BLK "Peresvet": hoe werk die Russiese laserswaard?

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Sedert hul ontstaan het lasers gesien word as wapens met die potensiaal om 'n rewolusie in gevegte te bring. Sedert die middel van die 20ste eeu het lasers 'n integrale deel van wetenskapfiksiefilms, wapens van supersoldate en interstellêre skepe geword.

Soos dikwels in die praktyk die geval is, het die ontwikkeling van hoëkraglasers groot tegniese probleme ondervind, wat daartoe gelei het dat tot nou toe die hoofnis van militêre lasers hul gebruik geword het in verkennings-, mik- en teikenaanwysingstelsels. Nietemin het die werk aan die skepping van gevegslasers in die voorste lande van die wêreld feitlik nie opgehou nie, programme vir die skepping van nuwe generasies laserwapens het mekaar vervang.

Ons het vroeër sommige van die stadiums in die ontwikkeling van lasers en die skepping van laserwapens ondersoek, sowel as die stadiums van ontwikkeling en die huidige situasie in die skepping van laserwapens vir die lugmag, laserwapens vir grondmagte en lugverdediging, laserwapens vir die vloot. Op die oomblik is die intensiteit van programme vir die skepping van laserwapens in verskillende lande so hoog dat daar geen twyfel meer bestaan dat dit binnekort op die slagveld sal verskyn nie. En dit sal nie so maklik wees om jouself teen laserwapens te beskerm as wat sommige mense dink nie, ten minste sal dit beslis nie moontlik wees om met silwer te doen nie.

As jy noukeurig na die ontwikkeling van laserwapens in die buiteland kyk, sal jy opmerk dat die meeste van die voorgestelde moderne laserstelsels op die basis van vesel- en vastestoflasers geïmplementeer word. Boonop is hierdie laserstelsels meestal ontwerp om taktiese probleme op te los. Hul uitsetkrag wissel tans van 10 kW tot 100 kW, maar in die toekoms kan dit tot 300-500 kW verhoog word. In Rusland is daar feitlik geen inligting oor die werk aan die skepping van taktiese klas-gevegslasers nie; ons sal hieronder praat oor die redes waarom dit gebeur.

Op 1 Maart 2018 het die Russiese president Vladimir Poetin, in die loop van sy boodskap aan die Federale Vergadering, saam met 'n aantal ander deurbraak wapenstelsels, die Peresvet-lasergevegskompleks (BLK) aangekondig, waarvan die grootte en beoogde doel impliseer die gebruik daarvan vir die oplossing van strategiese probleme.

Die Peresvet-kompleks word omring deur 'n sluier van geheimhouding. Die kenmerke van ander nuutste soorte wapens (komplekse "Dagger", "Avangard", "Sircon", "Poseidon") is in een of ander mate uitgespreek, wat ons deels in staat stel om hul doel en doeltreffendheid te beoordeel. Terselfdertyd is geen spesifieke inligting oor die Peresvet-laserkompleks verskaf nie: nóg die tipe geïnstalleerde laser, nóg die energiebron daarvoor. Gevolglik is daar geen inligting oor die kapasiteit van die kompleks nie, wat ons op sy beurt nie toelaat om sy werklike vermoëns en die doelwitte en doelwitte wat daarvoor gestel is, te verstaan nie.

Laserbestraling kan op dosyne, miskien selfs honderde maniere verkry word. So, watter metode om laserstraling te verkry, word in die nuutste Russiese BLK "Peresvet" geïmplementeer? Om die vraag te beantwoord, sal ons verskillende weergawes van die Peresvet BLK oorweeg en die mate van waarskynlikheid van die implementering daarvan beoordeel.

Die inligting hieronder is die skrywer se aannames gebaseer op inligting van oop bronne wat op die internet geplaas is.

BLK "Peresvet". Uitvoering nommer 1. Vesel-, vastestof- en vloeibare lasers

Soos hierbo genoem, is die hooftendens in die skepping van laserwapens die ontwikkeling van komplekse gebaseer op optiesevesel. Hoekom gebeur dit? Omdat dit maklik is om die krag van laserinstallasies op grond van vesellasers te skaal. Gebruik 'n pakket van modules van 5-10 kW, verkry bestraling by die uitset met 'n drywing van 50-100 kW.

Kan die Peresvet BLK op grond van hierdie tegnologieë geïmplementeer word? Dit is hoogs waarskynlik dat dit nie is nie. Die hoofrede hiervoor is dat gedurende die jare van perestroika, die voorste ontwikkelaar van vesellasers, die IRE-Polyus Scientific and Technical Association, uit Rusland "gevlug" het, op grond waarvan die transnasionale korporasie IPG Photonics Corporation gestig is, geregistreer in die VSA en is nou die wêreldleier in die industrie hoëkragvesellasers. Internasionale besigheid en die belangrikste plek van registrasie van IPG Photonics Corporation impliseer sy streng gehoorsaamheid aan Amerikaanse wetgewing, wat, gegewe die huidige politieke situasie, nie die oordrag van kritieke tegnologie na Rusland impliseer nie, wat natuurlik tegnologieë insluit vir die skep van hoë- krag lasers.

Kan vesellasers in Rusland deur ander organisasies ontwikkel word? Miskien, maar onwaarskynlik, of terwyl dit produkte van lae krag is. Vesellasers is 'n winsgewende kommersiële produk; daarom dui die afwesigheid van hoëkrag binnelandse vesellasers op die mark heel waarskynlik hul werklike afwesigheid aan.

Die situasie is soortgelyk met vastestoflasers. Vermoedelik is dit moeiliker om 'n bondeloplossing onder hulle te implementeer, maar dit is moontlik, en in die buiteland is dit die tweede mees wydverspreide oplossing na vesellasers. Inligting oor hoëkrag industriële vastestoflasers wat in Rusland gemaak is, is nie gevind nie. Werk aan vastestoflasers word by die Instituut vir Laserfisikanavorsing RFNC-VNIIEF (ILFI) uitgevoer, so teoreties kan 'n vastestoflaser in die Peresvet BLK geïnstalleer word, maar in die praktyk is dit onwaarskynlik, aangesien in die begin meer kompakte monsters van laserwapens sal heel waarskynlik verskyn of eksperimentele installasies.

Daar is selfs minder inligting oor vloeibare lasers, alhoewel daar inligting is dat 'n vloeibare oorlogvoeringlaser ontwikkel word (is dit ontwikkel, maar is dit verwerp?) In die VSA onder die HELLADS-program (High Energy Liquid Laser Area Defence System, "Defense) stelsel gebaseer op 'n hoë-energie vloeibare laser"). Vermoedelik het vloeibare lasers die voordeel dat hulle kan afkoel, maar laer doeltreffendheid (doeltreffendheid) in vergelyking met vastestoflasers.

In 2017 het inligting verskyn oor die plasing van die Polyus Navorsingsinstituut van 'n tender vir 'n integrale deel van navorsingswerk (N&O), waarvan die doel is om 'n mobiele laserkompleks te skep om klein onbemande lugvaartuie (UAV's) bedags en skemer toestande. Die kompleks moet bestaan uit 'n opsporingstelsel en die konstruksie van teikenvlugpaaie, wat teikenaanwysing verskaf vir die leidingstelsel van laserstraling, waarvan die bron 'n vloeibare laser sal wees. Van belang is die vereiste gespesifiseer in die werkverklaring oor die skepping van 'n vloeibare laser, en terselfdertyd die vereiste vir die teenwoordigheid van 'n veselkraglaser in die kompleks. Óf dit is 'n drukfout, óf 'n nuwe tipe vesellaser met 'n vloeibare aktiewe medium in 'n vesel is ontwikkel (ontwikkel), wat die voordele van 'n vloeibare laser kombineer in terme van die gerief van verkoeling en 'n vesellaser in die kombinasie van emitter pakkette.

Die belangrikste voordele van vesel-, vastestof- en vloeibare lasers is hul kompaktheid, die moontlikheid van 'n bondel toename in krag en gemak van integrasie in verskillende klasse wapens. Dit alles is anders as die BLK "Peresvet" laser, wat duidelik nie as 'n universele module ontwikkel is nie, maar as 'n oplossing gemaak "met 'n enkele doel, volgens 'n enkele konsep." Daarom kan die waarskynlikheid van implementering van BLK "Peresvet" in Weergawe No. 1 gebaseer op vesel-, vastestof- en vloeibare lasers as laag beoordeel word.

BLK "Peresvet". Uitvoering nommer 2. Gasdinamiese en chemiese lasers

Gasdinamiese en chemiese lasers kan as 'n verouderde oplossing beskou word. Hul grootste nadeel is die behoefte aan 'n groot aantal verbruikbare komponente wat nodig is om die reaksie te handhaaf, wat die ontvangs van laserstraling verseker. Nietemin was dit chemiese lasers wat die meeste ontwikkel is in die ontwikkeling van die 70's - 80's van die XX eeu.

Blykbaar is vir die eerste keer deurlopende stralingskragte van meer as 1 megawatt in die USSR en die VSA verkry op gasdinamiese lasers, wie se werking gebaseer is op adiabatiese verkoeling van verhitte gasmassas wat teen supersoniese spoed beweeg.

In die USSR, sedert die middel-70's van die 20ste eeu, is 'n luggedraagde laserkompleks A-60 ontwikkel op die basis van die Il-76MD-vliegtuig, vermoedelik gewapen met 'n RD0600-laser of sy analoog. Aanvanklik was die kompleks bedoel om outomatiese dryfballonne te bestry. As 'n wapen sou 'n deurlopende gasdinamiese CO-laser van 'n megawatt-klas wat deur die Khimavtomatika-ontwerpburo (KBKhA) ontwikkel is, geïnstalleer word. As deel van die toetse is 'n familie van GDT-bankmonsters geskep met 'n bestralingskrag van 10 tot 600 kW. Die nadele van die GDT is die lang stralingsgolflengte van 10,6 μm, wat 'n hoë diffraksie divergensie van die laserstraal verskaf.

Selfs hoër bestralingskragte is verkry met chemiese lasers gebaseer op deuteriumfluoried en met suurstof-jodium (jodium) lasers (COILs). In die besonder, binne die raamwerk van die Strategic Defense Initiative (SDI)-program in die Verenigde State, is 'n chemiese laser gebaseer op deuteriumfluoried met 'n krag van verskeie megawatt geskep; binne die raamwerk van die Amerikaanse Nasionale Anti-Ballistiese Missielverdediging (NMD))-program, die Boeing ABL (AirBorne Laser)-lugvaartkompleks met 'n suurstof-jodiumlaser met 'n krag van die orde van 1 megawatt.

VNIIEF het die wêreld se kragtigste gepulseerde chemiese laser vir die reaksie van fluoor met waterstof (deuterium) geskep en getoets, 'n herhalende gepulseerde laser ontwikkel met 'n stralingsenergie van etlike kJ per pols, 'n polsherhalingstempo van 1–4 Hz, en 'n stralingsdivergensie naby aan die diffraksiegrens en 'n doeltreffendheid van ongeveer 70% (die hoogste wat vir lasers behaal word).

In die tydperk van 1985 tot 2005. lasers is ontwikkel op die nie-kettingreaksie van fluoor met waterstof (deuterium), waar swaelheksafluoried SF6, wat in 'n elektriese ontlading dissosieer (fotodissosiasielaser?), as 'n fluoorbevattende stof gebruik is. Om langtermyn en veilige werking van die laser in 'n herhalende pulsmodus te verseker, is installasies met 'n geslote siklus van die verandering van die werkmengsel geskep. Die moontlikheid om 'n stralingsdivergensie naby die diffraksiegrens te verkry, 'n polsherhalingstempo van tot 1200 Hz, en 'n gemiddelde stralingskrag van etlike honderde watt word getoon.

Gasdinamiese en chemiese lasers het 'n beduidende nadeel, in die meeste oplossings is dit nodig om die aanvulling van die "ammunisie" voorraad te verseker, wat dikwels uit duur en giftige komponente bestaan. Dit is ook nodig om die uitlaatgasse wat voortspruit uit die werking van die laser skoon te maak. Oor die algemeen is dit moeilik om gas-dinamiese en chemiese lasers 'n doeltreffende oplossing te noem, en daarom het die meeste lande oorgeskakel na die ontwikkeling van vesel-, vastestof- en vloeibare lasers.

As ons praat oor 'n laser gebaseer op die nie-kettingreaksie van fluoor met deuterium, dissosieer in 'n elektriese ontlading, met 'n geslote siklus van die verandering van die werkmengsel, dan is in 2005 kragte van ongeveer 100 kW verkry, is dit onwaarskynlik dat tydens hierdie keer kon hulle tot 'n megawatt-vlak gebring word.

Met betrekking tot BLK "Peresvet", is die kwessie van die installering van 'n gasdinamiese en chemiese laser daarop nogal omstrede. Aan die een kant is daar beduidende ontwikkelings in Rusland op hierdie lasers. Inligting het op die internet verskyn oor die ontwikkeling van 'n verbeterde weergawe van die A 60 - A 60M-lugvaartkompleks met 'n 1 MW-laser. Daar word ook gesê oor die plasing van die "Peresvet"-kompleks op 'n vliegdekskip ", wat die tweede kant van dieselfde medalje kan wees. Dit wil sê, hulle kon eers 'n kragtiger grondkompleks gemaak het wat gebaseer is op 'n gasdinamiese of chemiese laser, en nou, na die gebaande pad, dit op 'n vliegdekskip installeer.

Die skepping van "Peresvet" is uitgevoer deur spesialiste van die kernsentrum in Sarov, by die Russiese Federale Kernsentrum - All-Russian Research Institute of Experimental Physics (RFNC-VNIIEF), by die reeds genoemde Instituut vir Laser Fisika Navorsing, wat ontwikkel onder andere gas-dinamiese en suurstof-jodium lasers …

Aan die ander kant, wat mens ook al mag sê, is gasdinamiese en chemiese lasers verouderde tegniese oplossings. Boonop word inligting aktief gesirkuleer oor die teenwoordigheid van 'n kernenergiebron in die Peresvet BLK om die laser aan te dryf, en in Sarov is hulle meer betrokke by die skepping van die nuutste deurbraaktegnologieë, wat dikwels met kernenergie geassosieer word.

Op grond van die voorafgaande kan aanvaar word dat die waarskynlikheid van implementering van die Peresvet BLK in Uitvoering No 2 op grond van gasdinamiese en chemiese lasers as matig geskat kan word

Kerngepompte lasers

In die laat 1960's het werk in die USSR begin aan die skepping van hoëkrag kerngepompte lasers. Eers het spesialiste van VNIIEF, I. A. E. Kurchatov en die Navorsingsinstituut vir Kernfisika, Moskou Staatsuniversiteit. Toe is by hulle aangesluit deur wetenskaplikes van MEPhI, VNIITF, IPPE en ander sentrums. In 1972 het VNIIEF 'n mengsel van helium en xenon met uraansplytingsfragmente opgewonde gemaak deur 'n VIR 2 gepulste reaktor te gebruik.

In 1974-1976. eksperimente word by die TIBR-1M-reaktor uitgevoer, waarin die laserstralingskrag ongeveer 1–2 kW was. In 1975, op die basis van die VIR-2 gepulste reaktor, is 'n twee-kanaal laser installasie LUNA-2 ontwikkel, wat nog in werking was in 2005, en dit is moontlik dat dit nog werk. In 1985 is 'n neonlaser vir die eerste keer in die wêreld by die LUNA-2M-fasiliteit gepomp.

In die vroeë 1980's het wetenskaplikes van VNIIEF, om 'n kernlaserelement te skep wat in 'n deurlopende modus werk, 'n 4-kanaal lasermodule LM-4 ontwikkel en vervaardig. Die stelsel word opgewonde deur 'n neutronvloed van die BIGR-reaktor. Die duur van die opwekking word bepaal deur die duur van die bestralingspuls van die reaktor. Vir die eerste keer in die wêreld is cw-lasing in kerngepompte lasers in die praktyk gedemonstreer, en die doeltreffendheid van die metode van transversale gassirkulasie is gedemonstreer. Die laserstralingskrag was ongeveer 100 W.

In 2001 is die LM-4-eenheid opgegradeer en het die benaming LM-4M / BIGR ontvang. Die werking van 'n multi-element kernlasertoestel in 'n deurlopende modus is gedemonstreer na 7 jaar van bewaring van die fasiliteit sonder om optiese en brandstofelemente te vervang. Die LM-4-installasie kan beskou word as 'n prototipe van 'n laserreaktor (RL), wat al sy eienskappe besit, behalwe vir die moontlikheid van 'n selfonderhoudende kernkettingreaksie.

In 2007, in plaas van die LM-4-module, is die LM-8 agtkanaallasermodule in werking gestel, waarin die opeenvolgende toevoeging van vier en twee laserkanale verskaf is.

'n Laserreaktor is 'n outonome toestel wat die funksies van 'n laserstelsel en 'n kernreaktor kombineer. Die aktiewe sone van 'n laserreaktor is 'n stel van 'n sekere aantal laserselle wat op 'n sekere manier in 'n neutronmoderatormatriks geplaas is. Die aantal laserselle kan wissel van honderde tot etlike duisende. Die totale hoeveelheid uraan wissel van 5-7 kg tot 40-70 kg, lineêre afmetings 2-5 m.

By VNIIEF is voorlopige skattings gemaak van die belangrikste energie-, kernfisiese, tegniese en operasionele parameters van verskeie weergawes van laserreaktore met laserkrag van 100 kW en hoër, wat van breukdele van 'n sekonde tot aaneenlopende modus werk. Ons het laserreaktors met hitte-akkumulasie in die reaktorkern in lanserings oorweeg, waarvan die duur beperk word deur die toelaatbare verhitting van die kern (hittekapasiteit radar) en deurlopende radar met die verwydering van termiese energie buite die kern.

Vermoedelik behoort 'n laserreaktor met 'n laserkrag van die orde van 1 MW ongeveer 3000 laserselle te bevat.

In Rusland is intensiewe werk aan kerngepompte lasers nie net by VNIIEF uitgevoer nie, maar ook by die Federal State Unitary Enterprise State Scientific Centre of the Russian Federation - Institute of Physics and Power Engineering vernoem na A. I. Leipunsky”, soos bewys deur die patent RU 2502140 vir die skepping van“Reaktor-laser installasie met direkte pomp deur splitsing fragmente”.

Spesialiste van die Staatsnavorsingsentrum van die Russiese Federasie IPPE het 'n energiemodel van 'n gepulseerde reaktor-laserstelsel ontwikkel - 'n kerngepompte optiese kwantumversterker (OKUYAN).

Herinner aan die verklaring deur die adjunkminister van verdediging van Rusland, Yuri Borisov in verlede jaar se onderhoud met die koerant Krasnaya Zvezda ("Laserstelsels het in diens geneem, wat dit moontlik maak om 'n potensiële vyand te ontwapen en al daardie voorwerpe te tref wat as 'n teiken vir die laserstraal van hierdie stelsel Ons kernwetenskaplikes het geleer om energie te konsentreer wat nodig is om die vyand se ooreenstemmende wapens prakties in oomblikke, in 'n kwessie van breukdele van 'n sekonde te verslaan "), kan ons sê dat die Peresvet BLK nie toegerus is met 'n klein -grootte kernreaktor wat die laser met elektrisiteit voed, maar met 'n laserreaktor, waarin splytingsenergie direk in laserstraling omgeskakel word.

Twyfel word slegs gewek deur die voormelde voorstel om die Peresvet BLK op die vliegtuig te plaas. Maak nie saak hoe jy die betroubaarheid van die draervliegtuig verseker nie, daar is altyd die risiko van 'n ongeluk en 'n vliegtuigongeluk met die daaropvolgende verstrooiing van radioaktiewe materiale. Dit is egter moontlik dat daar maniere is om die verspreiding van radioaktiewe materiale te voorkom wanneer die draer val. Ja, en ons het reeds 'n vlieënde reaktor in 'n kruisraket, die stormvoël.

Op grond van die voorafgaande kan aanvaar word dat die waarskynlikheid van implementering van die Peresvet BLK in weergawe 3 gebaseer op 'n kerngepompte laser as hoog geskat kan word

Dit is nie bekend of die geïnstalleerde laser gepols of aaneenlopend is nie. In die tweede geval is die tyd van deurlopende werking van die laser en die onderbrekings wat tussen bedryfsmodusse uitgevoer moet word, twyfelagtig. Hopelik het die Peresvet BLK 'n deurlopende laserreaktor, waarvan die bedryfstyd slegs deur die verskaffing van koelmiddel beperk word, of nie beperk word as verkoeling op 'n ander manier verskaf word nie.

In hierdie geval kan die optiese uitsetkrag van die Peresvet BLK in die reeks van 1-3 MW geskat word met die vooruitsig om na 5-10 MW te styg. Dit is skaars moontlik om 'n kernplofkop selfs met so 'n laser te tref, maar 'n vliegtuig, insluitend 'n onbemande vliegtuig, of 'n kruisraket is nogal. Dit is ook moontlik om die nederlaag van byna enige onbeskermde ruimtetuig in lae bane te verseker, en moontlik die sensitiewe elemente van ruimtetuie in hoër bane te beskadig.

Dus, die eerste teiken vir die Peresvet BLK kan die sensitiewe optiese elemente van die Amerikaanse missielaanvalwaarskuwingsatelliete wees, wat as 'n missielverdedigingselement kan optree in die geval van 'n Amerikaanse verrassingsontwapeningsaanval.

gevolgtrekkings

Soos ons aan die begin van die artikel gesê het, is daar 'n redelike groot aantal maniere om laserstraling te verkry. Benewens dié wat hierbo bespreek is, is daar ander soorte lasers wat effektief in militêre aangeleenthede gebruik kan word, byvoorbeeld 'n vryelektronlaser, waarin dit moontlik is om die golflengte oor 'n wye reeks tot sagte X-straalbestraling te verander. en wat net baie elektriese energie benodig.uitgereik deur 'n klein-grootte kernreaktor. So 'n laser word aktief ontwikkel in belang van die Amerikaanse vloot. Die gebruik van 'n gratis elektronlaser in die Peresvet BLK is egter onwaarskynlik, aangesien daar tans feitlik geen inligting is oor die ontwikkeling van lasers van hierdie tipe in Rusland nie, behalwe deelname in Rusland aan die program van die Europese X-straalvrye elektron laser.

Dit is nodig om te verstaan dat die beoordeling van die waarskynlikheid van die gebruik van hierdie of daardie oplossing in die Peresvet BLK taamlik voorwaardelik gegee word: die teenwoordigheid van slegs indirekte inligting verkry uit oop bronne laat nie toe om gevolgtrekkings met 'n hoë mate van betroubaarheid te formuleer nie.