Lazerlar paydo bo'lganidan beri jangovar inqilob qilish imkoniyatiga ega bo'lgan qurol sifatida ko'rila boshlandi. 20 -asrning o'rtalaridan boshlab lazer ilmiy fantastika filmlarining, super askarlarning qurollari va yulduzlararo kemalarning ajralmas qismiga aylandi.
Ammo, amalda tez-tez bo'lgani kabi, yuqori quvvatli lazerlarning rivojlanishi katta texnik qiyinchiliklarga duch keldi, bu esa shu paytgacha harbiy lazerlarning asosiy joyi ularni razvedka, nishon va nishonlarni belgilash tizimlarida ishlatilishiga olib keldi. Shunga qaramay, dunyoning etakchi mamlakatlarida jangovar lazerlarni yaratish bo'yicha ishlar deyarli to'xtamadi, yangi avlod lazer qurollarini yaratish dasturlari bir -birini almashtirdi.
Avvalroq, biz lazerlarni yaratish va lazer qurollarini yaratishning ba'zi bosqichlarini, shuningdek havo kuchlari uchun lazerli qurollarni, quruqlikdagi qo'shinlar uchun lazerli qurollarni va havo mudofaasini yaratishning rivojlanish bosqichlarini va hozirgi holatini ko'rib chiqdik., dengiz floti uchun lazer qurollari. Hozirgi vaqtda turli mamlakatlarda lazer qurollarini yaratish dasturlarining intensivligi shunchalik balandki, ular yaqin orada jang maydonida paydo bo'lishiga shubha yo'q. O'zingizni lazer qurolidan himoya qilish, ba'zilar o'ylagandek oson bo'lmaydi, hech bo'lmaganda, kumush bilan qilishning iloji bo'lmaydi.
Agar siz xorijiy mamlakatlarda lazer qurollarining rivojlanishiga diqqat bilan qarasangiz, taklif qilinayotgan zamonaviy lazer tizimlarining aksariyati tola va qattiq holli lazerlar asosida amalga oshirilganini sezasiz. Bundan tashqari, ko'pincha, bu lazer tizimlari taktik muammolarni hal qilish uchun mo'ljallangan. Ularning chiqish quvvati hozirda 10 kVt dan 100 kVtgacha, lekin kelajakda uni 300-500 kVtgacha oshirish mumkin. Rossiyada taktik darajadagi jangovar lazerlarni yaratish bo'yicha deyarli hech qanday ma'lumot yo'q, biz quyida buning sabablari haqida gaplashamiz.
2018 yil 1 martda Rossiya Prezidenti Vladimir Putin Federal Majlisga yo'llagan nutqida, qurol -yarog'li boshqa bir qator yutuqlar bilan, Peresvet lazer jangovar majmuasini (BLK) e'lon qildi. strategik vazifalarni hal qilishda foydalanish.
Peresvet majmuasi maxfiylik pardasi bilan o'ralgan. Boshqa yangi turdagi qurollarning xususiyatlari (Xanjar, Avangard, Zirkon, Poseydon majmualari) u yoki bu darajada aytilgan, bu qisman ularning maqsadi va samaradorligini baholashga imkon beradi. Shu bilan birga, Peresvet lazer kompleksi haqida aniq ma'lumot berilmagan: na o'rnatilgan lazer turi, na energiya manbai. Shunga ko'ra, majmuaning sig'imi haqida hech qanday ma'lumot yo'q, bu esa o'z navbatida uning haqiqiy imkoniyatlarini va unga qo'yilgan maqsad va vazifalarni tushunishga imkon bermaydi.
Lazer nurlanishini o'nlab, balki yuzlab usullar bilan olish mumkin. Xo'sh, lazer nurlanishini olishning qaysi usuli Rossiyaning eng yangi BLK "Peresvet" da qo'llaniladi? Savolga javob berish uchun biz Peresvet BLK ning turli xil versiyalarini ko'rib chiqamiz va ularni amalga oshirish ehtimoli darajasini baholaymiz.
Quyidagi ma'lumotlar muallifning Internetda joylashtirilgan ochiq manbalar ma'lumotlariga asoslangan taxminlari
BLK "Peresvet". Ijroiya raqami 1. Elyaf, qattiq holat va suyuq lazerlar
Yuqorida aytib o'tganimizdek, lazer qurollarini yaratishda asosiy tendentsiya optik tolali optikaga asoslangan komplekslarni ishlab chiqishdir. Nega bunday bo'lyapti? Chunki tolali lazerlarga asoslangan lazer qurilmalarining kuchini o'lchash oson. 5-10 kVtlik modullar to'plamidan foydalanib, chiqishda 50-100 kVt nurlanishni oling.
Peresvet BLKni shu texnologiyalar asosida amalga oshirish mumkinmi? Bunday emasligi ehtimoli katta. Buning asosiy sababi, qayta qurish davrida tolali lazerlarni ishlab chiqaruvchi etakchi IRE-Polyus ilmiy-texnik birlashmasi Rossiyadan "qochib" ketdi, uning asosida IPG Photonics Corporation transmilliy korporatsiyasi tuzildi. AQShda va hozirda bu sohada dunyoda birinchi o'rinda turadi yuqori quvvatli tolali lazer. Xalqaro biznes va IPG Photonics korporatsiyasini ro'yxatdan o'tkazishning asosiy joyi uning AQSh qonunlariga qat'iy bo'ysunishini anglatadi, bu hozirgi siyosiy vaziyatni hisobga olib, Rossiyaga kritik texnologiyalarni o'tkazishni nazarda tutmaydi. quvvat lazerlari.
Rossiyada tolali lazerni boshqa tashkilotlar ishlab chiqishi mumkinmi? Balki, lekin mumkin emas, yoki ular kam quvvatli mahsulotlar bo'lsa -da. Elyaf lazerlari foydali tijorat mahsulotidir, shuning uchun bozorda yuqori quvvatli mahalliy tolali lazerlarning yo'qligi ularning haqiqiy yo'qligini ko'rsatadi.
Vaziyat qattiq holli lazerlarda ham xuddi shunday. Ehtimol, shundan kelib chiqib, partiyali echimni amalga oshirish qiyinroq; shunga qaramay, mumkin, va xorijiy mamlakatlarda bu tolali lazerlardan keyin ikkinchi eng keng tarqalgan yechim. Rossiyada ishlab chiqarilgan yuqori quvvatli sanoat qattiq qattiq lazerlari haqida ma'lumot topilmadi. RFNC-VNIIEF (ILFI) Lazerli Fizika Tadqiqot Institutida qattiq holli lazerlar ustida ish olib borilmoqda, shuning uchun nazariy jihatdan Peresvet BLK-ga qattiq holli lazer o'rnatilishi mumkin, lekin amalda bu deyarli mumkin emas. ehtimol, lazer qurollarining ixchamroq namunalari paydo bo'ladi yoki eksperimental qurilmalar.
Suyuq lazerlar haqida kamroq ma'lumot bor, garchi suyuq urush lazeri ishlab chiqarilayotgani haqida ma'lumot bo'lsa ham (u ishlab chiqilganmi, lekin rad etilganmi?) AQShda HELLADS dasturi doirasida (Yuqori energiyali suyuq lazer maydonini himoya qilish tizimi, "Yuqori energiyali suyuq lazerga asoslangan mudofaa tizimi"). Ehtimol, suyuq lazerlar sovutish qobiliyatiga ega, lekin qattiq holli lazerlarga qaraganda samaradorligi (samaradorligi) past.
2017 yilda "Polyus" ilmiy-tadqiqot institutining tadqiqot ishlarining ajralmas qismi (AR-GE) bo'yicha tanlov o'tkazilishi to'g'risida ma'lumot paydo bo'ldi, uning maqsadi kichik o'lchamli uchuvchisiz uchish apparatlari (PUA) bilan kurashish uchun mobil lazer kompleksini yaratishdir. kunduzi va qorong'i sharoitlari. Kompleks kuzatuv tizimidan va maqsadli uchish yo'llarini qurishdan iborat bo'lishi kerak, bu manbai suyuq lazer bo'ladigan lazer nurlanishini boshqaruvchi tizim uchun maqsadli belgilashni ta'minlaydi. Suyuq lazerni yaratish bo'yicha ish bayonnomasida ko'rsatilgan talab va shu bilan birga majmuada quvvat tolali lazer mavjudligi talabi qiziqish uyg'otadi. Yoki bu noto'g'ri nashr, yoki tolali suyuq faol muhitga ega bo'lgan yangi turdagi tolali lazer ishlab chiqilgan (ishlab chiqilgan), bu sovutish qulayligi nuqtai nazaridan suyuq lazer va emitentni birlashtirishda tolali lazer afzalliklarini birlashtiradi. paketlar.
Elyaf, qattiq va suyuq lazerlarning asosiy afzalliklari-bu ularning ixchamligi, kuchini ko'paytirish imkoniyati va har xil turdagi qurollarga qo'shilish qulayligi. Bularning barchasi BLK "Peresvet" lazeridan farqli o'laroq, u universal modul sifatida emas, balki "yagona maqsad, yagona kontseptsiya bo'yicha" yechim sifatida ishlab chiqilgan. Shuning uchun 1-versiyadagi BLK "Peresvet" ni tola, qattiq va suyuq lazerlar asosida amalga oshirish ehtimolini past deb baholash mumkin
BLK "Peresvet". Ijroiya raqami 2. Gaz-dinamik va kimyoviy lazerlar
Gaz dinamik va kimyoviy lazerlarni eskirgan yechim deb hisoblash mumkin. Ularning asosiy kamchiliklari - lazer nurlanishini olishni ta'minlaydigan reaktsiyani saqlab turish uchun zarur bo'lgan ko'p miqdordagi sarflanadigan komponentlarga ehtiyoj. Shunga qaramay, kimyoviy lazerlar XX asrning 70-80 -yillarida eng ko'p ishlab chiqilgan.
Ko'rinib turibdiki, birinchi marta SSSR va AQShda gaz-dinamik lazerlarda 1 megavattdan ortiq uzluksiz nurlanish kuchi qo'lga kiritildi, uning ishi tovush tezligidan yuqori tezlikda harakatlanadigan qizdirilgan gaz massalarini adiabatik sovutishga asoslangan.
SSSRda, XX asrning 70-yillari o'rtalaridan boshlab, Il-76MD samolyoti asosida, ehtimol RD0600 lazer yoki uning analogi bilan qurollangan A-60 havo lazerli kompleksi ishlab chiqilgan. Dastlab, kompleks avtomatik ravishda uchadigan sharlarga qarshi kurashish uchun mo'ljallangan edi. Qurol sifatida Ximavtomatika konstruktorlik byurosi (KBKA) tomonidan ishlab chiqarilgan megavattli doimiy gaz-dinamik CO-lazer o'rnatilishi kerak edi. Sinovlar doirasida 10 dan 600 kVtgacha radiatsion quvvatga ega GDT dastgoh namunalari oilasi yaratildi. GDTning kamchiliklari 10,6 mkm uzunlikdagi nurlanish to'lqin uzunligidir, bu esa lazer nurining yuqori diffraktsion divergentsiyasini ta'minlaydi.
Deyteriy ftoridli kimyoviy lazerlar va kislorodli yodli (yodli) lazerlar (COIL) yordamida yanada yuqori nurlanish kuchi qo'lga kiritildi. Xususan, AQShda Strategik mudofaa tashabbusi (SDI) dasturi doirasida bir necha megavatt quvvatga ega bo'lgan deuteriy ftoridli kimyoviy lazer yaratildi; AQSh Milliy ballistik raketalarga qarshi mudofaa (NMD) doirasida.) dasturi, quvvati 1 megavatt bo'lgan kislorodli yodli lazerli Boeing ABL (AirBorne Laser) aviatsiya kompleksi.
VNIIEF ftorning vodorod bilan reaktsiyasi bo'yicha dunyodagi eng kuchli impulsli kimyoviy lazerni yaratdi va sinovdan o'tkazdi (deyteriy), pulsatsiyaga bir necha kJ nurlanish energiyasiga ega bo'lgan, pulsning takrorlanish tezligi 1–4 Gts va radiatsiya divergensiyasi diffraktsiya chegarasiga yaqin va samaradorligi taxminan 70% (lazerlar uchun eng yuqori ko'rsatkich).
1985 yildan 2005 yilgacha bo'lgan davrda. lazer ftorning vodorod bilan zanjirsiz reaktsiyasi (deuterium) asosida ishlab chiqilgan, u erda oltingugurtli olti geksaflorid SF6 tarkibida ftor o'z ichiga olgan modda sifatida ishlatilgan, u elektr zaryadida dissotsilanadi (fotodissotsiatsiyali lazer?). Takroriy impulsli rejimda lazerning uzoq muddatli va xavfsiz ishlashini ta'minlash uchun ishchi aralashmani o'zgartirishning yopiq tsikliga ega qurilmalar yaratilgan. Diffraksiya chegarasiga yaqin bo'lgan nurlanish divergensiyasini, 1200 Gts gacha bo'lgan pulsning takrorlanish tezligini va o'rtacha radiatsiya kuchi bir necha yuz vattni olish imkoniyati ko'rsatilgan.
Gaz-dinamik va kimyoviy lazerlarning muhim kamchiliklari bor, aksariyat echimlarda ko'pincha qimmat va zaharli komponentlardan iborat "o'q-dorilar" zaxirasini to'ldirishni ta'minlash kerak. Bundan tashqari, lazerning ishlashi natijasida chiqadigan gazlarni tozalash kerak. Umuman olganda, gaz-dinamik va kimyoviy lazerlarni samarali echim deb atash qiyin, shuning uchun ko'pchilik mamlakatlar tolali, qattiq va suyuq lazerlarni ishlab chiqarishga o'tdilar.
Agar biz ftorning deyteriy bilan zanjirsiz reaktsiyasiga asoslangan, elektr zaryadida ajralib chiqadigan, ishchi aralashmani o'zgartirishning yopiq tsikliga asoslanib gapiradigan bo'lsak, 2005 yilda 100 kVt quvvatga ega kuchlar olingan bo'lishi dargumon. shu vaqt ichida ularni megavatt darajaga olib chiqish mumkin edi.
Peresvet BLKga kelsak, unga gaz-dinamik va kimyoviy lazer o'rnatish masalasi ancha munozarali. Bir tomondan, Rossiyada ushbu lazerlar bo'yicha sezilarli o'zgarishlar ro'y bermoqda. Internetda 1 MVt lazerli A 60 - A 60M aviatsiya kompleksining takomillashtirilgan versiyasini ishlab chiqish haqida ma'lumotlar paydo bo'ldi. Xuddi shu medalning ikkinchi tomoni bo'lishi mumkin bo'lgan "Peresvet" kompleksini samolyot tashuvchisiga joylashtirish haqida ham aytilgan. Ya'ni, dastlab ular gaz-dinamik yoki kimyoviy lazerga asoslangan kuchliroq er kompleksini yasashlari mumkin edi, endi esa urilgan yo'lni bosib, uni samolyot tashuvchisiga o'rnatishdi.
"Peresvet" ni yaratish Sarovdagi yadro markazi mutaxassislari, Rossiya Federal Yadro Markazida-Butunrossiya eksperimental fizika ilmiy-tadqiqot institutida (RFNC-VNIIEF), yuqorida aytib o'tilgan Lazer fizikasi tadqiqot institutida amalga oshirildi. Boshqa narsalar qatorida, gaz-dinamik va kislorodli yod lazerlarini ishlab chiqadi.
Boshqa tomondan, nima deyishidan qat'iy nazar, gaz-dinamik va kimyoviy lazerlar eskirgan texnik echimlardir. Bundan tashqari, Peresvet BLKda lazerni yoqish uchun yadroviy energiya manbasi mavjudligi haqida ma'lumotlar faol ravishda aylanmoqda va Sarovda ular ko'pincha yadro energiyasi bilan bog'liq bo'lgan eng yangi yutuqli texnologiyalarni yaratish bilan shug'ullanadilar.
Yuqorida aytilganlarga asoslanib, 2-sonli ijroda Peresvet BLK ni gaz-dinamik va kimyoviy lazerlar asosida amalga oshirish ehtimolini o'rtacha deb baholash mumkin
Yadro nasosli lazerlar
1960-yillarning oxirida SSSRda yuqori quvvatli yadroviy nasosli lazerlarni yaratish ishlari boshlandi. Avvaliga VNIIEF, I. A. E. Kurchatov va Moskva davlat universiteti yadro fizikasi ilmiy -tadqiqot instituti. Keyin ularga MEPhI, VNIITF, IPPE va boshqa markazlarning olimlari qo'shildi. 1972 yilda VNIIEF VIR 2 impulsli reaktori yordamida uran bo'linmalari bilan geliy va ksenon aralashmasini qo'zg'atdi.
1974-1976 yillarda. tajribalar lazer nurlanish quvvati taxminan 1-2 kVt bo'lgan TIBR-1M reaktorida o'tkazilmoqda. 1975 yilda VIR-2 impulsli reaktori asosida 2005 yilda hali ham ishlayotgan LUNA-2 ikki kanalli lazer qurilmasi ishlab chiqilgan va u hali ham ishlayotgan bo'lishi mumkin. 1985 yilda LUNA-2M qurilmasida dunyoda birinchi marta neon lazer pompalandi.
1980-yillarning boshlarida VNIIEF olimlari uzluksiz rejimda ishlaydigan yadroviy lazer elementini yaratish uchun LM-4 4 kanalli lazer modulini ishlab chiqdilar va ishlab chiqardilar. Tizim BIGR reaktoridan neytron oqimi bilan qo'zg'aladi. Avlodning davomiyligi reaktorning nurlanish pulsining davomiyligi bilan belgilanadi. Dunyoda birinchi marotaba yadroviy nasosli lazerlarda lasinlash amaliyotda va ko'ndalang gaz aylanishi usulining samaradorligi namoyish etildi. Lazer nurlanish kuchi taxminan 100 Vt edi.
2001 yilda LM-4 bloki modernizatsiya qilindi va LM-4M / BIGR belgisini oldi. Ko'p elementli yadroli lazer qurilmasining uzluksiz rejimda ishlashi optik va yonilg'i elementlarini almashtirmasdan, 7 yil saqlanganidan keyin namoyish etildi. O'rnatish LM-4 o'z-o'zini ushlab turuvchi yadroli zanjirli reaktsiya ehtimoli bundan mustasno, uning barcha fazilatlariga ega bo'lgan reaktor-lazer (RL) prototipi sifatida qaralishi mumkin.
2007 yilda LM-4 moduli o'rniga sakkiz kanalli LM-8 lazer moduli ishga tushirildi, unda ketma-ket to'rt va ikkita lazer kanallari qo'shildi.
Lazer reaktori - bu lazer tizimi va yadroviy reaktor vazifalarini birlashtirgan avtonom qurilma. Lazer reaktorining faol zonasi - bu neytron moderator matritsasida ma'lum tarzda joylashtirilgan ma'lum miqdordagi lazer hujayralari to'plami. Lazer hujayralari soni yuzdan bir necha minggacha bo'lishi mumkin. Uranning umumiy miqdori 5-7 kg dan 40-70 kg gacha, chiziqli o'lchamlari 2-5 m.
VNIIEFda sekundning fraktsiyalaridan uzluksiz rejimgacha ishlaydigan 100 kVt va undan yuqori lazerli reaktorlarning turli xil versiyalarining asosiy energiya, yadro-fizik, texnik va operatsion parametrlari bo'yicha dastlabki hisob-kitoblar qilingan. Biz reaktor yadrosida issiqlik to'plangan lazerli reaktorlarni ishga tushirishda ko'rib chiqdik, ularning davomiyligi yadroning ruxsat etilgan isishi (issiqlik sig'imi radari) va yadrodan tashqaridagi issiqlik energiyasini olib tashlash bilan uzluksiz radar bilan cheklangan.
Taxminlarga ko'ra, lazer quvvati 1 MVt bo'lgan lazer reaktori 3000 ga yaqin lazer hujayralarini o'z ichiga olishi kerak.
Rossiyada yadroviy nasosli lazerlar bo'yicha intensiv ishlar nafaqat VNIIEFda, balki "Rossiya Federatsiyasi Davlat ilmiy markazi - A. I. nomidagi Fizika va energetika instituti" Federal davlat unitar korxonasida ham olib borildi. Leypunskiy ", RU 2502140 patentida" bo'linish bo'laklari bilan to'g'ridan-to'g'ri pompalanadigan reaktor-lazer qurilmasi "ni yaratish uchun tasdiqlangan.
Rossiya Federatsiyasi IPPE Davlat tadqiqot markazi mutaxassislari impulsli reaktor-lazer tizimining energiya modelini-yadroviy nasosli optik kvant kuchaytirgichini (OKUYAN) ishlab chiqdilar.
Rossiya mudofaa vaziri o'rinbosari Yuriy Borisovning o'tgan yili "Krasnaya zvezda" gazetasiga bergan intervyusidagi bayonotini eslab., aytishimiz mumkinki, Peresvet BLK lazerni elektr energiyasi bilan ta'minlaydigan kichik o'lchamli yadroviy reaktor bilan emas, balki bo'linish energiyasi to'g'ridan-to'g'ri lazer nurlanishiga aylanadigan reaktor-lazer bilan jihozlangan.
Shubha faqat Peresvet BLKni samolyotga joylashtirish taklifi bilan ko'tariladi. Siz tashuvchi samolyotlarning ishonchliligini qanday ta'minlasangiz ham, har doim avariya va samolyot qulashi xavfi bor, keyinchalik radioaktiv materiallar tarqaladi. Biroq, tashuvchi yiqilganda radioaktiv materiallar tarqalishining oldini olish yo'llari bo'lishi mumkin. Ha, va bizda qanotli raketada uchuvchi reaktor bor - petrel.
Yuqorida aytilganlarga asoslanib, Peresvet BLK-ni yadro nasosli lazerga asoslangan 3-versiyada amalga oshirish ehtimolini yuqori deb hisoblash mumkin
O'rnatilgan lazer impulsli yoki uzluksizmi noma'lum. Ikkinchi holda, lazerning uzluksiz ishlash vaqti va ish rejimlari o'rtasida bajarilishi kerak bo'lgan uzilishlar shubhali. Umid qilamizki, Peresvet BLK uzluksiz lazer reaktoriga ega, uning ishlash muddati faqat sovutgich bilan ta'minlanadi, yoki sovutish boshqa usulda ta'minlansa cheklanmaydi.
Bunday holda, Peresvet BLK ning optik quvvati 1-3 MVt oralig'ida, 5-10 MVtgacha ko'tarilishi bilan baholanishi mumkin. Bunday lazer yordamida ham yadroviy kallakka zarba berish deyarli mumkin emas, lekin samolyot, shu jumladan uchuvchisiz uchish apparati yoki qanotli raketa. Bundan tashqari, past orbitalarda deyarli har qanday himoyalanmagan kosmik kemaning mag'lubiyatini ta'minlash va, ehtimol, yuqori orbitadagi kosmik qurilmalarning sezgir elementlariga zarar etkazish mumkin.
Shunday qilib, Peresvet BLK uchun birinchi nishon AQShning raketa hujumi ogohlantiruvchi sun'iy yo'ldoshlarining sezgir optik elementlari bo'lishi mumkin, ular AQShning kutilmagan qurolsizlanish zarbasi raketalarga qarshi mudofaa elementi vazifasini o'tashi mumkin.
xulosalar
Maqolaning boshida aytganimizdek, lazer nurlanishini olishning juda ko'p usullari mavjud. Yuqorida muhokama qilinganlardan tashqari, harbiy ishlarda samarali ishlatilishi mumkin bo'lgan boshqa lazer turlari ham bor, masalan, erkin elektron lazer, to'lqin uzunligini yumshoq rentgengacha keng diapazonda o'zgartirish mumkin. kichik o'lchamli yadroviy reaktor ishlab chiqaradigan juda ko'p elektr energiyasini talab qiladigan radiatsiya. Bunday lazer AQSh dengiz floti manfaatlari uchun faol ishlab chiqilmoqda. Biroq, Peresvet BLK-da bepul elektron lazerdan foydalanish ehtimoldan yiroq emas, chunki hozirgi vaqtda Rossiyada Evropaning rentgenografiya dasturida ishtirok etishidan tashqari, Rossiyada ushbu turdagi lazerlarning rivojlanishi to'g'risida deyarli hech qanday ma'lumot yo'q. bepul elektron lazer.
Shuni tushunish kerakki, Peresvet BLKda u yoki bu echimdan foydalanish ehtimolini baholash shartli ravishda beriladi: faqat ochiq manbalardan olingan bilvosita ma'lumotlarning mavjudligi yuqori darajadagi ishonchlilik bilan xulosalar chiqarishga imkon bermaydi.
