Применение акустического оружия

22 октября 2020

Возможность применения акустического оружия в целях воздействия на разные объекты рассматривалась довольно давно. Возможность применения данного оружия распространялась на людей, животных, на естественные и искусственные сооружения. На сегодняшний день применение акустического оружия происходит в двух целях: нападение – разрушение или оборона – защита. Примером выступает действия американских моряков в 2005 году, когда они оглушили акустическим оружием напавших на них пиратов, что позволило им оторваться от нападения.

Применение акустического оружия наблюдалось на протяжении большого времени. Так, можно увидеть сведения об активизации разработок акустического оружия в коммерческом и бытовом терроризме, который направлен на лишение конкурентов способности принимать квалицированные решения в ущерб себе.

Рассматривая проблему создания акустического оружия и его поражающее действие необходимо учитывать, что звук охватывает три диапазона частот: инфразвуковая – область частот ниже 20 Гц; слышимая – область частот от 20 Гц до 20 КГц и область частот выше 20 КГц – ультразвук. Данный диапазон частот определяет то или иное воздействие на организм каждого человека и его слуховой аппарат.

В последние годы, акустическое оружие функционального поражения во время вооруженных конфликтов нашло свое применение. Многие страны при боевых действиях, старалась воздействовать на организм людей через акустическое оружие, которое бы подавляло их силу, понижало общее самочувствие и мешало вести боевые действия в целом.

Предметом исследования выступают акустические средства функционального поражения.

Целью исследования является изучение акустических средств функционального поражения.

В соответствии с целью в данной работе выделена следующая задача:

  • Рассмотреть основные характеристики применения акустических средств функционального поражения.
  • Рассмотреть основы применения средств радиоэлектронной борьбы в Грузино-Осетинском конфликте.

В состав проанализированных источников, посвященных изучению сущности государства, вошли труды следующих ученых: П.А. Бакулева, С.А. Вакина, В.Д. Великанова, В.Д. Добыкина, А.И. Куприянова, В.Г. Понаморева, А.Б. Прищепенко, В.Г. Шустова и многих других.

Методологической основой выступает предмет исследования. Изучение предмета исследования производятся с помощью исторических методов, логически –текстологических методов, методов сравнения и анализа. Принцип историзма также выступает методологической основой данной работы. Принцип выражается в освещении событий и идей, а также в их последовательности в строгом порядке, связанным с хронологией событий.

Акустическое оружие

На сегодняшний день, акустическое оружие в военной технике применяет волны диапазона от нескольких долей и до 109....1014. Условия распространения акустических волн и их воздействие на живые и не живые организмы значительно отличаются. Тем самым, для каждого диапазона можно обозначить особенности волн и фактического воздействие на окружающую среду. На данный момент времени существует 3 диапазона волн (рисунок 1), использующихся при создании акустического оружия.

Рисунок 1. Шкала акустических волн

Инфразвук (от лат. infra - ниже, под) - звуковые волны, имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. Поскольку обычно человеческое ухо способно слышать звуки в диапазоне частот 16--20'000 Гц, за верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают 16 Гц. Нижняя же граница инфразвукового диапазона условно определена как 0,001 Гц. Инфразвуковые системы можно увидеть в использовании борьбы с терроризмом посредством инфразвукового поражения, а также находит свое применение у некоторых морских животных. Для данного диапазона характерно малое поглощение, из этого следует, что волны могут распространяться на большие расстояния. Волны с частотой 0,1 ...10 Гц носят негативное влияние на организм человека. Инфразвук можно использовать на поле боя в виде подавления вражеской силы, а также можно использовать во период массовых беспорядков. У инфразвука есть способность проходить через кирпичные, бетонные и металлические конструкции и может воздействовать даже на прикрытую живую силу.

Слышимые звуковые волны - это волны, которые имеют частоту 16 – 20 кГц. Стоит обозначить, что верхний и нижний порог устанавливаются в зависимости от индивидуальных психофизиологических факторов, от физического и морального состояния человека.

Акустические волны могут влиять на слух тремя способами:

  • Вызвать явное повреждение слухового аппарата, вплоть до глухоты – относительный уровень интенсивности волн Iотн≥120дБ;
  • Резкое понижение слуха на определенное время (час, неделя, месяц) – относительный уровень интенсивности волн 80<Iотн <120 дБ;
  • Явная маскировка звуков определенных тонов, понижение способности извлечения полезной информации – относительный уровень волн Iотн≥60 дБ

Ультразвук — звуковые волны, имеющие частоту выше воспринимаемых человеческим ухом, обычно, под ультразвуком понимают частоты выше 20 000 гц. Ультразвук подразделяется на 3 поддиапазона:

  • Низкие ультразвуковые частоты – 1.5 *104....105 Гц;
  • Средние частоты – 105 ....107 Гц;
  • Высокие частоты – 107...109 Гц.

Для ультразвуковых волн с высокой интенсивностью характерны проявления законов нелинейной акустики. Это объясняется тем, что распространение акустических волн в реальной среде не может быть адекватно описано классическими волновыми управлениями. Ультразвуковые устройства применяются в радиолокации, вычислительной технике, в технике физико-химического эксперимента. Высокий энергетические показатели ультразвуковых устройств дают возможность использовать их не только в информационных системах, но и для целенаправленного изменения свойств вещества, которое происходит при воздействии на него мощного ультразвукового поля.

Отдельным пунктом выделяют гиперзвук, чьи волны варьируются от 109...1013 Гц. Данные волны распространяются на малые расстояния и в виде узконаправленны пучков, поперечный размер которых сохраняются близким к размеру излучателя.

Под акустическим оружием подразумевается техническое средство, которое создает акустическое поле, используемое в качестве нападения или защиты. При изучении акустического оружия необходимо учитывать ряд аспектов – физический, технический, тактический, психологический и др. На данный момент времени, применение акустического оружия не так распространено, как применение огнестрельного оружия в период боевых действий. Но стоит отметить, что в определенных моментах уже наблюдается применение акустического оружия.

Устройства функционального поражения

При изучении акустического поражения принято выделять устройства одноразового и многоразового применения. Одноразовые устройства акустического поражения направлены на «одномоментное» поражение объектов при помощи применения мощных источников волн, которые воспроизводят кратковременный пакет колебаний довольно высокой интенсивности. Одноразовые устройства отправляются с помощью специальных объектов – бомбы, террористы, ракеты и др. Многоразовые устройства акустического поражения представляют собой мощные одиночные или системы излучателей, которые создают высокоэнергетическое акустическое поле в заданном телесном угле.

При одноразовом акустическом поражении, взрыв сопровождается скоротечным выделением энергии, приводящее к разогреву, движению (сжатию) продуктов взрыва. Во время взрыва, потенциальная ВВ перерастает в кинетическую энергию движения или сжатие окружающей среды. Еще одна часть переходит в тепловую энергию. Тяжесть воздействия от устройств акустического поражения велика. Принято выделять 3 группы эффектов воздействия на человека (рисунок 2):

Рисунок 2. Диаграммы тяжести воздействия взрывной волны на человека

  • Область незначительного ущерба – последствия воздействия на организм человека можно обратить при pкр=10 H/м2 и времени действия около минуты. В большинстве случаев – это определенного рода психические расстройства.
  • Повреждение отдельных органов - последствия не опасные для жизни человека, но способны повредить органы слуха. Воздействие происходит при pкр=20 H/м2.
  • Смертельный исход - последствия воздействия считаются опасными для жизни человека, которые могут причинить тяжкий, необратимый вред здоровью человека или смерть. Воздействие со смертельным исходом может наблюдаться при критическом давлении pкр≥1000 H/м2.

Существует недостаток в применении акустических устройств одноразового применения. Данный недостаток характеризуется кратковременностью их работы, устраняется при использовании излучающих устройств, которые создают в заданном телесном угле сильное акустическое поле.

В зависимости от массы заряда можно выделить границы зон разрушения – 1, зоны ФП – 2 и зоны подавления – 3, под которой понимается зона, в которой посторонний источник звука потенциально может воспрепятствовать (замаскировать)приему акустического сообщения. Вне границы зоны 3 акустический импульс не наносит никакого ущерба.

Рисунок 3. Зоны воздействия ударной волны и таблица смертельного, несмертельного и безопасного воздействия зарядов разной массы

На сегодняшний день, применение многоразовых устройств акустического поражения носит актуальный характер. К достоинствам данных акустических устройств можно отнести следующие:

  • Возможность формировать сильнейшие акустические поля в пространстве заданных координат;
  • Способность генерировать акустические волны на протяжении длительного периода в узком пространственном диапазоне;
  • Способность генерировать акустические волны с высокой степенью временной и пространственной когерентности;
  • Возможность менять форму сигналов излучателя - выбирать время и форму акустического импульса согласно критериям эффективного поражения нужных объектов.

Как правило, в акустических генераторах применяются одиночные излучатели и системы излучателе – антенные решетки. В устройствах акустического поражения распространённым является применение систем излучателей – акустических ФАР (автомобильные и носимые устройства). Изменение результата воздействия мощного акустического импульса на человека зависит от пикового давления рпик во фронте звуковой волны.

В инфразвуковом диапазоне волн (<10Гц) имеются принципиальные трудности создания АФАР с узкой характеристикой направленности R(а) (большим коэффициентом направленности К>>1). Эти трудности сводятся в первую очередь к следующим:

  • Громоздкие излучатели, чьи размеры характеризуются большой длиной волны инфразвуковых колебаний;
  • Наличие необходимости по приданию большой амплитуды вибраций излучающему элементу для получения необходимой интенсивности волн, что требует большой затраты энергии;
  • Наличие невозможности получения острой направленности излучения с целью акустического поражения конкретного объекта экранировки обслуживающего персонала;
  • Малая дальность действия.

Рассмотренные выше трудности, можно решить при помощи использования эффекта наложения (суперпозиции) двух когерентных ультразвуковых излучений, чьи частоты отличаются друг от друга на небольшую величину.

Использование акустического генератора может применятся для того, чтобы не допустить противника в запретную зону, для воздействия на другие малозаметные цели. Акустический генератор создает акустические импульсы с относительной интенсивностью до 145дБ на расстоянии 100 метров. На расстоянии меньше заявленного относительная интенсивность импульсов равна 165 дБ, что хватит для пресечения массированных противоправных и вооруженных действий.

Применение многоразовых устройств акустического поражения можно рассматривать в виде контрмер против акустического терроризма, при этом создавая в необходимом объеме аннигилирующее акустическое поле (антизвук), которое уничтожает вредоносное акустическое поле в результате деструктивной интерференции с ним.

Эффективность акустического поражения

Заданная степень акустического поражения достигается, если в месте расположения объекта интенсивность акустических волн будет не меньше некоторого критического значения Iкр, т.е.

Рисунок 4.

Критическое значение интенсивности для каждого объекта определяется, как правило, экспериментально. Для взрывных источников волн условие поражения может быть записано в виде (рисунок 5):

Рисунок 5.

Где Рв - мощность акустического импульса, порожденного взрывом; r —расстояние до объекта поражения; апр - пространственный показатель поглощения, имеющий размерность м1. Данное уравнение именуется уравнением акустического поражения. Радиус зоны поражения определяется как корень трансцендентного уравнения. Значение этого радиуса rпор всегда больше радиуса зоны физического разрушения (рисунок 6).

Рисунок 6.

Уравнение акустического поражения выглядит следующим образом (рисунок 7):

Рисунок 7.

Уравнение акустического поражения (рисунок 4) свидетельствует о важности практического значения. С помощью данного уравнения можно определить требования к энергетическим характеристикам устройств акустического поражения, а при заданных устройстве и объекте поражения определяется зона поражения.

Эффективность акустического поражения – это результат воздействия акустических излучений, определенной частоты и мощности. Могут снижать трудо- и боеспособность людей, привести к их гибели, затрудняют функционирование или выводят из строя радиоэлектронные средства, работающие на принципе приема и преобразования энергии акустических волн, разрушить отдельные элементы объектов, на которые направлено акустическое оружие.

Заключение

Применение акустических средств функционального поражения набирает обороты. Конечно же данный вид поражения не распространён как огнестрельное оружие, но набирает свои обороты. Одним из средств функционального поражения является акустическое оружие. Под акустическим оружием понимается техническое средство, которое создает акустическое поле, используемое в качестве нападения или защиты. При изучении акустического оружия необходимо учитывать ряд аспектов – физический, технический, тактический, психологический и др.

При изучении акустического поражения принято выделять устройства одноразового и многоразового применения. Одноразовые устройства акустического поражения направлены на «одномоментное» поражение объектов при помощи применения мощных источников волн, которые воспроизводят кратковременный пакет колебаний довольно высокой интенсивности. Одноразовые устройства отправляются с помощью специальных объектов – бомбы, террористы, ракеты и др. Многоразовые устройства акустического поражения представляют собой мощные одиночные или системы излучателей, которые создают высокоэнергетическое акустическое поле в заданном телесном угле.

Тяжесть воздействия от устройств акустического поражения велика. Принято выделять 3 группы эффектов воздействия на человека: область незначительного ущерба; повреждение отдельных органов; смертельный исход. Использование акустического оружия может применятся для того, чтобы не допустить противника в запретную зону, защитить запретную зону или в целях нападения – разрушения.