Laservåpen er alltid kontroversielle. Noen anser det som et fremtidens våpen, mens andre benekter kategorisk sannsynligheten for at det vil komme effektive prøver av slike våpen i nær fremtid. Folk tenkte på laservåpen allerede før det virkelige utseendet vårt, la oss huske det klassiske verket "The Hyperboloid of Engineer Garin" av Alexei Tolstoy (selvfølgelig indikerer verket ikke akkurat en laser, men et våpen i nærheten av det i aksjon og konsekvenser å bruke den).
Opprettelsen av en ekte laser på 50-60 -tallet av XX -tallet reiste igjen temaet laservåpen. Gjennom flere tiår har det blitt et uunnværlig trekk ved science fiction -filmer. Ekte suksesser var mye mer beskjedne. Ja, lasere hadde en viktig nisje innen rekognoserings- og målbetegnelsessystemer, de er mye brukt i industrien, men for bruk som ødeleggelsesmiddel var deres kraft fremdeles utilstrekkelig, og deres vekt og størrelse var uakseptable. Hvordan utviklet laserteknologien seg, i hvilken grad er de klare for militære applikasjoner for tiden?
Den første operative laseren ble opprettet i 1960. Det var en pulserende solid-state laser basert på en kunstig rubin. På tidspunktet for opprettelsen var dette de høyeste teknologiene. I dag kan en slik laser settes sammen hjemme, mens pulsenergien kan nå 100 J.
En nitrogenglaser er enda enklere å implementere; komplekse kommersielle produkter er ikke nødvendig for implementeringen; den kan til og med operere på nitrogen som finnes i atmosfæren. Med rette armer kan den enkelt settes sammen hjemme.
Siden opprettelsen av den første laseren er det funnet et stort antall måter å oppnå laserstråling på. Det er solid state lasere, gasslasere, fargestoff lasere, gratis elektron lasere, fiber lasere, halvleder lasere og andre lasere. Lasere er også forskjellige i måten de er begeistret på. For eksempel, i gasslasere av forskjellige design, kan det aktive mediet eksiteres av optisk stråling, elektrisk strømutladning, kjemisk reaksjon, kjernepumpe, termisk pumping (gass-dynamiske lasere, GDL). Fremkomsten av halvlederlasere ga opphav til lasere av DPSS-typen (diodepumpet solid state laser).
Ulike design av lasere gir utstråling av stråling med forskjellige bølgelengder, fra myke røntgenstråler til infrarød stråling. Hard røntgen- og gammalasere er under utvikling. Dette lar deg velge en laser basert på problemet som skal løses. Når det gjelder militære applikasjoner, betyr dette for eksempel muligheten til å velge en laser, med stråling av en slik bølgelengde som absorberes minimalt av planetens atmosfære.
Siden utviklingen av den første prototypen har effekten kontinuerlig økt, vekt- og størrelsesegenskapene og effektiviteten (effektiviteten) til laserne har blitt bedre. Dette er veldig tydelig sett i eksempelet med laserdioder. På 90-tallet i forrige århundre dukket det opp laserpekere med en effekt på 2-5 mW på det brede salget, i 2005-2010 var det allerede mulig å kjøpe en laserpeker på 200-300 mW, nå, i 2019, er det laserpekere med en optisk effekt på 7. TirsdagI Russland er det moduler av infrarøde laserdioder med fiberoptisk utgang, optisk effekt på 350 W.
Økningsgraden for laserdioderes effekt er sammenlignbar med økningen i prosessorenes beregningseffekt, i samsvar med Moores lov. Selvfølgelig er laserdioder ikke egnet for å lage kamplasere, men de brukes igjen til å pumpe effektive solid-state- og fiberlasere. For laserdioder kan effektiviteten ved å konvertere elektrisk energi til optisk energi være over 50%, teoretisk sett kan du få en effektivitet over 80%. Den høye effektiviteten senker ikke bare kravene til strømforsyning, men forenkler også kjøling av laserutstyret.
Et viktig element i laseren er strålefokuseringssystemet - jo mindre flekkområdet på målet, desto høyere effekttetthet som tillater skade. Fremskritt i utviklingen av komplekse optiske systemer og fremveksten av nye optiske materialer med høy temperatur gjør det mulig å lage svært effektive fokuseringssystemer. Fokuserings- og siktsystemet til den amerikanske eksperimentelle kamplaseren HEL inkluderer 127 speil, linser og lysfiltre.
En annen viktig komponent som gir muligheten til å lage laservåpen er utvikling av systemer for å lede og holde strålen på målet. For å treffe mål med et "øyeblikkelig" skudd, på et splitsekund, er det nødvendig med gigawattkrefter, men opprettelsen av slike lasere og strømforsyninger for dem på et mobilt chassis er et spørsmål om en fjern fremtid. Følgelig, for å ødelegge mål med lasere med en effekt på hundrevis av kilowatt - titalls megawatt, er det nødvendig å holde laserstrålingspunktet på målet en stund (fra flere sekunder til flere titalls sekunder). Dette krever høy presisjon og høyhastighets stasjoner som er i stand til å spore målet med laserstrålen, ifølge veiledningssystemet.
Når du skyter på lange avstander, må styresystemet kompensere for forvrengninger som atmosfæren introduserer, og flere lasere til forskjellige formål kan brukes i styringssystemet, og gir nøyaktig veiledning av hoved "kamp" -laseren til målet.
Hvilke lasere har fått prioritert utvikling innen våpen? På grunn av fraværet av høyeffektkilder til optisk pumping, har gassdynamiske og kjemiske lasere blitt slike.
På slutten av 1900 -tallet ble opinionen opphisset av programmet American Strategic Defense Initiative (SDI). Som en del av dette programmet var det planlagt å distribuere laservåpen på bakken og i verdensrommet for å beseire sovjetiske interkontinentale ballistiske missiler (ICBM). For plassering i bane skulle den bruke kjernepumpede lasere som avgir i røntgenområdet eller kjemiske lasere med en effekt på opptil 20 megawatt.
SDI -programmet sto overfor mange tekniske vanskeligheter og ble stengt. Samtidig gjorde noen av undersøkelsene som ble utført innenfor rammen av programmet det mulig å skaffe tilstrekkelig kraftige lasere. I 1985 ødela en deuteriumfluoridlaser med en utgangseffekt på 2,2 megawatt et ballistisk missil med drivstoff som ble festet 1 kilometer fra laseren. Som et resultat av bestrålingen på 12 sekunder mistet veggene i rakettlegemet styrke og ble ødelagt av indre trykk.
I Sovjetunionen ble utviklingen av kamplasere også utført. På åttitallet av XX-tallet begynte arbeidet med å lage Skif-baneplattformen med en gassdynamisk laser med en effekt på 100 kW. Skif-DM mock-up i stor størrelse (Polyus romfartøy) ble skutt opp i jordens bane i 1987, men på grunn av en rekke feil kom den ikke inn i den beregnede bane og ble oversvømmet i Stillehavet langs en ballistisk bane. Sovjetunionens sammenbrudd satte en stopper for dette og lignende prosjekter.
Det ble utført store studier av laservåpen i Sovjetunionen som en del av Terra-programmet. Programmet for det sonale missil- og romfartsforsvarssystemet med et bjelkeslagende element basert på høyeffektlaservåpen "Terra" ble implementert fra 1965 til 1992. Ifølge åpne data, innenfor rammen av dette programmet, ble gass-dynamiske lasere, solid-state lasere, eksplosiv jod-fotodissosiasjon og andre typer ble utviklet. lasere.
Også i Sovjetunionen, fra midten av 70-tallet på 1900-tallet, ble et luftbåren laserkompleks A-60 utviklet på grunnlag av Il-76MD-flyet. 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. Det kan antas at på tidspunktet for testing av A-60-komplekset ble det installert en 100 kW laser på den.
Flere titalls flyvninger ble utført med testing av laserinstallasjonen på en stratosfærisk ballong i 30-40 km høyde og på La-17-målet. Noen kilder indikerer at komplekset med A-60-flyet ble opprettet som en luftfartslaserkomponent i missilforsvar under Terra-3-programmet.
Hvilke typer lasere er de mest lovende for militære applikasjoner for tiden? Med alle fordelene med gassdynamiske og kjemiske lasere har de betydelige ulemper: behovet for forbruksvarer, lansertreghet (ifølge noen kilder, opptil ett minutt), betydelig varmeavgivelse, store dimensjoner og utbytte av brukte komponenter av det aktive mediet. Slike lasere kan bare plasseres på store medier.
For øyeblikket har solid-state og fiberlasere de største utsiktene, for driften som det bare er nødvendig å gi dem tilstrekkelig kraft. Den amerikanske marinen utvikler aktivt gratis elektronlaserteknologi. En viktig fordel med fiberlasere er deres skalerbarhet, dvs. muligheten til å kombinere flere moduler for å få mer kraft. Omvendt skalerbarhet er også viktig, hvis det opprettes en solid-state laser med en effekt på 300 kW, så kan det med sikkerhet lages en mindre laser med en effekt på for eksempel 30 kW.
Hvordan er situasjonen med fiber- og solid-state lasere i Russland? Sovjetunionens vitenskap når det gjelder utvikling og opprettelse av lasere var den mest avanserte i verden. Dessverre endret Sovjetunionens sammenbrudd alt. Et av verdens største selskaper for utvikling og produksjon av fiberlasere IPG Photonics ble grunnlagt av en innfødt i Russland V. P. Gapontsev på grunnlag av det russiske selskapet NTO IRE-Polyus. Morselskapet, IPG Photonics, er for tiden registrert i USA. Til tross for at et av de største produksjonsstedene for IPG Photonics ligger i Russland (Fryazino, Moskva -regionen), opererer selskapet etter amerikansk lov og dets lasere kan ikke brukes i de russiske væpnede styrkene, inkludert at selskapet må overholde sanksjonene pålagt Russland.
Imidlertid er egenskapene til IPG Photonics 'fiberlasere ekstremt høye. IPG -lasere med kontinuerlig bølgefiber med høy effekt har et effektområde fra 1 kW til 500 kW, samt et bredt spekter av bølgelengder, og effektiviteten ved å konvertere elektrisk energi til optisk energi når 50%. Divergensegenskapene til IPG -fiberlasere er langt bedre enn andre lasere med høy effekt.
Er det andre utviklere og produsenter av moderne fiber med høy effekt og solid state lasere i Russland? Etter de kommersielle prøvene å dømme, nei.
En innenlandsk produsent i industrisegmentet tilbyr gasslasere med en maksimal effekt på titalls kW. For eksempel presenterte selskapet "Laser Systems" i 2001 en oksygen-jodlaser med en effekt på 10 kW med en kjemisk effektivitet på over 32%, som er den mest lovende kompakte autonome kilden til kraftig laserstråling av denne typen. I teorien kan oksygen-jodlasere nå effektnivåer på opptil en megawatt.
Samtidig kan det ikke helt utelukkes at russiske forskere har klart å få et gjennombrudd i en annen retning for å lage lasere med høy effekt, basert på en dyp forståelse av fysikkene i laserprosesser.
I 2018 kunngjorde Russlands president Vladimir Putin laserkomplekset Peresvet, designet for å løse missilforsvarsoppdrag og ødelegge fiendens bane. Informasjon om Peresvet -komplekset er klassifisert, inkludert lasertypen som brukes (lasere?) Og optisk strøm.
Det kan antas at den mest sannsynlige kandidaten for installasjon i dette komplekset er en gass-dynamisk laser, en etterkommer av laseren som utvikles for A-60-programmet. I dette tilfellet kan den optiske effekten til laseren til "Peresvet" -komplekset være 200-400 kilowatt, i det optimistiske scenariet opptil 1 megawatt. Den tidligere nevnte oksygen-jodlaseren kan betraktes som en annen kandidat.
Hvis vi går videre fra dette, så på siden av kabinen til hovedkjøretøyet i Peresvet -komplekset, en diesel- eller bensingenerator for elektrisk strøm, en kompressor, et oppbevaringsrom for kjemiske komponenter, en laser med et kjølesystem og en laserstråleveiledningssystem er antagelig plassert i serie. Radar eller måldeteksjon OLS er ingen steder å se, noe som innebærer ekstern målbetegnelse.
Uansett kan disse forutsetningene vise seg å være falske, både i forbindelse med muligheten for å lage fundamentalt nye lasere av innenlandske utviklere, og i forbindelse med mangel på pålitelig informasjon om den optiske effekten til Peresvet -komplekset. Spesielt var det informasjon i pressen om tilstedeværelsen av en liten atomreaktor som energikilde i "Peresvet" -komplekset. Hvis dette er sant, kan konfigurasjonen av komplekset og de mulige egenskapene være helt forskjellige.
Hvilken kraft er nødvendig for at en laser effektivt skal kunne brukes til militære formål som et ødeleggelsesmiddel? Dette avhenger i stor grad av det tiltenkte bruksområdet og arten av målene som ble truffet, samt metoden for ødeleggelse av dem.
Vitebsk luftbårne selvforsvarskompleks inkluderer en L-370-3S aktiv jammestasjon. Det motvirker innkommende fiendtlige missiler med et termisk hominghode ved å blende infrarød laserstråling. Tatt i betraktning dimensjonene til den aktive jammerstasjonen L-370-3S, er laserstrålerens effekt maksimalt flere titalls watt. Dette er neppe nok til å ødelegge rakettets termiske hominghode, men det er ganske nok til midlertidig blinding.
Under testene av A-60-komplekset med en 100 kW laser ble L-17-målene, som representerer en analog av et jetfly, rammet. Ødeleggelsesområdet er ukjent, det kan antas at det var omtrent 5-10 km.
Eksempler på tester av utenlandske lasersystemer:
[
Basert på ovenstående kan vi anta:
-for å ødelegge små UAV-er i en avstand på 1-5 kilometer, kreves en laser med en effekt på 2-5 kW;
-for å ødelegge ustyrte gruver, skjell og ammunisjon med høy presisjon i en avstand på 5-10 kilometer, kreves en laser med en effekt på 20-100 kW;
-for å treffe mål som et fly eller et missil i en avstand på 100-500 km, kreves en laser med en effekt på 1-10 MW.
Lasere med de angitte kreftene eksisterer enten allerede eller vil bli opprettet i overskuelig fremtid. Hvilke typer laservåpen i nær fremtid som kan brukes av luftstyrker, bakkestyrker og marinen, vil vi vurdere i fortsettelsen av denne artikkelen.
