Хроники невозможного. Фактор "Х" для русского прорыва в будущее (СИ)

В это, наверное, трудно поверить тем, для кого понятие "высокие технологии" сводится лишь к кремнию и написанию программ, к айпэдам и айфонам. Но специалисты давно говорят о новом "каменном веке". Еще в 1983 году корпорация "Мацусита Дэнки" показывала целиком керамический автомобильный мотор. Позже Владимир Попов резал своей керамикой стекло. Ну, а для вящего эффекта отметим, что "каменные" детали есть, например, в зенитных ракетах с тепловыми головками самонаведения.

Но как ставить на ракеты редкий, драгоценный камень? Пока этого не делается, потому что природная шпинель все-таки стоит слишком много. Пока "головы" ракет переносных зенитных комплексов типа американского "Стингера" или советской "Иглы" делались из фторида магния, MgF2, который пропускает лучи в тепловом и ультрафиолетовом диапазоне (длина волны от О, 12 до 8 микрометров, то есть - от 120 до 8000 нанометров).

ДЛЯ СПРАВКИ: Диапазон ультрафиолетового изучения 10-380 нанометров.

Диапазон инфракрасного изучения - от 740 нанометров до 1 2 миллионов нанометРОВ.

Но в процессе производства обтекателей из фторида магния 87 0 0 продукции идет в брак. К тому же, РФ лишилась своего производства прозрачных обтекателей - в ходе "реформ" и приватизации специальный завод в Никольском (Пензенская область) оказался разгромленным. Его прессы давно бездействуют.

Да и эти 12 процентов, которыми оснащали наши "Иглы", не решали стоящую перед ракетой задачу. Дело в том, что самолеты быстро научились уводить ракету в сторону с помощью отстреливаемых, ярко горящих магниевых ловушек. Кроме этого, обтекатели из фтористого магния имеют еще один очень существенный недостаток - при разогреве свыше 200 градусов керамика слепнет. MgF2 сильно подвержен эрозии. А значит, он не подходит для боевых ракет с гиперзвуковыми скоростями. Ведь их оболочка из-за трения в воздухе раскаляется так же, как и "лоб" (или днище) космического корабля, врывающегося в плотные слои атмосферы. Передние кромки крыльев и лоб летательного аппарата на скорости 5 махов (скоростей звука) разогреваются почти до 1200 градусов. Естественно, что ракеты с "глазом" из фторида магния, плавящегося при температуре в 1263 градуса, просто теряют прозрачность. А скорость для ракет воздушной войны фактор критический. Иначе они не смогут поражать ни баллистические ракеты, ни перспективные гиперзвуковые самолеты, ни сверхзвуковые высотные цели.

Потому очень нужно было сделать рывок - создать обтекатели ракет из искусственной шпинели. Сверхпрочной и жароупорной. Шпинель, конечно, более "подслеповата", чем фторид магния, но зато она намного прочнее, ее температура плавления почти вдвое выше.

Американцы занялись этой проблемой с 1964 года. Такие известные ученые, как Navias (1961), Gatti и None (1979), Sellers and Roy 1973), Branton (1974), Hing (1976), Gentilman (1981), Maguire and Gentilman (1982), Nakahasi (1985), Shibata (1989), Boch (1991), Roy and Hassert (1991) считали, что физические и оптические свойства шпинели делают ее лучшим (среди всех известных материалов) кандидатом для использования в роли прозрачной брони для окон и обтекателей, в оптоэлектронных будущих системах наведения ракет и самолетов. В шестидесятые и семидесятые годы синтез шпинели исследовали многие солидные организации. То были и "Avco Corporation", и "General Electric Space Division", и North Carolina State University, Rutgers University, и знаменитый Стэнфорд (Stanford University), и "Coors Porcelain Сотрапу". Ну, а в наши дни в США уже предприняты усилия по возрождению исследований и коммерческого производства шпинели. Военная Научно-исследовательская лаборатория США (Army Research Laboratory - ARL) и фирма "ТА&Т" (Technology Assessment & Transfer Inc) из города Аннаполис, штат Мериленд подписали соглашение о совместном исследовании "Разработка и оценка использования в качестве многомодового элемента прозрачной шпинели"

С 1972 года такие же работы пошли и в СССР в Государственном оптическом институте (ГОИ). Вернее, ГОИ выступил головной организацией, а вообще в программе задействовали шестнадцать научно-исследовательских институтов - кто-то работал по синтезу порошков, кто-то - по созданию способов давления и т. д. Но, забегая вперед, скажем, что работа успехом не увенчалась. К сожалению, в СССР шпинель с ожидаемыми свойствами создана не была.

Однако военным делом применение искусственной шпинели не исчерпывается. Шпинель нужна и для медицины будущего.

Почему, скажем, не пошел в хирургии сапфировый лазер? Почему не получился полноценныЙ лазерный скальпель? Потому, что сапфир разрушается, не выдерживает высокой нагрузки. Из-за этого лазерные скальпели используют только в микрохирургии, в операциях с кровеносными сосудами. Для глубоких разрезов скальпель на рубиновом лазере не годится: рабочее тело может просто взорваться. Да и делать такие "лучевые скальпели" очень трудно: едва перекосишь оптическую ось сапфира - и все изделие идет насмарку.