Sejak awal mereka, laser telah dilihat sebagai senjata yang berpotensi untuk merevolusikan pertempuran. Sejak pertengahan abad ke-20, laser telah menjadi bagian integral dari filem fiksyen ilmiah, senjata tentera super dan kapal antarbintang.
Namun, seperti yang sering terjadi dalam praktiknya, pengembangan laser berkekuatan tinggi menghadapi kesulitan teknikal yang besar, yang menyebabkan fakta bahawa sampai sekarang ceruk utama laser ketenteraan telah menjadi penggunaannya dalam sistem pengenalpastian, penentuan sasaran dan sasaran. Walaupun begitu, kerja-kerja penciptaan laser tempur di negara-negara terkemuka di dunia praktis tidak berhenti, program untuk mencipta generasi baru senjata laser menggantikan satu sama lain.
Sebelumnya, kami meneliti beberapa tahap dalam pengembangan laser dan pembuatan senjata laser, serta tahap pengembangan dan situasi semasa dalam pembuatan senjata laser untuk angkatan udara, senjata laser untuk kekuatan darat dan pertahanan udara, senjata laser untuk tentera laut. Pada masa ini, intensiti program untuk pembuatan senjata laser di negara yang berlainan sangat tinggi sehingga tidak ada keraguan lagi bahawa mereka akan segera muncul di medan perang. Dan tidak semudah itu untuk melindungi diri anda dari senjata laser seperti yang difikirkan oleh beberapa orang, sekurang-kurangnya tidak mungkin dilakukan dengan perak.
Sekiranya anda melihat perkembangan senjata laser di negara-negara asing dengan teliti, anda akan melihat bahawa kebanyakan sistem laser moden yang dicadangkan dilaksanakan berdasarkan laser serat dan keadaan pepejal. Lebih-lebih lagi, sebahagian besarnya, sistem laser ini dirancang untuk menyelesaikan masalah taktikal. Kuasa keluaran mereka pada masa ini berkisar antara 10 kW hingga 100 kW, tetapi di masa depan dapat ditingkatkan menjadi 300-500 kW. Di Rusia, praktikalnya tidak ada maklumat mengenai kerja-kerja pembuatan laser tempur kelas taktikal, kami akan membincangkan sebab mengapa ini berlaku di bawah.
Pada 1 Mac 2018, Presiden Rusia Vladimir Putin, dalam perutusannya ke Majlis Persekutuan, bersama dengan sejumlah sistem senjata terobosan lain, mengumumkan kompleks pertempuran laser Peresvet (BLK), ukuran dan tujuan yang dimaksudkan penggunaannya untuk menyelesaikan tugas-tugas strategik.
Kompleks Peresvet dikelilingi oleh kerahsiaan. Ciri-ciri jenis senjata terbaru yang lain (kompleks Dagger, Avangard, Zircon, Poseidon) disuarakan satu tahap atau yang lain, yang sebagian memungkinkan untuk menilai tujuan dan keberkesanannya. Pada masa yang sama, tidak ada maklumat khusus mengenai kompleks laser Peresvet: baik jenis laser yang dipasang, dan juga sumber tenaga untuknya. Oleh itu, tidak ada informasi mengenai kapasitas kompleks, yang pada gilirannya tidak memungkinkan kita memahami kemampuan sebenar dan tujuan dan objektif yang ditetapkan untuknya.
Sinaran laser dapat diperoleh dalam puluhan, bahkan mungkin beratus-ratus cara. Oleh itu, kaedah apa untuk mendapatkan sinaran laser yang dilaksanakan dalam "Peresvet" BLK Rusia terbaru? Untuk menjawab soalan itu, kami akan mempertimbangkan pelbagai versi Peresvet BLK dan menganggarkan tahap kebarangkalian pelaksanaannya.
Maklumat di bawah adalah andaian pengarang berdasarkan maklumat dari sumber terbuka yang disiarkan di Internet
BLK "Peresvet". Nombor pelaksanaan 1. Serat, keadaan pepejal dan laser cecair
Seperti yang disebutkan di atas, trend utama dalam pembuatan senjata laser adalah pengembangan kompleks berdasarkan fiber optik. Kenapa ini terjadi? Kerana mudah untuk mengukur kekuatan pemasangan laser berdasarkan laser fiber. Dengan menggunakan pakej modul 5-10 kW, dapatkan radiasi 50-100 kW pada output.
Bolehkah Peresvet BLK dilaksanakan berdasarkan teknologi ini? Kemungkinan besar ia tidak berlaku. Sebab utama untuk ini adalah bahawa selama bertahun-tahun perestroika, pemaju laser serat terkemuka, Persatuan Ilmiah dan Teknikal IRE-Polyus, "melarikan diri" dari Rusia, atas dasar mana syarikat transnasional IPG Photonics Corporation dibentuk, didaftarkan di Amerika Syarikat dan kini menjadi peneraju dunia dalam industri. laser laser berkuasa tinggi. Perniagaan antarabangsa dan tempat utama pendaftaran IPG Photonics Corporation menunjukkan kepatuhannya yang ketat terhadap undang-undang AS, yang, memandangkan keadaan politik semasa, tidak menyiratkan pemindahan teknologi kritikal ke Rusia, yang, tentu saja, termasuk teknologi untuk mewujudkan laser kuasa.
Bolehkah laser fiber dikembangkan di Rusia oleh organisasi lain? Mungkin, tetapi tidak mungkin, atau sementara ini adalah produk dengan kuasa rendah. Laser gentian adalah produk komersial yang menguntungkan; oleh itu, ketiadaan laser gentian domestik berkuasa tinggi di pasaran kemungkinan besar menunjukkan ketiadaan sebenarnya.
Keadaannya serupa dengan laser keadaan pepejal. Mungkin, dari ini, lebih sukar untuk melaksanakan penyelesaian kumpulan; namun demikian, adalah mungkin, dan di negara asing ini adalah penyelesaian kedua paling meluas setelah laser serat. Maklumat mengenai laser keadaan pepejal industri berkuasa tinggi yang dibuat di Rusia tidak dapat dijumpai. Kerja pada laser keadaan pepejal sedang dilakukan di Institut Penyelidikan Fizik Laser RFNC-VNIIEF (ILFI), jadi secara teori laser keadaan pepejal dapat dipasang di Peresvet BLK, tetapi dalam praktiknya hal ini tidak mungkin, sejak awal sampel senjata laser yang lebih padat kemungkinan besar akan muncul atau pemasangan eksperimen.
Terdapat lebih sedikit maklumat mengenai laser cair, walaupun ada maklumat bahawa laser perang cair sedang dikembangkan (adakah ia dikembangkan, tetapi adakah ia ditolak?) Di AS sebagai sebahagian daripada program HELLADS (Sistem Pertahanan Kawasan Laser Cecair Tenaga Tinggi, "Sistem pertahanan berdasarkan laser cecair bertenaga tinggi"). Kadang-kadang laser cair mempunyai kelebihan untuk menyejukkan, tetapi kecekapan (kecekapan) lebih rendah berbanding laser keadaan pepejal.
Pada tahun 2017, maklumat muncul mengenai penempatan tender Polyus Research Institute untuk bahagian penting dari penyelidikan (R&D), yang bertujuan untuk mewujudkan kompleks laser mudah alih untuk memerangi kenderaan udara tanpa pemandu (UAV) bersaiz kecil di keadaan siang dan senja. Kompleks ini harus terdiri dari sistem pelacakan dan pembinaan jalur penerbangan sasaran, menyediakan penunjukan sasaran untuk sistem panduan radiasi laser, sumbernya akan menjadi laser cair. Yang menarik adalah syarat yang dinyatakan dalam pernyataan kerja penciptaan laser cair, dan pada masa yang sama syarat untuk kehadiran laser serat kuasa di kompleks. Baik itu salah cetak, atau jenis laser serat baru dengan medium aktif cair dalam serat telah dikembangkan (dikembangkan), yang menggabungkan kelebihan laser cair dari segi kemudahan penyejukan dan laser serat dalam menggabungkan pemancar pakej.
Kelebihan utama laser serat, keadaan pepejal dan cecair adalah kekompakan mereka, kemungkinan peningkatan kekuatan dalam kumpulan dan kemudahan penyatuan ke dalam pelbagai kelas senjata. Semua ini tidak seperti laser "Peresvet" BLK, yang jelas dikembangkan bukan sebagai modul universal, tetapi sebagai penyelesaian yang dibuat "dengan satu tujuan, menurut satu konsep."Oleh itu, kebarangkalian pelaksanaan BLK "Peresvet" dalam Versi No. 1 berdasarkan laser serat, keadaan pepejal dan cecair dapat dinilai rendah
BLK "Peresvet". Nombor pelaksanaan 2. Laser gas-dinamik dan kimia
Laser dinamik dan kimia boleh dianggap sebagai penyelesaian ketinggalan zaman. Kelemahan utama mereka adalah keperluan sebilangan besar komponen habis yang diperlukan untuk mengekalkan reaksi, yang memastikan penerimaan sinaran laser. Walaupun begitu, laser kimia adalah yang paling banyak dikembangkan dalam perkembangan abad ke-70 - 80an abad XX.
Nampaknya, untuk pertama kalinya, daya sinaran berterusan lebih dari 1 megawatt diperoleh di USSR dan AS pada laser dinamik gas, yang operasinya didasarkan pada penyejukan adiabatik dari jisim gas yang dipanaskan yang bergerak pada kelajuan supersonik.
Di USSR, sejak pertengahan 70-an abad XX, kompleks laser udara A-60 dikembangkan berdasarkan pesawat Il-76MD, yang mungkin dipersenjatai dengan laser RD0600 atau analognya. Pada mulanya, kompleks ini bertujuan untuk memerangi belon hanyut automatik. Sebagai senjata, CO-laser gas dinamik berterusan kelas megawatt yang dikembangkan oleh Khimavtomatika Design Bureau (KBKhA) akan dipasang. Sebagai sebahagian daripada ujian, sekelompok sampel bangku GDT dibuat dengan daya radiasi dari 10 hingga 600 kW. Kelemahan GDT adalah panjang gelombang radiasi 10.6 μm, yang memberikan perbezaan difraksi sinar laser yang tinggi.
Bahkan kekuatan radiasi yang lebih tinggi diperoleh dengan laser kimia berdasarkan deuterium fluorida dan dengan laser oksigen-iodin (iodin) (COIL). Khususnya, dalam rangka program Inisiatif Pertahanan Strategik (SDI) di Amerika Syarikat, laser kimia berdasarkan deuterium fluorida dengan kekuatan beberapa megawatt telah dibuat; dalam kerangka Pertahanan Peluru berpandu Anti-Balistik Nasional AS (NMD)) program, kompleks penerbangan Boeing ABL (AirBorne Laser) dengan laser oksigen-yodium dengan kekuatan 1 megawatt.
VNIIEF telah mencipta dan menguji laser kimia berdenyut paling kuat di dunia mengenai reaksi fluor dengan hidrogen (deuterium), mengembangkan laser berdenyut berulang dengan tenaga radiasi beberapa kJ per nadi, kadar pengulangan nadi 1–4 Hz, dan perbezaan radiasi hampir dengan had difraksi dan kecekapan sekitar 70% (yang paling tinggi dicapai untuk laser).
Dalam tempoh 1985 hingga 2005. laser dikembangkan pada tindak balas bukan rantai fluor dengan hidrogen (deuterium), di mana sulfur hexafluoride SF6 digunakan sebagai bahan yang mengandungi fluorin, berpisah dalam pelepasan elektrik (laser fotodisosiasi?). Untuk memastikan operasi laser jangka panjang dan selamat dalam mod berdenyut berulang, pemasangan dengan kitaran tertutup untuk mengubah campuran kerja telah dibuat. Kemungkinan memperoleh perbezaan radiasi dekat dengan had difraksi, kadar pengulangan nadi hingga 1200 Hz dan daya radiasi rata-rata beberapa ratus watt ditunjukkan.
Laser gas-dinamik dan kimia mempunyai kelemahan yang ketara, dalam kebanyakan penyelesaian, adalah perlu untuk memastikan pengisian semula stok "peluru", yang sering terdiri daripada komponen yang mahal dan beracun. Ia juga perlu membersihkan gas keluaran yang dihasilkan dari operasi laser. Secara umum, sukar untuk menyebut laser gas-dinamik dan kimia sebagai penyelesaian yang berkesan, sebab itulah kebanyakan negara beralih ke pengembangan laser serat, keadaan pepejal dan laser cair.
Sekiranya kita bercakap mengenai laser berdasarkan tindak balas fluorin tanpa rantai dengan deuterium, berpisah dalam pelepasan elektrik, dengan kitaran tertutup untuk mengubah campuran kerja, maka pada tahun 2005 kuasa urutan 100 kW diperoleh, tidak mungkin bahawa selama ini mereka boleh dibawa ke tahap megawatt.
Berkenaan dengan Peresvet BLK, masalah pemasangan laser gas-dinamik dan kimia padanya cukup kontroversial. Di satu pihak, terdapat perkembangan ketara di Rusia mengenai laser ini. Maklumat muncul di Internet mengenai pengembangan versi yang lebih baik dari kompleks penerbangan A 60 - A 60M dengan laser 1 MW. Ia juga dikatakan mengenai penempatan kompleks "Peresvet" di kapal induk ", yang mungkin merupakan bahagian kedua dari pingat yang sama. Maksudnya, pada awalnya mereka dapat membuat kompleks tanah yang lebih kuat berdasarkan laser gas-dinamis atau kimia, dan sekarang, mengikuti jalan yang dipukul, memasangnya di kapal induk.
Penciptaan "Peresvet" dilakukan oleh pakar pusat nuklear di Sarov, di Pusat Nuklear Persekutuan Rusia - Institut Penyelidikan Fizik Eksperimen All-Russian (RFNC-VNIIEF), di Institut Penyelidikan Fizik Laser yang telah disebutkan, yang, antara lain, mengembangkan laser gas-dinamik dan oksigen-yodium …
Sebaliknya, apa sahaja yang boleh dikatakan, laser gas-dinamik dan kimia adalah penyelesaian teknikal yang ketinggalan zaman. Di samping itu, maklumat secara aktif beredar mengenai kehadiran sumber tenaga nuklear di Peresvet BLK untuk mengaktifkan laser, dan di Sarov mereka lebih terlibat dalam penciptaan teknologi terobosan terbaru, yang sering dikaitkan dengan tenaga nuklear.
Berdasarkan yang disebutkan di atas, dapat diasumsikan bahwa kebarangkalian pelaksanaan Peresvet BLK dalam Pelaksanaan No. 2 berdasarkan laser gas-dinamis dan kimia dapat diperkirakan sebagai sederhana
Laser yang dipam nuklear
Pada akhir 1960-an, kerja dimulakan di USSR untuk mencipta laser yang dipam nuklear berkuasa tinggi. Pada mulanya, pakar dari VNIIEF, I. A. E. Kurchatov dan Institut Penyelidikan Fizik Nuklear, Universiti Negeri Moscow. Kemudian mereka disertai oleh saintis dari MEPhI, VNIITF, IPPE dan pusat-pusat lain. Pada tahun 1972, VNIIEF menggegarkan campuran helium dan xenon dengan serpihan pembelahan uranium menggunakan reaktor berdenyut VIR 2.
Pada tahun 1974-1976. eksperimen sedang dijalankan di reaktor TIBR-1M, di mana daya radiasi laser sekitar 1-2 kW. Pada tahun 1975, berdasarkan reaktor berdenyut VIR-2, pemasangan laser dua saluran LUNA-2 dikembangkan, yang masih beroperasi pada tahun 2005, dan ada kemungkinan ia masih berfungsi. Pada tahun 1985, laser neon dipam untuk pertama kalinya di dunia di kemudahan LUNA-2M.
Pada awal 1980-an, saintis VNIIEF, untuk membuat elemen laser nuklear yang beroperasi dalam mod berterusan, mengembangkan dan mengeluarkan modul laser 4-saluran LM-4. Sistem ini digerakkan oleh fluks neutron dari reaktor BIGR. Tempoh penjanaan ditentukan oleh jangka masa denyutan penyinaran reaktor. Untuk pertama kalinya di dunia, laser casing pada laser yang dipam nuklear ditunjukkan dalam praktik dan kecekapan kaedah peredaran gas melintang ditunjukkan. Kuasa radiasi laser adalah sekitar 100 W.
Pada tahun 2001, unit LM-4 ditingkatkan dan mendapat sebutan LM-4M / BIGR. Pengoperasian peranti laser nuklear pelbagai elemen dalam mod berterusan ditunjukkan setelah 7 tahun pemeliharaan kemudahan tersebut tanpa menggantikan elemen optik dan bahan bakar. Pemasangan LM-4 dapat dianggap sebagai prototaip reaktor-laser (RL), memiliki semua sifatnya, kecuali kemungkinan adanya reaksi rantai nuklear yang dapat bertahan sendiri.
Pada tahun 2007, bukannya modul LM-4, modul laser lapan saluran LM-8 mula beroperasi, di mana penambahan berurutan empat dan dua saluran laser disediakan.
Reaktor laser adalah peranti autonomi yang menggabungkan fungsi sistem laser dan reaktor nuklear. Zon aktif reaktor laser adalah sekumpulan sejumlah sel laser yang diletakkan dengan cara tertentu dalam matriks moderator neutron. Bilangan sel laser boleh berkisar antara ratusan hingga beberapa ribu. Jumlah uranium berkisar antara 5-7 kg hingga 40-70 kg, dimensi linear 2-5 m.
Pada VNIIEF, anggaran awal dibuat mengenai parameter tenaga utama, nuklear-fizikal, teknikal dan operasi pelbagai versi reaktor laser dengan kuasa laser dari 100 kW ke atas, beroperasi dari pecahan sesaat hingga mod berterusan. Kami menganggap reaktor laser dengan pengumpulan haba di teras reaktor dalam pelancaran, yang durasinya dibatasi oleh pemanasan teras yang dibenarkan (radar kapasiti haba) dan radar berterusan dengan penyingkiran tenaga haba di luar teras.
Agaknya, reaktor laser dengan daya laser yang berukuran 1 MW harus mengandungi kira-kira 3000 sel laser.
Di Rusia, pekerjaan intensif pada laser yang dipompa nuklear dilakukan tidak hanya di VNIIEF, tetapi juga di Pusat Kesatuan Negeri Persekutuan “Pusat Ilmiah Negeri Persekutuan Rusia - Institut Fizik dan Kejuruteraan Tenaga yang diberi nama A. I. Leipunsky ", seperti yang dibuktikan oleh paten RU 2502140 untuk penciptaan" Pemasangan reaktor-laser dengan pengepaman langsung oleh serpihan pembelahan ".
Pakar Pusat Penyelidikan Negeri IPPE Persekutuan Rusia telah membangunkan model tenaga sistem laser reaktor berdenyut - penguat kuantum optik yang dipam nuklear (OKUYAN).
Mengingat kenyataan Timbalan Menteri Pertahanan Rusia, Yuri Borisov dalam wawancara tahun lalu dengan akhbar Krasnaya Zvezda, kita boleh mengatakan bahawa Peresvet BLK tidak dilengkapi dengan reaktor nuklear bersaiz kecil yang membekalkan laser dengan elektrik, tetapi dengan laser reaktor, di mana tenaga pembelahan secara langsung diubah menjadi radiasi laser.
Keraguan hanya ditimbulkan oleh cadangan yang disebutkan di atas untuk meletakkan Peresvet BLK di pesawat. Tidak kira bagaimana anda memastikan kebolehpercayaan pesawat pengangkut, selalu ada risiko kemalangan dan kemalangan pesawat dengan penyebaran bahan radioaktif berikutnya. Walau bagaimanapun, ada kemungkinan ada cara untuk mencegah penyebaran bahan radioaktif ketika pembawa jatuh. Ya, dan kita sudah mempunyai reaktor terbang dalam peluru berpandu jelajah, petrel.
Berdasarkan yang disebutkan di atas, dapat diasumsikan bahawa kebarangkalian pelaksanaan Peresvet BLK dalam versi 3 berdasarkan laser yang dipam nuklear dapat diperkirakan tinggi
Tidak diketahui sama ada laser yang dipasang berdenyut atau berterusan. Dalam kes kedua, masa operasi berterusan laser dan rehat yang mesti dilakukan antara mod operasi dipersoalkan. Mudah-mudahan, Peresvet BLK mempunyai reaktor laser berterusan, masa operasi hanya dibatasi oleh bekalan bahan pendingin, atau tidak terhad sekiranya penyejukan disediakan dengan cara lain.
Dalam kes ini, daya optik output Peresvet BLK dapat diperkirakan dalam julat 1-3 MW dengan prospek meningkat menjadi 5-10 MW. Tidak mungkin memukul hulu ledak nuklear walaupun dengan laser seperti itu, tetapi pesawat terbang, termasuk kenderaan udara tanpa pemandu, atau peluru berpandu jelajah cukup. Hal ini juga memungkinkan untuk memastikan kekalahan hampir semua kapal angkasa yang tidak dilindungi di orbit rendah, dan mungkin merosakkan elemen sensitif kapal angkasa di orbit yang lebih tinggi.
Oleh itu, sasaran pertama untuk Peresvet BLK mungkin adalah elemen optik sensitif dari satelit amaran serangan peluru berpandu AS, yang dapat bertindak sebagai elemen pertahanan peluru berpandu sekiranya berlaku serangan senjata api yang mengejutkan AS.
kesimpulan
Seperti yang kami katakan di awal artikel, ada sebilangan besar cara untuk mendapatkan radiasi laser. Sebagai tambahan kepada yang dibincangkan di atas, ada jenis laser lain yang dapat digunakan dengan berkesan dalam urusan ketenteraan, misalnya, laser elektron bebas, di mana mungkin untuk mengubah panjang gelombang pada jarak yang luas hingga sinar-X lembut sinaran dan yang hanya memerlukan banyak tenaga elektrik yang dihasilkan oleh reaktor nuklear bersaiz kecil. Laser seperti itu sedang dikembangkan secara aktif demi kepentingan Tentera Laut AS. Walau bagaimanapun, penggunaan laser elektron bebas di Peresvet BLK tidak mungkin, kerana pada masa ini praktikalnya tidak ada maklumat mengenai perkembangan laser jenis ini di Rusia, selain dari penyertaan di Rusia dalam program sinar-X Eropah. laser elektron percuma.
Perlu difahami bahawa penilaian kebarangkalian penggunaan ini atau penyelesaian dalam Peresvet BLK diberikan agak bersyarat: kehadiran hanya maklumat tidak langsung yang diperoleh dari sumber terbuka tidak memungkinkan merumuskan kesimpulan dengan tahap kebolehpercayaan yang tinggi.
