Od svojho vzniku sú lasery považované za zbrane s potenciálom revolúcie v boji. Od polovice 20. storočia sa lasery stali neoddeliteľnou súčasťou sci -fi filmov, zbraní super vojakov a medzihviezdnych lodí.
Ako to však v praxi často býva, vývoj vysokovýkonných laserov narážal na veľké technické problémy, ktoré viedli k tomu, že až doteraz sa hlavným výklenkom vojenských laserov stalo ich používanie v systémoch prieskumu, zameriavania a určovania cieľov. Napriek tomu sa práca na vytváraní bojových laserov v popredných krajinách sveta prakticky nezastavila, programy na vytváranie nových generácií laserových zbraní sa navzájom nahradili.
Predtým sme skúmali niektoré z fáz vývoja laserov a výroby laserových zbraní, ako aj fázy vývoja a súčasnú situáciu vo vytváraní laserových zbraní pre vojenské letectvo, laserových zbraní pre pozemné sily a protivzdušnej obrany., laserové zbrane pre námorníctvo. V súčasnosti je intenzita programov na výrobu laserových zbraní v rôznych krajinách taká vysoká, že už niet pochýb o tom, že sa čoskoro objavia na bojisku. A chrániť sa pred laserovými zbraňami nebude také jednoduché, ako si niektorí ľudia myslia, prinajmenšom to so striebrom určite nebude možné.
Ak sa pozriete pozorne na vývoj laserových zbraní v zahraničí, všimnete si, že väčšina navrhovaných moderných laserových systémov je implementovaná na báze vláknových a polovodičových laserov. Navyše sú tieto laserové systémy z väčšej časti navrhnuté tak, aby riešili taktické problémy. Ich výstupný výkon sa v súčasnosti pohybuje od 10 kW do 100 kW, ale v budúcnosti sa dá zvýšiť na 300-500 kW. V Rusku prakticky neexistujú žiadne informácie o práci na vytváraní bojových laserov taktickej triedy, o dôvodoch, prečo sa to deje, budeme hovoriť nižšie.
1. marca 2018 ruský prezident Vladimir Putin v rámci svojho odkazu Federálnemu zhromaždeniu spolu s niekoľkými ďalšími prelomovými zbraňovými systémami oznámil laserový bojový komplex Peresvet (BLK), ktorého veľkosť a zamýšľaný účel z toho vyplýva jeho využitie na riešenie strategických úloh.
Komplex Peresvet je obklopený rúškom tajomstva. Charakteristiky ďalších najnovších typov zbraní (komplexy Dagger, Avangard, Zircon, Poseidon) boli vyjadrené v tej istej miere, čo čiastočne umožňuje posúdiť ich účel a účinnosť. Súčasne neboli poskytnuté žiadne konkrétne informácie o laserovom komplexe Peresvet: ani druh inštalovaného lasera, ani zdroj energie pre neho. V súlade s tým neexistujú žiadne informácie o kapacite komplexu, čo nám zase neumožňuje pochopiť jeho skutočné schopnosti a ciele a ciele, ktoré sú preň stanovené.
Laserové žiarenie je možné získať desiatkami, možno dokonca stovkami spôsobov. Aký spôsob získavania laserového žiarenia je teda implementovaný v najnovšom ruskom BLK „Peresvet“? Aby sme odpovedali na otázku, zvážime rôzne verzie Peresvet BLK a odhadneme stupeň pravdepodobnosti ich implementácie.
Nasledujúce informácie sú autorovými predpokladmi založenými na informáciách z otvorených zdrojov zverejnených na internete
BLK „Peresvet“. Popravné číslo 1. Vláknové, tuhé a kvapalné lasery
Ako bolo uvedené vyššie, hlavným trendom pri vytváraní laserových zbraní je vývoj komplexov založených na optických vláknach. Prečo sa to deje? Pretože je ľahké škálovať výkon laserových inštalácií na báze vláknových laserov. Pomocou balíka 5-10 kW modulov získate 50-100 kW žiarenia na výstupe.
Je možné implementovať Peresvet BLK na základe týchto technológií? Je vysoko pravdepodobné, že nie. Hlavným dôvodom je to, že v rokoch perestrojky „utiekol“z Ruska popredný vývojár vláknových laserov, vedecko-technický zväz IRE-Polyus, na základe ktorého bola zaregistrovaná nadnárodná spoločnosť IPG Photonics Corporation. v USA a teraz je svetovým lídrom v tomto odvetví.vláknové lasery s vysokým výkonom. Medzinárodné podnikanie a hlavné miesto registrácie spoločnosti IPG Photonics Corporation znamená jej prísnu poslušnosť americkej legislatíve, ktorá vzhľadom na súčasnú politickú situáciu neznamená prenos kritických technológií do Ruska, ktoré, samozrejme, zahŕňajú technológie na vytváranie špičkových výkonové lasery.
Môžu byť vláknové lasery v Rusku vyvinuté inými organizáciami? Možno, ale nepravdepodobné, alebo hoci ide o výrobky s nízkym výkonom. Vláknové lasery sú výnosným komerčným výrobkom; absencia vysoko výkonných domácich vláknových laserov na trhu pravdepodobne naznačuje ich skutočnú absenciu.
Podobná je situácia s polovodičovými lasermi. Pravdepodobne je z nich ťažšie implementovať dávkové riešenie; napriek tomu je to možné a v zahraničí je to druhé najrozšírenejšie riešenie po vláknových laseroch. Informácie o vysokovýkonných priemyselných polovodičových laseroch vyrobených v Rusku sa nepodarilo nájsť. Práce na polovodičových laseroch prebiehajú na Ústave výskumu fyziky laserov RFNC-VNIIEF (ILFI), takže do Peresvet BLK teoreticky možno nainštalovať laser v pevnej fáze, ale v praxi je to nepravdepodobné, pretože na začiatku pravdepodobne sa objavia kompaktnejšie vzorky laserových zbraní alebo experimentálne inštalácie.
O tekutých laseroch je informácií ešte menej, aj keď existujú informácie o tom, že sa vyvíja laser na boj s kvapalinou (bol vyvinutý, ale bol odmietnutý?) V USA ako súčasť programu HELLADS (High Energy Liquid Laser Area Defense System, „Obranný systém založený na vysokoenergetickom kvapalinovom laseri“). Kvapalné lasery majú pravdepodobne tú výhodu, že môžu chladiť, ale majú nižšiu účinnosť (účinnosť) v porovnaní s pevnými lasermi.
V roku 2017 sa objavili informácie o umiestnení Výskumného ústavu Polyus do výberového konania na integrálnu súčasť výskumných prác (VaV), ktorého účelom je vytvoriť mobilný laserový komplex na boj s malými bezpilotnými lietadlami (UAV) v denné a súmrakové podmienky. Komplex by mal pozostávať zo sledovacieho systému a konštrukcie cieľových letových dráh poskytujúcich označenie cieľa pre navádzací systém laserového žiarenia, ktorého zdrojom bude kvapalný laser. Zaujímavá je požiadavka špecifikovaná vo výkaze o práci na vytvorení kvapalného laseru a zároveň požiadavka na prítomnosť výkonového vláknového laseru v komplexe. Buď ide o chybný výtlačok, alebo bol vyvinutý (vyvinutý) nový typ vláknového laseru s kvapalným aktívnym médiom vo vlákne, ktorý kombinuje výhody kvapalného lasera z hľadiska pohodlia chladenia a vláknového lasera pri kombinovaní žiariča balíčky.
Hlavnými výhodami vláknových, tuhých a kvapalných laserov sú ich kompaktnosť, možnosť dávkového zvýšenia výkonu a jednoduchá integrácia do rôznych tried zbraní. To všetko je na rozdiel od laseru BLK „Peresvet“, ktorý bol zjavne vyvinutý nie ako univerzálny modul, ale ako riešenie vyrobené „s jediným účelom, podľa jedného konceptu“. Preto je možné pravdepodobnosť implementácie BLK „Peresvet“vo verzii č. 1 na základe vláknových, tuhých a kvapalných laserov hodnotiť ako nízku
BLK „Peresvet“. Poprava číslo 2. Plynové a chemické lasery
Plynové dynamické a chemické lasery možno považovať za zastarané riešenie. Ich hlavnou nevýhodou je potreba veľkého počtu spotrebných komponentov potrebných na udržanie reakcie, ktorá zaisťuje príjem laserového žiarenia. Napriek tomu to boli chemické lasery, ktoré boli najrozvinutejšie vo vývoji 70. - 80. rokov XX.
Zrejme prvýkrát boli v ZSSR a USA na plynových dynamických laseroch získané kontinuálne radiačné výkony viac ako 1 megawatt, ktorých prevádzka je založená na adiabatickom chladení ohrievaných plynných hmôt pohybujúcich sa nadzvukovou rýchlosťou.
V ZSSR bol od polovice 70. rokov 20. storočia vyvinutý letecký laserový komplex A-60 na základe lietadla Il-76MD, pravdepodobne vyzbrojeného laserom RD0600 alebo jeho analógom. Pôvodne bol komplex určený na boj s automatickými driftovacími balónmi. Ako zbraň mal byť nainštalovaný kontinuálny plynový dynamický CO-laser triedy megawattov vyvinutý Khimavtomatika Design Bureau (KBKhA). V rámci testov bola vytvorená rodina lavičiek GDT so žiarením od 10 do 600 kW. Nevýhodou GDT je dlhá vlnová dĺžka žiarenia 10,6 μm, ktorá poskytuje vysokú difrakčnú divergenciu laserového lúča.
Ešte vyššie radiačné sily boli dosiahnuté s chemickými lasermi na báze fluoridu deutéria a s lasermi kyslík-jód (jód) (COIL). Najmä v rámci programu Strategic Defence Initiative (SDI) v USA bol vytvorený chemický laser na báze fluoridu deutéria s výkonom niekoľkých megawattov; v rámci Národnej protiraketovej obrany USA (NMD)) program, letecký komplex Boeing ABL (AirBorne Laser) s kyslíkovo-jódovým laserom s výkonom rádovo 1 megawatt.
Spoločnosť VNIIEF vytvorila a testovala najvýkonnejší pulzný chemický laser na svete na reakciu fluóru s vodíkom (deutérium), vyvinula opakovane pulzný laser s energiou žiarenia niekoľko kJ na impulz, frekvenciou opakovania impulzov 1–4 Hz a divergencia žiarenia blízka difrakčnému limitu a účinnosť asi 70% (najvyššia dosiahnutá pre lasery).
V rokoch 1985 až 2005. lasery boli vyvinuté na reťazovej reakcii fluóru s vodíkom (deutérium), kde bol ako látka obsahujúca fluór použitý hexafluorid síry SF6, disociujúci v elektrickom výboji (fotodisociačný laser?). Aby sa zaistila dlhodobá a bezpečná prevádzka lasera v opakovane pulznom režime, boli vytvorené inštalácie s uzavretým cyklom zmeny pracovnej zmesi. Je ukázaná možnosť získania divergencie žiarenia blízkej difrakčnému limitu, frekvencia opakovania impulzov až 1 200 Hz a priemerný výkon žiarenia niekoľko stoviek wattov.
Plynové dynamické a chemické lasery majú značnú nevýhodu, vo väčšine riešení je potrebné zabezpečiť doplnenie zásoby „munície“, ktorá často pozostáva z drahých a toxických komponentov. Je tiež potrebné vyčistiť výstupné plyny vyplývajúce z činnosti lasera. Vo všeobecnosti je ťažké nazvať plynové dynamické a chemické lasery účinným riešením, a preto väčšina krajín prešla na vývoj vláknových, tuhých a kvapalných laserov.
Ak hovoríme o lasere založenom na reťazovej reakcii fluóru s deutériom, disociujúcom v elektrickom výboji, s uzavretým cyklom zmeny pracovnej zmesi, potom v roku 2005 boli získané výkony rádovo 100 kW, je nepravdepodobné že počas tejto doby sa dajú dostať na megawattovú úroveň.
Pokiaľ ide o Peresvet BLK, otázka inštalácie plynového dynamického a chemického laseru na neho je dosť kontroverzná. Na jednej strane je v Rusku v týchto laseroch výrazný vývoj. Na internete sa objavili informácie o vývoji vylepšenej verzie leteckého komplexu A 60 - A 60M s 1 MW laserom. Hovorí sa tiež o umiestnení komplexu "Peresvet" na lietadlovú loď ", čo môže byť druhá strana tej istej medaily. To znamená, že najskôr mohli vytvoriť silnejší pozemný komplex založený na plynovom dynamickom alebo chemickom laseri a teraz ho po vychodenej ceste nainštalovať na lietadlovú loď.
Vytvorenie „Peresvet“vykonali špecialisti jadrového centra v Sarove v Ruskom federálnom jadrovom centre-Všeruskom výskumnom ústave experimentálnej fyziky (RFNC-VNIIEF), v už uvedenom Ústave výskumu fyziky laserov, ktorý okrem iného vyvíja plynové dynamické a kyslíkovo-jódové lasery …
Na druhej strane, čokoľvek sa dá povedať, plynové dynamické a chemické lasery sú zastarané technické riešenia. Okrem toho aktívne kolujú informácie o prítomnosti zdroja jadrovej energie v Peresvet BLK na napájanie lasera a v Sarove sa viac angažujú vo vytváraní najnovších prelomových technológií, často spojených s jadrovou energiou.
Na základe vyššie uvedeného je možné predpokladať, že pravdepodobnosť implementácie Peresvet BLK vo výkone č. 2 na základe plynových dynamických a chemických laserov možno odhadnúť ako strednú
Laserom poháňané jadrovou energiou
Koncom šesťdesiatych rokov minulého storočia sa v ZSSR začali práce na vytvorení vysoko výkonných laserov s jadrovým čerpadlom. Špecialisti z VNIIEF, I. A. E. Kurchatov a Výskumný ústav jadrovej fyziky Moskovskej štátnej univerzity. Potom sa k nim pridali vedci z MEPhI, VNIITF, IPPE a ďalších centier. V roku 1972 VNIIEF excitoval zmes hélia a xenónu s fragmentmi štiepenia uránu pomocou pulzného reaktora VIR 2.
V rokoch 1974-1976. experimenty sa vykonávajú v reaktore TIBR-1M, v ktorom bol výkon laserového žiarenia asi 1–2 kW. V roku 1975 bola na základe pulzného reaktora VIR-2 vyvinutá dvojkanálová laserová inštalácia LUNA-2, ktorá bola ešte v roku 2005 v prevádzke, a je možné, že stále funguje. V roku 1985 bol v zariadení LUNA-2M prvýkrát na svete čerpaný neónový laser.
Začiatkom 80. rokov minulého storočia vedci z VNIIEF, aby vytvorili jadrový laserový prvok pracujúci v nepretržitom režime, vyvinuli a vyrobili 4-kanálový laserový modul LM-4. Systém je excitovaný neutrónovým tokom z reaktora BIGR. Trvanie generácie je určené trvaním ožarovacieho impulzu reaktora. Po prvýkrát na svete bolo cw lasovanie v laseroch poháňaných jadrovou energiou demonštrované v praxi a bola demonštrovaná účinnosť metódy priečnej cirkulácie plynu. Výkon laserového žiarenia bol asi 100 W.
V roku 2001 bola jednotka LM-4 modernizovaná a dostala označenie LM-4M / BIGR. Prevádzka viacprvkového jadrového laserového zariadenia v nepretržitom režime bola demonštrovaná po 7 rokoch konzervácie zariadenia bez výmeny optických a palivových článkov. Inštaláciu LM-4 je možné považovať za prototyp reaktorového laseru (RL), ktorý má všetky svoje vlastnosti, s výnimkou možnosti sebestačnej jadrovej reťazovej reakcie.
V roku 2007 bol namiesto modulu LM-4 uvedený do prevádzky osemkanálový laserový modul LM-8, v ktorom bolo zabezpečené postupné pridávanie štyroch a dvoch laserových kanálov.
Laserový reaktor je autonómne zariadenie, ktoré kombinuje funkcie laserového systému a jadrového reaktora. Aktívna zóna laserového reaktora je sada určitého počtu laserových buniek umiestnených určitým spôsobom v matrici moderátora neutrónov. Počet laserových buniek sa môže pohybovať od stoviek do niekoľko tisíc. Celkové množstvo uránu sa pohybuje od 5-7 kg do 40-70 kg, lineárne rozmery 2-5 m.
Vo VNIIEF boli urobené predbežné odhady hlavných energetických, jadrovo-fyzikálnych, technických a prevádzkových parametrov rôznych verzií laserových reaktorov s laserovým výkonom od 100 kW a viac, pracujúcich od zlomkov sekundy po kontinuálny režim. Pri štartoch sme uvažovali s laserovými reaktormi s akumuláciou tepla v jadre reaktora, ktorých trvanie je obmedzené prípustným zahrievaním jadra (radar s tepelnou kapacitou) a kontinuálnym radarom s odstraňovaním tepelnej energie mimo jadra.
Laserový reaktor s laserovým výkonom rádovo 1 MW by mal pravdepodobne obsahovať asi 3 000 laserových buniek.
V Rusku sa intenzívna práca na laseroch poháňaných jadrovou energiou vykonávala nielen vo VNIIEF, ale aj vo federálnom štátnom jednotnom podniku „Štátne vedecké centrum Ruskej federácie - Ústav fyziky a energetiky pomenovaný po A. I. Leipunsky “, ako o tom svedčí patent RU 2502140 na vytvorenie„ reaktorovo-laserovej inštalácie s priamym čerpaním štiepnymi fragmentmi “.
Špecialisti Štátneho výskumného centra Ruskej federácie IPPE vyvinuli energetický model pulzného reaktorovo-laserového systému-optický kvantový zosilňovač poháňaný jadrovou energiou (OKUYAN).
Pripomínajúc vyhlásenie ruského námestníka ministra obrany Jurija Borisova z minuloročného rozhovoru pre noviny Krasnaja zvezda, môžeme povedať, že Peresvet BLK nie je vybavený malým jadrovým reaktorom, ktorý dodáva laseru elektrickou energiou, ale reaktorovým laserom, v ktorom sa štiepna energia priamo premieňa na laserové žiarenie.
Pochybnosti vyvoláva iba spomínaný návrh umiestniť Peresvet BLK do lietadla. Bez ohľadu na to, ako zaistíte spoľahlivosť nosného lietadla, vždy existuje riziko nehody a havárie lietadla s následným rozptýlením rádioaktívnych materiálov. Je však možné, že existujú spôsoby, ako zabrániť šíreniu rádioaktívnych materiálov pri páde nosiča. Áno, a už máme lietajúci reaktor v riadenej strele, petrel.
Na základe vyššie uvedeného je možné predpokladať, že pravdepodobnosť implementácie Peresvet BLK vo verzii 3 na základe laseru s jadrovou pumpou je možné odhadnúť ako vysokú
Nie je známe, či je nainštalovaný laser impulzný alebo kontinuálny. V druhom prípade je čas nepretržitej prevádzky lasera a prestávky, ktoré je potrebné vykonať medzi prevádzkovými režimami, diskutabilné. Našťastie má Peresvet BLK kontinuálny laserový reaktor, ktorého prevádzkový čas je obmedzený iba dodávkou chladiva alebo nie je obmedzený, ak je chladenie zabezpečené iným spôsobom.
V tomto prípade možno výstupný optický výkon Peresvet BLK odhadnúť v rozmedzí 1-3 MW s perspektívou zvýšenia na 5-10 MW. Sotva je možné zasiahnuť jadrovú hlavicu aj takýmto laserom, ale lietadlo vrátane bezpilotného lietadla alebo riadená strela sú celkom dobré. Je tiež možné zaistiť porážku takmer všetkých nechránených kozmických lodí na nízkych obežných dráhach a prípadne poškodiť citlivé prvky kozmických lodí na vyšších obežných dráhach.
Prvým cieľom pre Peresvet BLK teda môžu byť citlivé optické prvky varovných satelitov USA pred raketovým útokom, ktoré môžu pôsobiť ako prvok protiraketovej obrany v prípade prekvapivého odzbrojujúceho útoku USA.
závery
Ako sme povedali na začiatku článku, existuje pomerne veľký počet spôsobov, ako získať laserové žiarenie. Okrem tých, ktoré sú uvedené vyššie, existujú aj iné typy laserov, ktoré možno efektívne použiť vo vojenských záležitostiach, napríklad laser s voľnými elektrónmi, v ktorom je možné meniť vlnovú dĺžku v širokom rozsahu až po mäkké röntgenové žiarenie. žiarenie a ktoré potrebuje len veľa elektrickej energie vyrobenej malým jadrovým reaktorom. Takýto laser sa aktívne vyvíja v záujme amerického námorníctva. Použitie voľného elektrónového laseru v prístroji Peresvet BLK je nepravdepodobné, pretože v súčasnosti prakticky neexistujú žiadne informácie o vývoji laserov tohto typu v Rusku, okrem účasti v Rusku na programe európskeho röntgenového žiarenia elektrónový laser zadarmo.
Je potrebné pochopiť, že hodnotenie pravdepodobnosti použitia tohto alebo toho riešenia v Peresvet BLK je dané skôr podmienečne: prítomnosť iba nepriamych informácií získaných z otvorených zdrojov neumožňuje formulovať závery s vysokým stupňom spoľahlivosti.
