Nuo pat jų įkūrimo lazeriai buvo laikomi ginklais, galinčiais pakeisti kovą. Nuo XX amžiaus vidurio lazeriai tapo neatskiriama mokslinės fantastikos filmų, superkareivių ginklų ir tarpžvaigždinių laivų dalimi.
Tačiau, kaip dažnai būna praktikoje, kuriant didelės galios lazerius susidūrė su dideliais techniniais sunkumais, dėl kurių iki šiol pagrindinė karinių lazerių niša tapo jų panaudojimas žvalgybos, taikymo ir taikinio nustatymo sistemose. Nepaisant to, darbas kuriant kovinius lazerius pirmaujančiose pasaulio šalyse praktiškai nesustojo, naujos kartos lazerinių ginklų kūrimo programos pakeitė viena kitą.
Anksčiau mes ištyrėme kai kuriuos lazerių kūrimo ir lazerinių ginklų kūrimo etapus, taip pat plėtros etapus ir esamą situaciją kuriant lazerinius ginklus oro pajėgoms, lazerinius ginklus sausumos pajėgoms ir oro gynybai., lazeriniai ginklai kariniam jūrų laivynui. Šiuo metu lazerinių ginklų kūrimo programų intensyvumas įvairiose šalyse yra toks didelis, kad nebėra jokių abejonių, kad jie netrukus pasirodys mūšio lauke. Ir apsisaugoti nuo lazerinių ginklų nebus taip paprasta, kaip kai kurie žmonės galvoja, bent jau tikrai nebus įmanoma padaryti su sidabru.
Jei atidžiai pažvelgsite į lazerinių ginklų kūrimą užsienio šalyse, pastebėsite, kad dauguma siūlomų šiuolaikinių lazerinių sistemų yra įdiegtos pluošto ir kietojo kūno lazerių pagrindu. Be to, dažniausiai šios lazerinės sistemos yra skirtos spręsti taktines problemas. Jų išėjimo galia šiuo metu svyruoja nuo 10 kW iki 100 kW, tačiau ateityje ją galima padidinti iki 300–500 kW. Rusijoje praktiškai nėra informacijos apie taktinės klasės kovinių lazerių kūrimo darbus, toliau kalbėsime apie priežastis, kodėl taip atsitinka.
2018 m. Kovo 1 d. Rusijos prezidentas Vladimiras Putinas, pranešdamas Federalinei Asamblėjai, kartu su daugybe kitų proveržio ginklų sistemų paskelbė „Peresvet“lazerinį kovos kompleksą (BLK), kurio dydis ir numatytas tikslas jos panaudojimas sprendžiant strategines užduotis.
„Peresvet“kompleksą supa paslapties šydas. Kitų naujausių rūšių ginklų („Dagger“, „Avangard“, „Circon“, „Poseidon“) charakteristikos buvo išreikštos vienaip ar kitaip, o tai iš dalies leidžia spręsti apie jų paskirtį ir efektyvumą. Tuo pačiu metu nebuvo pateikta jokios konkrečios informacijos apie „Peresvet“lazerių kompleksą: nei įdiegto lazerio tipo, nei jo energijos šaltinio. Atitinkamai nėra informacijos apie komplekso pajėgumus, o tai savo ruožtu neleidžia suprasti jo tikrųjų galimybių ir jam keliamų tikslų bei uždavinių.
Lazerio spinduliuotę galima gauti dešimtimis, o gal net šimtais būdų. Taigi koks lazerio spinduliuotės gavimo būdas yra įdiegtas naujausiame Rusijos BLK „Peresvet“? Norėdami atsakyti į klausimą, mes apsvarstysime įvairias „Peresvet BLK“versijas ir įvertinsime jų įgyvendinimo tikimybės laipsnį.
Žemiau pateikta informacija yra autoriaus prielaidos, pagrįstos informacija iš atvirų šaltinių, paskelbtų internete
BLK „Peresvet“. Vykdymo numeris 1. Pluošto, kietojo kūno ir skysti lazeriai
Kaip minėta aukščiau, pagrindinė lazerinių ginklų kūrimo tendencija yra kompleksų, pagrįstų šviesolaidžiu, kūrimas. Kodėl tai vyksta? Nes nesunku išmatuoti lazerinių įrenginių, pagrįstų pluošto lazeriais, galią. Naudodami 5-10 kW modulių paketą, išėjime išgaukite 50–100 kW spinduliuotę.
Ar galima „Peresvet BLK“įgyvendinti remiantis šiomis technologijomis? Labai tikėtina, kad taip nėra. Pagrindinė to priežastis yra ta, kad perestroikos metais pirmaujanti pluošto lazerių kūrėja IRE-Polyus mokslinė ir techninė asociacija „pabėgo“iš Rusijos, kurios pagrindu buvo įkurta tarptautinė korporacija „IPG Photonics Corporation“. JAV ir dabar yra pasaulio pramonės lyderis.didelės galios pluošto lazeriai. Tarptautinis verslas ir pagrindinė „IPG Photonics Corporation“registracijos vieta reiškia griežtą paklusimą JAV įstatymams, o tai, atsižvelgiant į dabartinę politinę situaciją, nereiškia, kad į Rusiją perkeliamos svarbiausios technologijos, kurios, be abejo, apima aukšto lygio technologijų kūrimo technologijas. galios lazeriai.
Ar pluošto lazerius Rusijoje gali sukurti kitos organizacijos? Galbūt, bet mažai tikėtina, arba nors tai yra mažos galios produktai. Pluoštiniai lazeriai yra pelningas komercinis produktas; todėl tai, kad rinkoje nėra didelės galios buitinių pluošto lazerių, greičiausiai rodo jų faktinį nebuvimą.
Panaši situacija ir su kietojo kūno lazeriais. Tikėtina, kad iš jų sudėtingiau įgyvendinti paketinį sprendimą; vis dėlto tai įmanoma, o užsienio šalyse tai yra antras labiausiai paplitęs sprendimas po pluošto lazerių. Nepavyko rasti informacijos apie Rusijoje pagamintus didelės galios pramoninius kietojo kūno lazerius. Darbas su kietojo kūno lazeriais atliekamas Lazerio fizikos tyrimų institute RFNC-VNIIEF (ILFI), todėl teoriškai kietojo kūno lazerį galima įrengti „Peresvet BLK“, tačiau praktiškai tai mažai tikėtina, nes pradžioje greičiausiai atsirastų kompaktiškesnių lazerinių ginklų pavyzdžių arba eksperimentinių įrenginių.
Yra dar mažiau informacijos apie skystus lazerius, nors yra informacijos, kad kuriamas skystas karo lazeris (ar jis buvo sukurtas, bet ar jis buvo atmestas?) JAV kaip programos HELLADS (High Energy Liquid Laser Area Defense System) dalis. „Gynybos sistema, pagrįsta didelės energijos skysčiu lazeriu“). Tikėtina, kad skystų lazerių pranašumas yra tas, kad jie gali atvėsti, tačiau mažesnis efektyvumas (efektyvumas), palyginti su kietojo kūno lazeriais.
2017 m. Pasirodė informacija apie tai, kad „Polyus Research Institute“buvo paskelbtas konkursas dėl neatskiriamos mokslinių tyrimų dalies (MTEP), kurio tikslas-sukurti mobilųjį lazerių kompleksą, skirtą kovoti su mažo dydžio nepilotuojamomis orlaiviais (UAV). dienos ir prieblandos sąlygomis. Kompleksą turėtų sudaryti stebėjimo sistema ir tikslinių skrydžio trajektorijų konstrukcija, numatanti tikslinę lazerio spinduliuotės valdymo sistemą, kurios šaltinis bus skystas lazeris. Įdomus yra reikalavimas, nurodytas darbo ataskaitoje dėl skysto lazerio sukūrimo, ir tuo pačiu metu reikalavimas, kad komplekse būtų galingo pluošto lazeris. Arba tai yra klaidingas atspaudas, arba buvo sukurtas (sukurtas) naujo tipo pluoštinis lazeris su skysta aktyvia terpe pluošte, kuris apjungia skysto lazerio privalumus, susijusius su aušinimo patogumu, ir pluošto lazerio derinant spinduliuotę paketai.
Pagrindiniai pluošto, kietojo kūno ir skystųjų lazerių privalumai yra jų kompaktiškumas, galimybė padidinti partiją ir palengvinti integraciją į įvairių klasių ginklus. Visa tai nepanašu į BLK „Peresvet“lazerį, kuris buvo aiškiai sukurtas ne kaip universalus modulis, bet kaip sprendimas, sukurtas „turint vieną tikslą, pagal vieną koncepciją“. Todėl tikimybė, kad BLK „Peresvet“bus įdiegta 1 versijoje, remiantis pluošto, kietojo kūno ir skysčio lazeriais, gali būti vertinama kaip maža
BLK „Peresvet“. Vykdymo numeris 2. Dujų dinaminiai ir cheminiai lazeriai
Dujų dinaminiai ir cheminiai lazeriai gali būti laikomi pasenusiu sprendimu. Pagrindinis jų trūkumas yra tai, kad reikia daug sunaudojamų komponentų, reikalingų reakcijai palaikyti, o tai užtikrina lazerio spinduliuotės gavimą. Nepaisant to, būtent cheminiai lazeriai buvo labiausiai išvystyti XX amžiaus 70–80 -aisiais.
Matyt, pirmą kartą SSRS ir JAV buvo gautos nepertraukiamos spinduliuotės galios, didesnės nei 1 megavatas, naudojant dujinius dinaminius lazerius, kurių veikimas pagrįstas viršgarsiniu greičiu judančių šildomų dujų masių adiabatiniu aušinimu.
SSRS nuo XX amžiaus aštuntojo dešimtmečio vidurio orlaivių lazerių kompleksas A-60 buvo sukurtas remiantis lėktuvu „Il-76MD“, turbūt ginkluotu RD0600 lazeriu ar jo analogu. Iš pradžių kompleksas buvo skirtas kovai su automatiniais dreifuojančiais balionais. Kaip ginklas turėjo būti sumontuotas nuolatinis dujų dinaminis megavatų klasės CO-lazeris, sukurtas „Khimavtomatika Design Bureau“(KBKhA). Atliekant bandymus buvo sukurta GDT stendo mėginių šeima, kurios spinduliuotės galia nuo 10 iki 600 kW. GDT trūkumai yra ilgas 10,6 μm spinduliuotės bangos ilgis, kuris užtikrina didelę lazerio spindulio difrakcijos sklaidą.
Dar didesnės spinduliuotės galios buvo gautos naudojant deuterio fluorido pagrindu pagamintus cheminius lazerius ir deguonies-jodo (jodo) lazerius (COIL). Visų pirma, įgyvendinant JAV strateginės gynybos iniciatyvos (SDI) programą, buvo sukurtas cheminis lazeris, kurio pagrindą sudaro kelių megavatų galia deuterio fluoridas; JAV nacionalinės kovos su balistinėmis raketomis gynybos (NMD) rėmuose.) programa, „Boeing ABL“(„AirBorne Laser“) aviacijos kompleksas su deguonies-jodo lazeriu, kurio galia yra maždaug 1 megavatas.
VNIIEF sukūrė ir išbandė galingiausią pasaulyje impulsinį cheminį lazerį, reaguojantį į fluorą su vandeniliu (deuteriu), sukūrė pakartotinai impulsinį lazerį, kurio spinduliuotės energija yra kelios kJ vienam impulsui, impulsų pasikartojimo dažnis 1–4 Hz ir spinduliuotės nuokrypis artimas difrakcijos ribai ir efektyvumas apie 70% (didžiausias pasiektas lazeriams).
Laikotarpiu nuo 1985 iki 2005 m. lazeriai buvo sukurti naudojant grandinės neturinčią fluoro reakciją su vandeniliu (deuteriu), kur sieros heksafluoridas SF6 buvo naudojamas kaip fluoro turinti medžiaga, išsiskirianti elektros iškrovos metu (fotodisociacijos lazeris?). Siekiant užtikrinti ilgalaikį ir saugų lazerio veikimą pasikartojančio impulso režimu, buvo sukurti įrenginiai su uždaru darbo mišinio keitimo ciklu. Parodyta galimybė gauti spinduliuotės skirtumą arti difrakcijos ribos, impulsų pasikartojimo dažnis iki 1200 Hz ir vidutinė kelių šimtų vatų spinduliuotės galia.
Dujiniai ir cheminiai lazeriai turi didelį trūkumą, daugelyje sprendimų būtina užtikrinti „šaudmenų“atsargų, kurias dažnai sudaro brangūs ir toksiški komponentai, papildymą. Taip pat būtina išvalyti išvestines dujas, atsirandančias veikiant lazeriui. Apskritai dujų dinaminius ir cheminius lazerius sunku pavadinti veiksmingu sprendimu, todėl dauguma šalių perėjo prie pluošto, kietojo kūno ir skystųjų lazerių kūrimo.
Jei mes kalbėsime apie lazerį, pagrįstą ne grandinės fluoro reakcija su deuteriu, išsiskiriančiu elektros iškrovos metu, su uždaru darbinio mišinio keitimo ciklu, tada 2005 m. kad per šį laiką jie galėtų būti pasiekti megavatų lygiu.
Kalbant apie „Peresvet BLK“, dujų dinaminio ir cheminio lazerio įrengimo klausimas yra gana prieštaringas. Viena vertus, Rusijoje pastebimi reikšmingi šių lazerių pokyčiai. Internete pasirodė informacija apie patobulintos aviacijos komplekso A 60 - A 60M versijos su 1 MW lazeriu kūrimą. Taip pat sakoma apie „Peresvet“komplekso pastatymą ant lėktuvnešio “, kuris gali būti antroji to paties medalio pusė. Tai yra, iš pradžių jie galėjo sukurti galingesnį antžeminį kompleksą, pagrįstą dujų dinaminiu ar cheminiu lazeriu, o dabar, eidami sumuštu keliu, sumontuoti jį lėktuvnešyje.
„Peresvet“kūrimą atliko branduolinio centro specialistai Sarove, Rusijos federaliniame branduoliniame centre-Visos Rusijos eksperimentinės fizikos tyrimų institute (RFNC-VNIIEF), jau minėtame Lazerio fizikos tyrimų institute. be kita ko, kuria dujų dinaminius ir deguonies jodo lazerius …
Kita vertus, kad ir ką būtų galima pasakyti, dujų dinaminiai ir cheminiai lazeriai yra pasenę techniniai sprendimai. Be to, aktyviai cirkuliuoja informacija apie branduolinės energijos šaltinio buvimą „Peresvet BLK“lazeriui maitinti, o Sarove jie labiau užsiima naujausių proveržio technologijų, dažnai susijusių su branduoline energija, kūrimu.
Remiantis tuo, kas išdėstyta, galima daryti prielaidą, kad tikimybė, kad Peresvet BLK bus įvykdyta vykdant Nr. 2, remiantis dujų dinaminiais ir cheminiais lazeriais, gali būti įvertinta kaip vidutinė
Branduolinio siurblio lazeriai
Septintojo dešimtmečio pabaigoje SSRS buvo pradėtas kurti didelio galingumo branduolinis siurblys. Iš pradžių specialistai iš VNIIEF, I. A. E. Kurchatovas ir Maskvos valstybinio universiteto Branduolinės fizikos tyrimų institutas. Tada prie jų prisijungė mokslininkai iš MEPhI, VNIITF, IPPE ir kitų centrų. 1972 m. VNIIEF sužadino helio ir ksenono mišinį su urano skilimo fragmentais, naudojant VIR 2 impulsinį reaktorių.
1974–1976 m. atliekami eksperimentai TIBR-1M reaktoriuje, kuriame lazerio spinduliuotės galia buvo apie 1–2 kW. 1975 m. VIR-2 impulsinio reaktoriaus pagrindu buvo sukurta dviejų kanalų lazerinė instaliacija LUNA-2, kuri dar veikė 2005 m., Ir gali būti, kad ji vis dar veikia. 1985 m. LUNA-2M įrenginyje pirmą kartą pasaulyje buvo pumpuojamas neoninis lazeris.
Devintojo dešimtmečio pradžioje VNIIEF mokslininkai, norėdami sukurti branduolinį lazerio elementą, veikiantį nuolatiniu režimu, sukūrė ir pagamino 4 kanalų lazerinį modulį LM-4. Sistemą sužadina neutronų srautas iš BIGR reaktoriaus. Sukūrimo trukmę lemia reaktoriaus švitinimo impulso trukmė. Pirmą kartą pasaulyje branduoliniu siurbliu naudojamuose lazeriuose buvo įrodyta karvių lazerinė veikla ir pademonstruotas skersinės dujų cirkuliacijos metodo efektyvumas. Lazerio spinduliuotės galia buvo apie 100 W.
2001 m. LM-4 įrenginys buvo modernizuotas ir gavo pavadinimą LM-4M / BIGR. Daugelio elementų branduolinio lazerio įrenginio veikimas nenutrūkstamu režimu buvo parodytas po 7 metų objekto išsaugojimo nepakeitus optinių ir kuro elementų. Įrengimas LM-4 gali būti laikomas reaktoriaus lazerio (RL) prototipu, turinčiu visas jo savybes, išskyrus galimybę savarankiškai išlaikyti branduolinę grandininę reakciją.
2007 m. Vietoj LM-4 modulio buvo pradėtas eksploatuoti aštuonių kanalų lazerinis modulis LM-8, kuriame buvo nuosekliai pridėti keturi ir du lazeriniai kanalai.
Lazerinis reaktorius yra autonominis įrenginys, apjungiantis lazerinės sistemos ir branduolinio reaktoriaus funkcijas. Lazerinio reaktoriaus aktyvi zona yra tam tikro skaičiaus lazerinių elementų rinkinys, tam tikru būdu įdėtas į neutronų moderatoriaus matricą. Lazerinių elementų skaičius gali svyruoti nuo šimtų iki kelių tūkstančių. Bendras urano kiekis svyruoja nuo 5-7 kg iki 40-70 kg, linijiniai matmenys 2-5 m.
VNIIEF buvo preliminariai įvertinti įvairių lazerinių reaktorių, kurių lazerinė galia nuo 100 kW ir didesnė, veikiančių nuo 100 sekundžių iki nuolatinio režimo, pagrindiniai energetiniai, branduoliniai-fiziniai, techniniai ir eksploataciniai parametrai. Paleidime svarstėme lazerinius reaktorius su šilumos kaupimu reaktoriaus šerdyje, kurių trukmę riboja leistinas šerdies šildymas (šilumos talpos radaras) ir nuolatinis radaras, pašalinant šiluminę energiją už šerdies ribų.
Manoma, kad lazeriniame reaktoriuje, kurio lazerio galia yra 1 MW, turėtų būti apie 3000 lazerinių elementų.
Rusijoje buvo intensyviai dirbama su branduoliniu siurbliu lazeriais ne tik VNIIEF, bet ir federalinėje valstybinėje vieningoje įmonėje „Rusijos Federacijos valstybinis mokslinis centras - fizikos ir energetikos institutas, pavadintas A. I. Leipunsky “, kaip liudija patentas RU 2502140, skirtas sukurti„ Reaktoriaus-lazerio instaliaciją su tiesioginiu siurbimu skilimo fragmentais “.
Rusijos Federacijos valstybinio tyrimų centro IPPE specialistai sukūrė impulsinės reaktoriaus-lazerinės sistemos-branduolinio siurblio optinio kvantinio stiprintuvo (OKUYAN)-energijos modelį.
Prisimindamas Rusijos gynybos viceministro Jurijaus Borisovo pareiškimą praėjusių metų interviu laikraščiui „Krasnaja Zvezda“, galime pasakyti, kad „Peresvet BLK“įrengtas ne mažo dydžio branduolinis reaktorius, tiekiantis lazeriui elektros energiją, bet reaktorius-lazeris, kuriame skilimo energija tiesiogiai paverčiama lazerio spinduliuote.
Abejonių kelia tik minėtas pasiūlymas į lėktuvą patalpinti „Peresvet BLK“. Nesvarbu, kaip užtikrinsite orlaivio vežėjo patikimumą, visada kyla nelaimingų atsitikimų ir lėktuvo katastrofos pavojus, vėliau pasklidus radioaktyviosioms medžiagoms. Tačiau gali būti, kad yra būdų, kaip užkirsti kelią radioaktyviųjų medžiagų plitimui, kai nešiklis nukrenta. Taip, ir mes jau turime skraidantį reaktorių sparnuotojoje raketoje „petrel“.
Remiantis tuo, kas išdėstyta, galima daryti prielaidą, kad tikimybė įgyvendinti „Peresvet BLK“3 versiją, pagrįstą branduoliniu siurbliu lazeriu, gali būti įvertinta kaip didelė
Nežinoma, ar sumontuotas lazeris yra impulsinis, ar nepertraukiamas. Antruoju atveju abejotinas nepertraukiamo lazerio veikimo laikas ir pertraukos, kurias reikia atlikti tarp darbo režimų. Tikimės, kad „Peresvet BLK“turi nenutrūkstamą lazerinį reaktorių, kurio veikimo laiką riboja tik šaltnešio tiekimas arba neribojamas, jei aušinimas atliekamas kitu būdu.
Šiuo atveju „Peresvet BLK“optinė išėjimo galia gali būti įvertinta 1-3 MW diapazone, tikintis padidinti iki 5-10 MW. Vargu ar įmanoma pataikyti į branduolinį užtaisą net tokiu lazeriu, tačiau orlaivis, įskaitant nepilotuojamą orlaivį ar sparnuotąją raketą, yra gana geras. Taip pat galima užtikrinti beveik visų neapsaugotų erdvėlaivių pralaimėjimą žemose orbitose ir galbūt sugadinti jautrius erdvėlaivių elementus aukštesnėse orbitose.
Taigi pirmasis „Peresvet BLK“taikinys gali būti jautrūs optiniai JAV raketų atakų perspėjimo palydovų elementai, kurie gali veikti kaip priešraketinės gynybos elementas, įvykus netikėtam JAV nuginklavimo smūgiui.
išvadas
Kaip jau minėjome straipsnio pradžioje, yra gana daug būdų, kaip gauti lazerio spinduliuotę. Be aukščiau aptartų, yra ir kitų tipų lazerių, kuriuos galima veiksmingai naudoti kariniuose reikaluose, pavyzdžiui, laisvųjų elektronų lazeris, kuriame galima keisti bangos ilgį plačiu diapazonu iki minkšto rentgeno spindulių. spinduliuotė ir kuriai reikia tik daug elektros energijos, pagamintos mažo dydžio branduolinio reaktoriaus. Toks lazeris aktyviai kuriamas atsižvelgiant į JAV karinio jūrų laivyno interesus. Tačiau laisvo elektronų lazerio naudojimas Peresvet BLK yra mažai tikėtinas, nes šiuo metu praktiškai nėra informacijos apie tokio tipo lazerių plėtrą Rusijoje, išskyrus dalyvavimą Rusijoje Europos rentgeno spindulių programoje. nemokamas elektronų lazeris.
Būtina suprasti, kad tikimybė naudoti tą ar tą sprendimą „Peresvet BLK“pateikiama gana sąlygiškai: tik netiesioginės informacijos, gautos iš atvirų šaltinių, buvimas neleidžia suformuluoti aukšto patikimumo išvadų.
