Ang mga armas ng laser ay palaging kontrobersyal. Ang ilan ay isinasaalang-alang ito na sandata ng hinaharap, habang ang iba ay kategoryang tinatanggihan ang posibilidad ng paglitaw ng mga mabisang sample ng naturang mga sandata sa malapit na hinaharap. Naisip ng mga tao ang mga armas ng laser bago pa ang kanilang tunay na hitsura, isipin natin ang klasikong gawaing "The Hyperboloid of Engineer Garin" ni Alexei Tolstoy (syempre, ang gawain ay hindi nagpapahiwatig ng eksaktong isang laser, ngunit isang sandata na malapit dito sa aksyon at kahihinatnan ng paggamit nito).
Ang paglikha ng isang tunay na laser noong 50s - 60s ng XX siglo ay muling itinaas ang paksa ng mga armas ng laser. Sa mga nakaraang dekada, ito ay naging isang kailangang-kailangan na tampok ng mga science fiction films. Ang totoong tagumpay ay higit na katamtaman. Oo, ang mga laser ay sinakop ang isang mahalagang angkop na lugar sa reconnaissance at target na pagtatalaga ng mga sistema, malawak silang ginagamit sa industriya, ngunit para magamit bilang isang paraan ng pagkasira, ang kanilang lakas ay hindi pa sapat, at ang kanilang mga katangian ng timbang at laki ay hindi katanggap-tanggap. Paano nag-evolve ang mga teknolohiya ng laser, hanggang saan sila handa para sa mga aplikasyon ng militar sa kasalukuyang oras?
Ang unang laser sa pagpapatakbo ay nilikha noong 1960. Ito ay isang pulsed solid-state laser batay sa isang artipisyal na rubi. Sa oras ng paglikha, ito ang pinakamataas na teknolohiya. Ngayon, ang gayong laser ay maaaring tipunin sa bahay, habang ang lakas ng pulso ay maaaring umabot sa 100 J.
Ang isang nitrogen laser ay mas simple pa upang ipatupad; ang mga kumplikadong produktong komersyal ay hindi kinakailangan para sa pagpapatupad nito; maaari pa itong gumana sa nitrogen na nakapaloob sa himpapawid. Sa tuwid na mga bisig, maaari itong madaling tipunin sa bahay.
Mula noong nilikha ang unang laser, natagpuan ang isang malaking bilang ng mga paraan upang makakuha ng laser radiation. Mayroong mga solidong estado ng lasers, gas laser, tina ng tina laser, libreng electron laser, fiber laser, semiconductor laser, at iba pang mga laser. Gayundin, ang mga laser ay naiiba sa paraang nasasabik sila. Halimbawa, sa mga gas lasers ng iba't ibang mga disenyo, ang aktibong daluyan ay maaaring nasasabik sa pamamagitan ng optikal na radiation, kasalukuyang paglabas ng kuryente, reaksyong kemikal, pagbomba ng nukleyar, thermal pumping (gas-dynamic lasers, GDLs). Ang pagkakaroon ng mga semiconductor laser ay nagbigay ng mga laser ng uri ng DPSS (Diode-pumped solid-state laser).
Ang iba't ibang mga disenyo ng laser ay nagbibigay ng output ng radiation ng iba't ibang mga haba ng daluyong, mula sa malambot na X-ray hanggang sa infrared radiation. Ang mga Hard X-ray at gamma laser ay nasa pag-unlad. Pinapayagan kang pumili ng isang laser batay sa problemang nalulutas. Tungkol sa mga aplikasyon ng militar, nangangahulugan ito, halimbawa, ang posibilidad ng pagpili ng isang laser, na may radiation ng tulad ng isang haba ng daluyong na minimal na hinihigop ng kapaligiran ng planeta.
Dahil ang pagbuo ng unang prototype, ang lakas ay patuloy na pagtaas, ang mga katangian ng timbang at laki at ang kahusayan (kahusayan) ng mga laser ay napabuti. Malinaw na nakikita ito sa halimbawa ng mga diode ng laser. Noong dekada 90 ng huling siglo, ang mga laser pointer na may lakas na 2-5 mW ay lumitaw sa malawak na pagbebenta, noong 2005-2010 posible na bumili ng isang laser pointer na 200-300 mW, ngayon, sa 2019, mayroong laser pointers na may isang optical power na 7 na nabebentaSa Russia, may mga module ng infrared laser diode na may fiber optic output, lakas na optikal na 350 W.
Ang rate ng pagtaas sa lakas ng laser diode ay maihahambing sa rate ng pagtaas sa computational power ng mga processors, alinsunod sa batas ni Moore. Siyempre, ang mga laser diode ay hindi angkop para sa paglikha ng mga lasers ng labanan, ngunit ang mga ito, sa turn, ay ginagamit upang mag-usisa ng mahusay na solid-state at mga fiber laser. Para sa mga diode ng laser, ang kahusayan ng pag-convert ng enerhiya na elektrikal sa optikong enerhiya ay maaaring higit sa 50%, sa teoretikal, makakakuha ka ng isang kahusayan na higit sa 80%. Ang mataas na kahusayan ay hindi lamang nagpapababa ng mga kinakailangan sa supply ng kuryente, ngunit pinapasimple din ang paglamig ng kagamitan sa laser.
Ang isang mahalagang elemento ng laser ay ang system ng pagtuon ng sinag - mas maliit ang lugar ng lugar sa target, mas mataas ang density ng kuryente na nagpapahintulot sa pinsala. Ang pag-unlad sa pagbuo ng mga kumplikadong mga sistema ng salamin sa mata at ang paglitaw ng mga bagong materyal na pang-mataas na temperatura na ginagawang posible upang lumikha ng lubos na mahusay na mga sistema ng pagtuon. Ang nakatuon at naglalayong sistema ng pang-eksperimentong laser ng laser ng HEL ay may kasamang 127 salamin, lente at light filter.
Ang isa pang mahalagang sangkap na nagbibigay ng posibilidad ng paglikha ng mga sandata ng laser ay ang pagbuo ng mga system para sa paggabay at pagpapanatili ng sinag sa target. Upang maabot ang mga target sa isang "instant" na pagbaril, sa isang split segundo, kinakailangan ng gigawatt kapangyarihan, ngunit ang paglikha ng mga naturang laser at power supply para sa kanila sa isang mobile chassis ay isang bagay ng malayong hinaharap. Alinsunod dito, upang sirain ang mga target na may laser na may lakas na daan-daang kilowatts - sampu-sampung megawatts, kinakailangan upang mapanatili ang target ng laser radiation sa target ng ilang oras (mula sa maraming segundo hanggang maraming sampu-sampung segundo). Nangangailangan ito ng mga high-precision at high-speed drive na may kakayahang subaybayan ang target gamit ang laser beam, ayon sa system ng patnubay.
Kapag nagpapaputok sa mahabang mga saklaw, ang sistema ng patnubay ay dapat na magbayad para sa mga pagbaluktot na ipinakilala ng kapaligiran, kung saan maraming mga laser para sa iba't ibang mga layunin ang maaaring magamit sa sistema ng patnubay, na nagbibigay ng tumpak na patnubay ng pangunahing "labanan" na laser sa target.
Anong mga laser ang nakatanggap ng prayoridad na pag-unlad sa larangan ng sandata? Dahil sa kawalan ng mataas na lakas na mapagkukunan ng optical pumping, ang gas-dynamic at mga kemikal na laser ay naging tulad nito.
Sa pagtatapos ng ika-20 siglo, ang opinyon ng publiko ay hinalo ng programang American Strategic Defense Initiative (SDI). Bilang bahagi ng programang ito, pinaplano itong mag-deploy ng mga sandata ng laser sa lupa at sa kalawakan upang talunin ang Soviet intercontinental ballistic missiles (ICBMs). Para sa pagkakalagay sa orbit, dapat itong gumamit ng mga laser na pump na nukleyar na nagpapalabas sa saklaw na X-ray o mga laser na kemikal na may lakas na hanggang sa 20 megawatts.
Ang programang SDI ay naharap sa maraming mga kahirapan sa teknikal at isinara. Sa parehong oras, ang ilan sa pagsasaliksik na isinasagawa sa loob ng balangkas ng programa ay ginawang posible upang makakuha ng sapat na makapangyarihang mga laser. Noong 1985, isang deuterium fluoride laser na may output na lakas na 2.2 megawatts ang sumira sa isang likido-propellant na ballistic missile naayos ng 1 kilometro mula sa laser. Bilang resulta ng 12 segundong pag-iilaw, ang mga dingding ng rocket body ay nawalan ng lakas at nawasak ng panloob na presyon.
Sa USSR, isinagawa din ang pagbuo ng mga lasers ng labanan. Noong ikawalumpu't taong siglo ng XX, isinasagawa ang trabaho upang likhain ang Skif orbital platform na may gas-dynamic laser na may lakas na 100 kW. Ang Skif-DM malaking sukat na mock-up (Polyus spacecraft) ay inilunsad sa orbit ng Earth noong 1987, ngunit dahil sa isang bilang ng mga error hindi ito nakapasok sa kinakalkula na orbit at binaha sa Dagat Pasipiko kasama ang isang balistic trajectory. Ang pagbagsak ng USSR ay nagtapos dito at sa mga katulad na proyekto.
Ang malalaking pag-aaral ng mga armas ng laser ay isinagawa sa USSR bilang bahagi ng programa ng Terra. Ang programa ng zonal missile at anti-space defense system na may elemento ng nakagaganyak na sinag batay sa mataas na lakas na sandata ng laser na "Terra" ay ipinatupad mula 1965 hanggang 1992. Ayon sa bukas na data, sa loob ng balangkas ng program na ito, mga gas-dynamic laser, solid-state laser, explosive iodine photodissociation at iba pang mga uri ay nabuo. laser.
Gayundin sa USSR, mula sa kalagitnaan ng dekada 70 ng ika-20 siglo, isang laser-airborne laser A-60 ang binuo batay sa sasakyang panghimpapawid ng Il-76MD. Sa una, ang kumplikadong ay inilaan upang labanan ang awtomatikong pag-anod ng mga lobo. Bilang sandata, ang isang tuluy-tuloy na gas-dynamic na CO-laser ng isang megawatt na klase na binuo ng Khimavtomatika Design Bureau (KBKhA) ay mai-install.
Bilang bahagi ng mga pagsubok, isang pamilya ng mga sample ng bench ng GDT ay nilikha na may lakas na radiation mula 10 hanggang 600 kW. Maaaring ipagpalagay na sa oras ng pagsubok ng A-60 complex, isang 100 kW laser ang na-install dito.
Ang dosenang mga flight ay natupad sa pagsubok ng pag-install ng laser sa isang stratospheric lobo na matatagpuan sa taas na 30-40 km at sa target na La-17. Ipinapahiwatig ng ilang mapagkukunan na ang kumplikadong gamit ang sasakyang panghimpapawid na A-60 ay nilikha bilang isang sangkap ng laser na pang-aviation ng missile defense sa ilalim ng Terra-3 program.
Anong mga uri ng laser ang pinakapangako para sa mga aplikasyon ng militar sa kasalukuyang oras? Sa lahat ng mga bentahe ng gas-dynamic at mga kemikal na laser, mayroon silang mga makabuluhang kawalan: ang pangangailangan para sa mga natupok na sangkap, paglulunsad ng pagkawalang-kilos (ayon sa ilang mga mapagkukunan, hanggang sa isang minuto), makabuluhang paglabas ng init, malalaking sukat, at ang ani ng mga ginugol na sangkap ng aktibong daluyan. Ang mga nasabing laser ay maaari lamang mailagay sa malaking media.
Sa ngayon, ang mga solid-state at fiber laser ay may pinakamalaking prospect, para sa pagpapatakbo kung saan kinakailangan lamang na bigyan sila ng sapat na lakas. Ang US Navy ay aktibong bumubuo ng libreng teknolohiyang laser electron. Ang isang mahalagang bentahe ng mga fiber laser ay ang kanilang kakayahang sumukat, ibig sabihin ang kakayahang pagsamahin ang maraming mga module upang makakuha ng higit na lakas. Mahalaga rin ang kabaligtaran ng kakayahang sukatin, kung ang isang solidong estado na laser na may lakas na 300 kW ay nilikha, kung gayon tiyak na ang isang mas maliit na sukat na laser na may lakas na, halimbawa, 30 kW, ay maaaring likhain batay dito.
Ano ang sitwasyon sa mga hibla at solid-state laser sa Russia? Ang agham ng USSR sa mga tuntunin ng pag-unlad at paglikha ng mga laser ay ang pinaka-advanced sa buong mundo. Sa kasamaang palad, ang pagbagsak ng USSR ay nagbago sa lahat. Ang isa sa pinakamalaking kumpanya sa buong mundo para sa pag-unlad at paggawa ng mga fiber laser na IPG Photonics ay itinatag ng isang katutubo ng Russia na si V. P. Gapontsev batay sa kumpanya ng Russia na NTO IRE-Polyus. Ang pangunahing kumpanya, IPG Photonics, ay kasalukuyang nakarehistro sa Estados Unidos. Sa kabila ng katotohanang ang isa sa pinakamalaking mga site ng produksyon ng IPG Photonics ay matatagpuan sa Russia (Fryazino, Moscow Region), ang kumpanya ay nagpapatakbo sa ilalim ng batas ng US at ang mga laser nito ay hindi maaaring gamitin sa armadong pwersa ng Russia, kabilang ang kumpanya ay dapat sumunod sa mga parusa. ipinataw sa Russia.
Gayunpaman, ang mga kakayahan ng mga fiber laser ng IPG Photonics ay labis na mataas. Ang IPG mataas na lakas na tuloy-tuloy na mga lasers ng alon ng alon ay may saklaw na kuryente mula 1 kW hanggang 500 kW, pati na rin ang isang malawak na hanay ng mga haba ng daluyong, at ang kahusayan ng pag-convert ng elektrikal na enerhiya sa optikong enerhiya ay umabot sa 50%. Ang mga katangian ng pagkakaiba-iba ng mga lasers ng IPG fiber ay higit na nakahihigit sa iba pang mga laser power na mataas.
Mayroon bang ibang mga tagabuo at tagagawa ng modernong high-power fiber at solid-state laser sa Russia? Sa paghuhusga ng mga sampol sa komersyo, hindi.
Ang isang domestic tagagawa sa segment na pang-industriya ay nag-aalok ng mga gas laser na may maximum na lakas na sampu-sampung kW. Halimbawa, ang kumpanya na "Laser Systems" noong 2001 ay nagpakita ng isang oxygen-iodine laser na may lakas na 10 kW na may isang kemikal na kahusayan na lumalagpas sa 32%, na kung saan ay ang pinaka-promising compact autonomous na mapagkukunan ng malakas na laser radiation ng ganitong uri. Sa teorya, ang mga oxygen-iodine laser ay maaaring umabot sa mga antas ng kuryente na hanggang sa isang megawatt.
Sa parehong oras, hindi ito maaaring ganap na napagpasyahan na ang mga siyentipiko ng Russia ay pinamamahalaang gumawa ng isang tagumpay sa ilang iba pang direksyon ng paglikha ng mga laser na may kapangyarihan na mataas, batay sa isang malalim na pag-unawa sa pisika ng mga proseso ng laser.
Noong 2018, inihayag ng Pangulo ng Russia na si Vladimir Putin ang Peresvet laser complex, na idinisenyo upang malutas ang mga misyon ng pagtatanggol laban sa misil at sirain ang mga orbiter ng kaaway. Ang impormasyon tungkol sa Peresvet complex ay nauri, kabilang ang uri ng ginamit na laser (lasers?) At ang optikong lakas.
Maaaring ipagpalagay na ang malamang na kandidato para sa pag-install sa komplikadong ito ay isang gas na gawa sa gas, isang inapo ng laser na binuo para sa A-60 na programa. Sa kasong ito, ang lakas na salamin sa mata ng laser ng "Peresvet" na kumplikado ay maaaring 200-400 kilowatts, sa maasahin sa mabuti senaryo hanggang sa 1 megawatt. Ang naunang nabanggit na oxygen-iodine laser ay maaaring isaalang-alang bilang isa pang kandidato.
Kung magpapatuloy tayo mula dito, pagkatapos ay sa gilid ng kabin ng pangunahing sasakyan ng Peresvet complex, isang diesel o gasolina generator ng kasalukuyang kuryente, isang tagapiga, isang kompartimento ng imbakan para sa mga sangkap ng kemikal, isang laser na may isang sistema ng paglamig, at isang ang sistema ng patnubay ng laser beam ay maaaring matatagpuan sa serye. Ang radar o target na pagtuklas ng OLS ay wala kahit saan, na nagpapahiwatig ng panlabas na pagtatalaga ng target.
Sa anumang kaso, ang mga pagpapalagay na ito ay maaaring maging mali, kapwa may kaugnayan sa posibilidad na lumikha ng panimulang mga bagong laser ng mga domestic developer, at kaugnay ng kawalan ng maaasahang impormasyon sa optikong kapangyarihan ng Peresvet complex. Sa partikular, may impormasyon sa press tungkol sa pagkakaroon ng isang maliit na maliit na reactor na nukleyar bilang mapagkukunan ng enerhiya sa "Peresvet" na kumplikado. Kung totoo ito, pagkatapos ay ang pagsasaayos ng kumplikado at ang mga posibleng katangian ay maaaring ganap na magkakaiba.
Anong kapangyarihan ang kinakailangan para sa isang laser upang mabisang magamit para sa mga hangaring militar bilang paraan ng pagkasira? Higit na nakasalalay ito sa inilaan na saklaw ng paggamit at likas na katangian ng mga target na na-hit, pati na rin ang paraan ng kanilang pagkasira.
Kasama sa Vitebsk airborne self-defense complex ang isang L-370-3S aktibong jamming station. Kinokontra nito ang mga papasok na missile ng kaaway gamit ang isang thermal homing head sa pamamagitan ng pagbulag ng infrared laser radiation. Isinasaalang-alang ang mga sukat ng L-370-3S aktibong istasyon ng jammer, ang lakas ng emitter ng laser ay isang maximum ng maraming sampu-sampung watts. Halos hindi ito sapat upang sirain ang ulo ng homing ng missile, ngunit sapat na ito para sa pansamantalang pagkabulag.
Sa mga pagsubok ng A-60 complex na may 100 kW laser, ang mga target na L-17, na kumakatawan sa isang analogue ng isang jet sasakyang panghimpapawid, ay na-hit. Ang saklaw ng pagkawasak ay hindi kilala, maaari itong ipagpalagay na ito ay tungkol sa 5-10 km.
Mga halimbawa ng mga pagsubok ng mga banyagang laser system:
[
Batay sa nabanggit, maaari nating ipalagay:
- upang sirain ang maliliit na UAV sa layo na 1-5 na kilometro, kinakailangan ng isang laser na may lakas na 2-5 kW;
- upang sirain ang mga hindi nabantayan na mga minahan, mga shell, at mga bala na may mataas na katumpakan sa layo na 5-10 kilometro, kinakailangan ng isang laser na may lakas na 20-100 kW;
- upang maabot ang mga target tulad ng isang eroplano o isang misayl sa layo na 100-500 km, kinakailangan ng isang laser na may lakas na 1-10 MW.
Ang mga laser ng ipinahiwatig na kapangyarihan ay mayroon na o malilikha sa hinaharap na hinaharap. Anong mga uri ng sandata ng laser sa malapit na hinaharap ang maaaring magamit ng mga air force, ground force at navy, isasaalang-alang namin sa pagpapatuloy ng artikulong ito.
