Laserwapens is altyd omstrede. Sommige beskou dit as 'n wapen van die toekoms, terwyl ander kategories die waarskynlikheid ontken dat daar in die nabye toekoms doeltreffende monsters van sulke wapens kom. Mense het selfs voor hul werklike voorkoms aan laserwapens gedink, laat ons onthou van die klassieke werk "The Hyperboloid of Engineer Garin" deur Alexei Tolstoy (die werk dui natuurlik nie presies op 'n laser nie, maar 'n wapen daar naby in aksie en gevolge om dit te gebruik).
Die skepping van 'n ware laser in die 50's - 60's van die XX eeu het weer die onderwerp van laserwapens ter sprake gebring. Deur die dekades heen het dit 'n onontbeerlike kenmerk van wetenskapfiksiefilms geword. Ware suksesse was baie beskeie. Ja, lasers het 'n belangrike nis in verkennings- en teikenaanwysingstelsels beslaan; dit word wyd in die industrie gebruik, maar vir gebruik as 'n vernietigingsmiddel was hul krag nog steeds onvoldoende en die gewig en grootte -eienskappe daarvan was onaanvaarbaar. Hoe het lasertegnologieë ontwikkel, in watter mate is hulle tans gereed vir militêre toepassings?
Die eerste operasionele laser is in 1960 geskep. Dit was 'n gepulseerde vaste toestand laser gebaseer op 'n kunsmatige robyn. Ten tye van die skepping was dit die hoogste tegnologie. Deesdae kan so 'n laser tuis bymekaargemaak word, terwyl die polsenergie daarvan 100 J. kan bereik.
'N Stikstoflaser is selfs eenvoudiger om te implementeer; komplekse kommersiële produkte is nie nodig vir die implementering daarvan nie; dit kan selfs werk op stikstof in die atmosfeer. Met reguit arms kan dit maklik bymekaargemaak word by die huis.
Sedert die eerste laser geskep is, is 'n groot aantal maniere gevind om laserstraling te verkry. Daar is vaste toestand lasers, gas lasers, kleurstof lasers, vry elektron lasers, vesel lasers, halfgeleier lasers, en ander lasers. Lasers verskil ook in die manier waarop hulle opgewonde is. Byvoorbeeld, in gaslasers van verskillende ontwerpe kan die aktiewe medium opgewonde word deur optiese straling, elektriese stroomontlading, chemiese reaksie, kernpomp, termiese pomp (gas-dinamiese lasers, GDL's). Die koms van halfgeleierlasers het aanleiding gegee tot lasers van die DPSS-tipe (Diode-gepompte solid-state laser).
Verskeie lasersontwerpe bied straling van verskillende golflengtes, van sagte X-strale tot infrarooi straling. Harde röntgen- en gammalasers word ontwikkel. Hiermee kan u 'n laser kies op grond van die probleem wat opgelos word. Met betrekking tot militêre toepassings beteken dit byvoorbeeld die moontlikheid om 'n laser te kies, met straling van so 'n golflengte wat minimaal deur die atmosfeer van die planeet geabsorbeer word.
Sedert die ontwikkeling van die eerste prototipe, het die krag voortdurend toegeneem, die gewig en grootte eienskappe en die doeltreffendheid (doeltreffendheid) van die lasers verbeter. Dit word baie duidelik gesien in die voorbeeld van laserdiodes. In die 90's van die vorige eeu het laserwysers met 'n krag van 2-5 mW op die wye verkoop verskyn; in 2005-2010 was dit reeds moontlik om 'n laserwyser van 200-300 mW aan te skaf, nou, in 2019, is daar laserwysers met 'n optiese drywing van 7 te koopIn Rusland is daar modules van infrarooi laserdiodes met optiese veseluitgang, optiese krag van 350 W.
Die toename in die krag van laserdiodes is vergelykbaar met die toename in die berekeningskrag van verwerkers, in ooreenstemming met Moore se wet. Laserdiodes is natuurlik nie geskik vir die maak van gevegslasers nie, maar dit word op hul beurt gebruik om doeltreffende solid-state en vesellasers te pomp. Vir laserdiodes kan die doeltreffendheid van die omskakeling van elektriese energie in optiese energie meer as 50%wees, teoreties kan u 'n doeltreffendheid van meer as 80%behaal. Die hoë doeltreffendheid verlaag nie net die vereistes vir kragtoevoer nie, maar vergemaklik ook die verkoeling van die lasertoerusting.
'N Belangrike element van die laser is die straalfokusstelsel - hoe kleiner die koloppervlak op die teiken is, hoe hoër is die kragdigtheid wat skade toelaat. Vordering met die ontwikkeling van komplekse optiese stelsels en die opkoms van nuwe hoë temperatuur optiese materiale maak dit moontlik om hoogs doeltreffende fokusstelsels te skep. Die fokus- en mikstelsel van die Amerikaanse eksperimentele gevegslaser HEL bevat 127 spieëls, lense en ligfilters.
'N Ander belangrike komponent wat die moontlikheid bied om laserwapens te skep, is die ontwikkeling van stelsels om die balk op die teiken te lei en te hou. Om teikens met 'n "onmiddellike" skoot te bereik, is gigawatt -krag in 'n breukdeel van 'n sekonde nodig, maar die skep van sulke lasers en kragbronne daarvoor op 'n mobiele onderstel is 'n kwessie van 'n verre toekoms. Om doelwitte met lasers met 'n krag van honderde kilowatt - tientalle megawatt te vernietig, is dit dus nodig om die laserstraling 'n geruime tyd op die teiken te hou (van 'n paar sekondes tot 'n paar tientalle sekondes). Dit vereis hoë-presisie- en hoëspoedaandrywings wat die teiken met die laserstraal kan volg, volgens die leidingstelsel.
By die afvuur op lang afstande moet die leidingstelsel vergoed vir die vervormings wat die atmosfeer veroorsaak, waarvoor verskeie lasers vir verskillende doeleindes in die leidingstelsel gebruik kan word, wat akkurate begeleiding van die belangrikste "gevegs" laser aan die teiken bied.
Watter lasers het prioriteitsontwikkeling op die gebied van wapens ontvang? As gevolg van die afwesigheid van hoëkragbronne vir optiese pomp, het gasdinamiese en chemiese lasers dit geword.
Aan die einde van die 20ste eeu is die publieke opinie opgewek deur die program American Strategic Defense Initiative (SDI). As deel van hierdie program is beplan om laserwapens op die grond en in die ruimte te ontplooi om Sowjet -interkontinentale ballistiese missiele (ICBM's) te verslaan. Vir plasing in 'n wentelbaan was dit veronderstel om kernpomplasers wat in die X-straalreeks uitstraal, te gebruik of chemiese lasers met 'n krag van tot 20 megawatt.
Die SDI -program het talle tegniese probleme ondervind en is gesluit. Terselfdertyd het sommige van die navorsing wat binne die raamwerk van die program uitgevoer is, dit moontlik gemaak om voldoende sterk lasers te kry. In 1985 vernietig 'n deuteriumfluoriedlaser met 'n uitsetvermoë van 2,2 megawatt 'n ballistiese raket wat 1 kilometer van die laser af was, wat 'n vloeibare dryfmiddel was. As gevolg van die bestraling van 12 sekondes het die mure van die vuurpylliggaam krag verloor en is dit deur interne druk vernietig.
In die USSR is die ontwikkeling van gevegslasers ook uitgevoer. In die tagtigerjare van die twintigste eeu is gewerk om die Skif-baanplatform te skep met 'n gas-dinamiese laser met 'n krag van 100 kW. Die groot skyf-DM-model (Polyus-ruimtetuig) is in 1987 in die aarde se wentelbaan gelanseer, maar as gevolg van 'n aantal foute het dit nie die berekende baan binnegekom nie en is dit in die Stille Oseaan oorstroom oor 'n ballistiese baan. Die ineenstorting van die USSR het 'n einde gemaak aan hierdie en soortgelyke projekte.
Grootskaalse studies oor laserwapens is in die USSR uitgevoer as deel van die Terra-program. Die program van die sonale missiel- en ruimte-verdedigingstelsel met 'n balkliggend element wat gebaseer is op laserwapens "Terra" met hoë krag, is van 1965 tot 1992 geïmplementeer., lasers in vaste toestand, ontplofbare jodiumfotodissosiasie en ander tipes is ontwikkel.
Ook in die USSR, vanaf die middel van die 70's van die 20ste eeu, is 'n laserkompleks A-60 in die lug ontwikkel op grond van die Il-76MD-vliegtuie. 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. Daar kan aanvaar word dat ten tyde van die toets van die A-60-kompleks 'n laser van 100 kW daarop aangebring is.
Etlike dosyne vlugte is uitgevoer met die toets van die laserinstallasie op 'n stratosferiese ballon op 'n hoogte van 30-40 km en op die La-17-teiken. Sommige bronne dui aan dat die kompleks met die A-60-vliegtuig onder die Terra-3-program as 'n lugvaartlaser-komponent van missielverdediging geskep is.
Watter tipe lasers is tans die mees belowende vir militêre toepassings? Met al die voordele van gasdinamiese en chemiese lasers, het dit beduidende nadele: die behoefte aan verbruikbare komponente, traagheid in die bekendstelling (volgens sommige bronne, tot een minuut), beduidende hittevrystelling, groot afmetings en die opbrengs van gebruikte komponente van die aktiewe medium. Sulke lasers kan slegs op groot media geplaas word.
Op die oomblik het solid-state en vesellasers die grootste vooruitsigte, vir die werking daarvan is dit slegs nodig om hulle van voldoende krag te voorsien. Die Amerikaanse vloot ontwikkel aktief gratis elektronlasertegnologie. 'N Belangrike voordeel van vesellasers is hul skaalbaarheid, d.w.s. die vermoë om verskeie modules te kombineer om meer krag te verkry. Omgekeerde skaalbaarheid is ook belangrik, as 'n solid-state laser met 'n krag van 300 kW geskep word, kan daar beslis 'n laser met 'n kleiner grootte met 'n krag van byvoorbeeld 30 kW geskep word.
Wat is die situasie met vesel- en vastestaatlasers in Rusland? Die wetenskap van die USSR wat die ontwikkeling en skepping van lasers betref, was die mees gevorderde ter wêreld. Ongelukkig het die ineenstorting van die USSR alles verander. Een van die grootste ondernemings ter wêreld vir die ontwikkeling en vervaardiging van vesellasers IPG Photonics is gestig deur 'n inwoner van Rusland, V. P. Gapontsev, op grond van die Russiese onderneming NTO IRE-Polyus. Die moedermaatskappy, IPG Photonics, is tans geregistreer in die Verenigde State. Ondanks die feit dat een van die grootste produksieterreine van IPG Photonics in Rusland geleë is (Fryazino, Moskou -streek), werk die onderneming volgens Amerikaanse wetgewing en kan sy lasers nie in die Russiese weermag gebruik word nie, insluitend dat die onderneming aan die sanksies moet voldoen aan Rusland opgelê.
Die vermoëns van die vesellasers van IPG Photonics is egter uiters hoog. IPG -lasers met 'n deurlopende golfvesel met hoë krag het 'n kragbereik van 1 kW tot 500 kW, sowel as 'n wye reeks golflengtes, en die doeltreffendheid van die omskakeling van elektriese energie in optiese energie bereik 50%. Die uiteenlopende eienskappe van IPG vesellasers is baie beter as ander lasers met 'n hoë krag.
Is daar ander ontwikkelaars en vervaardigers van moderne vesel- en vastestaatlasers in Rusland? Te oordeel na die kommersiële monsters, nr.
'N Huishoudelike vervaardiger in die industriële segment bied gaslasers met 'n maksimum krag van tien kW. Byvoorbeeld, die onderneming "Laser Systems" het in 2001 'n suurstof-jodiumlaser met 'n krag van 10 kW aangebied met 'n chemiese doeltreffendheid van meer as 32%, wat die mees belowende kompakte outonome bron is van hierdie tipe kragtige laserstraling. In teorie kan suurstof-jodiumlasers kragvlakke van tot een megawatt bereik.
Terselfdertyd kan dit nie heeltemal uitgesluit word dat Russiese wetenskaplikes daarin geslaag het om 'n deurbraak te maak in 'n ander rigting om lasers met 'n hoë krag te skep nie, gebaseer op 'n diepgaande begrip van die fisika van laserprosesse.
In 2018 het die Russiese president, Vladimir Poetin, die Peresvet-laserkompleks aangekondig, wat ontwerp is om missielverdedigingsopdragte op te los en vyandelike wentelbane te vernietig. Inligting oor die Peresvet -kompleks word geklassifiseer, insluitend die tipe laser wat gebruik word (lasers?) En optiese krag.
Daar kan aanvaar word dat die mees waarskynlike kandidaat vir installasie in hierdie kompleks 'n gas-dinamiese laser is, 'n afstammeling van die laser wat ontwikkel is vir die A-60-program. In hierdie geval kan die optiese krag van die laser van die "Peresvet" -kompleks 200-400 kilowatt wees, in die optimistiese scenario tot 1 megawatt. Die voorheen genoemde suurstof-jodium laser kan as 'n ander kandidaat beskou word.
As ons hieruit voortgaan, dan aan die kant van die kajuit van die hoofvoertuig van die Peresvet -kompleks, 'n diesel- of petrolopwekker, 'n kompressor, 'n opbergruimte vir chemiese komponente, 'n laser met 'n verkoelingstelsel en 'n laserstraalbegeleidingstelsel is vermoedelik in serie. Radar- of teikenopsporing OLS is nêrens te sien nie, wat eksterne teikenaanwysing impliseer.
Hierdie aannames kan in elk geval onwaar wees, beide in verband met die moontlikheid om fundamentele nuwe lasers deur huishoudelike ontwikkelaars te skep, en in verband met die gebrek aan betroubare inligting oor die optiese krag van die Peresvet -kompleks. Daar was veral inligting in die pers oor die teenwoordigheid van 'n klein kernreaktor as 'n bron van energie in die "Peresvet" -kompleks. As dit waar is, kan die opset van die kompleks en die moontlike eienskappe heeltemal anders wees.
Watter krag is nodig om 'n laser effektief vir militêre doeleindes as vernietigingsmiddel te gebruik? Dit hang grootliks af van die beoogde gebruiksgebied en die aard van die teikens wat getref word, sowel as die metode van vernietiging daarvan.
Die Vitebsk-lugverdedigingskompleks bevat 'n L-370-3S-aktiewe blokkeerstasie. Dit bestry inkomende vyandelike missiele met 'n termiese kopkop deur infrarooi laserstraling te verblind. Met inagneming van die afmetings van die L-370-3S aktiewe jammerstasie, is die krag van die laser-emitter hoogstens etlike tientalle watt. Dit is skaars genoeg om die termiese kop van die raket te vernietig, maar dit is genoeg om tydelik te verblind.
Tydens die toetse van die A-60-kompleks met 'n laser van 100 kW is die L-17-teikens, wat 'n analoog van 'n straalvliegtuig verteenwoordig, getref. Die omvang van die vernietiging is onbekend, dit kan aanvaar word dat dit ongeveer 5-10 km was.
Voorbeelde van toetse van buitelandse laserstelsels:
[
Op grond van bogenoemde kan ons aanneem:
-om klein UAV's op 'n afstand van 1-5 kilometer te vernietig, is 'n laser met 'n krag van 2-5 kW nodig;
-om ongeleide myne, skulpe en ammunisie met 'n hoë presisie op 'n afstand van 5-10 kilometer te vernietig, is 'n laser met 'n krag van 20-100 kW nodig;
-om teikens soos 'n vliegtuig of 'n missiel op 'n afstand van 100-500 km te tref, is 'n laser met 'n krag van 1-10 MW nodig.
Lasers met die aangeduide bevoegdhede bestaan alreeds of sal binne die afsienbare toekoms geskep word. Watter soorte laserwapens in die nabye toekoms deur die lugmag, grondmagte en die vloot gebruik kan word, sal ons in die vervolg van hierdie artikel bespreek.
