Продолжение околотехнических размышлений на военную тематику
Предисловие
Повторю предварительное описание, чтобы читателю, незнакомому с первой частью, было известно, что данное произведение можно рассматривать как вольнодумство или фантастику и близко не принимать к сердцу. Излагаемые мнения могут оказаться необъективными, ошибочными, надуманными и даже вредными. Идеи – неосуществимыми на практике. Но это не точно. В тексте имеется ряд важных допущений.
Допущения:
– бабы новых не нарожают. В городских условиях ребенок – довольно дорогое удовольствие. В деревнях босоногих детишек, живущих в землянках, встретить проблематично. Если ребенок одаренный и с хорошим образованием, государству надо приложить усилия, чтобы он не свалил. Вообще, неприятно такое отношение к нашим женщинам. К тому же большое количество медицинских центров ЭКО и репродукции намекает на определенные проблемы с воспроизводством населения. А государственная программа материнского капитала подтверждает эти опасения;
– нет плохих солдат, есть плохие командиры. Доказано Наполеоном, Чингисханом, Тамерланом и некоторыми футбольными тренерами. Говорят, батька Махно обладал талантом военачальника. Но все это неточно;
– в своем фантастическом опусе под «генералами» буду иметь в виду не конкретные звания и их обладателей, а собирательный образ, сложившийся в общественном сознании. Под это определение может подходить даже гуманитарий с повадками пацифиста, который ни разу не служил в армии, из оружия держал только исторические реплики или в компьютерных играх. В миру их иногда именуют эффективными менеджерами;
– те самые условные «генералы» не готовы к позапрошлой войне. Многие в мечтах видят баталии Наполеоновских войн с конницами, нещадно дымящими пушками и марширующими солдатами в мундирах от кутюр с обязательными золотыми эполетами, или морские баталии на парусных фрегатах размерами с пятимачтовый бриг и обязательным взятием на абордаж;
– снова те самые условные «генералы». Они обожают разведку боем. Желательно пешим. Это их кровь и плоть, вся цельная сущность и естество. Другие тактики неприемлемы и не заслуживают никакого внимания;
– обыкновенный военнослужащий – это прежде всего человек из плоти и крови. У него есть естественные биологические потребности, которые являются жизненно важными. В силу особенностей организма он может существовать в определенных условиях окружающей среды. Еще у него есть родня, друзья, социальные связи и привязанности. Это не терминатор из полюбившегося фильма и не супергерой;
– вероятно, будет много букв, сложносочиненных и сложноподчиненных предложений;
– возможно, «капитанство»;
– к высказываемым советам и рационализаторским предложениям попрошу спокойно относиться как к вредным и с известной долей иронии;
– может показаться, что многое оторвано от реальности, фантастично и нереализуемо.
Диван на прежнем месте, кота где-то носит, интернет включен.
5. Беспилотники
Здесь все ясно давно, писать что-то новое нет никакого смысла. Не хочу сыпать соль на рану. Давайте поговорим о мирянах, пока наши военные осваивают на практике то, что появилось в войсках потенциального противника более 15 лет назад.
Гражданский сектор не меньше военного нуждается в беспилотной авиации. В сельском хозяйстве это просто незаменимая вещь для обработки полей и садов с воздуха. Да, я знаю про «Кукурузники» прекрасно. Кто-нибудь на них летал и распылял химикаты над полями? Мало того, что машина не подарочек, так само распыление можно проводить не ниже определенной высоты, чтобы самолет не уронить, так еще не всегда и не везде. Кроме того, это очень дорого. В случае с тем же квадрокоптером можно буквально каждое дерево точечно обработать, а не травить дустом всю живность в округе, как в случае с «Кукурузником». Кто сомневается в последнем предложении, пообщайтесь с пасечниками.
Пилотируемая авиация – само по себе дорогое удовольствие, в условиях деревень слишком недешево и опасно. Не всякий колхоз-миллионник может позволить себе одновременно иметь мини-аэродром с диспетчером, пилотами и самолетами. Уборочной техники в страду иногда не хватает, и людей.
Кроме необъятного аграрного сектора, есть огромная потребность по доставке грузов в труднодоступные места, коих у нас в невероятном избытке. Страна у нас немаленькая, труднодоступных мест в достатке. В некоторые времена года они становятся вообще недоступными, либо по причине погодных катаклизмов. Хорошо, если запасов у народа хватает. А когда даже простая вода на исходе?
С нашими территориями, погодными и неблагоприятными дорожными условиями беспилотник как средство доставки, наблюдения, контроля или обработки местности иногда просто незаменим. Не везде и не всегда можно к этому подключить вертолет. Потребность большая и рынок голодный. Все условия для роста есть. Только из того, что есть в гражданском секторе, эпичное самовыпиливание квадрокоптера «Почты России» и строгие законы с требованиями. Проще получить лицензию и оружие купить. Все на госуслугах есть. Чем коптер с камерой. Про жизненную необходимость в армии говорить не имеет смысла.
Все прелести беспилотников были уже опробованы в деле более 15 лет назад. Только не у нас. Снова обращусь с челобитной, может быть, кто-то из наших производителей боевой авиатехники догадается на имеющейся у него материально-технической базе штамповать огромными сериями БПЛА. КБ Сухого делает гражданские самолеты, заполняет свободную нишу в гражданской авиации. Они уже заняты важным делом. Это не ирония, а подтверждение важного факта. Уважаемые инженеры МиГ, хватит сидеть без дела. Перед вами огромный рынок, военный и гражданский. А у вас огромный научный и технический потенциал.
Пилотируемая военная авиация давно уперлась в возможности организма летчика. Немалая часть массы современного боевого самолета приходится на кабину пилота и средства поддержания его жизнеспособности. Мало того, что оптимальный профиль планера надо подгонять под кабину с пилотом, так этого пилота надо учить под каждый самолет, и они не вечные. Уберите ограничения, накладываемые человеческим организмом пилота, из уравнения самолета, и можете делать аппараты с невиданными возможностями и с любой стреловидностью крыльев.
Сразу предвижу выпады «генералов», что сия бесовина бездушна, ибо беспилотна, от сего бесполезна, поэтому только рычаги и тяги с непосредственным воздействием на органы управления воздушным судном. Все вручную. И ни никакой электроники! Отчего такая реакция – понятно, изложил в предисловии. Но надо что-то ответить. Отвечаю.
Где-то в середине девяностых, примерно в 1995–1996 году, на глаза попалась техническая статья о процентной стоимости узлов американского военного самолета. За пример был взят современный американский истребитель тех лет. По тем временам до 75 % стоимости готового военного самолета приходилось на электронику.
Ни турбореактивные двигатели, ни фюзеляж из композитных материалов, или многократно дублированная система гидравлики – не оказались в самых дорогих компонентах. При этом из этих 75 % стоимости 90 % приходилось на программное обеспечение. Тут было большое откровение для меня, и я, кажется, озадачивал преподавателя по микропроцессорной технике вопросами отчего и почему.
На текущий момент основным местом засилия электроники в летательном аппарате является кабина пилота. Там сосредоточены все индикаторы, дисплеи, датчики, устройства управления. Куча данных собирается, сводится, преобразуется к удобному для восприятия человека виду и отображается. Не меньшая куча данных из кабины уходит на исполнительные механизмы самолета.
Некоторые органы управления самолетом не воздействуют напрямую на исполнительные элементы оперения, а вначале проходят предварительную обработку, чтобы случайно не дать пилоту перевести самолет в критический режим полета. Особенность конструкции планера современного истребителя из-за требований маневренности делает его возможности планирования аналогичными как у кирпича. Поэтому электроника может не позволить выполнить маневр, приводящий к окирпичиванию самолета. Про автопилот уже все знакомы. Есть прототипы, позволяющие осуществлять взлет и посадку автоматически без участия человека.
А теперь небольшой финт руками. Если с самолета убрать кабину, перестать у компрессора турбины двигателя отбирать воздух для поддержания дыхания пилота, убрать уйму электроники, необходимой для преобразования информации, пригодной для восприятия пилотом, и столько же электроники, преобразующей действия пилота в команды управления элементами воздушного судна. Это сколько полезного места освободится?
Идем дальше. Кабину убрали, и кучу электроники выкинули вместе с катапультой, задача управления самолетом никуда не исчезла. Как быть? Вот тут как удобно с точки зрения развесовки и компоновки летательного аппарата. Нет никаких ограничений на то, где располагать бортовой компьютер управления самолетом, который по своим массагабаритам сравним с большим томиком Пушкина. Это может быть хвостовая часть, даже крылья, если того требует компоновка.
Но мир беспилотников не крутится вокруг только планеров, есть огромное семейство коптеров. Остается только одна проблема, точнее – две или даже три огромные проблемы. Хотя для автономного управления самолетом не нужен суперкомпьютер или майнинговая ферма. У нас не было вообще подобия таких компьютеров и программного обеспечения для них. Теперь подавно не будет. Аналогичная ситуация с двигателями. Хотя с этими тремя компонентами у нас беда в абсолютно любой военной и гражданской технике. Как выкручиваться из такой ситуации, предлагаю спросить с тех, кто с пеной у рта и до посинения доказывал бесперспективность БПЛА на протяжении десятилетий. Об этом напишу ниже.
6. Роботы
В начале введу определения, чтобы внести ясность и понимание.
Автоматическая система не требует вмешательства оператора. Пример: лифты в крутых бизнес-центрах. Считывается пропуск, проходишь турникет, и тебя уже ждет лифт, который довезет до нужного этажа. Никаких управляющих действий со стороны не требуется. Просто зашел в бизнес-центр и тебя ждет лифт, который довезет куда нужно.
Автоматизированная система требует вмешательства со стороны оператора. Пример – обыкновенный лифт. Вызвал, нажал этаж, дождался закрытия дверей и поехал. Поэтому роботом буду называть автоматическую систему, выполняющую задачу без вмешательства оператора, иначе это манипулятор на телеуправлении. Робот разминирования у саперов автоматическим роботом назвать нельзя. Уберите оператора управления, и все остановится. Домашний робот пылесос более автономен.
Достоинства робота:
– абсолютное подчинение приказам. Куда указали, туда направился. Что сказали, то и делает. Не задает вопросов, не умничает, не перечит;
– бесстрашие, неутомимость, отсутствие вольнодумия;
– не подвержен идеологической обработке со стороны вражеских элементов;
– не нуждается в заработной плате, пособиях, пенсии, денежном довольствии;
– плевать хотел на награды, премии, поощрения, льготы. Лишен тщеславия и карьерных рвений;
– не напишет письмо маме с живописным описанием тягот и лишений военной службы, не получит прощальное письмо от любимой;
– не навострит лыжи в СОЧи, не устроит самострел или расстрел в карауле;
– в случае выявлении недостатков и недоработок, для их устранения можно обратиться на завод изготовления или проапгрейдить на базе. Брак можно отправить обратно на переплавку. С военкоматом или военным училищем такой номер не пройдет;
– для работы нужен источник энергии, боеприпасы, периодическое ТО (далее техническое обслуживание) и приказ. Организация доставки продовольствия, санитарно-гигиенических мероприятий, мест отдыха, лечения и досуга не требуется. Причем лечение военнослужащим иногда нужно специфическое. Читал статью украинского ученого во время их спецоперации против республик. Он обратил внимание на большое число бойцов, покусанных змеями и пауками в теплый период. Сыворотки «паучки» и «гадючки» выяснилось, что не везде оказалось. Если брать более южные регионы планеты, там этих прелестей присутствует в куда большем достатке.
– роботу они не грозят как переохлаждения, так и обморожения с последующей ампутацией;
– в мирное время не нуждается в жилье, ипотеке, кредитах, отпусках и поисках приключений;
– не подвержен факторам воздействия химического и биологического заражения. У Росатома есть наработки и образцы, которые могут работать в зонах радиоактивного заражения;
– не отравится непонятной дрянью, не заразит сослуживцев. Известно, что дизентерия и желтуха выкашивают бойцов похлеще пулемета;
– лишен клептомании;
– не забухает.
Недостатки робота:
– их нет. Как самих роботов. Те безобразия на базе «Инвалидки» с пулеметиком боевым роботом назвать нельзя, роботом тоже. Тем более боевым;
– не умеет маршировать и отдавать воинское приветствие.
По сути это идеальный боец для любых «генералов» и не только. Робот может длительное время находиться в состоянии боевого дежурства без сна, отдыха, увольнительных и баб. По первой команде готов к бою без промедления на сборы и прощание с родными. Просто мечта. Мечта не такая неосуществимая, как может показаться.
Для примера возьму наземную технику. Что от такого робота требуется? Соблюдение ПДД, чтение разметки и дорожных знаков, соблюдение скоростного режима или поддержания безопасной дистанции? Этого не требуется даже от условного водителя БМП. Двигаться автоматически по определенной местности, обходить препятствия, взаимодействовать с другими устройствами, возвращаться на базу. Это не фантастика, это домашний робот пылесос или робот-курьер по доставке продуктов.
Повесить на такого условного робота акустический датчик, типа эхолота, чтобы знать, в земле что припрятано и за стенами лежит. Лазер/мазер/лидар – хоть все вместе, чтобы знать окружающую обстановку и избегать препятствия. Систему навигации и ориентации. Готовое изделие, которое может двигаться самостоятельно, взаимодействовать с другими роботами, БПЛА и передавать данные на базу. Все это одновременно и в реальном времени. Это не фантастика. Многие не самые навороченные домашние роботы-пылесосы могут работать автоматически в системе умного дома без участия человека. Разве только мусор выкидывать не умеют.
Боевой робот не обязательно это ударная установка. Очень часто наступающим частям надо проводить разведку местности не на карте, а на месте, и разминирование там же. Такие моменты не остаются без пристального внимания противника и приветственного заградительного огня с его стороны. Согласно заведенным традициям, такая операция по разведке и разминированию выполняется людьми под плотным огнем противника из всего, что у него есть. Дай волю «генералам», они бы вернули старое доброе разминирование пешим строем. Только милые женщины перестали справляться с поставкой пушечного мяса.
Как бы то ни было, задачу надо решать, и задача не такая неразрешимая с точки зрения текущего НТП. Всевозможными камерами, акустическими датчиками, портативными радарами и системами связи не то что завален «Алиэкспресс», но имеется довольно широкий ассортимент. Это говорит о том, что многие компоненты, которые раньше были уделом военных или дорогих коммерческих проектов, теперь есть в свободном доступе и широком ассортименте по доступной цене.
По тексту будет постоянно проскакивать мысль о необходимости изменений и внедрений технологий в гражданскую жизнь. То же касается роботов. Красотка Даша на Питерском форуме – забавно. Не более. Потому что, если не будет в гражданском секторе никаких подвижек, не будет их в военном деле. Пока условный «генерал» не проникнется видом автоматического уборщика мусора во дворе взамен вернувшихся обратно в свои страны дворников, подвижек не будет. Пока дачи и квартиры не станут возводиться и обслуживаться роботами, а не приехавшими на заработки, изменений не предвидится. Зачем строить мукомольный завод, если есть «экологичная» ветряная мельница? Аналогичная ситуация с роботами в военном деле.
Роботы могут хорошо послужить на военном производстве, снизив негативное влияние человеческого фактора. Они не разболтают секреты на шашлыках, не сделают кривой сварной шов, потому что были с устатку и не емши, могут работать круглые сутки напролет без перерывов и перекуров. Не нуждаются в авансе и получке.
В нефтянке давно применяют автоматические установки для сварки труб. Сталь толщиной в два-три сантиметра сваривается специальной установкой, полученный сварной шов тут же проверяется и, если все нормально, в скором времени погружается сваренная труба в море. У нас далеко не на всякой боевой технике бронирование начинается с двух сантиметров в толщину, и качественный потолочный шов там не требуется. Только сама техника часто требуется как можно быстрее и в большом количестве, потому что это уже давно расходный материал в боевых действиях. А хороший сварщик обычно на дороге не валяется, и он не семижильный, чтобы пахать, точнее – варить, круглые сутки напролет.
Помимо сварочных работ, уже очень давно автоматизированы сборочные и малярные работы в гражданском автопроме. Именно автоматизация и роботизация производства позволяет добиться миллионных тиражей техники с приемлемой ценой для простого обывателя. Причем с качеством и уровнем технологий, не применяемых в военной технике. В свое время именно переход к автоматизации и роботизации производства позволил Японии добиться значимого рывка в индустриализации без привлечения дешевой рабочей силы из других стран или переноса производства в страны с более дешевыми рабочими.
7. Обратная связь
В природе наблюдается множество разных обратных связей (далее ОС). В технике часто применяют положительную обратную связь (далее ПОС) и отрицательную обратную связь (далее ООС). Последнюю часто применяют для стабилизации системы, чтобы та не пошла вразнос или не достигла состояния насыщения. Отрицательная обратная связь делает систему более устойчивой к случайному изменению параметров. Куча гневных откликов под этой статьей – пример такой ООС.
Еще примеры ОС. Отрицательный тест на ВИЧ – это пример ПОС после случайной связи. Друзья все как один согласились пойти с вами в музей. Это случай ПОС. Когда жена узнала, что вместо музея каким-то образом оказались в сауне, ждите ООС. Превысили скорость перед радаром, ждите письмо ООС с фотографией и штрафом. Вариантов проявления ОС огромное количество, и кто знаком с кибернетикой, радиотехникой и электроникой, прекрасно понимают суть ОС.
Существует история про личный легковой автомобиль для И. В. Сталина. Не так важно, как он проектировался, как проверялось качество бронирования. По свидетельствам, весь инженерно-конструкторский состав разместили в салоне и произвели выстрелы по автомобилю. Проверка показала качественное бронирование. Все остались целы. В случае просчетов в проектировании или изготовлении инженерно-конструкторский состав получил бы мгновенную ОС в виде отрицательного роста взрослого населения.
Как можно еще применять ОС? Продолжу автомобильную тему. Существует несколько производителей автомобильной техники, и они ничего толком не делают. Лепят и стругают по старинным лекалам подобие техники для применения якобы в боевых условиях на протяжении десятилетий. Тем и живут. Разработать нечто актуальное, тем более прорывное, они не способны. У них полностью отсутствует культура производства и разработки. Что с ними делать? Проверенные временем законы Паркинсона говорят, что их надо изолировать от окружающих. Потому что они крайне заразны в плане расхолаживания и вредительства. Либо сбагрить к конкурентам. Это пример ООС, когда система пошла вразнос.
Ранее писал про обязательные требования ремонтопригодности техники. Например, в некоем КБ решили в своем изделии переплюнуть по неремонтопригодности современный iPod? Добро пожаловать в чисто поле, вот вам инструмент из того что есть, чините. Это не шутка и не злорадство. От компьютерщиков знаю истории, когда к решению инцидентов в обязательном порядке стали подключать программистов, и тогда резко повысилось качество их программирования. Оказывается, не всем нравится по несколько часов в ночи проводить в поисках своих косяков.
В другом КБ решили, что в тентованном кузове грузовика всегда будет ехать взвод солдат, которые с помощью лома и какой-то матери вызволят машину из любой лужи? Но оказалось, застряла машина груженная снарядами, которые срочно нужны на передовой. И такое бывает. Уважаемые инженеры, конструкторы и их ассистенты, бросайте свои кульманы, рейсшины, лекала, логарифмические линейки и мчите вызволять технику из трясины. Пример ООС, повышающий стабильность системы.
БПЛА не нужны даже в виде праздношатающихся боеприпасов! Доносится из всех щелей от адептов строевой подготовки и знания устава наизусть. Ну так в чем проблема? Добро пожаловать, господа! Вот летак, сидайте, взлетайте и показывайте на личном примере, как надо правильно выполнять разведывательную и корректирующую работу на переднем крае фронта в реальном времени. И желательно, чтобы подольше по времени это делали, чтобы дольше БПЛА. В случае поступления команды оператора, переходите в режим камикадзе. Для задач корректировки огня артиллерии и разведки гнезд засевших снайперов, пулеметчиков или гранатометчиков не нужны истребители бомбардировщики ни четвертого, ни пятого поколения, сойдет любой морально устаревший даже АН-2. Поэтому, господа, техника для вас всегда найдется. Приступайте. Пример ООС, снижающей паразитные колебания в системе от паразитных резонансов.
Свой вариант ООС для гениальных разработчиков, посчитавших защиту от страйкбольного оружия более чем достаточной для колесной и даже гусеничной техники, придумайте сами на основании своего опыта.
То, что производители обуви для военных компании «Донобувь», начиная с генерального директора, всех его заместителей и бухгалтерии до последнего помощника дизайнера, должны в любое время года ходить только в своей обуви, это не обсуждается.
Премии, надбавки, повышения – все это примеры ПОС. Особенность проявления этой ОС в том, что все время хочется большего. Такие явления, как алкоголизм и наркомания – это пример ПОС. Организм требует каждый раз все большей дозы, пока не дойдет до насыщения. Соответственно синдрома отмены или передозы. Сказка о золотой рыбке А. С. Пушкина – замечательный литературный пример проявления ПОС. В виду опасности этой ОС, для обеспечения стабильности и устойчивости систему окутывают петлями ООС. Как местными, так и общими.
8. Диверсионная работа
В начале определения, чтобы внести ясность и понимание.
Под диверсионной работой буду понимать деятельность за линией фронта или глубоко в тылу, направленную на снижение возможностей противника. Возможностей у него может быть много. Это экономические, промышленные, людские, идеологические, транспортные, научные, медицинские. Ход рассуждений прост. Если ослабить возможности в тылу, оно рано или поздно скажется на фронте.
Я готов к упрекам, что это низко, отвратительно, так поступают только слабаки, трусы и неудачники. Настоящие воины сходятся в честном открытом бою и бьются по правилам. Все именно так, дорогие «генералы». Только на войне все средства хороши. Сейчас именно она идет только силами братского народа при активной накачке небратских нам сущностей.
Трактат искусства войны Сунь-Цзы писался не на пустом месте и, если есть возможность уколоть мизинец ноги, которая сбавит бравый шаг противника, почему не воспользоваться этой возможностью? Кроме известного трактата есть замечательная серия книг Ильи Григорьевича Старинова. Очень интересные книги и описываемые в них операции, вошедшие во многие методички по диверсионному делу. Очень печально, что условные «генералы» зачитываются Д`Артаньяном, Толкиеным и 50 Оттенками серого, а не этими книгами.
«Калибры», «Кинжалы» и прочие нарицательные названия – это очень хорошо, и публике нравится, только жутко дорого. А курбельная рукоятка, которой можно перевести стрелку под железнодорожным составом с военной техникой – это очень дешево. Вообще, переводить стрелки под идущим составом курбелем – опасно для переводящего. Поэтому можно правильным образом запитать реле, управляющее стрелочным приводом, чтобы было все как надо и безопасно.
Встреча двух фаз в контактной сети на перегоне может надолго отключить тяговые подстанции без всякой калибровки. Заодно можно всю контактную сеть пожечь. Также лобовая встреча двух поездов на перегоне очень сильно снижает пропускную способность участка железнодорожного пути и еще боеготовность. Отдирать локомотивы друг от друга, поднимать упавшие вагоны, восстанавливать полотно на месте встречи бывает очень муторным и трудозатратным мероприятием.
Для интересующихся, в среднем электровоз сгорает за 15–20 минут, тепловоз может быстрее. С системами пожаротушения локомотива ситуация такая же, как у нас с беспилотниками. Системы диагностики состояния локомотива отсутствуют как класс, поэтому об истинной причине никто не догадается. В «незалэжной» с начала двухтысячных наблюдались проблемы с локомотивным хозяйством. Было такое, что даже технику не возвращали. Просто оставляли локомотивы у себя без всяких объяснений. И это творилось до событий 2014 года. При исправном рельсовом полотне и достатке в подвижном составе без тепловозов и электровозов никак не обойтись. Электричка 1 000 тонн не потянет. Бывают составы потяжелее.
Есть сильно охраняемый железнодорожный тоннель, по которому идут поставки военной техники, а в обмен вывоз зерна? И. Г. Старинов решал такую проблему более семи десятилетий назад при помощи колеса со взрывчаткой. При нынешнем уровне развития НТП тем же гражданским коптером можно прилепить в пути следования поезда что угодно. Аналогично можно поступать с железнодорожными мостами.
Почему заострил внимание на железнодорожном хозяйстве? Потому что это основной транспорт по доставке военной техники и грузов, еще для вывоза ресурсов. По асфальту много не увезешь. Сейчас описал только часть возможного. На самом деле поле для диверсионной деятельности огромно, и эта деятельность более разрушительная, чем применение высокоточного оружия морского или наземного базирования. При этом часто намного дешевле.
Если в вывозимые в огромных количествах зерновых втихую добавить немного особенных грибков и личинок насекомых, то по возможному разрушительному действию «Калибру» с ними тягаться не с руки.
Сколько дней грузовик или вагон пробудет на солнышке, пока его не разгрузят? Зерно после такой обработки даже выкидывать нельзя, оно требует утилизации, а обратно его никто не повезет.
9. Средства связи и электронные компоненты
Вспоминается анекдот советских времен. После крупных успешных учений довольные отцы-командиры решают, кого наградить. Десантура молодцы, просто великолепно показали себя, всех наградить. Танкисты молодцы, отстрелялись точно, наградить тоже. Саперы тоже молодцы, хорошо поработали, наградить. Связисты... Связистов не наказывать.
Сейчас связь в большей степени определяется возможностью техники и мало зависит от человеческого фактора. Уже не сидит радист на ключе и не молотит сообщения. Для шифрования не надо использовать технику на зубчатых шестернях. Во многих бюджетных не совсем новых смартфонах имеется аппаратная поддержка шифрования, поэтому можно спокойно смотреть видосы с котиками и не переживать, что окажешься жертвой атаки с подменой содержимого трафика. Уже лет 20 нет проблем с аппаратной реализацией блочного или поточного шифрования в виде совсем небольшого участка процессора.
Радиочасть лет 30 изъезжена вдоль и поперек. Цифровые синтезаторы частот, цифровые фильтры, малошумящие приемники и мощные передатчики в одном чипе. Все это было реализовано 30 лет назад. Правда, не у нас.
Связь является нервной системой. Насколько необходима нервная система, посмотрите на
парализованных людей. Парализованная часть тела вроде жива, только полностью не подчиняется. Толку от ног, если они не ходят? Ваш КО.
Иногда складывается впечатление, что среди разработчиков средств связи сплошь аудиофилы и фанаты теплого лампового звука. Поэтому все даже носимые радиостанции такие тяжелые и массивные. Зато выдают качественный максимально приближенный к ламповому звук.
На фоне всего происходящего у нас в производстве полупроводников наметилась тенденция затыкания тряпками пробоин в виде отказа разработок на основе арсенида галлия и срочном перебрасывании сил на кремний. Арсенид галлия материал более перспективный, чем старый добрый кремний в полупроводниковом производстве. Менее шумный, более устойчивый к ионизирующему излучению, работает в большем диапазоне температур, носители заряда намного быстрее, чем в кремнии, поэтому устройства на его базе более быстродействующие, меньше греются и стабильнее в работе. Преимуществ имеет массу по сравнению с кремнием, но, оказывается, на нем также можно реализовывать элементы фотоники. Иными словами, не выходя из комнаты, можно использовать преимущества электроники и фотоники на одной технологической основе.
Кто не знает, фотоника позволяет выполнять вычисления параллельно и передавать данные без опасений, что они повлияют друг друга. Фотоны не наводят помех, в отличие от электронов, и не греют кабели. Видеокарты на базе технологий фотоники потребляли бы в разы меньше энергии и также мало грелись.
Во время происходящего коллапса в производстве полупроводников многие наши производители решили откатиться назад к кремнию. Это все равно, что уйти от перспективного дизеля обратно к паровому двигателю. Но только текущее положение дел в мире – это огромный шанс освоить перспективную технологию. Сейчас весь мир упорно и основательно сидит на кремниевой игле и переходить на что-то новое в ближайшие десятилетия не собирается. Слишком много денег вбухано в строительство современных FAB (фабрики по производству полупроводниковых компонентов).
Намного проще выпускать процессоры по более тонким технологическим нормам, чем переходить на другой более перспективный материал. Процессоры с каждым поколением потребляют все больше энергии и греются еще больше. Ввиду физических ограничений кремний на высоких частотах превращается в хороший нагревательный элемент с нестабильными целевыми рабочими параметрами. Не зря привел пример с паровым двигателем. Если сравнивать по энергетической эффективности вычислений, кремний сравним с паровым двигателем. Его КПД будет примерно таким, как у парового
двигателя.
Но тут присутствует высокая опасность, что старый прожженный кочегар с помощью опыта топить и лопаты докажет перспективность парового двигателя перед дизельным. Как уже стало доброй традицией, мы будем плестись в хвосте догоняющих, вместо создания новых прорывных технологий.
Есть другие преимущества применения более высокочастотного арсенида галлия. Сейчас основной технологический процесс в микроэлектронике идет путем уменьшения технологических норм. Те самые нанометры, про которые пишут производители и складывают оды маркетологи. В одном кристалле упаковывают все больше электронных компонентов, располагая их как можно ближе друг к другу. Со всеми вытекающими проблемами теплоотвода и взаимного влияния. Для этого производства используют крайне дорогое оборудование, которое нам никто не продаст. То, что получалось доставать до этого, были жалкие объедки, которые особой погоды не сыграют.
Посмотрите на характеристики нынешних процессоров. Повышение частоты работы чипов остановилось много лет тому назад, мировая промышленность уперлась в фундаментальные ограничения возможностей кремния. Теперь мы видим гонку нанометров и количества транзисторов на кристалле, и постоянный рост энергопотребления. Чтобы разогнать процессор до 10 ГГц, нужно жидкостное охлаждение. Желательно, чтобы жидким азотом. К тому же такие разгоны быстро сокращают жизнь процессора, потому что он находится в экстремальном состоянии. Для арсенида галлия 10 ГГц только начало разговора.
Так же из-за своих физических особенностей может работать в большем температурном диапазоне, меньше подвержен влиянию ионизирующего излучения, чем кремний. Если делать чип на доступных нам сейчас 90–120 нм, можно получить выигрыш за счет быстродействия основных элементов, а не хитрых алгоритмов распараллеливания вычислений и спекуляций с выборкой данных.
Есть еще один немаловажный момент. Многие вычисления выполняются строго последовательно, и распараллелить их очень трудно или невозможно в принципе. Единственным вариантом ускорения вычислений может быть только поднятие скорости их выполнения. Для этого можно только поднять частоту работы процессора, те самые гигагерцы. Для некоторых экземпляров военной техники требуются выполнять очень быстрые расчёты на гиперзвуковых скоростях. В космосе нужна высокая стойкость от ионизирующего излучения. Поэтому если есть желание разрабатывать микроэлектронику с нуля, а именно такие есть мнения наверху из-за текущего положения дел, то лучше это делать на более современной основе.
Кремневая лошадь давно сдохла, то, что ее сейчас во всем мире пытаются пинать нанометрами, обходится большими габаритами систем охлаждения и высоким энергопотреблением. Пора пересаживаться на другую лошадь. Потом подтягивать те самые нанометры. Тем более у нас с нанометрами процесс может затянуться на десятилетие и невероятную денежную сумму.
Совсем не обязательно сразу делать процессор как у Intel. Достаточно начать выпуск ассортимента ПЛИС (программируемые логические элементы). Это такая микросхема-конструктор, позволяющая собрать все, что вздумается разработчику. Они бывают очень часто востребованы из-за своей универсальности.
Заключение
В своей писанине несколько раз обмолвился про научно-технический прогресс. Без него никак: ни на войне, ни в мирное время. Мы все помним сказ про то, какие были хорошие и отчаянные воины древней Спарты и про суровые заветы Ликурга. Редко вспоминаем или не знаем, что их соседи с развитой экономикой и технологиями теснили спартанцев по всем фронтам. В итоге Спарта ушла в легенды, а столица Лакония попала под зависимость Рима. Сильный, умелый, неприхотливый воин – это хорошо, но средства обнаружения такового на расстоянии чем дальше тем лучше и точные системы доставки к нему тринитротолуола или гексогена – намного лучше.
Обычно такие системы в мире массового производства довольно быстро производятся и совершенствуются. С отважными воинами этот процесс не такой быстрый и надежный, как этого хочется. Одной из причин гибели Спарты было то, что ее стало некому защищать. Просто закончились воины, легко и непринужденно идущие на верную гибель. Роботов тогда не делали.
Совсем недавно посмотрел вакансии одного довольно неплохого НИИ. Заработная плата инженера с высшим образованием и опытом 40–45 тысяч. Вроде немало даже по нынешним временам. Но на том же НИИ заработная плата водителя 50–55 тысяч. Химику с высшим образованием и опытом обещают платить 30–35 тысяч, но сантехнику 45–50 тысяч. Не хочу сказать, что труд водителя или сантехника сахар. Там и там нужен опыт и знания. Только куда вероятнее навострит лыжи молодой специалист после института? Туда, где платят больше, ответственности и вероятности переработок меньше, или по специальности? Не все дипломы дураками получают.
Молодой ученый не всегда тянется за большим рублем. Среди них много идейных и интересующихся, готовых двигать науку за небольшую заработную плату. Только когда они сталкиваются с допотопной лабораторной и измерительной аппаратурой, архаичными подходами и еще с нашей бюрократией, перемешанной с местечковой аристократией, многих надолго не хватает.
Одни посылают подальше науку и не хотят с ней большей связываться. Кто посноровистее – уезжают в зарубежье. И не всегда они за рубежом по деньгам получают выигрыш, зато имеют доступ к актуальным разработкам и современному лабораторному оборудованию. В итоге в науке остаются считанные единицы, которые особой погоды не сделают. Сейчас объясню почему.
Есть негласное наблюдение, никак не претендующее на верное, может быть, где-то оно не работает совсем. Так вот, если в научном коллективе доля молодых сотрудников до 30–33 лет не превышает 25 %, чего-то нового перспективного не ждите. С высокой вероятностью многие вещи будут делаться по старинке «як деды завещали».
А если в таком старческом отделе есть вечно молодящаяся особа около пенсионного возраста, существует вероятность ничего нового от отдела не ожидать вообще. Обычно эти дамы попадают по внешнему протекторату кого-то сверху, и бороться с ними совершенно бессмысленно даже начальнику отдела. Весь день будут вестись светские беседы и обсуждения рецептов, новостей, проделок детей, сериалов. По любым мало-мальским праздникам будут организовываться праздничные посиделки. С условиями, максимально приближенными к домашним.
Когда таких вечных молодух оказывается от двух и более в отделе, и они сойдутся на одной волне, кроме вечных разговоров и перерывов на чаечки с кофеечками, другого не предвидится. Будет хороший компанейский коллектив, в котором временами пробуют домашние приготовления и закрутки под винцо домашнего производства. Хороший местечковый вариант «Красного и Белого» в составе отдела, который может со временем поглотить целиком конструкторское бюро.
Рабочий график таких отделов обычно выглядит следующим образом: с 9:00 до 12:30 типа работа, в 12:30 подготовка к обеду, с 13:00 до 14:00 обед. В 17:30 надо идти прогревать машину и готовиться к дороге домой. Поэтому просто примите как данность, войдите в положение и не требуйте невозможного.
Не знаю, насколько можно таким слухам верить, поговаривают, что во всяких ФГУП почти подобная ситуация. Но это могут быть просто домыслы или происки. Но это неточно.
Научные роты как аналог шарашек обсуждать не стоит. Толку от них не больше, чем от обыкновенных срочников. Отмотал боец службу от призыва до дембеля, дальше что будет – это не его забота.
Кроме развития промышленности военной, не стоить забывать и про нас, грешных гражданских. О реальном секторе экономики тоже стоит думать и что-то свое наукоемкое внедрять. Сейчас нас окружают технологии, которые изначально разрабатывались как военные. Это интернет, GPS, сотовая связь используют принципы, разработанные военными для передачи голоса по цифре, беспилотники изначально разрабатывались военными, интернет вещей – оттуда. Много где DARPA постаралось. И теперь мы плотно сидим на их разработках, дорабатываем и платим за них.
Не знаю, какие у нас разработки имеются, какие воплощены в жизнь. Пока их, кроме как по телевизору, больше нигде не увидеть, в мирной жизни ничего отечественного нового и прорывного не встречал. Наверное, найдется многое из того, что не очень секретно и годное для гражданской отрасли. Как писал ранее, пока некоторые условные «генералы» не проникнутся новыми технологиями в обычной жизни, в военном деле дальше единичных выставочных образцов не пойдет. Такими, как автономные роботы, беспилотники, интернет вещей, спутниковая связь и интернет, системы искусственного интеллекта и многое другое. Допишите в комментариях, что упустил из виду.
Информация