Lazer qurollari har doim ziddiyatli. Ba'zilar buni kelajak quroli deb bilishadi, boshqalari esa yaqin kelajakda bunday qurollarning samarali namunalari paydo bo'lish ehtimolini qat'iyan rad etishadi. Odamlar lazer qurollari haqida ular paydo bo'lishidan oldin ham o'ylashgandi, keling, Aleksey Tolstoyning "Muhandis Garinning giperboloidi" klassik asarini eslaylik (albatta, bu asarda aniq lazer emas, balki harakat va oqibatlarida unga yaqin qurol ko'rsatilgan) uni ishlatish haqida).
XX asrning 50-60 -yillarida haqiqiy lazerning yaratilishi yana lazer qurollari mavzusini ko'tardi. O'nlab yillar davomida u ilmiy -fantastik filmlarning ajralmas qismiga aylandi. Haqiqiy muvaffaqiyatlar ancha kamtarroq edi. Ha, lazerlar kashfiyot va nishonlarni belgilash tizimlarida muhim joyni egallagan, ular sanoatda keng qo'llaniladi, lekin ularni yo'q qilish vositasi sifatida ishlatish uchun ularning kuchi hali ham etarli emas edi va ularning og'irlik va o'lchov xususiyatlari qabul qilinishi mumkin emas edi. Lazer texnologiyalari qanday rivojlandi, ular hozirgi vaqtda harbiy dasturlarga qanchalik tayyor?
Birinchi operatsion lazer 1960 yilda yaratilgan. Bu sun'iy yoqutga asoslangan impulsli qattiq holli lazer edi. Yaratilish vaqtida bu eng yuqori texnologiyalar edi. Hozirgi vaqtda bunday lazerni uyda yig'ish mumkin, uning puls energiyasi 100 J ga etishi mumkin.
Azotli lazerni qo'llash osonroq; uni amalga oshirish uchun murakkab tijorat mahsulotlari kerak emas, u hatto atmosferadagi azotda ham ishlashi mumkin. To'g'ri qo'llar bilan uni uyda osongina yig'ish mumkin.
Birinchi lazer yaratilganidan beri lazer nurlanishini olishning juda ko'p usullari topilgan. Qattiq jism lazerlari, gaz lazerlari, bo'yoq lazerlari, erkin elektron lazerlari, tolali lazerlar, yarimo'tkazgichli lazerlar va boshqa lazerlar mavjud. Bundan tashqari, lazerlar hayajonlanishida farq qiladi. Masalan, har xil dizayndagi gaz lazerlarida faol muhit optik nurlanish, elektr tokini tushirish, kimyoviy reaksiya, yadroviy nasos, termal nasos (gaz-dinamik lazerlar, GDL) yordamida qo'zg'alishi mumkin. Yarimo'tkazgichli lazerlarning paydo bo'lishi DPSS tipidagi (diodli nasosli qattiq holli lazer) paydo bo'ldi.
Lazerlarning turli xil konstruktsiyalari yumshoq rentgen nurlaridan infraqizil nurlanishgacha turli to'lqin uzunlikdagi nurlanishni ta'minlaydi. Qattiq rentgen va gamma lazerlar ishlab chiqilmoqda. Bu sizga hal qilinayotgan muammoga qarab lazerni tanlash imkonini beradi. Harbiy dasturlarga kelsak, bu, masalan, sayyoramiz atmosferasi minimal darajada so'riladigan to'lqin uzunlikdagi nurlanish bilan lazerni tanlash imkoniyatini anglatadi.
Birinchi prototip ishlab chiqilganidan beri quvvat doimiy ravishda o'sib bormoqda, lazerlarning og'irligi va o'lchamlari va samaradorligi (samaradorligi) yaxshilandi. Bu lazer diodlari misolida juda aniq ko'rinib turibdi. O'tgan asrning 90-yillarida 2-5 mVt quvvatga ega lazer ko'rsatkichlari keng sotuvda paydo bo'ldi, 2005-2010 yillarda 200-300 mVt quvvatga ega lazer ko'rsatkichini sotib olish mumkin edi, hozirda 2019 yilda optik quvvati 7 ga teng lazer ko'rsatkichlari sotuvdaRossiyada optik quvvati 350 Vt bo'lgan optik tolali chiqishga ega infraqizil lazer diodlarining modullari mavjud.
Lazer diodlarining kuchini oshirish tezligi, Mur qonuniga muvofiq, protsessorlarning hisoblash quvvatining o'sish tezligi bilan taqqoslanadi. Albatta, lazer diodlari jangovar lazerlarni yaratish uchun mos emas, lekin ular, o'z navbatida, samarali qattiq va tolali lazerlarni pompalash uchun ishlatiladi. Lazer diodlari uchun elektr energiyasini optik energiyaga aylantirish samaradorligi 50%dan yuqori bo'lishi mumkin, nazariy jihatdan siz 80%dan yuqori samaradorlikka ega bo'lishingiz mumkin. Yuqori samaradorlik nafaqat elektr ta'minoti talablarini kamaytiradi, balki lazer uskunasini sovutishni ham osonlashtiradi.
Lazerning muhim elementi - bu nurni markazlashtirish tizimi - nishonadagi nuqta maydoni qanchalik kichik bo'lsa, shikastlanishiga imkon beradigan kuch zichligi shuncha yuqori bo'ladi. Murakkab optik tizimlarning rivojlanishi va yangi yuqori haroratli optik materiallarning paydo bo'lishi yuqori samarali fokuslash tizimlarini yaratishga imkon beradi. HEL amerikalik eksperimental jangovar lazerining fokus va nishonlash tizimi 127 ta nometall, linzalar va yorug'lik filtrlarini o'z ichiga oladi.
Lazer qurollarini yaratish imkoniyatini ta'minlaydigan yana bir muhim komponent - bu nurni nishonga yo'naltirish va ushlab turish tizimini ishlab chiqish. Maqsadga "bir zumda" zarba berish uchun bir soniyada gigavatt quvvat kerak bo'ladi, lekin ular uchun mobil shassisda bunday lazer va quvvat manbalarini yaratish uzoq kelajak masalasidir. Shunga ko'ra, yuzlab kilovatt - o'nlab megavatt quvvatga ega lazer yordamida nishonlarni yo'q qilish uchun lazer nurlanish nuqtasini bir muddat ushlab turish kerak (bir necha soniyadan bir necha o'n soniyalargacha). Yo'l-yo'riq tizimiga ko'ra, lazer nurlari yordamida nishonni kuzata oladigan yuqori aniqlikdagi va tezyurar drayvlar kerak.
Uzoq masofalarga o'q uzish paytida, hidoyat tizimi atmosfera tomonidan kiritilgan buzilishlarni qoplashi kerak, buning uchun asosiy "jangovar" lazerni nishonga to'g'ri yo'naltirishni ta'minlaydigan, hidoyat tizimida turli maqsadlar uchun bir nechta lazerlardan foydalanish mumkin.
Qaysi lazerlar qurol -yarog 'sohasida birinchi o'ringa chiqdi? Yuqori quvvatli optik nasos manbalari yo'qligi sababli gaz-dinamik va kimyoviy lazerlar shunday bo'lib qoldi.
20 -asr oxirida, Amerika Strategik Mudofaa Tashabbusi (SDI) dasturi jamoatchilik fikrini qo'zg'atdi. Ushbu dastur doirasida Sovet qit'alararo ballistik raketalarini (ICBM) mag'lub etish uchun erga va kosmosga lazer qurollarini joylashtirish rejalashtirilgan edi. Orbitaga joylashtirish uchun rentgen diapazonida chiqadigan yadroviy nasosli yoki 20 megavattgacha bo'lgan kimyoviy lazerlardan foydalanish kerak edi.
SDI dasturi ko'plab texnik qiyinchiliklarga duch keldi va yopildi. Shu bilan birga, dastur doirasida olib borilgan ba'zi tadqiqotlar etarli darajada kuchli lazerlarni olish imkonini berdi. 1985 yilda deuteriy ftorli lazer 2,2 megavatt quvvatga ega bo'lib, lazerdan 1 kilometr uzoqlikda joylashgan suyuq yoqilg'i ballistik raketasini yo'q qildi. 12 soniyali nurlanish natijasida raketa korpusining devorlari kuchini yo'qotdi va ichki bosim ta'sirida vayron bo'ldi.
SSSRda jangovar lazerlarni ishlab chiqish ham amalga oshirildi. XX asrning saksoninchi yillarida 100 kVt quvvatga ega gaz-dinamik lazerli Skif orbital platformasini yaratish ishlari olib borildi. Skif-DM katta o'lchamli maketi (Polyus kosmik apparati) 1987 yilda Yer orbitasiga uchirilgan, lekin bir qator xatolar tufayli u hisoblangan orbitaga kirmagan va Tinch okeanida ballistik traektoriya bo'ylab suv bosgan. SSSRning qulashi bu va shunga o'xshash loyihalarga chek qo'ydi.
SSSRda Terra dasturi doirasida lazer qurollarini keng ko'lamli tadqiqotlar o'tkazildi."Terra" yuqori quvvatli lazer qurollariga asoslangan nurli zarba beruvchi elementga ega zonali raketa va kosmosga qarshi mudofaa tizimining dasturi 1965 yildan 1992 yilgacha amalga oshirilgan. Ochiq ma'lumotlarga ko'ra, ushbu dastur doirasida gaz-dinamik lazerlar., qattiq jismli lazerlar, portlovchi portli fotodissotsiatsiya va boshqa turlar ishlab chiqilgan.
Shuningdek, SSSRda, 20-asrning 70-yillari o'rtalaridan boshlab, Il-76MD samolyoti asosida 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. Taxmin qilish mumkinki, A-60 kompleksini sinovdan o'tkazish paytida unga 100 kVt quvvatga ega lazer o'rnatilgan.
Bir necha o'nlab parvozlar 30-40 km balandlikda va La-17 nishonida joylashgan stratosfera balonida lazer qurilmasini sinovdan o'tkazish bilan amalga oshirildi. Ba'zi manbalarga ko'ra, A-60 samolyotli kompleks Terra-3 dasturi bo'yicha raketalarga qarshi mudofaaning aviatsion lazer komponenti sifatida yaratilgan.
Hozirgi vaqtda harbiy lazerlarning qaysi turlari eng istiqbolli? Gaz-dinamik va kimyoviy lazerlarning barcha afzalliklari bilan birga, ularning muhim kamchiliklari bor: sarflanadigan komponentlarga ehtiyoj, ishga tushirish inersiyasi (ba'zi ma'lumotlarga ko'ra, bir daqiqagacha), sezilarli issiqlik chiqarilishi, katta o'lchamlari va sarflangan komponentlarning rentabelligi. faol muhitdan. Bunday lazerlarni faqat katta ommaviy axborot vositalariga joylashtirish mumkin.
Hozirgi vaqtda qattiq va tolali lazerlarning eng katta istiqbollari bor, ularning ishlashi uchun ularni etarli quvvat bilan ta'minlash kifoya. AQSh Harbiy -dengiz floti bepul elektron lazer texnologiyasini faol rivojlantirmoqda. Elyaf lazerlarining muhim afzalligi ularning miqyosi, ya'ni. ko'proq quvvat olish uchun bir nechta modullarni birlashtirish imkoniyati. Teskari o'lchov qobiliyati ham muhim, agar 300 kVt quvvatga ega qattiq holli lazer yaratilsa, uning asosida, masalan, 30 kVt quvvatga ega bo'lgan kichikroq o'lchamdagi lazerni yaratish mumkin.
Rossiyada tola va qattiq holatdagi lazerlar bilan bog'liq vaziyat qanday? SSSR fani lazerlarni ishlab chiqish va yaratish nuqtai nazaridan dunyodagi eng ilg'or fan edi. Afsuski, SSSRning qulashi hamma narsani o'zgartirdi. IPG Photonics tolali lazer ishlab chiqarish va ishlab chiqarish bo'yicha dunyodagi eng yirik kompaniyalardan biri Rossiyaning NTO IRE-Polyus kompaniyasi negizida Rossiyada tug'ilgan V. P. Gapontsev tomonidan tashkil etilgan. Bosh kompaniya IPG Photonics hozirda AQShda ro'yxatdan o'tgan. IPG Photonics -ning eng yirik ishlab chiqarish maydonlaridan biri Rossiyada joylashganligiga qaramay (Fryazino, Moskva viloyati), kompaniya AQSh qonunlari asosida ishlaydi va uning lazerlarini Rossiya qurolli kuchlarida ishlatib bo'lmaydi, shu jumladan kompaniya sanksiyalarni bajarishi shart. Rossiyaga yuklangan.
Biroq, IPG Photonics tolali lazerlarining imkoniyatlari nihoyatda yuqori. IPG yuqori quvvatli uzluksiz to'lqinli tolali lazerlarning quvvati 1 kVt dan 500 kVtagacha, shuningdek to'lqin uzunliklarining keng diapazoniga ega va elektr energiyasini optik energiyaga aylantirish samaradorligi 50%ga etadi. IPG tolali lazerlarining ajralib chiqish xususiyatlari boshqa yuqori quvvatli lazerlardan ancha ustun.
Rossiyada zamonaviy yuqori quvvatli tola va qattiq holatdagi lazerlarni ishlab chiqaruvchilar va ishlab chiqaruvchilar bormi? Tijorat namunalariga qaraganda, yo'q.
Sanoat segmentidagi mahalliy ishlab chiqaruvchi maksimal quvvati o'nlab kVt bo'lgan gazli lazerlarni taklif qiladi. Masalan, "Laser Systems" kompaniyasi 2001 yilda 10 kVt quvvatga ega bo'lgan kimyoviy samaradorligi 32%dan yuqori bo'lgan kislorodli yodli lazerni taqdim etdi, bu eng kuchli istiqbolli ixcham avtonom manba bu turdagi kuchli lazer nurlanishidir. Nazariy jihatdan, kislorodli yod lazerlari bir megavattgacha quvvat darajasiga yetishi mumkin.
Shu bilan birga, rus olimlari lazer jarayonlari fizikasini chuqur tushunishga asoslangan yuqori quvvatli lazerlarni yaratishning boshqa yo'nalishida ham katta yutuqlarga erishganini butunlay inkor etib bo'lmaydi.
2018 yilda Rossiya prezidenti Vladimir Putin raketalarga qarshi mudofaa vazifalarini hal qilish va dushman orbitalarini yo'q qilish uchun mo'ljallangan Peresvet lazer kompleksini e'lon qildi. Peresvet kompleksi haqidagi ma'lumotlar tasniflanadi, shu jumladan ishlatiladigan lazer turi (lazer?) Va optik quvvat.
Taxmin qilish mumkinki, ushbu majmuaga o'rnatish uchun eng katta nomzod A-60 dasturi uchun ishlab chiqilgan lazer avlodi bo'lgan gaz-dinamik lazerdir. Bunday holda, "Peresvet" majmuasi lazerining optik quvvati 200-400 kilovatt, optimistik stsenariyda 1 megavattgacha bo'lishi mumkin. Yuqorida aytib o'tilgan kislorod-yod lazerini boshqa nomzod sifatida ko'rib chiqish mumkin.
Agar bundan kelib chiqadigan bo'lsak, Peresvet majmuasining asosiy transport vositasi salonining yon tomonida elektr tokining dizel yoki benzin generatori, kompressor, kimyoviy komponentlarni saqlash bo'linmasi, sovutish tizimiga ega lazer va Lazer nurlarini boshqarish tizimi, ehtimol, ketma -ket joylashgan. Radar yoki nishonni aniqlash OLS hech qaerda ko'rinmaydi, bu tashqi nishonni belgilashni anglatadi.
Qanday bo'lmasin, bu taxminlar, mahalliy ishlab chiqaruvchilar tomonidan tubdan yangi lazerlarni yaratish imkoniyati bilan ham, Peresvet majmuasining optik quvvati to'g'risida ishonchli ma'lumot yo'qligi bilan ham, yolg'on bo'lib chiqishi mumkin. Xususan, matbuotda "Peresvet" majmuasida energiya manbai sifatida kichik o'lchamli yadroviy reaktor mavjudligi haqida ma'lumotlar bor edi. Agar bu rost bo'lsa, unda kompleksning konfiguratsiyasi va mumkin bo'lgan xarakteristikalari butunlay boshqacha bo'lishi mumkin.
Harbiy maqsadlarda yo'q qilish vositasi sifatida lazerdan samarali foydalanish uchun qanday kuch kerak? Bu ko'p jihatdan maqsadli foydalanish doirasi va nishonlarning tabiatiga, shuningdek ularni yo'q qilish uslubiga bog'liq.
Vitebsk havo-havo mudofaa kompleksi L-370-3S faol tormozlash stantsiyasini o'z ichiga oladi. U infraqizil lazer nurlanishini ko'r qilib, termal boshli boshi bilan kiruvchi dushman raketalariga qarshi turadi. L-370-3S faol jammer stantsiyasining o'lchamlarini hisobga olgan holda, lazer emitentining kuchi maksimal bir necha o'n vattni tashkil qiladi. Bu raketaning termal boshini yo'q qilish uchun etarli emas, lekin vaqtincha ko'r qilish uchun etarli.
A-60 kompleksining 100 kVt quvvatga ega lazer sinovlari paytida, reaktiv samolyotning analogini ifodalovchi L-17 nishonlari urildi. Vayronagarchiliklar noma'lum, taxminan 5-10 km bo'lgan deb taxmin qilish mumkin.
Xorijiy lazer tizimlarining sinovlariga misollar:
[
Yuqoridagilarga asoslanib, biz taxmin qilishimiz mumkin:
-1-5 kilometr masofadagi kichik uchuvchisiz uchar qurilmalarni yo'q qilish uchun 2-5 kVt quvvatga ega lazer kerak;
-boshqarilmaydigan minalar, snaryadlar va yuqori aniqlikdagi o'q-dorilarni 5-10 kilometr masofada yo'q qilish uchun 20-100 kVt quvvatga ega lazer kerak;
-samolyot yoki raketa kabi nishonlarni 100-500 km masofada urish uchun 1-10 MVt quvvatga ega lazer kerak.
Ko'rsatilgan kuchlarning lazerlari allaqachon mavjud yoki yaqin kelajakda yaratiladi. Yaqin kelajakda havo kuchlari, quruqlik qo'shinlari va dengiz floti qanday lazer qurollarini ishlatishi mumkin, biz ushbu maqolaning davomida ko'rib chiqamiz.
