Avvalroq, biz lazer texnologiyalari qanday rivojlanayotganini, havo kuchlari, quruqlikdagi qo'shinlar, havo mudofaasi va flot manfaatlari uchun qanday lazer qurollarini yaratish mumkinligini ko'rib chiqdik.
Endi biz undan himoya qilish mumkinmi yoki yo'qligini tushunishimiz kerak. Ko'pincha raketani ko'zgu qoplamasi bilan yopish yoki raketani parlatish kifoya, deyishadi, lekin afsuski, hammasi oddiy emas.
Oddiy alyuminiy bilan qoplangan oyna nurlanishning 95% ini aks ettiradi va uning samaradorligi to'lqin uzunligiga bog'liq.
Grafikda ko'rsatilgan barcha materiallardan alyuminiy eng yuqori reflektivlikka ega, bu hech qanday refrakter material emas. Agar kam quvvatli nurlanish ta'sirida oyna biroz qizib ketsa, u holda kuchli nurlanish tushganda, ko'zgu qoplamasining materiali tezda yaroqsiz bo'lib qoladi, bu uning aks ettirish xususiyatlarining yomonlashishiga va ko'chkiga o'xshash isitishga olib keladi. halokat.
200 nm dan kam to'lqin uzunligida ko'zgular samaradorligi keskin pasayadi; ultrabinafsha yoki rentgen nurlanishiga (erkin elektron lazer) qarshi bunday himoya umuman ishlamaydi.
100% aks ettirish qobiliyatiga ega bo'lgan eksperimental sun'iy materiallar mavjud, lekin ular faqat ma'lum to'lqin uzunligi uchun ishlaydi. Shuningdek, nometalllarni ko'p qatlamli maxsus qoplamalar bilan qoplash mumkin, bu ularning akslantirish qobiliyatini 99,999%gacha oshiradi. Ammo bu usul faqat bitta to'lqin uzunligi uchun ishlaydi va ma'lum burchak ostida tushadi.
Shuni unutmangki, qurollarning ishlash shartlari laboratoriya sharoitidan uzoqda, ya'ni. oynali raketa yoki raketani inert gaz bilan to'ldirilgan idishda saqlash kerak bo'ladi. Qo'l izlari kabi mayda -chuyda tumanlar ko'zgu reflektivligini buzadi.
Konteynerdan chiqib ketish darhol ko'zgu sirtini atrof -muhitga - atmosferaga va issiqlikka ta'sir qiladi. Agar oyna yuzasi himoya plyonka bilan qoplanmagan bo'lsa, bu darhol uning aks ettirish xususiyatlarining yomonlashishiga olib keladi va agar u himoya qoplamasi bilan qoplangan bo'lsa, u sirtning aks ettirish xususiyatlarini yomonlashtiradi.
Yuqoridagilarni xulosa qilib shuni ta'kidlaymizki, ko'zgu himoyasi lazer qurolidan himoyalanish uchun unchalik mos emas. Va keyin nima mos keladi?
Samolyotning o'z uzunlamasına o'qi atrofida aylanishini ta'minlash orqali lazer nurining issiqlik energiyasini tanaga "surtish" usuli ma'lum darajada yordam beradi. Ammo bu usul faqat o'q -dorilar uchun va cheklangan darajada uchuvchisiz uchish apparatlari uchun mos keladi, kamdan -kam hollarda korpusning old qismiga lazer nurlari tushganda samarali bo'ladi.
Himoyalangan ob'ektlarning ayrim turlarida, masalan, sirg'ali bombalar, qanotli raketalar yoki tankga qarshi boshqariladigan raketalar (ATGM) yuqoridan uchayotganda nishonga hujum qilganda, bu usulni ham qo'llash mumkin emas. Aylanmaydigan, asosan, minomyotli minalardir. Barcha aylanmaydigan samolyotlar haqida ma'lumot to'plash qiyin, lekin aminmanki, ular ko'p.
Qanday bo'lmasin, samolyotning aylanishi lazer nurlanishining nishonga ta'sirini biroz kamaytiradi, chunkitanaga kuchli lazer nurlanishi orqali uzatiladigan issiqlik ichki tuzilmalarga, so'ngra samolyotning barcha komponentlariga o'tkaziladi.
Lazer qurollariga qarshi chora sifatida tutun va aerozollardan foydalanish ham cheklangan. Seriya maqolalarida aytib o'tilganidek, lazerni er usti zirhli mashinalarga yoki kemalarga qarshi ishlatish faqat kuzatuv uskunalariga qarshi ishlatilganda mumkin bo'ladi, biz himoyaga keyin qaytamiz. Yaqin kelajakda piyoda jangovar transport vositasi / tank yoki yer usti kemasining korpusini lazer nurlari bilan yoqish haqiqiy emas.
Albatta, samolyotlardan tutun yoki aerozoldan himoya qo'llash mumkin emas. Samolyotning yuqori tezligi tufayli tutun yoki aerozol har doim yaqinlashib kelayotgan havo bosimi bilan qaytariladi, vertolyotlarda esa ular pervanadan havo oqimi bilan uchib ketadi.
Shunday qilib, purkagichli bug'lar va aerozollar ko'rinishidagi lazer qurolidan himoya faqat engil zirhli mashinalarda talab qilinishi mumkin. Boshqa tomondan, tanklar va boshqa zirhli mashinalar, odatda, dushman qurol tizimlarini ushlab qolishni buzish uchun tutun ekranlarini o'rnatish uchun standart tizimlar bilan jihozlangan va bu holda, tegishli plomba ishlab chiqarishda, ular lazer qurollariga qarshi kurashda ham ishlatilishi mumkin..
Optik va termal tasvirni razvedka qilish uskunalarini muhofazasiga qaytsak, ma'lum bir to'lqin uzunlikdagi lazer nurlanishining o'tishiga to'sqinlik qiladigan optik filtrlarni o'rnatish faqat past quvvatli lazer qurolidan himoyalanish uchun mos bo'ladi, deb taxmin qilish mumkin. quyidagi sabablarga ko'ra:
- har xil ishlab chiqaruvchilarning turli to'lqin uzunliklarida ishlaydigan lazerlarining katta assortimenti xizmatda bo'ladi;
- kuchli nurlanish ta'sirida ma'lum to'lqin uzunligini yutish yoki aks ettirish uchun mo'ljallangan filtr ishlamay qolishi mumkin, bu esa lazer nurlanishining sezgir elementlarga tegishiga yoki optikaning o'zi ishdan chiqishiga olib keladi (bulutlash, tasvir buzilishi);
- ba'zi lazerlar, xususan, erkin elektron lazer, to'lqin uzunligini keng diapazonda o'zgartirishi mumkin.
Optik va termal tasvirli razvedka uskunalarini himoya qilish er usti uskunalari, kemalar va aviatsiya uskunalari uchun yuqori tezlikdagi himoya ekranlarini o'rnatish orqali amalga oshirilishi mumkin. Agar lazer nurlanishi aniqlansa, himoya ekrani linzalarni bir soniya ichida qamrab olishi kerak, lekin bu sezgir elementlarning shikastlanishiga kafolat bermaydi. Vaqt o'tishi bilan lazer qurolidan keng foydalanish uchun hech bo'lmaganda optik diapazonda ishlaydigan razvedka aktivlarining takrorlanishi talab qilinishi mumkin.
Agar katta tashuvchilarda himoya ekranlari va optik va termal tasvirni qidirish vositalarini ko'paytirish mumkin bo'lsa, yuqori aniqlikdagi qurollarda, ayniqsa ixcham qurollarda, buni qilish ancha qiyin. Birinchidan, himoya qilish uchun og'irlik va o'lchov talablari sezilarli darajada kuchayadi, ikkinchidan, yuqori quvvatli lazer nurlanishining yopiq panjara bilan ta'siri zich joylashuvi tufayli optik tizim komponentlarining haddan tashqari qizib ketishiga olib kelishi mumkin, bu qisman olib keladi. yoki uning ishlashining to'liq buzilishi.
Uskunalar va qurollarni lazer qurolidan samarali himoya qilish uchun qanday usullardan foydalanish mumkin? Ikkita asosiy yo'l bor - ablativ himoya va konstruktiv issiqlik izolyatsion himoya.
Ablatsiyadan himoyalanish (lotincha ablatio - massani olib ketish, tashish) himoyalangan ob'ekt yuzasidan issiq gaz oqimi bilan moddani olib tashlashga va / yoki chegara qatlamini qayta tuzishga asoslangan bo'lib, ular birgalikda sezilarli darajada himoyalangan yuzaga issiqlik uzatilishini kamaytiradi. Boshqacha qilib aytganda, keladigan energiya himoya materialini isitish, eritish va bug'lanishiga sarflanadi.
Hozirgi vaqtda ablativ himoya kosmik kemalarning (SC) tushish modullarida va reaktiv dvigatelning nozullarida faol qo'llanilmoqda. Eng ko'p ishlatiladiganlar uglerod (shu jumladan grafit), kremniy dioksidi (silika, kvarts) va neylonni o'z ichiga olgan fenolik, organik kremniy va boshqa sintetik qatronlarga asoslangan plastinkalardir.
Ablasyondan himoya qilish bir martalik, og'ir va hajmli, shuning uchun uni qayta ishlatiladigan samolyotlarda ishlatishning ma'nosi yo'q (hamma uchuvchisiz va uchuvchisiz samolyotlarni o'qing). Uning yagona qo'llanmasi boshqariladigan va boshqarilmaydigan raketalarda. Va bu erda asosiy savol, masalan, quvvati 100 kVt, 300 kVt va hokazo bo'lgan lazerdan himoya qanchalik qalin bo'lishi kerak.
Apollon kosmik kemasida bir necha yuzdan bir necha ming darajagacha bo'lgan haroratda ekranning qalinligi 8 dan 44 mm gacha. Bu diapazonning bir joyida, jangovar lazerlardan ablativ himoyaning zarur qalinligi ham yotadi. Bu og'irlik va o'lchov xususiyatlariga, natijada o'q -dorilarning masofasi, manevrligi, jangovar kallak og'irligi va boshqa parametrlariga qanday ta'sir qilishini tasavvur qilish oson. Ablativ issiqlik muhofazasi, shuningdek, o'q otish va manevr qilish paytida haddan tashqari yuklarga bardosh berishi, o'q -dorilarni saqlash shartlari va shartlariga rioya qilishi kerak.
Nazorat qilinmagan o'q -dorilar shubhali, chunki ablativ himoya lazer nurlanishidan notekis buzilishi tashqi ballistikani o'zgartirishi mumkin, buning natijasida o'q -dorilar nishondan chiqib ketadi. Agar ablativ himoya allaqachon biror joyda ishlatilgan bo'lsa, masalan, gipersonik o'q -dorida, siz uning qalinligini oshirishingiz kerak bo'ladi.
Himoyalashning yana bir usuli - bu tashqi ta'sirlarga chidamli, bir necha himoya qatlamli o'tga chidamli material bilan korpusni qoplash yoki bajarish.
Agar biz kosmik kemalarga o'xshashlik qilsak, "Buran" qayta ishlatiladigan kosmik kemasining termal himoyasini ko'rib chiqishimiz mumkin. Sirt harorati 371 - 1260 daraja Selsiy bo'lgan joylarda 99,7% amorf kvarts tolasidan tashkil topgan qoplama qo'llanilib, unga biriktiruvchi, kolloid kremniy dioksidi qo'shilgan. Qoplama qalinligi 5 dan 64 mm gacha bo'lgan ikkita standart o'lchamdagi plitkalar ko'rinishida tayyorlanadi.
Quyosh nurlanishining past yutilish koeffitsienti va yuqori emissivlikni olish uchun plitkalarning tashqi yuzasiga maxsus pigmentli (kremniy oksidi va yaltiroq alumina asosidagi oq qoplama) o'z ichiga olgan borosilikat oynasi surtiladi. Harorat 1260 darajadan oshadigan transport vositasining burun konusida va qanot uchlarida ablasyondan himoya ishlatilgan.
Shuni esda tutish kerakki, uzoq vaqt ishlashda plitkalarning namlikdan himoyalanishi buzilishi mumkin, bu esa uning xususiyatlarining termal himoyalanishini yo'qotishiga olib keladi, shuning uchun uni qayta ishlatiladigan samolyotlarda lazerga qarshi himoya sifatida to'g'ridan-to'g'ri ishlatish mumkin emas.
Hozirgi vaqtda samolyotlarni 3000 darajagacha bo'lgan haroratdan himoya qilishni ta'minlaydigan, minimal sirt aşınmasına ega istiqbolli ablativ termal himoya ishlab chiqilmoqda.
Manchester universiteti Roys instituti (Buyuk Britaniya) va Markaziy Janubiy universiteti (Xitoy) olimlari jamoasi tuzilmaviy o'zgarishsiz 3000 ° S gacha haroratga bardosh beradigan, yaxshilangan xususiyatlarga ega bo'lgan yangi materialni ishlab chiqdilar. Bu Zr0.8Ti0.2C0.74B0.26 keramik qoplamasi, u uglerod-uglerodli kompozit matritsaga yotqizilgan. Xususiyatlariga ko'ra, yangi qoplama eng yaxshi yuqori haroratli keramikadan sezilarli darajada ustun turadi.
Issiqlikka chidamli keramikaning kimyoviy tuzilishining o'zi himoya mexanizmi vazifasini bajaradi. 2000 ° C haroratda Zr0.8Ti0.2C0.74B0.26 va SiC materiallari oksidlanib Zr0.80T0.20O2, B2O3 va SiO2 ga aylanadi. Zr0.80Ti0.20O2 qisman eriydi va nisbatan zich qatlam hosil qiladi, past eriydigan oksidlar SiO2 va B2O3 bug'lanadi. 2500 ° C yuqori haroratda Zr0.80Ti0.20O2 kristallari kattaroq tuzilmalarga birlashadi.3000 ° C haroratda deyarli Zr0.80Ti0.20O2, tsirkonyum titanat va SiO2 dan tashkil topgan deyarli mutlaqo zich tashqi qatlam hosil bo'ladi.
Dunyo, shuningdek, lazer nurlanishidan himoya qilish uchun mo'ljallangan maxsus qoplamalarni ishlab chiqarmoqda.
2014 yilda Xitoy Xalq ozodlik armiyasi vakili amerikalik lazerlar maxsus himoya qatlami bilan qoplangan Xitoy harbiy texnikasi uchun alohida xavf tug'dirmasligini aytdi. Qolgan savol shundaki, bu qoplama qanday kuchni himoya qiladi, uning qalinligi va massasi qanday.
Milliy standartlar va texnologiya instituti va Kanzas universiteti amerikalik tadqiqotchilari tomonidan ishlab chiqilgan qoplama katta qiziqish uyg'otadi - lazer nurini samarali singdirishga qodir bo'lgan uglerodli nanotubalar va maxsus keramika aralashmasiga asoslangan aerozolli kompozitsion. Yangi materialning nanotublari bir xil nurni yutadi va issiqlikni yaqin atroflarga o'tkazadi, bu esa lazer nurlari bilan aloqa qilish nuqtasidagi haroratni pasaytiradi. Seramika yuqori haroratli bo'g'inlar himoya qoplamasini yuqori mexanik kuch bilan ta'minlaydi va yuqori harorat ta'siridan shikastlanishga qarshilik ko'rsatadi.
Sinov paytida, mis yuzasiga yupqa material qatlami surtildi va quritilgandan so'ng, material yuzasiga uzun to'lqinli infraqizil lazer nurlari, metall va boshqa qattiq materiallarni kesish uchun ishlatilgan.
To'plangan ma'lumotlarning tahlili shuni ko'rsatdiki, qoplama lazer nurlari energiyasining 97,5 foizini muvaffaqiyatli o'zlashtirdi va har kvadrat santimetr sirt uchun 15 kVt energiya darajasiga vayron qilmasdan bardosh berdi.
Bu qoplamada savol tug'iladi: sinovlarda mis yuzasiga himoya qoplamasi qo'llanilgan, u lazer bilan ishlov berish uchun eng qiyin materiallardan biri hisoblanadi, chunki uning yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli bunday himoya qoplamasi qanday aniqlanmagan. boshqa materiallar bilan o'zini tutadi. Shuningdek, uning maksimal harorat qarshiligi, tebranish va zarba yuklariga chidamliligi, atmosfera sharoitlari va ultrabinafsha nurlanish (quyosh) ta'siri haqida savollar tug'iladi. Nurlanish amalga oshirilgan vaqt ko'rsatilmagan.
Yana bir qiziq nuqta: agar samolyot dvigatellari ham yuqori issiqlik o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan modda bilan qoplangan bo'lsa, u holda butun korpus bir tekis isitiladi, bu esa samolyotni issiqlik spektrida maksimal darajada ochib yuboradi.
Qanday bo'lmasin, yuqoridagi aerozoldan himoyalanishning xususiyatlari himoyalangan ob'ekt hajmiga to'g'ridan -to'g'ri proportsional bo'ladi. Himoyalangan ob'ekt va qamrov zonasi qanchalik katta bo'lsa, shuncha ko'p energiya maydonga tarqalib, havo oqimi natijasida issiqlik nurlanishi va sovutish shaklida berilishi mumkin. Himoyalangan ob'ekt qanchalik kichik bo'lsa, himoya shunchalik qalin bo'lishi kerak bo'ladi. kichik maydon etarli issiqlikni olib tashlashga yo'l qo'ymaydi va ichki strukturaviy elementlar haddan tashqari qizib ketadi.
Abraziv yoki konstruktiv issiqlik izolatsiyasidan qat'i nazar, lazer nurlanishidan himoyalanish qo'llaniladigan o'q-dorilar hajmining kamayishi tendentsiyasini o'zgartirishi, boshqariladigan va boshqarilmaydigan o'q-dorilar samaradorligini sezilarli darajada pasaytirishi mumkin.
Barcha rulmanli yuzalar va boshqaruv elementlari - qanotlar, stabilizatorlar, rullar - qimmat va ishlov berilishi qiyin bo'lgan o'tga chidamli materiallardan yasalgan bo'lishi kerak.
Radarni aniqlash uskunalarini himoya qilish haqida alohida savol tug'iladi. "BOR-5" eksperimental kosmik kemasida radio shaffof issiqlik pardasi sinovdan o'tkazildi-silika plomba moddasi bo'lgan shisha tolali shisha, lekin men uning issiqlik o'tkazmaydigan va og'irlik va o'lcham xususiyatlarini topa olmadim.
Radio to'lqinlarining o'tishiga to'sqinlik qiladigan, termal nurlanishdan himoyalangan bo'lsa-da, radar razvedka uskunalari radomidan kuchli lazer nurlanishi bilan nurlanish natijasida yuqori haroratli plazma hosil bo'lishi mumkinmi, hozircha aniq emas. qaysi maqsadni yo'qotishi mumkin.
Kosonni himoya qilish uchun bir nechta himoya qatlamlarining kombinatsiyasidan foydalanish mumkin-ichkaridan issiqlikka chidamli-past issiqlik o'tkazuvchi va tashqi tomondan yansıtıcı-issiqlikka chidamli-yuqori issiqlik o'tkazuvchi. Bundan tashqari, yashirin materiallar lazer nurlanishiga qarshi tura olmaydigan ustki qismga qo'llanilishi mumkin, ular lazer nurlanishiga bardosh bera olmaydi va samolyotning o'zi tirik qolgan taqdirda lazer quroli shikastlanishidan tiklanishi kerak bo'ladi.
Taxmin qilish mumkinki, lazer qurollarini takomillashtirish va keng tarqatish, boshqariladigan va boshqarilmaydigan barcha o'q-dorilar, shuningdek, boshqariladigan va uchuvchisiz uchish apparatlari uchun lazerdan himoyalanishni talab qiladi.
Anti-lazerdan himoyalanishning joriy etilishi muqarrar ravishda boshqariladigan va boshqarilmaydigan o'q-dorilar, shuningdek, boshqariladigan va uchuvchisiz uchish apparatlari narxining, og'irligi va o'lchamlarining oshishiga olib keladi.
Xulosa qilib aytganda, lazer hujumiga qarshi faol kurashishning ishlab chiqilgan usullaridan birini aytib o'tish mumkin. Kaliforniya shtatida joylashgan Adsys Controls kompaniyasi dushmanlarning lazer boshqaruvini yo'q qiladigan Helios mudofaa tizimini ishlab chiqmoqda.
Dushmanning jangovar lazerini himoyalangan qurilmaga yo'naltirganda, Helios uning parametrlarini aniqlaydi: quvvat, to'lqin uzunligi, puls chastotasi, yo'nalish va manbaga masofa. Helios, dushmanning lazer nurini maqsadga qaratishga to'sqinlik qiladi, ehtimol, dushmanning nishonga olish tizimini chalkashtirib yuboradigan past energiyali lazer nurini nishonga oladi. Helios tizimining batafsil tavsiflari, uning rivojlanish bosqichi va amaliy ko'rsatkichlari hozircha noma'lum.
