BLK "Peresvet": kā darbojas krievu lāzera zobens?

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Kopš to pirmsākumiem lāzeri tiek uzskatīti par ieročiem ar potenciālu revolucionizēt cīņu. Kopš 20. gadsimta vidus lāzeri ir kļuvuši par zinātniskās fantastikas filmu, superkaravīru ieroču un starpzvaigžņu kuģu neatņemamu sastāvdaļu.

Taču, kā jau tas bieži notiek praksē, lieljaudas lāzeru izstrāde saskārās ar lielām tehniskām grūtībām, kas noveda pie tā, ka līdz šim par galveno militāro lāzeru nišu ir kļuvusi to izmantošana izlūkošanas, mērķēšanas un mērķu noteikšanas sistēmās. Neskatoties uz to, darbs pie kaujas lāzeru radīšanas vadošajās pasaules valstīs praktiski neapstājās, programmas jaunu paaudžu lāzerieroču radīšanai nomainīja viena otru.

Iepriekš mēs apskatījām dažus lāzerieroču izstrādes un lāzerieroču radīšanas posmus, kā arī attīstības posmus un pašreizējo situāciju lāzerieroču izveidē gaisa spēkiem, lāzerieroču izveidē sauszemes spēkiem un pretgaisa aizsardzībā., lāzerieroči flotei. Šobrīd lāzerieroču radīšanas programmu intensitāte dažādās valstīs ir tik liela, ka vairs nav šaubu, ka tie drīzumā parādīsies kaujas laukā. Un no lāzerieročiem pasargāties nebūs tik vienkārši, kā daži domā, vismaz ar sudrabu to noteikti nevarēs izdarīt.

Uzmanīgi aplūkojot lāzerieroču attīstību ārvalstīs, pamanīsit, ka lielākā daļa piedāvāto moderno lāzersistēmu tiek realizētas uz šķiedru un cietvielu lāzeru bāzes. Turklāt lielākoties šīs lāzersistēmas ir paredzētas taktisku problēmu risināšanai. To izejas jauda šobrīd svārstās no 10 kW līdz 100 kW, bet nākotnē to var palielināt līdz 300-500 kW. Krievijā praktiski nav informācijas par darbu pie taktiskās klases kaujas lāzeru izveides, par iemesliem, kāpēc tas notiek, mēs runāsim tālāk.

2018. gada 1. martā Krievijas prezidents Vladimirs Putins vēstījuma laikā Federālajai asamblejai kopā ar vairākām citām revolucionārām ieroču sistēmām paziņoja par Peresvet lāzera kaujas kompleksu (BLK), kura izmērs un paredzētais mērķis liecina tās izmantošana stratēģisku problēmu risināšanai.

Peresvet kompleksu ieskauj noslēpumainības plīvurs. Citu jaunāko ieroču veidu (kompleksi "Dagger", "Avangard", "Circon", "Poseidon") īpašības tika izteiktas vienā vai otrā pakāpē, kas daļēji ļauj spriest par to mērķi un efektivitāti. Tajā pašā laikā netika sniegta konkrēta informācija par lāzera kompleksu Peresvet: ne uzstādītā lāzera veids, ne enerģijas avots tam. Attiecīgi nav informācijas par kompleksa kapacitāti, kas savukārt neļauj izprast tā reālās iespējas un tam izvirzītos mērķus un uzdevumus.

Lāzera starojumu var iegūt desmitiem, varbūt pat simtiem veidu. Tātad, kāda lāzera starojuma iegūšanas metode ir ieviesta jaunākajā Krievijas BLK "Peresvet"? Lai atbildētu uz šo jautājumu, mēs apsvērsim dažādas Peresvet BLK versijas un novērtēsim to ieviešanas varbūtības pakāpi.

Tālāk sniegtā informācija ir autora pieņēmumi, kas balstīti uz informāciju no atklātajiem avotiem, kas ievietoti internetā.

BLK "Peresvet". Izpildes numurs 1. Šķiedru, cietvielu un šķidro lāzeri

Kā minēts iepriekš, galvenā lāzerieroču radīšanas tendence ir uz optiskās šķiedras bāzes balstītu kompleksu izstrāde. Kāpēc tas notiek? Tā kā ir viegli mērogot lāzera iekārtu jaudu, pamatojoties uz šķiedru lāzeriem. Izmantojot 5-10 kW moduļu paketi, iegūstiet starojumu pie izejas ar jaudu 50-100 kW.

Vai Peresvet BLK var ieviest, pamatojoties uz šīm tehnoloģijām? Ļoti iespējams, ka tā nav. Galvenais iemesls tam ir tas, ka perestroikas gados no Krievijas "aizbēga" vadošā šķiedru lāzeru izstrādātāja IRE-Polyus zinātniskā un tehniskā asociācija, uz kuras bāzes tika izveidota transnacionālā korporācija IPG Photonics Corporation, kas reģistrēta. ASV un tagad ir pasaules līderis šajā nozarē.lieljaudas šķiedru lāzeri. Starptautiskais bizness un IPG Photonics Corporation galvenā reģistrācijas vieta nozīmē stingru ASV tiesību aktu ievērošanu, kas, ņemot vērā pašreizējo politisko situāciju, nenozīmē kritisko tehnoloģiju nodošanu Krievijai, kas, protams, ietver tehnoloģijas augstas kvalitātes radīšanai. jaudas lāzeri.

Vai šķiedru lāzerus Krievijā var izstrādāt citas organizācijas? Varbūt, bet maz ticams, vai arī tie ir mazjaudas produkti. Šķiedru lāzeri ir ienesīgs komerciāls produkts, tāpēc jaudīgu sadzīves šķiedru lāzeru trūkums tirgū, visticamāk, liecina par to faktisko neesamību.

Līdzīga situācija ir ar cietvielu lāzeriem. Domājams, ka starp tiem ir grūtāk ieviest sērijveida risinājumu, tomēr tas ir iespējams, un ārvalstīs šis ir otrs izplatītākais risinājums aiz šķiedru lāzeriem. Informācija par Krievijā ražotiem lieljaudas rūpnieciskajiem cietvielu lāzeriem netika atrasta. Lāzerfizikas pētniecības institūtā RFNC-VNIIEF (ILFI) tiek veikts darbs pie cietvielu lāzeriem, tāpēc teorētiski cietvielu lāzeru var uzstādīt Peresvet BLK, taču praksē tas ir maz ticams, jo sākumā visticamāk parādīsies kompaktāki lāzerieroču paraugi vai eksperimentālas instalācijas.

Vēl mazāk informācijas ir par šķidrajiem lāzeriem, lai gan ir informācija, ka tiek izstrādāts šķidrais kaujas lāzers (vai tas tika izstrādāts, bet vai tas tika noraidīts?) ASV HELLADS programmas (High Energy Liquid Laser Area Defense System, "Defense) ietvaros. sistēma, kuras pamatā ir augstas enerģijas šķidrais lāzers"). Jādomā, ka šķidrajiem lāzeriem ir priekšrocība, ka tie spēj atdzist, bet zemāka efektivitāte (efektivitāte) salīdzinājumā ar cietvielu lāzeriem.

2017. gadā parādījās informācija par Polyus pētniecības institūta izsludināšanu konkursam par pētniecības darba (R&D) neatņemamu sastāvdaļu, kura mērķis ir izveidot mobilo lāzerkompleksu mazo bezpilota lidaparātu (UAV) apkarošanai dienas un krēslas apstākļi. Kompleksam vajadzētu sastāvēt no izsekošanas sistēmas un mērķa lidojuma trajektoriju izveides, nodrošinot mērķa apzīmējumu lāzera starojuma vadības sistēmai, kuras avots būs šķidrais lāzers. Interesanta ir prasība, kas norādīta darba paziņojumā par šķidrā lāzera izveidi, un tajā pašā laikā prasība par šķiedru jaudas lāzera klātbūtni kompleksā. Vai nu tas ir drukas kļūda, vai arī ir izstrādāts (izstrādāts) jauna veida šķiedru lāzers ar šķidru aktīvo vidi šķiedrā, kas apvieno šķidrā lāzera priekšrocības dzesēšanas ērtībā un šķiedru lāzera priekšrocības emitētāja apvienošanā. iepakojumiem.

Šķiedru, cietvielu un šķidro lāzeru galvenās priekšrocības ir to kompaktums, jaudas palielināšanas iespēja un viegla integrācija dažādās ieroču klasēs. Tas viss ir atšķirībā no BLK "Peresvet" lāzera, kas nepārprotami tika izstrādāts nevis kā universāls modulis, bet gan kā risinājums, kas izgatavots "ar vienu mērķi, saskaņā ar vienu koncepciju". Līdz ar to BLK "Peresvet" ieviešanas iespējamība Versijā Nr.1 uz šķiedru, cietvielu un šķidro lāzeru bāzes ir vērtējama kā zema.

BLK "Peresvet". Izpildes numurs 2. Gāzu dinamiskie un ķīmiskie lāzeri

Gāzu dinamiskos un ķīmiskos lāzerus var uzskatīt par novecojušu risinājumu. To galvenais trūkums ir nepieciešamība pēc liela skaita patērējamo komponentu, kas nepieciešami reakcijas uzturēšanai, kas nodrošina lāzera starojuma saņemšanu. Tomēr tieši ķīmiskie lāzeri tika visvairāk attīstīti XX gadsimta 70. - 80. gadu attīstībā.

Acīmredzot pirmo reizi PSRS un ASV tika iegūtas nepārtrauktas starojuma jaudas virs 1 megavata uz gāzes dinamiskiem lāzeriem, kuru darbības pamatā ir virsskaņas ātrumā kustīgu uzkarsētu gāzes masu adiabātiska dzesēšana.

PSRS kopš 20. gadsimta 70. gadu vidus uz lidmašīnu Il-76MD bāzes tika izstrādāts gaisa lāzeru komplekss A-60, kas, domājams, bija bruņots ar lāzeru RD0600 vai tā analogu. Sākotnēji komplekss bija paredzēts, lai apkarotu automātiski dreifējošus balonus. Kā ieroci bija paredzēts uzstādīt Khimavtomatika Design Bureau (KBKhA) izstrādātu nepārtrauktu gāzu dinamisku CO lāzeru megavatu klasē. Pārbaužu ietvaros tika izveidota GDT stenda paraugu saime ar starojuma jaudu no 10 līdz 600 kW. GDT trūkumi ir garais starojuma viļņa garums 10,6 μm, kas nodrošina augstu lāzera stara difrakcijas novirzi.

Vēl lielākas starojuma jaudas tika iegūtas ar ķīmiskajiem lāzeriem, kuru pamatā ir deitērija fluorīds, un ar skābekļa-joda (joda) lāzeriem (COIL). Jo īpaši ASV Stratēģiskās aizsardzības iniciatīvas (SDI) programmas ietvaros tika izveidots uz deitērija fluorīda bāzes izgatavots ķīmiskais lāzers ar vairāku megavatu jaudu; ASV Nacionālās pretballistisko raķešu aizsardzības (NMD) ietvaros.) programma, Boeing ABL (AirBorne Laser) aviācijas komplekss ar skābekļa-joda lāzeru ar jaudu aptuveni 1 megavats.

VNIIEF ir izveidojis un testējis pasaulē jaudīgāko impulsu ķīmisko lāzeru fluora reakcijai ar ūdeņradi (deitēriju), izstrādājis atkārtoti impulsu lāzeru ar starojuma enerģiju vairāku kJ uz impulsu, impulsa atkārtošanās ātrumu 1–4 Hz un starojuma novirze tuvu difrakcijas robežai un aptuveni 70% efektivitāte (augstākā sasniegtā lāzeriem).

Laika posmā no 1985. līdz 2005. gadam. tika izstrādāti lāzeri uz fluora neķēdes reakciju ar ūdeņradi (deitēriju), kur kā fluoru saturošu vielu izmantoja sēra heksafluorīdu SF6, kas disociējas elektriskā izlādē (fotodisociācijas lāzers?). Lai nodrošinātu ilgstošu un drošu lāzera darbību atkārtota impulsa režīmā, ir izveidotas instalācijas ar slēgtu darba maisījuma maiņas ciklu. Parādīta iespēja iegūt radiācijas novirzi tuvu difrakcijas robežai, impulsa atkārtošanās ātrumu līdz 1200 Hz un vidējo starojuma jaudu vairākus simtus vatu.

Gāzu dinamiskajiem un ķīmiskajiem lāzeriem ir būtisks trūkums, lielākajā daļā risinājumu nepieciešams nodrošināt "munīcijas" krājumu papildināšanu, kas bieži sastāv no dārgām un toksiskām sastāvdaļām. Nepieciešams arī attīrīt lāzera darbības rezultātā radušās izplūdes gāzes. Kopumā gāzu dinamiskos un ķīmiskos lāzerus ir grūti nosaukt par efektīvu risinājumu, tāpēc lielākā daļa valstu ir pārgājušas uz šķiedru, cietvielu un šķidro lāzeru izstrādi.

Ja mēs runājam par lāzeru, kura pamatā ir fluora neķēdes reakcija ar deitēriju, disociējoties elektriskā izlāde, ar slēgtu darba maisījuma maiņas ciklu, tad 2005. gadā tika iegūtas aptuveni 100 kW jaudas, maz ticams, ka laikā. šoreiz tos varēja novest līdz megavatu līmenim.

Attiecībā uz BLK "Peresvet" jautājums par gāzes dinamiskā un ķīmiskā lāzera uzstādīšanu uz tā ir diezgan strīdīgs. No vienas puses, Krievijā šiem lāzeriem ir būtiska attīstība. Internetā parādījās informācija par aviācijas kompleksa A 60 - A 60M uzlabotas versijas izstrādi ar 1 MW lāzeru. Runā arī par kompleksa "Peresvet" izvietošanu uz gaisa kuģa pārvadātāja ", kas var būt tās pašas medaļas otrā puse. Tas ir, sākotnēji viņi varēja izveidot jaudīgāku zemes kompleksu, pamatojoties uz gāzes dinamisko vai ķīmisko lāzeru, un tagad, sekojot sliežu ceļam, uzstādīt to uz gaisa kuģa pārvadātāja.

"Peresvet" izveidi veica Sarovas kodolcentra speciālisti Krievijas Federālajā kodolcentrā - Viskrievijas Eksperimentālās fizikas pētniecības institūtā (RFNC-VNIIEF), jau minētajā Lāzerfizikas pētniecības institūtā, kas., cita starpā, izstrādā gāzes dinamiskos un skābekļa joda lāzerus …

No otras puses, lai ko teiktu, gāzes dinamiskie un ķīmiskie lāzeri ir novecojuši tehniskie risinājumi. Turklāt aktīvi cirkulē informācija par kodolenerģijas avota klātbūtni Peresvet BLK lāzera darbināšanai, un Sarovā viņi vairāk nodarbojas ar jaunāko izrāvienu tehnoloģiju izveidi, kas bieži ir saistītas ar kodolenerģiju.

Pamatojoties uz iepriekš minēto, var pieņemt, ka Peresvet BLK ieviešanas iespējamība 2. izpildījumā, pamatojoties uz gāzu dinamiskajiem un ķīmiskajiem lāzeriem, var tikt novērtēta kā mērena

Lāzeri ar kodolenerģiju

60. gadu beigās PSRS sākās darbs pie lieljaudas kodollāzeru radīšanas. Sākumā speciālisti no VNIIEF, I. A. E. Kurčatovs un Maskavas Valsts universitātes Kodolfizikas pētniecības institūts. Tad viņiem pievienojās zinātnieki no MEPhI, VNIITF, IPPE un citiem centriem. 1972. gadā VNIIEF ierosināja hēlija un ksenona maisījumu ar urāna skaldīšanas fragmentiem, izmantojot VIR 2 impulsa reaktoru.

1974.-1976.gadā. tiek veikti eksperimenti reaktorā TIBR-1M, kurā lāzera starojuma jauda bija aptuveni 1–2 kW. 1975. gadā uz VIR-2 impulsu reaktora bāzes tika izstrādāta divkanālu lāzerinstalācija LUNA-2, kas darbojās vēl 2005. gadā un, iespējams, darbojas joprojām. 1985. gadā LUNA-2M objektā pirmo reizi pasaulē tika sūknēts neona lāzers.

80. gadu sākumā VNIIEF zinātnieki, lai izveidotu kodollāzera elementu, kas darbojas nepārtrauktā režīmā, izstrādāja un izgatavoja 4 kanālu lāzera moduli LM-4. Sistēmu ierosina neitronu plūsma no BIGR reaktora. Radīšanas ilgumu nosaka reaktora apstarošanas impulsa ilgums. Pirmo reizi pasaulē praksē tika demonstrēta cw lazēšana kodolsūknējamos lāzeros un tika demonstrēta šķērsvirziena gāzes cirkulācijas metodes efektivitāte. Lāzera starojuma jauda bija aptuveni 100 W.

2001. gadā vienība LM-4 tika modernizēta un saņēma apzīmējumu LM-4M / BIGR. Daudzelementu kodollāzera iekārtas darbība nepārtrauktā režīmā tika demonstrēta pēc 7 gadus ilgas objekta konservācijas, nenomainot optiskos un degvielas elementus. LM-4 iekārtu var uzskatīt par lāzerreaktora (RL) prototipu, kam piemīt visas tā īpašības, izņemot pašpietiekamas kodolķēdes reakcijas iespēju.

2007. gadā moduļa LM-4 vietā ekspluatācijā tika nodots astoņu kanālu lāzera modulis LM-8, kurā tika nodrošināta četru un divu lāzera kanālu secīga pievienošana.

Lāzerreaktors ir autonoma iekārta, kas apvieno lāzersistēmas un kodolreaktora funkcijas. Lāzera reaktora aktīvā zona ir noteikta skaita lāzera šūnu kopums, kas noteiktā veidā novietots neitronu moderatora matricā. Lāzera šūnu skaits var svārstīties no simtiem līdz vairākiem tūkstošiem. Kopējais urāna daudzums svārstās no 5-7 kg līdz 40-70 kg, lineārie izmēri 2-5 m.

VNIIEF tika veiktas provizoriskas aplēses par galvenajiem enerģijas, kodolfizikālajiem, tehniskajiem un darbības parametriem dažādu versiju lāzerreaktoriem ar lāzera jaudu no 100 kW un vairāk, kas darbojas no sekundes daļām līdz nepārtrauktam režīmam. Lāzerreaktorus ar siltuma akumulāciju reaktora aktīvā izskatījām palaišanā, kuru ilgumu ierobežo pieļaujamā aktīvās zonas sildīšana (siltuma kapacitātes radars) un nepārtrauktu radaru ar siltumenerģijas noņemšanu ārpus aktīvās zonas.

Jādomā, ka lāzera reaktorā ar lāzera jaudu 1 MW vajadzētu saturēt aptuveni 3000 lāzerelementus.

Krievijā intensīvs darbs pie kodolsūknēšanas lāzeriem tika veikts ne tikai VNIIEF, bet arī federālajā valsts vienotajā uzņēmumā “Krievijas Federācijas Valsts zinātniskais centrs - Fizikas un enerģētikas institūts, kas nosaukts A. I. Leipunskis”, ko apliecina patents RU 2502140 par “reaktora-lāzera iekārtas ar tiešu sūknēšanu ar skaldīšanas fragmentu palīdzību” izveidi.

Krievijas Federācijas Valsts pētniecības centra IPPE speciālisti ir izstrādājuši impulsa reaktora-lāzera sistēmas enerģijas modeli - ar kodolu sūknējamu optisko kvantu pastiprinātāju (OKUYAN).

Atgādinot Krievijas aizsardzības ministra vietnieka Jurija Borisova teikto pagājušā gada intervijā laikrakstam Krasnaja Zvezda (“Klientā nonākušas lāzersistēmas, kas ļauj atbruņot potenciālo ienaidnieku un trāpīt visiem tiem objektiem, kas kalpo par mērķi šīs sistēmas lāzera staru. Mūsu kodolzinātnieki ir iemācījušies koncentrēt enerģiju, kas nepieciešama, lai sakautu ienaidniekam atbilstošos ieročus praktiski mirkļos, sekundes daļās ), varam teikt, ka Peresvet BLK ir aprīkots ar ne mazu -izmēra kodolreaktors, kas baro lāzeru ar elektrību, bet ar lāzerreaktoru, kurā skaldīšanas enerģija tiek tieši pārvērsta lāzera starojumā.

Šaubas rada tikai iepriekš minētais priekšlikums par Peresvet BLK novietošanu lidmašīnā. Neatkarīgi no tā, kā nodrošināt pārvadātāja gaisa kuģa uzticamību, vienmēr pastāv negadījuma un lidmašīnas avārijas risks ar sekojošu radioaktīvo materiālu izkliedi. Tomēr, iespējams, ir veidi, kā novērst radioaktīvo materiālu izplatīšanos, nesējam nokrītot. Jā, un mums jau ir lidojošs reaktors spārnotajā raķetē, petrel.

Pamatojoties uz iepriekš minēto, var pieņemt, ka Peresvet BLK ieviešanas iespējamību 3. versijā, kuras pamatā ir kodolsūknēts lāzers, var novērtēt kā augstu

Nav zināms, vai uzstādītais lāzers ir impulsa vai nepārtraukts. Otrajā gadījumā apšaubāms ir lāzera nepārtrauktas darbības laiks un pārtraukumi, kas jāveic starp darbības režīmiem. Cerams, ka Peresvet BLK ir nepārtraukts lāzerreaktors, kura darbības laiku ierobežo tikai aukstumaģenta padeve vai neierobežo, ja dzesēšana tiek nodrošināta kā citādi.

Šajā gadījumā Peresvet BLK izejas optisko jaudu var novērtēt diapazonā no 1-3 MW ar perspektīvu palielināt līdz 5-10 MW. Pat ar šādu lāzeru diez vai ir iespējams trāpīt kodollādiņam, bet lidaparātam, tai skaitā bezpilota lidaparātam vai spārnotajai raķetei, tas ir diezgan. Ir iespējams arī nodrošināt gandrīz jebkura neaizsargāta kosmosa kuģa sakāvi zemās orbītās un, iespējams, bojāt kosmosa kuģu jutīgos elementus augstākās orbītās.

Tādējādi pirmais Peresvet BLK mērķis var būt ASV raķešu uzbrukuma brīdinājuma satelītu jutīgie optiskie elementi, kas var darboties kā pretraķešu aizsardzības elements ASV negaidīta atbruņošanās trieciena gadījumā.

secinājumus

Kā mēs teicām raksta sākumā, ir diezgan daudz veidu, kā iegūt lāzera starojumu. Papildus iepriekš apskatītajiem, ir arī citi lāzeru veidi, kurus var efektīvi izmantot militārās lietās, piemēram, brīvo elektronu lāzers, kurā ir iespējams mainīt viļņa garumu plašā diapazonā līdz pat mīkstam rentgena starojumam. un kam vienkārši nepieciešams daudz elektriskās enerģijas.ko izsniedz maza izmēra kodolreaktors. Šāds lāzers tiek aktīvi izstrādāts ASV flotes interesēs. Tomēr brīvo elektronu lāzera izmantošana Peresvet BLK ir maz ticama, jo pašlaik praktiski nav informācijas par šāda veida lāzeru izstrādi Krievijā, izņemot dalību Krievijā Eiropas rentgena brīvā programmā. elektronu lāzers.

Ir jāsaprot, ka šī vai cita risinājuma izmantošanas iespējamības novērtējums Peresvet BLK tiek sniegts diezgan nosacīti: tikai no atklātiem avotiem iegūtas netiešas informācijas klātbūtne neļauj formulēt secinājumus ar augstu ticamības pakāpi.