Od svog početka na lasere se gledalo kao na oružje s potencijalom za revoluciju u borbi. Od sredine 20. stoljeća laseri su postali sastavni dio naučnofantastičnih filmova, oružja super vojnika i međuzvjezdanih brodova.
Međutim, kako se to često događa u praksi, razvoj lasera velike snage naišao je na velike tehničke poteškoće koje su dovele do činjenice da je do sada glavna niša vojnih lasera postala njihova upotreba u sistemima za izviđanje, ciljanje i označavanje ciljeva. Ipak, rad na stvaranju borbenih lasera u vodećim zemljama svijeta praktički nije prestajao, programi za stvaranje novih generacija laserskog oružja zamijenili su se.
Ranije smo ispitali neke od faza razvoja lasera i stvaranja laserskog oružja, kao i faze razvoja i trenutnu situaciju u stvaranju laserskog oružja za zračne snage, laserskog oružja za kopnene snage i protuzračnu obranu, lasersko oružje za mornaricu. Trenutno je intenzitet programa za stvaranje laserskog oružja u različitim zemljama toliko visok da više nema sumnje da će se oni uskoro pojaviti na bojnom polju. I neće se biti tako lako zaštititi od laserskog oružja kako neki misle, barem to definitivno neće biti moguće sa srebrom.
Ako pomno pogledate razvoj laserskog oružja u stranim zemljama, primijetit ćete da je većina predloženih modernih laserskih sistema implementirana na bazi lasera sa vlaknima i čvrstog stanja. Štoviše, uglavnom su ti laserski sustavi dizajnirani za rješavanje taktičkih problema. Njihova izlazna snaga trenutno se kreće od 10 kW do 100 kW, ali se u budućnosti može povećati na 300-500 kW. U Rusiji praktički nema informacija o radu na stvaranju borbenih lasera taktičke klase, o razlozima zašto se to događa dolje ćemo govoriti.
Dana 1. marta 2018. godine, ruski predsjednik Vladimir Putin, u poruci Federalnoj skupštini, zajedno s nizom drugih revolucionarnih sistema naoružanja, najavio je laserski borbeni kompleks Peresvet (BLK), čija veličina i namjena podrazumijevaju njegova upotreba za rješavanje strateških zadataka.
Kompleks Peresvet okružen je velom tajne. Karakteristike drugih najnovijih vrsta oružja (kompleksi Bodež, Avangard, Cirkon, Poseidon) donekle su izražene, što djelomično omogućuje procjenu njihove svrhe i učinkovitosti. Istovremeno, nisu date nikakve posebne informacije o laserskom kompleksu Peresvet: ni tip instaliranog lasera, niti izvor energije za njega. U skladu s tim, nema podataka o kapacitetima kompleksa, što nam opet ne dopušta da razumijemo njegove stvarne sposobnosti i ciljeve i zadatke koji su mu postavljeni.
Lasersko zračenje može se dobiti na desetine, možda čak i stotine načina. Koja je metoda dobijanja laserskog zračenja implementirana u najnovijem ruskom BLK "Peresvet"? Da bismo odgovorili na pitanje, razmotrit ćemo različite verzije Peresvet BLK i procijeniti stupanj vjerovatnoće njihove implementacije.
Dolje navedene informacije su autorove pretpostavke zasnovane na podacima iz otvorenih izvora postavljenih na Internetu
BLK "Peresvet". Izvršenje broj 1. Vlaknasti, čvrsti i tečni laseri
Kao što je gore spomenuto, glavni trend u stvaranju laserskog oružja je razvoj kompleksa na bazi optičkih vlakana. Zašto se to događa? Zato što je lako povećati snagu laserskih instalacija na osnovu lasera sa vlaknima. Koristeći paket od 5-10 kW modula, dobijte 50-100 kW zračenja na izlazu.
Može li se Peresvet BLK implementirati na osnovu ovih tehnologija? Vrlo je vjerojatno da nije. Glavni razlog za to je što je u godinama perestrojke iz Rusije "pobjegao" vodeći proizvođač laserskih vlakana, Naučno-tehničko udruženje IRE-Polyus, na osnovu kojeg je osnovana transnacionalna korporacija IPG Photonics Corporation. u SAD -u i sada je svjetski lider u industriji lasera velike snage. Međunarodno poslovanje i glavno mjesto registracije IPG Photonics Corporation podrazumijeva strogo poštivanje američkog zakonodavstva, koje, s obzirom na trenutnu političku situaciju, ne podrazumijeva prijenos kritičnih tehnologija u Rusiju, koje, naravno, uključuju i tehnologije za stvaranje laseri za napajanje.
Mogu li druge organizacije u Rusiji razviti lasere sa vlaknima? Možda, ali malo vjerojatno, ili dok su to proizvodi male snage. Vlaknasti laseri su profitabilan komercijalni proizvod, stoga odsustvo domaćih lasera velike snage na tržištu najvjerojatnije ukazuje na njihovo stvarno odsustvo.
Slična je situacija i sa čvrstim laserima. Pretpostavlja se da je od njih teže implementirati serijsko rješenje; ipak je moguće, a u stranim zemljama ovo je drugo najraširenije rješenje nakon lasera s vlaknima. Nisu pronađene informacije o industrijskim čvrstim laserima velike snage proizvedenim u Rusiji. Rad na čvrstim laserima izvodi se u Institutu za istraživanje fizike lasera RFNC-VNIIEF (ILFI), pa se teoretski može ugraditi laser u čvrstom stanju u Peresvet BLK, ali u praksi je to malo vjerojatno, budući da je u početku najvjerojatnije će se pojaviti kompaktniji uzorci laserskog oružja ili eksperimentalne instalacije.
Još je manje podataka o tekućim laserima, iako postoje informacije da se razvija laser za ratovanje s tekućim tvarima (je li razvijen, ali je odbijen?) U SAD -u u sklopu programa HELLADS (visokoenergetski obrambeni sustav s tekućim laserskim područjem, "Odbrambeni sistem zasnovan na visokoenergetskom tečnom laseru"). Vjerojatno tečni laseri imaju prednost što se mogu hladiti, ali niža efikasnost (efikasnost) u odnosu na lasere sa čvrstim stanjem.
2017. pojavile su se informacije o raspisivanju tendera za istraživački institut Polyus za sastavni dio istraživačkog rada (I&R), čija je svrha stvaranje mobilnog laserskog kompleksa za borbu protiv bespilotnih letjelica male veličine (UAV) u danju i sumraku. Kompleks bi se trebao sastojati od sistema za praćenje i izgradnje ciljnih putanja leta, pružajući označavanje cilja za sistem navođenja laserskog zračenja, čiji će izvor biti tekući laser. Zanimljiv je zahtjev naveden u izjavi o radu na stvaranju tekućeg lasera, a istovremeno zahtjev za prisutnost lasera sa moćnim vlaknima u kompleksu. Ili se radi o pogrešnom otisku, ili je razvijen (razvijen) novi tip lasera sa vlaknima s tekućim aktivnim medijem u vlaknu, koji kombinira prednosti tekućeg lasera u smislu pogodnosti hlađenja i lasera sa vlaknima u kombinaciji emitera paketi.
Glavne prednosti lasera sa čvrstim vlaknima i tečnih lasera su njihova kompaktnost, mogućnost povećanja snage serije i lakoća integracije u različite klase oružja. Sve to nije za razliku od lasera BLK "Peresvet", koji je jasno razvijen ne kao univerzalni modul, već kao rješenje napravljeno "s jednom namjenom, prema jedinstvenom konceptu". Stoga se vjerovatnoća implementacije BLK "Peresvet" u Verziji br. 1 na osnovu lasera sa vlaknima, čvrstog stanja i tečnosti može ocijeniti kao niska
BLK "Peresvet". Izvršenje broj 2. Gasno-dinamički i hemijski laseri
Plinski dinamički i hemijski laseri mogu se smatrati zastarjelim rješenjem. Njihov glavni nedostatak je potreba za velikim brojem potrošnih komponenti potrebnih za održavanje reakcije, što osigurava prijem laserskog zračenja. Ipak, hemijski laseri bili su najrazvijeniji u razvoju 70 -ih - 80 -ih godina XX vijeka.
Očigledno, po prvi put su kontinuirane snage zračenja veće od 1 megavata dobivene u SSSR-u i SAD-u na gasno-dinamičkim laserima, čiji se rad temelji na adijabatskom hlađenju zagrijanih plinskih masa koje se kreću nadzvučnom brzinom.
U SSSR-u je od sredine 70-ih godina XX vijeka razvijen zračni laserski kompleks A-60 na bazi aviona Il-76MD, vjerovatno naoružan laserom RD0600 ili njegovim analogom. U početku je kompleks bio namijenjen borbi protiv automatskih letećih balona. Kao oružje, trebao je biti instaliran kontinuirani plinski dinamički CO-laser klase megavata koji je razvio Projektni biro Khimavtomatika (KBKhA). Kao dio testova, stvorena je porodica GDT uzoraka sa zračenjem snage 10 do 600 kW. Nedostaci GDT -a su duga talasna dužina zračenja od 10,6 μm, što omogućava veliku difrakcionu divergenciju laserskog snopa.
Još veće snage zračenja postignute su kemijskim laserima na bazi deuterij fluorida i kiseonik-jodnim (jodnim) laserima (COIL). Konkretno, u okviru programa Strateške odbrambene inicijative (SDI) u Sjedinjenim Državama, stvoren je kemijski laser na bazi deuterij fluorida snage nekoliko megavata; u okviru američke Nacionalne obrane protiv balističkih projektila (NMD)), avionski kompleks Boeing ABL (AirBorne Laser) sa laserom kiseonik-jod snage oko 1 megavata.
VNIIEF je stvorio i testirao najmoćniji svjetski impulsni kemijski laser na reakciji fluora s vodikom (deuterij), razvio laserski laser koji se ponavljao sa energijom zračenja od nekoliko kJ po impulsu, brzinom ponavljanja impulsa od 1–4 Hz i divergencija zračenja blizu granice difrakcije i efikasnost od oko 70% (najveća postignuta za lasere).
U periodu od 1985. do 2005. godine. laseri su razvijeni na lančanoj reakciji fluora s vodikom (deuterij), gdje je sumpor heksafluorid SF6 korišten kao tvar koja sadrži fluor, disocirajući u električnom pražnjenju (fotodisocijacijski laser?). Kako bi se osigurao dugotrajan i siguran rad lasera u repetitivnom impulsnom načinu rada, stvorene su instalacije sa zatvorenim ciklusom mijenjanja radne smjese. Prikazana je mogućnost postizanja divergencije zračenja blizu granice difrakcije, brzine ponavljanja impulsa do 1200 Hz i prosječne snage zračenja od nekoliko stotina vata.
Gasno-dinamički i hemijski laseri imaju značajan nedostatak, u većini rješenja potrebno je osigurati nadopunu zaliha "municije", koja se često sastoji od skupih i otrovnih komponenti. Također je potrebno očistiti izlazne plinove nastale radom lasera. Uopšteno govoreći, teško je nazvati gasno-dinamičke i hemijske lasere efikasnim rješenjem, zbog čega se većina zemalja prebacila na razvoj vlakana, lasera u čvrstom stanju i tečnosti.
Ako govorimo o laseru koji se temelji na nelančanoj reakciji fluora s deuterijem, disocira u električnom pražnjenju, sa zatvorenim ciklusom mijenjanja radne smjese, tada su 2005. godine dobivene snage reda veličine 100 kW, malo je vjerojatno da bi se za to vrijeme mogli dovesti do nivoa megavata.
Što se tiče Peresvet BLK-a, pitanje ugradnje gasno-dinamičkog i kemijskog lasera na njega je prilično kontroverzno. S jedne strane, u Rusiji postoje značajni pomaci u pogledu ovih lasera. Na internetu su se pojavile informacije o razvoju poboljšane verzije zrakoplovnog kompleksa A 60 - A 60M s laserom od 1 MW. Govori se i o postavljanju kompleksa "Peresvet" na nosač aviona ", što bi mogla biti druga strana iste medalje. Odnosno, u početku su mogli napraviti snažniji kopneni kompleks zasnovan na gasno-dinamičkom ili hemijskom laseru, a sada bi ga, slijedeći utabani put, instalirali na nosač aviona.
Stvaranje "Peresveta" izveli su stručnjaci nuklearnog centra u Sarovu, u Ruskom saveznom nuklearnom centru-Sveruskom istraživačkom institutu za eksperimentalnu fiziku (RFNC-VNIIEF), u već spomenutom Institutu za lasersku fiziku, koji, između ostalog, razvija gasno-dinamičke lasere i kiseonik-jodne lasere …
S druge strane, šta god se moglo reći, gasno-dinamički i hemijski laseri su zastarjela tehnička rješenja. Osim toga, aktivno kruže informacije o prisutnosti nuklearnog izvora energije u bloku Peresvet za napajanje lasera, a u Sarovu se više bave stvaranjem najnovijih revolucionarnih tehnologija, često povezanih s nuklearnom energijom.
Na osnovu gore navedenog, može se pretpostaviti da se vjerovatnoća implementacije Peresvet BLK u izvedbi br. 2 na osnovu gasno-dinamičkih i hemijskih lasera može procijeniti kao umjerena
Laseri sa nuklearnom pumpom
Krajem šezdesetih godina prošlog stoljeća u SSSR-u je počeo rad na stvaranju lasera sa nuklearnom pumpom velike snage. Isprva su stručnjaci iz VNIIEF -a, I. A. E. Kurchatov i Istraživački institut za nuklearnu fiziku Moskovskog državnog univerziteta. Zatim su im se pridružili naučnici iz MEPhI, VNIITF, IPPE i drugih centara. 1972. VNIIEF je pobudio mješavinu helija i ksenona s fragmentima fisije urana pomoću impulsnog reaktora VIR 2.
1974-1976. eksperimenti se provode u reaktoru TIBR-1M u kojem je snaga laserskog zračenja iznosila oko 1-2 kW. 1975. godine na bazi impulsnog reaktora VIR-2 razvijena je dvokanalna laserska instalacija LUNA-2, koja je još bila u funkciji 2005. godine, a moguće je da i dalje radi. Godine 1985., neonski laser je prvi put u svijetu upumpan u pogonu LUNA-2M.
Početkom 1980-ih, naučnici VNIIEF-a, kako bi stvorili nuklearni laserski element koji radi u kontinuiranom režimu, razvili su i proizveli 4-kanalni laserski modul LM-4. Sistem se pobuđuje neutronskim tokom iz reaktora BIGR. Trajanje proizvodnje određeno je trajanjem pulsa zračenja reaktora. Po prvi put u svijetu pokazano je u praksi lansiranje cw u laserima sa nuklearnom pumpom i efikasnost metode poprečne cirkulacije plina. Snaga laserskog zračenja bila je oko 100 W.
Jedinica LM-4 je 2001. godine nadograđena i dobila je oznaku LM-4M / BIGR. Rad višeelementnog nuklearnog laserskog uređaja u kontinuiranom načinu rada demonstriran je nakon 7 godina konzerviranja objekta bez zamjene optičkih i gorivnih elemenata. Instalacija LM-4 može se smatrati prototipom reaktorskog lasera (RL), koji posjeduje sve svoje kvalitete, osim mogućnosti samoodržive nuklearne lančane reakcije.
2007. godine umjesto LM-4 modula pušten je u rad osmokanalni laserski modul LM-8, u kojem je omogućeno sekvencijalno dodavanje četiri i dva laserska kanala.
Laserski reaktor je autonomni uređaj koji kombinira funkcije laserskog sistema i nuklearnog reaktora. Aktivna zona laserskog reaktora je skup određenog broja laserskih ćelija postavljenih na određeni način u matricu moderatora neutrona. Broj laserskih ćelija može se kretati od stotina do nekoliko hiljada. Ukupna količina urana kreće se od 5-7 kg do 40-70 kg, linearnih dimenzija 2-5 m.
Na VNIIEF-u su napravljene preliminarne procjene glavnih energetskih, nuklearno-fizičkih, tehničkih i operativnih parametara različitih verzija laserskih reaktora snage lasera od 100 kW i više, koji rade od djelića sekunde do kontinuiranog rada. U obzir smo uzeli laserske reaktore s akumulacijom topline u jezgri reaktora pri lansiranjima, čije je trajanje ograničeno dopuštenim zagrijavanjem jezgre (radar s toplinskim kapacitetom) i kontinuirani radar s uklanjanjem toplinske energije izvan jezgre.
Pretpostavlja se da bi laserski reaktor snage lasera reda 1 MW trebao sadržavati oko 3000 laserskih ćelija.
U Rusiji su intenzivni radovi na laserima s nuklearnom pumpom izvedeni ne samo u VNIIEF -u, već i u Saveznom državnom unitarnom preduzeću „Državni naučni centar Ruske Federacije - Institut za fiziku i energetiku po imenu A. I. Leipunsky”, što je dokazano u patentu RU 2502140 za stvaranje„ Reaktorsko-laserske instalacije s direktnim crpljenjem dijelovima fisije”.
Specijalisti Državnog istraživačkog centra Ruske Federacije IPPE razvili su energetski model impulsnog reaktorsko-laserskog sistema-optičko kvantno pojačalo sa nuklearnom pumpom (OKUYAN).
Podsjećajući na izjavu zamjenika ruskog ministra odbrane Jurija Borisova u prošlogodišnjem intervjuu listu Krasnaya Zvezda, možemo reći da Peresvet BLK nije opremljen nuklearnim reaktorom male veličine koji opskrbljuje laser električnom energijom, već reaktorskim laserom, u kojem se energija fisije izravno pretvara u lasersko zračenje.
Sumnju izaziva samo gore pomenuti prijedlog da se Peresvet BLK postavi u avion. Bez obzira na to kako osiguravate pouzdanost aviona -nosača, uvijek postoji opasnost od nesreće i pada aviona s naknadnim rasipanjem radioaktivnih materijala. Međutim, moguće je da postoje načini za sprječavanje širenja radioaktivnih materijala prilikom pada nosača. Da, i već imamo leteći reaktor u krstarećoj raketi, bure.
Na osnovu gore navedenog, može se pretpostaviti da se vjerovatnoća implementacije Peresvet BLK u verziji 3 na osnovu lasera sa nuklearnom pumpom može procijeniti kao velika
Nije poznato je li instalirani laser impulsni ili kontinuirani. U drugom slučaju, vrijeme kontinuiranog rada lasera i pauze koje se moraju napraviti između načina rada su upitne. Nadajmo se da Peresvet BLK ima kontinuirani laserski reaktor, čije je vrijeme rada ograničeno samo opskrbom rashladnim sredstvom, ili nije ograničeno ako se hlađenje vrši na neki drugi način.
U ovom slučaju, izlazna optička snaga Peresvet BLK može se procijeniti u rasponu od 1-3 MW sa izgledom da se poveća na 5-10 MW. Jedva da je moguće pogoditi nuklearnu bojevu glavu čak i takvim laserom, ali zrakoplov, uključujući bespilotnu letjelicu ili krstareću raketu sasvim je moguće. Također je moguće osigurati poraz gotovo svih nezaštićenih letjelica na niskim orbitama, a moguće je i oštećenje osjetljivih elemenata svemirskih letjelica na višim orbitama.
Dakle, prva meta za Peresvet BLK mogu biti osjetljivi optički elementi američkih satelita za upozorenje na raketni napad, koji mogu djelovati kao element proturaketne odbrane u slučaju iznenadnog razoružavanja SAD -a.
zaključci
Kao što smo rekli na početku članka, postoji prilično veliki broj načina za dobijanje laserskog zračenja. Osim gore navedenih, postoje i druge vrste lasera koje se mogu učinkovito koristiti u vojnim poslovima, na primjer, laser sa slobodnim elektronima, u kojem je moguće mijenjati valnu duljinu u širokom rasponu do mekog rendgenskog zračenja zračenja i kojoj je potrebno samo mnogo električne energije koju proizvodi nuklearni reaktor male veličine. Takav laser aktivno se razvija u interesu američke mornarice. Međutim, upotreba lasera sa slobodnim elektronima u Peresvet BLK-u je malo vjerojatna, jer trenutno praktički nema informacija o razvoju lasera ovog tipa u Rusiji, osim o učešću Rusije u programu europskog rendgenskog snimanja laser sa slobodnim elektronima.
Potrebno je razumjeti da se procjena vjerojatnosti korištenja ovog ili onog rješenja u Peresvet BLK -u daje prilično uvjetno: prisutnost samo posrednih informacija dobivenih iz otvorenih izvora ne dopušta formuliranje zaključaka s visokim stupnjem pouzdanosti.
