Sedert hulle begin is, word lasers gesien as wapens met die potensiaal om gevegte te verander. Sedert die middel van die 20ste eeu het lasers 'n integrale deel geword van science fiction -films, wapens van supersoldate en interstellêre skepe.
Soos dikwels in die praktyk die geval is, het die ontwikkeling van lasers met hoë krag groot tegniese probleme ondervind, wat daartoe gelei het dat die belangrikste nis van militêre lasers tot dusver hul gebruik geword het in verkennings-, mik- en doelwitaanwysingsisteme. Die werk aan die skep van gevegslasers in die voorste lande van die wêreld het egter feitlik nie opgehou nie; programme vir die skepping van nuwe generasies laserwapens het mekaar vervang.
Vroeër het ons 'n paar stadiums in die ontwikkeling van lasers en die skepping van laserwapens ondersoek, sowel as die ontwikkelingsfases en die huidige situasie in die skepping van laserwapens vir die lugmag, laserwapens vir grondmagte en lugverdediging, laserwapens vir die vloot. Op die oomblik is die intensiteit van programme vir die skep van laserwapens in verskillende lande so hoog dat daar geen twyfel meer is dat dit binnekort op die slagveld sal verskyn nie. En dit sal nie so maklik wees om uself te beskerm teen laserwapens soos sommige mense dink nie, ten minste sal dit beslis nie met silwer moontlik wees nie.
As u die ontwikkeling van laserwapens in die buiteland noukeurig bekyk, sal u agterkom dat die meeste van die voorgestelde moderne laserstelsels op die basis van vesel- en vastestaatlasers geïmplementeer word. Boonop is hierdie laserstelsels meestal ontwerp om taktiese probleme op te los. Hul uitsetvermoë wissel tans van 10 kW tot 100 kW, maar in die toekoms kan dit verhoog word tot 300-500 kW. In Rusland is daar feitlik geen inligting oor die werk oor die skep van taktiese lasers nie; ons sal hieronder praat oor die redes waarom dit gebeur.
Op 1 Maart 2018 het die Russiese president, Vladimir Poetin, tydens sy boodskap aan die Federale Vergadering, tesame met 'n aantal ander deurbraakwapensisteme, die Peresvet -lasergevegskompleks (BLK) aangekondig, waarvan die grootte en die bedoelde doel daarvan impliseer die gebruik daarvan om strategiese take op te los.
Die Peresvet -kompleks word omring deur 'n sluier van geheimhouding. Die kenmerke van ander nuutste wapensoorte (die Dagger-, Avangard-, Zircon-, Poseidon -komplekse) is in een of ander mate uitgespreek, wat dit deels moontlik maak om hul doel en doeltreffendheid te beoordeel. Terselfdertyd is geen spesifieke inligting oor die Peresvet -laserkompleks verskaf nie: nie die tipe geïnstalleerde laser of die energiebron daarvoor nie. Gevolglik is daar geen inligting oor die kapasiteit van die kompleks nie, wat ons op sy beurt nie in staat stel om die werklike vermoëns daarvan en die doelwitte en doelwitte wat daarvoor gestel is, te verstaan nie.
Laserstraling kan op tientalle, miskien selfs honderde maniere, verkry word. So, watter metode om laserstraling te verkry, word geïmplementeer in die nuutste Russiese BLK "Peresvet"? Om die vraag te beantwoord, sal ons verskillende weergawes van die Peresvet BLK oorweeg en die waarskynlikheid van implementering daarvan skat.
Die onderstaande inligting is die aannames van die skrywer gebaseer op inligting uit oop bronne wat op die internet geplaas is
BLK "Peresvet". Uitvoering nommer 1. Vesel, vaste toestand en vloeibare lasers
Soos hierbo genoem, is die belangrikste neiging by die skepping van laserwapens die ontwikkeling van komplekse gebaseer op optiese vesel. Waarom gebeur dit? Omdat dit maklik is om die krag van laserinstallasies op vesellasers te skaal. Gebruik 'n pakket van 5-10 kW modules en verkry 50-100 kW straling by die uitset.
Kan die Peresvet BLK op grond van hierdie tegnologie geïmplementeer word? Dit is hoogs waarskynlik dat dit nie so is nie. Die belangrikste rede hiervoor is dat gedurende die jare van perestroika, die voorste ontwikkelaar van vesellasers, die IRE-Polyus Scientific and Technical Association, uit Rusland gevlug het, op grond waarvan die transnasionale korporasie IPG Photonics Corporation gestig is, geregistreer het in die VSA en is nou die wêreldleier in die industrie. vesellasers met hoë krag. Internasionale sake en die belangrikste plek van registrasie van IPG Photonics Corporation impliseer sy streng gehoorsaamheid aan Amerikaanse wetgewing, wat, gegewe die huidige politieke situasie, nie die oordrag van kritieke tegnologie na Rusland impliseer nie, wat natuurlik tegnologieë insluit om hoë- kraglasers.
Kan vesellasers in Rusland deur ander organisasies ontwikkel word? Miskien, maar onwaarskynlik, of terwyl dit produkte met lae krag is. Vesellasers is 'n winsgewende kommersiële produk; daarom dui die afwesigheid van huishoudelike vesellasers met 'n hoë krag op die mark waarskynlik die werklike afwesigheid daarvan aan.
Die situasie is soortgelyk met lasers in vaste toestand. Vermoedelik, hiervan, is dit moeiliker om 'n bondeloplossing te implementeer; nietemin is dit moontlik, en in die buiteland is dit die tweede mees algemene oplossing na vesellasers. Inligting oor industriële lasers wat in Rusland vervaardig is, kan nie gevind word nie. By die Institute of Laser Physics Research word RFNC-VNIIEF (ILFI) gewerk aan lasers in vaste toestelle, sodat teoreties 'n solid-state laser in die Peresvet BLK geïnstalleer kan word, maar in die praktyk is dit onwaarskynlik, want in die begin meer kompakte monsters van laserwapens sal waarskynlik verskyn of eksperimentele installasies.
Daar is nog minder inligting oor vloeibare lasers, hoewel daar inligting is dat 'n vloeibare oorlogvoeringlaser ontwikkel word (is dit ontwikkel, maar is dit verwerp?) In die VSA as deel van die HELLADS -program (High Energy Liquid Laser Area Defense System, "Verdedigingstelsel gebaseer op 'n hoë-energie vloeibare laser"). Vermoedelik het vloeibare lasers die voordeel dat dit kan afkoel, maar laer doeltreffendheid (doeltreffendheid) in vergelyking met lasers in vaste toestand.
In 2017 verskyn inligting oor die plasing van die Polyus Research Institute van 'n tender vir 'n integrale deel van navorsingswerk (R&D), met die doel om 'n mobiele laserkompleks te skep om klein onbemande vliegtuie (UAV's) te bestry in bedags en skemeringstoestande. Die kompleks moet bestaan uit 'n opsporingstelsel en die konstruksie van doelvlugbane, wat die teikenaanwysing vir die leidingstelsel van laserstraling bied, waarvan die bron 'n vloeibare laser sal wees. Van belang is die vereiste wat gespesifiseer word in die verklaring van die werk oor die skepping van 'n vloeibare laser, en terselfdertyd die vereiste vir die teenwoordigheid van 'n kragvesellaser in die kompleks. Of dit is 'n verkeerde druk, of 'n nuwe tipe vesellaser met 'n vloeibare aktiewe medium in 'n vesel is ontwikkel (ontwikkel), wat die voordele van 'n vloeibare laser kombineer ten opsigte van die gemak van afkoeling en 'n vesellaser in die kombinasie van emitter pakkette.
Die belangrikste voordele van vesel-, vastestaat- en vloeibare lasers is die kompaktheid, die moontlikheid van 'n groter hoeveelheid krag en die maklike integrasie in verskillende wapensklasse. Dit alles is anders as die BLK "Peresvet" laser, wat duidelik nie as 'n universele module ontwikkel is nie, maar as 'n oplossing gemaak "met 'n enkele doel, volgens 'n enkele konsep."Daarom kan die waarskynlikheid van implementering van BLK "Peresvet" in weergawe nr. 1 op die basis van vesel-, vastestaat- en vloeibare lasers as laag beoordeel word
BLK "Peresvet". Uitvoering nommer 2. Gas-dinamiese en chemiese lasers
Gasdinamiese en chemiese lasers kan as 'n verouderde oplossing beskou word. Hul grootste nadeel is die behoefte aan 'n groot aantal verbruikbare komponente wat nodig is om die reaksie te handhaaf, wat die ontvangs van laserstraling verseker. Tog was dit chemiese lasers wat die meeste ontwikkel is tydens die ontwikkeling van die 70's - 80's van die XX eeu.
Blykbaar is daar vir die eerste keer deurlopende stralingsvermoë van meer as 1 megawatt verkry in die USSR en die VSA op gas-dinamiese lasers, waarvan die werking gebaseer is op adiabatiese afkoeling van verhitte gasmassas wat met supersoniese spoed beweeg.
In die USSR, sedert die middel van die 70's van die twintigste eeu, is 'n laserkompleks A-60 in die lug ontwikkel op grond van die Il-76MD-vliegtuig, vermoedelik gewapen met 'n RD0600-laser of die analoog daarvan. Aanvanklik was die kompleks bedoel om outomatiese dryfballonne te bestry. As wapen sou 'n deurlopende gas-dinamiese CO-laser van 'n megawatt-klas wat deur die Khimavtomatika Design Bureau (KBKhA) ontwikkel is, geïnstalleer word. As deel van die toetse is 'n familie GDT -bankmonsters geskep met 'n stralingsvermoë van 10 tot 600 kW. Die nadele van die GDT is die lang stralingsgolflengte van 10,6 μm, wat 'n hoë diffraksiedivergensie van die laserstraal bied.
Selfs hoër stralingsmagte is verkry met chemiese lasers gebaseer op deuteriumfluoried en met suurstof-jodium (jodium) lasers (COILs). In die besonder, binne die raamwerk van die Strategic Defense Initiative (SDI) -program in die Verenigde State, is 'n chemiese laser gebaseer op deuteriumfluoried met 'n krag van verskeie megawatt geskep; binne die raamwerk van die Amerikaanse National Anti-Ballistic Missile Defense (NMD)) -program, die Boeing ABL (AirBorne Laser) lugvaartkompleks met 'n suurstof-jodiumlaser met 'n krag van ongeveer 1 megawatt.
VNIIEF het die kragtigste gepulste chemiese laser ter wêreld geskep en getoets op die reaksie van fluoor met waterstof (deuterium), 'n herhaaldelik gepulseerde laser ontwikkel met 'n stralingsenergie van verskeie kJ per pols, 'n pulsherhalingstempo van 1-4 Hz en 'n stralingsdivergensie naby die diffraksiegrens en 'n doeltreffendheid van ongeveer 70% (die hoogste wat vir lasers behaal word).
In die tydperk van 1985 tot 2005. lasers is ontwikkel oor die nie-kettingreaksie van fluoor met waterstof (deuterium), waar swaelheksafluoried SF6 as 'n fluorbevattende stof gebruik is, wat in 'n elektriese ontlading (fotodissosiasielaser?) dissosieer. Om 'n langdurige en veilige werking van die laser in 'n herhaaldelik gepulseerde modus te verseker, is installasies gemaak met 'n geslote siklus om die werkmengsel te verander. Die moontlikheid om 'n stralingsdivergensie naby die diffraksiegrens te verkry, 'n pulsherhalingstempo van tot 1200 Hz en 'n gemiddelde stralingsvermoë van 'n paar honderd watt word getoon.
Gasdinamiese en chemiese lasers het 'n beduidende nadeel; in die meeste oplossings is dit nodig om die aanvulling van die "ammunisie" -voorraad te verseker, wat dikwels uit duur en giftige komponente bestaan. Dit is ook nodig om die uitlaatgasse wat die werking van die laser veroorsaak, skoon te maak. Oor die algemeen is dit moeilik om gasdinamiese en chemiese lasers 'n effektiewe oplossing te noem, en daarom het die meeste lande oorgegaan na die ontwikkeling van vesel-, vaste-toestand- en vloeibare lasers.
As ons praat oor 'n laser wat gebaseer is op die nie-kettingreaksie van fluoor met deuterium, wat dissosieer in 'n elektriese ontlading, met 'n geslote siklus om die werkmengsel te verander, dan is dit in 2005 onmoontlik om krag in die orde van 100 kW te verkry dat hulle gedurende hierdie tyd tot 'n megawatt -vlak gebring kon word.
Wat die Peresvet BLK betref, is die kwessie van die installering van 'n gas-dinamiese en chemiese laser nogal omstrede. Aan die een kant is daar aansienlike ontwikkelings in Rusland op hierdie lasers. Op die internet verskyn inligting oor die ontwikkeling van 'n verbeterde weergawe van die A 60 - A 60M lugvaartkompleks met 'n 1 MW laser. Daar word ook gesê oor die plasing van die "Peresvet" -kompleks op 'n vliegdekskip, wat moontlik die tweede kant van dieselfde medalje is. Dit wil sê, hulle kon eers 'n kragtiger grondkompleks gemaak het wat gebaseer was op 'n gas-dinamiese of chemiese laser, en dit nou op die gebaande paadjie installeer op 'n vliegdekskip.
Die skepping van "Peresvet" is uitgevoer deur spesialiste van die kernsentrum in Sarov, by die Russiese Federale Kernsentrum-All-Russian Research Institute of Experimental Physics (RFNC-VNIIEF), by die reeds genoemde Instituut vir Laserfisika-navorsing, wat ontwikkel onder meer gas-dinamiese en suurstof-jodium lasers …
Aan die ander kant, wat 'n mens ook al sê, gasdinamiese en chemiese lasers is verouderde tegniese oplossings. Boonop versprei inligting aktief oor die teenwoordigheid van 'n kernenergiebron in die Peresvet BLK om die laser aan te dryf, en in Sarov is hulle meer betrokke by die skepping van die nuutste deurbraaktegnologieë, wat dikwels met kernenergie verband hou.
Op grond van die voorafgaande kan aanvaar word dat die waarskynlikheid van die implementering van die Peresvet BLK in uitvoering 2 op grond van gas-dinamiese en chemiese lasers as matig geraam kan word
Kernverpakte lasers
Aan die einde van die sestigerjare is in die USSR begin met die vervaardiging van lasers met 'n hoë kernkrag. Aan die begin het spesialiste van VNIIEF, I. A. E. Kurchatov en die Research Institute of Nuclear Physics, Moskou Staatsuniversiteit. Daarna is wetenskaplikes van MEPhI, VNIITF, IPPE en ander sentrums by hulle aangesluit. In 1972 het VNIIEF 'n mengsel van helium en xenon opgewek met uraan -splitsingsfragmente met behulp van 'n VIR 2 -gepulseerde reaktor.
In 1974-1976. eksperimente word uitgevoer by die TIBR-1M reaktor, waarin die laserstralingsvermoë ongeveer 1-2 kW was. In 1975, op grond van die VIR-2 gepulseerde reaktor, is 'n tweekanaals laserinstallasie LUNA-2 ontwikkel, wat nog in 2005 in werking was, en dit is moontlik dat dit steeds werk. In 1985 is 'n neonlaser vir die eerste keer ter wêreld by die LUNA-2M-fasiliteit gepomp.
In die vroeë tagtigerjare het wetenskaplikes van VNIIEF 'n kernlasermodule wat in 'n deurlopende modus werk om 'n kernlaserelement te skep, ontwikkel en vervaardig 'n 4-kanaals lasermodule LM-4. Die stelsel word opgewonde deur 'n neutronvloei van die BIGR -reaktor. Die duur van die opwekking word bepaal deur die duur van die bestralingspuls van die reaktor. Vir die eerste keer ter wêreld is cw-las in kernpomp-lasers in die praktyk gedemonstreer en is die doeltreffendheid van die metode van transversale gassirkulasie aangetoon. Die laserstralingsvermoë was ongeveer 100 W.
In 2001 is die LM-4-eenheid opgegradeer en het die benaming LM-4M / BIGR ontvang. Die werking van 'n multi-element kernlasertoestel in 'n deurlopende modus is gedemonstreer na 7 jaar van bewaring van die fasiliteit sonder om optiese en brandstofelemente te vervang. Installasie LM-4 kan beskou word as 'n prototipe van 'n reaktor-laser (RL), met al sy eienskappe, behalwe die moontlikheid van 'n selfonderhoudende kernkettingreaksie.
In 2007, in plaas van die LM-4-module, is 'n agt-kanaal lasermodule LM-8 in gebruik geneem, waarin die opeenvolgende toevoeging van vier en twee laserkanale voorsien is.
'N Laserreaktor is 'n outonome toestel wat die funksies van 'n lasersisteem en 'n kernreaktor kombineer. Die aktiewe sone van 'n laserreaktor is 'n stel van 'n sekere aantal laserselle wat op 'n sekere manier in 'n neutronmoderatormatriks geplaas is. Die aantal laserselle kan wissel van honderde tot etlike duisende. Die totale hoeveelheid uraan wissel van 5-7 kg tot 40-70 kg, lineêre afmetings 2-5 m.
By VNIIEF is voorlopige ramings gemaak van die belangrikste energie-, kern-fisiese, tegniese en operasionele parameters van verskillende weergawes van laserreaktors met laserkrag van 100 kW en hoër, wat werk van breuke van 'n sekonde tot deurlopende modus. Ons het lasersreaktors met hitte -ophoping in die reaktorkern in aanvang geneem, waarvan die tydsduur beperk word deur die toelaatbare verhitting van die kern (radar vir hitte) en deurlopende radar met die verwydering van termiese energie buite die kern.
Vermoedelik behoort 'n laserreaktor met 'n laserkrag van ongeveer 1 MW ongeveer 3000 laserselle te bevat.
In Rusland is intensiewe werk aan lasergepompte lasers uitgevoer, nie net by VNIIEF nie, maar ook by die Federal State Unitary Enterprise “State Scientific Center of the Russian Federation - Institute of Physics and Power Engineering vernoem na A. I. Leipunsky ", soos blyk uit die patent RU 2502140 vir die oprigting van" Reactor-laser-installasie met direkte pomp deur splitsingsfragmente ".
Spesialiste van die Staatsnavorsingsentrum van die Russiese Federasie IPPE het 'n energiemodel van 'n gepulste reaktor-lasersisteem ontwikkel-'n kern-gepompte optiese kwantumversterker (OKUYAN).
Herinner aan die verklaring deur die Russiese adjunkminister van verdediging, Yuri Borisov, in verlede jaar se onderhoud met die Krasnaya Zvezda -koerant, ons kan sê dat die Peresvet BLK nie toegerus is met 'n klein kernreaktor wat die laser van elektrisiteit voorsien nie, maar van 'n reaktor-laser, waarin die splitsingsenergie direk in laserstraling omgeskakel word.
Twyfel word slegs opgewek deur die voorgenoemde voorstel om die Peresvet BLK op die vliegtuig te plaas. Maak nie saak hoe u die betroubaarheid van die lugvaartuig verseker nie, daar is altyd die risiko van 'n ongeluk en 'n vliegtuigongeluk met die daaropvolgende verspreiding van radioaktiewe materiaal. Dit is egter moontlik dat daar maniere is om die verspreiding van radioaktiewe materiaal te voorkom wanneer die draer val. Ja, en ons het reeds 'n vlieënde reaktor in 'n kruisraket, die petrel.
Op grond van die voorafgaande kan aanvaar word dat die waarskynlikheid van implementering van die Peresvet BLK in weergawe 3 gebaseer op 'n kernpomp laser as hoog geraam kan word
Dit is nie bekend of die geïnstalleerde laser gepuls of deurlopend is nie. In die tweede geval is die tyd van deurlopende werking van die laser en die onderbrekings wat tussen die werkmodusse uitgevoer moet word, twyfelagtig. Hopelik het die Peresvet BLK 'n deurlopende laserreaktor, waarvan die werktyd slegs beperk word deur die toevoer van koudemiddel, of nie beperk word as dit op 'n ander manier afgekoel word nie.
In hierdie geval kan die optiese uitsetkrag van die Peresvet BLK in die omgewing van 1-3 MW geraam word, met die vooruitsig om tot 5-10 MW te styg. Dit is amper onmoontlik om selfs met so 'n laser 'n kernkopkop te tref, maar 'n vliegtuig, insluitend 'n onbemande vliegtuig, of 'n kruisraket. Dit is ook moontlik om die nederlaag van bykans enige onbeskermde ruimtetuie in lae wentelbane te verseker en moontlik die sensitiewe elemente van ruimtetuie in hoër wentelbane te beskadig.
Die eerste doelwit vir die Peresvet BLK kan dus die sensitiewe optiese elemente van die Amerikaanse raketaanvalwaarskuwingsatelliete wees, wat kan dien as 'n element van missielverdediging in die geval van 'n Amerikaanse ontwapeningsaanval.
gevolgtrekkings
Soos ons aan die begin van die artikel gesê het, is daar 'n redelike groot aantal maniere om laserstraling te verkry. Benewens die wat hierbo bespreek is, is daar ook ander soorte lasers wat effektief in militêre aangeleenthede gebruik kan word, byvoorbeeld 'n gratis elektronlaser, waarin dit moontlik is om die golflengte oor 'n wye reeks tot sagte X-straal te verander bestraling en wat net baie elektriese energie benodig deur 'n klein kernreaktor. So 'n laser word aktief ontwikkel in die belang van die Amerikaanse vloot. Die gebruik van 'n gratis elektronlaser in die Peresvet BLK is egter onwaarskynlik, aangesien daar op die oomblik feitlik geen inligting is oor die ontwikkeling van lasers van hierdie tipe in Rusland nie, behalwe die deelname aan Rusland aan die program van die Europese X-straal gratis elektronlaser.
Dit is nodig om te verstaan dat die beoordeling van die waarskynlikheid van die gebruik van hierdie of die oplossing in die Peresvet BLK taamlik voorwaardelik gegee word: die teenwoordigheid van slegs indirekte inligting wat verkry word uit oop bronne, maak nie die moontlikheid om gevolgtrekkings met 'n hoë mate van betroubaarheid te formuleer nie.
