Принцип работы mivec: Двигатель Mitsubishi 6B31, Технические Характеристики, Какое Масло Лить, Ремонт Двигателя 6B31, Доработки и Тюнинг, Схема Устройства, Рекомендации по Обслуживанию

Электромагнитное импульсное оружие. Принцип действия и устройство

Электромагнитный импульс высотного ядерного взрыва

 

Начало высотным испытаниям положили американцы, которые произвели 1 августа 1958 г. первый взрыв в верхних слоях земной атмосферы над атоллом Джонстон в северной части Тихого океана, в 717 морских милях от Гонолулу (Гавайи). Стартовав с построенной на атолле пусковой установки, баллистическая ракета PGM-11A Redstone конструкции Вернера фон Брауна подняла ядерный заряд типа W-39 на высоту 76,8 км. Заряд имел мощность 1,9 Мт в тротиловом эквиваленте. Одним из результатов этих испытаний было нарушение электроснабжения на Гавайских островах из-за воздействия электромагнитного импульса высотного ядерного взрыва. Были также нарушены радиопередачи вплоть до территории Австралии. 12 августа аналогичный заряд был поднят ракетой СС-51 и подорван на высоте 42,98 км. Эти высотные взрывы мощных термоядерных зарядов имели целью проверку эффективности их использования в противоракетной обороне (ПРО). Сразу же после этого, в августе–сентябре 1958 г. США провели серию ядерных взрывов непосредственно в космосе.

Запуск модифицированной ракеты Томогавк с корабля во время операции «Буря в пустыне»

В 1959–1960 гг. и до 1 августа 1961 г. СССР не проводил ядерных испытаний, участвуя в моратории на ядерные испытания вместе с США и Великобританией. Вскоре после того как этот мораторий был прерван, 27 октября 1961 г. Советским Союзом были осуществлены два испытания, целью которых была проверка влияния высотных и космических взрывов на работу радиоэлектронных средств систем обнаружения ракетного нападения и ПРО. Оба ядерных заряда были доставлены к месту взрыва с помощью баллистических ракет Р-12, запущенных с полигона Капустин Яр. Два заряда были подорваны над центром опытной системы ПРО на полигоне Сары-Шаган — один на 300-километровой, другой на 150-километровой высоте.

 

Механизм генерации рассмотренного ядерного ЭМИ заключается в преобразовании небольшой доли ядерной энергии в электромагнитную энергию с радиочастотным спектром, которое выполняется в нескольких промежуточных процессах. Первым из них является образование гамма-излучения во время взрыва. Затем это гамма-излучение взаимодействует с молекулами атмосферных газов, производя электроны и положительные ионы. При разделении зарядов часть энергии гамма-излучения переходит в кинетическую энергию электронов, и поток их вызывает ток, с которым связано излучение электромагнитной энергии.

 

Высотный взрыв ядерного боеприпаса

Следует отметить, что в это время (начало 60-х гг. прошлого столетия) количественные характеристики ядерного ЭМИ измерялись в недостаточной степени вследствие следующих причин:

  • во-первых, отсутствовала контрольно-измерительная аппаратура, способная регистрировать чрезвычайно мощное электромагнитное излучение, существующее миллионные доли секунды; 
  • во-вторых, в радиоэлектронной аппаратуре того времени использовались электровакуумные приборы, мало подверженные воздействию ЭМИ, что снижало интерес к его изучению.

Создание полупроводниковых приборов, а затем и интегральных схем, особенно устройств цифровой техники, широкое внедрение этих средств в радиоэлектронную аппаратуру заставили военных специалистов по-иному оценить угрозу ЭМИ. Наибольшую опасность представляет собой стадия нарастания ЭМИ, на которой в соответствии с законом об электромагнитной индукции из-за чрезвычайно быстрого нарастания импульса тока наведенное напряжение в различных контурах может достигать значительных величин (до тысяч вольт).

 

При воздействии рассматриваемых импульсных перенапряжений на радиоэлектронную и электротехническую аппаратуру в ней могут наблюдаться:

  • пробои p-n-переходов у полупроводниковых приборов;
  • пробои вакуумных и газонаполненных промежутков; 
  • расплавление и обрывы токоведущих дорожек и резистивных элементов, мест пайки (сварки) проводов из-за термоэлектродинамических напряжений ; 
  • сбои в работе устройств; 
  • пробои изоляционных материалов, имеющие необратимый характер, которые приводят к полному отказу изделий (конденсаторы, кабели).

С начала 70-х гг. прошлого столетия вопросы защиты оружия и военной техники от ЭМИ стали рассматриваться министерствами обороны великих держав как имеющие высший приоритет. Следует отметить, что действие ЭМИ не имеет избирательного характера, вследствие чего военные и гражданские системы, которые не являются прямыми или косвенными целями ядерного нападения, подвергнутся сильному воздействию ЭМИ при ядерной атаке далеко отстоящих целей. И прежде всего применение ядерного оружия с точки зрения человеческой морали невозможно объяснить и оправдать.

Тем не менее действие электромагнитного излучения оказалось настолько эффективным, что сразу возник вопрос: нельзя ли создать «чистое» неядерное электромагнитное оружие ЭМО, имеющее избирательный характер, и обеспечить его точную доставку в район поражаемой цели?

 

Взрывомагнитный генератор ЭМИ

 

Генераторы со сжатием магнитного потока при помощи взрывчатки (explosively pumped Flux Compression Generator, FCG) оказались наиболее зрелой технологией, пригодной для разработки таких неядерных электромагнитных бомб.

 

 

Известно, что взрыв является мощным источником механической и тепловой энергии. В 1951 г. советский ученый-физик Андрей Дмитриевич Сахаров, академик АН СССР с 1953 г., высказал идею о возможности превращения этой энергии в энергию магнитного поля, и им же были предложены конструкции источников сверхсильных магнитных полей и электрических токов, основанные на быстрой деформации взрывом токонесущих контуров. Возможности взрывного сжатия аксиального магнитного поля была также посвящена небольшая статья Якова Петровича Терлецкого, профессора физического факультета Московского университета, опубликованная в 1957 г. Взрывомагнитные источники такого типа получили название генераторов МК (магнитная кумуляция).

Рис. 2. Схема МК-1

Весной 1952 г. Р. З Людаев, Е. А. Феоктистов, Г. А. Цырков, А. А. Чвилева осуществили первый в СССР взрывной опыт по получению сверхсильных магнитных полей. Схема такого генератора сжатия аксиального магнитного поля, получившего название МК-1, представлена на рис. 2. Внутри полого металлического цилиндра 1 (лайнера) при разряде конденсаторной батареи С через соленоидальную обмотку 2 создается продольное магнитное поле. Для обеспечения быстрого проникновения поля внутрь цилиндра в нем был сделан узкий косой разрез, впоследствии захлопывающийся (на рис. 2 не показан). Cнаружи цилиндра помещен заряд 3 взрывчатых веществ. В этом заряде возбуждается сходящаяся цилиндрическая ударная волна. Для ее возбуждения применяется электрическая система многоточечного инициирования с помощью детонаторов 4. Момент инициирования выбирается так, чтобы сжатие цилиндра началось в момент максимального тока в соленоидальной обмотке. На рис. 2 приведены также обозначения 5 и 6 — последовательно исследуемый образец и продукты взрыва. Под действием детонационной волны цилиндр сжимается со скоростью, превышающей 1 км/с. При этом его поперечное сечение уменьшается, и в стенках цилиндра-лайнера индуцируются токи, стремящиеся сохранить магнитный поток постоянным. В процессе сжатия цилиндра совершается работа против пондеромоторных сил магнитного поля, вследствие чего энергия сжимаемого поля будет увеличиваться. Для идеально проводящих стенок трубы магнитный поток остается постоянным, а напряженность и энергия магнитного поля увеличиваются обратно пропорционально квадрату внутреннего радиуса цилиндра.

 

Конечно, в реальном случае имеет место уменьшение магнитного потока. В опытах такого типа, проведенных в 1952 г., обычно имеет место снижение потока в 2-3 раза. Кроме того, при некотором значении внутреннего радиуса цилиндра происходит остановка его движения из-за противодействия магнитного поля. Тем не менее уже в первых опытах с алюминиевыми трубами небольшого диаметра (около 100 мм) были получены магнитные поля напряженностью в 1 х 106 Э. В дальнейшем в одном из опытов с трубой из нержавеющей стали при конечном диаметре цилиндрической полости около 4 мм зарегистрировано значение Н, равное 25 х 106 Э. Достоинствами приведенного выше взрывомагнитного генератора являются высокая плотность магнитной знергии на оси при достаточно однородном осевом сжатии и простота конструкции. Однако такой генератор — это генератор только магнитного поля, который не является генератором тока, поскольку азимутальный ток в цилиндре замкнут на себя и не может передаваться.

Рис. 3. Схема МК-2

Как было сказано выше, взрывомагнитный генератор сильного тока также был разработан Сахаровым и его сотрудниками и получил название МК-2. На рис. 3 и 4 приведены схема и фотография генератора МК, а на рис. 5 — стадии его работы (а, б и в).

 

Генератор МК-2 состоит из центральной проводящей трубы 1 и коаксиально расположенной внешней цилиндрической спирали (соленоида) 2, переходящей в сплошной цилиндр (стакан) 3, основание которого соединено с трубой. В центральную трубу помещается длинный цилиндрический заряд взрывчатых веществ ВВ, инициируемый с помощью капсюля КД в одной точке с торца со стороны спирали. На электрический контур генератора МК-2, образованный трубой, стаканом и спиралью, разряжается батарея конденсаторов. Под действием продуктов взрыва центральная труба растягивается в виде конуса, и в момент времени, когда величина разрядного тока переходит через максимум, ее стенки подлетают к началу спирали. При дальнейшем распространении детонации вдоль трубы точка соприкосновения конуса со спиралью движется по винтовой линии; число витков спирали, оставшихся незамкнутыми, уменьшается, и, соответственно, уменьшается индуктивность генератора. После подлета стенок трубы к началу стакана генератор превращается в коаксиал. На последней стадии работы генератора МК-2 при достаточно быстрой непрерывной деформации трубы сжатие магнитного поля осуществляется в уменьшающемся объеме между внешней и внутренней стенками коаксиала. Данный процесс сопровождается увеличением тока через электрический контур и нарастанием его энергии. Увеличение магнитной энергии происходит за счет работы, совершаемой против пондеромоторных сил магнитного поля стенками центральной трубы.

 

С помощью генератора МК-2 были получены токи величиной 5 х 107 А, в некоторых опытах 1953 г. ток достигал 1 х 108 А и более. В магнитном поле удавалось запасти энергию в 1–2 х 107 Дж. Эта энергия составляла 10–20 % от энергии, освобождаемой при взрыве взрывчатых веществ, находящихся в трубе внутри стакана.

 

Потребитель электромагнитной энергии подключается к генератору МК-2 с помощью трансформатора (потребитель связан с электрическим контуром генератора МК-2 индукционным взаимодействием). Это дает возможность применять генератор МК-2 на нагрузки с существенно большими индуктивностями. Эксперименты показали, что с помощью трансформатора к потребителю может быть отведена значительная часть магнитной энергии, полученной при взрывной деформации контура. Например, от генератора МК-2 небольшого диаметра удавалось отвести 50 % магнитной энергии. Это также открывало возможности создания многоступенчатой системы МК. В такой системе магнитная энергия, полученная в первом генераторе, с помощью трансформатора передается во второй, в процессе работы которого эта энергия усиливается и передается в третий и т. д.

 

 

Осуществлен был и иной способ передачи электромагнитной энергии из генератора во внешнюю нагрузку — путем разрыва электрического контура с током действием дополнительного заряда взрывчатого вещества и переброски магнитного потока из конечной части генератора МК – 2 в нагрузку (использование экстратоков размыкания). Таким способом удалось передать во внешнюю активно-индуктивную нагрузку более 50 % энергии, генерируемой генератором МК-2. В ряде опытов время передачи энергии в нагрузку составило 0,5 х 10-6 с.

Рис. 4. Фотография МК-2

Исторической справедливости ради следует сказать, что начиная с 1952 г. разработкой взрывомагнитного генератора успешно занимался в Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) американский физик Кларенс Максвелл Фоулер. Им и его коллегами Гарном и Кайрдом был создан и продемонстрирован во второй половине 50-х гг. такой генератор.

 

Особо важно отметить тот факт, что генератор МК-2, вследствие физики процесса, генерирует мощный электрический импульс, частота которого ниже 1МГц.

 

Следующим важным шагом в создании электромагнитного оружия стало решение вопроса, какими именно должны быть импульсы, генерируемые этим оружием, с учетом специфики их применения для нападения на распределенные и сосредоточенные объекты.

Требования у импульсам ЭМО

 

Электромагнитное оружие, использующее импульс, частота которого ниже 1 МГц, можно назвать низкочастотным. Применение этого оружия будет эффективно при воздействии на силовые линии и линии связи, на которые будут наводиться высоковольтные импульсы напряжения.

 

В большинстве случаев любая кабельная проводка включает в себя линейные отрезки, объединяемые между собой при примерно прямых углах. Какой бы ни была ориентация оружейного электромагнитного поля, всегда более чем один линейный отрезок кабельной проводки окажется ориентирован таким образом, что будет достигаться высокая эффективность поглощения ими энергии.

Рис. 5. Стадии работы МК-2

Оборудование, подсоединенное к облученным линиям, а именно источники питания и входные устройства различных систем, этими высоковольтными импульсами напряжения может быть повреждено. Кроме того, мощное электромагнитное излучение может проникать в объект нападения через «парадную дверь», а именно через антенну, наличие которой характерно для радарного и связного оборудования, и вывести из строя его электронные и электротехнические узлы.

 

Электромагнитное импульсное оружие высокой мощности, работающее в сантиметровом и миллиметровом диапазонах, имеет дополнительный механизм проникновения энергии в электронное и электротехническое оборудование через вентиляционные отверстия и щели между панелями.

 

 

Любое отверстие, ведущее внутрь оборудования, позволяет высокочастотному электромагнитному полю формировать внутри него (оборудования) пространственную стоячую волну. Компоненты, расположенные в противоположных узлах стоячей волны, будут подвергаться действию мощного магнитного поля. Поскольку высокочастотное электромагнитное поле легче проникает в оборудование, чем низкочастотное электромагнитное поле, и во многих случаях обходит защиту, разработанную, для того чтобы остановить проникновение в оборудование низкочастотной энергии, высокочастотное импульсное оружие потенциально имеет большее поражающее действие по сравнению с низкочастотным электромагнитным.

 

Виркатор

 

Существует широкий набор микроволновых устройств высокой мощности: релятивистские клистроны, магнетроны, виркаторы и др. С точки зрения возможности использования такого микроволнового устройства высокой мощности при разработке электронных бомб и боеголовок виркаторы представляли значительный интерес, поскольку они способны генерировать мощные импульсы энергии, конструктивно просты, невелики по размеру, прочны и способны работать в относительно широкой полосе сверхвысоких частот (СВЧ).

 

Схема вакуумного виркатора аксиального типа показана на рис. 6, где 1 — катод, 2 — изолятор, 3 — анод, 4 — виртуальный катод, 5 — выходное окно. В виркаторе отрицательный потенциал подается на катод, а анод обычно находится под потенциалом земли. Фундаментальная идея, лежащая в основе виркатора, заключается в ускорении мощного потока электронов сетчатым анодом. Значительное число электронов пройдет анод, формируя за ним облако пространственного заряда, так называемый виртуальный катод ВК, по имени которого это устройство и получило наименование «виркатор» (англ.virtual cathode oscillator — vircator).

Рис. 6. Виркатор

При токах пучка, больших критического для данной структуры, ВК начинает осциллировать. Процесс этот протекает следующим образом:

  • в случае когда «высота» потенциального барьера, создаваемого ВК, больше кинетической энергии влетающих электронов, электроны останавливаются перед ВК и разворачиваются, что эквивалентно смещению ВК и максимума плотности пространственного заряда в сторону анода;
  • кроме того, величина плотности быстро растет, так как практически все влетающие электроны оказываются захваченными движущимся к аноду виртуальным катодом. По мере приближения к аноду «высота» потенциального барьера уменьшается и в определенный момент становится меньше кинетической энергии влетающих электронов, которые легко преодолевают уменьшившийся потенциальный барьер, двигаясь от анода за ВК, который при этом сам смещается в сторону от анода. В результате ВК перемещается до тех пор, пока не восстановится потенциальный барьер достаточной «высоты», и далее процесс повторяется.

Более того, выполненные исследования показали, что колебания ВК исполняют роль некоторой возмущающей силы для колебаний пучка вокруг анода между катодом и виртуальным катодом. Все это вместе взятое приводит к тому, что виркатор позволяет генерировать мощные СВЧ-колебания с достаточно высоким к.п.д. Мощный поток электронов в виркаторе обеспечивается за счет применения холодного катода, работающего в режиме взрывной эмиссии. При напряженности электрического поля 5 х 109 В/м и более высокой в вакууме на катоде с неоднородностями появляются автоэлектронные токи, вызывающие разогрев и взрыв микроострий. Вследствие взрыва многих микроострий и благодаря ионизации материала катода образуется прикатодная плазма, фронт которой и является основным эмиттером потока электронов. Эмиссионные возможности такой плазмы очень велики, и она может обеспечить плотность тока эмиссии с катода, превышающую 1010 А/см2 . Благодаря применению взрывоэмиссионных катодов стало возможно получать пучки электронов с токами до 106 А.

 

При работе взрывоэмиссионного катода образовавшаяся плазма движется по направлению к аноду. Ускоренные электроны, попадая на анод, вызывают образование прианодной плазмы, которая движется по направлению к катоду. Плазменные катодный и анодный факелы, распространяясь навстречу друг другу, закорачивают диодный промежуток виркатора за время порядка 1,0–1,5 мкс. Поэтому виркатор генерирует одиночный импульс электронного тока длительностью от нескольких сотен наносекунд до нескольких микросекунд. Обычно виркатор встраивается в цилиндрическую волноводную структуру. Мощность, как правило, выводится посредством перехода волновода в рупорную структуру, которая служит антенной. Использовать пучки релятивистских электронов для генерации электромагнитных колебаний предложил еще в 40-х гг. прошлого столетия выдающийся советский и российский ученый физик-теоретик Виталий Лазаревич Гинзбург, академик АН СССР с 1966 г., лауреат Нобелевской премии по физике 2003 г. Однако только после создания первых сильноточных электронных ускорителей СЭУ в 1966–1967 гг. начало складываться новое перспективное направление — высокочастотная релятивистская электроника. В СССР наиболее значительный вклад в ее становление и развитие внесла горьковская (нижегородская) школа физиков, возглавляемая Андреем Викторовичем Гапоновым-Греховым, академиком АН СССР с 1968 г.

23 мая 1983 г. президент США Рональд Рейган провозгласил программу Стратегической оборонной инициативы (СОИ) — долговременный комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию противоракетной обороны. В программе СОИ предусматривалось создание основанных на новых принципах активных средств поражения межконтинентальных баллистических ракет, в том числе и радиочастотного электромагнитного оружия.

 

 

Что касается собственно виркатора, то виркатор на пролетном диоде без внешнего магнитного поля был предложен и экспериментально реализован в 1985 г. в Лос-Аламосской национальной лаборатории (г. Лос-Аламос, штат Нью-Мексико, США). Он имел следующие характеристики: P = 500МВт, f = 17ГГц, tимп = 20нс, к.п.д. = 0,005. В 1987 г. в Ливерморской национальной лаборатории им. Эрнеста Лоуренса (Ливермор, штат Калифорния, США) был создан более мощный виркатор (P = 4 ГВт, f = 6,5 ГГц, t имп = 40 нс, к.п.д. = 0,033).

 

В СССР в 1986 г. в НИИ ядерной физики Томского политехнического института (НИИ ЯФ ТПИ) был создан виркатор, имевший следующие характеристики: Р = 200 МВт, f = 15 ГГц, tимп = 70 нс, к.п.д. = 0,05, и там же в 1988 г. — еще один более мощный виркатор: Р = 2 ГВт, f = 5,5 ГГц, tимп = 30 нс. Наиболее подробное исследование виркатора в СССР и в России было выполнено в НИИ ЯФ ТПИ и в Институте высоких температур РАН под руководством Андрея Николаевича Диденко, члена-корреспондента АН СССР с 1984 г.

 

Создание E-бомбы США

 

Однако вскоре обнаружились серьезные проблемы, связанные с использованием виркатора в качестве электромагнитной импульсной бомбы. Взрывная эмиссия электронов эффективна лишь при огромных (около мегавольта) напряжениях, поэтому, чтобы избежать электрического пробоя, пришлось увеличить размеры виркатора и применять изоляторы очень высокой электрической прочности. Кроме того, для энергообеспечения виркатора необходим источник питания, включающий в себя высоковольтный формирователь и обостритель напряжения. Этот источник питания тоже имеет немалые габариты и вес. Поместить виркатор с его источником питания в бомбу было весьма трудной задачей.

 

Следующим шагом на пути создания электромагнитной импульсной бомбы явилось использование спирально-коаксиального магнитокумулятивного генератора в качестве источника энергии для виркатора; при этом для формирования высоковольтного импульса питания виркатора необходим трансформатор.

Рис. 7. Гибридная Е-бомба

В 1986 г. Агентство передовых оборонных проектов Министерства обороны США (DAR PA) создало программу и выделило финансирование ряду университетов и лабораторий для проведения ими исследований в области создания боевых средств с источниками электромагнитного излучения. Авиабаза Киртленд в г. Альбукерке, штат Нью-Мексико, стала эпицентром Пентагона в области исследований электромагнитного оружия. В 90-е гг. Управление научных исследований ВВС США, продолжая начатые исследования, создало пятилетнюю программу многопрофильных университетских исследований по изучению микроволновых источников.

 

Ведущим специалистом в области СВЧ-устройств стал в это время Едл Шамилоглу (Edl Schamiloglu) — профессор электротехники и вычислительной техники университета Нью-Мексико в Альбукерке. Усилия Шамилоглу и его коллег привели к пониманию возможностей этих устройств. Кстати, надо сказать, что произошло это не без помощи российских ученых из Института прикладной физики РАН в Нижнем Новгороде. Разработанный и изготовленный в этом институте стенд «Синус-6» (сильноточный ускоритель с энергией электронов 0,5 МэВ), позволяющий оперативно изменять параметры электронного пучка на нем, был куплен американской стороной, смонтирован в лаборатории Шамилоглу, и на нем был выполнен ряд важных исследований в области СВЧ-техники.

 

После десятилетий исследований в области СВЧтехники, 26 марта 2003 г., во время второй войны с Ираком, американские военные сбросили на один из телецентров двухтонную бомбу с «гибридной» боевой частью, снабженной направленным электромагнитным излучателем (Е-бомба). Схема этого устройства представлена на рис. 7, где 1 — блок энергопитания, 2 — аккумулятор, 3 — коаксиальная емкость, 4 — МКгенератор (1-я ступень), 5 — балластный цилиндр, 6 — МК-генератор (2-я ступень), 7 — формирователь импульса напряжения, 8 — виркатор, 9 — микроволновая антенна.

 

Необходимость балластного цилиндра обусловлена тем, что интенсивные магнитные силы, появляющиеся во время работы МК-генератора, потенциально могут вызвать его преждевременное разрушение, если не принять контрмеры. Обычно они заключаются в дополнении конструкции цилиндром из немагнитного материала. Могут быть использованы стекловолокно в эпоксидной матрице или кевларовые эпоксидные композиты. Виркатор генерирует импульсы частотой 5 ГГц.

 

 

Бомба была управляемой (рис. 8), а значит, вероятное отклонение директрисы облучения от точки прицеливания было меньше десяти метров. Радиус поражения этой электромагнитной бомбы не превышал 200 м. Результатом ее действия было отключение телевещания на несколько часов. В последующем США неоднократно применяли такие бомбы против Багдада и других городов Ирака.

Рис. 8. Управляемая бомба с РЧЭМИ

Ранее США уже применяли такое оружие в 1999 г. против Сербии. Но в 2003 г. в Ираке мощность таких бомб была значительно больше.

 

17 января 1991 г. американские военные использовали модифицированные крылатые ракеты Tomahawk (операция «Буря в пустыне»). При приближении к цели двигатели ракет последние несколько секунд уже не поддерживали горизонтальный полет, а работали как источники питания генераторов мощного излучения. Это излучение должно было вывести из строя радиолокаторы иракской системы ПВО. Было ли это применение электромагнитного импульсного оружия успешным, неизвестно, так как американские военные, желая подстраховаться, применили ракеты, уничтожившие радары.

 

С самого начала создание электромагнитного импульсного оружия шло по двум направлениям — разработки забрасываемых средств (бомб, управляемых ракет, артиллерийских снарядов, минометных мин) и разработки источников на основе традиционных излучателей, формирующих узкие пучки радиочастотных ЭМИ. О развитии обоих этих направлений — в следующей части статьи.

 

 

Продолжение следует Электромагнитное импульсное оружие США и России. Два пути развития

 

Статья была опубликована в апрельском номере журнала "Наука и техника" за  2017 год

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

Как работает ядерный двигатель - Мастерок.жж.рф — LiveJournal

Ядерный ракетный двигатель — ракетный двигатель, принцип действия которого основан на ядерной реакции или радиоактивном распаде, при этом выделяется энергия, нагревающая рабочее тело, которым могут служить продукты реакций либо какое-то другое вещество, например водород.

Давайте разберем варианты и принципы из действия…


 

Существует несколько разновидностей ракетных двигателей, использующих вышеописанный принцип действия: ядерный, радиоизотопный, термоядерный. Используя ядерные ракетные двигатели, можно получить значения удельного импульса значительно выше тех, которые могут дать химические ракетные двигатели. Высокое значение удельного импульса объясняется большой скоростью истечения рабочего тела — порядка 8—50 км/с. Сила тяги ядерного двигателя сравнима с показателями химических двигателей, что позволит в будущем заменить все химические двигатели на ядерные.

 

 

Основным препятствием на пути полной замены является радиоактивное загрязнение окружающей среды, которое наносят ядерные ракетные двигатели.

 

 

Их разделяют на два типа — твердо-и газофазные. В первом типе двигателей делящееся вещество размещается в сборках-стержнях с развитой поверхностью. Это позволяет эффективно нагревать газообразное рабочее тело, обычно в качестве рабочего тела выступает водород. Скорость истечения ограничена максимальной температурой рабочего тела, которая, в свою очередь, напрямую зависит от максимально допустимой температуры элементов конструкции, а она не превышает 3000 К. В газофазных ядерных ракетных двигателях делящееся вещество находится в газообразном состоянии. Его удержание в рабочей зоне осуществляется посредством воздействия электромагнитного поля. Для этого типа ядерных ракетных двигателей элементы конструкции не являются сдерживающим фактором, поэтому скорость истечения рабочего тела может превышать 30 км/с. Могут быть использованы в качестве двигателей первой ступени, невзирая на утечку делящегося вещества.

 

 

В 70-х гг. XX в. в США и Советском Союзе активно испытывались ядерные ракетные двигатели с делящимся веществом в твердой фазе. В США разрабатывалась программа по созданию опытного ядерного ракетного двигателя в рамках программы NERVA.

 

 

Американцами был разработан графитовый реактор, охлаждаемый жидким водородом, который нагревался, испарялся и выбрасывался через ракетное сопло. Выбор графита был обусловлен его температурной стойкостью. По этому проекту удельный импульс полученного двигателя должен был вдвое превышать соответствующий показатель, характерный для химических двигателей, при тяге в 1100 кН. Реактор Nerva должен был работать в соста

Как работает mivec. Что такое MIVEC

MIVEC, Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control system: система электронного управления подъемом клапанов фирмы Mitsubishi, разновидность технологий VVL и CVVL. Не включает в себя технологию фазовращения.

Была впервые внедрена в 1992 году на двигателе 4G92 (16-клапанный 4-цилиндровый DOHC объемом 1.6). Первыми машинами, оснащенными этим двигателем, были хэтч Mitsubishi Mirage и седан Mitsubishi Lancer. Технология MIVEC также была первой CVVL-технологией, внедренной для дизельных двигателей легкового сегмента. Особенностью технологии MIVEC является отсутствие фазовращения (сдвига фаз).

Принцип MIVEC

Система MIVEC обеспечивает работу клапанов двигателя в различных режимах (с различной высотой подъема и степенью перекрытия фаз), в зависимости от оборотов и с автоматическим переключением между режимами. В базовой версии технология подразумевала два режима (см. рисунок внизу), в последних версиях обеспечивается непрерывное изменение (управление и впуском и выпуском)

Физический смысл технологии следующий:

На низких оборотах разница в подъеме клапанов стабилизирует сгорание, способствует уменьшению расхода топлива и эмиссии, повышает крутящий момент.

На высоких оборотах увеличение времени открытия клапанов и высоты их подъема значительно увеличивает объем впуска и выпуска топливно-воздушной смеси (позволяет двигателю «дышать полной грудью»).

Конструкция системы MIVEC

Ниже рассматривается двигатель с одним распредвалом (SOHC), конструкция MIVEC для которого сложнее, чем для двигателя с двумя распредвалами (DOHC), поскольку для управления клапанами используются промежуточные валы (коромысла) mikedVSmiked.

Механизм клапана для каждого цилиндра включает:

«низкопрофильный кулачок» (low-lift) и соответствующий рокер коромысла для одного клапана;

«кулачок среднего профиля» (medium-lift) и соответствующий рокер коромысла для другого клапана;

«высокопрофильный кулачок» (high-lift), который центрально расположен между низким и средним кулачком;

Т-образный рычаг, который является единым целым с «высокопрофильным кулачком».

На низких оборотах крыло Т-образного рычага двигается без какого-либо воздействия на р

Mitsubishi Lancer Evolution

- Двигатель 4G64 MIVEC

2,0-литровый двигатель 4G63 с турбонаддувом Mitsubishi уже давно является одним из самых мощных и надежных четырехцилиндровых двигателей на рынке. Версия Mitsubishi Lancer Evolution IX имеет мощность 286 лошадиных сил, предлагая впечатляющие 143 лошадиные силы на литр. Еще более примечательным является потенциальная мощность, которая может быть раскрыта с очень небольшими модификациями. По этой причине немногие EVO, бродящие по улицам сегодня, остались неизменными. Стремление к большей мощности часто включает в себя общие модификации, такие как высокопроизводительный выхлоп, более крупный турбокомпрессор и повторная калибровка ЭБУ.Все это эффективные методы увеличения мощности, но ограничения, такие как октановое число топлива и объем двигателя, в конечном итоге ограничат способность тюнера генерировать больше мощности. Кроме того, отсутствие среднего крутящего момента может оставлять желать лучшего для тех, кто использует свой автомобиль для повседневной езды. Решение этой проблемы очевидно: построить двигатель большего размера и заправить его лучшим топливом. Увеличение объема двигателя до 2,3 литра с помощью 100-миллиметрового коленчатого вала 4G64 является наиболее распространенным способом увеличения рабочего объема, но после небольшого раскопка мы обнаружили, что некоторые блоки 4G64, которые можно найти в различных транспортных средствах, от грузовиков Mitsubishi до Eclipse без турбонаддува, почти не имеют места. прямая замена блока 4G63 EVO и может быть доведена до истинного значения 2.4 литра. А с ростом количества насосных станций E85 казалось очевидным, что наша цель по увеличению рабочего объема и лучшему топливу вполне достижима. Когда в нашей памяти было свежо 2,4 литра кукурузного добра, начался поиск запчастей.

Фото 2/17 | Mitsubishi Lancer Evolution - Технические знания

Какова наша конечная цель в лошадиных силах? Ваше предположение так же хорошо, как и наше.На сегодняшний день мы еще не видели, чтобы кто-нибудь запускал нашу уникальную комбинацию частей, поэтому мы понятия не имеем. Но если бы нам нужно было указать это число, мы бы предположили, что это диапазон от 550 до 600 л.с. Но, конечно, если все пойдет гладко, вы можете поспорить, что мы без колебаний увеличим ускорение и сгенерируем несколько вкусных динамо-чисел, чтобы официально разместить эту пользовательскую сборку на карте.

Введите блок 4G64
Блок 4G64 почти идентичен блоку 4G63, используемому в сегодняшних EVO. 4G64 - это, по сути, такое же литье, но высота деки на 6 мм выше 1.Диаметр отверстия на 5 мм больше (86,50 мм), и поршней нет масляных брызг. Поскольку мы планируем установить этот двигатель в EVO IX, для работы с существующими компонентами потребовался более новый блок 4G64 с правильной ориентацией и задними частями для слива масла. В данном случае мы выбрали двигатель Mitsubishi Galant 100-го года выпуска. И после 160 000 миль пробежек по магазинам и безумных рывков до футбольных тренировок стало очевидно, что этот квартал потребует некоторой работы, чтобы вернуть его к жизни.

Фото 3/17 | Mitsubishi Lancer Evolution - Технические знания

Mivec Oil Feed
Блок 4G64 был доставлен в LESCO Race Engine Development для проведения механических работ.Компания LESCO имеет многолетний опыт обработки блоков Mitsubishi, большая часть из которых производится за кулисами для некоторых известных клиентов. Первым их шагом было создание нашей машины для приема масляных брызг от 4G63. Хотя двигатель можно использовать без масляных брызг, дополнительный поток масла к нижней части поршня и пальцу кисти помогает поддерживать смазку движущихся частей и при более низкой рабочей температуре. Используя запасной блок 4G63 в качестве эталона, LESCO использовала свой стан с ЧПУ, чтобы отследить OEM-расположение маслозаборников и создать программу ЧПУ, чтобы добавить их в 4G64.Дополнительные усилия привели к созданию идеальной копии бобышек OEM-производителя, которую LESCO может легко воспроизвести в будущем. Перед извлечением блока из фрезерного станка с ЧПУ был просверлен резьбовой канал в масляный канал на впускной стороне блока и нарезан резьбой для подключения линии подачи масла MIVEC.

Затем сеть была слегка отточена и измерена, чтобы убедиться, что она находится в пределах спецификации. Проверили главную цепь шейки кривошипа, и блок отточили, чтобы очистить отверстия. Блок 4G64 имеет максимальный размер отверстия около 87.5 мм, но для большинства высокопроизводительных приложений рекомендуется выбирать меньший размер отверстия, чтобы обеспечить надлежащую толщину стенок цилиндра. Дополнительная толщина помогает уменьшить деформацию отверстия и улучшает уплотнение поршневого кольца и прокладки головки. Толщина стенки цилиндра также может варьироваться от блока к блоку из-за сдвига сердечника во время литья или других производственных факторов. По этой причине LESCO проверила толщину стенок цилиндра с помощью ультразвукового толщиномера перед удалением любого материала из отверстий. Толщина расточки оказалась нормальной, но было решено просто немного заточить блок, пока расточки не стали прямыми и круглыми.После хонингования блока поверхность деки была восстановлена, и блок снова был отправлен на стан с ЧПУ для последней операции.

Одной из проблем при использовании блока 4G64 является отсутствие хороших прокладок головки для большего диаметра отверстия. Более того, оказалось сложно найти прокладку с большим отверстием, специально разработанную для головки блока цилиндров MIVEC, которую мы будем использовать. Тим Салефски из AMS Performance рекомендует добавить медное уплотнительное кольцо на деку блока вместе с модифицированной AMS прокладкой головки EVO IX с увеличенным отверстием.После установки 0,040-дюймового медного провода в палубу, блок был окончательно очищен, упакован и отправлен обратно для сборки.

Заготовка коленчатого вала
Когда блок находится в новом состоянии, пришло время выбрать вращающиеся компоненты сборки. Диаметр отверстия был оставлен очень близким к стандартному, поэтому для увеличения рабочего объема потребовался более длинный коленчатый вал. К счастью, на рынке послепродажного обслуживания доступно множество коленчатых валов с ходом от 92 до 106 мм, что значительно больше стандартного хода 88 мм, установленного в EVO.Стремление к крутящему моменту привело к покупке коленчатого вала Brian Crower (BC) 102 мм. Новый коленчатый вал BC поможет увеличить крутящий момент и увеличить рабочий объем двигателя на 20 процентов до наших целевых 2,4 литра. Все коленчатые валы Brian Crower для двигателей Mitsubishi на 100% изготовлены из новой стальной заготовки 4340 и имеют большие радиусы на каждой шейке для повышения прочности и долговечности. Красиво отполированные цапфы были измерены с помощью цифрового микрометра и оказались идеального размера. Коленчатый вал BC был установлен в блок с коренными шпильками ARP и коренными подшипниками ACL, обработанными WPC.

Фото 10/17 | Mitsubishi Lancer Evolution - Технические знания

Стержни с двутавровой балкой
Если бы стандартный стержень 150 мм использовался с коленчатым валом 102 мм BC, отношение стержня к ходу стало бы немного хуже, чем и без того предельное отношение OEM. Чтобы противостоять эффектам более длинноходового коленчатого вала, Брайан Крауэр 152.Были выбраны 4 мм (6-дюймовые) стержни двутавровой балки, чтобы помочь восстановить отношение стержня к току до уровня, близкого к OEM. Улучшенное передаточное число поможет снизить боковую нагрузку на поршни и стенки цилиндра, тем самым увеличив срок службы поршня и компонентов. Стержни BC оснащены высококачественными болтами ARP 625+, которые требуют растяжения 0,0063-0,0067 дюйма для правильной предварительной нагрузки. Проверка натяжения стержня и болта - единственный способ обеспечить точное зажимное усилие между стержнем и крышкой стержня, поскольку трение между резьбой и головкой болта может привести к значительному изменению метода крутящего момента.В этом случае точечный микрометр использовался для измерения растяжения болтов после их установки на стержневые подшипники ACL, обработанные WPC.

Поршни, разработанные по индивидуальному заказу
Несмотря на то, что шатуны и коленчатый вал доступны в готовом виде, требуемая конструкция поршня меньше, чем у обычных. К счастью, JE Pistons смогла изготовить индивидуальные поршни для этой комбинации менее чем за три недели. Расположение пальца на запястье (расстояние между ним и верхом поршня, известное как «расстояние сжатия») было изменено, чтобы правильно расположить верх поршня относительно платформы блока.Остальные характеристики поршня, такие как толщина юбки и днища, были отрегулированы с учетом нагрузок, связанных с более длинным ходом поршня и повышенным давлением в цилиндре. JE также добавила покрытие Tuff Skirt для уменьшения износа юбок поршней и покрытие из алмазоподобного углерода (DLC) на запястья. Кольца JE Pro Seal были согласованы с поршнями для герметизации давления сгорания и поддержания контроля уровня масла. После установки поршни обеспечивали благоприятную для газового насоса и E85 степень сжатия 9,0: 1.

Фото 14/17 | Mitsubishi Lancer Evolution - Технические знания

ATI Демпфер коленчатого вала
Одним из компонентов, на который часто не обращают внимания при создании высокопроизводительного двигателя, является демпфер коленчатого вала.Когда двигатель работает, коленчатый вал толкается и тянется в разных направлениях из-за различных сил, связанных с четырехтактным циклом двигателя. Эти напряжения вызывают «скручивание» коленчатого вала и могут стать проблематичными при неправильном управлении. Чтобы решить эту проблему, мы позвонили в ATI Performance и купили Super Damper. Амортизаторы ATI значительно снижают крутильные колебания (скручивание) коленчатого вала, что способствует увеличению срока службы двигателя и компонентов. В демпфер входит запрессованная ступица, которая легко устанавливается на передней части коленчатого вала BC.

Фото 15/17 | Mitsubishi Lancer Evolution - Технические знания

Алюминиевый масляный поддон
Масляный поддон OEM хорошо подходит для уличных применений, но не предназначен специально для воздействия на скоростной поворот и увеличенное время трека. Мы выбрали новый алюминиевый поддон картера AMS, чтобы обеспечить безопасность двигателя на трассе.Масляный поддон вмещает дополнительные 1,5 литра масла для лучшего охлаждения и имеет люк, предназначенный для поддержания постоянной подачи масла в пикап. В комплект даже входил маслосъемник коленвала и все необходимое для установки оборудование.

Фото 16/17 | Mitsubishi Lancer Evolution - Технические знания

Project 4G64 MIVEC
Загляните в прошлое по мере того, как мы углубляемся в нашу сборку 4G64, охватывая интимные детали по переносу головки блока цилиндров, обращению к трансмиссии и установке болтов на некоторых быстрых штуках, чтобы продвинуть наш будущий ежедневный привод EVO .

Фото 17/17 | Mitsubishi Lancer Evolution - Технические знания

Смотреть фото галерею (17) Фото

Как работают квантовые вычисления?

Квантовые вычисления просто звучат круто.Все мы читали об огромных инвестициях в реальность и обещании прорыва во многих отраслях. Но в прессе обычно мало того, что это такое и как работает. На это есть причина: квантовые вычисления сильно отличаются от традиционных цифровых вычислений и требуют неинтуитивного мышления. Да, еще есть математика. Очень много.

Эта статья не сделает вас экспертом, но она должна помочь вам понять, что такое квантовые вычисления, почему они важны и почему они так интересны.Если у вас уже есть опыт работы в области квантовой механики и математики в аспирантуре, вам, вероятно, не нужно читать эту статью. Вы можете сразу перейти к такой книге, как A Gentle Introduction To Quantum Computing (Подсказка, «мягкий» - термин относительный). Но если вы похожи на большинство из нас и у вас нет такого опыта, давайте сделаем все возможное, чтобы развенчать одну из самых мистических тем в компьютерной сфере.

Концепции квантовых вычислений

В нескольких коротких абзацах приведены основные положения, которые мы рассмотрим более подробно в этой статье: Квантовые компьютеры используют кубиты вместо традиционных битов (двоичных цифр).Кубиты отличаются от традиционных битов, потому что до тех пор, пока они не будут считаны (т.е. измерены), они могут существовать в неопределенном состоянии, в котором мы не можем сказать, будут ли они измерены как 0 или 1. Это из-за уникального свойства, называемого суперпозиция.

Суперпозиция делает кубиты интересными, но их настоящая суперсила - запутанность. Запутанные кубиты могут мгновенно взаимодействовать. Чтобы создать функциональные кубиты, квантовые компьютеры необходимо охладить почти до абсолютного нуля. Даже в переохлажденном состоянии кубиты не очень долго сохраняют свое запутанное состояние (когерентность).

Это делает их программирование очень сложным. Квантовые компьютеры запрограммированы с использованием последовательностей логических вентилей различных типов, но программы должны работать достаточно быстро, чтобы кубиты не теряли согласованность до того, как они будут измерены. Для любого, кто изучал логику или проектировал цифровые схемы с использованием триггеров, квантовые логические вентили покажутся знакомыми, хотя сами квантовые компьютеры по сути являются аналоговыми. Однако сочетание суперпозиции и запутанности делает процесс примерно в сто раз более запутанным.

Кубиты и суперпозиция

Обычные биты, которые мы используем в типичных цифровых компьютерах, равны 0 или 1. Вы можете читать их, когда захотите, и если в оборудовании нет недостатка, они не изменятся. Кубиты не такие. Они имеют вероятность равняться 0 и вероятность равняться 1, но пока вы их не измеряете, они могут находиться в неопределенном состоянии. Это состояние, наряду с некоторой другой информацией о состоянии, которая допускает дополнительную вычислительную сложность, может быть описано как находящееся в произвольной точке на сфере (с радиусом 1), что отражает как вероятность измерения как 0, так и 1 (которые северный и южный полюса).

Состояние кубита - это комбинация значений по всем трем осям. Это называется суперпозицией. Некоторые тексты описывают это свойство как «пребывание во всех возможных состояниях одновременно», в то время как другие считают, что это несколько вводит в заблуждение и что нам лучше придерживаться вероятностного объяснения. В любом случае квантовый компьютер может выполнять вычисления с кубитом, когда он находится в суперпозиции, изменяя вероятности различными способами с помощью логических вентилей, прежде чем в конечном итоге считать результат путем его измерения.Однако во всех случаях после чтения кубита он принимает значение 1 или 0 и теряет другую информацию о своем состоянии.

Кубиты обычно начинают жизнь с 0, хотя они часто затем переводятся в неопределенное состояние с помощью ворот Адамара, в результате чего кубит будет считывать 0 половину времени и 1 другую половину. Доступны и другие ворота для изменения состояния кубита, изменяя величину и направление - как относительно осей 0, так и 1, а также третьей оси, которая представляет фазу и предоставляет дополнительные возможности для представления информации.Конкретные доступные операции и шлюзы зависят от квантового компьютера и набора инструментов, которые вы используете.

Запутанность: в чем дело

Группы независимых кубитов сами по себе недостаточны для создания грандиозных прорывов, которые обещают квантовые вычисления. Магия действительно начинает происходить, когда реализуется концепция запутанности квантовой физики. Один отраслевой эксперт сравнил кубиты без запутывания как «очень дорогой классический компьютер». Запутанные кубиты мгновенно влияют друг на друга при измерении, независимо от того, далеко они друг от друга, на основе того, что Эйнштейн эвфемистически назвал «жутким действием на расстоянии».«С точки зрения классических вычислений это немного похоже на логический вентиль, соединяющий каждый бит в памяти с каждым другим битом.

Вы можете начать видеть, насколько мощным он может быть по сравнению с традиционным компьютером, которому необходимо читать и записывать каждый элемент памяти отдельно перед работой на нем. В результате запутанность дает множество больших потенциальных выгод. Во-первых, это огромное увеличение сложности программирования, которое может быть выполнено, по крайней мере, для определенных типов задач.Один из самых интересных моментов - моделирование сложных молекул и материалов, которые очень трудно моделировать на классических компьютерах. Другим может быть инновация в области безопасной связи на больших расстояниях - если и когда станет возможно сохранять квантовое состояние на больших расстояниях. Программирование с использованием запутывания обычно начинается с логического элемента C-NOT, который меняет состояние запутанной частицы, если ее партнер считывается как 1. Это похоже на традиционный вентиль XOR, за исключением того, что он работает только при выполнении измерения. .

Квантовые алгоритмы изменят криптографию

Суперпозиция и запутанность - впечатляющие физические явления, но их использование для вычислений требует совершенно другого мышления и модели программирования. Вы не можете просто поместить свой код C на квантовый компьютер и ожидать, что он будет работать, и уж тем более не будет работать быстрее. К счастью, математики и физики намного опередили здесь компьютерных разработчиков, разработав умные алгоритмы, которые используют преимущества квантовых компьютеров за десятилетия до того, как машины начали появляться.

Некоторые из первых созданных квантовых алгоритмов и, честно говоря, некоторые из немногих полезных, которые я обнаружил, которые можно понять без ученой степени по математике, предназначены для безопасного распределения криптографических ключей. Эти алгоритмы используют свойство запутанности, чтобы позволить создателю ключа отправить получателю по одной из многих пар кубитов. Полное объяснение довольно длинное, но алгоритмы основываются на том факте, что если кто-то перехватит и прочитает один из запутанных битов в пути, это затронет сопутствующий кубит отправителя.Передавая некоторую статистику туда и обратно, отправитель и получатель могут выяснить, был ли ключ передан безопасно или был взломан в пути.

Возможно, вы читали, что квантовые компьютеры однажды могут взломать большинство современных систем криптографии. Они смогут это сделать, потому что есть несколько очень умных алгоритмов, разработанных для работы на квантовых компьютерах, которые могут решить сложную математическую задачу, которая, в свою очередь, может использоваться для разложения на множители очень больших чисел. Одним из самых известных является алгоритм факторинга Шора.Сложность факторинга больших чисел важна для безопасности всех систем с открытым и закрытым ключом, которые сегодня наиболее часто используются. Современные квантовые компьютеры не имеют достаточного количества кубитов для решения этой задачи, но различные эксперты предсказывают, что они появятся в течение следующих 3-8 лет. Это приводит к некоторым потенциально опасным ситуациям, например, если бы только правительства и сверхбогатые имели доступ к сверхзащищенному шифрованию, обеспечиваемому квантовыми компьютерами.

Почему создание квантовых компьютеров - это сложно

Существует множество причин, по которым квантовые компьютеры разрабатываются очень долго.Для начала вам нужно найти способ изолировать и контролировать физический объект, реализующий кубит. Это также требует охлаждения практически до нуля (как 0,015 градуса Кельвина в случае IBM Quantum One). Даже при такой низкой температуре кубиты стабильны (сохраняют когерентность) только очень короткое время. Это сильно ограничивает гибкость программистов в том, сколько операций они могут выполнить, прежде чем им понадобится считывать результат.

Программы не только должны быть ограничены, но их нужно запускать много раз, так как текущие реализации кубитов имеют высокую частоту ошибок.Кроме того, запутанность нелегко реализовать на оборудовании. Во многих проектах только некоторые из кубитов запутаны, поэтому компилятор должен быть достаточно умен, чтобы менять местами биты по мере необходимости, чтобы помочь имитировать систему, в которой все биты потенциально могут быть запутаны.

Начало работы с квантовыми вычислениями

Хорошая новость заключается в том, что тривиальные программы квантовых вычислений на самом деле довольно легко понять, хотя сначала они немного сбивают с толку. Доступно множество руководств, которые помогут вам написать свою первую квантовую программу, а также позволят запустить ее на симуляторе и, возможно, даже на реальном квантовом компьютере.

Одно из лучших мест для начала - это IBM QISKit, бесплатный набор квантовых инструментов от IBM Q Research, который включает в себя визуальный композитор, симулятор и доступ к реальному квантовому компьютеру IBM после того, как ваш код будет запущен на симуляторе. Rigetti Quantum Computing также опубликовала простое вводное приложение, которое опирается на их инструментарий и может запускаться на их машинах в облаке.

К сожалению, тривиальные приложения просто тривиальны. Поэтому простое выполнение кода в каждом примере на самом деле не поможет вам освоить тонкости более сложных квантовых алгоритмов.Это намного сложнее.

Спасибо Уильяму Пулу и Сью Джеммелл за их вдумчивый вклад.

Сейчас читаю:

Кроме того, ознакомьтесь с нашей серией ExtremeTech Explains для более глубокого освещения самых горячих современных технических тем.

Верхнее изображение предоставлено: IBM

Как это работает - новейший научно-технический журнал

Как это работает Наполните свой разум увлекательными фактами об окружающем мире

  • Изображение Jacky Barrit с сайта Pixabay 10.Блонс, Австрия, 12 января 1954 года. Число погибших: 57. Эта лавина, которую часто считали самой страшной лавиной в Австрии, состояла из двух слайдов с интервалом в девять часов. Первой была снежная лавина ...

  • Что происходит, когда система, разработанная для вашей защиты, переходит в наступление? (Источник изображения: Getty Images / iStock Photo) Ваша иммунная система спасает вашу жизнь каждый день, борясь с миллиардами патогенов раньше, чем они смогут...

  • Используйте науку, чтобы удивить своих друзей, потушив свечу с тяжелым газом. Прежде чем начать… Если вам меньше 18 лет, убедитесь, что с вами есть взрослый. Изображение предоставлено: Future PLC / ...

Как раскрытие силы своего разума может помочь открыть эти комнаты с головоломками? (Изображение предоставлено Wikimedia Commons / ORpretom) Ваше время начинается… сейчас.Запертый в запертой комнате, часы отсчитывают всего 60 минут ...

Изображение hainguyenrp с сайта Pixabay 1. Оставайтесь социальными В то время, когда социальное взаимодействие лицом к лицу находится на самом низком уровне, важно оставаться социальным не только для развлечения, но и для вашего мозга. Будь то ...

Как и люди, исследования показали, что кошки обладают пятью основными чертами характера 1.Пугающий. Встревоженный кот будет убегать от посетителей и прятаться от новых ситуаций, пока они не установят безопасность. Если ваш ...

Как выжили бы леса на чужой планете и как они могли бы выглядеть? Изображение предоставлено: © Caltech, иллюстрация Дуга Каммингса. Это может показаться концепцией прямо из научно-фантастического фильма ...

Эти постоянные комки в горле содержат важный орган (Изображение предоставлено: BIT0865 / Wikimedia Commons) У некоторых людей, обычно у мужчин, есть заметные шишки, торчащие из передней части горла.Хотя он есть у всех, не все могут ...

Ждете нового яркого мира в 2021 году? В этом выпуске журнала How It Works мы с нетерпением ждем самых последних достижений в области науки и технологий, в том числе: запуск NASA JWST ...

(Изображение Арека Соха с сайта Pixabay) Вопрос от Кевина Шу В природе многие смертоносные растения и животные отображают яркие цвета как предупреждение, которое следует держаться подальше.Хотя смертельные яды встречаются в природе, они также могут ...

Познакомьтесь с похороненной армией Первого императора Китая и его таинственной, еще не открытой гробницей, которую он оставил. Изображение Кристель САГНИЕ с сайта Pixabay. Представьте себе удивление на лицах ...

Познакомьтесь с сололюбивыми клетками, ответственными за окрашивание озера Хиллиер в его мрачный цвет (Изображение предоставлено Wikimedia Commons / Yodaobione) На острове у побережья Западной Австралии вы можете ожидать, что обильный солнечный свет подчеркнет праздник.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *