Laseritest on nende loomisest alates peetud relva, millel on potentsiaal võidelda lahingutega. Alates 20. sajandi keskpaigast on laserid muutunud ulmefilmide, supersõdurite relvade ja tähtedevaheliste laevade lahutamatuks osaks.
Kuid nagu praktikas sageli juhtub, seisid suure võimsusega laserite väljatöötamine silmitsi suurte tehniliste raskustega, mis viisid tõsiasjani, et seni on sõjaväelaserite peamiseks nišiks muutunud nende kasutamine luure-, sihtimis- ja sihtmärgistamissüsteemides. Sellegipoolest ei lõppenud lahinglaserite loomine maailma juhtivates riikides praktiliselt, uue põlvkonna laserrelvade loomise programmid asendasid üksteist.
Varem uurisime laserite arendamise ja laserrelvade loomise mõningaid etappe, samuti õhuväe, relvajõudude maaväe ja õhutõrje laserrelvade, arendamise etappe ja praegust olukorda mereväe laserrelvade loomisel. Praegu on eri riikides laserrelvade loomise programmide intensiivsus nii kõrge, et pole enam mingit kahtlust, et need ilmuvad peagi lahinguväljal. Ja laserirelvade eest kaitsta pole nii lihtne, kui mõned arvavad, vähemalt pole seda kindlasti võimalik hõbedaga teha.
Kui uurite tähelepanelikult laserrelvade arengut välisriikides, märkate, et enamik kavandatud tänapäevaseid lasersüsteeme on rakendatud kiud- ja tahkislaserite baasil. Pealegi on need lasersüsteemid enamasti mõeldud taktikaliste probleemide lahendamiseks. Nende väljundvõimsus on praegu vahemikus 10 kW kuni 100 kW, kuid tulevikus saab seda suurendada kuni 300-500 kW. Venemaal pole taktikalise klassi lahinglaserite loomise kohta praktiliselt mingit teavet, räägime allpool põhjustest, miks see juhtub.
1. märtsil 2018 kuulutas Venemaa president Vladimir Putin koos föderaalsele assambleele koos mitme muu läbimurdega relvasüsteemiga välja peresveti lahingukompleksi (BLK), mille suurus ja otstarve tähendavad selle kasutamist strateegiliste ülesannete lahendamisel.
Võitluslaserkompleks "Peresvet". Jalutage temast mööda dosimeetriga!
Peresveti kompleksi ümbritseb saladuse loor. Muude uusimate relvatüüpide (kompleksid "Dagger", "Avangard", "Zircon", "Poseidon") omadused tunnustati ühel või teisel määral, mis võimaldab meil osaliselt hinnata nende eesmärki ja tõhusust. Samal ajal ei esitatud Peresveti laserikompleksi kohta konkreetset teavet: ei paigaldatud laseri tüübi ega selle energiaallika kohta. Vastavalt puudub teave kompleksi võimekuse kohta, mis omakorda ei võimalda meil mõista selle tegelikke võimeid ning talle seatud eesmärke.
Reklaamvideo:
Laserkiirgust on võimalik saada kümnetel, võib-olla isegi sadadel viisidel. Millist laserkiirguse saamise meetodit rakendatakse Vene uusimas BLK-s "Peresvet"? Küsimusele vastamiseks kaalume Peresvet BLK erinevaid versioone ja hindame nende rakendamise tõenäosuse astet.
Allpool olev teave on autori oletused, mis põhinevad Internetis avaldatud avatud allikatest saadud teabel.
BLK "Peresvet". Täitmise number 1. Kiud-, tahkis- ja vedellaserid
Nagu eespool mainitud, on laserrelvade loomisel peamine suund fiiberoptil põhinevate komplekside arendamine. Miks see juhtub? Kuna kiudlaseritel põhinevate laserpaigaldiste võimsust on lihtne mõõta. Kasutades 5-10 kW moodulipaketti, saate väljundis 50-100 kW kiirgust.
Kas Peresvet BLKi saab nende tehnoloogiate alusel rakendada? Suure tõenäosusega see pole nii. Selle peamiseks põhjuseks on asjaolu, et perestroika aastatel "põgenes" kiudlaserite juhtiv arendaja IRE-Polyus Teadus- ja Tehnikaühendus Venemaalt, mille baasil moodustati rahvusvaheline korporatsioon IPG Photonics Corporation, mis registreeriti Ameerika Ühendriikides ja on nüüd selles valdkonnas maailmas juhtiv. suure võimsusega kiudlaserid. Rahvusvaheline äri ja IPG Photonics Corporation peamine registreerimiskoht tähendab selle ranget kuulekust USA õigusaktidele, mis praegust poliitilist olukorda arvestades ei tähenda kriitiliste tehnoloogiate ülekandmist Venemaale, mis muidugi hõlmab ka võimsate laserite loomise tehnoloogiaid.
IPG Photonics toodab YLS kiudlaserit kuni 100 kW, mida saab integreerida agregaatidesse koguvõimsusega kuni 500 kW. IPG fotooniliste laserite efektiivsus ulatub 50% -ni.
Kas kiudlaserit saavad Venemaal arendada ka muud organisatsioonid? Võib-olla, kuid ebatõenäoline, või kuigi need on väikese energiatarbega tooted. Kiudlaserid on kasumlik kommertstoode, seetõttu näitab suure võimsusega kodumaiste kiudlaserite puudumine turul tõenäoliselt nende tegelikku puudumist.
Sarnane on olukord ka tahkislaseritega. Arvatavasti on nende hulgas partiilahendust keerulisem rakendada, sellest hoolimata on see võimalik ja välisriikides on see kiudlaserite järel teine levinum lahendus. Teavet Venemaa toodangu suure võimsusega tööstuslike tahkislaserite kohta ei leitud. Töö tahkislaseritega toimub Laserfüüsika Uurimise Instituudis RFNC-VNIIEF (ILFI), nii et teoreetiliselt saab tahkislaserit paigaldada Peresvet BLK-sse, kuid praktikas on see ebatõenäoline, kuna alguses ilmneksid tõenäoliselt laserrelvade kompaktsemad proovid või eksperimentaalsed installatsioonid.
Vedelate laserite kohta on veelgi vähem teavet, ehkki on teavet selle kohta, et USA-s HELLADS-programmi (High Energy Liquid Laser Area Defence System, High Energy Liquid Laser Area Defense System) raames töötatakse välja vedela sõjalaseri arendamist (kas see oli välja töötatud, kuid lükati tagasi?), "Kaitsesüsteem, mis põhineb suure energiaga vedelal laseril"). Eeldatavasti vedelate laserite eeliseks on jahutamise võimalus, kuid madalam efektiivsus (efektiivsus) võrreldes tahkislaseritega.
2017. aastal ilmus teave uurimistöö lahutamatu osa (R&D) pakkumismenetluse Polyuse Teadusinstituudi paigutamise kohta, mille eesmärk on luua mobiilne laserkompleks väikeste mehitamata õhusõidukite (UAV) vastu võitlemiseks päevasel ajal ja hämaruses. Kompleks peaks koosnema jälgimissüsteemist ja lennutrajektooride ehitamisest, võimaldades sihtmärgiks laserkiirguse juhtimissüsteemi, mille allikaks on vedellaser. Huvipakkuv on nõue, mis on täpsustatud vedellaseri loomise tööaruandes, ja samal ajal nõue elektrilise kiudlaseri olemasolu kohta kompleksis. Kas see on valetrükk või on välja töötatud (välja töötatud) uut tüüpi kiudlaser, mille kiulis on vedel aktiivne keskkond,vedela laseriga eeliste ühendamine jahutamise mugavuse tagamiseks ja fiiberlaseri eelised emitterpakettide kombineerimiseks.
Kiud-, tahkis- ja vedellaserite peamised eelised on nende kompaktsus, võimalus võimsuse suurendamiseks partiis ja hõlbus integreerimine erinevatesse relvaklassidesse. Kõik see erineb BLK "Peresvet" laserist, mis töötati selgelt välja mitte universaalmoodulina, vaid lahendusena, mis tehti "ühe eesmärgi ja ühe kontseptsiooni kohaselt". Seetõttu võib kiud-, tahkis- ja vedeliklaseritel põhineva BLK "Peresvet" versioonis nr 1 rakendamise tõenäosust pidada madalaks.
BLK "Peresvet". Hukkamise number 2. Gaasidünaamilised ja keemilised laserid
Gaasidünaamilisi ja keemilisi lasereid võib pidada aegunud lahenduseks. Nende peamine puudus on vajadus suure hulga tarbitavate komponentide järele, mis on vajalikud reaktsiooni säilitamiseks, mis tagab laserkiirguse vastuvõtmise. Sellegipoolest arenesid XX sajandi 70–80-ndate aastate arengus kõige enam keemilisi lasereid.
Ilmselt saadi esimest korda NSV Liidus ja USA-s gaasidünaamilistel laseritel pidev kiirgusvõimsus üle 1 megavati, mille töö põhineb ülehelikiirusel liikuvate kuumutatud gaasimasside adiabaatilisel jahutamisel.
NSV Liidus töötati alates XX sajandi 70-ndate aastate keskpaigast välja õhusõidukite laserkompleks A-60, mis on tõenäoliselt relvastatud RD0600-laseri või selle analoogiga. Algselt oli kompleks mõeldud automaatse triiviva õhupallide vastu võitlemiseks. Relvana pidi paigaldama Khimavtomatika Disainibüroo (KBKhA) välja töötatud pideva gaasidünaamikaga megavatt-klassi CO-laser. Testide osana loodi GDT pinkmudelite perekond kiirgusvõimsusega 10 kuni 600 kW. GDT puudused on pikk kiirguse lainepikkus 10,6 μm, mis tagab laserkiire suure difraktsiooni hajutamise.
Kompleks A-60 ja GDL RD0600, välja töötanud KBKhA.
Veelgi suuremad kiirgusvõimsused saadi deuteeriumfluoriidil põhinevate keemiliste laserite ja hapniku-joodi (joodi) laseritega (COIL). Eelkõige loodi Ameerika Ühendriikides strateegilise kaitse algatuse (SDI) programmi raames deuteeriumfluoriidil põhinev keemiline laser mitme megavatti võimsusega; USA riikliku raketitõrjeprogrammi (NMD) raames loodi Boeing ABL (AirBorne Laser) lennunduskompleks hapniku-joodi laseriga, mille võimsus on suurem kui 1 megavatt.
VNIIEF on loonud ja testinud fluori reageerimisel vesinikuga (deuteeriumiga) maailma võimsaimat impulsskeemilist laserit, välja töötanud korduvimpulsslaseri, mille kiirgusenergia on mitu kJ impulsi kohta, impulsi kordumissagedus on 1–4 Hz ja kiirgusdiversioon on difraktsioonipiirile lähedal ja efektiivsus umbes 70% (kõrgeim saavutatud laserite puhul).
Ajavahemikul 1985–2005. töötati välja laserid fluori mitteahelalisel reaktsioonil vesinikuga (deuteerium), kus fluori sisaldava ainena kasutati elektrilahenduses dissotsieeruvat väävelheksafluoriidi SF6 (fotodissotsiatsiooni laser?). Laseri pikaajalise ja ohutu töö tagamiseks korduvate impulsside režiimis on loodud suletud töösegu muutmise tsükliga seadmed. Ahelavälisel keemilisel reaktsioonil põhinevas elektrilahenduslaseris on näidatud võimalus saada difraktsioonipiirile lähedane kiirgusdiversioon, impulsi korduse sagedus kuni 1200 Hz ja keskmine kiirgusvõimsus mitusada vatti.
Boeing ABL.
Laser Systems toodetud keemilise mähise ja 15 kW pideva keemilise mähise funktsionaalskeem.
Gaasdünaamilistel ja keemilistel laseritel on märkimisväärne puudus, enamiku lahenduste puhul on vaja tagada "laskemoona" varude täiendamine, mis sageli koosneb kallitest ja toksilistest komponentidest. Samuti on vaja puhastada laseriga töötamisel tekkivad heitgaasid. Üldiselt on gaasidünaamilisi ja keemilisi lasereid raske nimetada tõhusaks lahenduseks, mistõttu on enamik riike asunud kiud-, tahkis- ja vedellaserite väljatöötamisele.
Kui me räägime laserist, mis põhineb fluori mitteahelalisel reaktsioonil deuteeriumiga, dissotsieerudes elektrilahenduses, töösegu muutmise suletud tsükliga, siis 2005. aastal saadi võimsused umbes 100 kW, on ebatõenäoline, et selle aja jooksul saaks neid viia megavatti tasemele.
Peresvet BLK osas on gaasidünaamilise ja keemilise laseri paigaldamise küsimus sellele üsna vaieldav. Ühest küljest on Venemaal nende laserite osas endiselt olulisi arenguid. Internetis ilmus teave lennunduskompleksi A 60 - A 60M täiustatud versiooni väljatöötamise kohta koos 1 MW laseriga. Räägitakse ka kompleksi "Peresvet" paigutamisest lennukikandjale ", mis võib olla sama medali teine külg. See tähendab, et alguses oleks nad võinud teha võimsama maapealse kompleksi, mis põhineb gaasidünaamilisel või keemilisel laseril, ja nüüd, pärast pekstud rada, paigaldada see lennukikandjale.
"Peresveti" loomise viisid läbi Sarovi tuumakeskuse spetsialistid, Venemaa föderaalses tuumakeskuses - kogu Venemaa eksperimentaalfüüsika uurimisinstituudis (RFNC-VNIIEF), juba mainitud laserfüüsika uuringute instituudis, mis muu hulgas arendab gaasidünaamilisi ja hapniku-joodi lasereid …
Teisest küljest, sõltumata sellest, mida öelda, gaasidünaamilised ja keemilised laserid on aegunud tehnilised lahendused. Lisaks ringleb aktiivselt teave tuumaenergiaallika olemasolu kohta Peresvet BLK-is, et laserit toita, ja Sarovis tegelevad nad rohkem viimaste läbimurdetehnoloogiate loomisega, mida sageli seostatakse tuumaenergiaga.
Eelnevale tuginedes võib eeldada, et Peresvet BLK rakendamise tõenäosus teostuses nr 2 gaasidünaamiliste ja keemiliste laserite põhjal võib olla mõõdukas.
Tuumapumbatud laserid
1960. aastate lõpus alustati NSV Liidus tööd suure võimsusega tuumapumpadega laserite loomiseks. Alguses olid VNIIEF-i, I. A. E. Kurchatov ja Moskva Riikliku Ülikooli Tuumafüüsika Uurimisinstituut. Siis liitusid nendega MEPhI, VNIITF, IPPE ja teiste keskuste teadlased. Aastal 1972 ergutas VNIIEF heeliumi ja ksenooni segu uraani lõhustumisfragmentidega, kasutades VIR 2 impulssreaktorit.
Aastatel 1974–1976. eksperimente tehakse TIBR-1M reaktoris, kus laserkiirguse võimsus oli umbes 1-2 kW. Aastal 1975 töötati impulssreaktori VIR-2 alusel välja kahe kanaliga laserpaigaldus LUNA-2, mis töötas veel 2005. aastal ja on võimalik, et see töötab endiselt. 1985. aastal pumbati LUNA-2M rajatises esimest korda maailmas neoonlaserit.
Paigaldamine LUNA-2M.
1980ndate alguses töötasid VNIIEF-i teadlased välja ja valmistasid 4-kanalise lasermooduli LM-4, et luua pidevas režiimis töötav tuumalaser-element. Süsteemi ergastab BIGR reaktori neutronvoog. Genereerimise kestus määratakse reaktori kiiritusimpulsi kestusega. Esmakordselt maailmas demonstreeriti praktikas tuumapumbalaserites püsivust ja demonstreeriti põiksuunalise gaasi ringluse meetodi tõhusust. Laserkiirguse võimsus oli umbes 100 W.
Paigaldamine LM-4.
2001. aastal täiustati LM-4 seadet ja see sai tähistuse LM-4M / BIGR. Mitmeelemendilise tuumalaserseadme tööd pidevas režiimis näidati pärast rajatise 7-aastast konserveerimist ilma optilisi ja kütuseelemente asendamata. Paigaldamist LM-4 võib pidada reaktor-laser (RL) prototüübiks, millel on kõik omadused, välja arvatud iseseiseva tuumaahela reaktsiooni võimalus.
2007. aastal pandi LM-4 mooduli asemel tööle kaheksa kanaliga lasermoodul LM-8, milles võimaldati nelja ja kahe laserkanali järjestikune liitmine.
Paigaldamine LM-8.
Laserreaktor on autonoomne seade, mis ühendab lasersüsteemi ja tuumareaktori funktsioonid. Laserreaktori aktiivne tsoon on teatud arvu laserrakkude komplekt, mis on teatud viisil paigutatud neutronide moderaatori maatriksisse. Laserirakkude arv võib varieeruda sadadest mitme tuhandeni. Uraani üldkogus on vahemikus 5-7 kg kuni 40-70 kg, lineaarsed mõõtmed 2–5 m.
VNIIEF-is viidi läbi esialgsed hinnangud 100 kW ja suurema laservõimsusega laserreaktorite erinevate versioonide peamistele energia-, tuuma-füüsikalistele, tehnilistele ja tööparameetritele, mis töötavad sekundi murdosadest kuni pidevrežiimini. Arvesse võeti reaktorid - laserid, mille kuumus akumuleerub reaktorisüdamikus kaatrites, mille kestus on piiratud südamiku lubatava kuumutamisega (soojusmahtuvuslik radari) ja pideva radariga koos soojusenergia eemaldamisega tuumast väljapoole.
Pideva toimega soojusmahtuvus RL ja RL.
Eeldatavasti peaks laserreaktor, mille laseri võimsus on suurusjärgus 1 MW, sisaldama umbes 3000 laserrakku.
Venemaal tehti tuumapumbalaseritega intensiivset tööd mitte ainult VNIIEF-is, vaid ka Föderaalses Riiklikus Ühtses Ettevõttes “Vene Föderatsiooni Riiklik Teaduslik Keskus - füüsika- ja energeetikainstituudis nime saanud A. I. Leipunsky ", nagu tõestab patent RU 2502140 loomiseks" Reaktor-laserpaigaldus otsese pumpamisega lõhustuvate fragmentide abil ".
Venemaa Föderatsiooni Riikliku Uurimiskeskuse IPPE spetsialistid on välja töötanud impulssreaktori-lasersüsteemi energiamudeli - tuumapumbaga optilise kvantvõimendi (OKUYAN).
Lasermoodul põhineb reaktoril BARS-5 ja lasermoodulis 37 kanaliga kassett.
OKUYAN põhineb BARS-6 reaktoril.
Meenutades Venemaa kaitseministri asetäitja Juri Borisovi avaldust eelmise aasta intervjuus ajalehele Krasnaja Zvezda („Teenusesse on astunud lasersüsteemid, mis võimaldavad desaktiveerida potentsiaalse vaenlase ja lüüa kõik need objektid, mis on selle süsteemi laserkiire sihtmärgiks. Meie tuumateadlased on õppinud energia koondama. mis on vajalikud vaenlase vastavate relvade lüüasaamiseks praktiliselt hetkega, sekundi murdosa jooksul ), võime öelda, et Peresvet BLK pole varustatud väikesemahulise tuumareaktoriga, mis varustab laserit elektrienergiaga, vaid laserreaktoriga, milles lõhustumise energia muundatakse otse laserkiirgus.
Kahtlust tekitab vaid eelnimetatud ettepanek panna Peresvet BLK lennukile. Ükskõik, kuidas tagate kandelennuki töökindluse, on alati oht õnnetuseks ja lennuõnnetuseks koos järgneva radioaktiivsete materjalide hajutamisega. Siiski on võimalik, et on olemas võimalusi radioaktiivsete materjalide leviku tõkestamiseks, kui kandja kukub. Jah, ja meil on juba reisilennukil lendav reaktor, petrel.
Eelnevale tuginedes võib eeldada, et Peresvet BLK versioonis nr 3 tuumapumbaga laseril põhineva rakenduse tõenäosust saab hinnata kõrgeks.
Pole teada, kas paigaldatud laser on impulss või pidev. Teisel juhul on pideva laseri töö aeg ja pausid, mis tuleb töörežiimide vahel läbi viia, küsitav. Loodetavasti on Peresvet BLK-l pidev laserreaktor, mille tööaeg on piiratud ainult jahutusvedeliku tarnimisega või pole piiratud juhul, kui jahutamine toimub muul viisil.
Sel juhul võib Peresvet BLK väljundi optilist võimsust hinnata vahemikus 1–3 MW, kasvades kuni 5–10 MW. Vaevalt on sellise tuumalõhkepeaga võimalik lüüa, isegi lennukiga, sealhulgas mehitamata õhusõidukiga või kruiisiraketiga on asi üsna. Samuti on võimalik tagada peaaegu kõigi kaitsmata kosmoselaevade hävitamine madalatel orbiitidel ja kahjustada kosmoselaevade tundlikke elemente kõrgematel orbiitidel.
Seega võivad Peresvet BLK-i esimeseks sihtmärgiks olla USA raketirünnaku hoiatussatelliitide tundlikud optilised elemendid, mis võivad USA üllatusrelvast desarmeerimise korral toimida raketikaitse elemendina.
järeldused
Nagu me artikli alguses ütlesime, on laserkiirguse saamiseks üsna palju võimalusi. Lisaks ülalpool käsitletule on ka muud tüüpi lasereid, mida saab sõjalistes asjades tõhusalt kasutada, näiteks vaba elektronlaser, milles on võimalik lainepikkust varieerida laias vahemikus kuni pehme röntgenikiirguse tekkeni ja mis vajab lihtsalt palju väikese energiaga toodetud elektrienergiat. tuumareaktor. Sellist laserit arendatakse aktiivselt USA mereväe huvides. Vaba elektronlaseri kasutamine Peresvet BLK-s on aga ebatõenäoline, kuna praegu pole Venemaal Venemaal osalemise kohta Euroopa röntgenvabade elektronide laserprogrammis praktiliselt teavet seda tüüpi laserite arendamise kohta Venemaal.
On vaja mõista, et selle või selle lahenduse kasutamise tõenäosuse hindamine Peresvet BLK-is antakse pigem tinglikult: ainult avatud allikatest saadud kaudse teabe olemasolu ei võimalda suure usaldusväärsusega järeldusi teha.
Võimalik, et järeldus tuumapumbaga laseri Peresvet BLK-s kasutamise suure tõenäosuse kohta tehakse osaliselt mitte ainult objektiivsete tegurite, vaid ka autori varjatud soovi põhjal. Kui Venemaal luuakse tõepoolest tuumapumbaga laser, mille võimsus on megavatti või rohkem, avab see äärmiselt huvitavad väljavaated relvasüsteemide loomiseks, mis suudavad lahinguvälja välimust radikaalselt muuta. Kuid me räägime sellest teises artiklis.
PS Kui jätta välja küsimused ja vaidlused atmosfääri ja ilmastiku mõjust laserite toimimisele, on tungivalt soovitatav uurida AS Boreisho raamatut "Võimsad liikuvad keemilised laserid", vähemalt 6. peatükki pealkirjaga "Laserkiirguse levimine töökaugustel".
Autor: Andrey Mitrofanov
