.

Озвучить можно даже молекулы ДНК. То есть с нашими генами тоже можно общаться. А это значит, что исследователи получили возможность с еще одной стороны подступиться к разгадке одной из самых великих тайн природы – как из молекул ДНК рождаются органы, а затем и живые организмы. А там, глядишь, научатся и исправлять те или иные генные недостатки, еще в процессе «проектирования» будущего организма.

Растения – индикаторы

Казалось бы, что могут подсказать ботаники геологам, а уж тем более саперам, ведущим разминирование территорий, где когда-то шли бои, или экологам, стремящимся вернуть к жизни территории, подвергшиеся радиоактивному заражению? Тем не менее, как показывает практика, порою невзрачная травка оказывается эффективнее сложнейшей аппаратуры.