Lasereita on alusta lähtien pidetty aseina, joilla on mahdollisuus mullistaa taistelu. 1900 -luvun puolivälistä lähtien laserista on tullut erottamaton osa scifi -elokuvia, supersotilaiden aseita ja tähtienvälisiä aluksia.
Kuitenkin, kuten käytännössä usein tapahtuu, suuritehoisten lasereiden kehittämisessä oli suuria teknisiä vaikeuksia, jotka ovat johtaneet siihen, että tähän asti sotilaslaserien tärkein markkinarako on tullut niiden käyttö tiedustelu-, kohdistus- ja kohdejärjestelmissä. Siitä huolimatta työ taistelulaserien luomiseen maailman johtavissa maissa käytännössä ei pysähtynyt, ohjelmat uuden sukupolven laseraseiden luomiseksi korvasivat toisensa.
Aiemmin tarkastelimme joitain lasereiden kehitysvaiheita ja laseraseiden luomista sekä kehitysvaiheita ja nykyistä tilannetta ilmavoimien laseraseiden, maavoimien laser -aseiden ja ilmapuolustuksen luomisessa, laser -aseet laivastolle. Tällä hetkellä laser -aseiden luomiseen tähtäävien ohjelmien intensiteetti eri maissa on niin korkea, että ei ole enää epäilystäkään siitä, että ne ilmestyvät pian taistelukentälle. Ja se ei ole niin helppoa suojautua laseraseilta kuin jotkut ihmiset ajattelevat, ainakaan se ei todellakaan ole mahdollista tehdä hopealla.
Jos tarkastelet laser-aseiden kehitystä ulkomailla, huomaat, että suurin osa ehdotetuista nykyaikaisista laserjärjestelmistä on toteutettu kuitu- ja puolijohdelasereiden perusteella. Lisäksi nämä laserjärjestelmät on suurelta osin suunniteltu ratkaisemaan taktisia ongelmia. Niiden lähtöteho vaihtelee tällä hetkellä 10 kW: sta 100 kW: iin, mutta tulevaisuudessa se voidaan nostaa 300-500 kW: iin. Venäjällä ei ole käytännössä mitään tietoa taktisen luokan taistelulasereiden luomisesta, puhumme syistä, miksi tämä tapahtuu alla.
Venäjän presidentti Vladimir Putin ilmoitti 1. maaliskuuta 2018 liittovaltiokokoukselle lähettämässään viestissä yhdessä useiden muiden läpimurtoasejärjestelmien kanssa Peresvet -lasertaistelukompleksin (BLK), jonka koko ja tarkoitus tarkoittavat sen käyttö strategisten tehtävien ratkaisemiseen.
Peresvet -kompleksia ympäröi salaisuuden verho. Muiden uusimpien aseiden (Dagger, Avangard, Zircon, Poseidon komplekseja) ominaisuudet ilmaistiin tavalla tai toisella, mikä mahdollistaa osittain niiden tarkoituksen ja tehokkuuden arvioinnin. Samaan aikaan Peresvet -laserkompleksista ei toimitettu erityisiä tietoja: ei asennetun laserin tyyppiä eikä sen energialähdettä. Näin ollen ei ole tietoa kompleksin kapasiteetista, mikä puolestaan ei anna meidän ymmärtää sen todellisia kykyjä ja sille asetettuja tavoitteita.
Lasersäteilyä voidaan saada kymmeniä, ehkä jopa satoja tapoja. Joten mikä menetelmä lasersäteilyn saamiseksi on toteutettu uusimmassa venäläisessä BLK "Peresvetissä"? Kysymykseen vastaamiseksi tarkastelemme Peresvet BLK: n eri versioita ja arvioimme niiden toteutumisen todennäköisyyden.
Alla olevat tiedot ovat kirjoittajan oletuksia, jotka perustuvat Internetiin lähetettyjen avoimien lähteiden tietoihin
BLK "Peresvet". Toteutusnumero 1. Kuitu-, kiinteä- ja nestelaserit
Kuten edellä mainittiin, laser -aseiden luomisen tärkein suuntaus on kuituoptisiin perustuvien kompleksien kehittäminen. Miksi tämä tapahtuu? Koska kuitulasereihin perustuvien laserlaitteistojen tehoa on helppo skaalata. Käyttämällä 5-10 kW: n moduulipakettia saat 50-100 kW: n säteilyä lähdöstä.
Voidaanko Peresvet BLK toteuttaa näiden tekniikoiden perusteella? On erittäin todennäköistä, että se ei ole. Suurin syy tähän on se, että perestroikan vuosina kuitulasereiden johtava kehittäjä IRE-Polyus Scientific and Technical Association "pakeni" Venäjältä, jonka perusteella kansainvälinen yhtiö IPG Photonics Corporation perustettiin, rekisteröitiin Yhdysvalloissa ja on nyt maailman johtava alalla. suuritehoiset kuitulaserit. Kansainvälinen liiketoiminta ja IPG Photonics Corporationin päärekisteröintipaikka merkitsevät sen tiukkaa tottelevaisuutta Yhdysvaltain lainsäädäntöön, mikä tämänhetkisen poliittisen tilanteen vuoksi ei tarkoita kriittisten teknologioiden siirtämistä Venäjälle, mikä tietysti sisältää tekniikoita korkean teholaserit.
Voivatko muut organisaatiot kehittää kuitulasereita Venäjällä? Ehkä, mutta epätodennäköistä, tai vaikka nämä ovat pienitehoisia tuotteita. Kuitulaserit ovat kannattava kaupallinen tuote, joten suuritehoisten kotimaisten kuitulaserien puuttuminen markkinoilla osoittaa todennäköisesti niiden todellista puuttumista.
Tilanne on samanlainen puolijohdelasereiden kanssa. Näistä oletettavasti eräratkaisun toteuttaminen on vaikeampaa, mutta se on kuitenkin mahdollista, ja ulkomailla tämä on toiseksi yleisin ratkaisu kuitulaserien jälkeen. Tietoa Venäjällä valmistetuista suuritehoisista puolijohdelasereista ei löytynyt. Puolijohdelasereilla tehdään töitä laserfysiikan tutkimuslaitoksessa RFNC-VNIIEF (ILFI), joten teoreettisesti SSD-laser voidaan asentaa Peresvet BLK: hen, mutta käytännössä tämä on epätodennäköistä, koska alussa pienempiä näytteitä laser -aseista ilmestyisi todennäköisesti tai kokeellisia asennuksia.
Nestelasereista on vielä vähemmän tietoa, vaikka on tietoa siitä, että nestemäistä sodankäyntilaseria kehitetään (onko se kehitetty, mutta hylättiin?) Yhdysvalloissa osana HELLADS -ohjelmaa (High Energy Liquid Laser Area Defense System, "Puolustusjärjestelmä, joka perustuu suuritehoiseen nestelaseriin"). Oletettavasti nestemäisten lasereiden etuna on, että ne voivat jäähtyä, mutta alhaisempi hyötysuhde (hyötysuhde) verrattuna puolijohdelasereihin.
Vuonna 2017 ilmestyi tietoa siitä, että Polyus-tutkimuslaitos oli järjestänyt tarjouskilpailun erottamattomana osana tutkimustyötä (T & K), jonka tarkoituksena on luoda liikkuva laserkompleksi pienikokoisten miehittämättömien ilma-alusten (UAV) torjumiseksi päivä- ja hämäräolosuhteet. Kompleksin tulisi koostua seurantajärjestelmästä ja kohdelentoreittien rakentamisesta, joka tarjoaa kohdemerkinnän lasersäteilyn ohjausjärjestelmälle, jonka lähde on nestemäinen laser. Kiinnostavaa on nestelaserin luomista koskevassa selvityksessä määritelty vaatimus ja samalla vaatimus valokuitulaserin läsnäolosta kompleksissa. Joko se on tulostusvirhe, tai on kehitetty (kehitetty) uudenlainen kuitulaser, jossa on nestemäistä aktiivista väliainetta kuidussa, jossa yhdistyvät nestelaserin edut jäähdytyksen mukavuuden kannalta ja kuitulaser yhdistettäessä emitteriä paketteja.
Kuitu-, puolijohde- ja nestemäisten lasereiden tärkeimmät edut ovat niiden kompaktius, mahdollisuus lisätä tehoa erässä ja helppo integroida eri aseisiin. Kaikki tämä on toisin kuin BLK "Peresvet" -laser, joka ei ole selvästi kehitetty universaalimoduuliksi, vaan ratkaisuksi, joka on tehty "yhdellä tarkoituksella, yhden konseptin mukaisesti". Siksi todennäköisyys toteuttaa BLK "Peresvet" versiossa nro 1 kuitu-, solid-state- ja nestemäisten lasereiden perusteella voidaan arvioida pieneksi
BLK "Peresvet". Toteutusnumero 2. Kaasudynamiikka- ja kemialliset laserit
Kaasudynaamisia ja kemiallisia lasereita voidaan pitää vanhentuneina ratkaisuina. Niiden suurin haittapuoli on suuri määrä kulutustarvikkeita, joita tarvitaan reaktion ylläpitämiseen, mikä takaa lasersäteilyn vastaanottamisen. Siitä huolimatta kemialliset laserit kehitettiin eniten XX -luvun 70-80 -luvun kehityksessä.
Ilmeisesti ensimmäistä kertaa saatiin Neuvostoliitossa ja Yhdysvalloissa yli 1 megawatin jatkuva säteilyteho kaasudynamiikkalasereilla, joiden toiminta perustuu yliäänenopeudella liikkuvien lämmitettyjen kaasumassojen adiabaattiseen jäähdytykseen.
Neuvostoliitossa XX vuosisadan 70-luvun puolivälistä lähtien Il-76MD-koneen pohjalta kehitettiin ilmassa oleva laserkompleksi A-60, joka oli oletettavasti aseistettu RD0600-laserilla tai sen analogilla. Alunperin kompleksin oli tarkoitus torjua automaattisia ajautuvia ilmapalloja. Aseena oli asennettava Khimavtomatika Design Bureau (KBKhA): n kehittämä jatkuva kaasudynamiikka-luokan megawattiluokka. Osana testejä luotiin GDT -penkkinäytteiden perhe, jonka säteilyteho oli 10–600 kW. GDT: n haittapuolet ovat pitkä säteilyaallonpituus 10,6 μm, mikä tarjoaa suuren lasersäteen diffraktiohajonnan.
Vielä suurempia säteilytehoja saatiin deuteriumfluoridiin perustuvilla kemiallisilla lasereilla ja happi-jodi (jodi) -lasereilla (COIL). Erityisesti Yhdysvaltojen strategisen puolustusaloitteen (SDI) ohjelman puitteissa luotiin deuteriumfluoridiin perustuva kemiallinen laser, jonka teho on useita megawatteja; Yhdysvaltain kansallisen ballistisen ohjuspuolustuksen (NMD) puitteissa) -ohjelma, Boeing ABL (AirBorne Laser) -ilmailukompleksi, jossa on happi-jodi-laser, jonka teho on noin 1 megawattia.
VNIIEF on luonut ja testannut maailman tehokkaimman pulssikemiallisen laserin fluorin reaktiossa vedyn (deuteriumin) kanssa, kehittänyt toistuvasti pulssilaserin, jonka säteilyenergia on useita kJ pulssia kohden, pulssin toistotaajuus 1–4 Hz ja säteilyhajonta lähellä diffraktiorajaa ja hyötysuhde noin 70% (suurin saavutettu lasereille).
Vuosina 1985-2005. laserit kehitettiin fluorin ketjutonta reaktiota vedyn (deuterium) kanssa, jossa rikkiheksafluoridia SF6 käytettiin fluoria sisältävänä aineena, joka dissosioitui sähköpurkauksessa (valoerotuslaser?). Laserin pitkäaikaisen ja turvallisen toiminnan varmistamiseksi toistuvasti pulssi-tilassa on luotu asennuksia, joissa työseoksen vaihtosykli on suljettu. Näytetään mahdollisuus saada säteilyhajonta lähellä diffraktiorajaa, pulssin toistotaajuus jopa 1200 Hz ja keskimääräinen säteilyteho useita satoja wattia.
Kaasudynamiikka- ja kemiallisilla lasereilla on merkittävä haittapuoli, useimmissa ratkaisuissa on välttämätöntä varmistaa "ampumatarvikkeiden" täyttö, joka koostuu usein kalliista ja myrkyllisistä komponenteista. On myös tarpeen puhdistaa laserin toiminnasta syntyvät lähtökaasut. Kaasudynamiikka- ja kemiallisia lasereita on yleensä vaikea kutsua tehokkaiksi ratkaisuiksi, minkä vuoksi useimmat maat ovat siirtyneet kehittämään kuitu-, kiinteä- ja nestelasereita.
Jos puhumme laserista, joka perustuu fluorin ei-ketjureaktioon deuteriumin kanssa, dissosioituu sähköpurkauksessa, suljetulla työseoksen vaihtosyklillä, niin vuonna 2005 saatiin luokkaa 100 kW, on epätodennäköistä että tänä aikana ne voitaisiin nostaa megawattitasolle.
Mitä tulee Peresvet BLK: hen, kysymys kaasudynamiikan ja kemiallisen laserin asentamisesta siihen on melko kiistanalainen. Toisaalta Venäjällä on näissä lasereissa tapahtunut merkittävää kehitystä. Internetissä ilmestyi tietoa A 60 - A 60M ilmailukompleksin parannetun version kehittämisestä 1 MW: n laserilla. Sanotaan myös "Peresvet" -kompleksin sijoittamisesta lentotukialukseen ", joka voi olla saman mitalin toinen puoli. Toisin sanoen aluksi he olisivat voineet tehdä tehokkaamman maakompleksin, joka perustuu kaasudynamiikkaan tai kemialliseen laseriin, ja nyt asennetun polun jälkeen asennettu se lentotukialukseen.
"Peresvetin" luomisen suorittivat Sarovin ydinkeskuksen asiantuntijat, Venäjän liittovaltion ydinkeskus-Koko Venäjän kokeellisen fysiikan tutkimuslaitos (RFNC-VNIIEF), jo mainitussa laserfysiikan tutkimuslaitoksessa, joka muun muassa kehittää kaasudynamiikka- ja happi-jodi-lasereita …
Toisaalta, mitä tahansa voidaan sanoa, kaasudynamiikka- ja kemialliset laserit ovat vanhentuneita teknisiä ratkaisuja. Lisäksi tiedot kiertävät aktiivisesti ydinvoimalähteen läsnäolosta Peresvet BLK: ssä laserin käyttämiseksi, ja Sarovissa he osallistuvat enemmän uusimpien läpimurtoteknologioiden luomiseen, jotka usein liittyvät ydinenergiaan.
Edellä esitetyn perusteella voidaan olettaa, että todennäköisyys, että Peresvet BLK toteutetaan toteutuksessa nro 2 kaasudynamiikka- ja kemiallisten lasereiden perusteella, voidaan arvioida kohtalaiseksi
Ydinpumppulaserit
1960-luvun lopulla Neuvostoliitossa aloitettiin työ suuritehoisten ydinpumpattujen lasereiden luomiseksi. Aluksi asiantuntijat VNIIEF, I. A. E. Kurchatov ja Moskovan valtionyliopiston ydinfysiikan tutkimuslaitos. Sitten heidän kanssaan liittyivät tiedemiehet MEPhI, VNIITF, IPPE ja muista keskuksista. Vuonna 1972 VNIIEF viritti heliumin ja ksenonin seoksen uraanin halkeamisfragmenttien kanssa käyttämällä VIR 2 -pulssireaktoria.
Vuosina 1974-1976. kokeita suoritetaan TIBR-1M-reaktorissa, jossa lasersäteilyteho oli noin 1–2 kW. Vuonna 1975 kehitettiin VIR-2-pulssireaktorin perusteella kaksikanavainen LUNA-2-laserlaitteisto, joka oli edelleen toiminnassa vuonna 2005, ja on mahdollista, että se toimii edelleen. Vuonna 1985 LUNA-2M-laitoksessa pumpattiin ensimmäistä kertaa maailmassa neonlaser.
1980-luvun alussa VNIIEF: n tutkijat kehittivät ja valmistivat 4-kanavaisen LM-4-lasermoduulin luodakseen jatkuvassa tilassa toimivan ydinlaser-elementin. Järjestelmää virittää BIGR -reaktorin neutronivirta. Tuotannon kesto määräytyy reaktorin säteilytyspulssin keston perusteella. Ensimmäistä kertaa maailmassa cw-laserointi ydinpumppulasereissa osoitettiin käytännössä ja poikittaisen kaasun kiertomenetelmän tehokkuus osoitettiin. Lasersäteilyteho oli noin 100 W.
Vuonna 2001 LM-4-yksikkö päivitettiin ja sai nimityksen LM-4M / BIGR. Monielementtisen ydinlaserlaitteen toiminta jatkuvassa tilassa osoitettiin sen jälkeen, kun laitosta oli säilytetty 7 vuotta ilman optisia ja polttoaine-elementtejä. Asennus LM-4 voidaan katsoa prototyypiksi reaktori-laserista (RL), jolla on kaikki sen ominaisuudet, lukuun ottamatta mahdollisuutta itsekannattavaan ydinketjureaktioon.
Vuonna 2007 LM-4-moduulin sijasta otettiin käyttöön kahdeksan kanavan lasermoduuli LM-8, johon lisättiin peräkkäin neljä ja kaksi laserkanavaa.
Laserreaktori on itsenäinen laite, joka yhdistää laserjärjestelmän ja ydinreaktorin toiminnot. Laserreaktorin aktiivinen vyöhyke on joukko tiettyä määrää lasersoluja, jotka on sijoitettu tietyllä tavalla neutronimoderaattorimatriisiin. Lasersolujen määrä voi vaihdella sadoista useisiin tuhansiin. Uraanin kokonaismäärä on 5-7 kg-40-70 kg, lineaariset mitat 2-5 m.
VNIIEF: llä tehtiin alustavia arvioita eri energiaversioiden, ydinfysikaalisten, teknisten ja toiminnallisten parametrien suhteen eri lasertekniikoissa, joiden laservoima on 100 kW tai enemmän ja jotka toimivat sekunnin murto-osista jatkuvaan tilaan. Harkitsimme lasereaktoreita, joissa lämmön kertyminen reaktorisydämeen käynnistyy, joiden kestoa rajoittaa ytimen sallittu lämmitys (lämpökapasiteettitutka) ja jatkuva tutka lämpöenergian poistolla ytimen ulkopuolelta.
Oletettavasti laserreaktorin, jonka laseriteho on suuruusluokkaa 1 MW, tulisi sisältää noin 3000 lasersolua.
Venäjällä tehtiin intensiivistä työtä ydinpumppulasereilla VNIIEF: n lisäksi myös liittovaltion yksikköyhtiössä”Venäjän federaation valtion tieteellinen keskus - A. I. Leipunsky”, kuten todistaa patentti RU 2502140" Reaktori-laser-asennus, jossa on suora pumppaus halkeamiskippaleilla ".
Venäjän federaation valtion tutkimuskeskuksen IPPE-asiantuntijat ovat kehittäneet pulssireaktori-laserjärjestelmän energiamallin-ydinpumppuisen optisen kvanttivahvistimen (OKUYAN).
Muistuttaa Venäjän varapuolustusministerin Juri Borisovin lausuntoa Krasnaja Zvezda -lehden viime vuoden haastattelussa, Voimme sanoa, että Peresvet BLK ei ole varustettu pienikokoisella ydinreaktorilla, joka syöttää laserille sähköä, vaan reaktori-laserilla, jossa fissioenergia muunnetaan suoraan lasersäteilyksi.
Epäilyksiä herättää vain edellä mainittu ehdotus Peresvet BLK: n sijoittamisesta koneeseen. Riippumatta siitä, kuinka varmistat kuljetuslentokoneen luotettavuuden, on aina olemassa onnettomuus- ja lento -onnettomuusvaara, joka seuraa radioaktiivisten aineiden hajottamista. On kuitenkin mahdollista, että on olemassa keinoja estää radioaktiivisten materiaalien leviäminen kantajan putoamisen yhteydessä. Kyllä, ja meillä on jo lentävä reaktori risteilyohjuksessa, petrel.
Edellä esitetyn perusteella voidaan olettaa, että Peresvet BLK: n toteutuksen todennäköisyys ydinpumppulaseriin perustuvassa versiossa 3 voidaan arvioida suureksi
Ei tiedetä, onko asennettu laser pulssi vai jatkuva. Toisessa tapauksessa laserin jatkuvan toiminnan aika ja toimintatilojen välillä suoritettavat tauot ovat kyseenalaisia. Toivottavasti Peresvet BLK: ssä on jatkuva laserreaktori, jonka käyttöaikaa rajoittaa vain kylmäaineen syöttö tai ei rajoita, jos jäähdytys tapahtuu jollakin muulla tavalla.
Tässä tapauksessa Peresvet BLK: n optinen lähtöteho voidaan arvioida 1-3 MW: n alueella ja sen odotetaan kasvavan 5-10 MW: iin. Tuskin on mahdollista lyödä ydinkärkeä edes tällaisella laserilla, mutta lentokone, miehittämätön ilma -alus mukaan lukien, tai risteilyohjus on melko hyvä. On myös mahdollista varmistaa lähes kaikkien suojaamattomien avaruusalusten tappio matalilla kiertoradilla ja mahdollisesti vahingoittaa avaruusalusten herkkiä elementtejä korkeammilla kiertoradilla.
Siten Peresvet BLK: n ensimmäinen kohde voi olla Yhdysvaltojen ohjushyökkäysvaroittavien satelliittien herkät optiset elementit, jotka voivat toimia ohjuspuolustuksen elementtinä Yhdysvaltain yllättävän aseistariisunnan sattuessa.
johtopäätökset
Kuten totesimme artikkelin alussa, on olemassa melko suuri määrä tapoja saada lasersäteilyä. Edellä mainittujen lisäksi on olemassa muuntyyppisiä lasereita, joita voidaan käyttää tehokkaasti sotilasasioissa, esimerkiksi vapaa elektronilaseri, jossa on mahdollista muuttaa aallonpituutta laajalla alueella pehmeään röntgensäteeseen asti säteilyä ja joka tarvitsee vain paljon pienen ydinreaktorin tuottamaa sähköenergiaa. Tällaista laseria kehitetään aktiivisesti Yhdysvaltain laivaston etujen mukaisesti. Vapaan elektronilaserin käyttö Peresvet BLK: ssä on kuitenkin epätodennäköistä, koska tällä hetkellä ei ole käytännössä mitään tietoa tämän tyyppisten lasereiden kehityksestä Venäjällä lukuun ottamatta Venäjän osallistumista Euroopan röntgensäteilyohjelmaan. ilmainen elektroni laser.
On ymmärrettävä, että arviointi todennäköisyydestä käyttää sitä tai toista ratkaisua Peresvet BLK: ssä annetaan melko ehdollisesti: vain avoimista lähteistä saatujen epäsuorien tietojen läsnäolo ei salli päätelmien tekemistä erittäin luotettavasti.
