Siden starten har lasere blitt sett på som våpen med potensial til å revolusjonere kamp. Siden midten av 1900 -tallet har lasere blitt en integrert del av science fiction -filmer, våpen fra supersoldater og interstellare skip.
Imidlertid, som ofte er tilfellet i praksis, møtte utviklingen av lasere med høy effekt store tekniske vanskeligheter, noe som har ført til at hovednisje for militære lasere til nå har blitt deres bruk i rekognoserings-, sikte- og målbetegnelsessystemer. Likevel stoppet arbeidet med opprettelsen av kamplasere i de ledende landene i verden praktisk talt ikke, programmer for opprettelse av nye generasjoner laservåpen erstattet hverandre.
Tidligere har vi undersøkt noen av stadiene i utviklingen av lasere og opprettelsen av laservåpen, samt utviklingstrinnene og den nåværende situasjonen i etableringen av laservåpen for luftvåpenet, laservåpen for bakkestyrker og luftforsvar, laservåpen for marinen. For øyeblikket er intensiteten av programmer for fremstilling av laservåpen i forskjellige land så høy at det ikke lenger er tvil om at de snart vil vises på slagmarken. Og det vil ikke være så lett å beskytte deg mot laservåpen som noen tror, i hvert fall vil det definitivt ikke være mulig å gjøre med sølv.
Hvis du ser nøye på utviklingen av laservåpen i utlandet, vil du legge merke til at de fleste foreslåtte moderne lasersystemene er implementert på grunnlag av fiber- og solid-state lasere. Dessuten er disse lasersystemene for det meste designet for å løse taktiske problemer. Utgangseffekten deres varierer for tiden fra 10 kW til 100 kW, men i fremtiden kan den økes til 300-500 kW. I Russland er det praktisk talt ingen informasjon om arbeidet med å lage kamplasere i taktisk klasse, vi vil snakke om årsakene til at dette skjer nedenfor.
1. mars 2018 kunngjorde Russlands president Vladimir Putin, i løpet av sitt budskap til forbundsforsamlingen, sammen med en rekke andre banebrytende våpensystemer, Peresvet laserkampkompleks (BLK), hvis størrelse og hensikt innebærer bruk for å løse strategiske oppgaver.
Peresvet -komplekset er omgitt av et hemmeligholdsslør. Egenskapene til andre nyeste våpentyper (kompleksene Dagger, Avangard, Zircon, Poseidon) ble uttrykt i en eller annen grad, noe som delvis gjør det mulig å bedømme deres formål og effektivitet. Samtidig ble det ikke gitt noen spesifikk informasjon om laserkomplekset Peresvet: verken typen installert laser eller energikilde for den. Følgelig er det ingen informasjon om kompleksets kapasitet, noe som igjen ikke lar oss forstå dets virkelige evner og målene og målene som er satt for det.
Laserstråling kan fås på flere titalls, kanskje til og med hundrevis av måter. Så hvilken metode for å skaffe laserstråling er implementert i den nyeste russiske BLK "Peresvet"? For å svare på spørsmålet, vil vi vurdere ulike versjoner av Peresvet BLK og estimere sannsynligheten for implementering av dem.
Informasjonen nedenfor er forfatterens forutsetninger basert på informasjon fra åpne kilder som er lagt ut på Internett
BLK "Peresvet". Utførelsesnummer 1. Fiber, solid state og flytende lasere
Som nevnt ovenfor er hovedtrenden i utviklingen av laservåpen utvikling av komplekser basert på fiberoptikk. Hvorfor skjer dette? Fordi det er enkelt å skalere kraften til laserinstallasjoner basert på fiberlasere. Ved å bruke en pakke med 5-10 kW moduler, oppnå 50-100 kW stråling ved utgangen.
Kan Peresvet BLK implementeres på grunnlag av disse teknologiene? Det er høyst sannsynlig at det ikke er det. Hovedårsaken til dette er at i løpet av årene med perestroika, den ledende utvikleren av fiberlasere, IRE-Polyus Scientific and Technical Association, "flyktet" fra Russland, på grunnlag av hvilket det transnasjonale selskapet IPG Photonics Corporation ble dannet, registrert i USA og er nå verdens ledende i bransjen. høyeffektfiberlasere. Internasjonal virksomhet og hovedstedet for registrering av IPG Photonics Corporation innebærer dens strenge lydighet mot amerikansk lovgivning, som, gitt den nåværende politiske situasjonen, ikke innebærer overføring av kritisk teknologi til Russland, som selvfølgelig inkluderer teknologier for å lage høy- kraftlasere.
Kan fiberlasere utvikles i Russland av andre organisasjoner? Kanskje, men usannsynlig, eller mens dette er produkter med lav effekt. Fiberlasere er et lønnsomt kommersielt produkt; derfor tyder fraværet av høyeffekts innenlandske fiberlasere på markedet mest sannsynlig på deres faktiske fravær.
Situasjonen er lik med solid-state lasere. Antageligvis er det vanskeligere å implementere en batchløsning av disse, men det er likevel mulig, og i utlandet er dette den nest mest utbredte løsningen etter fiberlasere. Informasjon om industrielle solid-state lasere med høy effekt fra Russland ble ikke funnet. Arbeid med solid-state lasere utføres ved Institute of Laser Physics Research RFNC-VNIIEF (ILFI), så teoretisk sett kan en solid-state laser installeres i Peresvet BLK, men i praksis er dette lite sannsynlig siden begynnelsen mer kompakte prøver av laservåpen vil mest sannsynlig dukke opp eller eksperimentelle installasjoner.
Det er enda mindre informasjon om flytende lasere, selv om det er informasjon om at en flytende krigslaser er under utvikling (ble den utviklet, men ble den avvist?) I USA som en del av HELLADS -programmet (High Energy Liquid Laser Area Defense System, "Forsvarssystem basert på en højenergi flytende laser"). Antagelig har flytende lasere fordelen av å kunne avkjøle, men lavere effektivitet (effektivitet) sammenlignet med solid-state lasere.
I 2017 dukket det opp informasjon om plassering av Polyus Research Institute på et anbud på en integrert del av forskningsarbeid (FoU), hvis formål er å lage et mobilt laserkompleks for å bekjempe små ubemannede luftfartøyer (UAV) i dagtid og skumringsforhold. Komplekset bør bestå av et sporingssystem og konstruksjon av målflyveier, som gir målbetegnelse for veiledningssystemet for laserstråling, hvis kilde vil være en flytende laser. Av interesse er kravet spesifisert i arbeidserklæringen om opprettelse av en flytende laser, og samtidig kravet om tilstedeværelse av en kraftfiberlaser i komplekset. Enten er det en trykkfeil, eller så er det utviklet (utviklet) en ny type fiberlaser med et flytende aktivt medium i en fiber, som kombinerer fordelene med en flytende laser når det gjelder kjølingens bekvemmelighet og en fiberlaser i å kombinere emitter pakker.
De viktigste fordelene med fiber, solid-state og flytende lasere er deres kompakthet, muligheten for en batchøkning i kraft og enkel integrering i forskjellige våpensklasser. Alt dette er ulikt BLK "Peresvet" -laseren, som tydelig ble utviklet ikke som en universell modul, men som en løsning laget "med et enkelt formål, i henhold til et enkelt konsept."Derfor kan sannsynligheten for implementering av BLK "Peresvet" i versjon nr. 1 på grunnlag av fiber-, solid-state og flytende lasere vurderes som lav
BLK "Peresvet". Utførelsesnummer 2. Gass-dynamiske og kjemiske lasere
Gassdynamiske og kjemiske lasere kan betraktes som en utdatert løsning. Deres største ulempe er behovet for et stort antall forbruksvarer som kreves for å opprettholde reaksjonen, noe som sikrer mottak av laserstråling. Likevel var det kjemiske lasere som var mest utviklet i utviklingen på 70-80 -tallet på XX -tallet.
Tilsynelatende ble det for første gang oppnådd kontinuerlig strålingskraft på mer enn 1 megawatt i Sovjetunionen og USA på gassdynamiske lasere, hvis operasjon er basert på adiabatisk kjøling av oppvarmede gassmasser som beveger seg med supersonisk hastighet.
I Sovjetunionen, siden midten av 70-tallet på XX-tallet, ble et luftbåren laserkompleks A-60 utviklet på grunnlag av Il-76MD-flyet, antagelig bevæpnet med en RD0600-laser eller analog. Opprinnelig var komplekset ment å bekjempe automatiske drivballonger. Som et våpen skulle en kontinuerlig gass-dynamisk CO-laser av en megawatt-klasse utviklet av Khimavtomatika Design Bureau (KBKhA) installeres. Som en del av testene ble det opprettet en familie av GDT -benkeprøver med en strålingseffekt fra 10 til 600 kW. Ulempene med GDT er den lange strålingsbølgelengden på 10,6 μm, som gir en høy diffraksjonsdivergens av laserstrålen.
Enda høyere strålingskrefter ble oppnådd med kjemiske lasere basert på deuteriumfluorid og med oksygenjod (jod) lasere (COILer). Spesielt ble det innenfor rammen av Strategic Defense Initiative (SDI) -programmet i USA opprettet en kjemisk laser basert på deuteriumfluorid med en effekt på flere megawatt; innenfor rammen av US National Anti-Ballistic Missile Defense (NMD)) -programmet, Boeing ABL (AirBorne Laser) luftfartskompleks med en oksygen-jodlaser med en effekt i størrelsesorden 1 megawatt.
VNIIEF har laget og testet verdens kraftigste pulserende kjemiske laser ved reaksjon av fluor med hydrogen (deuterium), utviklet en repetitivt pulserende laser med en strålingsenergi på flere kJ per puls, en pulsrepetisjonshastighet på 1–4 Hz, og en strålingsdivergens nær diffraksjonsgrensen og en effektivitet på omtrent 70% (den høyeste oppnådd for lasere).
I perioden fra 1985 til 2005. lasere ble utviklet på ikke-kjedereaksjonen av fluor med hydrogen (deuterium), der svovelheksafluorid SF6 ble brukt som et fluorholdig stoff, som dissosierte i en elektrisk utladning (fotodissosieringslaser?). For å sikre langsiktig og sikker drift av laseren i en repetitivt pulserende modus, er det opprettet installasjoner med en lukket syklus for å endre arbeidsblandingen. Muligheten for å oppnå en strålingsdivergens nær diffraksjonsgrensen, en pulsrepetisjonshastighet på opptil 1200 Hz og en gjennomsnittlig strålingseffekt på flere hundre watt er vist.
Gassdynamiske og kjemiske lasere har en betydelig ulempe, i de fleste løsninger er det nødvendig å sikre påfyll av "ammunisjon" -lageret, som ofte består av dyre og giftige komponenter. Det er også nødvendig å rengjøre utgangsgassene som oppstår ved bruk av laseren. Generelt er det vanskelig å kalle gass-dynamiske og kjemiske lasere for en effektiv løsning, og derfor har de fleste land gått over til utvikling av fiber-, solid-state- og flytende lasere.
Hvis vi snakker om en laser basert på ikke-kjedereaksjonen av fluor med deuterium, dissosiert i en elektrisk utladning, med en lukket syklus for å endre arbeidsblandingen, så er det i 2005 oppnådd krefter i størrelsesorden 100 kW, det er usannsynlig at de i løpet av denne tiden kunne bringes til et megawatt -nivå.
Når det gjelder Peresvet BLK, er spørsmålet om å installere en gass-dynamisk og kjemisk laser på det ganske kontroversielt. På den ene siden er det en betydelig utvikling i Russland på disse laserne. Informasjon dukket opp på Internett om utviklingen av en forbedret versjon av luftfartskomplekset A 60 - A 60M med en 1 MW laser. Det sies også om plasseringen av "Peresvet" -komplekset på et hangarskip ", som kan være den andre siden av den samme medaljen. Det vil si at de først kunne ha laget et kraftigere bakkekompleks basert på en gass-dynamisk eller kjemisk laser, og nå, etter allfarvei, installere det på et hangarskip.
Opprettelsen av "Peresvet" ble utført av spesialister ved atomsenteret i Sarov, ved Russian Federal Nuclear Center-All-Russian Research Institute of Experimental Physics (RFNC-VNIIEF), ved det allerede nevnte Institute of Laser Physics Research, som utvikler blant annet gassdynamiske og oksygenjodlasere …
På den annen side, uansett hva man måtte si, er gass-dynamiske og kjemiske lasere utdaterte tekniske løsninger. I tillegg sirkulerer informasjon aktivt om tilstedeværelsen av en kjernekraftkilde i Peresvet BLK for å drive laseren, og i Sarov er de mer engasjert i å lage de nyeste gjennombruddsteknologiene, ofte knyttet til kjernekraft.
Basert på det foregående kan det antas at sannsynligheten for implementering av Peresvet BLK i utførelse nr. 2 på grunnlag av gass-dynamiske og kjemiske lasere kan anslås som moderat
Kjernepumpede lasere
På slutten av 1960-tallet begynte arbeidet i Sovjetunionen med å lage kjernepumpede lasere med høy effekt. Først spesialister fra VNIIEF, I. A. E. Kurchatov og Research Institute of Nuclear Physics, Moscow State University. Deretter fikk de selskap av forskere fra MEPhI, VNIITF, IPPE og andre sentre. I 1972 eksiterte VNIIEF en blanding av helium og xenon med uranfisjonfragmenter ved hjelp av en VIR 2 pulserende reaktor.
I 1974-1976. eksperimenter utføres ved TIBR-1M-reaktoren, der laserstrålingseffekten var omtrent 1-2 kW. I 1975, på grunnlag av VIR-2 pulserende reaktor, ble det utviklet en to-kanals laserinstallasjon LUNA-2, som fremdeles var i drift i 2005, og det er mulig at den fortsatt fungerer. I 1985 ble en neonlaser pumpet for første gang i verden på LUNA-2M-anlegget.
På begynnelsen av 1980-tallet utviklet og produserte forskere fra VNIIEF for å lage et kjernelaserelement som opererte i kontinuerlig modus, en 4-kanals lasermodul LM-4. Systemet er begeistret for en nøytronstrøm fra BIGR -reaktoren. Varigheten av generasjonen bestemmes av varigheten av bestrålingspulsen til reaktoren. For første gang i verden ble cw-lasing i kjernepumpede lasere demonstrert i praksis og effektiviteten til metoden for tverrgående gassirkulasjon ble demonstrert. Laserstrålingseffekten var omtrent 100 W.
I 2001 ble LM-4-enheten oppgradert og mottok betegnelsen LM-4M / BIGR. Driften av en kjernelaserenhet med flere elementer i kontinuerlig modus ble demonstrert etter 7 års bevaring av anlegget uten å bytte ut optiske elementer og drivstoffelementer. Installasjon LM-4 kan betraktes som en prototype av en reaktor-laser (RL), som har alle dens kvaliteter, bortsett fra muligheten for en selvbærende atomkjedereaksjon.
I 2007, i stedet for LM-4-modulen, ble en åtte-kanals lasermodul LM-8 satt i drift, der det ble gitt sekvensiell tillegg av fire og to laserkanaler.
En laserreaktor er en autonom enhet som kombinerer funksjonene til et lasersystem og en atomreaktor. Den aktive sonen til en laserreaktor er et sett med et visst antall laserceller plassert på en bestemt måte i en nøytronmoderatormatrise. Antall laserceller kan variere fra hundrevis til flere tusen. Den totale mengden uran varierer fra 5-7 kg til 40-70 kg, lineære dimensjoner 2-5 m.
På VNIIEF ble det gjort foreløpige estimater av hovedenergien, kjernefysiske, tekniske og operasjonelle parametere for forskjellige versjoner av laserreaktorer med laserkraft fra 100 kW og over, som opererer fra brøkdeler av et sekund til kontinuerlig modus. Vi vurderte laserreaktorer med varmeakkumulering i reaktorkjernen ved lanseringer, hvis varighet er begrenset av den tillatte oppvarmingen av kjernen (varmekapasitetsradar) og kontinuerlig radar med fjerning av termisk energi utenfor kjernen.
Antagelig bør en laserreaktor med en lasereffekt i størrelsesorden 1 MW inneholde omtrent 3000 laserceller.
I Russland ble det ikke bare utført intensivt arbeid med atompumpede lasere på VNIIEF, men også ved Federal State Unitary Enterprise “State Scientific Center of the Russian Federation - Institute of Physics and Power Engineering oppkalt etter A. I. Leipunsky ", som det fremgår av patentet RU 2502140 for opprettelsen av" Reaktor-laserinstallasjon med direkte pumping av fisjonfragmenter ".
Spesialister fra State Research Center of the Russian Federation IPPE har utviklet en energimodell av et pulserende reaktor-lasersystem-en atompumpet optisk kvanteforsterker (OKUYAN).
Minner om uttalelsen fra den russiske viseforsvarsministeren Yuri Borisov i fjorårets intervju med avisen Krasnaya Zvezda, vi kan si at Peresvet BLK ikke er utstyrt med en liten atomreaktor som forsyner laseren med elektrisitet, men med en reaktor-laser, der fisjonenergien omdannes direkte til laserstråling.
Tvivel blir bare reist av det ovennevnte forslaget om å plassere Peresvet BLK på flyet. Uansett hvordan du sikrer påliteligheten til transportflyet, er det alltid fare for en ulykke og et flyulykke med påfølgende spredning av radioaktivt materiale. Imidlertid er det mulig at det er måter å forhindre spredning av radioaktivt materiale når bæreren faller. Ja, og vi har allerede en flygende reaktor i et cruisemissil, petrel.
Basert på det foregående kan det antas at sannsynligheten for implementering av Peresvet BLK i versjon 3 basert på en atompumpet laser kan anslås som høy
Det er ikke kjent om den installerte laseren er pulserende eller kontinuerlig. I det andre tilfellet er tiden for kontinuerlig drift av laseren og pausene som må utføres mellom driftsmodus tvilsomme. Forhåpentligvis har Peresvet BLK en kontinuerlig laserreaktor, hvis driftstid bare er begrenset av tilførsel av kjølemiddel, eller ikke begrenset hvis kjøling er gitt på annen måte.
I dette tilfellet kan den optiske utgangseffekten til Peresvet BLK estimeres i området 1-3 MW med utsikt til å øke til 5-10 MW. Det er neppe mulig å treffe et atomstridshode selv med en slik laser, men et fly, inkludert et ubemannet luftfartøy, eller et cruisemissil er ganske. Det er også mulig å sikre nederlaget til nesten alle ubeskyttede romfartøyer i lave baner, og muligens skade de følsomme elementene i romfartøyer i høyere baner.
Dermed kan det første målet for Peresvet BLK være de følsomme optiske elementene i de amerikanske varslingssatellittene for rakettangrep, som kan fungere som et element i missilforsvar i tilfelle en amerikansk overraskende avvæpnende angrep.
konklusjoner
Som vi sa i begynnelsen av artikkelen, er det et ganske stort antall måter å få laserstråling på. I tillegg til de som er omtalt ovenfor, er det andre typer lasere som effektivt kan brukes i militære saker, for eksempel en gratis elektronlaser, der det er mulig å variere bølgelengden over et bredt område opp til myk røntgen stråling og som bare trenger mye elektrisk energi produsert av en liten atomreaktor. En slik laser utvikles aktivt av hensyn til den amerikanske marinen. Imidlertid er bruken av en gratis elektronlaser i Peresvet BLK usannsynlig, siden det for øyeblikket praktisk talt ikke er informasjon om utviklingen av lasere av denne typen i Russland, bortsett fra deltakelse i Russland i programmet for europeisk røntgen gratis elektronlaser.
Det er nødvendig å forstå at vurderingen av sannsynligheten for å bruke denne eller den løsningen i Peresvet BLK er gitt ganske betinget: tilstedeværelsen av bare indirekte informasjon hentet fra åpne kilder tillater ikke å formulere konklusjoner med høy grad av pålitelighet.
