ATLAS-I (Air Force Weapons Lab Transmission-Line Aircraft Simulator), более известный как Trestle , был уникальным аппаратом для генерации и тестирования электромагнитных импульсов (ЭМИ), созданным в период с 1972 по 1980 год во время Холодной войны в Сандийских национальных лабораториях недалеко от авиабазы Киртланд в Альбукерке, штат Нью-Мексико . [1]
ATLAS-I был крупнейшим в мире генератором NNEMP (неядерных электромагнитных импульсов), разработанным для проверки радиационной устойчивости стратегических авиационных систем к импульсам ЭМИ от ядерной войны . Построенный за 60 миллионов долларов, он состоял из двух частей: пары мощных генераторов Маркса, способных имитировать эффекты электромагнитных импульсов высотного ядерного взрыва (HANE) того типа, который ожидается во время ядерной войны, и гигантской деревянной эстакады, построенной в чашеобразном арыке , разработанной для того, чтобы поднять испытательный самолет над наземными помехами и сориентировать его под импульсом аналогично тому, что можно было бы увидеть в воздухе. [2]
Эстакада — самая большая в мире конструкция, полностью состоящая из дерева и клееного ламината. [3]
Электромагнитный импульс был создан парой генераторов Маркса, построенных Maxwell Laboratories из Сан-Диего, Калифорния. Генераторы были установлены на постаментах, изготовленных из дерева таким же образом, как и основная испытательная платформа, по одному с каждой стороны большой клиновидной стальной конструкции, которая действовала как заземляющая плоскость для горизонтально поляризованного импульса. Каждый генератор Маркса состоял из стопки из 50 лотков, каждый из которых содержал два больших конденсатора и плазменный переключатель. Большой пиковый конденсатор, используемый для регулировки формы результирующего импульса, также был частью конструкции. Каждый генератор был заключен в большую стекловолоконную конструкцию, которая была заполнена гексафторидом серы (SF6 ) , действующим как изолирующий газ. Конденсаторы лотков медленно заряжались таким образом, чтобы каждый лоток имел до 100 кВ потенциала. При разряде через плазменные переключатели 50 лотков последовательно могли (в идеале) производить до 5 мегавольт электрического потенциала в импульсе со временем нарастания в диапазоне 100 наносекунд. Генераторы по обе стороны клина были заряжены на противоположных полярностях и запущены в двойные линии передачи (антенны), установленные по обе стороны испытательной платформы. При одновременном запуске результирующие электромагнитные волны от каждого генератора объединялись в острой точке здания клина, добавляя к общему электрическому потенциалу 10 мегавольт . [4] Линии передачи были завершены в 50-омной низкоиндуктивной резистивной нагрузке, установленной на высокой деревянной башне в дальнем конце платформы. Результатом был быстрый 200- гигаваттный импульс электромагнитного потока , достаточно мощный, чтобы надежно воспроизвести (на коротком расстоянии) пагубные эффекты термоядерного взрыва на электронных схемах, созданные такими примерами, как высотные ядерные испытания HARDTACK I , ARGUS и DOMINIC I ( операция Fishbowl ).
Из-за большей высоты полета и ядерной нагрузки бомбардировщики Стратегического авиационного командования были основным объектом испытаний, но истребители, транспортные самолеты и даже ракеты также проходили испытания на устойчивость к ЭМИ на Trestle. В дополнение к испытаниям на живучесть электроники, многочисленные датчики, расположенные внутри, под и по бокам самолета, собирали дополнительные данные о проницаемости планера для ЭМИ, которые использовались при проектировании будущих самолетов времен Холодной войны и для определения областей, требующих дополнительной устойчивости к ЭМИ.
Достижения, достигнутые Sandia в технологии генерации ЭМИ во время работы Trestle, значительно помогли в строительстве гораздо более мощной 40-мегавольтной, 50- тераваттной (50 000 гигаваттной) Z-машины в Sandia в 1990-х годах. Технологические достижения 2000-х годов с тех пор увеличили эту мощность до 290 тераватт (290 000 гигаватт), что достаточно для фактического изучения ядерного синтеза в точке детонации. [5]
Первичная деревянная конструкция эстакады была построена внутри естественной впадины шириной 600 футов и глубиной 120 футов, что эквивалентно 12-этажному зданию. Деревянный пандус длиной 400 футов и шириной 50 футов вел к испытательному стенду, который сам по себе имел размеры 200 футов на 200 футов. [6] Для строительства конструкции было использовано в общей сложности 6,5 миллионов досок-футов пиломатериалов, [4] достаточно, чтобы выдержать полностью загруженный B-52 (тогда самый большой и тяжелый стратегический бомбардировщик в арсенале США), а также свести к минимуму любую вероятность помех с земли или самой конструкции, создавая разумную имитацию условий в воздухе. Для бревен использовалась смесь пихты Дугласа и южной желтой сосны , [4] поскольку обе показали превосходную прозрачность ЭМИ, причем первая имела лучшую прочность на разрыв, а вторая — лучшую устойчивость к погодным условиям. Используя полностью клееную ламинированную деревянную конструкцию и деревянные соединения для соединения гигантских бревен, а соединения удерживались вместе деревянными болтами и гайками, измерения из испытаний ЭМИ не были бы искажены большим количеством черного материала в конструкции. Некоторое количество металла использовалось в конструкции, так как критически нагруженные соединения включали круглое стальное сдвиговое кольцо, которое окружало деревянный болт, зажимающий соединение. Даже пожарная лестница вдоль одной стороны эстакады и весь обширный трубопровод пожаротушения были изготовлены из стекловолокна .
С другой стороны платформы находился «клин» передачи, длиной 250 футов и общей высотой 240 футов. [6] Клин был построен с использованием стальных двутавровых балок. Вся конструкция была покрыта проволочной сеткой, похожей на ограждение для скота, чтобы создать огромную клетку Фарадея. Внутри клина было построено многоэтажное здание, которое служило офисами, лабораториями и испытательными установками. На втором этаже здания размещалась большая электромагнитно-экранированная комната, поставленная компанией Electromagnetic Filter Company из Пало-Альто, Калифорния, в которой находилась электроника сбора данных, управление зарядкой и запуском генератора Маркса и контрольно-измерительная аппаратура напряженности поля. Система сбора данных состояла из большого количества современных оцифровщиков Tektronix 7912AD вместе с большим массивом компьютеров Digital Equipment Corporation PDP-11. Контрольно-измерительная аппаратура импульсов состояла из ряда датчиков B-точечного и H-поля, установленных на внешней стороне клина, подключенных к осциллографам, оснащенным камерами Polaroid для захвата данных о переходных импульсах. На открытом третьем этаже находились большие надувные газовые мешки, в которых можно было хранить газ гексафторид серы (SF6 ) из корпусов генераторов Маркса, когда их требовалось открывать для технического обслуживания.
Программа ATLAS-I была закрыта после окончания Холодной войны в 1991 году, что положило конец разрушительным испытаниям самолетов ВВС на ЭМИ, которые были заменены гораздо более дешевым компьютерным моделированием по мере совершенствования технологий. Несмотря на то, что деревянные конструкции эстакады не обслуживались в течение 20 лет, в 2011 году они все еще стояли, и конструкция оставалась самой большой в мире конструкцией из ламинированной древесины без металла. [4] Эстакада стала серьезной пожарной опасностью, поскольку обработанная пентахлорфенолом - изобутаном - эфиром древесина значительно высохла в условиях пустыни, а автоматическая система пожаротушения была деактивирована в 1991 году. Велись работы [ когда? ] по обеспечению финансирования, необходимого для защиты конструкции как национального исторического памятника , хотя эти работы осложняются совершенно секретным характером объекта Сандия/Киртланд. [ нужна ссылка ]
Эстакада видна с борта коммерческих самолетов, приземляющихся и взлетающих из международного аэропорта Альбукерке Санпорт , расположенного примерно в одной миле к юго-востоку от порога взлетно-посадочной полосы 26 в точке с координатами 35°01′47″ с. ш. 106°33′28″ з. д. / 35.02981109416866° с. ш. 106.55767558197573° з. д. / 35.02981109416866; -106.55767558197573 .
35°01′48″N 106°33′27″W / 35.029898°N 106.557574°W / 35.029898; -106.557574 (ATLAS-I (Эстакада))