Lazeriniai ginklai visada yra prieštaringi. Vieni mano, kad tai ateities ginklas, o kiti kategoriškai neigia tikimybę, kad artimiausiu metu atsiras veiksmingų tokių ginklų pavyzdžių. Žmonės galvojo apie lazerinius ginklus dar prieš jiems pasirodant, prisiminkime klasikinį Aleksejaus Tolstojaus kūrinį „Inžinieriaus Garino hiperboloidas“(žinoma, kūrinys nurodo ne tiksliai lazerį, o ginklą, artimą jam veikiant ir pasekmėms) nuo jo naudojimo).
Tikro lazerio sukūrimas XX amžiaus 50–60 dešimtmetyje vėl iškėlė lazerinių ginklų temą. Per kelis dešimtmečius tai tapo nepakeičiamu mokslinės fantastikos filmų bruožu. Tikros sėkmės buvo daug kuklesnės. Taip, lazeriai užėmė svarbią žvalgybos ir taikinių nustatymo sistemų nišą, jie yra plačiai naudojami pramonėje, tačiau kaip naikinimo priemonė jų galia vis dar buvo nepakankama, o jų svorio ir dydžio charakteristikos buvo nepriimtinos. Kaip vystėsi lazerinės technologijos, kiek jos šiuo metu yra paruoštos kariniams tikslams?
Pirmasis lazeris buvo sukurtas 1960 m. Tai buvo impulsinis kietojo kūno lazeris, pagrįstas dirbtiniu rubinu. Sukūrimo metu tai buvo aukščiausios technologijos. Šiais laikais tokį lazerį galima surinkti namuose, o jo impulsų energija gali siekti 100 J.
Azoto lazerį įdiegti dar paprasčiau; jo įgyvendinimui nereikia sudėtingų komercinių produktų; jis gali veikti net naudojant azotą, esantį atmosferoje. Tiesiomis rankomis jį galima lengvai surinkti namuose.
Nuo pirmojo lazerio sukūrimo buvo rasta daugybė būdų, kaip gauti lazerio spinduliuotę. Yra kietojo kūno lazeriai, dujų lazeriai, dažymo lazeriai, laisvųjų elektronų lazeriai, pluošto lazeriai, puslaidininkiniai lazeriai ir kiti lazeriai. Be to, lazeriai skiriasi sužadinimo būdu. Pavyzdžiui, įvairių konstrukcijų dujiniuose lazeriuose aktyviąją terpę gali sužadinti optinė spinduliuotė, elektros srovės iškrovimas, cheminė reakcija, branduolinis siurbimas, terminis siurbimas (dujų dinaminiai lazeriai, GDL). Atsiradus puslaidininkiniams lazeriams, atsirado DPSS tipo lazeriai (diodinis siurbiamas kietojo kūno lazeris).
Įvairios konstrukcijos lazeriai skleidžia skirtingų bangų ilgio spinduliuotę-nuo minkštųjų rentgeno spindulių iki infraraudonųjų spindulių. Kuriami sunkieji rentgeno ir gama lazeriai. Tai leidžia pasirinkti lazerį, atsižvelgiant į išspręstą problemą. Kalbant apie karinius tikslus, tai reiškia, pavyzdžiui, galimybę pasirinkti lazerį su tokio bangos ilgio spinduliuote, kurią minimaliai sugeria planetos atmosfera.
Sukūrus pirmąjį prototipą, galia nuolat didėjo, pagerėjo lazerių svorio ir dydžio charakteristikos bei efektyvumas (efektyvumas). Tai labai aiškiai matyti lazerinių diodų pavyzdyje. Praėjusio šimtmečio 90-aisiais plačiai parduodami lazeriniai rodyklės, kurių galia 2-5 mW, 2005-2010 m. Jau buvo galima įsigyti 200-300 mW lazerinę rodyklę, dabar, 2019 m. parduodami lazeriniai rodyklės, kurių optinė galia yra 7. AntradienisRusijoje yra infraraudonųjų spindulių lazerinių diodų moduliai su optinio pluošto išvestimi, optinė galia 350 W.
Lazerinių diodų galios padidėjimo greitis yra panašus į procesorių skaičiavimo galios padidėjimo greitį, remiantis Moore'o įstatymu. Žinoma, lazeriniai diodai netinka koviniams lazeriams kurti, tačiau jie, savo ruožtu, naudojami efektyviems kietojo kūno ir pluošto lazeriams siurbti. Lazerinių diodų atveju elektros energijos pavertimo optine energija efektyvumas gali būti didesnis nei 50%, teoriškai galite gauti daugiau nei 80%efektyvumo. Didelis efektyvumas ne tik sumažina energijos tiekimo reikalavimus, bet ir supaprastina lazerinės įrangos aušinimą.
Svarbus lazerio elementas yra spindulio fokusavimo sistema - kuo mažesnis taško plotas ant taikinio, tuo didesnis galios tankis leidžia sugadinti. Pažanga kuriant sudėtingas optines sistemas ir naujų aukštos temperatūros optinių medžiagų atsiradimas leidžia sukurti labai efektyvias fokusavimo sistemas. Amerikos eksperimentinio kovinio lazerio HEL fokusavimo ir taikymo sistemą sudaro 127 veidrodžiai, lęšiai ir šviesos filtrai.
Kitas svarbus komponentas, suteikiantis galimybę sukurti lazerinius ginklus, yra sistemų, skirtų nukreipti ir išlaikyti spindulį ant taikinio, kūrimas. Norint pataikyti į taikinius „momentiniu“šūviu, per sekundės dalį reikia gigavatų galios, tačiau tokių lazerių ir maitinimo šaltinių sukūrimas ant mobilios važiuoklės yra tolimos ateities klausimas. Atitinkamai, norint sunaikinti taikinius lazeriais, kurių galia yra šimtai kilovatų - dešimtys megavatų, būtina kurį laiką (nuo kelių sekundžių iki kelių dešimčių sekundžių) išlaikyti taikinio lazerio spinduliuotės tašką. Tam reikia didelio tikslumo ir didelės spartos pavarų, galinčių sekti taikinį lazerio spinduliu, pagal valdymo sistemą.
Šaudant dideliu nuotoliu, nukreipimo sistema turi kompensuoti atmosferos sukeltus iškraipymus, kuriems nukreipimo sistemoje gali būti naudojami keli įvairiems tikslams skirti lazeriai, užtikrinantys tikslų pagrindinio „kovinio“lazerio nukreipimą į taikinį.
Kokie lazeriai buvo prioritetiškai sukurti ginklų srityje? Kadangi nėra didelio galingumo optinio siurbimo šaltinių, tokie tapo dujiniai ir cheminiai lazeriai.
XX amžiaus pabaigoje visuomenės nuomonę sukėlė Amerikos strateginės gynybos iniciatyvos (SDI) programa. Vykdant šią programą buvo planuojama dislokuoti ant žemės ir kosmose lazerinius ginklus, kad būtų nugalėtos sovietinės tarpžemyninės balistinės raketos (ICBM). Norėdami patekti į orbitą, jis turėjo naudoti branduolinius siurblius lazerius, skleidžiančius rentgeno spindulių diapazoną, arba cheminius lazerius, kurių galia yra iki 20 megavatų.
SDI programa susidūrė su daugybe techninių sunkumų ir buvo uždaryta. Tuo pačiu metu kai kurie pagal programą atlikti tyrimai leido gauti pakankamai galingus lazerius. 1985 metais deuterio fluorido lazeris, kurio išėjimo galia 2,2 megavatų, sunaikino skystą raketinę balistinę raketą, pritvirtintą 1 kilometro atstumu nuo lazerio. Dėl 12 sekundžių švitinimo raketos korpuso sienos prarado jėgą ir buvo sunaikintos dėl vidinio slėgio.
SSRS taip pat buvo kuriami koviniai lazeriai. XX amžiaus aštuntajame dešimtmetyje buvo pradėtas kurti „Skif“orbitinė platforma su dujų dinaminiu lazeriu, kurio galia 100 kW. Didelio dydžio maketas „Skif-DM“(erdvėlaivis „Polyus“) į Žemės orbitą buvo paleistas 1987 m., Tačiau dėl daugybės klaidų jis nepateko į apskaičiuotą orbitą ir buvo užtvindytas Ramiajame vandenyne balistine trajektorija. SSRS žlugimas nutraukė šį ir panašius projektus.
SSRS buvo atlikti didelio masto lazerinių ginklų tyrimai pagal programą „Terra“. Zoninės raketų ir prieš kosminės gynybos sistemos su spindulių smūgio elementu programa, pagrįsta didelės galios lazeriniais ginklais „Terra“, buvo įgyvendinta nuo 1965 iki 1992 m. Remiantis atvirais duomenimis, pagal šią programą buvo naudojami dujų dinaminiai lazeriai. buvo sukurti kietojo kūno lazeriai, sprogstamasis jodo fotodisociacija ir kiti tipai.
Taip pat SSRS nuo XX amžiaus aštuntojo dešimtmečio vidurio buvo sukurtas orlaivių lazerių kompleksas A-60, pagrįstas lėktuvu Il-76MD. 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. Galima manyti, kad A-60 komplekso bandymo metu ant jo buvo sumontuotas 100 kW galios lazeris.
Buvo atliktos kelios dešimtys skrydžių, išbandant lazerio įrenginį ant stratosferos baliono, esančio 30–40 km aukštyje, ir į La-17 taikinį. Kai kurie šaltiniai nurodo, kad kompleksas su lėktuvu A-60 buvo sukurtas kaip aviacijos lazerinis priešraketinės gynybos komponentas pagal programą „Terra-3“.
Kokie lazerių tipai šiuo metu yra perspektyviausi kariniams tikslams? Turėdami visus dujų dinaminių ir cheminių lazerių privalumus, jie turi reikšmingų trūkumų: sunaudojamų komponentų poreikis, paleidimo inercija (kai kurių šaltinių teigimu, iki vienos minutės), didelis šilumos išsiskyrimas, dideli matmenys ir panaudotų komponentų išeiga aktyvios terpės. Tokius lazerius galima dėti tik ant didelių laikmenų.
Šiuo metu didžiausios perspektyvos turi kietojo kūno ir pluošto lazeriai, kurių veikimui reikia tik aprūpinti juos pakankama galia. JAV karinis jūrų laivynas aktyviai kuria nemokamų elektroninių lazerių technologiją. Svarbus pluoštinių lazerių privalumas yra jų mastelis, t.y. galimybė sujungti kelis modulius, kad gautumėte daugiau galios. Atvirkštinis mastelio keitimas taip pat yra svarbus, jei sukuriamas kietojo kūno lazeris, kurio galia yra 300 kW, tai tikrai galima sukurti mažesnio dydžio lazerį, kurio galia, pavyzdžiui, 30 kW.
Kokia padėtis pluošto ir kietojo kūno lazeriuose Rusijoje? SSRS mokslas lazerių kūrimo ir kūrimo požiūriu buvo pažangiausias pasaulyje. Deja, SSRS žlugimas viską pakeitė. Vieną didžiausių pasaulyje pluoštinių lazerių kūrimo ir gamybos įmonių „IPG Photonics“įkūrė rusas V. P. Gaponcevas, Rusijos kompanijos „NTO IRE-Polyus“pagrindu. Patronuojanti bendrovė „IPG Photonics“šiuo metu yra registruota JAV. Nepaisant to, kad viena didžiausių „IPG Photonics“gamybos vietų yra Rusijoje (Fryazino, Maskvos sritis), bendrovė veikia pagal JAV įstatymus ir jos lazeriai negali būti naudojami Rusijos ginkluotosiose pajėgose, įskaitant įmonę, kuri privalo laikytis sankcijų. primestas Rusijai.
Tačiau „IPG Photonics“pluošto lazerių galimybės yra labai didelės. IPG didelės galios nepertraukiamo bangos pluošto lazeriai turi galios diapazoną nuo 1 kW iki 500 kW, taip pat platų bangų ilgių diapazoną, o elektros energijos konvertavimo į optinę energiją efektyvumas siekia 50%. IPG pluošto lazerių skirtingos charakteristikos yra daug pranašesnės už kitus didelės galios lazerius.
Ar Rusijoje yra kitų šiuolaikinių didelės galios pluošto ir kietojo kūno lazerių kūrėjų ir gamintojų? Sprendžiant iš komercinių pavyzdžių, Nr.
Vietinis pramonės segmento gamintojas siūlo dujinius lazerius, kurių didžiausia galia yra dešimtys kW. Pavyzdžiui, bendrovė „Lazerinės sistemos“2001 metais pristatė 10 kW galios deguonies-jodo lazerį, kurio cheminis efektyvumas viršija 32%, o tai yra perspektyviausias kompaktiškas autonominis tokio tipo galingos lazerio spinduliuotės šaltinis. Teoriškai deguonies jodo lazeriai gali pasiekti iki vieno megavato galios lygį.
Tuo pačiu metu negalima visiškai atmesti galimybės, kad rusų mokslininkams pavyko padaryti proveržį kita kryptimi kuriant didelės galios lazerius, remiantis giliu lazerinių procesų fizikos supratimu.
2018 metais Rusijos prezidentas Vladimiras Putinas paskelbė apie lazerių kompleksą „Peresvet“, skirtą priešraketinės gynybos misijoms spręsti ir priešo orbitoms sunaikinti. Informacija apie „Peresvet“kompleksą yra įslaptinta, įskaitant naudojamo lazerio tipą (lazerius?) Ir optinę galią.
Galima daryti prielaidą, kad labiausiai tikėtinas kandidatas įrengti šį kompleksą yra dujinis dinaminis lazeris, A-60 programai sukurto lazerio palikuonis. Šiuo atveju „Peresvet“komplekso lazerio optinė galia gali būti 200–400 kilovatų, optimistiniu scenarijumi-iki 1 megavato. Anksčiau minėtas deguonies-jodo lazeris gali būti laikomas kitu kandidatu.
Jei tai darysime, tada „Peresvet“komplekso pagrindinės transporto priemonės salono pusėje yra dyzelinis arba benzininis elektros srovės generatorius, kompresorius, cheminių komponentų laikymo skyrius, lazeris su aušinimo sistema ir Manoma, kad lazerio spindulių valdymo sistema yra serijinė. Radaras ar taikinio aptikimo OLS niekur nematyti, o tai reiškia išorinio taikinio paskyrimą.
Bet kokiu atveju šios prielaidos gali pasirodyti klaidingos tiek dėl to, kad vietiniai kūrėjai gali sukurti iš esmės naujus lazerius, tiek dėl to, kad trūksta patikimos informacijos apie „Peresvet“komplekso optinę galią. Visų pirma spaudoje buvo informacijos apie mažo dydžio branduolinio reaktoriaus, kaip energijos šaltinio, buvimą „Peresvet“komplekse. Jei tai tiesa, komplekso konfigūracija ir galimos charakteristikos gali būti visiškai skirtingos.
Kokios galios reikia, kad lazeris būtų efektyviai panaudotas kariniams tikslams kaip naikinimo priemonė? Tai labai priklauso nuo numatyto naudojimo tikslo ir pataikytų taikinių pobūdžio, taip pat nuo jų sunaikinimo būdo.
Vitebsko oro gynybos komplekse yra aktyvi trukdymo stotis L-370-3S. Jis neutralizuoja įeinančias priešo raketas su terminiu nukreipimo galvute, apakindamas infraraudonųjų spindulių lazerio spinduliuotę. Atsižvelgiant į L-370-3S aktyvios trukdymo stoties matmenis, lazerio spinduolio galia yra ne daugiau kaip kelios dešimtys vatų. Vargu ar to pakanka, kad būtų sunaikinta raketos šiluminė nukreipimo galvutė, tačiau to visiškai pakanka laikinam apakimui.
Atliekant „A-60“komplekso bandymus su 100 kW lazeriu, nukentėjo L-17 taikiniai, reiškiantys reaktyvinio lėktuvo analogą. Sunaikinimo nuotolis nežinomas, galima manyti, kad tai buvo apie 5-10 km.
Užsienio lazerinių sistemų bandymų pavyzdžiai:
[
Remdamiesi tuo, kas išdėstyta, galime daryti prielaidą:
-norint sunaikinti mažus UAV 1-5 kilometrų atstumu, reikalingas 2-5 kW galios lazeris;
-norint sunaikinti nevaldomas minas, sviedinius ir didelio tikslumo šaudmenis 5-10 kilometrų atstumu, reikalingas 20-100 kW galios lazeris;
-100–500 km atstumu pataikyti į taikinius, tokius kaip lėktuvas ar raketa, reikalingas 1–10 MW galios lazeris.
Nurodytų galių lazeriai jau egzistuoja arba bus sukurti artimiausioje ateityje. Kokius lazerinių ginklų tipus artimiausiu metu gali naudoti oro pajėgos, sausumos pajėgos ir karinis jūrų laivynas, mes apsvarstysime šio straipsnio tęsinyje.
