Laserji so od začetka veljali za orožje s potencialom za revolucijo v boju. Od sredine 20. stoletja so laserji postali sestavni del znanstvenofantastičnih filmov, orožja super vojakov in medzvezdnih ladij.
Kot je pogosto v praksi, pa je razvoj laserjev z veliko močjo naletel na velike tehnične težave, zaradi katerih je do zdaj glavna niša vojaških laserjev postala njihova uporaba v sistemih za izvidovanje, ciljanje in označevanje ciljev. Kljub temu se delo pri ustvarjanju bojnih laserjev v vodilnih državah sveta praktično ni ustavilo, programi za ustvarjanje novih generacij laserskega orožja so se zamenjali.
Prej smo preučili nekatere stopnje razvoja laserjev in ustvarjanja laserskega orožja ter stopnje razvoja in trenutne razmere pri ustvarjanju laserskega orožja za letalske sile, laserskega orožja za kopenske sile in zračne obrambe, lasersko orožje za mornarico. Trenutno je intenzivnost programov za ustvarjanje laserskega orožja v različnih državah tako velika, da ni več dvoma, da se bodo kmalu pojavili na bojišču. In zaščititi se pred laserskim orožjem ne bo tako enostavno, kot mislijo nekateri, vsaj s srebrom to zagotovo ne bo mogoče.
Če natančno pogledate razvoj laserskega orožja v tujih državah, boste opazili, da se večina predlaganih sodobnih laserskih sistemov izvaja na osnovi vlaken in polprevodniških laserjev. Poleg tega so ti laserski sistemi večinoma zasnovani za reševanje taktičnih težav. Njihova izhodna moč se trenutno giblje od 10 kW do 100 kW, v prihodnosti pa se lahko poveča na 300-500 kW. V Rusiji praktično ni informacij o delu pri ustvarjanju bojnih laserjev taktičnega razreda, o razlogih, zakaj se to zgodi, bomo govorili spodaj.
1. marca 2018 je ruski predsednik Vladimir Putin v svojem sporočilu Zvezni skupščini skupaj s številnimi drugimi prodornimi orožnimi sistemi napovedal laserski bojni kompleks Peresvet (BLK), katerega velikost in predvideni namen pomenita njeno uporabo pri reševanju strateških nalog.
Kompleks Peresvet je obdan s tančico skrivnosti. Značilnosti drugih najnovejših vrst orožja (kompleksi Bodalo, Avangard, Cirkon, Poseidon) so bile v določeni ali drugačni meri izražene, kar deloma omogoča presojo njihovega namena in učinkovitosti. Hkrati niso bile predložene posebne informacije o laserskem kompleksu Peresvet: niti vrsta nameščenega laserja niti vir energije zanj. V skladu s tem ni podatkov o zmogljivostih kompleksa, kar pa nam ne omogoča razumevanja njegovih resničnih zmogljivosti ter zastavljenih ciljev.
Lasersko sevanje je mogoče dobiti na desetine, morda celo na stotine načinov. Kakšen način pridobivanja laserskega sevanja je torej implementiran v najnovejši ruski BLK "Peresvet"? Za odgovor na vprašanje bomo upoštevali različne različice Peresvet BLK in ocenili stopnjo verjetnosti njihove izvedbe.
Spodnje informacije so avtorjeve predpostavke, ki temeljijo na informacijah iz odprtih virov, objavljenih na internetu
BLK "Peresvet". Izvedba številka 1. Vlakni, trdni laserji in tekoči laserji
Kot je navedeno zgoraj, je glavni trend pri ustvarjanju laserskega orožja razvoj kompleksov na osnovi optičnih vlaken. Zakaj se to dogaja? Ker je moč laserskih instalacij na podlagi optičnih laserjev enostavno povečati. S paketom modulov 5-10 kW pridobite 50-100 kW sevanja na izhodu.
Ali je mogoče Peresvet BLK izvesti na podlagi teh tehnologij? Zelo verjetno je, da ni. Glavni razlog za to je, da je v letih perestrojke iz Rusije "pobegnil" vodilni razvijalec vlaknenih laserjev, Znanstveno in tehnično združenje IRE-Polyus, na podlagi katerega je bila ustanovljena transnacionalna korporacija IPG Photonics Corporation. v ZDA in je zdaj vodilni v industriji na področju laserskih vlaken z visoko močjo. Mednarodno poslovanje in glavni kraj registracije IPG Photonics Corporation pomeni njeno strogo spoštovanje ameriške zakonodaje, ki glede na trenutne politične razmere ne pomeni prenosa kritičnih tehnologij v Rusijo, ki seveda vključujejo tudi tehnologije za ustvarjanje visoko močni laserji.
Ali lahko optične laserje v Rusiji razvijejo druge organizacije? Morda, vendar malo verjetno, ali pa so to izdelki majhne moči. Laseri iz vlaken so donosen komercialni izdelek, zato odsotnost visoko zmogljivih domačih optičnih laserjev na trgu najverjetneje kaže na njihovo dejansko odsotnost.
Podobno je pri polprevodniških laserjih. Verjetno je med njimi težje izvesti serijsko rešitev; kljub temu je možno, v tujini pa je to druga najbolj razširjena rešitev za laserskimi vlakni. Podatkov o industrijskih polprevodniških laserjih velike moči v Rusiji ni bilo mogoče najti. Delo na polprevodniških laserjih poteka na Inštitutu za raziskave fizike laserjev RFNC-VNIIEF (ILFI), zato je teoretično v trdni laser lahko nameščen polprevodniški laser, vendar je v praksi to malo verjetno, saj v začetku najverjetneje bi se pojavili bolj kompaktni vzorci laserskega orožja ali poskusne instalacije.
Podatkov o tekočih laserjih je še manj, čeprav obstajajo podatki, da se razvija tekoči bojni laser (ali je bil razvit, a je bil zavrnjen?) V ZDA v okviru programa HELLADS (High Energy Liquid Laser Area Defense System, High Energy Liquid Laser Area Defense System, "Obrambni sistem, ki temelji na visokoenergijskem tekočinskem laserju"). Domnevno tekoči laserji imajo to prednost, da se lahko ohladijo, vendar nižjo učinkovitost (učinkovitost) v primerjavi s polprevodniškimi laserji.
Leta 2017 so se pojavile informacije o razpisu Raziskovalnega inštituta Polyus za sestavni del raziskovalnega dela (R&R), katerega namen je ustvariti mobilni laserski kompleks za boj proti majhnim brezpilotnim letalom (UAV) v podnevi in mraku. Kompleks bi moral biti sestavljen iz sistema za sledenje in izgradnje ciljnih poti letenja, ki zagotavljajo označevanje cilja za sistem vodenja laserskega sevanja, katerega vir bo tekoči laser. Zanimiva je zahteva, določena v izjavi o delu o ustvarjanju tekočega laserja, hkrati pa zahteva po prisotnosti laserja z močnimi vlakni v kompleksu. Ali gre za napačno tiskanje, ali je bil razvit (razvit) nov tip optičnega laserja s tekočim aktivnim medijem v vlaknu, ki združuje prednosti tekočega laserja v smislu udobja hlajenja in laserskega vlakna pri združevanju oddajnika paketov.
Glavne prednosti optičnih, trdnih in tekočih laserjev so njihova kompaktnost, možnost povečanja serije in enostavnost integracije v različne razrede orožja. Vse to je za razliko od laserja BLK "Peresvet", ki očitno ni bil razvit kot univerzalni modul, ampak kot rešitev, izdelana "z enim samim namenom, po enem samem konceptu". Zato je verjetnost implementacije BLK "Peresvet" v različici št. 1 na osnovi vlaken, polprevodniških in tekočih laserjev mogoče oceniti kot nizko
BLK "Peresvet". Izvedba številka 2. Plinsko-dinamični in kemični laserji
Plinski dinamični in kemični laserji se lahko štejejo za zastarelo rešitev. Njihova glavna pomanjkljivost je potreba po velikem številu potrošnih komponent, potrebnih za vzdrževanje reakcije, kar zagotavlja sprejem laserskega sevanja. Kljub temu so bili kemični laserji najbolj razviti v razvoju 70. - 80. let 20. stoletja.
Očitno so prvič v ZSSR in ZDA pridobili neprekinjene moči sevanja več kot 1 megavat na plinsko-dinamičnih laserjih, katerih delovanje temelji na adiabatnem hlajenju segretih plinskih mas, ki se gibljejo z nadzvočno hitrostjo.
V ZSSR so od sredine 70. let 20. stoletja na podlagi letala Il-76MD razvili zračni laserski kompleks A-60, ki je bil verjetno oborožen z laserjem RD0600 ali njegovim analogom. Sprva je bil kompleks namenjen boju proti avtomatskim letečim balonom. Kot orožje naj bi namestili neprekinjen plinsko-dinamični CO-laser razreda megavatov, ki ga je razvil oblikovalski biro Khimavtomatika (KBKhA). V okviru preskusov je nastala družina klopi vzorcev GDT z močjo sevanja od 10 do 600 kW. Pomanjkljivosti GDT so dolga valovna dolžina sevanja 10,6 μm, ki zagotavlja visoko difrakcijsko divergenco laserskega žarka.
Še večje moči sevanja so dosegli s kemičnimi laserji na osnovi devterij fluorida in s kisikovo-jodnimi (jodnimi) laserji (COIL). Zlasti v okviru programa Strateške obrambne pobude (SDI) v Združenih državah je bil ustvarjen kemični laser na osnovi devterijevega fluorida z močjo več megavatov; v okviru ameriške nacionalne obrambe proti balističnim raketam (NMD)), letalski kompleks Boeing ABL (AirBorne Laser) z laserjem za kisik-jod z močjo reda 1 megavat.
VNIIEF je ustvaril in preizkusil najmočnejši impulzni kemični laser na svetu za reakcijo fluora z vodikom (devterija), razvil ponavljajoče se impulzni laser z energijo sevanja več kJ na impulz, hitrostjo ponavljanja 1–4 Hz in divergenca sevanja blizu meje difrakcije in izkoristek približno 70% (največji dosežen pri laserjih).
V obdobju od 1985 do 2005. laserji so bili razviti na verižni reakciji fluora z vodikom (devterij), kjer je bil žveplov heksafluorid SF6 uporabljen kot snov, ki vsebuje fluor, disociira v električnem razelektritvi (fotodisociacijski laser?). Da bi zagotovili dolgoročno in varno delovanje laserja v ponavljajočem se impulznem načinu, so bile ustvarjene instalacije z zaprtim ciklom spreminjanja delovne mešanice. Prikazana je možnost doseganja divergence sevanja blizu meje difrakcije, hitrosti ponavljanja impulza do 1200 Hz in povprečne moči sevanja nekaj sto vatov.
Plinsko-dinamični in kemični laserji imajo pomembno pomanjkljivost, v večini rešitev je treba zagotoviti obnovo zaloge "streliva", ki je pogosto sestavljena iz dragih in strupenih komponent. Prav tako je treba očistiti izhodne pline, ki so posledica delovanja laserja. Na splošno je plinsko-dinamične in kemične laserje težko imenovati učinkovita rešitev, zato se je večina držav preusmerila na razvoj vlaken, polprevodniških in tekočih laserjev.
Če govorimo o laserju, ki temelji na verižni reakciji fluora z devterijem, disociira v električnem razelektritvi, z zaprtim ciklom spreminjanja delovne mešanice, potem je bilo leta 2005 pridobljenih moči reda 100 kW, je malo verjetno da bi jih v tem času lahko pripeljali na raven megavatov.
Kar zadeva Peresvet BLK, je vprašanje namestitve plinsko-dinamičnega in kemičnega laserja nanj precej sporno. Po eni strani je v Rusiji pri teh laserjih pomemben razvoj. Na internetu so se pojavile informacije o razvoju izboljšane različice letalskega kompleksa A 60 - A 60M z laserjem 1 MW. Govori se tudi o postavitvi kompleksa "Peresvet" na letalski nosilec ", kar je lahko druga stran iste medalje. To pomeni, da bi sprva lahko naredili močnejši zemeljski kompleks na osnovi plinsko-dinamičnega ali kemičnega laserja, zdaj pa ga po pretečeni poti namestili na letalski nosilec.
Ustvarjanje "Peresveta" so izvedli strokovnjaki jedrskega centra v Sarovu, v Ruskem zveznem jedrskem centru-Vseslovenskem raziskovalnem inštitutu za eksperimentalno fiziko (RFNC-VNIIEF), na že omenjenem Inštitutu za raziskave laserske fizike, ki med drugim razvija plinsko-dinamične laserje in kisikovo-jodne laserje …
Po drugi strani pa, karkoli že rečemo, so plinsko-dinamični in kemični laserji zastarele tehnične rešitve. Poleg tega aktivno krožijo informacije o prisotnosti vira jedrske energije v BLK Peresvet za napajanje laserja, v Sarovu pa se bolj ukvarjajo z ustvarjanjem najnovejših prebojnih tehnologij, pogosto povezanih z jedrsko energijo.
Na podlagi zgoraj navedenega lahko domnevamo, da je verjetnost implementacije Peresvet BLK v izvedbi št. 2 na podlagi plinsko-dinamičnih in kemičnih laserjev ocenjena kot zmerna
Laserji z jedrsko črpalko
Konec šestdesetih let prejšnjega stoletja so se v ZSSR začela dela na ustvarjanju visokozmogljivih laserjev z jedrsko črpalko. Sprva so strokovnjaki iz VNIIEF, I. A. E. Kurchatov in Raziskovalni inštitut za jedrsko fiziko Moskovske državne univerze. Nato so se jim pridružili še znanstveniki iz MEPhI, VNIITF, IPPE in drugih centrov. Leta 1972 je VNIIEF z impulznim reaktorjem VIR 2 vzbudil mešanico helija in ksenona z delci urana.
V letih 1974-1976. poskusi se izvajajo v reaktorju TIBR-1M, v katerem je bila moč laserskega sevanja približno 1-2 kW. Leta 1975 so na osnovi impulznega reaktorja VIR-2 razvili dvokanalno lasersko instalacijo LUNA-2, ki je še delovala leta 2005, možno pa je, da še vedno deluje. Leta 1985 so v objektu LUNA-2M prvič na svetu črpali neonski laser.
V zgodnjih osemdesetih letih so znanstveniki VNIIEF, da bi ustvarili jedrski laserski element, ki deluje v neprekinjenem načinu, razvili in izdelali 4-kanalni laserski modul LM-4. Sistem vzbuja nevtronski tok iz reaktorja BIGR. Trajanje proizvodnje je določeno s trajanjem obsevalnega impulza reaktorja. Prvič v svetu je bilo v praksi dokazano cw laziranje v laserjih z jedrsko črpalko in učinkovitost metode prečnega kroženja plina. Moč laserskega sevanja je bila približno 100 W.
Leta 2001 je bila enota LM-4 nadgrajena in je dobila oznako LM-4M / BIGR. Delovanje večelementne jedrske laserske naprave v neprekinjenem načinu je bilo dokazano po 7 letih ohranjanja objekta brez zamenjave optičnih in gorivnih elementov. Namestitev LM-4 se lahko obravnava kot prototip reaktorskega laserja (RL), ki ima vse svoje lastnosti, razen možnosti samooskrbne jedrske verižne reakcije.
Leta 2007 je namesto modula LM-4 začel delovati osemkanalni laserski modul LM-8, v katerem je bilo zagotovljeno zaporedno dodajanje štirih in dveh laserskih kanalov.
Laserski reaktor je avtonomna naprava, ki združuje funkcije laserskega sistema in jedrskega reaktorja. Aktivno območje laserskega reaktorja je niz določenega števila laserskih celic, postavljenih na določen način v matriko nevtratorja nevtronov. Število laserskih celic se lahko giblje od sto do nekaj tisoč. Skupna količina urana se giblje od 5-7 kg do 40-70 kg, linearne mere 2-5 m.
Na VNIIEF so bile predhodno ocenjene glavne energetske, jedrsko-fizikalne, tehnične in obratovalne parametre različnih različic laserskih reaktorjev z močjo laserja od 100 kW in več, ki delujejo od delcev sekunde do neprekinjenega načina delovanja. Upoštevali smo laserske reaktorje s kopičenjem toplote v jedru reaktorja pri izstrelitvah, katerih trajanje je omejeno z dovoljenim segrevanjem jedra (radar toplotne zmogljivosti) in neprekinjenim radarjem z odvzemom toplotne energije zunaj jedra.
Verjetno bi moral laserski reaktor z močjo laserja reda 1 MW vsebovati približno 3000 laserskih celic.
V Rusiji so intenzivno delali na laserjih z jedrsko črpalko, ne samo na VNIIEF, ampak tudi v Zveznem državnem enotnem podjetju "Državno znanstveno središče Ruske federacije - Inštitut za fiziko in energetiko po imenu A. I. Leipunsky ", kot je razvidno iz patenta RU 2502140 za ustvarjanje" reaktorsko-laserske naprave z neposrednim črpanjem z delci cepitve ".
Strokovnjaki Državnega raziskovalnega centra Ruske federacije IPPE so razvili energetski model impulznega reaktorsko-laserskega sistema-optičnega kvantnega ojačevalnika z jedrsko črpalko (OKUYAN).
Ob sklicevanju na izjavo namestnika ruskega obrambnega ministra Jurija Borisova v lanskem intervjuju za časnik Krasnaya Zvezda, lahko rečemo, da Peresvet BLK ni opremljen z jedrskim reaktorjem majhne velikosti, ki laser oskrbuje z električno energijo, ampak z reaktorskim laserjem, v katerem se energija cepitve neposredno pretvori v lasersko sevanje.
Dvom vzbuja zgolj omenjeni predlog, da se Peresvet BLK postavi na letalo. Ne glede na to, kako zagotovite zanesljivost letala -nosilca, vedno obstaja nevarnost nesreče in letalske nesreče z naknadnim razprševanjem radioaktivnih snovi. Možno pa je, da obstajajo načini za preprečitev širjenja radioaktivnih snovi, ko nosilec pade. Da, in že imamo leteči reaktor v križarjeni raketi, bučk.
Na podlagi zgoraj navedenega je mogoče domnevati, da je verjetnost implementacije Peresvet BLK v različici 3, ki temelji na laserju z jedrsko črpalko, oceniti kot visoko
Ni znano, ali je nameščeni laser impulzen ali neprekinjen. V drugem primeru sta čas neprekinjenega delovanja laserja in prekinitve, ki jih je treba izvesti med načini delovanja, vprašljiva. Upajmo, da ima Peresvet BLK neprekinjen laserski reaktor, katerega čas delovanja je omejen le z dovodom hladilnega sredstva ali pa ni omejen, če je hlajenje zagotovljeno na kakšen drug način.
V tem primeru je mogoče izhodno optično moč Peresvet BLK oceniti v območju 1-3 MW z možnostjo povečanja na 5-10 MW. Jedrske bojne glave tudi s takšnim laserjem skoraj ni mogoče zadeti, vendar je letalo, vključno z brezpilotnim letalom, ali križarsko raketo povsem. Možno je tudi zagotoviti poraz skoraj vseh nezaščitenih vesoljskih plovil v nizkih orbitah in po možnosti poškodovati občutljive elemente vesoljskih plovil v višjih orbitah.
Tako so lahko prva tarča za Peresvet BLK občutljivi optični elementi ameriških satelitov za opozarjanje na raketni napad, ki lahko delujejo kot element protiraketne obrambe v primeru ameriškega presenetljivega razorožitvenega napada.
sklepe
Kot smo povedali na začetku članka, obstaja precej veliko načinov za pridobivanje laserskega sevanja. Poleg zgoraj omenjenih obstajajo še druge vrste laserjev, ki jih je mogoče učinkovito uporabiti v vojaških zadevah, na primer laser z brezplačnimi elektroni, pri katerem je možno valovno dolžino spreminjati v širokem razponu do mehkih rentgenskih žarkov sevanja in ki potrebuje le veliko električne energije, ki jo proizvede jedrski reaktor majhne velikosti. Takšen laser se aktivno razvija v interesu ameriške mornarice. Vendar pa uporaba laserja s prostimi elektroni v Peresvet BLK ni verjetna, saj trenutno skoraj ni podatkov o razvoju takšnih laserjev v Rusiji, razen sodelovanja v Rusiji v programu evropskega rentgenskega slikanja laser z brezplačnimi elektroni.
Treba je razumeti, da je ocena verjetnosti uporabe te ali one rešitve v Peresvet BLK podana precej pogojno: prisotnost le posrednih informacij, pridobljenih iz odprtih virov, ne omogoča oblikovanja zaključkov z visoko stopnjo zanesljivosti.
