Бұған дейін біз лазерлік технологиялардың қалай дамып келе жатқанын, әуе күштері, құрлық әскерлері мен әуе қорғанысы мен флот мүдделерінде қандай лазерлік қаруды қолдануға болатынын қарастырдық.
Енді біз одан қорғануға болатынын және қалай болатынын түсінуіміз керек. Зымыранды айна жабындымен жабу немесе снарядты жылтырату жеткілікті деп жиі айтылады, бірақ, өкінішке орай, бәрі де қарапайым емес.
Кәдімгі алюминиймен қапталған айна түскен сәуленің шамамен 95% -ын көрсетеді және оның тиімділігі толқын ұзындығына байланысты.
Графикте көрсетілген барлық материалдардың ішінде алюминий ең жоғары шағылуға ие, бұл отқа төзімді материал емес. Егер қуаты төмен сәуле әсер еткенде, айна аздап қызады, онда қуатты сәуле түскенде, айнаның жабындысының материалы тез жарамсыз болып қалады, бұл оның шағылыстырғыш қасиеттерінің нашарлауына және көшкін тәрізді жылытуға әкеледі. жою
Толқын ұзындығы 200 нм -ден аз болғанда айналардың тиімділігі күрт төмендейді; ультракүлгін немесе рентген сәулелерінен (еркін электронды лазер) мұндай қорғаныс мүлде жұмыс істемейді.
100% шағылыстыратын эксперименттік жасанды материалдар бар, бірақ олар тек белгілі бір толқын ұзындығында жұмыс істейді. Сондай-ақ, айналарды олардың шағылуын 99,999%дейін арттыратын арнайы көп қабатты жабындармен жабуға болады. Бірақ бұл әдіс бір ғана толқын ұзындығында жұмыс істейді және белгілі бір бұрышта болады.
Есіңізде болсын, қарудың жұмыс істеу шарттары зертханалық жағдайлардан алыс, яғни. зымыранды немесе снарядты инертті газ толтырылған контейнерде сақтау қажет. Кішкене тұман немесе ластану, мысалы, қолдың іздері, айнаның шағылуын бірден бұзады.
Контейнерден шығу айнаның бетін бірден қоршаған ортаға - атмосфераға және жылуға шығарады. Егер айна беті қорғаныш пленкамен қапталмаған болса, онда бұл бірден оның шағылыстырғыш қасиеттерінің нашарлауына әкеледі, ал егер ол қорғаныш жабынмен қапталған болса, онда оның өзі беттің шағылысу қасиеттерін нашарлатады.
Жоғарыда айтылғандарды қорытындылай келе, біз айна қорғанысы лазерлік қарудан қорғану үшін өте қолайлы емес екенін байқаймыз. Ал содан кейін не сәйкес келеді?
Әуе кемесінің айналу қозғалысын (АС) өзінің бойлық осінің айналасында қамтамасыз ету арқылы лазер сәулесінің жылу энергиясын денеге «жағу» әдісі белгілі бір дәрежеде көмектеседі. Бірақ бұл әдіс тек оқ -дәрілерге және шектеулі мөлшерде ұшқышсыз ұшуға арналған қондырғыларға жарамды, аз дәрежеде ол корпустың алдыңғы жағына лазермен сәулеленгенде тиімді болады.
Қорғалатын объектілердің кейбір түрлерінде, мысалы, планеталық бомбаларда, круиздік зымырандарда (CR) немесе жоғарыдан ұшқанда нысанаға қарсы танкке қарсы басқарылатын зымырандарда (ATGM) бұл әдісті қолдану мүмкін емес. Айналмайтын, көбінесе, миномет шахталары. Айналмайтын барлық ұшақтар туралы мәліметтер жинау қиын, бірақ мен олардың көп екеніне сенімдімін.
Қалай болғанда да, әуе кемесінің айналуы лазерлік сәулеленудің нысанаға әсерін сәл ғана төмендетеді, себебіқуатты лазерлік сәуле арқылы денеге берілетін жылу ішкі құрылымдарға, әрі қарай ұшақтың барлық компоненттеріне беріледі.
Лазерлік қаруға қарсы шаралар ретінде түтін мен аэрозольді қолдану да шектеулі. Серияның мақалаларында айтылғандай, лазерлерді жердегі бронетранспортерлерге немесе кемелерге қарсы қолдану бақылау құралдарына қарсы қолданылғанда ғана мүмкін болады, оны қорғауға біз кейінірек ораламыз. Жақын арада жаяу әскердің / танкінің немесе жер үсті кемесінің корпусын лазер сәулесімен өртеу шындыққа жанаспайды.
Әрине, ұшақтардан түтін немесе аэрозольдік қорғаныс қолдану мүмкін емес. Ұшақтың жоғары жылдамдығына байланысты түтін немесе аэрозоль әрқашан қарсы келетін ауа қысымымен кері қайтарылады, тікұшақтарда олар винттен ауа ағынымен ұшып кетеді.
Осылайша, шашырататын түтін мен аэрозоль түріндегі лазерлік қарудан қорғаныс жеңіл брондалған машиналарда ғана қажет болуы мүмкін. Екінші жағынан, танктер мен басқа да бронды машиналар көбінесе қарсыластың қару -жарақ жүйесін басып алуды бұзу үшін түтін экрандарын орнатуға арналған стандартты жүйелермен жабдықталған, және бұл жағдайда тиісті толтырғыштарды әзірлеу кезінде оларды лазерлік қаруға қарсы тұру үшін де қолдануға болады..
Оптикалық және термиялық бейнелеу барлау қондырғыларын қорғауға оралсақ, белгілі бір толқын ұзындығының лазерлік сәулеленуіне кедергі келтіретін оптикалық сүзгілерді орнату аз қуатты лазерлік қарудан қорғау үшін бастапқы кезеңде ғана қолайлы болады деп болжауға болады. келесі себептер бойынша:
- әр түрлі толқын ұзындығында жұмыс жасайтын әр түрлі өндірушілердің лазерлерінің үлкен ассортименті қызмет көрсетеді;
- қуатты сәулеленуге ұшыраған кезде белгілі бір толқын ұзындығын сіңіруге немесе көрсетуге арналған сүзгі істен шығуы ықтимал, бұл лазерлік сәулеленудің сезімтал элементтерге түсуіне немесе оптиканың істен шығуына әкеледі (бұлт, суреттің бұрмалануы);
- кейбір лазерлер, атап айтқанда бос электронды лазер жұмыс толқынының ұзындығын кең диапазонда өзгерте алады.
Оптикалық және термиялық бейнелеу барлау қондырғыларын қорғау жер үсті қондырғылары, кемелер мен авиациялық жабдықтар үшін жоғары жылдамдықты қорғаныс экрандарын орнату арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Егер лазерлік сәулелену анықталса, қорғаныс экраны линзаларды секунд ішінде жабуы керек, бірақ бұл сезімтал элементтерге зақым келмеуіне кепілдік бермейді. Мүмкін, уақыт өте келе лазерлік қаруды кеңінен қолдану оптикалық диапазонда жұмыс істейтін барлау активтерін кем дегенде қайталауды қажет етуі мүмкін.
Егер ірі тасымалдаушыларда қорғаныш экрандар мен оптикалық және жылулық бейнелеудің қайталанатын құралдарын орнату әбден мүмкін болса, онда дәлдігі жоғары қару-жарақтарда, әсіресе ықшам қару-жарақтарда мұны істеу әлдеқайда қиын. Біріншіден, қорғаныстың салмағы мен өлшеміне қойылатын талаптар айтарлықтай күшейтіледі, екіншіден, жабық ысырманың өзінде жоғары қуатты лазерлік сәулеленудің әсері тығыз орналасуына байланысты оптикалық жүйе компоненттерінің қызып кетуіне әкелуі мүмкін, бұл ішінара әкеледі. немесе оның жұмысының толық бұзылуы.
Лазерлік қарудан техника мен қаруды тиімді қорғау үшін қандай әдістерді қолдануға болады? Екі негізгі әдіс бар - абляциялық қорғаныс және конструктивті жылу оқшаулағыш қорғаныс.
Абляциядан қорғау (латынша ablatio - массаны алып тастау, тасымалдау) - қорғалатын объектінің бетінен ыстық газ ағынымен затты алып тастауға және / немесе шекаралық қабатты қайта құрылымдауға негізделген, олар бірігіп айтарлықтай қорғалған бетке жылу беруді азайтады. Басқаша айтқанда, келген энергия қорғаныс материалын қыздыруға, балқытуға және булануға жұмсалады.
Қазіргі уақытта абляциялық қорғаныс ғарыш аппараттарының түсу модульдерінде (СК) және реактивті қозғалтқыш шүмектерінде белсенді қолданылады. Көбінесе фенолды, кремнийлі органикалық және көміртегі (оның ішінде графит), кремний диоксиді (кремнезем, кварц) және нейлон бар толтырғыштар бар синтетикалық шайырларға негізделген көмірлі пластиктер қолданылады.
Абляциядан қорғаныс бір реттік, ауыр және көлемді, сондықтан оны қайта пайдалануға болатын ұшақтарда қолданудың мағынасы жоқ (барлық ұшқышсыз және ұшқышсыз ұшуларды оқыңыз). Оның жалғыз қолданылуы басқарылатын және басқарылмайтын снарядтарда. Ал мұнда басты мәселе - қуаты бар лазерді қорғау қаншалықты қалың болуы керек, мысалы, 100 кВт, 300 кВт және т.б.
Аполлон ғарыш кемесінде бірнеше жүзден бірнеше мың градусқа дейінгі температура үшін экрандау қалыңдығы 8 -ден 44 мм -ге дейін. Осы диапазонның бір жерінде жауынгерлік лазерлерден абляциялық қорғаудың қажетті қалыңдығы да болады. Оның салмақ пен өлшем сипаттамаларына, демек, ату қашықтығына, маневрлік қабілеттілігіне, оқтұмсық массасына және оқ -дәрінің басқа параметрлеріне қалай әсер ететінін елестету оңай. Абляциялық термиялық қорғаныс сондай -ақ ұшыру мен маневр жасау кезінде шамадан тыс жүктемелерге төтеп беруі керек, оқ -дәрілерді сақтау шарттары мен ережелерінің нормаларына сәйкес келуі керек.
Басқарылмайтын оқ -дәрілер күмән тудырады, өйткені лазерлік сәулеленуден абляциялық қорғаныстың біркелкі жойылуы сыртқы баллистиканы өзгерте алады, нәтижесінде оқ -дәрілер нысанадан ауытқиды. Егер абляциялық қорғаныс қазірдің өзінде бір жерде қолданылса, мысалы, гиперсониялық оқ -дәрілерде, онда оның қалыңдығын жоғарылатуға тура келеді.
Қорғаудың тағы бір әдісі - сыртқы әсерге төзімді отқа төзімді материалдардың бірнеше қорғаныш қабаттарымен корпусты конструкциялау немесе орындау.
Егер біз ғарыштық аппараттармен ұқсастық жасасақ, онда «Буран» қайта пайдалануға болатын ғарыш кемесінің термиялық қорғанысын қарастыруға болады. Беткі температурасы 371 - 1260 градус Цельсийде тазартылмайтын 99,7% аморфты кварц талшығынан тұратын жабынды қолданылды, оған байланыстырушы, коллоидты кремний диоксиді қосылды. Қаптама қалыңдығы 5 -тен 64 мм -ге дейінгі екі стандартты өлшемдегі плиткалар түрінде жасалған.
Күн сәулесінің төмен сіңіру коэффициентін және жоғары шығарындылықты алу үшін плиткалардың сыртқы бетіне арнайы пигменті бар (кремний оксиді мен жылтыр глинозем негізіндегі ақ жабын) боросиликатты әйнек жағылады. Температурасы 1260 градустан асатын көліктің мұрын конусы мен қанат ұштарында абляциядан қорғау қолданылды.
Ұзақ жұмыс кезінде плиткаларды ылғалдан қорғау нашарлауы мүмкін екенін есте ұстаған жөн, бұл оның қасиеттерінің термиялық қорғанысының жоғалуына әкеледі, сондықтан оны қайта пайдалануға болатын ұшақтарда лазерге қарсы қорғаныс ретінде тікелей қолдануға болмайды.
Қазіргі уақытта ұшақтарды 3000 градусқа дейінгі температурадан қорғауды қамтамасыз ететін беті аз тозатын перспективалы абляциялық термиялық қорғаныс әзірленуде.
Манчестер Университеті (Ұлыбритания) мен Орталық Оңтүстік Университетінің (Қытай) Ройс Институтының ғалымдар тобы құрылымды өзгертпестен 3000 ° С -қа дейінгі температураға төтеп бере алатын жақсартылған сипаттамалары бар жаңа материалды ойлап тапты. Бұл Zr0.8Ti0.2C0.74B0.26 керамикалық жабынды, ол көміртекті көміртекті композиттік матрицаның үстіне қойылады. Жаңа жабын өзінің сипаттамалары бойынша ең жақсы жоғары температуралы керамикадан айтарлықтай жоғары.
Ыстыққа төзімді керамиканың химиялық құрылымының өзі қорғаныс механизмі қызметін атқарады. 2000 ° C температурада Zr0.8Ti0.2C0.74B0.26 және SiC материалдары тотығып, сәйкесінше Zr0.80T0.20O2, B2O3 және SiO2 -ге айналады. Zr0.80Ti0.20O2 ішінара еріп, салыстырмалы түрде тығыз қабат түзеді, ал аз еритін оксидтер SiO2 мен B2O3 буланып кетеді. 2500 ° C жоғары температурада Zr0.80Ti0.20O2 кристалдары үлкен формацияларға қосылады.3000 ° С температурада негізінен Zr0.80Ti0.20O2, цирконий титанаты мен SiO2 -ден тұратын дерлік мүлде тығыз сыртқы қабат түзіледі.
Әлемде лазерлік сәулеленуден қорғауға арналған арнайы жабындар да әзірленуде.
2014 жылы Қытай Халық -Азаттық Армиясының өкілі американдық лазерлердің арнайы қорғаныс қабаты бар қытайлық әскери техникаларға ерекше қауіп төндірмейтінін мәлімдеді. Бұл жабынның қандай қуатты қорғайтынын, оның қалыңдығы мен массасы қандай екендігі туралы сұрақтар ғана қалады.
Ұлттық стандарттар мен технология институты мен Канзас университетінің американдық зерттеушілері жасаған лазер сәулесін тиімді сіңіруге қабілетті көміртекті нанотүтікшелер мен арнайы керамика қоспасына негізделген аэрозольді композиция үлкен қызығушылық тудырады. Жаңа материалдың нанотүтікшелері біркелкі жарықты сіңіреді және жылуды жақын маңдағы аймақтарға береді, лазер сәулесімен жанасу нүктесіндегі температураны төмендетеді. Керамикалық жоғары температуралы қосылыстар жоғары механикалық беріктікпен және жоғары температураның зақымдануына төзімділігімен қорғаныш жабынмен қамтамасыз етеді.
Тестілеу кезінде мыс бетіне жұқа материал қабаты жағылды және кептіруден кейін материал бетіне фокусталды, ұзын толқынды инфрақызыл лазер, металл мен басқа да қатты материалдарды кесу үшін қолданылатын лазер.
Жиналған деректерді талдау жабынның лазер сәулесінің энергиясының 97,5 пайызын сәтті сіңіргенін және бетінің шаршы сантиметріне 15 кВт энергия деңгейіне жойылмай төтеп бергенін көрсетті.
Бұл жабын бойынша сұрақ туындайды: сынақтарда мыс бетіне қорғаныш жабыны қолданылды, ол лазерлік өңдеу үшін ең қиын материалдардың бірі болып табылады, оның жоғары жылу өткізгіштігіне байланысты мұндай қорғаныс жабынының қалай болғаны белгісіз. басқа материалдармен жұмыс жасайды. Сонымен қатар, оның максималды температураға төзімділігі, діріл мен соққыларға төзімділігі, атмосфералық жағдайлар мен ультракүлгін сәулеленудің (күн) әсері туралы сұрақтар туындайды. Сәулелендіру жүргізілген уақыт көрсетілмеген.
Тағы бір қызықты сәт: егер ұшақ қозғалтқыштары жоғары жылу өткізгіштігі бар затпен қапталған болса, онда олардың денесі біркелкі жылытылады, бұл ұшақты жылу спектрінде барынша ашады.
Қалай болғанда да, жоғарыда көрсетілген аэрозольдік қорғаныстың сипаттамалары қорғалатын объектінің көлеміне тура пропорционалды болады. Қорғалатын объект және қамту аймағы неғұрлым үлкен болса, соғұрлым көп энергия шашыраңқы болады және ауа сәулесінің түсуімен жылу сәулеленуі мен салқындатылуы түрінде беріледі. Қорғалатын объект неғұрлым аз болса, соғұрлым қорғаныс қалың болуы керек. шағын алаң жеткілікті жылуды кетіруге мүмкіндік бермейді және ішкі құрылымдық элементтер қызып кетеді.
Лазерлік сәулеленуден қорғауды қолдану, аблятивті немесе конструктивті жылу оқшаулағыш болмасын, басқарылатын оқ-дәрілер мөлшерінің азаю тенденциясын кері қайтаруы мүмкін, басқарылатын және басқарылмайтын оқ-дәрілердің тиімділігін айтарлықтай төмендетуі мүмкін.
Барлық мойынтіректер мен басқару элементтері - қанаттар, тұрақтандырғыштар, рульдер - қиын және қиын отқа төзімді материалдардан жасалуы керек.
Радарды анықтау құралдарын қорғау бойынша жеке сұрақ туындайды. «БОР-5» эксперименттік ғарыш кемесінде радио мөлдір жылу қалқаны сыналды-кремнеземасы бар шыны талшықты, бірақ мен оның жылудан қорғайтын қабаты мен салмағы мен өлшемінің сипаттамасын таба алмадым.
Радиотолқындардың өтуіне кедергі келтіретін термалды сәулеленуден қорғаныс болса да, жоғары температуралы плазмалық формация радиолокациялық барлау қондырғыларының радомынан қуатты лазерлік сәулелену нәтижесінде пайда болуы мүмкін бе, әзірге белгісіз. онда мақсат жоғалуы мүмкін.
Корпусты қорғау үшін бірнеше қорғаныш қабаттардың комбинациясын қолдануға болады-ішінен ыстыққа төзімділігі төмен жылуөткізгішті және сыртынан шағылыстыратын ыстыққа төзімділігі жоғары жылуөткізгіштігі. Сондай -ақ, жасырын материалдар лазерлік сәулеленуге қарсы тұра алмайтын қорғаныстың үстіне қолданылуы мүмкін, ал егер ұшақтың өзі аман қалса, лазерлік қарудың зақымдануын қалпына келтіруге тура келеді.
Лазерлік қаруды жетілдіру мен кеңінен тарату басқарылатын және басқарылмайтын барлық оқ-дәрілерді, сондай-ақ басқарылатын және ұшқышсыз ұшу аппараттарын лазерден қорғауды қамтамасыз етуді қажет етеді деп болжауға болады.
Лазерге қарсы қорғауды енгізу сөзсіз басқарылатын және басқарылмайтын оқ-дәрілердің, сондай-ақ басқарылатын және ұшқышсыз ұшу аппараттарының құны мен салмағының және өлшемдерінің ұлғаюына әкеледі.
Қорытындылай келе, лазерлік шабуылға белсенді түрде қарсы тұрудың дамыған әдістерінің бірін атап өтуге болады. Калифорнияда орналасқан Adsys Controls компаниясы жаудың лазерлік басшылығын бұзатын Helios қорғаныс жүйесін дамытады.
Жаудың жауынгерлік лазерін қорғалған құрылғыға бағыттағанда, Гелиос оның параметрлерін анықтайды: қуат, толқын ұзындығы, импульстік жиілік, бағыт пен көзге дейінгі қашықтық. Гелиос одан әрі қарсыластың лазерлік сәулесінің нысанаға шоғырлануына жол бермейді, шамасы, қарсыластың нысанаға алу жүйесін шатастыратын, қуаты төмен энергиялы лазер сәулесін бағыттау арқылы. Гелиос жүйесінің егжей -тегжейлі сипаттамасы, оның даму кезеңі мен практикалық көрсеткіштері әлі белгісіз.
