Звездные войны дезинтегратор. Газо-молекулярный дезинтегратор бытовых отходов. Перспективы создания в реальности

Последние десятилетия во всем мире сопровождаются появлением новых военных угроз, изменением характера войн и военных конфликтов. В эти же годы вооруженные силы большинства развитых стран мира осуществляют переход от концепции «платформо-центрической войны», при ведении которой основной акцент делался на количестве и мощи вооружения и военной техники, к концепции «сетецентрической войны» (СЦВ). Основным содержанием концепции СЦВ является ведение боевых действий в едином информационном пространстве.

Внедрение сетевых технологий в военную сферу направлено на повышение боевых возможностей вооруженных сил, но уже не столько за счет наращивания огневых, маневренных и других характеристик вооружения и войск (сил), а в первую очередь за счет сокращения цикла боевого управления. Эти обстоятельства вынуждают военное руководство ряда передовых стран, в том числе и России, проводить целенаправленное широкомасштабное реформирование национальных вооруженных сил.

Основным содержанием процесса реформирования является трансформация разнородных сил и средств, доставшихся, в частности, России от Советского Союза и предназначенных главным образом для ведения военных действий массовыми армиями, в более гибкие и мобильные соединения информационного века. Используя современные системы связи и управления, разведки и ВТО, такие соединения должны быть способны выполнять задачи разного характера и достигать в приемлемые сроки военно-политических целей в ходе противоборства с любым противником.

Одновременно, не прекращая научно-технических исследований и разработок, направленных на оснащение вооруженных сил новыми средствами вооруженной борьбы, первостепенное значение научные круги США и других стран НАТО придают исследованиям в области повышения эффективности управления вооруженными силами. С этой целью там ведутся активные научные исследования, направленные не только на совершенствование организационной структуры, но и на уточнение собственно функций и процессов, необходимых перспективной системе управления вооруженными силами, главным элементом которой, по терминологии американской военной науки, является командование и оперативное управление (КиОУ).

Мировой опыт и исследования отечественных ученых показывают, что решение проблемы повышения эффективности управления путем частичных организационно-технических усовершенствований существующих систем управления невозможно. Прорыв в этом направлении может быть достигнут только посредством инновационного развития всей системы управления и составляющих ее элементов, начиная с поиска адекватных новым условиям структур пунктов и органов управления, принципов и методов их применения в боевой деятельности войск, тактики и техники, технологий управления войсками и организации связи.

Применительно к техническому аспекту военной деятельности, инновация – это новый или усовершенствованный (модернизированный) образец вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ), либо новый способ взаимодействия образцов ВВСТ при решении боевых задач, обеспечивающие в том и другом случае повышение эффективности решения этих задач. И не просто повышение, а резкий скачок в эффективности, получение нового качества в реализации требований к системе вооружения. Такая инновация является материализацией новых идей и знаний, открытий, изобретений и научно-технических разработок в процессе выполнения НИР и ОКР.

Актуальность проблемы совершенствования управления войсками в современных условиях была поднята еще в 2000 году на научно-практической конференции Вооруженных Сил Российской Федерации, в частности, в выступлении генерала армии М. А. Гареева: «… Напрашивается необходимость коренной перестройки всей системы управления войсками. Наряду с совершенствованием средств связи, АСУВ, подвижных пунктов управления, особенно с точки зрения их защищенности и приспособленности для работы в полевых условиях, желательно первостепенное внимание уделить улучшению организационной структуры, методов работы командиров, штабов, подготовке офицерских кадров с учетом современных требований к управлению войсками». (Гареев М. М. Актуальные проблемы совершенствования управления войсками (силами). // Военная мысль. 2000. № 2. )

Боевые действия в вооруженном конфликте на Северном Кавказе, военная операция по принуждению Грузии к миру со всей очевидностью показали, что создаваемая в соответствии с действующими руководящими документами система управления в тактическом звене, оказалась практически неспособной обеспечить такие важные компоненты управления боем, как: непрерывный сбор данных и анализ обстановки, принятие (уточнение) решения и постановка задач в ходе боевых действий в рамках отведенного времени, то есть налицо отсутствие своевременного и объективного реагирования на изменение обстановки. И хотя система пунктов управления в целом обеспечивала работу органов управления, однако их слабая техническая оснащенность во всех звеньях в значительной мере затрудняли решение задач управления. К тому же было отмечено, что в условиях активного воздействия противника живучесть и мобильность пунктов управления, особенно в низовых звеньях управления, совершенно не соответствуют современным требованиям.

Практической реализацией требования о совершенствовании управления явилась утвержденная 30 августа 2000 года Указом Президента РФ Концепция создания Единой системы управления войсками (силами) и оружием в тактическом звене на период до 2010 года. Создаваемая в соответствии с этой концепцией автоматизированная система управления (ЕСУ ТЗ) была призвана обеспечить качественный рывок в управлении войсками и оружием, вывести ее как минимум на уровень аналогичных систем наших вероятных противников, привести в соответствие требованиям к управлению во всех видах современного общевойскового боя с учетом перспектив его развития.

Наиболее простым, на первый взгляд, решением задачи выведения системы управления на уровень современных требований видится в оснащении органов управления компьютерной техникой и цифровыми средствами связи с объединением их в единую систему. Однако, как показал опыт разработки на основе такого подхода АСУВ «Маневр», стремление автоматизировать существующую систему управления не привело к существенному повышению эффективности управления.

А. Литошенко в статье «АСУ: выбор вектора развития» дает объяснение такому явлению, характерному вообще всем работам, связанным с разработками автоматизированных систем: «… Ещё основоположники кибернетики сформулировали важнейшие постулаты успешности автоматизации управления. Первый из них – автоматизация управления будет успешной только в случае, когда ею непосредственно занимается лицо, в интересах которого создается АСУ и кто будет сам работать на средствах этой системы. В теории это называется – лицо, принимающее решение. И второй постулат: нельзя автоматизировать бардак (именно такой термин употреблял один из корифеев отечественной школы кибернетики академик В. М. Глушков). Поскольку оба постулата у нас зачастую игнорируются, удивляться (мягко говоря) невысокой успешности автоматизации не стоит». (Литошенко А. АСУ: выбор вектора развития.//ВКО. 2007. № 6 (37) )

Реально разработка ЕСУ ТЗ проходила с нарушением указанных основополагающих постулатов. Причинами этого, как отмечается в статье А. П. Царева, являлось то, что «…Попытки реализовать основной краеугольный постулат кибернетики «система создается под задачу» наталкивались на прямые запреты либо на комплекс финансово-организационных рогаток. Система руководства изменяться не желала… Таким образом, долгие годы мы были вынуждены «автоматизировать» существующие структуры управления без требуемой перестройки методов решения проблем». (Царев А. П. Информационные приоритеты в вооруженной борьбе: дань моде или необходимость? // Военный парад. 1998. № 3 (27 ).

В Сухопутных войсках разработка автоматизированных систем управления началась в конце 50-х годов прошлого столетия. Оперативно-тактические основы построения и функционирования системы управления оперативного и тактического звеньев были разработаны в военной академии имени М. В. Фрунзе специально созданной для этой цели военно-научной группой. На основе ее теоретических разработок промышленностью были созданы опытные образцы АСУВ «Маневр».

После государственных испытаний АСУВ тактического звена в начале 80-х годов была принята в опытную эксплуатацию в войсках, которая показала, что, несмотря на ряд очевидных достоинств, она обладает и серьезными недостатками, которые не позволили получить сколько-нибудь существенного эффекта в управлении войсками. Наряду с причинами чисто технического порядка (низкая надежность аппаратуры, сложность в ее использовании, несовершенство специального математического обеспечения и т. п.) опытная эксплуатация показала ее принципиальный недостаток и следующий отсюда очевидный (с позиций сегодняшнего времени) вывод: попытка автоматизировать существующую систему управления без перестройки ее структуры и методов решения задач управления изначально обречена на неудачу.

К сожалению, разработчики ЕСУ ТЗ пошли по проторенному пути создателей АСУВ «Маневр», усугубив положение тем, что проектирование началось сразу с разработки оперативно-тактических исходных данных. Был проигнорирован необходимый и обязательный этап анализа возможных концепций построения системы и выбора наиболее рациональной для заданных условий ее функционирования. Фактически исходные данные, которые были выданы разработчикам, представляли собой набор сведений из существующих Боевого устава и Наставления по службе штабов, других подобных документов без учета новых возможностей вероятного противника по противодействию нашим системам управления, а также мировых тенденций развития систем управления, современных достижений в методах и технологиях решения задач управления. Аналогичным образом решались технические вопросы разработки средств автоматизированного управления и связи, когда в основном были использованы существующие приборы, зачастую устаревшие и не отвечающие современным требованиям.

На этих исходных данных и технических решениях к концу 2009 года был разработан и изготовлен так называемый поставочный комплект ЕСУ ТЗ. Проведенные с этим комплектом батальонные и бригадные учения выявили многочисленные недостатки системного и технического характера, в математическом и программном обеспечении.

Не последняя роль в сложившемся положении наряду с заказчиками системы, разработчиками технического задания и исходных данных для проектирования принадлежит и инерции мышления коллективов исполнителей этих работ, их неспособности выйти за рамки устоявшихся представлений, базирующихся на опыте разработки АСУВ «Маневр», стереотипах построения неавтоматизированных систем управления, известных алгоритмов и методов работы органов управления в них, а порой и неприятия автоматизации как таковой.

Одним из существенных недостатков разрабатываемой ЕСУ ТЗ является то, что она, как и АСУВ «Маневр», строится по иерархическому принципу. Сам по себе этот тип организации не может считаться «хорошим» или «плохим», а только адекватным либо неадекватным по отношению к решаемым задачам. И если полвека назад этот принцип соответствовал боевым действиям того периода, то в современных условиях присущие иерархической организации особенности позиционируются уже как системные недостатки. К ним относятся:

Отсутствие самостоятельности у управляемых подуровней системы;

Низкая скорость прохождения информации по структуре самой иерархии, то есть замедленная реакция на управляющие воздействия и на обратные связи;

Потеря информации внутри иерархической структуры, что приводит к потере управляемости некоторых элементов системы и зачастую к полной потере обратной связи от более низких уровней организации.

По данным американской военной науки и отечественных ученых, в современных условиях традиционная иерархия уже не может рассматриваться как оптимальная модель организации военных формирований. Также было установлено, что одной из наиболее важных характеристик систем управления в современную информационную эпоху является их способность к быстрой структурно-функциональной адаптации к изменениям условий боевой обстановки.

Одновременно с зарубежными военными специалистами исследования по совершенствованию систем управления проводились и в Вооруженных Силах России. Так, в Военной академии имени М. В. Фрунзе с середины 90-х годов прошлого столетия в инициативном порядке проводились исследования по совершенствованию системы управления тактического звена. Направление этих работ, как это выявилось сейчас, лежало в русле современных тенденций совершенствования систем управления, а именно – придания системе управления способности функционально-структурной адаптации (трансформации) к изменениям условий её функционирования в боевых условиях. (Сапожинский В. А., Костяев Н. И. О совершенствовании АСУ тактического звена. // Военная мысль. 2002. № 5 )

В основу исследования системы управления был положен функционально-структурный подход, основывающийся на следующих предпосылках: структура системы определяется совокупностью реализуемых функций данной системы; функционально-структурная организация системы адаптируется к изменяющимся условиям ее существования; изменение условий существования системы (внешней среды) вызывает изменение ее функций и ведет соответственно к изменению структуры. Анализ условий функционирования системы управления в боевых условиях показывает, что она практически решает две группы задач в соответствующих им условиях: а) при подготовке к боевым действиям (планирование и организация) – в районах сосредоточения; б) при управление войсками в бою – на поле боя. Отсюда следует вывод, что инновационная система управления в современном общевойсковом бою, предназначенная для функционирования в существенно различных условиях и для решения различных задач, должна быть способна адаптироваться (трансформироваться) таким образом, чтобы ее структура, состав элементов и взаимосвязи между ними (конфигурация) обеспечивали в максимальной степени эффективное решение задач управления, характерных именно для этих условий.

Следовательно, конфигурация системы должна соответствовать каждой группе условий и она должна естественным образом трансформироваться из той конфигурации, которая обладает максимальным набором элементов, образующих систему. Очевидно, что таким набором будет обладать конфигурация системы, предназначенная для решения задач в наиболее сложных условиях, т. е. в бою. Для успешной в заданных временных рамках трансформации системы ее элементы должны обладать необходимой самостоятельностью в решении частных задач управления, для чего им необходимо иметь соответствующий набор технических средств, а также постоянный состав исполнителей. Важность этого требования особенно актуальна при переходе от этапа подготовки боевых действий к этапу управления войсками в бою, т. е. когда необходимо обеспечить преемственность и непрерывность процессов управления.

Указанным требованиям удовлетворяет автоматизированная система управления трансформируемого типа. Система управления, реализующая такую концепцию, как показывают результаты исследований, может обеспечить сочетание методов рассредоточения, эшелонирования и дублирования основных элементов системы управления, что в свою очередь повысит живучесть системы управления и эффективность управленческой деятельности командиров и штабов, а также позволит сократить цикл управления.

Основная сущность этой системы заключается в том, что в исходном районе (районе сосредоточения) она может функционировать в структуре ныне существующей, так называемой классической системы управления, обеспечивающей наилучшие условия оперативному штабу для планирования и подготовки боевых действий, а для управления войсками в ходе боевых действий она трансформируется (преобразуется) в систему управления распределенного типа с резервированием ее основных элементов или контуров управления.

В основу построения такой системы положен модульный принцип, в соответствии с которым ее структура представляет совокупность объединенных в единую систему управляющих модулей, каждый из которых выполняет вполне определенную функцию управления войсками или оружием. Каждый из модулей должен соответствовать какому-либо органу (пункту) управления или его структурному (функциональному) подразделению и обладать самостоятельностью, достаточной для решения возложенных на данный модуль задач управления.

Модульная структура позволяет строить систему управления в такой конфигурации, которая в наибольшей степени будет соответствовать тем условиям и задачам, которые она должна решать в реальной боевой обстановке. Она также соответствует современным тенденциям в создании гибких, адекватных организационных структур, имеющих в каждый период своего существования структуру, отвечающую условиям, в которых она функционирует. Система управления трансформируемого типа имеет динамическую структуру, при которой происходят изменения не только числа отдельных организационных элементов, но и их состава, взаимосвязей и функций. Системы с изменяющейся структурой, хорошо адаптируясь к условиям внешней среды, дают потенциальную возможность высокой эффективности в достижении поставленных перед ними целей. Реализация этой возможности будет существенно зависеть от психологических аспектов построения таких систем.

Дело в том, что постоянные перемещения должностных лиц в различных комбинациях со сменой их функций выводят на первый план проблему их психологической совместимости, быстрой организации взаимопонимания при решении новых задач.

Каждый из модулей размещается в одной или нескольких специальных машинах, оборудованных средствами автоматизации и связи (командно-штабная машина, командирская машина управления и т. п.) и обладает возможностью свободно перемещаться и занимать в зависимости от обстановки положение на местности в полосе бригады, удобное для выполнения своих функций по решению задач управления.

Проведенные исследования показали, что в системе управления трансформируемого типа в бригадном звене при ее функционировании в распределенном виде возможно и целесообразно иметь следующие элементы: командный пункт, три мобильных пункта боевого управления, пункт управления огневым поражением, пункт управления ПВО, пункты управления видами боевого и материально-технического обеспечения, информационно-аналитический центр (ИАЦ) бригады (рис. 1 ).

Командный пункт (КП) бригады является основным органом управления, с которого командир бригады управляет воинскими частями и подразделениями при подготовке и в ходе боя. Он развертывается за боевыми порядками воинских частей (подразделений) первого эшелона, на удалении, обеспечивающем надежное управление подчиненными. Основной задачей КП является обеспечение ведения текущих боевых действий. Кроме того, совместно с ИАЦ КП анализирует необходимую информацию в интересах командира, готовит донесения вышестоящему командованию, планирует предстоящие боевые действия. КП целесообразно размещать в бронированных автомобилях повышенной проходимости с колесной формулой 6 х6. Внутренний объем функционального защищенного модуля таких машин может составлять 18,0 куб. м. с полезной площадью 14,0 кв. м. Такой объем позволит разместить в нем 2–3 АРМ (с креслом), радиопост на 4–5 радиостанций типа Р-168. Оборудование кузова (кондиционер, отопитель, фильтровентиляционное устройство, санузел) обеспечит достаточно комфортные условия для работы оперативного состава.

Пункт боевого управления (ПБУ) является основным элементом системы управления. Он предназначен для оперативного управления войсками в ходе боя аналогично передовому пункту управления (ППУ) существующего командного пункта. В его состав входят: командир, офицер оперативного отделения, офицер разведывательного отделения и офицер-оператор АСУ. Характерной особенностью является то, что он размещается в одной бронированной КШМ, образуя тем самым своего рода мини-ППУ. Такое размещение может обеспечить ПБУ высокую мобильность, способность не выделяться из основной массы боевых машин, успешно использовать естественные укрытия и защитные свойства местности.

Эти свойства ПБУ будут способствовать повышению его живучести, а возможность командира действовать в непосредственной близости к полю боя и лично наблюдать за действиями войск и принимать решения по их корректировке практически в реальном режиме времени, что может существенно повысить также и оперативность управления.

Ограниченное количество оперативного состава ПБУ предполагается компенсировать широким применением вычислительной техники и цифровых систем связи, рациональной организацией на базе новых информационных технологий информационного процесса в системе управления и алгоритмов действий командиров и офицеров штаба при решении ими задач управления войсками и оружием, а также широко развитой инфраструктурой подсистем АСУ, обеспечивающих процессы управления.

С целью повышения живучести всей системы управления предлагается иметь три таких пункта, возглавляемых первыми лицами командования бригады: командиром, начальником штаба, заместителем командира.

На всех КШМ ПБУ должен быть предусмотрен режим индикации о состоянии каждого ПБУ и информации о том, какой из них в данный момент является основным. Такой режим информирования позволит в случае выхода из строя основного пункта незамедлительно передать управление на запасный или резервный, обеспечив тем самым непрерывное управление войсками.

Для нормального функционирования ПБУ в боевых условиях целесообразно укомплектовать его подразделениями охраны и обеспечения. Поскольку ПБУ имеет всего одну КШМ, в которой размещен оперативный состав, а также боевые машины с подразделениями охраны и обеспечения, то, по нашему мнению, нет необходимости для его размещения выделять отдельный район. Он вполне может располагаться в районе дислокации одного из батальонов, а его охрана и оборона может осуществляться в общей системе охраны и обороны бригады. Подразделение охраны в составе одного отделения на боевой машине необходимо лишь для непосредственной охраны ПБУ. Вариант возможного размещения рабочих мест должностных лиц ПБУ и АРМ в КШМ показан на рис. 2 .

В комплекс средств автоматизации ПБУ целесообразно включить три АРМ: командира, оператора и разведчика. При этом предполагается, что командир вследствие напряженной интеллектуальной и психологической нагрузки, особенно в ходе боя, непосредственно на АРМ не работает. Эти функции осуществляет офицер-оператор АСУ в соответствии с указаниями командира. Рабочее место командира в КШМ должно иметь только средство отображения оперативно-тактической информации на фоне электронной карты, входящее в состав АРМ, т. е. своего рода аналог рабочей карты, с возможностью вывода на него в отдельном окне конфиденциальной информации, поступающей в адрес лично командира.

В качестве такого средства целесообразно иметь жидкокристаллический экран сенсорного типа, на котором командир с помощью «электронного карандаша» (стилуса) мог бы наносить условные знаки тактической обстановки, обозначения и тексты для постановки задач подчиненным, докладов начальникам и других целей. Обязательным элементом рабочего места командира должен быть телефон засекреченной связи гарантированной стойкости.

Офицер-оператор АСУ может осуществлять непосредственное общение с АРМ командира. По его указанию он формирует и передает подчиненным сигналы, команды, распоряжения, другие сообщения; принимает поступающую на АРМ командира информацию, заносит ее в базу данных АСУ или документирует установленным порядком, передает адресатам графическую информацию, нанесенную командиром на своем жидкокристаллическом экране и т. п. Командир бригады на основе данных об обстановке, своих войсках и противнике, отображаемых на его электронной карте в реальном режиме времени, а также докладов офицеров оперативного и разведывательного отделений, входящих в состав ПБУ, осуществляет руководство войсками путем принятия решений, отдачи приказов и распоряжений, контроля за их выполнением.

Данные оперативно-тактической обстановки поступают на АРМ должностных лиц КП, ПБУ и других органов управления бригады по мере их поступления от источников информации из специально создаваемой в АСУ подсистемы информационного обеспечения управления, функционирующей в структуре информационно-аналитического центра бригады.

Модульное построение ПБУ, их способность самостоятельно принимать решения (при необходимости) на основе реальной обстановки, отображаемой в реальном масштабе времени, предоставляют возможность их гибкого использования в боевых условиях в зависимости от складывающейся обстановки.

Так, если противник не в состоянии воздействовать на пункты управления в период подготовки к боевым действиям, то все модули управления могут функционировать, образуя структуру КП существующей системы. При этом оперативный состав КП и ПБУ образует основу центра боевого управления (рис. 3 ).

В ходе боевых действий ПБУ в зависимости от вида боя и обстановки могут располагаться в пределах полосы действий и занимать различное положение. Так, например, в обороне ПБУ командира бригады может располагаться на направлении сосредоточения основных усилий, непосредственно в боевых порядках батальонов первого эшелона или передовых отрядов, в местах, откуда командир может лично наблюдать за их действиями и оперативно влиять на ход боя; ПБУ заместителя командира – в районе расположения сил и средств, выделенных для борьбы с воздушными десантами и диверсионно-разведывательными формированиями противника в готовности к управлению противодесантной борьбой. Начальник штаба бригады с группой офицеров-операторов размещается преимущественно на КП.

Во внутреннем вооруженном конфликте (специальной операции), когда подразделения бригады располагаются в базовых районах и будут вести боевые и другие действия усиленными подразделениями (войсковыми маневренными группами, рейдовыми отрядами) и одновременно решать несколько разноплановых неспецифических задач, при отсутствии соседей и постоянной угрозе воздействия со стороны противника, применяющего партизанские и террористические действия, управление ими может быть возложено на один, два или все ПБУ бригады.

Наличие в системе управления трех практически равнозначных по своим возможностям ПБУ в условиях напряженных боевых действий, в том числе и в ночное время, позволит обеспечить необходимый отдых командного состава за счет организации их посменной работы.

Пункт управления огневым поражением (ПУОП) создается путем объединения в едином штатном формировании органов управления всеми огневыми средствами, участвующими в огневом поражении противника с целью более эффективной реализации их боевых возможностей. Основными задачами ПУОП являются:

При подготовке боевых действий – планирование применения артиллерии, авиации и других средств огневого и радиоэлектронного поражения противника;

В ходе боя – управление (координация) огневым и радиоэлектронным поражением противника.

Возглавлять ПУОП, по нашему мнению, должен начальник артиллерии в ранге заместителя командира по огневому поражению.

Пункт управления противовоздушной обороной, а также пункты управления видами боевого, материального и технического обеспечения создаются путем функционального и информационного объединения соответствующих пунктов управления начальников родов войск и служб и пунктов управления подчиненных им частей и подразделений.

Информационно-аналитический центр бригады (ИАЦ) предназначен для сбора и обработки информации о противнике, своих войсках, условиях ведения боевых действий, ее распределения по предназначению должностным лицам органов управления бригады. Учитывая исключительное значение информации для эффективного управления войсками и оружием, обеспечение его функционирования в отличие от временно создаваемых групп информации на КП должно осуществляться в рамках постоянной штатной структуры. ИАЦ размещается в районе развертывания КП бригады.

В заключение необходимо еще раз подчеркнуть, что реализация автоматизированной системы управления трансформируемого типа возможна лишь на базе средств автоматизации и связи последнего поколения и развитой инфраструктуры подсистем обеспечения управления.

Бластер

Бла́стер (англ. blaster , букв. «взрыватель») - распространенное название вымышленного (часто гипотетического) энергетического оружия в научной фантастике и космической опере . Бластером традиционно называют многие виды энергетическое оружие (особенно - ручное). Но чаще всего бластером называют импульсное пучковое оружие (плазменное, нейтронное, протонное). По форме-фактору бластер, как правило, является той или иной разновидностью пистолета или ружья. (Но лазерные ружья и, например, фазеры и дисрапторы из Star Trek к бластерам не относят.)

Фантасты основывают принцип поражающего действия бластера на различных физических идеях:

Электромагнитный

К данной категории можно отнести оружие самых разных схем и принципов действия - как реально разрабатывавшееся или разрабатываемое, так и сугубо фантастическое на данный момент, которое объединяет использование электромагнитных волн для поражения цели.

• 1. Лазерный бластер (также, нередко, лазерная винтовка, лазерный пистолет, лучевая винтовка, лучемет) основан на принципе действия лазерного луча .
  Упоминания в фантастике: «Хайнский цикл » Урсулы Ле Гуин … - практически повсеместно.
  Имели место многочисленные проекты по созданию боевого лазера, лазерное оружие (видимого и невидимого спектра) достаточно давно используется как экспериментальный элемент противокосмической обороны и даже как бортовое оружие самолетов (т. н. лазеры с накачкой динамическим ударом), но центральная проблема - сочетание приемлемой разрушающей мощности и габаритов даже не ручного, но сколь-нибудь мобильного оружия - далека от разрешения, и на текущий момент серьёзных успехов в данном направлении достигнуто не было.
  Реальные образцы: Лазерный пистолет .
• 2. Боевые мазеры /СВЧ -излучатели - оружие, для поражения цели излучающее когерентные микроволны .
  Упоминания в фантастике: «Годзилла против МехаГодзиллы-3 » и «Годзилла, Мотра, МехаГодзилла: спасите Токио» («мазер-танк » - танк, вооружённый боевым мазером; мазерный излучатель робота Кирью), «Годзилла: Финальные войны» (мазерный излучатель), «Основание и Земля» (ручной бластер), «Московский лабиринт»…

В игре Crysis 2 есть оружие X43 MIKE излучающее направленное микроволновое излучение, оно разогревает жидкости в телах врагов заставляя их буквально взрываться.

• Реальные образцы: Система активного отбрасывания .

• 2.1 Нейробластеры - особая разновидность СВЧ-излучателей, описываемая в цикле «Сага о Форкосиганах ». Данное оружие, практически не нанося видимых повреждений телу живой цели, полностью разрушает её нервную ткань в районе попадания.

• 4.1 Парализующие бластеры - ручное нелетальное оружие, поражающее цель маломощным направленным электромагнитным импульсом особой конфигурации, приводящим ко мгновенной потере сознания цели на несколько часов. Иногда является не самостоятельным оружием, а «подствольным» устройством или одним из режимов боевых бластеров.
  Реальные образцы: электрошокер
  Упоминания в фантастике: «Звёздные войны. Эпизод IV. Новая надежда » (нелетальный режим боевого оружия), «Сага о Форкосиганах», «Древний.Катастрофа», «Парализаторы» в романе Брайана Олдиса «Беспосадочный полёт» (NON-STOP 1958 г.), «Посёлок» Кира Булычёва , «Крик петуха» цикла «В глубине Великого Кристалла » В. Крапивина .

• 5. Электрические разрядники направленного действия - оружие, сочетающее в себе черты электромагнитного излучателя и плазменного оружия. Мощный источник направленного электромагнитного излучения ионизирует атмосферу на пути к цели, после чего разрядник создает искровой (иногда - дуговой) разряд, который по «тоннелю» из ионизированного воздуха с легкостью достигает удаленной цели, поражая.
  Упоминания в фантастике: кинотрилогия «Матрица », компьютерные игры Red Alert , Unreal Tournament 2004 , Quake и Quake III Arena , Star Trek: Elite Force (в последних трех оружие стреляло дуговым разрядом), дуговой излучатель как тяжёлое оружие присутствует в игре Mass Effect 2 , а также его пистолетный вариант в Mass Effect 3 , сериал «Звёздные врата » пистолет гуаулдов - ЗЕД. Оружие пришельцев в фильме «Район № 9 »
• 6. Аннигиляторы - оружие, поражающее цель потоком античастиц. Особенностью такого оружия является принципиальная невозможность применения в атмосфере: антиматерия аннигилирует, столкнувшись с частицами атмосферного газа, как только выйдут из излучателя. Но в повести Сергея Лукьяненко Линия грёз указан принцип работы аннигилятора в атмосфере - сначала мощный поток плазмы, которым выстреливает аннигилятор, выжигает материю, затем по пустому пространству, свободному от любых частиц материи, движутся античастицы.
  Упоминания в фантастике: роман Станислава Лема «Непобедимый ».
• 7. Гравидеструкторы - устройства, генерирующие направленное вихревое гравитационное поле, буквально разрывающее и перемалывающее цель.
  Упоминания в фантастике: «Сага о Форкосиганах » Лоис Макмастер Буджолд, компьютерная игра « » (оружие «Турбогравир»), «Реликт» Головачева, «Отзвуки серебряного ветра» Иара Эльтерруса .

Но ни один из указанных видов оружия (кроме аннигиляторов) не является бластером, так как:

1. являются видами волнового или лучевого оружия, тогда как классический бластер импульсный;
2. классический бластер стреляет сгустками плазмы или различных частиц (ионов, нейтороной, электронов и т. д.)

Плазменный

Такое оружие стреляет сгустками плазмы . Можно выделить три основных типа плазменного оружия в фантастике:

• 1. Оружие, стреляющее сферическим, эллиптическим или каплевидным сгустком плазмы , летящим со сравнительно небольшой скоростью (сотни км в секунду), как правило - взрывающимся при попадании. (Оружие Хищника в одноимённом фильме и его продолжениях.)

• 2. Оружие, стреляющее плазменным «лучом» - разогнанным до огромной скорости (вплоть до сравнимых со скоростью света) потоком низко- или высокотмпературной плазмы. Представляет собой, по сути, разновидность линейного ускорителя частиц .
  Упоминания в фантастике: «Хеллбор» в серии Боло (разгон термоядерной плазмы до скорости 0,6 )

• 3. Струйное плазменное оружие - оружие, сходное по принципу действия с существующими устройствами для плазменной сварки , а по способу применения, как правило, является более мощной и бронебойной заменой струйным огнеметам .

• Особняком стоят плазменные взрывные устройства - устройства (как правило, ручные гранаты), при детонации образующие облако плазмы и действующие подобно фугасным или термобарическим боеприпасам. Такие взрывные устройства к бластерами не относят.

Упоминания в фантастике: компьютерные игры серии Fallout , вселенная компьютерной игры Halo - оружие ковенантов , вселенная «Звездных Войн » (по сути - к плазменному оружию визуально можно отнести любой бластер в данной вселенной, но однозначного описания принципа его действия нет даже в официальных источниках), «Сезон Туманов» Евгения Гуляковского , вселенная Warhammer 40 000 , вселенная Battletech , произведения цикла «Сага о Форкосиганах » Лоис МакМастер Буджолд , вселенная «Терминатора » и многе другие.

Молекулярный дезинтегратор (распылитель, дисраптор, скорчер)

Принцип действия: узконаправленное поле или поток субядерных частиц разрывает электромагнитные связи между атомами (атомномолекулярные дезинтеграторы) или ядереные связи (ядерный дезинтегратор), вследствие чего те хаотично разлетаются («испаряются»). К этой категории относится, по сути, любое энергетическое оружие, дезинтегрирующее (распыляющее) цель (например, тело живого существа) до состояния атомной или даже нуклонной пыли. В силу этого к дезинтеграторам часто можно причислить оружие самого разного принципа действия - любое, мощность которого достаточна для дезинтеграции. Следует указать что переход массы равной человеческому телу в подобное состояние должен привести к резкому повышению давления или даже взрыву, что указывает на не вполне точное описание принципа действия дезинтеграторов.

• Упоминания под названием «дезинтегратор» или «распылитель»:

• 2. книги Д. Емца «Тайна „Звездного странника“», «Планета Черного императора». Там это оружие называется «молекулярный распылитель» и «энергомёт».

• 3. Плазменный дезинтегратор в компьютерной игре Alien Shooter 2 . Оружие, стреляющее сильно вытянутыми в длину зелеными эллиптическими сгустками плазмы; по визуальному воздействию на цели не отличается от остального оружия в игре.

• 4. «Дезинтегратор М3» в кинофильме «Люди в чёрном ».

• 5. Десинтор - это сокращение слова «дезинтегратор» впервые использовала в своих произведениях Ольга Ларионова , позднее встречается и у других фантастов.

• 6. Дезинтеграционная машина в одноимённом произведении Артура Конана Дойля.

• 7. Дезинтегратор - одно из орудий, которое можно установить на корабль в игре Космические рейнджеры 2: Доминаторы

• Упоминания оружия, являющегося молекулярным дезинтегратором по принципу воздействия, но не фигурировавшего под данным названием:

• 2. Фазеры и дисраторы (в том числе ручные) во вселенной «Звёздный Путь ». Выстрел из фазера очень большой мощность дезинтегрирует цель. Такой же эфект будет от попадания в цель и очень мощного дисрапторного выстрела.

• 3. «Лучи смерти » , генерируемые стационарными излучателями, в игре Nox .

• 7. AR2 OSIPR в компьютерной игре Half-Life 2 . Альтернативный выстрел данной импульсной винтовки запускает некий энергетический шар, который при контакте с целью размером с человека или меньше расщепляет её на атомы и молекулы.

• 8. МельтаГан вооружение войск Империума во вселенной Warhammer 40,000 .

• 9. Гаусс оружие войск Некронов во вселенной Warhammer 40,000 .

Перспективы создания в реальности

Бластер, в отличие от самого совершенного кинетического оружия (реального и фантастического), обладает целым рядом боевых преимуществ, обеспечивающих ему место не только на страницах научной фантастики, но и в реальных стратегических исследованиях оборонных отраслей стран - ведущих производителей оружия. Некоторые из этих преимуществ:

• Бластер обладает возможностью переключения из импульсного режима к непрерывному и обратно. Точнее бластер может быть как лучевым так и импульсным оружием (в последнем случае возможен скорострельный беглый огонь). По аналогии с холодным оружием - бластер может быть колющим, рубящеим и метательным ручным оружием.
• Стрельба из бластера никак не связана с перемещением масс в пространстве , что позволяет для станковых вариантов - вести боевые действия, например, в невесомости, не заботясь о компенсации отдачи (массой излучённой энергии традиционно пренебрегают), а для персонального оружия полное отсутствие отдачи значительно повышает точность, за исключением некоторых плазменных вариантов, стреляющих тяжелыми плазмоидами.
• Единственный расходный ресурс бластера - энергия (либо, как в случае с плазменным оружием - энергия и вещества рабочего тела). Это практически снимает важное ограничение на длительность боевой эксплуатации в ситуации ограничения масс (например, на борту малых спутников). По умолчанию предполагают очень высокую плотность энергии в батареях, часто на уровне ядерной энергии.
• Динамическое изменение мощности в зависимости от боевых потребностей позволяет стрелку по ходу боя рационально использовать боекопмлект - в данном случае боевой энергетический запас.

Многим видам лучевого оружия, однако, присущи и определенные недостатки:

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Файл:Pyrotronicdisintegrator.gif

Типичный бластер из патента на игрушку

Бла́стер (англ. blaster , букв. «взрыватель») - распространенное название вымышленного энергетического оружия в научной фантастике и космической опере . Бластером традиционно называют практически любое энергетическое оружие (особенно - ручное). По форме бластер, как правило, напоминает обычное огнестрельное оружие соответствующих размеров и назначения.

Слово «бластер» впервые употребляется в рассказе «Ковентри » Роберта Хайнлайна в 1940 году [источник не указан 417 дней ] .Конвенционально упоминание бластера в тексте произведения может считаться простейшим жанровым признаком фантастики (Е.Смирнова и Т.Толстая в передаче "Школа злословия")

Фантасты основывают принцип поражающего действия бластера на различных физических идеях:

Электромагнитный

К данной категории можно отнести оружие самых разных схем - как реально разрабатывавшееся, так и сугубо фантастическое на данный момент -, которое объединяет использование электромагнитных волн для поражения цели.

• 1. Лазерный бластер основан на принципе действия лазерного луча . Прообразом такого вида бластеров был гиперболоид инженера Гарина .
  Упоминания в фантастике: «Гиперболоид Инженера Гарина» Алексея Толстого , «Хайнский цикл » Урсулы Ле Гуин … - практически повсеместно.
  Имели место многочисленные проекты по созданию боевого лазера, лазерное оружие (видимого и невидимого спектра) достаточно давно используется как экспериментальный элемент противокосмической обороны и даже как бортовое оружие самолетов (т. н. лазеры с накачкой динамическм ударом), но центральная проблема - сочетание приемлемой разрушающей мощности и габаритов даже не ручного, но сколь-нибудь мобильного оружия - далека от разрешения, и на текущий момент серьезных успехов в данном направлении достигнуто не было.

• 2. Боевые мазеры - оружие, для поражения цели излучающее когерентные радиоволны.
  Упоминания в фантастике: «Годзилла против МехаГодзиллы-3 » и «Годзилла, Мотра, МехаГодзилла: спасите Токио» («мазер-танк » - танк, вооружённый боевым мазером; мазерный излучатель робота Кирью), «Годзилла: Финальные войны» (мазерный излучатель).

• 4. СВЧ -излучатели - оружие, излучающее электромагнитные колебания в сверхвысокочастотном диапазоне, оказывая на живую цель воздействие в диапазоне от психотронного (как реально существующая) и вплоть до мгновенной смерти.
  Упоминания в фантастике: «Московский лабиринт»…
  Реальные образцы: Система активного отбрасывания .

• 4.1 Нейробластеры - особая разновидность СВЧ-излучателей, описываемая в цикле «Сага о Форкосиганах ». Данное оружие, практически не нанося видимых повреждений телу живой цели, полностью разрушает её нервную ткань в районе попадания.

• 5. Электромагнитно-импульсное оружие (часто называемое также магнитно-импульсным, ЭМИ, EMP, EM-pulse) - устройства (излучатели направленного или ненаправленного действия, последние представлены, как правило, электромагнитными бомбами), поражающие цель мощным электромагнитным импульсом , выводящим из строя электрические и элекронные приборы - но, как правило, безопасным или нелетальным для живых существ.
  Упоминания в фантастике: практически повсеместно.
  Реальные образцы: электромагнитные бомбы .

• 5.1 Парализующие бластеры - ручное нелетальное оружие, поражающее цель маломощным направленным электромагнитным импульсом особой конфигурации, приводящим ко мгновенной потере сознания цели на несколько часов. Иногда является не самостоятельным оружием, а «подствольным» устройством или одним из режимов боевых бластеров.
  Реальные образцы: электрошокер
  Упоминания в фантастике: «Звёздные войны. Эпизод IV. Новая_надежда » (нелетальный режим боевого оружия), «Сага о Форкосиганах», «Древний.Катастрофа»

• 6. Электрические разрядники направленного действия - оружие, сочетающее в себе черты электромагнитного излучателя и плазменного оружия. Мощный источник направленного электромагнитного излучения ионизирует атмосферу на пути к цели, после чего разрядник создает искровой (иногда - дуговой) разряд, который по «тоннелю» из ионизированного воздуха с легкостью достигает удаленной цели, поражая.
  Упоминания в фантастике: кинотрилогия «Матрица », компьютерные игры Red Alert , Unreal Tournament 2004 , Quake и Quake III Arena , Star Trek: Elite Force (в последних трех оружие стреляло дуговым разрядом), сериал «Звёздные врата» пистолет «Гуаулдов» - ЗЕД.Оружие пришельцев в фильме "Район №9"

• 7. Аннигиляторы - оружие, поражающее цель потоком античастиц. Особенностью такого оружия является принципиальная невозможность применения в атмосфере: антиматнрия аннигилирует, столкнувшись с частицами атмосферного газа, как только выйдут из излучателя. Но в повести Сергея Лукьяненко Линия грёз указан принцип работы аннигилятора в атмосфере - сначала мощный поток плазмы, которым выстреливает аннигилятор, выжигает материю, затем по пустому пространству, свободному от любых частиц материи, движутся античастицы.

• 8 Гравидеструкторы - устройства, генерирующие направленное вихревое гравитационное поле, буквально разрывающее и перемалывающее цель.
  Упоминания в фантастике: «Сага о Форкосиганах » Лоис Макмастер Буджолд, компьютерная игра «Космические рейнджеры 2: Доминаторы », «Реликт» Головачева.

Плазменный

Такой вид оружия выбрасывает сгусток материи, разогретой до состояния плазмы . Можно выделить три основных типа плазменного оружия в фантастике:

• 1. Оружие, стреляющее сферическим, эллиптическим или каплевидным сгустком плазмы , летящим со сравнительно небольшой скоростью, как правило - взрывающимся при попадании. Оружие пришельца в фильме "Хищник"

• 2. Оружие, стреляющее плазменным «лучом» - разогнанным до огромной скорости (вплоть до космических скоростей) потоком вещества, разогретого до состояния плазмы при ускорении. Представляет собой, по сути, разновидность линейного ускорителя частиц .

• 3. Струйное плазменное оружие - оружие, сходное по принципу действия с существующими устройствами для плазменной сварки , а по способу применения, как правило, является более мощной и бронебойной заменой струйным огнеметам .

• Особняком стоят плазменные взрывные устройства - устройства (как правило, ручные гранаты), при детонации образующие облако плазмы и действующие подобно фугасным или термобарическим боеприпасам.

Упоминания в фантастике: компьютерные игры серии Fallout , вселенная «Звездных Войн » (по сути - к плазменному оружию визуально можно отнести любой бластер в данной вселенной, но однозначного описания принципа его действия нет даже в официальных источниках), «Сезон Туманов» Евгения Гуляковского , вселенная Warhammer 40 000 , произведения цикла «Сага о Форкосиганах » Лоис МакМастер Буджолд , вселенная «Терминатора »… - везде, где есть энергетическое оружие.

Молекулярный дезинтегратор (распылитель, дисраптор, скорчер)

Принцип действия: узконаправленное поле уничтожает электромагнитные связи между атомами, вследствие чего те хаотично разлетаются.К этой категории относится, по сути, любое энергетическое оружие, дезинтегрирующее (распыляющее) цель (как правило - тело живого существа) до состояния атомной пыли. В силу этого к дезинтеграторам часто можно причислить оружие самого разного принципа действия - любое, мощность которого достаточно для дезинтеграции.

• Упоминания под названием «дезинтегратор» или «распылитель»:

• 2. книги Д. Емца «Тайна „Звездного странника“», «Планета Черного императора».

• 3. Плазменный дезинтегратор в компьютерной игре Alien Shooter 2 . Оружие, стреляющее сильно вытянутыми в длину зелеными эллиптическими сгустками плазмы; по визуальному воздействию на цели не отличается от остального оружия в игре.

• 4. «Дезинтегратор М3» в кинофильме «Люди в чёрном ».

• Упоминания оружия, являющегося молекулярным дезинтегратором по принципу воздействия, но не фигурировавшего под данным названием:

• 2. Фазеры (в том числе ручные) во вселенной «Звёздный Путь ».

• 3. «Лучи смерти » , генерируемые стационарными излучателями, в игре Nox .

Перспективы создания в реальности

Бластер, в отличие от самого совершенного кинетического оружия (реального и фантастического), обладает целым рядом боевых преимуществ, обеспечивающих ему место не только на страницах научной фантастики, но и в реальных стратегических исследованиях оборонных отраслей стран - ведущих производителей оружия.Некоторые из этих преимуществ:

• Бластер обладает возможностью переключения из импульсного режима к непрерывному и обратно. По аналогии с холодным оружием - это колющее и рубящее ручное оружие одновременно.
• Стрельба из бластера никак не связана с перемещением масс в пространстве , что позволяет вести боевые действия, например, в невесомости не заботясь о компенсации отдачи.
• Единственный расходный ресурс бластера - энергия (либо, как в случае с плазменным оружием - энергия и газ в качестве рабочего тела). Это практически снимает важное ограничение на длительную боевую эксплуатацию в ситуации ограничения масс (например, на борту малых спутников).
• Динамическое изменение мощности в зависимости от боевых потребностей позволяет стрелку по ходу боя рационально использовать энергетический запас.

Лучевому оружию, однако, присущи и определенные недостатки:

• Влияние среды на распространение электромагнитных волн обуславливает определенную зависимость эффективности такого оружия от состояния атмосферы .
• Выстрел , не говоря уже о режиме непрерывного действия, демаскирует стрелка .
• Такое оружие не допускает поражение целей , находящихся за укрытием, по навесным траекториям .
• Низкое останавливающее действие лазерного луча снижает ценность лучевого бластера в качестве оружия ближнего боя.

Примечания

ГАЗО-МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ДЕЗИНТЕГРАТОР БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

Одна из глобальных мировых проблем - загрязнение окружающей среды отходами жизнедеятельности человека. К таковым относятся остатки пищевых продуктов, бумажная и пластиковая упаковка и прочие органические бытовые отходы.

В объеме многолетних залежей отвалов растительных и органических отходов создаются все условия (высокая влажность , тепло) для жизнедеятельности микроорганизмов, вырабатывающих метан, что делает захоронения древесных отходов взрыво - и пожароопасными.

Следует учитывать также бактериологическую и вирусную угрозу: собаки, грызуны и стаи птиц, живущие на полигонах, являются разносчиками самых страшных вирусных инфекций, а питательная среда, влага, тепло способствуют размножению известных бактерий и возникновению новых видов штаммов бактериологических культур, против которых, естественно, еще не создано защиты для человека. Возможно, сама природа, таким образом борется с человеком за право выживания.

В то же время органические отходы могут стать дешевым видом альтернативного топлива.

Самый простой способ – это получение метана непосредственно на местах захоронения, с помощью микроорганизмов, бактерий, перерабатывающих органические отходы в горючий газ. Газ можно собрать с помощью системы коллекторов и направить к ближайшим потребителям.

Этот способ имеет серьезный недостаток: пластиковые органические вещества менее подвержены разложению по сравнению с пищевыми отходами или органикой природного происхождения. Производительность будет низкой, потребуется сортировка и сепарация пластиковых отходов. Это приведет к удорожанию и не решит самой проблемы утилизации.

Можно сжигать твердые бытовые отходы (ТБО) в специальных печах, а полученную тепловую энергию превращать в электрическую. Но при сжигании полимерных отходов образуются высокотоксичные диоксины на основе входящих в состав полимеров хлора, фтора. Нужны высокотехнологичные системы фильтрации отходящих газов, стоимость которых во много раз выше самих мусоросжигающих заводов. Но даже самые высокотехнологичные системы фильтрации не смогут полностью обезопасить атмосферу от попадания диоксинов в неё.

Из мирового опыта утилизации ТБО термическим способом известны условия получения синтеза диоксинов, это:

Низкая температура горения (300-800ºС) органических веществ;

Избыточное содержание кислорода;

Наличие в отходящих газах микроскопических частиц углерода, золы, пыли, способствующие повторному синтезу диоксинов.

Только высокая температура, свыше 1200ºС и экспозиция больше 2 секунд прохождения продуктов горения способствуют разрушению диоксинов.

В установках высокотемпературного пиролиза можно получить температуру, близкую к деструкции диоксинов, но не исключается возможность их повторного синтеза на

несгоревших частицах углерода в потоке отходящего газов или пыли, на выходе дымовой трубы, где температура снижается до 200 ºС.

Плазменные технологии утилизации ТБО позволяют создать в зоне термической деструкции температуру свыше 1300 ºС, что вполне достаточно для безопасной утилизации отходов. Экономическая составляющая таких технологий очень высока, так, на 1кг отходов приходится 3 квт электроэнергии, и это без учета амортизационных отчислений и стоимости сервисного обслуживания сложного наукоемкого оборудования.

Таким образом, проведя анализ существующих технологий, приходим к выводу, что для безопасной утилизации ТБО требуется оборудование, которое отвечало бы следующим условиям:

Бескислородное термическое разложение органического вещества;

Температура более 900 ºС в зоне термической деструкции;

Пропорциональное смешивание твердых и газовых компонентов горения;

Время экспозиции газов в зоне сжигания более 2 секунд

Из существующих технологий утилизации одни не соответствуют экологическим требованиям, другие очень дороги. Нужны новые безопасные технологии, не оказывающие негативного воздействия на экологию, на здоровье человека и обеспечивающие приемлемое соотношение качество/стоимость.

Правильный подход к решению проблемы утилизации ТБО - это уже решение половины проблем, возникающих при практической ее реализации.

В сущности, бытовые отходы - это высококалорийное топливо, смесь органических веществ природного или искусственного происхождения, не уступающая по энергетике бурому углю. Поэтому, рассматривая ТБО как источник энергии, мы учитываем экономический аспект, так как ежегодный рост тарифов на энергоносители подталкивает население страны к поиску дешевых видов топлива или .

В этом случае бытовые отходы как вид альтернативного топлива органически впишутся в решение социальной проблемы энергообеспечения. С одной стороны, мы решим проблему утилизации ТБО, с другой - получим дешевую, можно сказать, бесплатную тепловую энергию на обеспечение коммунальных потребностей и, что немаловажно, еще сэкономим на вывозе и размещении ТБО на полигоне. Использование ТБО с позиции получения альтернативной энергии как нельзя лучше решит проблемы утилизации отходов и экологии.

Наша задача состоит в том, чтобы предложить населению как малых поселений, так и больших городов, установку для утилизации бытовых отходов, органически вписывающуюся в их быт. Заглянем в недалекое будущее, середина 21 века, мы увидим безопасный инструмент утилизации: это «молекулярный кухонный дезинтегратор бытовых отходов» .

Представьте себе, на кухне у хозяюшки такой красивый, блестящий никелем аппарат-утилизатор, бросит она в него картофельную шелуху, использованную упаковку, закроет крышку, нажмет кнопку, а он, тихо промурлыкав, нальет стакан чистой родниковой воды.

Приятно фантазировать, но есть возможность создания некоторого подобия этого чуда техники.

Для молекулярной дезинтеграции бытовых отходов требуется получение высокотемпературной плазмы, что выполнить сложно и дорого. Но уже сегодня мы можем подвергнуть органические вещества бескислородному высокотемпературному пиролизу в инертной среде, получить при этом газообразную смесь водорода , окиси углерода, кислорода, а затем сжечь в среде кислорода. Вот вам и вода, да еще газированная!

Решая вопрос создания технологии безопасной утилизации отходов, мы прекрасно понимаем, что не допустить образования опасных веществ проще и дешевле, чем впоследствии их нейтрализовать. В нашей установке в процессе утилизации или использовании ТБО в качестве альтернативного топлива не должны синтезироваться опасные вещества.

Проектируя установку утилизации, мы задавались только выполнимыми задачами: получить тепловую энергию из отходов простым, дешевым путем и не допустить в процессе работы установки синтеза летучих образований токсичных веществ, диоксинов и прочих ароматических углеводородов, что и попытались достигнуть с помощью оригинальной конструкции установки. Рис.(1)

Положив в основу эти постулаты, мы разработали компактный утилизатор высокотемпературного пиролиза органических отходов практического применения, дополнив его генератором горячего воздуха для обогрева теплицы-оранжереи.

В качестве топлива, горючего вещества, использовали органические растительные отходы, опилки, щепу. Технические характеристики построенной установки приведены ниже.

Технические характеристики утилизатора-обогревателя - ширина600мм;

Глубина600мм;

Высота1800мм;

Объем топливника дм/3;

Масса разовой загрузки отходов-до 75кг;

Время горения одной загрузки---3,0 часа;

Масса нагреваемого воздуха в теплообменнике---1200кг/час;

Температура воздуха на выходе теплообменника-----60 ºС;

Работа установки утилизатора-обогревателя

На рис.(1) отходы закладываются в топливник (1), в процессе работы они опускаются под своим весом в камеру пиролиза (2) до уровня колосниковой решетки (3). Газообразные и жидкие продукты пиролиза проходят через раскаленный слой углерода (4). Полученный синтез-газ, смешиваясь с кислородом воздуха, сгорает и создает высокую температуру в камере горения (5). Дымовые газы проходят через теплообменник генератора горячего воздуха. Вентиляторы (6) прокачивают воздух через теплообменник (7).

Работа установки на теплицу-оранжерею показала как достоинства, так и недостатки данной конструкции, они были учтены при следующей разработке утилизатора - миникотельной.

Была получена следующая полезная информация:

Возможность применять древесные отходы, опилки влажностью до 50%;

Максимальная температура нагрева воздуха в теплообменнике достигала140ºС;

Температура воздуха подачи в оранжерею 60 ºС;

Получено бездымное горение.

Утилизация влажных отходов, в данном случае опилок или щепы, показала, что испаряемая влага существенно влияет на режим работы утилизатора. Например, при загрузке очередной порции отходов в топливник уже вышедшей на рабочий режим установки происходит температурный провал как в пиролизной камере, так и в камере горения, и соответственно все это влияет на стабильность температуры нагреваемого воздуха, подаваемого в теплицу-оранжерею. Зольный остаток, до 8-10% от массы утилизируемых древесных отходов, является следствием температурной нестабильности процесса пиролиза.

На рис.(2) изображен температурный график процесса пиролиза отходов. Время от начала розжига установки до выхода ее на максимальную температуру составляет в среднем 30 мин. в зависимости от влажности отходов. Для быстрого выхода на рабочий режим, прогрева общей массы установки вниз закладывается сухое топливо, а сверху - влажные отходы. По мере испарения влаги из отходов, температура поднимается до780 ºС, точка (1), и держится на этом уровне в процессе активного горения, затем медленно снижается. При снижении до 500 ºС, точка (2), остаток топлива (отходов) составляет 20% от общей загрузки, после чего производится дозагрузка отходов.

После дозагрузки вновь происходит температурный провал до 350 ºС, точка (3), затем медленно, по мере ухода влаги, температура поднимается до740 ºС, точка (4), держится на этом уровне 30-40 минут и снижается до 500 ºС, точка (5), по мере выгорания до следующей загрузки. В выходных газах не наблюдается дыма. Измеренная температура отходящих газов в дымоходе достигает 230-250 ºС.. Весь цикл утилизации одной загрузки составляет в среднем

3 часа, в зависимости от степени влажности отходов. Масса разовой загрузки 75 кг в сыром весе.

Нестабильность выходной мощности - это существенный недостаток данного утилизатора-обогревателя . В то же время успешная утилизация древесных отходов влажностью до 50% , а также отсутствие углеродных образований в выходных газах помогли доработать и изготовить установку со стабильными рабочими параметрами независимо от содержания влаги в бытовых отходах.

При проектировании была поставлена конкретная задача: построить котельную для обогрева небольшого производственного помещения, работающую как на растительных, так и на бытовых отходах.

Утилизатор - миникотельная на ТБО

Технические характеристики

Ширина-800мм;

Глубина1100мм;

Высота-1800мм;

Объем загружаемого топлива. отходов----250 дм/3;

Количество топливников------ 2;

Масса разовой загрузки отходов в каждый топливникдо 70кг;

Время горения одной загрузки2,0-2,5 часа;

Объем воды в теплообменнике--- 60,0дм/3;

Температура пара на выходе теплообменника0 ºС;

Производительность по парукг/час;

Тип загрузки------ручной;

Выход на бездымное горение с момента зажигания--20 мин;

Способ зажигания----от спички, растопка лучинами;

Вид отходов пластиковый мусор, древесная щепа, макулатура.

В модели утилизатора - миникотельной на бытовых отходах была получена температура в камере горения с меньшей амплитудной нестабильностью, зависящей от цикла загрузки отходов. Проблема влияния влажности отходов на процесс пиролиза и температурные провалы в камере горения была решена за счет двухкамерности топливников установки.

Фото (1). Чтобы обеспечить стабильный рабочий режим установки, в первоначальный момент работы одна из камер загружается сухим топливом, вторая - отходами с влажностью до 60%. Отходы в процессе работы утилизатора поочередно загружают в топливники, где они проходят этап предварительной просушки и затем подвергаются высокотемпературному пиролизу.

Рассмотрим температурный график работы утилизатора – миникотельная Рис.(3).

Мы видим плавный подъем температуры в камере горения на начальном отрезке до 470 ºС, точка (1), этот период времени сопровождается выходом из трубы пара, это влага, выпариваемая из отходов обеих загрузочных камер. С этого момента прекращается выход пара, идет резкий подъем температуры до 890 ºС, точка (2), это активная фаза образования и последующего горения пиролизных газов. На следующем отрезке времени происходит снижение температуры до760 ºС, точка (3), так как в первой камере объем топлива (отходов) уменьшился, требуется дозагрузка в процессе ее работы.. В течение отрезка времени, точка (4), происходит дальнейшее снижение температуры в зоне горения до 610 ºС и затем резкий рост за счет активной работы обеих камер пиролиза до 1070 ºС, точка (5). Загрузка второй камеры происходит при температуре 975 ºС, точка (6), и снижение температуры до 845 ºС, точка (7). Работа установки утилизатор – миникотельная происходит в диапазоне температур от 950 ºС до 1150 ºС.

Таким образом, принцип многокамерности установки позволяет сделать режим пиролиза более устойчивым. Добавление количества камер обеспечивает повышение температуры пиролиза и более стабильную работу утилизатора.

Высокий уровень температуры, низкое содержание кислорода воздуха в камере пиролиза создают идеальные условия для высокотемпературного пиролиза органических веществ, деструкции на газообразный продукт и негорючий остаток.

Так как практически нет свободного кислорода, нет и условий образования диоксинов в камере пиролиза, для синтеза которых требуется наличие трех компонентов: - органическое вещество, кислород, хлорсодержащее вещество (или другие галогены). Высокая температура горения синтез - газа в теплообменнике, полное его сгорание предотвращает образование диоксинов повторно на выходе дымовой трубы.

Дополнительная особенность утилизатора – миникотельной - энерго-независимость от внешних источников энергии, как-то: газ, электричество, горючие жидкости. Надежность конструкции установки, простота эксплуатации, возможность сделать мобильной, поставив на автомобильный прицеп, - все это позволяет применять ее для отопления производственных и жилых помещений, а также в условиях чрезвычайных ситуаций. Топливом может быть любое органическое вещество, в том числе торф и бурый уголь.

Думая об экологии Земли, надо помнить, что помимо земной поверхности человек своей деятельностью замусорил и акватории . Острова из пластикового мусора бороздят просторы морей и океанов.

Наш проект по очищению океанов состоит в создании плавучих фабрик, задачей которых будет сбор плавающего мусора и утилизация его разработанным нами методом высокотемпературного пиролиза. Энергию, получаемую в процессе утилизации можно направить на материк по подземному кабелю, или использовать на месте создав, плавучую биофабрику по выращиванию особого рода микроводорослей, планктона, рыбной молоди восстанавливая биоресурсы океана.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Основная цель нашей статьи не только показать обществу опасность производимых им отходов, как явную, так и скрытую, но и предложить разработанную нами технологию и концепцию преобразования их в чистую энергию.

Актуальность предложения заключается еще в том, что освоение данной технологии не только очистит Землю и Океан от мусора, но и позволит снизить экологическую нагрузку производимой чистой энергией как результат утилизации отходов.

Реализация нашего проекта поможет создать рабочие места, и новые производства продуктов питания, улучшить продовольственную безопасность.