Лазерлік қару әрқашан даулы болып келеді. Кейбіреулер оны болашақтың қаруы деп есептесе, басқалары жақын арада мұндай қарудың тиімді үлгілерінің пайда болу ықтималдығын үзілді -кесілді жоққа шығарады. Адамдар лазерлік қару туралы олар пайда болғанға дейін ойланған, Алексей Толстойдың «Инженер Гариннің гиперболоиды» классикалық туындысын еске түсірейік (әрине, бұл жұмыста дәл лазер емес, іс -әрекет пен салдары бойынша оған жақын қару) оны пайдалану туралы).
Нағыз лазерді жасау ХХ ғасырдың 50-60 жылдарында лазерлік қару тақырыбын қайтадан көтерді. Ондаған жылдар бойы бұл ғылыми фантастикалық фильмдердің ажырамас ерекшелігіне айналды. Нағыз жетістіктер әлдеқайда қарапайым болды. Иә, лазерлер барлау мен мақсатты белгілеу жүйелерінде маңызды орынға ие болды, олар өнеркәсіпте кеңінен қолданылады, бірақ жою құралы ретінде пайдалану үшін олардың қуаты әлі де жеткіліксіз болды, ал олардың салмағы мен өлшемдерінің сипаттамалары қабылданбады. Лазерлік технологиялар қалай дамыды, олар қазіргі уақытта әскери қолдануға қаншалықты дайын?
Бірінші операциялық лазер 1960 жылы жасалды. Бұл жасанды рубинге негізделген импульсті қатты денелі лазер болды. Жасалған кезде бұл ең жоғары технологиялар болды. Қазіргі уақытта мұндай лазерді үйде жинауға болады, ал оның импульстік энергиясы 100 Дж дейін жетуі мүмкін.
Азотты лазерді қолдану тіпті қарапайым; оны іске асыру үшін күрделі коммерциялық өнімдер қажет емес; ол тіпті атмосферадағы азотпен жұмыс жасай алады. Тікелей қолмен оны үйде оңай жинауға болады.
Алғашқы лазер жасалғаннан бері лазерлік сәулеленуді алудың көптеген жолдары табылды. Қатты күйдегі лазерлер, газ лазерлері, бояу лазерлері, еркін электронды лазерлер, талшықты лазерлер, жартылай өткізгішті лазерлер және басқа да лазерлер бар. Сондай -ақ, лазерлер қозу әдісімен ерекшеленеді. Мысалы, әр түрлі конструкциялы газ лазерлерінде активті ортаны оптикалық сәулелену, электр тогының разряды, химиялық реакция, ядролық айдау, термиялық айдау (газ-динамикалық лазерлер, ГДЛ) қоздыруы мүмкін. Жартылай өткізгішті лазерлердің пайда болуы DPSS типті лазерлерді (диодпен айдалатын қатты күйдегі лазер) тудырды.
Лазерлердің әр түрлі конструкциясы жұмсақ рентген сәулелерінен инфрақызыл сәулеге дейінгі толқын ұзындығының әр түрлі сәулеленуін қамтамасыз етеді. Қатты рентген және гамма лазерлер әзірленуде. Бұл шешілетін мәселеге негізделген лазерді таңдауға мүмкіндік береді. Әскери қосымшаларға қатысты, бұл, мысалы, планетаның атмосферасы аз сіңірілетін толқын ұзындығының сәулеленуімен лазерді таңдау мүмкіндігін білдіреді.
Алғашқы прототипті әзірлегеннен бері қуат үздіксіз артып келеді, салмағы мен өлшемдерінің сипаттамалары мен лазерлердің тиімділігі (тиімділігі) жақсарды. Бұл лазерлік диодтардың мысалында өте айқын көрінеді. Өткен ғасырдың 90-шы жылдары қуаты 2-5 мВт болатын лазерлік көрсеткіштер кеңінен сатылымда пайда болды, 2005-2010 жылдары 200-300 мВт лазерлік көрсеткішті сатып алуға болатын еді, қазір, 2019 ж. оптикалық қуаты 7 лазерлік көрсеткіштер сатылымдаРесейде оптикалық қуаты 350 Вт болатын талшықты -оптикалық инфрақызыл лазерлік диодтардың модульдері бар.
Мур заңына сәйкес лазерлік диодтардың қуатының өсу жылдамдығы процессорлардың есептеу қуаттылығының өсу жылдамдығымен салыстырылады. Әрине, лазерлік диодтар жауынгерлік лазерлерді жасау үшін жарамайды, бірақ олар, өз кезегінде, тиімді қатты және талшықты лазерлерді айдау үшін қолданылады. Лазерлік диодтар үшін электр энергиясын оптикалық энергияға түрлендірудің тиімділігі 50%-дан асуы мүмкін, теориялық тұрғыдан алғанда сіз 80%-дан жоғары тиімділікке қол жеткізе аласыз. Жоғары тиімділік электрмен жабдықтау талаптарын төмендетіп қана қоймайды, сонымен қатар лазерлік жабдықты салқындатуды жеңілдетеді.
Лазердің маңызды элементі - сәулені фокустау жүйесі - нысандағы нүкте көлемі неғұрлым аз болса, соғұрлым зақымға мүмкіндік беретін қуат тығыздығы соғұрлым жоғары болады. Күрделі оптикалық жүйелердің дамуы мен жаңа жоғары температуралы оптикалық материалдардың пайда болуы прогресс жоғары тиімді фокустау жүйесін құруға мүмкіндік береді. HEL американдық экспериментальды жауынгерлік лазердің фокустау және көздеу жүйесі 127 айнаны, линзаларды және жарық сүзгілерін қамтиды.
Лазерлік қаруды жасау мүмкіндігін қамтамасыз ететін тағы бір маңызды компонент - сәулені нысанаға бағыттау мен ұстау жүйесін жасау. Нысандарға «лезде» ату үшін секунд ішінде гигаватт қуаты қажет, бірақ мобильді шассиде олар үшін мұндай лазерлер мен қуат көздерін құру - алдағы болашақтың мәселесі. Сәйкесінше, қуаты жүздеген киловатт - ондаған мегаватт лазерлермен нысандарды жою үшін лазерлік сәулелену нүктесін біраз уақытқа (бірнеше секундтан бірнеше ондаған секундқа дейін) ұстау қажет. Бағыттау жүйесіне сәйкес, лазер сәулесімен нысанды қадағалай алатын жоғары дәлдіктегі және жоғары жылдамдықты дискілер қажет.
Ұзақ қашықтыққа ату кезінде бағыттаушы жүйе атмосфера енгізген бұрмаланулардың орнын толтыруы тиіс, олар үшін негізгі «жауынгерлік» лазерді нысанаға дәл бағыттауды қамтамасыз ете отырып, бағыттау жүйесінде әр түрлі мақсаттағы бірнеше лазерлерді қолдануға болады.
Қару -жарақ саласында қандай лазерлерге басымдық берілді? Оптикалық айдаудың жоғары қуатты көздерінің болмауына байланысты газды-динамикалық және химиялық лазерлер осындай болды.
20 ғасырдың аяғында американдық стратегиялық қорғаныс бастамасы (SDI) бағдарламасы қоғамдық пікірді көтерді. Бұл бағдарлама аясында кеңестік құрлықаралық баллистикалық зымырандарды (ЗБР) жеңу үшін құрлықта және ғарышта лазерлік қаруды орналастыру жоспарланды. Орбитаға орналастыру үшін рентген диапазонында шығарылатын ядролық сорғыларды немесе 20 мегаваттқа дейінгі химиялық лазерлерді қолдану керек еді.
SDI бағдарламасы көптеген техникалық қиындықтарға тап болды және жабылды. Сонымен қатар, бағдарлама аясында жүргізілген кейбір зерттеулер жеткілікті қуатты лазерлерді алуға мүмкіндік берді. 1985 жылы қуаты 2,2 мегаватт болатын дейтерий фторлы лазер лазерден 1 шақырым қашықтықта орналасқан сұйық отынды баллистикалық зымыранды жойды. 12 секундтық сәулеленудің нәтижесінде ракета корпусының қабырғалары беріктігін жоғалтып, ішкі қысым әсерінен қирады.
КСРО -да жауынгерлік лазерлердің дамуы да жүргізілді. ХХ ғасырдың сексенінші жылдары қуаты 100 кВт газ-динамикалық лазермен Skif орбиталық платформасын құру бойынша жұмыс жүргізілді. Skif-DM үлкен өлшемді макеті (Polyus ғарыш аппараты) 1987 жылы Жердің орбитасына шығарылды, бірақ бірқатар қателіктерге байланысты ол есептелген орбитаға енбеді және Тынық мұхитында баллистикалық траектория бойынша су астында қалды. КСРО -ның ыдырауы осы және осыған ұқсас жобаларға нүкте қойды.
Терра бағдарламасы аясында КСРО-да лазерлік қарудың кең ауқымды зерттеулері жүргізілді.«Терра» жоғары қуатты лазерлік қаруға негізделген сәулелік соққы элементі бар зоналық зымырандық және ғарышқа қарсы қорғаныс жүйесінің бағдарламасы 1965-1992 жылдар аралығында жүзеге асырылды. Ашық мәліметтер бойынша, осы бағдарлама аясында газ-динамикалық лазерлер, қатты дене лазерлері, жарылғыш йод фотодиссоциациясы және басқа түрлері жасалды. лазерлер.
Сондай-ақ КСРО-да, 20 ғасырдың 70-ші жылдарының ортасынан бастап Ил-76МД ұшағының негізінде А-60 әуе лазерлік кешені жасалды. Бастапқыда кешен автоматты шарлармен күресуге арналған. Қару ретінде «Химавтоматика» конструкторлық бюросы (КБХА) жасаған мегаватт класты үздіксіз газ-динамикалық CO-лазерін орнату керек болды.
Сынақтар шеңберінде 10 -нан 600 кВт дейінгі радиациялық қуаты бар GDT стендтік үлгілерінің отбасы құрылды. А-60 кешенін сынау кезінде оған 100 кВт лазер орнатылды деп болжауға болады.
30-40 км биіктікте орналасқан стратосфералық шарға және Ла-17 нысанасына лазер қондырғысын сынау арқылы бірнеше ондаған ұшулар жүргізілді. Кейбір ақпарат көздері А-60 ұшағымен кешен Terra-3 бағдарламасы бойынша зымыранға қарсы қорғаныстың авиациялық лазерлік компоненті ретінде жасалғанын көрсетеді.
Қазіргі уақытта әскери қолдану үшін лазердің қандай перспективасы бар? Газ-динамикалық және химиялық лазерлердің барлық артықшылықтарымен олардың елеулі кемшіліктері бар: тұтынылатын компоненттерге қажеттілік, іске қосу инерциясы (кейбір деректерге сәйкес, бір минутқа дейін), жылудың айтарлықтай бөлінуі, үлкен өлшемдері және пайдаланылған компоненттердің шығымы. белсенді орта. Мұндай лазерлерді тек үлкен медиаға қоюға болады.
Қазіргі уақытта қатты және талшықты лазерлердің болашағы зор, олардың жұмыс істеуі үшін оларды жеткілікті қуатпен қамтамасыз ету қажет. АҚШ Әскери -теңіз күштері ақысыз электронды лазерлік технологияны белсенді түрде дамытуда. Талшықты лазерлердің маңызды артықшылығы олардың масштабталуы болып табылады, яғни. қосымша қуат алу үшін бірнеше модульдерді біріктіру мүмкіндігі. Кері масштабталу да маңызды, егер 300 кВт қуатты қатты күйдегі лазер жасалса, оның негізінде, мысалы, 30 кВт қуаты бар кішірек өлшемді лазер жасауға болады.
Ресейде талшықты және қатты күйдегі лазерлердің жағдайы қандай? КСРО ғылымы лазерлердің дамуы мен жасалуы тұрғысынан әлемдегі ең озық болды. Өкінішке орай, КСРО -ның ыдырауы бәрін өзгертті. IPG Photonics талшықты лазерлерді әзірлеу мен өндіру бойынша әлемдегі ірі компаниялардың бірін Ресейдің тумасы В. П. Гапонцев ресейлік NTO IRE-Polyus компаниясының негізінде құрды. Негізгі компания IPG Photonics қазіргі уақытта АҚШ -та тіркелген. IPG Photonics ірі өндіріс орындарының бірі Ресейде орналасқанына қарамастан (Фрязино, Мәскеу облысы), компания АҚШ заңы бойынша жұмыс істейді және оның лазерлері Ресей қарулы күштерінде қолданыла алмайды, оның ішінде компания санкцияларды сақтауы тиіс. Ресейге жүктелген.
Дегенмен, IPG Photonics талшықты лазерлерінің мүмкіндіктері өте жоғары. IPG жоғары қуатты үздіксіз толқынды талшықты лазерлердің қуаты 1 кВт -тан 500 кВт -қа дейін, сонымен қатар толқын ұзындығының кең диапазонына ие, ал электр энергиясын оптикалық энергияға түрлендіру тиімділігі 50%жетеді. IPG талшықты лазерлерінің айырмашылық сипаттамалары басқа жоғары қуатты лазерлерден әлдеқайда жоғары.
Ресейде қазіргі заманғы жоғары қуатты талшықтар мен қатты лазерлердің басқа әзірлеушілері мен өндірушілері бар ма? Коммерциялық үлгілерге қарағанда, жоқ.
Өндірістік сегменттегі отандық өндіруші максималды қуаты ондаған кВт газ лазерлерін ұсынады. Мысалы, «Laser Systems» компаниясы 2001 жылы қуаттылығы 10 кВт оттегі-йод лазерін ұсынды, оның химиялық тиімділігі 32%-дан асады, бұл осы типтегі қуатты лазерлік сәулеленудің ең перспективалы ықшам автономды көзі. Теория бойынша, оттегі-йодты лазерлер бір мегаваттқа дейін қуат деңгейіне жетеді.
Сонымен қатар, ресейлік ғалымдар лазерлік процестердің физикасын терең түсінуге негізделген жоғары қуатты лазерлерді құрудың басқа бағытында бетбұрыс жасағанын толық жоққа шығаруға болмайды.
2018 жылы Ресей президенті Владимир Путин зымыранға қарсы қорғаныс миссияларын шешуге және қарсыластардың орбиталарын жоюға арналған Peresvet лазерлік кешенін жариялады. Пересвет кешені туралы ақпарат жіктеледі, оның ішінде қолданылатын лазер түрі (лазерлер?) Және оптикалық қуат.
Бұл кешенге қондырудың ең ықтимал кандидаты А-60 бағдарламасы үшін әзірленген лазердің ұрпағы болып табылатын газды-динамикалық лазер деп болжауға болады. Бұл жағдайда «Пересвет» кешенінің лазерінің оптикалық қуаты 200-400 киловатт болуы мүмкін, оптимистік сценарийде 1 мегаваттқа дейін. Бұрын айтылған оттегі-йод лазерін басқа кандидат ретінде қарастыруға болады.
Егер біз осыдан шығатын болсақ, онда Пересвет кешенінің негізгі көлігінің салонында электр тогының дизельді немесе бензин генераторы, компрессор, химиялық компоненттерді сақтауға арналған бөлім, салқындату жүйесі бар лазер және лазерлік сәулені бағыттау жүйесі, мүмкін, сериялы орналасқан. OLS радар немесе нысанды анықтау еш жерде көрінбейді, бұл сыртқы мақсатты белгілеуді білдіреді.
Қалай болғанда да, бұл болжамдар отандық әзірлеушілердің принципті түрде жаңа лазерлерді жасау мүмкіндігіне байланысты да, Peresvet кешенінің оптикалық қуаты туралы сенімді ақпараттың болмауына байланысты да жалған болып шығуы мүмкін. Атап айтқанда, баспасөзде «Пересвет» кешенінде энергия көзі ретінде шағын көлемді ядролық реактордың болуы туралы ақпарат болды. Егер бұл рас болса, онда кешеннің конфигурациясы мен мүмкін сипаттамалары мүлде өзгеше болуы мүмкін.
Лазерді қирату құралы ретінде әскери мақсатта тиімді пайдалану үшін қандай күш қажет? Бұл көп жағдайда мақсатты қолдану аясына және нысанаға алынған нысандарға, сондай -ақ оларды жою әдісіне байланысты.
Витебск әуе десантты қорғаныс кешені L-370-3S белсенді кептелу станциясын қамтиды. Ол инфрақызыл лазерлік сәулеленуді өшіру арқылы термиялық басы бар қарсыластың кіретін ракеталарына қарсы тұрады. L-370-3S белсенді кептелу станциясының өлшемдерін ескере отырып, лазерлік эмитенттің қуаты максимум бірнеше ондаған ватт. Бұл зымыранның термиялық ұшатын басын жою үшін жеткіліксіз, бірақ уақытша жалюзи үшін жеткілікті.
100 кВт лазермен А-60 кешенін сынау кезінде реактивті ұшақтың аналогын білдіретін L-17 нысанаға тиді. Қирау ауқымы белгісіз, шамамен 5-10 км болды деп болжауға болады.
Шетелдік лазерлік жүйелерді сынаудың мысалдары:
[
Жоғарыда айтылғандарға сүйене отырып, біз мынаны болжай аламыз:
-1-5 шақырым қашықтықтағы шағын ұшқышсыз басқару аппараттарын жою үшін қуаты 2-5 кВт болатын лазер қажет;
-басқарылмайтын миналарды, снарядтарды және жоғары дәлдіктегі оқ-дәрілерді 5-10 шақырым қашықтықта жою үшін қуаты 20-100 кВт лазер қажет;
-100-500 км қашықтықтағы ұшақ немесе зымыран сияқты нысанаға соққы беру үшін қуаты 1-10 МВт лазер қажет.
Көрсетілген күштердің лазерлері бұрыннан бар немесе жақын арада жасалады. Әуе күштері, құрлық әскерлері мен флот жақын арада лазерлік қарудың қандай түрлерін қолдана алады, біз мақаланың жалғасында қарастырамыз.
