Ультракороткие лазерные импульсы, которые длятся меньше одной миллионной доли секунды, сильно повлияли на основную науку, инженерию и медицину. Но из-за того, что они такие короткие, их трудно поймать и измерить.

Примерно 10 лет назад учёные из университетов в Лунде и Порту создали инструмент для измерения длины импульсов очень быстрых лазеров. Теперь та же команда сделала большой шаг вперёд: теперь можно измерять отдельные лазерные импульсы в большем диапазоне условий, используя более компактную установку.

«Обычные измерения для фемтосекундных лазеров, которые часто применяют в промышленности и медицине, дают только примерную длину импульса. Наш метод позволяет делать более точные измерения и помогает раскрыть весь потенциал сверхбыстрых лазерных технологий», — говорит Даниэль Диас Ривас, аспирант кафедры атомной физики Лундского университета.

Большинству людей сложно представить фемтосекундные импульсы. Но их используют для многих обычных вещей, от операций на глазах до точной обработки в промышленности. Эти очень короткие импульсы помогают изучать самые быстрые процессы в природе, например, как передаётся энергия при фотосинтезе или как движутся электроны.

Даже когда эти импульсы находят всё больше применений, измерять точно их форму и длину остаётся сложной задачей. Электронные приборы работают слишком медленно, поэтому учёные прибегли к оптическим методам.

Но такие оптические способы обычно требуют несколько измерений подряд. Из-за этого их нельзя использовать для быстрого отслеживания отдельных импульсов в реальном времени.

Появились версии для одноразового измерения очень коротких импульсов, которые чаще используют в основной науке, но они не работают с более длинными импульсами, которые популярны в промышленности и медицине. Проблема в том, что сложно растянуть импульсы достаточно в компактной оптической установке.

Учёные из Лундского университета придумали простой и компактный способ создания сверхбыстрых лазерных импульсов с помощью несложного оптического принципа. Результаты их работы опубликованы в журнале Optica.

Они направляют импульсный лазерный луч через дифракционную решётку — это элемент, который разделяет свет на цвета в пространстве, — и создают изображение на решётке с помощью линз. Так они могут точно менять длину импульса в луче.

Этот подход позволяет удлинить фемтосекундные импульсы более чем в десять раз в компактной оптической установке.

Это даёт полную характеристику импульса за один снимок, без нужды заранее настраивать оптические части. В итоге получился универсальный метод, который работает с импульсами от нескольких фемтосекунд до сотен, и его можно использовать в науке, промышленности и медицине. Это открывает возможность отслеживать отдельные импульсы в реальном времени, что раньше было недоступно для многих лазерных систем.

Кроме того, этот оптический принцип можно использовать для создания особых свойств импульсов в пространстве и времени, а также для изучения разных видов взаимодействия света и материи.

«Поскольку сверхбыстрые лазеры продолжают побуждать к новым открытиям в науке и технике, такие инструменты помогут расширить границы точности и понимания», — заключает Корд Арнольд, старший преподаватель атомной физики в Лундском университете.

Ссылка на публикацию: https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-12-12-...

Лётчик держал цель в прицеле, а ракета двигалась волнообразно вверх-вниз, пересекая некий "луч наведения", т.е. пересекла - значит на верном пути, меняет траекторию на обратную, опять пересекла, опять меняет траекторию, грубо говоря синусоида, пока не долетит до цели. Так ли это?

Да, ваша история в целом верна и описывает принцип работы **наведения по лучу** (beam riding guidance), который использовался в одних из первых управляемых ракетах **воздух-воздух**.

### Как это работало

Пилот (или радар самолёта-носителя) захватывал цель и удерживал на ней узкий радиолуч (radar beam) от бортовой РЛС. Ракета запускалась в направлении цели и имела датчики на хвосте, которые "смотрели" назад на этот луч.

Ракета определяла своё положение относительно центра луча (по интенсивности сигнала или модуляции). Если она отклонялась в сторону, бортовая система управления генерировала команды на рули, чтобы вернуть ракету в центр.

Из-за инерции, задержек в системе и особенностей управления ракета не летела строго по прямой оси луча, а **колебалась вокруг неё** — вверх-вниз и в стороны, пересекая луч многократно. Это действительно напоминало **синусоиду** или волнообразную траекторию (oscillatory path). Такие колебания были нормой для ранних систем, особенно с коническим сканированием луча.

### Примеры ракет

Классический пример — советская **К-5** (RS-2U, NATO: AA-1 Alkali) 1950-х годов, первая серийная ракета воздух-воздух в СССР. Она использовалась на МиГ-17, МиГ-19 и МиГ-21 и работала именно по принципу beam riding. Пилот должен был удерживать цель в прицеле всё время полёта ракеты, а она "осёдлывала" луч, колеблясь вокруг него.

Аналогично работали некоторые ранние западные системы, хотя для воздух-воздух beam riding применялся реже (чаще для зенитных ракет, как ранние версии RIM-2 Terrier).

### Почему так летала ракета

Это было связано с простотой системы (одна из первых), но и с недостатками: точность падала на больших дистанциях из-за расширения луча, а колебания увеличивали расход энергии и снижали манёвренность. Позже такие ракеты заменили на полуактивное радиолокационное наведение (SARH, как AIM-7 Sparrow) или инфракрасное.

Ваше описание очень точное для тех времён — многие ветераны и источники именно так и вспоминают полёт этих ракет: зигзагообразный или синусоидальный вокруг невидимого "луча".

https://ru.wikipedia.org/wiki/К-5_(ракета)
https://en.wikipedia.org/wiki/RIM-2_Terrier
https://en.wikipedia.org/wiki/Beam_riding

Beam Riding: Наведение по лучу, также известное как наведение по лучу вдоль линии визирования (LOSBR), наведение по лучу или наведение по радиолокационному лучу, — это метод наведения ракеты на цель с помощью радиолокационного или лазерного луча. Название относится к тому, как ракета летит по направляющему лучу, который нацелен на цель. Это одна из простейших систем наведения, широко использовавшаяся в ранних ракетных системах, однако она имела ряд недостатков для наведения на большие расстояния и в настоящее время обычно применяется только на малых дистанциях.

-Винни завис на шарике от ствола дерева на 1520мм
- Пятачок находился на земле от ствола дерева на 2120 мм, то есть он был дальше от дуба чем Винни на 600мм.
-Винни завис на высоте примерно 32,4м
- угол отклонения стрельбы Пятачка от вертикали - 14 градусов или 76градусов от горизонта.
- направление стрельбы Пятачка - от дуба!

Мало того что Пятачок находился не на одной линии с Винни так он еще и стреляет в противоположном направлении где Винни и быть не может!
То есть получается если бы Пятачок стрелял из гранатомёта/мортиры/пробкового ружья по баллистической траектории то минимальное отклонение на высоте зависания Винни было бы 8195мм - 8,195м, это чёрная линия. В общем он бы не попал в опилковую задницу никак бы исходя из логики и геометрии.

НО ЕСТЬ ОДНО НО! Это деталь №2 !

Деталь №2 - подбитый шарик!

Смотрим под каким углом был поражён шарик и с какого направления.

Угол пробития шарика - 27 градусов, шарик пробит с нижнего правого угла снизу вверх по линии циферблата с 4 до 10 часов.

Как тогда Пятачок мог поразить шарик справа если он находился левее Винни ???

Ответ напрашивается - Пятачок наверно использовал ПЗРК!

Вероятные траектории полёта ракеты ниже.

Проанализируем траектории ракеты

- красная линия - огибает шарик и попадает как надо, но наверно траектория нереальна так как сложновата на таком коротком участке полёта

-фиолетовая линия - наикратчайший путь ракеты. Правдоподобно, но не подходит так как пробивает шарик слева направо.

-синяя линия - попадает как надо, но не подходит так как Пятачок стреляет в другую сторону, от дуба

-чёрная линия - ракета делает изгиб и правдоподобно попадает по направлению , но траектория сложновата на таком коротком участке полёта

То есть поразить шарик из ПЗРК вполне реально, но траектории полёта не совсем подходят по итогу пробития шарика.

НО ЕСТЬ ЕЩЁ ОДНО НО!!!!

Задачу стрельбы Пятачка рассматривали в плоскости - а если посмотреть на задачу в 3D-пространстве! То уже результат иной!

Пятачок находился под Винни только в плоскости, но в пространстве он мог находится довольно далеко от дуба.
Смотрим на нижний рисунок - это план расположения героев на плоскости. Если смотреть сбоку (вид сбоку как мультфильме) - то Пятачок был на 600мм дальше Пуха от дуба. Но насколько Пятачок был далеко от дуба? Найдём расстояние Х.

Знаем угол пробития шарика - 27 градусов, шарик пробит с нижнего правого угла снизу вверх по линии циферблата с 4 до 10 часов.
Знаем высоту шарика - 32,4м от земли. Найдем расстояние по горизонтали Пятачка от дуба.

Расстояние Пятачка от дуба - 32,4м / tg (90-27град)= 63,59м

ЧТО ПОЛУЧАЕТСЯ............

Пятачок находился на расстоянии 63,59м от дуба и стрелял под углом 27 градусов.

То что он стрелял якобы под углом 90-14=76 градусов по горизонту в кадре ничего не значит, в пространстве по факту угол стрельбы был 27 градусов.

Пятачок не находился возле дуба в момент выстрела, а только когда был с зонтиком.

Стрелять он мог - из чего угодно, что могло внешне напоминать его ружьё и по навесной траектории - это как раз и может быть ручная мортира/ пневматическая винтовка / ручной или подствольный гранатомёт и не исключено что и из ПЗРК.

Кстати о ПЗРК - вот один из вариантов - это отечественная Стрела 2! Если укоротить ствол с правой стороны и минимизировать внешний вид.

«Стрела-2» (индекс ГРАУ — 9К32, по классификации МО США и НАТО SA-7 Grail («Грааль»)) — советский переносной зенитно-ракетный комплекс, принятый на вооружение ВС СССР в 1968 году.

Назначение: поражение воздушных целей (самолёты, вертолёты) на встречных и догонных направлениях, на средних и малых высотах (от 50 до 1500 метров). Как правило используется для стрельбы по низколетящим воздушным целям.

Некоторые технические характеристики:

• длина комплекса — 1,44 м;

• масса в боевом положении — 9,15 кг;

• максимальная дальность поражения — 3,4 км;

• высота захвата — от 50 до 1500 м;

• скорость ракеты — до 500 м/с;

• боевая часть — осколочно-фугасная, способная поражать цель даже при промахе за счёт зоны поражения.

Малогабаритная ЗУР нового комплекса оснащалась легкой боевой частью – 1,17 кг, которая могла нанести значительный урон воздушной цели лишь при прямом попадании. При использовании тепловой ГСН с малой чувствительностью ракета комплекса наводилась на цель «в догон», так что наиболее вероятным случаем становился подход к цели с малыми углами к ее поверхности.

Возможно у Пятачка был ПЗРК без ГСН - иначе б в Винни сразу с первого выстрела было бы попадание. Поэтому первый выстрел был по пчёлам рядом с Винни, второй по опилковой заднице Винни, ну а третий прямиком в шар.

Первый опытный образец «Стрелы-2» был создан в начале 1960-х годов. В ходе испытаний выявлялись различные недостатки, в том числе проблемы с захватом цели в условиях низкой контрастности теплового сигнала. Тем не менее комплекс постепенно дорабатывался, и в 1964 году состоялись успешные испытания. Они подтвердили, что комплекс способен эффективно поражать низколетящие цели, такие как самолеты и вертолеты. Вероятно Пятачок использовал опытный недоработанный образец.

Стрела-2 имела и ряд недостатков. Основная проблема заключалась в ограниченной способности ракеты поражать цели, использующие тепловые ловушки или совершающие резкие маневры.

А в пользу наличия ГСН говорит то что Пятачок не смотрит на цель в момент выстрела, видимо уже поймав ее заранее.

Либо ГСН не работала корректно, об этом свидетельствует факт того что Винни искупался в грязи и у него была плохая тепловая сигнатура, возможно теплый улей пчел сбивал с толку ГСН имитируя тепловые ловушки.

Если и был ПЗРК то траектории ракеты становятся вполне реальными.

Отметим следующие моменты

Винни и Пятачок подходят к дубу, происходит запуск Винни к точке с медом, пчелы атакуют Винни, миссия проваливается....попытка отвлечь пчел, отвлекающий маневр с зонтиком и дождем .Поняв что фокус с зонтиком не прокатывает и нужно срочно спасти Винни , Пятачок после крика Винни сбегав за ружьём делает важные вещи:

- выбирает удобную позицию для стрельбы с удобным углом ведения огня

- отходит на расстояние чтобы хорошо видеть цель и не стрелять вблизи дуба или чтобы не стрелять с неудобного угла

- стреляет сначала в источник угрозы (пчел)

- понимая что источник угрозы не устранить, немного теряется, но Винни быстро даёт ему ориентир на то что надо делать - попасть в шарик, то есть принять Винни огонь на себя , Пятачок доверяет Винни и рискует, попадая в шар со второй попытки. Отмечаем стрессоустойчивость Пятачка.

Вот такой новый нюанс. Если принять пространственную модель спасения Винни то спектр возможных вариантов применяемых вооружений Пятачка расширяется.