Megalakulásuk óta a lézereket fegyvereknek tekintik, amelyek képesek forradalmasítani a harcot. A 20. század közepe óta a lézerek a sci -fi filmek, a szuperkatonák fegyverei és a csillagközi hajók szerves részévé váltak.
Azonban, ahogyan a gyakorlatban gyakran előfordul, a nagy teljesítményű lézerek kifejlesztése nagy technikai nehézségekkel szembesült, ami azt eredményezte, hogy a katonai lézerek fő rése eddig a felderítési, cél- és célmegjelölési rendszerekben való alkalmazásuk lett. Ennek ellenére a harci lézerek létrehozásával kapcsolatos munka a világ vezető országaiban gyakorlatilag nem állt le, a lézerfegyverek új generációinak létrehozására irányuló programok felváltották egymást.
Korábban megvizsgáltuk a lézerek fejlesztésének és a lézerfegyverek létrehozásának egyes állomásait, valamint a fejlesztési szakaszokat és a jelenlegi helyzetet a légi fegyverek, a légi fegyverek a szárazföldi erők és a légvédelem területén., lézerfegyverek a haditengerészet számára. Jelenleg a lézerfegyverek létrehozására irányuló programok intenzitása a különböző országokban olyan magas, hogy már nem kétséges, hogy hamarosan megjelennek a csatatéren. És nem lesz olyan könnyű megvédeni magát a lézerfegyverektől, mint azt egyesek gondolják, legalábbis az ezüsttel biztosan nem lesz lehetséges.
Ha alaposan megvizsgálja a lézerfegyverek külföldi országok fejlesztését, észre fogja venni, hogy a javasolt modern lézerrendszerek többsége szál- és szilárdtest-lézereken alapul. Ezenkívül ezeket a lézerrendszereket nagyrészt taktikai problémák megoldására tervezték. Kimeneti teljesítményük jelenleg 10 kW és 100 kW között mozog, de a jövőben 300-500 kW-ra növelhető. Oroszországban gyakorlatilag nincs információ a taktikai osztályú harci lézerek létrehozásával kapcsolatos munkáról, az alábbiakban beszélünk annak okairól.
2018. március 1 -jén Vlagyimir Putyin orosz elnök a Szövetségi Közgyűléshez intézett üzenete során számos más áttörést jelentő fegyverrendszerrel együtt bejelentette a Peresvet lézeres harci komplexumot (BLK), amelynek mérete és célja rendeltetése felhasználása stratégiai feladatok megoldására.
A Peresvet komplexumot titokfátyol veszi körül. Más legújabb típusú fegyverek ("Dagger", "Avangard", "Zircon", "Poseidon") jellemzői bizonyos vagy olyan mértékben hangot adtak, ami részben lehetővé teszi számunkra, hogy megítéljük céljukat és hatékonyságukat. Ugyanakkor a Peresvet lézerkomplexumról nem közöltek konkrét információkat: sem a telepített lézer típusát, sem az energiaforrást. Ennek megfelelően nincs információ a komplexum kapacitásáról, ami viszont nem teszi lehetővé számunkra, hogy megértsük valódi képességeit, valamint a célokat és célokat.
A lézersugárzást több tucat, talán több száz módon is meg lehet szerezni. Tehát milyen lézersugárzási módszert alkalmaznak a legújabb orosz BLK "Peresvet" -ben? A kérdés megválaszolásához megvizsgáljuk a Peresvet BLK különböző verzióit, és felmérjük azok végrehajtásának valószínűségét.
Az alábbi információk a szerző feltételezései az interneten közzétett nyílt forrásokból származó információk alapján
BLK "Peresvet". Végrehajtási szám 1. Szálas, szilárdtest és folyékony lézerek
Amint fentebb említettük, a lézerfegyverek létrehozásának fő iránya a száloptikán alapuló komplexek kifejlesztése. Miért történik ez? Mivel a szál lézereken alapuló lézeres berendezések teljesítményét könnyű skálázni. Egy 5-10 kW-os modulból álló csomag használatával 50-100 kW sugárzást érjen el a kimeneten.
Megvalósítható -e a Peresvet BLK ezen technológiák alapján? Nagy valószínűséggel nem. Ennek fő oka az, hogy a peresztrojka éveiben a szállézerek vezető fejlesztője, az IRE-Polyus Tudományos és Műszaki Egyesület "menekült" Oroszországból, amely alapján megalakult, bejegyezték az IPG Photonics Corporation transznacionális vállalatot. az USA -ban, és mára világelső az iparban. nagy teljesítményű szál lézerek. A nemzetközi üzletág és az IPG Photonics Corporation bejegyzésének fő helye azt jelenti, hogy szigorúan engedelmeskedik az amerikai jognak, ami a jelenlegi politikai helyzetre való tekintettel nem jelenti a kritikus technológiák Oroszországba történő átadását, amelyek természetesen magukban foglalják a magas erő lézerek.
Fejleszthetnek szál lézereket Oroszországban más szervezetek? Talán, de valószínűtlen, vagy bár ezek alacsony fogyasztású termékek. A szálas lézerek jövedelmező kereskedelmi termékek; ezért a nagy teljesítményű hazai szál lézerek hiánya a piacon valószínűleg azt jelzi, hogy valójában nincsenek.
Hasonló a helyzet a szilárdtest lézerekkel. Feltehetően nehezebb kötegelt megoldást megvalósítani közöttük, ennek ellenére lehetséges, és a külföldi országokban ez a második legelterjedtebb megoldás a szál lézerek után. Nem találhatók információk az Oroszországban gyártott nagy teljesítményű ipari szilárdtest lézerekről. A szilárdtest-lézerekkel kapcsolatos munkálatokat az RFNC-VNIIEF Lézerfizikai Kutatóintézetben (ILFI) végzik, így elméletileg szilárdtest-lézer telepíthető a Peresvet BLK-ba, de a gyakorlatban ez valószínűtlen, mivel kezdetben a lézerfegyverek tömörebb mintái nagy valószínűséggel megjelennének, vagy kísérleti telepítések.
Még kevesebb információ áll rendelkezésre a folyékony lézerekről, bár van információ arról, hogy folyékony hadviselési lézert fejlesztenek (kifejlesztették, de elutasították?) Az Egyesült Államokban a HELLADS program (High Energy Liquid Laser Area Defense System, "Defense") keretében nagy energiájú folyékony lézeren alapuló rendszer "). A feltehetően folyékony lézerek előnye, hogy képesek hűteni, de alacsonyabb hatékonyságúak (hatékonyságúak) a szilárdtest-lézerekhez képest.
2017 -ben információk jelentek meg arról, hogy a Polyus Research Institute pályázatot írt ki a kutatási munka (K + F) szerves részévé, amelynek célja egy mobil lézerkomplexum létrehozása a kis pilóta nélküli légi járművek (UAV) elleni nappali és szürkületi körülmények. A komplexumnak egy nyomkövető rendszerből és a célrepülési útvonalak kialakításából kell állnia, amelyek célja a lézersugárzás irányító rendszerének célmegjelölése, amelynek forrása egy folyékony lézer lesz. Érdekes a folyékony lézer létrehozásával kapcsolatos munkáról szóló nyilatkozatban meghatározott követelmény, ugyanakkor a teljesítményszálas lézer komplexben való jelenlétére vonatkozó követelmény. Vagy hibás nyomtatásról van szó, vagy egy új típusú szál lézert fejlesztettek ki (fejlesztettek ki), amely egyesíti a folyékony aktív közeget egy szálban, amely ötvözi a folyékony lézer előnyeit a hűtés kényelme szempontjából és a szál lézert az emisszió kombinálásában csomagokat.
A szál-, szilárdtest- és folyékony lézerek fő előnyei a tömörség, a sorozatgyártás lehetősége és a könnyű fegyverosztályokba való könnyű integráció. Mindez eltér a BLK "Peresvet" lézertől, amelyet egyértelműen nem univerzális modulként, hanem "egyetlen céllal, egyetlen koncepció szerint" kifejlesztett megoldásként fejlesztettek ki. Ezért a BLK "Peresvet" megvalósításának valószínűsége a szál-, szilárdtest- és folyékony lézereken alapuló 1. verzióban alacsonynak becsülhető
BLK "Peresvet". Végrehajtási szám 2. Gáz-dinamikus és vegyi lézerek
A gázdinamikus és kémiai lézerek elavult megoldásnak tekinthetők. Fő hátrányuk a reakció fenntartásához szükséges nagyszámú fogyóeszköz szükségessége, amely biztosítja a lézersugárzás fogadását. Ennek ellenére a kémiai lézerek voltak a legfejlettebbek a XX. Század 70-80 -as éveinek fejlődésében.
Nyilvánvaló, hogy először a Szovjetunióban és az USA-ban szereztek először 1 megawattnál nagyobb folyamatos sugárzási teljesítményt gázdinamikus lézereken, amelyek működése a szuperszonikus sebességgel mozgó fűtött gáztömegek adiabatikus hűtésén alapul.
A Szovjetunióban a XX. Század 70-es éveinek közepe óta az Il-76MD repülőgép alapján kifejlesztették az A-60-as légbázisú lézerkomplexumot, feltehetően RD0600 lézerrel vagy annak analógjával. Kezdetben a komplexum célja az automatikus sodródó léggömbök elleni küzdelem volt. Fegyverként egy, a Khimavtomatika Design Bureau (KBKhA) által kifejlesztett, megawatt osztályú, folyamatos gázdinamikus CO-lézert kellett felszerelni. A vizsgálatok részeként létrehozták a GDT padminták családját, amelyek sugárzási teljesítménye 10 és 600 kW között van. A GDT hátrányai a hosszú, 10,6 μm sugárzási hullámhossz, ami a lézersugár nagy diffrakciós divergenciáját biztosítja.
Még nagyobb sugárzási teljesítményt értek el deutérium-fluoridon alapuló kémiai lézerekkel és oxigén-jód (jód) lézerekkel (COIL). Különösen az Egyesült Államokban a Stratégiai Védelmi Kezdeményezés (SDI) program keretein belül egy deutérium-fluoridon alapuló, több megawatt teljesítményű kémiai lézert hoztak létre; az amerikai nemzeti ballisztikus rakétavédelem (NMD) keretében) program, a Boeing ABL (AirBorne Laser) légiközlekedési komplexum 1 megawatt teljesítményű oxigén-jód lézerrel.
A VNIIEF megalkotta és tesztelte a világ legerősebb impulzusos kémiai lézerét a fluor és a hidrogén (deutérium) reakciójára, kifejlesztett egy ismétlődő impulzusú lézert, amelynek impulzusonként több kJ sugárzási energiája van, az impulzus ismétlési gyakorisága 1–4 Hz, és sugárzási eltérés a diffrakciós határ közelében, és körülbelül 70% -os hatékonyság (a legmagasabb a lézereknél).
Az 1985 és 2005 közötti időszakban. lézereket fejlesztettek ki a fluor és a hidrogén (deutérium) nem láncreakcióján, ahol az SF6 kén-hexafluoridot használták fluortartalmú anyagként, elektromos kisülésben (fotodiszociációs lézer?). A lézer hosszú távú és biztonságos működésének biztosítása érdekében ismétlődő impulzusos üzemmódban olyan létesítményeket hoztak létre, amelyek zárt munkafolyamat-cserélési ciklussal rendelkeznek. Megjelenik a sugárzási eltérés elérésének lehetősége a diffrakciós határ közelében, az impulzus ismétlési gyakorisága 1200 Hz -ig, és az átlagos sugárzási teljesítmény több száz watt.
A gázdinamikai és kémiai lézerek jelentős hátrányokkal rendelkeznek, a legtöbb megoldásnál biztosítani kell a gyakran drága és mérgező komponensekből álló "lőszer" készlet feltöltését. Szükséges a lézer működéséből származó kimenő gázok tisztítása is. Általánosságban elmondható, hogy nehéz a gázdinamikus és vegyi lézereket hatékony megoldásnak nevezni, ezért a legtöbb ország áttért a szál-, szilárdtest- és folyékony lézerek fejlesztésére.
Ha beszélünk egy lézerről, amely a fluor deutériummal való lánc nélküli reakcióján alapul, elektromos kisülésben disszociál, a munkakeverék zárt ciklusával, akkor 2005-ben 100 kW nagyságrendű teljesítményt kaptunk, nem valószínű hogy ez idő alatt megawattos szintre lehet hozni őket.
Ami a Peresvet BLK-t illeti, a gázdinamikus és vegyi lézer telepítésének kérdése meglehetősen ellentmondásos. Egyrészt Oroszországban jelentős fejlemények tapasztalhatók ezeken a lézereken. Információk jelentek meg az interneten az A 60 - A 60M repülési komplexum 1 MW -os lézerrel továbbfejlesztett változatának fejlesztéséről. Szó esik a "Peresvet" komplexum repülőgép -hordozóra történő elhelyezéséről is, amely ugyanazon érem második oldala lehet. Vagyis eleinte egy erősebb földi komplexumot készíthettek volna gázdinamikai vagy vegyi lézerre alapozva, most pedig a kitaposott nyomot követve telepíthetik repülőgép-hordozóra.
A "Peresvet" létrehozását a szarovi nukleáris központ szakemberei, az Orosz Szövetségi Nukleáris Központ-Össz-Orosz Kísérleti Fizikai Kutatóintézet (RFNC-VNIIEF), a már említett Lézerfizikai Kutatóintézetben végezték. többek között gáz-dinamikus és oxigén-jód lézereket fejleszt …
Másrészt, bármit is mondjunk, a gázdinamikus és kémiai lézerek elavult műszaki megoldások. Ezenkívül aktívan keringenek az információk arról, hogy a Peresvet BLK -ban van -e nukleáris energiaforrás a lézer működtetésére, és Sarovban inkább a legújabb, gyakran nukleáris energiához kapcsolódó technológiák létrehozásával foglalkoznak.
A fentiek alapján feltételezhető, hogy a Peresvet BLK 2. számú végrehajtásban való megvalósításának valószínűsége gázdinamikai és kémiai lézerek alapján mérsékeltre becsülhető
Atomszivattyús lézerek
A hatvanas évek végén a Szovjetunióban megkezdődtek a nagy teljesítményű nukleáris szivattyúzású lézerek létrehozásának munkái. Eleinte a VNIIEF, az I. A. E. Kurchatov és a Moszkvai Állami Egyetem Nukleáris Fizikai Kutatóintézete. Ezután csatlakoztak hozzájuk a MEPhI, a VNIITF, az IPPE és más központok tudósai. 1972 -ben a VNIIEF gerjesztette a hélium és a xenon keverékét uránhasadási töredékekkel VIR 2 impulzusos reaktor segítségével.
1974-1976 között. kísérleteket végeznek a TIBR-1M reaktorban, amelyben a lézersugárzás teljesítménye körülbelül 1–2 kW volt. 1975-ben a VIR-2 impulzusos reaktor alapján kifejlesztettek egy kétcsatornás LUNA-2 lézeres berendezést, amely 2005-ben még működött, és elképzelhető, hogy még működik. 1985-ben a LUNA-2M létesítményben először neonlézert pumpáltak a világon.
A nyolcvanas évek elején a VNIIEF tudósai kifejlesztettek és gyártottak egy 4 csatornás LM-4 lézermodult, hogy létrehozzák a folyamatos üzemmódban működő nukleáris lézer elemet. A rendszert a BIGR reaktorból származó neutron fluxus gerjeszti. A keletkezés időtartamát a reaktor besugárzási impulzusának időtartama határozza meg. A világon először mutatták be a gyakorlatban a nukleáris szivattyúzású lézerekben a cw lézerolást és a keresztirányú gázkeringés módszerének hatékonyságát. A lézersugárzás teljesítménye körülbelül 100 W volt.
2001-ben az LM-4 egységet korszerűsítették, és megkapta az LM-4M / BIGR megnevezést. A több elemből álló nukleáris lézerberendezés folyamatos üzemmódban való működését a létesítmény 7 éves konzerválása után mutatták be, optikai és üzemanyag-elemek cseréje nélkül. Az LM-4 létesítmény a reaktor-lézer (RL) prototípusának tekinthető, amely minden tulajdonságával rendelkezik, kivéve az önfenntartó nukleáris láncreakció lehetőségét.
2007-ben az LM-4 modul helyett egy nyolccsatornás LM-8 lézermodult helyeztek üzembe, amelyben négy és két lézercsatorna egymás utáni hozzáadását biztosították.
A lézerreaktor egy autonóm eszköz, amely egyesíti a lézerrendszer és az atomreaktor funkcióit. A lézerreaktor aktív zónája bizonyos számú lézercella halmaza, amelyeket bizonyos módon helyeznek el egy neutronmoderátor mátrixban. A lézercellák száma több száztól több ezerig terjedhet. Az urán teljes mennyisége 5-7 kg és 40-70 kg között van, lineáris méretei 2-5 m.
A VNIIEF-nél előzetes becsléseket végeztek a 100 kW-os vagy annál nagyobb lézerteljesítményű, másodperc tört részeitől a folyamatos üzemmódig működő lézerreaktorok különböző verzióinak főbb energetikai, nukleáris-fizikai, műszaki és működési paramétereiről. A lézeres reaktorokat a reaktor magjában felhalmozódó indítóreaktoroknak tekintettük indításkor, amelyek időtartamát a mag megengedett felmelegedése (hőteljesítmény -radar) és a folyamatos radar korlátozza a magon kívüli hőenergia eltávolításával.
Feltehetően az 1 MW nagyságrendű lézerreaktornak körülbelül 3000 lézercellát kell tartalmaznia.
Oroszországban nemcsak a VNIIEF -en végeztek intenzív munkát nukleáris szivattyúzott lézerekkel, hanem a Szövetségi Állami Egységes Vállalat „Az Orosz Föderáció Állami Tudományos Központja - Fizikai és Energetikai Intézet A. I. Leipunsky”, amint azt a RU 2502140 számú szabadalom is bizonyítja, amely a„ Reaktor-lézeres telepítés közvetlen hasadási töredékekkel történő szivattyúzással”létrehozására vonatkozik.
Az Orosz Föderáció Állami Kutatóközpontjának IPPE szakemberei kifejlesztettek egy impulzusos reaktor-lézer rendszer energiamodelljét-egy nukleáris szivattyús optikai kvantumerősítőt (OKUYAN).
Emlékeztetve Jurij Boriszov orosz védelmi miniszterhelyettes kijelentésére a Krasznjaja Zvezda újság tavalyi interjújában, mondhatjuk, hogy a Peresvet BLK nem egy kis méretű atomreaktorral van felszerelve, amely a lézert árammal látja el, hanem egy reaktor-lézerrel, amelyben a hasadási energia közvetlenül lézersugárzássá alakul.
A kétséget csak az emlegeti, hogy a Peresvet BLK -t a gépre helyezze. Függetlenül attól, hogyan biztosítja a szállító repülőgép megbízhatóságát, mindig fennáll a baleset és a repülőgép -baleset veszélye a radioaktív anyagok későbbi szétszóródásával. Lehetséges azonban, hogy vannak módok a radioaktív anyagok terjedésének megakadályozására, amikor a hordozó leesik. Igen, és már van egy repülőreaktorunk egy cirkálórakétában, a petrel.
A fentiek alapján feltételezhető, hogy a nukleáris szivattyúzású lézerre épülő 3. verzióban a Peresvet BLK megvalósításának valószínűsége magasra becsülhető
Nem ismert, hogy a telepített lézer impulzusos vagy folyamatos. A második esetben megkérdőjelezhető a lézer folyamatos működésének ideje és az üzemmódok között végrehajtandó szünetek. Remélhetőleg a Peresvet BLK folyamatos lézeres reaktorral rendelkezik, amelynek működési idejét csak a hűtőközeg -ellátás korlátozza, vagy nem korlátozza, ha a hűtést más módon biztosítják.
Ebben az esetben a Peresvet BLK kimeneti optikai teljesítménye 1-3 MW tartományban becsülhető, azzal a kilátással, hogy 5-10 MW-ra nő. Még egy ilyen lézerrel is alig lehet nukleáris robbanófejet ütni, de egy repülőgép, beleértve a pilóta nélküli repülőgépet vagy a cirkálórakétát, elég. Lehetőség van arra is, hogy szinte minden védtelen űreszköz vereségét biztosítsák alacsony pályákon, és esetleg károsítsák az űrhajók érzékeny elemeit magasabb pályákon.
Így a Peresvet BLK első célpontja az amerikai rakétatámadásra figyelmeztető műholdak érzékeny optikai elemei lehetnek, amelyek rakétavédelmi elemként működhetnek egy amerikai meglepetésszerű hatástalanító csapás esetén.
következtetéseket
Amint azt a cikk elején mondtuk, a lézersugárzás megszerzésének meglehetősen sok módja van. A fentieken kívül más típusú lézerek is hatékonyan használhatók katonai ügyekben, például egy szabad elektron lézer, amelyben a hullámhossz széles tartományban változtatható a lágy röntgenig sugárzáshoz, és amelyhez csak egy kis méretű atomreaktor által termelt elektromos energiára van szükség. Egy ilyen lézert aktívan fejlesztenek az amerikai haditengerészet érdekében. Az ingyenes elektronlézer használata azonban a Peresvet BLK-ban valószínűtlen, mivel jelenleg gyakorlatilag nincs információ az ilyen típusú lézerek oroszországi fejlesztéséről, eltekintve attól, hogy Oroszországban részt vesznek az európai röntgensugárzásmentes elektronlézer programban..
Meg kell érteni, hogy annak vagy annak a megoldásnak a valószínűségét a Peresvet BLK -ban való felhasználásának valószínűségét meglehetősen körültekintően adják meg: a nyílt forrásból származó, csak közvetett információk jelenléte nem teszi lehetővé nagy megbízhatóságú következtetések megfogalmazását.
