Силовое защитное поле. Боинг запатентовал систему «силового поля. Защитное силовое поле

Корпорация Боинг, известная по всему миру благодаря своему подразделению Boeing Commercial Airplanes по производству пассажирских авиалайнеров предстает сегодня с другой, непривычной для многих стороны. Кроме гражданской авиации, Боинг активно занимается в том числе и военными разработками для армии США. Например, Во время Второй Мировой Войны Боинг построил большое количество бомбардировщиков B-17, прозванных «Летающая крепость» и B-29 «Суперкрепость». Сейчас компания получила патент, а ее инженеры разрабатывают, по сути своей, силовое поле, сообщает thenextweb .

Сам термин «Силовое поле» берет начало из научно-фантастической литературы и фентези и обозначает непроницаемый барьер, защищающий объект, находящийся за ним. Часто силовое поле изображают в виде замкнутой сферы, как на изображении выше. Технология компании Боинг более прозаична и пока не так ультимативна в своей эффективности, как ее описывают фантасты.

Запатентованная разработка предназначена для использования, в первую очередь, легкими наземными устройствами и техникой, и призвана защищать их от взрывной волны. Сами разработчики называют свою систему «технологией обнаружения и ослабления ударной волны». В тексте патента приводится следующее описание системы:

«Система гашения ударной волны, состоит из:

1. Детектора, создающего сигнал обнаружения, который определяет взрывы, способные произвести ударную волну, способную в свою очередь пройти через газообразную среду до защищаемой зоны. Детектор оценивает местоположение и время взрыва и определяет взрывное устройство, оценивает место и время подрыва устройства, которое способно произвести ударную волну, проходящую через газообразную среду.
2. Генератора дуги, который работает сообща с детектором, от которого он получает сигнал обнаружения, а в ответ быстро нагревает определённую область газообразной среды для создания второго кратковременного типа среды, отличающейся от изначальной. Эта среда располагается между ударной волной и защищённой зоной таким образом, что ударная волна вступает во взаимодействие с вторым кратковременным типом среды и гасит ударную волну плотностью своей энергии до достижения ударной волной объектов в защищаемой зоне.»

Команда ресурса PatentYogi сделала поясняющее видео о том, как в теории будет работать система защиты объектов, запатентованная Боингом:

Из текста патента и видео становится понятно, что до фантастического, полностью непроницаемого для внешних воздействий силового поля разработке инженеров Боинг еще далеко. Но и уже существующая идея внушает уважение. Ударная волна и осколки - одно из основных поражающих явлений после самого взрыва при прямом попадании (например, при наземном ядерном взрыве около 50 % энергии идёт на образование ударной волны), а способность гасить ее даст, в первую очередь, легким единицам техники дополнительную защиту без серьезной потери мобильности из-за увеличения массы при дополнительном бронировании машины.

Которая до сегодняшнего дня считалась уделом научно-фантастических романов — систему силового поля, способного защитить от взрывной волны различные объекты, в том числе здания, автомобили или самолеты. Об этом сообщается на сайте патентного бюро США.

По принципу работы изобретение Boeing напоминает энергетические щиты, которые знакомы многим по фильмам киносаги «Звездные войны». Специальный датчик обнаруживает источник взрыва, после чего в дело вступает дуговой электромагнитный генератор поля. При помощи лазеров, электричества и микроволнового излучения система ионизирует небольшой участок воздуха и создает плазменное поле на пути взрывной волны.

Патент авиационного гиганта носит название «Метод и система для ударно-волнового затухания с помощью электромагнитной дуги». Технология в её текущей форме не обеспечивает полную защиту от снарядов или шрапнели, однако способна значительно снизить воздействие ударной волны на технику.

Описанную в документе систему можно установить как на подвижные объекты вроде военных внедорожников, танков, кораблей и самолётов, так и на статичные вроде зданий или КПП. С помощью расположенного снаружи датчика она фиксирует факт взрыва и ионизирует воздух со стороны угрозы, в момент удара создавая плазменное защитное поле с помощью лазера, электричества и микроволн.

Полученная «защитная подушка» отличается от окружающей среды температурой, плотностью и составом, и именно поэтому способна отразить ударную волну или хотя бы снизить её плотность, защитив технику.

Как отмечает CNET, поскольку система нагревает и ионизирует воздух, она не может создавать защиту в течение долго времени, поэтому задумана скорее как подушка безопасности, срабатывающая в нужный момент.

Технология, описанная в патенте, выглядит примерно так: при взрыве снаряда неподалёку от транспорта, оборудованного системой защиты, в нём срабатывает датчик, точно вычисляющий направление, в котором произошёл взрыв, и время, которое требуется взрывной волне, чтобы дойти до транспортного средства. Далее в дело вступает «генератор дуги», создающий с помощью мощных лазеров нечто вроде силового поля. Полученное поле на самом деле является зоной ионизированного воздуха внутри пузыря из плазмы. Пузырь этот частично отражает, частично поглощает и частично меняет направление взрывной волны.

Всё это звучит довольно невероятно, но факт остаётся фактом: патент существует и ознакомиться с ним можно на сайте Американского патентного бюро. Автором изобретения числится инженер Брайан Тиллотсон, работающий на компанию Boeing. Если изобретение и правда докажет свою работоспособность, то при помощи этой технологии можно защищать от взрывов не только военные грузовики, изображённые на иллюстрации в патенте, но также различные строения, корабли и даже самолёты.

Однако тут не все просто.

Справка:

«Сенсор, генерирующий сигнал для определения как минимум одного взрыва, способного вызвать ударную волну, которая может проходить сквозь текучую среду к защищенному региону. Сенсор способен определить положение и время взрыва », - говорится в описании устройства в патенте.

«А также генератор дуги, работающий совместно с сенсором и использующийся для определения сигнала волны. Генератор способен реагировать на тепло в выбранном регионе текучей среды и моментально создавать вторую, переходящую среду, отличающуюся от первой, которая помещается между ударной волной и защищаемым регионом ».

А вот что пишут интернет-пользователи:

Mofack, RU 24.03.15 14:10

хм, а проблем с быстродействием нету? получается, что источник питания такой хреновины должен выдать нехилый такой одномоментный разряд.

sanches80, RU 24.03.15 15:17

если учесть что в современном бою мало что поражается именно взрывной волной, то ценность сего чуда мягко скажем не высока. Разве что у ядерного взрыва волна это основное, но что-то мне подсказывает, что этот пепелац волну ядерного взрыва не сильно удержит

Hayama, RU 24.03.15 15:36

Сложность данного изделия сравнима только с его бесполезностью…

STRANNIK, ru 24.03.15 17:03

Очередная галактическая перемога.

«При помощи лазеров, электричества и микроволнового излучения …отразит, преломит, поглотит и отклонит»

Весь набор в одном флаконе. Голимый бред. Типа галактического пепелаца.

Основная цель — освежить сильно поблекший в последние годы образ СШП как безусловного лидера в военных технологиях.

И заодно оправдать попил бабла в глазах налогоплательщика.

Alanv, RU 24.03.15 18:47

Ребята. а никто не задумался, а для чего этот пепелац ВООБЩЕ МОЖЕТ БЫТЬ НУЖЕН, ДАЖЕ если он и останавливает ударную волну? Для защиты от взрыва куска взрывчатки, обёрнутого в газету??? Ибо остальная взрывчатка как правило доставляется к месту чем-то близким к снаряду (или имеет море осколков), которые эта финтифлюха ни фига не задержит…

Хотя я и не понимаю, как плазма может удержать взрывную волну В ПРИНЦИПЕ… Типа сильно неравновесного нагрева с эффектом «встречного взрыва»??? Да и к тому же «При помощи лазеров, электричества и микроволнового излучения система ионизирует небольшой участок воздуха и создает плазменное поле на пути взрывной волны.» А нужна-то круговая защита…

КМК — теоретический изыск, не имеющий реального применения.

А вы что думаете о перспективах этого громкого патента?

I. Если заслуженный, но пожилой ученый утверждает, что некое явление возможно, он наверняка прав. Если он утверждает, что некое явление невозможно, он, весьма вероятно, ошибается.

II. Единственный способ определить пределы возможного - это набраться смелости и проникнуть на ту строну, в невозможное.

III. Любая достаточно развитая технология неотличима от волшебства.

Три закона Артура Кларка

«Поднять щиты!» - так звучит первый приказ, который в бес­конечном сериале «Звездный путь» отдает резким голосом ка­питан Кирк своему экипажу; послушный приказу экипаж вклю­чает силовые поля, призванные защитить космический корабль «Энтерпрайз» от огня противника.

В сюжете «Звездного пути» силовые поля настолько важ­ны, что их состояние вполне может определить исход сра­жения. Стоит энергии силового поля истощиться, и корпус «Энтерпрайза» начинает получать удары, чем дальше, тем со­крушительнее; в конце концов поражение становится неиз­бежным.

Так что же такое защитное силовое поле? В научной фан­тастике это обманчиво простая штука: тонкий невидимый, но при этом непроницаемый барьер, способный одинаково легко отражать лазерные лучи и ракеты. На первый взгляд силовое поле представляется настолько простым, что создание - и скорое - боевых щитов на его основе кажется неминуемым. Так и ждешь, что не сегодня-завтра какой-нибудь предприимчивый изобретатель объявит, что ему удалось получить защитное си­ловое поле. Но истина гораздо сложнее.

Подобно лампочке Эдисона, которая коренным образом изменила современную цивилизацию, силовое поле способно глубоко затронуть все без исключения стороны нашей жизни. Военные воспользовались бы силовым полем, чтобы стать не­уязвимыми, создали бы на его основе непроницаемый щит от вражеских ракет и пуль. В теории можно было бы создавать мосты, великолепные шоссе и дороги одним нажатием кнопки. Целые города возникали бы в пустыне словно по мановению волшебной палочки; все в них, вплоть до небоскребов, строи­лось бы исключительно из силовых полей. Купола силовых по­лей над городами позволили бы их обитателям произвольно управлять погодными явлениями - штормовыми ветрами, снежными бурями, торнадо. Под надежным пологом силово­го поля можно было бы строить города даже на дне океанов. От стекла, стали и бетона можно было бы вообще отказаться, заменив все строительные материалы силовыми полями.

Но, как ни странно, силовое поле оказывается одним из тех явлений, которые чрезвычайно сложно воспроизвести в ла­боратории. Некоторые физики даже полагают, что это вообще не удастся сделать без изменения его свойств.

Рядовой семейного фронта

Отрывок из книги "Физика невозможного" Мичио Каку

Так что же такое защитное силовое поле? В научной фантастике это обманчиво простая штука: тонкий невидимый, но при этом непроницаемый барьер, способный одинаково легко отражать лазерные лучи и ракеты. На первый взгляд силовое поле представляется настолько простым, что создание - и скорое - боевых щитов на его основе кажется неминуемым. Так и ждешь, что не сегодня-завтра какой-нибудь предприимчивый изобретатель объявит, что ему удалось получить защитное си­ловое поле. Но истина гораздо сложнее.

Подобно лампочке Эдисона, которая коренным образом изменила современную цивилизацию, силовое поле способно глубоко затронуть все без исключения стороны нашей жизни. Военные воспользовались бы силовым полем, чтобы стать неуязвимыми, создали бы на его основе непроницаемый щит от вражеских ракет и пуль. В теории можно было бы создавать мосты, великолепные шоссе и дороги одним нажатием кнопки. Целые города возникали бы в пустыне словно по мановению волшебной палочки; все в них, вплоть до небоскребов, строилось бы исключительно из силовых полей. Купола силовых полей над городами позволили бы их обитателям произвольно управлять погодными явлениями - штормовыми ветрами, снежными бурями, торнадо. Под надежным пологом силового поля можно было бы строить города даже на дне океанов. От стекла, стали и бетона можно было бы вообще отказаться, заменив все строительные материалы силовыми полями.

Но, как ни странно, силовое поле оказывается одним из тех явлений, которые чрезвычайно сложно воспроизвести в лаборатории. Некоторые физики даже полагают, что это вообще не удастся сделать без изменения его свойств.

Плазменные окна

Как уже отмечалось выше, если нагреть газ до достаточно высокой температуры и получить таким образом плазму, то при помощи магнитного и электрического полей можно будет ее удерживать и придавать ей форму. К примеру, плазме можно придать форму листа или оконного стекла. Более того, такое «плазменное окно» можно использовать в качестве перегородки между вакуумом и обычным воздухом. В принципе, таким образом можно было бы удерживать воздух внутри космического корабля, не давая ему улетучиться в пространство; плазма в этом случае образует удобную прозрачную оболочку, границу между открытым космосом и кораблем.

В сериале «Звездный путь» силовое поле используется, в частности, для того, чтобы изолировать отсек, где находится и откуда стартует небольшой космический челнок, от космического пространства. И это не просто хитрая уловка, призванная сэкономить деньги на декорациях; такая прозрачная невидимая пленка может быть создана.

Плазменное окно придумал в 1995 г. физик Эди Гершкович в Брукхейвенской национальной лаборатории (Лонг-Айленд, штат Нью-Йорк). Это устройство было разработано в процессе решения другой задачи - задачи сварки металлов при помощи электронного луча. Ацетиленовая горелка сварщика плавит металл потоком раскаленного газа, а затем уже соединяет куски металла воедино. При этом известно, что пучок электронов способен сваривать металлы быстрее, чище и дешевле, чем получается при обычных методах сварки. Главная проблема метода электронной сварки состоит в том, что осуществлять ее необходимо в вакууме. Это требование создает большие неудобства, поскольку означает сооружение вакуумной камеры - размером, возможно, с целую комнату.

Для решения этой проблемы д-р Гершкович изобрел плазменное окно. Это устройство размером всего 3 фута в высоту и 1 фут в диаметре; оно нагревает газ до температуры 6500 °С и тем самым создает плазму, которая сразу же попадает в ловушку электрического и магнитного полей. Частицы плазмы, как частицы любого газа, оказывают давление, которое не дает воздуху ворваться и заполнить собой вакуумную камеру. (Если использовать в плазменном окне аргон, он испускает голубоватое свечение, совсем как силовое поле в «Звездном пути».)

Плазменное окно, очевидно, найдет широкое применение в космической отрасли и промышленности. Даже в промышленности для микрообработки и сухого травления часто необходим вакуум, но применение его в производственном процессе может оказаться очень дорогим. Но теперь, с изобретением плазменного окна, удерживать вакуум одним нажатием кнопки станет несложно и недорого.

Но можно ли использовать плазменное окно как непроницаемый щит? Защитит ли оно от выстрела из пушки? Можно вообразить появление в будущем плазменных окон, обладающих гораздо большей энергией и температурой, достаточной для испарения попадающих в него объектов. Но для создания более реалистичного силового поля с известными по фантастическим произведениям характеристиками потребуется многослойная комбинация нескольких технологий. Возможно, каждый слой сам по себе не будет достаточно прочным, чтобы остановить пушечное ядро, но вместе нескольких слоев может оказаться достаточно.

Попробуем представить себе структуру такого силового поля. Внешний слой, к примеру сверхзаряженное плазменное окно, разогретое до температуры, достаточной для испарения металлов. Вторым слоем может оказаться завеса из высокоэнергетических лазерных лучей. Такая завеса из тысяч перекрещивающихся лазерных лучей создавала бы пространственную решетку, которая нагревала бы проходящие через нее объекты и эффективно испаряла их. Более подробно мы поговорим о лазерах в следующей главе.

Далее, за лазерной завесой, можно вообразить себе пространственную решетку из «углеродных нанотрубок» - крохотных трубочек, состоящих из отдельных атомов углерода, со стенками толщиной в один атом. Таким трубки во много раз прочнее стали. На данный момент самая длинная из полученных в мире углеродных нанотрубок имеет длину всего около 15 мм, но можно уже предвидеть день, когда мы сможем создавать углеродные нанотрубки произвольной длины. Предположим, что из углеродных нанотрубок можно будет сплести пространственную сеть; в этом случае мы получим чрезвычайно прочный экран, способный отразить большинство объектов. Экран этот будет невидим, так как каждая отдельная нанотрубка по толщине сравнима с атомом, но пространственная сеть из углеродных нанотрубок превзойдет по прочности любой другой материал.

Итак, мы имеем основания предположить, что сочетание плазменного окна, лазерной завесы и экрана из углеродных нанотрубок может послужить основой для создания почти непроницаемой невидимой стены.

Но даже такой многослойный щит будет не в состоянии продемонстрировать все свойства, которые научная фантастика приписывает силовому полю. Так, он будет прозрачен, а значит, не сможет остановить лазерный луч. В битве с применением лазерных пушек наши многослойные щиты окажутся бесполезными.

Чтобы остановить лазерный луч, щит должен будет кроме перечисленного обладать сильно выраженным свойством «фотохроматичности», или переменной прозрачности. В настоящее время материалы с такими характеристиками используются при изготовлении солнечных очков, способных затемняться при воздействии УФ-излучения. Переменная прозрачность материала достигается за счет использования молекул, которые могут существовать по крайней мере в двух состояниях. При одном состоянии молекул такой материал прозрачен. Но под воздействием УФ-излучения молекулы мгновенно переходят в другое состояние и материал теряет прозрачность.

Возможно, когда-нибудь мы сможем при помощи нанотехнологии получить вещество, прочное, как углеродные нанотрубки, и способное менять свои оптические свойства под воздействием лазерного луча. Щит из такого вещества сможет останавливать не только потоки частиц или орудийные снаряды, но и лазерный удар. В настоящее время, однако, не существует материалов с переменной прозрачностью, способных остановить лазерный луч.

Инструкция

Возьмите две батарейки и соедините их изолентой. Соедините батарейки так, чтобы на их концах были разные, то есть плюс напротив минуса и наоборот. С помощью скрепок к концу каждой батарейки прикрепите провод. Далее разместите одну из скрепок на вершине батареек. Если скрепка не доходит до центра каждой , возможно, придется разогнуть до нужной длины. Закрепите конструкцию лентой. Убедитесь, что концы проводов свободны и края скрепки доходят до центра каждой батарейки. Подключите батареи сверху, то же самое проделайте с другой стороны.

Возьмите медную проволоку. Около 15 сантиметров проволоки оставьте прямыми, а затем начните оборачивать ее вокруг стеклянного стакана. Сделайте примерно 10 оборотов. Оставьте прямыми еще 15 сантиметров. Подключите один из проводов от источника питания к одному из свободных концов получившейся медной катушки. Убедитесь, что провода хорошо соединены друг с другом. При подключении цепь дает магнитное поле . Соедините другой провод источника питания с медной проволокой.

В то , когда через катушку идет ток, помещенный внутрь будет намагничиваться. Скрепки будут держаться вместе, так же части ложки или вилки, отвертки будут намагничиваться и притягивать другие металлические предметы, в то время пока на катушку воздействует ток.

Обратите внимание

Катушка может быть горячей. Убедитесь, что рядом нет горючих веществ и будьте осторожны, чтобы не обжечь кожу.

Полезный совет

Наиболее легко намагничиваемый металл - это железо. При проверке поля не выбирайте алюминий или медь.

Для того чтобы сделать электромагнитное поле, нужно заставить его источник излучать. При этом он должен производить совокупность двух полей электрического и магнитного, которые могут распространяться в пространстве, порождая друг друга. Электромагнитное поле может распространяться в пространстве в виде электромагнитной волны.

Вам понадобится

• - изолированный провод;
• - гвоздь;
• - два проводника;
• - катушка Румкорфа.

Инструкция

Возьмите изолированный провод с малым сопротивлением, лучше всего подойдет медный. Намотайте его на стальной сердечник, подойдет обычный гвоздь длиной 100 мм (сотка). Подключите провод к источнику тока, подойдет обычная батарейка. В возникнет электрическое поле , которое породит в нем электрический ток.

Направленное движение заряженных (электрический ток), породит в свою очередь магнитное поле , которое будет сосредоточено в стальном сердечнике, с намотанным на него проводом. Сердечник превращается и притягивается к себе ферромагнетики ( , никель, кобальт и др.). Образовавшееся поле можно назвать электромагнитным, поскольку электрическое поле магнитное.

Для получения классического электромагнитного поля нужно чтобы и электрическое и магнитное поле изменялись со временем, тогда электрическое поле будет порождать магнитное и наоборот. Для этого нужно чтобы движущиеся заряды получали ускорение. Проще всего это сделать, заставив их колебаться. Поэтому для получения электромагнитного поля достаточно взять проводник и включить его в обычную бытовую сеть. Но его будет настолько мала, что измерить при помощи приборов не удастся.

Для получения достаточно мощного магнитного поля сделайте вибратор Герца. Для этого возьмите два прямых идентичных проводника, закрепите их так, чтобы зазор между ними составлял 7 мм. Это буде открытого колебательного контура, с малой и электроемкостью. Присоедините каждый из проводников к зажимам Румкорфа (она позволяет получать импульсы высокого напряжения). Присоедините схему к аккумуляторной батарее. В искровом промежутке между проводниками начнутся разряды, а сам вибратор станет источником электромагнитного поля.

Видео по теме

Внедрение новых технологий и повсеместное использование электричества привело к появлению искусственных электромагнитных полей, которые чаще всего вредно воздействуют на человека и окружающую среду. Эти физические поля возникают там, где имеются движущиеся заряды.

Природа электромагнитного поля

Электромагнитное поле представляет собой особый вид материи. Оно возникает вокруг проводников, по которым движутся электрические заряды. Состоит силовое поле из двух самостоятельных полей – магнитного и электрического, которые не могут существовать в отрыве одно от другого. Электрическое поле при возникновении и изменении неизменно порождает магнитное.

Одним из первых природу переменных полей в середине XIX века стал исследовать Джеймс Максвелл, которому и принадлежит заслуга создания теории электромагнитного поля. Ученый показал, что движущиеся с ускорением электрические заряды создают электрическое поле. Изменение его порождает поле магнитных сил.

Источником переменного магнитного поля может стать магнит, если привести его в движение, а также электрический заряд, который колеблется или движется с ускорением. Если заряд перемещается с постоянной скоростью, то по проводнику течет постоянный ток, для которого характерно постоянное магнитное поле. Распространяясь в пространстве, электромагнитное поле переносит энергию, которая зависит от величины тока в проводнике и частоты излучаемых волн.

Воздействие электромагнитного поля на человека

Уровень всех электромагнитных излучений, которые создают сконструированные человеком технические системы, во много раз превышает естественное излучение планеты. Это тепловым эффектом, что может привести к перегреву тканей организма и необратимым последствиям. К примеру, длительное пользование мобильным телефоном, который является источником излучения, может привести к повышению температуры головного мозга и хрусталика глаза.

Электромагнитные поля, возникающие при использовании бытовой техники, могут стать причиной появления злокачественных новообразований. В особенности это относится к детскому организму. Длительное нахождение человека вблизи источника электромагнитных волн снижает эффективность работы иммунной системы, ведет к заболеваниям сердца и сосудов.

Конечно, полностью отказаться от использования технических средств, которые являются источником электромагнитного поля, нельзя. Но можно применять самые простые меры профилактики, например, использовать телефон только с гарнитурой, не оставлять шнуры приборов в электрических розетках после использования техники. В быту рекомендуется применять удлинители и кабели, имеющие защитное экранирование.