Многие бытовые вещи, используемые нами повседневно, создавались в военных лабораториях, и иногда совершенно случайно. Благодаря одной из них вы можете прочитать эту статью.
Каждый день мы используем множество современных гаджетов, таких как микроволновые печи, ремонтная лента или даже навигация. Однако мы не знаем, сколько из них начали свою жизнь в военных лабораториях. Какой была бы наша жизнь, если бы не изобретательность военных? Вы можете представить мир без Интернета?
Хотя войны несут практически только разрушения и хаос, за их завесой может расцветать научная мысль. Это может показаться грустным — но мало что может так ускорить технический прогресс, как видение получения преимущества над врагом. Вот краткий обзор нескольких избранных изобретений, созданных по инициативе оборонных ведомств или даже для нужд на полях сражений. Некоторые из них уже были замечены и оценены многими гражданскими лицами, и возможно, время таких изобретений, как экранопланы, только наступает...
Интернет
Парадоксально, но одним из величайших изобретений 20-го века, средством, выводящим общение между людьми на совершенно новый уровень, стало изобретение военных. Идея децентрализованной коммуникации возникла уже в конце 1950-х годов прошлого века для нужд холодной войны. Создание первой сети ARPANET в 1969 году было инициативой Министерства обороны США. И мотивом для этого, скорее всего, был запуск СССР на орбиту первого спутника. Американские военные, впечатленные советскими достижениями, заявили, что им нужна новая система связи.
Важнейшими особенностями новой системы должны были стать устойчивость к частичному разрушению и отсутствие пультов управления. Основанное в 1958 году DARPA (англ. Defense Advanced Research Projects Agency) — Агентство передовых исследований в области энергетики ставило своей целью исследование возможности установления связи между государственными или военными учреждениями в сети без участия центральных узлов, уязвимых для атак. Компьютеры оказались лучшими устройствами, которые могли проявить себя в этой роли. Самое интересное решение предложил Алекс Маккензи из Стэнфордского университета. Его идея состояла в том, чтобы рассылать пакеты информации, которые циркулировали по сети в поисках целевого компьютера. Это соответствовало военным предположениям.
Работа над сетью длилась несколько лет, в ней участвовало несколько университетов и она была частично секретной, так как уделом нового способа связи были военные. Однако в 1971 году с развитием протокола TCP/IP было принято решение сделать ARPANET более широкодоступной. Тем не менее были вовлечены только университеты. К проекту присоединились другие исследовательские институты. Это было сделано путем подключения ранее созданных локальных сетей к ARPANET, и отсюда в какой-то момент появилось понятие «Интернет». Армия внимательно следила за развитием этой сети, копируя некоторые новинки и усовершенствования для использования в военных целях. В 1980 году сеть была разделена на военную и академическую части. Первая по-прежнему называлась ARPANET, а гражданская — Интернетом. До 1990 года развитие Интернета контролировалось агентством DARPA, но затем сеть расширилась. Чем это закончилось, мы видим каждый день.
GPS
История системы, позволяющей нам легко ориентироваться в полевых условиях, восходит к 1973 году. Тогда по инициативе Министерства обороны США начались работы по спутниковой навигации (разумеется, предназначенной для военных). В 1978 году на орбиту был отправлен первый спутник GPS NAVSTAR (Global Positioning System - Navigation Signal Timing and Ranging). Ранее их навигация осуществлялась на основе системы LORAN, которая работала по принципу подсчета импульсов от цепочек маяков. Интересно, что, несмотря на запуск GPS, наземная система навигации продолжала работать. Ее последняя версия, LORAN-C, была закрыта в Европе в 2015 году.
GPS сама по себе не была первой спутниковой навигационной системой. Еще в 1957 году группа американских ученых, пытавшихся отследить первый спутник (советский «Спутник-1»), заметила, что это можно сделать с помощью эффекта Доплера. Тогда и родилась идея определения положения с помощью орбитальных приборов. NAVSAT (Navy Navigation Satellite System) была запущена в 1964 году и использовалась ВМС США для определения местоположения кораблей. Он состоял из 10 спутников и использовал упомянутый выше эффект Доплера. У системы был очень существенный недостаток — определение положения могло занять даже несколько минут, поэтому она ограничивала свое применение навигацией и, возможно, геодезией.
В 1978-1985 годах было размещено 11 спутников первого блока GPS. Первоначально система была доступна только для военных США. Эту ситуацию изменило событие 1 сентября 1983 года, когда советский истребитель сбил блуждавший над территорией СССР пассажирский самолет корейской авиакомпании. После этого инцидента было принято решение сделать систему GPS доступной и для гражданского использования. Однако до открытия почтового ящика с помощью известного сегодня смартфона было еще далеко. Невоенное использование имело существенную погрешность — активная функция Selective Availability ограничивала точность GPS до 100 метров.
Только в 2000 году этот механизм был отключен навсегда, чтобы обычные люди могли увидеть, насколько точным может быть GPS. На сегодняшний день на орбиту отправлено еще несколько блоков спутников - в настоящее время активен 31 блок. Они размещены на высокой орбите - 20183 километра от поверхности Земли. GPS работает путем одновременной регистрации приемником сигналов от нескольких спутников. Позиция рассчитывается, зная их текущее местоположение и точное время. Связь в этом случае односторонняя. Помимо GPS в мире уже работает несколько других навигационных систем — российская ГЛОНАСС и китайская Beidou (Компас). Оба они функционируют аналогичным образом.
Микроволновка
Сегодня микроволновую печь можно найти практически на каждой кухне. Могло ли это оборудование для подогрева пищи иметь военное прошлое? Совершенно верно - первая в мире «микроволновка» называлась «Radarange», и разработана она была оружейным концерном Raytheon. Само название может привести некоторых из вас на правильные мысли. Известные нам микроволновые печи основаны на военной радиолокационной технологии. Ученый Перси Спенсер в 1945 году работал над устройством под названием магнетрон, используемым для радиолокации. В какой-то момент он заметил, что шоколадка в его кармане расплавилась.
Спенсер быстро сопоставил факты и начал исследовать, как микроволны (радиоволны длиной в несколько сантиметров) влияют на пищу. Оказалось, что волны с частотой в несколько ГГц способны вызывать колебания молекул воды и тем самым передавать тепловую энергию. Большинство пищевых продуктов содержат воду, поэтому будущее нового изобретения выглядело весьма интересным. Первая микроволновая печь была создана в 1947 году - это модель, упомянутая в первом абзаце. Однако она не была похожа на сегодняшние, экономичные и компактные устройства. «Radarange» был размером со шкаф, весила более 300 кг и имела шумную систему водяного охлаждения.
Тогдашние «микроволновки» из-за своих размеров в основном применялись в профессиональных сферах — на кухнях более крупных ресторанов и на кораблях. Высокие цены и небольшие возможности по отношению к ним (несмотря на огромные габариты, рабочая полость прибора была не больше, чем у современных моделей) не слишком воодушевляли покупателей. Лишь в 1967 году стали появляться первые, более компактные агрегаты, предназначенные (точнее, адаптированные) для домашнего использования. В 1986 году уже у четверти домохозяйств в США на кухне была микроволновая печь, так что это был немалый успех. В России разогрев еды микроволнами стал популярен только в 90-х годах. В настоящее время проще посчитать кухни, где нет «микроволновки», чем те, что с таким устройством. Из случайного инцидента в военной лаборатории изобретательство стало обычным элементом нашей жизни.
Ремонтная лента (клейкая лента)
Скотч в серую и серебристую сетку настолько популярен, что даже стал героем мемов. Говорят, что когда что-то двигается, а не должно, надо использовать изоленту, а если наоборот, то нужна WD-40. Замечательные свойства ленты делают ее незаменимой в качестве быстрой и временной контрмеры в чрезвычайных ситуациях. Клейкая лента (первоначально называвшаяся «утиной лентой») была разработана Revolite (суббренд Johnson & Johnson) во время Второй мировой войны. Как нетрудно догадаться, она была заказана армией США. Назначение ленты заключалось в герметизации деревянных ящиков с боеприпасами для предотвращения их намокания в полевых условиях.
Однако история этой ленты начинается несколько раньше. Уже на рубеже веков тканые ленты, называемые «утиной лентой», использовались для укрепления одежды или конструкций, а также для связывания товаров. Но тогда на них не было ни клея, ни пластикового слоя - это был просто кусок сетки. Военная версия 1942 года уже была самоклеящейся и снабжена герметичным материалом. Современные ремонтные ленты изготавливаются из полипропилена или пластика LDPE (полиэтилен низкой плотности) с вклеенной в него нейлоновой или стекловолоконной сеткой. Сетка сконструирована таким образом, что ленту можно разорвать рукой, и в то же время она очень устойчива к продольному растяжению.
Клей, которым она покрыта с одной стороны, имеет достаточную прочность, чтобы прочно держаться, но в то же время не повредить склеиваемую поверхность при отрыве ленты. Ее использование теперь намного шире, чем первоначально предполагалось военными. Клейкая лента даже спасла жизнь трем астронавтам во время неудавшейся миссии «Аполлон-13». Благодаря ленте удалось приспособить воздушные фильтры к работе в лунном модуле, когда служебное судно после взрыва кислородных баллонов не позволяло экипажу дольше находиться в нем.
Экранопланы
Какие машины связывают авиацию и флот? Вы, наверное, скажете, что речь идет об авианосцах или подводных крыльях. Однако наиболее подходящим ответом, вероятно, являются экранопланы - одна из самых необычных и загадочных машин на Земле.
Первые сооружения были введены в эксплуатацию властями СССР вскоре после Великой Отечественной войны. Их дизайнером был Ростислав Алексеев. Они выглядят как самолеты, и первые экранопланы были частью военно-морского флота.
Результатом работ, проведенных Алексеевым в 1960-1966 годах, стал первый опытный образец под названием «КМ», в просторечии именуемый также «Каспийским монстром». Первая часть названия произошла от полигона (Каспийское море), а вторая от огромных размеров машины. КМ имел длину 92 метра и весил 240 тонн и мог нести на борту как минимум в два раза больше. Он был оснащен 10 турбореактивными двигателями с общей тягой на 30% больше, чем у Boeing 747. Это был первый и, вероятно, самый большой сценарий из когда-либо созданных.
Эти машины могли парить на нескольких метрах над водой благодаря поверхностному эффекту. Он заключается в том, что крыло создает большую подъемную силу на небольшом расстоянии от земли (на высоте около половины длины крыла). Это означает, что экранный план может выдержать большую нагрузку, чем плоскость аналогичного размера. Двигаясь низко над водой, они вполне успешно могли избежать обнаружения радаров. У них было сопротивление воде, поэтому они могли двигаться намного быстрее, чем корабли или даже суда на подводных крыльях. Например, «КМ» был способен развивать скорость свыше 500 км/ч. Но «Каспийский монстр», к сожалению, дальше статуса прототипа не пошел.
Его преемники, такие как МД-160 «Лунь», А-90 «Орлик», также не пошли в серийное производство - были изготовлены только единичные экземпляры. Экранопланы, кроме существенных преимуществ с военной точки зрения, имели и недостатки. Они могли действовать только на ровной поверхности - не могли перемещаться по бурным водам. При этом, хотя в принципе они и относились к морским машинам, управление ими требовало навыков опытного пилота. В конечном итоге оказалось, что экраноплан не столь универсален, быстр и маневренен, как авиация, и не способен занимать водоемы, как традиционные корабли. Поэтому копии, построенные советскими проектировщиками, в настоящее время покрываются ржавчиной в доках. Сегодня развитие технологий может дать новый старт этой идее, и водяные машины начинают вновь обретать популярность, но уже в гражданской сфере.
В настоящее время экранопланы называются машинами WIG (Wing-In-Ground) или GEV (Ground Effect Vehicle). Хороший пример — Airfish 8, созданный Wigetworks. Пропеллеры этой небольшой машины приводятся в действие автомобильным двигателем внутреннего сгорания мощностью 500 л. с., поэтому вы можете заправляться обычным топливом. Электроника обеспечивает автоматическое поддержание правильной высоты и наклона, поэтому нет необходимости в длительном обучении пилота. Кроме того, было установлено, что транспортные средства, которые не в состоянии оставаться в воздухе вне зоны действия надводных частей, подпадают под действие только системы морского регулирования (а не, например, авиации).
