BLK "Peresvet": bagaimana pedang laser Rusia berfungsi?

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Sejak penubuhannya, laser telah dilihat sebagai senjata yang berpotensi untuk merevolusikan pertempuran. Sejak pertengahan abad ke-20, laser telah menjadi sebahagian daripada filem fiksyen sains, senjata askar super dan kapal antara bintang.

Walau bagaimanapun, seperti yang sering berlaku dalam amalan, pembangunan laser berkuasa tinggi menghadapi kesukaran teknikal yang besar, yang telah membawa kepada fakta bahawa sehingga kini niche utama laser tentera telah menjadi penggunaannya dalam sistem peninjauan, sasaran dan sasaran. Walau bagaimanapun, kerja-kerja penciptaan laser tempur di negara-negara terkemuka di dunia hampir tidak berhenti, program untuk penciptaan senjata laser generasi baru menggantikan satu sama lain.

Terdahulu, kami meneliti beberapa peringkat dalam pembangunan laser dan penciptaan senjata laser, serta peringkat pembangunan dan situasi semasa dalam penciptaan senjata laser untuk tentera udara, senjata laser untuk tentera darat dan pertahanan udara., senjata laser untuk tentera laut. Pada masa ini, keamatan program untuk penciptaan senjata laser di negara yang berbeza adalah sangat tinggi sehingga tidak ada keraguan lagi bahawa mereka akan muncul di medan perang tidak lama lagi. Dan ia tidak akan semudah untuk melindungi diri anda daripada senjata laser seperti yang difikirkan oleh sesetengah orang, sekurang-kurangnya ia pasti tidak mungkin dilakukan dengan perak.

Jika anda melihat dengan teliti perkembangan senjata laser di negara asing, anda akan melihat bahawa kebanyakan sistem laser moden yang dicadangkan dilaksanakan berdasarkan gentian dan laser keadaan pepejal. Selain itu, untuk sebahagian besar, sistem laser ini direka untuk menyelesaikan masalah taktikal. Kuasa keluaran mereka kini berkisar antara 10 kW hingga 100 kW, tetapi pada masa akan datang ia boleh ditingkatkan kepada 300-500 kW. Di Rusia, hampir tidak ada maklumat tentang kerja penciptaan laser tempur kelas taktikal; kami akan bercakap tentang sebab mengapa ini berlaku di bawah.

Pada 1 Mac 2018, Presiden Rusia Vladimir Putin, semasa menyampaikan perutusannya kepada Perhimpunan Persekutuan, bersama beberapa sistem senjata terobosan lain, mengumumkan kompleks tempur laser Peresvet (BLK), saiz dan tujuan yang dimaksudkan yang membayangkan penggunaannya untuk menyelesaikan masalah strategik.

Kompleks Peresvet dikelilingi oleh tabir kerahsiaan. Ciri-ciri jenis senjata terbaru yang lain (kompleks "Dagger", "Avangard", "Zircon", "Poseidon") disuarakan pada satu tahap atau yang lain, yang sebahagiannya membolehkan kita menilai tujuan dan keberkesanannya. Pada masa yang sama, tiada maklumat khusus mengenai kompleks laser Peresvet diberikan: baik jenis laser yang dipasang, mahupun sumber tenaga untuknya. Sehubungan itu, tiada maklumat tentang kapasiti kompleks itu, yang seterusnya, tidak membenarkan kita memahami keupayaan sebenar dan matlamat serta objektif yang ditetapkan untuknya.

Sinaran laser boleh diperolehi dalam berpuluh-puluh, malah mungkin ratusan cara. Jadi apakah kaedah mendapatkan sinaran laser yang dilaksanakan dalam BLK Rusia terbaru "Peresvet"? Untuk menjawab soalan, kami akan mempertimbangkan pelbagai versi Peresvet BLK dan menilai tahap kebarangkalian pelaksanaannya.

Maklumat di bawah adalah andaian penulis berdasarkan maklumat daripada sumber terbuka yang disiarkan di Internet.

BLK "Peresvet". Nombor pelaksanaan 1. Fiber, keadaan pepejal dan laser cecair

Seperti yang dinyatakan di atas, trend utama dalam penciptaan senjata laser adalah pembangunan kompleks berdasarkan gentian optik. Kenapa ini terjadi? Kerana mudah untuk mengukur kuasa pemasangan laser berdasarkan laser gentian. Menggunakan pakej modul 5-10 kW, dapatkan sinaran pada output dengan kuasa 50-100 kW.

Bolehkah Peresvet BLK dilaksanakan berdasarkan teknologi ini? Berkemungkinan besar tidak. Sebab utama untuk ini ialah selama bertahun-tahun perestroika, pemaju terkemuka laser gentian, Persatuan Saintifik dan Teknikal IRE-Polyus, "melarikan diri" dari Rusia, atas dasar syarikat transnasional IPG Photonics Corporation ditubuhkan, didaftarkan. di Amerika Syarikat dan kini merupakan peneraju dunia dalam industri laser gentian kuasa tinggi. Perniagaan antarabangsa dan tempat utama pendaftaran IPG Photonics Corporation membayangkan kepatuhannya yang ketat kepada undang-undang AS, yang, memandangkan keadaan politik semasa, tidak membayangkan pemindahan teknologi kritikal ke Rusia, yang, sudah tentu, termasuk teknologi untuk mewujudkan tinggi- laser kuasa.

Bolehkah laser gentian dibangunkan di Rusia oleh organisasi lain? Mungkin, tetapi tidak mungkin, atau sementara ini adalah produk kuasa rendah. Laser gentian ialah produk komersial yang menguntungkan; oleh itu, ketiadaan laser gentian domestik berkuasa tinggi di pasaran berkemungkinan besar menunjukkan ketiadaan sebenar mereka.

Keadaannya serupa dengan laser keadaan pepejal. Mungkin, lebih sukar untuk melaksanakan penyelesaian kelompok di antara mereka, namun, mungkin, dan di negara asing ini adalah penyelesaian kedua paling meluas selepas laser serat. Maklumat mengenai laser keadaan pepejal industri berkuasa tinggi yang dibuat di Rusia tidak dijumpai. Kerja pada laser keadaan pepejal sedang dijalankan di Institut Penyelidikan Fizik Laser RFNC-VNIIEF (ILFI), jadi secara teorinya laser keadaan pepejal boleh dipasang di Peresvet BLK, tetapi dalam amalan ini tidak mungkin, kerana pada mulanya. sampel senjata laser yang lebih padat kemungkinan besar akan muncul atau pemasangan eksperimen.

Terdapat lebih sedikit maklumat tentang laser cecair, walaupun terdapat maklumat bahawa laser peperangan cecair sedang dibangunkan (adakah ia dibangunkan, tetapi adakah ia ditolak?) Di Amerika Syarikat di bawah program HELLADS (Sistem Pertahanan Kawasan Laser Cecair Tenaga Tinggi, "Pertahanan sistem berdasarkan laser cecair bertenaga tinggi"). Mungkin laser cecair mempunyai kelebihan kerana boleh menyejukkan, tetapi kecekapan (kecekapan) lebih rendah berbanding laser keadaan pepejal.

Pada tahun 2017, maklumat muncul mengenai penempatan Institut Penyelidikan Polyus tender untuk bahagian penting kerja penyelidikan (R&D), yang tujuannya adalah untuk mencipta kompleks laser mudah alih untuk memerangi kenderaan udara tanpa pemandu (UAV) kecil pada waktu siang dan keadaan senja. Kompleks ini harus terdiri daripada sistem pengesanan dan pembinaan laluan penerbangan sasaran, menyediakan penetapan sasaran untuk sistem panduan sinaran laser, yang sumbernya akan menjadi laser cecair. Yang menarik ialah keperluan yang dinyatakan dalam pernyataan kerja pada penciptaan laser cecair, dan pada masa yang sama keperluan untuk kehadiran laser kuasa gentian dalam kompleks. Sama ada ia adalah salah cetak, atau jenis laser gentian baharu dengan medium aktif cecair dalam gentian telah dibangunkan (dibangunkan), yang menggabungkan kelebihan laser cecair dari segi kemudahan penyejukan dan laser gentian dalam menggabungkan pemancar. pakej.

Kelebihan utama laser gentian, keadaan pepejal dan cecair adalah kekompakan mereka, kemungkinan peningkatan kumpulan dalam kuasa dan kemudahan penyepaduan ke dalam pelbagai kelas senjata. Semua ini tidak seperti laser BLK "Peresvet", yang jelas dibangunkan bukan sebagai modul universal, tetapi sebagai penyelesaian yang dibuat "dengan tujuan tunggal, mengikut konsep tunggal." Oleh itu, kebarangkalian pelaksanaan BLK "Peresvet" dalam Versi No. 1 berdasarkan gentian, keadaan pepejal dan laser cecair boleh dinilai sebagai rendah.

BLK "Peresvet". Nombor pelaksanaan 2. Laser dinamik gas dan kimia

Laser dinamik dan kimia gas boleh dianggap sebagai penyelesaian yang ketinggalan zaman. Kelemahan utama mereka ialah keperluan untuk sejumlah besar komponen boleh guna yang diperlukan untuk mengekalkan tindak balas, yang memastikan penerimaan sinaran laser. Walau bagaimanapun, ia adalah laser kimia yang paling maju dalam pembangunan 70-an - 80-an abad XX.

Nampaknya, buat pertama kalinya, kuasa sinaran berterusan melebihi 1 megawatt diperoleh di USSR dan Amerika Syarikat pada laser dinamik gas, yang operasinya berdasarkan penyejukan adiabatik jisim gas dipanaskan yang bergerak pada kelajuan supersonik.

Di USSR, sejak pertengahan 70-an abad ke-20, kompleks laser bawaan udara A-60 telah dibangunkan berdasarkan pesawat Il-76MD, mungkin dipersenjatai dengan laser RD0600 atau analognya. Pada mulanya, kompleks itu bertujuan untuk memerangi belon hanyut automatik. Sebagai senjata, laser CO dinamik gas berterusan kelas megawatt yang dibangunkan oleh Biro Reka Bentuk Khimavtomatika (KBKhA) akan dipasang. Sebagai sebahagian daripada ujian, satu keluarga sampel bangku GDT telah dicipta dengan kuasa sinaran dari 10 hingga 600 kW. Kelemahan GDT ialah panjang gelombang sinaran yang panjang iaitu 10.6 μm, yang memberikan perbezaan pembelauan yang tinggi bagi pancaran laser.

Malah kuasa sinaran yang lebih tinggi diperolehi dengan laser kimia berasaskan fluorida deuterium dan dengan laser oksigen-iodin (iodin) (COIL). Khususnya, dalam rangka program Inisiatif Pertahanan Strategik (SDI) di Amerika Syarikat, laser kimia berasaskan fluorida deuterium dengan kuasa beberapa megawatt telah dicipta; dalam rangka Pertahanan Peluru Berpandu Anti-Balik Kebangsaan AS (NMD).), kompleks penerbangan Boeing ABL (AirBorne Laser) dengan laser oksigen-iodin dengan kuasa sebanyak 1 megawatt.

VNIIEF telah mencipta dan menguji laser kimia berdenyut paling berkuasa di dunia untuk tindak balas fluorin dengan hidrogen (deuterium), membangunkan laser berdenyut berulang dengan tenaga sinaran beberapa kJ setiap nadi, kadar ulangan nadi 1–4 Hz, dan perbezaan sinaran hampir dengan had pembelauan dan kecekapan kira-kira 70% (yang tertinggi dicapai untuk laser).

Dalam tempoh 1985 hingga 2005. laser telah dibangunkan pada tindak balas bukan rantaian fluorin dengan hidrogen (deuterium), di mana sulfur heksafluorida SF6, berdisosiasi dalam nyahcas elektrik (laser pemisahan foto?), digunakan sebagai bahan yang mengandungi fluorin. Untuk memastikan operasi jangka panjang dan selamat laser dalam mod berdenyut berulang, pemasangan dengan kitaran tertutup menukar campuran kerja telah dibuat. Kemungkinan mendapatkan perbezaan sinaran hampir dengan had pembelauan, kadar ulangan nadi sehingga 1200 Hz, dan kuasa sinaran purata beberapa ratus watt ditunjukkan.

Laser dinamik gas dan kimia mempunyai kelemahan yang ketara, dalam kebanyakan penyelesaian adalah perlu untuk memastikan penambahan stok "peluru", yang sering terdiri daripada komponen mahal dan toksik. Ia juga perlu untuk membersihkan gas ekzos yang terhasil daripada operasi laser. Secara amnya, sukar untuk memanggil laser gas-dinamik dan kimia sebagai penyelesaian yang berkesan, itulah sebabnya kebanyakan negara telah beralih kepada pembangunan laser gentian, keadaan pepejal dan cecair.

Jika kita bercakap tentang laser berdasarkan tindak balas bukan rantaian fluorin dengan deuterium, berpisah dalam pelepasan elektrik, dengan kitaran tertutup menukar campuran kerja, maka pada tahun 2005 kuasa kira-kira 100 kW diperolehi, tidak mungkin semasa kali ini mereka boleh dibawa ke tahap megawatt.

Berkenaan dengan BLK "Peresvet", isu memasang laser gas-dinamik dan kimia di atasnya agak kontroversi. Di satu pihak, terdapat perkembangan penting di Rusia mengenai laser ini. Maklumat muncul di Internet tentang pembangunan versi kompleks penerbangan A 60 - A 60M yang dipertingkat dengan laser 1 MW. Ia juga dikatakan mengenai penempatan kompleks "Peresvet" pada kapal pengangkut pesawat ", yang mungkin merupakan sisi kedua pingat yang sama. Iaitu, pada mulanya mereka boleh membuat kompleks tanah yang lebih berkuasa berdasarkan laser dinamik gas atau kimia, dan kini, mengikut landasan yang dipukul, memasangnya pada kapal pengangkut pesawat.

Penciptaan "Peresvet" telah dijalankan oleh pakar pusat nuklear di Sarov, di Pusat Nuklear Persekutuan Rusia - Institut Penyelidikan Fizik Eksperimen All-Russian (RFNC-VNIIEF), di Institut Penyelidikan Fizik Laser yang telah disebutkan, yang, antara lain, membangunkan laser gas-dinamik dan oksigen-iodin …

Sebaliknya, apa sahaja yang boleh dikatakan, laser dinamik gas dan kimia adalah penyelesaian teknikal yang lapuk. Di samping itu, maklumat sedang beredar secara aktif tentang kehadiran sumber tenaga nuklear di Peresvet BLK untuk menggerakkan laser, dan di Sarov mereka lebih terlibat dalam penciptaan teknologi terobosan terkini, sering dikaitkan dengan tenaga nuklear.

Berdasarkan perkara di atas, boleh diandaikan bahawa kebarangkalian pelaksanaan Peresvet BLK dalam Perlaksanaan No. 2 berdasarkan laser gas-dinamik dan kimia boleh dianggarkan sebagai sederhana

Laser yang dipam nuklear

Pada akhir 1960-an, kerja bermula di USSR pada penciptaan laser pam nuklear berkuasa tinggi. Pada mulanya, pakar dari VNIIEF, I. A. E. Kurchatov dan Institut Penyelidikan Fizik Nuklear, Universiti Negeri Moscow. Kemudian mereka disertai oleh saintis dari MEPhI, VNIITF, IPPE dan pusat lain. Pada tahun 1972, VNIIEF mengujakan campuran helium dan xenon dengan serpihan pembelahan uranium menggunakan reaktor berdenyut VIR 2.

Pada tahun 1974-1976. eksperimen sedang dijalankan di reaktor TIBR-1M, di mana kuasa sinaran laser adalah kira-kira 1–2 kW. Pada tahun 1975, berdasarkan reaktor berdenyut VIR-2, pemasangan laser dua saluran LUNA-2 telah dibangunkan, yang masih beroperasi pada tahun 2005, dan ada kemungkinan ia masih berfungsi. Pada tahun 1985, laser neon telah dipam buat kali pertama di dunia di kemudahan LUNA-2M.

Pada awal 1980-an, saintis VNIIEF, untuk mencipta elemen laser nuklear yang beroperasi dalam mod berterusan, membangunkan dan mengeluarkan modul laser 4 saluran LM-4. Sistem ini teruja dengan fluks neutron daripada reaktor BIGR. Tempoh penjanaan ditentukan oleh tempoh nadi penyinaran reaktor. Buat pertama kali di dunia, pengelasan cw dalam laser pam nuklear ditunjukkan dalam amalan, dan kecekapan kaedah peredaran gas melintang telah ditunjukkan. Kuasa sinaran laser adalah kira-kira 100 W.

Pada tahun 2001, unit LM-4 telah dinaik taraf dan menerima jawatan LM-4M / BIGR. Operasi peranti laser nuklear berbilang unsur dalam mod berterusan ditunjukkan selepas 7 tahun pemuliharaan kemudahan tanpa menggantikan elemen optik dan bahan api. Pemasangan LM-4 boleh dianggap sebagai prototaip reaktor laser (RL), yang mempunyai semua kualitinya, kecuali kemungkinan tindak balas rantai nuklear yang mampan sendiri.

Pada tahun 2007, bukannya modul LM-4, modul laser lapan saluran LM-8 telah mula beroperasi, di mana penambahan berurutan empat dan dua saluran laser telah disediakan.

Reaktor laser ialah peranti autonomi yang menggabungkan fungsi sistem laser dan reaktor nuklear. Zon aktif reaktor laser ialah satu set bilangan sel laser tertentu yang diletakkan dengan cara tertentu dalam matriks penyederhana neutron. Bilangan sel laser boleh berkisar antara ratusan hingga beberapa ribu. Jumlah keseluruhan uranium berkisar antara 5-7 kg hingga 40-70 kg, dimensi linear 2-5 m.

Di VNIIEF, anggaran awal dibuat bagi parameter tenaga utama, nuklear-fizikal, teknikal dan operasi pelbagai versi reaktor laser dengan kuasa laser daripada 100 kW dan ke atas, beroperasi daripada pecahan sesaat kepada mod berterusan. Kami menganggap reaktor laser dengan pengumpulan haba dalam teras reaktor semasa pelancaran, tempoh yang dihadkan oleh pemanasan teras yang dibenarkan (radar kapasiti haba) dan radar berterusan dengan penyingkiran tenaga haba di luar teras.

Mungkin, reaktor laser dengan kuasa laser sebanyak 1 MW harus mengandungi kira-kira 3000 sel laser.

Di Rusia, kerja intensif pada laser yang dipam nuklear dilakukan bukan sahaja di VNIIEF, tetapi juga di Federal State Unitary Enterprise "Pusat Saintifik Negeri Persekutuan Rusia - Institut Fizik dan Kejuruteraan Kuasa yang dinamakan sempena A. I. Leipunsky ", seperti yang dibuktikan oleh paten RU 2502140 untuk penciptaan" Pemasangan reaktor-laser dengan pengepaman langsung oleh serpihan pembelahan ".

Pakar Pusat Penyelidikan Negeri Persekutuan Rusia IPPE telah membangunkan model tenaga sistem reaktor-laser berdenyut - penguat kuantum optik yang dipam nuklear (OKUYAN).

Mengimbas kembali kenyataan oleh Timbalan Menteri Pertahanan Rusia Yuri Borisov dalam wawancara tahun lalu dengan akhbar Krasnaya Zvezda ("Sistem laser telah memasuki perkhidmatan, yang memungkinkan untuk melucutkan senjata musuh yang berpotensi dan memukul semua objek yang menjadi sasaran untuk pancaran laser sistem ini. Para saintis nuklear kami telah belajar untuk menumpukan tenaga yang diperlukan untuk mengalahkan senjata musuh yang sepadan secara praktikal dalam beberapa saat, dalam masa pecahan sesaat "), kita boleh mengatakan bahawa Peresvet BLK tidak dilengkapi dengan senjata kecil. -Reaktor nuklear bersaiz yang menyuapkan laser dengan elektrik, tetapi dengan reaktor laser, di mana tenaga pembelahan terus ditukar kepada sinaran laser.

Keraguan hanya ditimbulkan oleh cadangan yang disebutkan di atas untuk meletakkan Peresvet BLK di dalam pesawat. Tidak kira bagaimana anda memastikan kebolehpercayaan pesawat pengangkut, sentiasa ada risiko kemalangan dan nahas kapal terbang dengan penyebaran bahan radioaktif berikutnya. Walau bagaimanapun, ada kemungkinan terdapat cara untuk mencegah penyebaran bahan radioaktif apabila pembawa jatuh. Ya, dan kami sudah mempunyai reaktor terbang dalam peluru berpandu pelayaran, petrel.

Berdasarkan perkara di atas, boleh diandaikan bahawa kebarangkalian pelaksanaan Peresvet BLK dalam versi 3 berdasarkan laser pam nuklear boleh dianggarkan sebagai tinggi

Tidak diketahui sama ada laser yang dipasang berdenyut atau berterusan. Dalam kes kedua, masa operasi berterusan laser dan rehat yang mesti dilakukan antara mod operasi boleh dipersoalkan. Mudah-mudahan, Peresvet BLK mempunyai reaktor laser berterusan, yang masa operasinya dihadkan hanya oleh bekalan penyejuk, atau tidak terhad jika penyejukan disediakan dengan cara lain.

Dalam kes ini, kuasa optik keluaran Peresvet BLK boleh dianggarkan dalam julat 1-3 MW dengan prospek meningkat kepada 5-10 MW. Tidak mustahil untuk memukul kepala peledak nuklear walaupun dengan laser sedemikian, tetapi pesawat, termasuk kenderaan udara tanpa pemandu, atau peluru berpandu jelajah adalah agak sukar. Ia juga mungkin untuk memastikan kekalahan hampir mana-mana kapal angkasa yang tidak dilindungi di orbit rendah, dan mungkin merosakkan elemen sensitif kapal angkasa di orbit yang lebih tinggi.

Oleh itu, sasaran pertama bagi Peresvet BLK mungkin unsur optik sensitif satelit amaran serangan peluru berpandu AS, yang boleh bertindak sebagai elemen pertahanan peluru berpandu sekiranya berlaku serangan melucutkan senjata mengejut AS.

kesimpulan

Seperti yang kami katakan pada permulaan artikel, terdapat sejumlah besar cara untuk mendapatkan sinaran laser. Sebagai tambahan kepada yang dibincangkan di atas, terdapat jenis laser lain yang boleh digunakan dengan berkesan dalam hal ehwal ketenteraan, contohnya, laser elektron bebas, di mana ia boleh mengubah panjang gelombang dalam julat yang luas sehingga sinaran sinar-X lembut. dan yang hanya memerlukan banyak tenaga elektrik.dikeluarkan oleh reaktor nuklear bersaiz kecil. Laser sedemikian sedang giat dibangunkan untuk kepentingan Tentera Laut AS. Walau bagaimanapun, penggunaan laser elektron bebas dalam Peresvet BLK tidak mungkin, kerana pada masa ini hampir tidak ada maklumat mengenai pembangunan laser jenis ini di Rusia, selain daripada penyertaan di Rusia dalam program X-ray percuma Eropah. laser elektron.

Adalah perlu untuk memahami bahawa penilaian kemungkinan menggunakan penyelesaian ini atau itu dalam BLK Peresvet diberikan dengan agak bersyarat: kehadiran hanya maklumat tidak langsung yang diperoleh daripada sumber terbuka tidak membenarkan merumuskan kesimpulan dengan tahap kebolehpercayaan yang tinggi.