Lazerler, başlangıcından bu yana, savaşta devrim yaratma potansiyeline sahip silahlar olarak görülmeye başlandı. 20. yüzyılın ortalarından bu yana lazerler, bilim kurgu filmlerinin, süper askerlerin silahlarının ve yıldızlararası gemilerin ayrılmaz bir parçası haline geldi.
Bununla birlikte, uygulamada sıklıkla olduğu gibi, yüksek güçlü lazerlerin geliştirilmesi, şimdiye kadar askeri lazerlerin ana nişinin keşif, nişan alma ve hedef belirleme sistemlerinde kullanımları haline gelmesine yol açan büyük teknik zorluklarla karşılaştı. Bununla birlikte, dünyanın önde gelen ülkelerinde savaş lazerlerinin yaratılması konusundaki çalışmalar pratikte durmadı, yeni nesil lazer silahlarının yaratılmasına yönelik programlar birbirinin yerini aldı.
Daha önce, lazerlerin geliştirilmesi ve lazer silahlarının yaratılmasındaki bazı aşamaların yanı sıra, hava kuvvetleri için lazer silahlarının, kara kuvvetleri için lazer silahlarının ve hava savunmasının oluşturulmasında geliştirme aşamalarını ve mevcut durumu inceledik., donanma için lazer silahları. Şu anda, farklı ülkelerde lazer silahlarının yaratılmasına yönelik programların yoğunluğu o kadar yüksek ki, yakında savaş alanında görüneceklerine dair hiçbir şüphe yok. Ve kendinizi lazer silahlarından korumak bazılarının düşündüğü kadar kolay olmayacak, en azından gümüşle bunu yapmak kesinlikle mümkün olmayacak.
Yabancı ülkelerde lazer silahlarının gelişimine yakından bakarsanız, önerilen modern lazer sistemlerinin çoğunun fiber ve katı hal lazerleri temelinde uygulandığını fark edeceksiniz. Ayrıca, çoğunlukla, bu lazer sistemleri taktik sorunları çözmek için tasarlanmıştır. Çıkış güçleri şu anda 10 kW ile 100 kW arasında değişmektedir, ancak gelecekte 300-500 kW'a yükseltilebilir. Rusya'da, taktik sınıf savaş lazerlerinin yaratılmasıyla ilgili çalışmalar hakkında pratikte hiçbir bilgi yok, bunun olmasının nedenleri hakkında aşağıda konuşacağız.
1 Mart 2018'de Rusya Devlet Başkanı Vladimir Putin, Federal Meclis'e mesajı sırasında, bir dizi başka çığır açan silah sistemiyle birlikte, boyutu ve kullanım amacını ima eden Peresvet lazer savaş kompleksini (BLK) duyurdu. stratejik görevleri çözmek için kullanımı.
Peresvet kompleksi bir gizlilik perdesi ile çevrilidir. Diğer en yeni silah türlerinin ("Hançer", "Avangard", "Zirkon", "Poseidon" kompleksleri) özellikleri, kısmen amaçlarını ve etkinliklerini yargılamamıza izin veren bir dereceye kadar dile getirildi. Aynı zamanda, Peresvet lazer kompleksi hakkında özel bir bilgi verilmedi: ne kurulu lazerin türü ne de bunun için enerji kaynağı. Buna göre, kompleksin kapasitesi hakkında hiçbir bilgi yoktur ve bu da gerçek yeteneklerini ve bunun için belirlenen amaç ve hedefleri anlamamıza izin vermez.
Lazer radyasyonu onlarca, hatta belki yüzlerce yolla elde edilebilir. Peki, en yeni Rus BLK "Peresvet" de lazer radyasyonu elde etmek için hangi yöntem uygulanmaktadır? Soruyu cevaplamak için Peresvet BLK'nın çeşitli versiyonlarını ele alacağız ve bunların uygulanma olasılık derecesini değerlendireceğiz.
Aşağıdaki bilgiler, yazarın internette yayınlanan açık kaynaklardan alınan bilgilere dayanan varsayımlarıdır
BLK "Peresvet". Yürütme numarası 1. Fiber, katı hal ve sıvı lazerler
Yukarıda belirtildiği gibi, lazer silahlarının yaratılmasındaki ana eğilim, fiber optiğe dayalı komplekslerin geliştirilmesidir. Bu neden oluyor? Çünkü fiber lazerlere dayalı lazer kurulumlarının gücünü ölçeklendirmek kolaydır. 5-10 kW'lık bir modül paketi kullanarak, çıkışta 50-100 kW radyasyon elde edin.
Peresvet BLK bu teknolojiler temelinde uygulanabilir mi? Olmaması kuvvetle muhtemeldir. Bunun ana nedeni, fiber lazerlerin önde gelen geliştiricisi olan perestroika yıllarında, IRE-Polyus Bilimsel ve Teknik Derneği'nin, ulusötesi şirket IPG Photonics Corporation'ın kurulduğu Rusya'dan "kaçması", kayıtlı olmasıdır. ABD'de ve şu anda endüstride dünya lideridir.yüksek güçlü fiber lazerler. IPG Photonics Corporation'ın uluslararası ticareti ve ana tescil yeri, mevcut siyasi durum göz önüne alındığında, kritik teknolojilerin Rusya'ya transferini ima etmeyen ABD yasalarına sıkı bir şekilde uyması anlamına gelir; bu, elbette, yüksek teknolojiler oluşturmak için teknolojiler içerir. güç lazerleri.
Fiber lazerler Rusya'da başka kuruluşlar tarafından geliştirilebilir mi? Belki, ama olası değil veya bunlar düşük güç ürünleri olsa da. Fiber lazerler karlı bir ticari üründür; bu nedenle, piyasada yüksek güçlü yerli fiber lazerlerin yokluğu, büyük olasılıkla gerçek yokluğunu gösterir.
Durum katı hal lazerlerinde de benzerdir. Muhtemelen bunlar arasında toplu bir çözüm uygulamak daha zordur, ancak yine de mümkündür ve yabancı ülkelerde bu, fiber lazerlerden sonra en yaygın ikinci çözümdür. Rusya'da üretilen yüksek güçlü endüstriyel katı hal lazerleri hakkında bilgi bulunamadı. Lazer Fiziği Araştırma Enstitüsü RFNC-VNIIEF'de (ILFI) katı hal lazerleri üzerinde çalışmalar yürütülmektedir, bu nedenle teorik olarak Peresvet BLK'ya bir katı hal lazeri takılabilir, ancak başlangıçta bu olası değildir. lazer silahlarının daha kompakt örnekleri büyük olasılıkla ortaya çıkacak veya deneysel kurulumlar.
Sıvı lazerler hakkında daha da az bilgi var, ancak sıvı savaş lazerinin geliştirildiği (geliştirildi, ancak reddedildi mi?) yüksek enerjili sıvı lazere dayalı sistem ). Muhtemelen sıvı lazerler, katı hal lazerlerine kıyasla soğutabilme, ancak daha düşük verimlilik (verimlilik) avantajına sahiptir.
2017 yılında, Polyus Araştırma Enstitüsü'nün, amacı gündüz küçük insansız hava araçlarıyla (İHA'lar) savaşmak için bir mobil lazer kompleksi oluşturmak olan araştırma çalışmasının (Ar-Ge) ayrılmaz bir parçası için bir ihalenin yerleştirilmesi hakkında bilgi ortaya çıktı ve alacakaranlık koşulları. Kompleks, kaynağı sıvı bir lazer olacak olan lazer radyasyonunun rehberlik sistemi için hedef belirleme sağlayan bir izleme sistemi ve hedef uçuş yollarının yapımından oluşmalıdır. İlgi çekici olan, sıvı bir lazerin oluşturulmasına ilişkin çalışma beyanında belirtilen gereklilik ve aynı zamanda komplekste bir güç fiber lazerinin bulunması gerekliliğidir. Ya bir yanlış baskıdır ya da bir fiberde sıvı aktif ortam içeren yeni bir fiber lazer türü geliştirildi (geliştirildi), bu, sıvı lazerin avantajlarını soğutma kolaylığı açısından ve bir fiber lazerin emitörü birleştirmedeki avantajlarını birleştiriyor. paketler.
Fiber, katı hal ve sıvı lazerlerin ana avantajları, kompakt olmaları, toplu güç oluşturma olasılığı ve çeşitli silah sınıflarına entegrasyon kolaylığıdır. Bütün bunlar, evrensel bir modül olarak değil, "tek bir konsepte göre tek bir hedefle" yapılan bir çözüm olarak açıkça geliştirilen BLK "Peresvet" lazerinden farklıdır. Bu nedenle, fiber, katı hal ve sıvı lazerlere dayalı Versiyon No. 1'de BLK "Peresvet"in uygulanma olasılığı düşük olarak tahmin edilebilir
BLK "Peresvet". Yürütme numarası 2. Gaz dinamik ve kimyasal lazerler
Gaz dinamik ve kimyasal lazerler modası geçmiş bir çözüm olarak kabul edilebilir. Ana dezavantajları, reaksiyonu sürdürmek için gerekli olan ve lazer radyasyonunun alınmasını sağlayan çok sayıda sarf malzemesi bileşenine ihtiyaç duymalarıdır. Bununla birlikte, XX yüzyılın 70'lerinin - 80'lerinin gelişiminde en çok geliştirilen kimyasal lazerlerdi.
Görünüşe göre, ilk kez, SSCB ve ABD'de, çalışması süpersonik bir hızda hareket eden ısıtılmış gaz kütlelerinin adyabatik soğutmasına dayanan gaz dinamik lazerlerde 1 megavattan fazla sürekli radyasyon gücü elde edildi.
SSCB'de, XX yüzyılın 70'lerinin ortalarından bu yana, muhtemelen bir RD0600 lazeri veya analogu ile donanmış Il-76MD uçağı temelinde hava tabanlı bir lazer kompleksi A-60 geliştirildi. Başlangıçta, kompleksin otomatik sürüklenen balonlarla mücadele etmesi amaçlandı. Silah olarak, Khimavtomatika Tasarım Bürosu (KBKhA) tarafından geliştirilen megawatt sınıfında sürekli bir gaz dinamik CO lazer kurulacaktı. Testlerin bir parçası olarak, 10 ila 600 kW arasında bir radyasyon gücüne sahip bir GDT tezgah numuneleri ailesi oluşturuldu. GDT'nin dezavantajları, lazer ışınının yüksek kırınım sapmasını sağlayan 10.6 μm'lik uzun radyasyon dalga boyudur.
Döteryum florür bazlı kimyasal lazerler ve oksijen-iyodin (iyot) lazerler (COIL'ler) ile daha da yüksek radyasyon güçleri elde edildi. Özellikle Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Stratejik Savunma Girişimi (SDI) programı çerçevesinde, ABD Ulusal Anti-Balistik Füze Savunması (NMD) çerçevesinde birkaç megavat gücünde döteryum florür bazlı kimyasal bir lazer oluşturuldu.) programı, Boeing ABL (AirBorne Laser) havacılık kompleksi, 1 megawatt gücünde bir oksijen-iyot lazerli.
VNIIEF, florin hidrojen (döteryum) ile reaksiyonu üzerinde dünyanın en güçlü darbeli kimyasal lazerini yarattı ve test etti, darbe başına birkaç kJ radyasyon enerjisine, 1-4 Hz darbe tekrarlama hızına ve tekrarlayan darbeli bir lazer geliştirdi. kırınım sınırına yakın radyasyon sapması ve yaklaşık %70'lik bir verimlilik (lazerler için elde edilen en yüksek değer).
1985'ten 2005'e kadar olan dönemde. lazerler, florin hidrojen (döteryum) ile zincirsiz reaksiyonu üzerine geliştirildi, burada flor içeren bir madde olarak kükürt heksaflorür SF6 kullanıldı, bir elektrik deşarjında ayrıştı (foto-ayrışma lazeri?). Lazerin tekrarlayan darbeli modda uzun süreli ve güvenli çalışmasını sağlamak için, çalışma karışımını değiştirmenin kapalı döngüsüne sahip tesisler oluşturulmuştur. Kırınım sınırına yakın bir radyasyon sapması, 1200 Hz'ye kadar bir darbe tekrarlama oranı ve birkaç yüz watt'lık bir ortalama radyasyon gücü elde etme olasılığı gösterilmiştir.
Gaz dinamik ve kimyasal lazerlerin önemli bir dezavantajı vardır, çoğu çözümde, genellikle pahalı ve toksik bileşenlerden oluşan "mühimmat" stoğunun yenilenmesini sağlamak gerekir. Lazerin çalışmasından kaynaklanan çıkış gazlarının da temizlenmesi gerekir. Genel olarak, gaz dinamik ve kimyasal lazerleri etkili bir çözüm olarak adlandırmak zordur, bu nedenle çoğu ülke fiber, katı hal ve sıvı lazerlerin geliştirilmesine geçmiştir.
Florun döteryum ile zincirsiz reaksiyonuna dayanan, elektrik deşarjında ayrışan, kapalı bir çalışma karışımı değiştirme döngüsüne dayanan bir lazer hakkında konuşursak, 2005'te 100 kW'lık güçler elde edildi, bu olası değildir. bu süre zarfında bir megawatt seviyesine getirilebilirler.
Peresvet BLK ile ilgili olarak, üzerine gaz dinamik ve kimyasal bir lazer takma konusu oldukça tartışmalıdır. Bir yandan bu lazerler konusunda Rusya'da önemli gelişmeler var. İnternette A 60 - A 60M havacılık kompleksinin 1 MW lazerli geliştirilmiş bir versiyonunun geliştirilmesi hakkında bilgiler ortaya çıktı. Aynı madalyanın ikinci yüzü olabilecek bir uçak gemisine "Peresvet" kompleksinin yerleştirilmesi hakkında da söyleniyor. Yani, ilk başta bir gaz-dinamik veya kimyasal lazere dayalı daha güçlü bir yer kompleksi yapabilirlerdi ve şimdi, dövülmüş yolu takip ederek bir uçak gemisine kurabilirlerdi.
"Peresvet" in oluşturulması, daha önce bahsedilen Lazer Fiziği Araştırma Enstitüsü'nde, Rusya Federal Nükleer Merkezi - Tüm Rusya Deneysel Fizik Araştırma Enstitüsü'nde (RFNC-VNIIEF) Sarov'daki nükleer merkezin uzmanları tarafından gerçekleştirildi., diğer şeylerin yanı sıra, gaz-dinamik ve oksijen-iyot lazerleri geliştirir …
Öte yandan, ne derse desin, gaz dinamik ve kimyasal lazerler modası geçmiş teknik çözümlerdir. Ek olarak, lazere güç sağlamak için Peresvet BLK'da bir nükleer enerji kaynağının varlığı hakkında aktif olarak bilgi dolaşıyor ve Sarov'da, genellikle nükleer enerjiyle ilişkili en son atılım teknolojilerinin yaratılmasıyla daha fazla ilgileniyorlar.
Yukarıdakilere dayanarak, Gaz-dinamik ve kimyasal lazerler temelinde Yürütme No. 2'de Peresvet BLK'nın uygulanma olasılığının orta düzeyde olduğu varsayılabilir
Nükleer pompalı lazerler
1960'ların sonlarında, SSCB'de yüksek güçlü nükleer pompalı lazerlerin yaratılması için çalışmalar başladı. İlk başta, VNIIEF, I. A. E.'den uzmanlar. Kurchatov ve Moskova Devlet Üniversitesi Nükleer Fizik Araştırma Enstitüsü. Daha sonra onlara MEPhI, VNIITF, IPPE ve diğer merkezlerden bilim adamları katıldı. 1972'de VNIIEF, bir VIR 2 darbeli reaktör kullanarak uranyum fisyon parçaları ile helyum ve ksenon karışımını heyecanlandırdı.
1974-1976'da. lazer radyasyon gücünün yaklaşık 1-2 kW olduğu TIBR-1M reaktöründe deneyler yürütülmektedir. 1975 yılında, VIR-2 darbeli reaktör temelinde, 2005 yılında hala faaliyette olan iki kanallı bir lazer tesisi LUNA-2 geliştirildi ve hala çalışıyor olması mümkündür. 1985 yılında, LUNA-2M tesisinde dünyada ilk kez bir neon lazer pompalandı.
1980'lerin başında, VNIIEF bilim adamları, sürekli modda çalışan bir nükleer lazer elemanı oluşturmak için 4 kanallı bir lazer modülü LM-4 geliştirdi ve üretti. Sistem, BIGR reaktöründen gelen bir nötron akışı tarafından uyarılır. Üretimin süresi, reaktörün ışınlama darbesinin süresi ile belirlenir. Dünyada ilk kez nükleer pompalı lazerlerde cw lazer uygulamalı olarak gösterildi ve enine gaz sirkülasyonu yönteminin etkinliği gösterildi. Lazer radyasyon gücü yaklaşık 100 W idi.
2001 yılında, LM-4 ünitesi yükseltildi ve LM-4M / BIGR adını aldı. Çok elemanlı bir nükleer lazer cihazının sürekli modda çalışması, tesisin optik ve yakıt elemanlarını değiştirmeden 7 yıllık korunmasından sonra gösterildi. LM-4 kurulumu, kendi kendini idame ettiren bir nükleer zincir reaksiyonu olasılığı dışında, tüm niteliklerine sahip bir reaktör-lazerin (RL) prototipi olarak düşünülebilir.
2007 yılında, LM-4 modülü yerine, dört ve iki lazer kanalının sıralı eklenmesinin sağlandığı sekiz kanallı bir lazer modülü LM-8 devreye alındı.
Bir lazer reaktörü, bir lazer sisteminin ve bir nükleer reaktörün işlevlerini birleştiren otonom bir cihazdır. Bir lazer reaktörünün aktif bölgesi, bir nötron moderatör matrisine belirli bir şekilde yerleştirilmiş belirli sayıda lazer hücresi kümesidir. Lazer hücrelerinin sayısı yüzlerce ila birkaç bin arasında değişebilir. Toplam uranyum miktarı 5-7 kg ile 40-70 kg arasında değişmektedir, lineer boyutlar 2-5 m.
VNIIEF'de, bir saniyenin kesirlerinden sürekli moda kadar çalışan 100 kW ve üzeri lazer gücüne sahip çeşitli lazer reaktör versiyonlarının ana enerji, nükleer-fiziksel, teknik ve operasyonel parametrelerinin ön tahminleri yapıldı. Süreleri çekirdeğin izin verilen ısınması (ısı kapasitesi radarı) ve çekirdeğin dışındaki termal enerjinin çıkarılmasıyla sürekli radar ile sınırlı olan fırlatmalarda reaktör çekirdeğinde ısı birikimi olan lazer reaktörleri düşündük.
Tahminen, 1 MW düzeyinde bir lazer gücüne sahip bir lazer reaktörü, yaklaşık 3000 lazer hücresi içermelidir.
Rusya'da, nükleer pompalı lazerler üzerinde yoğun çalışmalar sadece VNIIEF'de değil, aynı zamanda Federal Devlet Üniter Teşebbüsü “Rusya Federasyonu Devlet Bilim Merkezi - A. I. Leipunsky”, RU 2502140 patenti ile“fisyon parçaları ile doğrudan pompalama ile reaktör-lazer kurulumu”oluşturulması için kanıtlandığı gibi.
Rusya Federasyonu IPPE Devlet Araştırma Merkezi uzmanları, nükleer pompalı bir optik kuantum amplifikatörü (OKUYAN) olan darbeli bir reaktör-lazer sisteminin bir enerji modelini geliştirdi.
Rusya Savunma Bakan Yardımcısı Yuri Borisov'un geçen yıl Krasnaya Zvezda gazetesine verdiği röportajda yaptığı açıklamayı hatırlatarak, Peresvet BLK'nın lazere elektrik sağlayan küçük boyutlu bir nükleer reaktörle değil, fisyon enerjisinin doğrudan lazer radyasyonuna dönüştürüldüğü bir reaktör-lazer ile donatıldığını söyleyebiliriz.
Şüphe, yalnızca Peresvet BLK'yı uçağa yerleştirmek için yukarıda belirtilen teklif tarafından gündeme getirildi. Taşıyıcı uçağın güvenilirliğini nasıl sağlarsanız sağlayın, her zaman bir kaza ve ardından radyoaktif malzemelerin saçılmasıyla uçak kazası riski vardır. Bununla birlikte, taşıyıcı düştüğünde radyoaktif maddelerin yayılmasını önlemenin yolları vardır. Evet ve zaten bir seyir füzesinde uçan bir reaktörümüz var, petrel.
Yukarıdakilere dayanarak, nükleer pompalı bir lazere dayalı Peresvet BLK'nın 3 numaralı versiyonda uygulanma olasılığının yüksek olarak tahmin edilebileceği varsayılabilir
Takılan lazerin darbeli mi yoksa sürekli mi olduğu bilinmiyor. İkinci durumda, lazerin sürekli çalışma süresi ve çalışma modları arasında yapılması gereken molalar şüphelidir. Umuyoruz ki, Peresvet BLK, çalışma süresi yalnızca soğutucu beslemesiyle sınırlı olan veya soğutma başka bir şekilde sağlandığında sınırlı olmayan sürekli bir lazer reaktörüne sahiptir.
Bu durumda, Peresvet BLK'nın çıkış optik gücü, 5-10 MW'a çıkma olasılığı ile 1-3 MW aralığında tahmin edilebilir. Böyle bir lazerle bile nükleer bir savaş başlığını vurmak pek mümkün değil, ancak insansız hava aracı veya seyir füzesi de dahil olmak üzere bir uçak oldukça yeterli. Alçak yörüngelerde hemen hemen her korumasız uzay aracının yenilgisini sağlamak ve muhtemelen daha yüksek yörüngelerde uzay aracının hassas unsurlarına zarar vermek de mümkündür.
Dolayısıyla Peresvet BLK için ilk hedef, ABD'nin sürpriz bir silahsızlanma saldırısı durumunda füze savunma unsuru olarak görev yapabilen ABD füze saldırı uyarı uydularının hassas optik unsurları olabilir.
sonuçlar
Yazının başında da söylediğimiz gibi lazer radyasyonu elde etmenin oldukça fazla sayıda yolu vardır. Yukarıda tartışılanlara ek olarak, dalga boyunu yumuşak X ışınlarına kadar geniş bir aralıkta değiştirmenin mümkün olduğu serbest elektron lazeri gibi askeri işlerde etkin bir şekilde kullanılabilecek başka lazer türleri de vardır. radyasyon ve sadece küçük boyutlu bir nükleer reaktör tarafından üretilen çok fazla elektrik enerjisine ihtiyaç duyan. Böyle bir lazer, ABD Donanması'nın çıkarları için aktif olarak geliştirilmektedir. Bununla birlikte, Peresvet BLK'da serbest elektron lazerinin kullanılması olası değildir, çünkü şu anda Rusya'da bu tür lazerlerin gelişimi hakkında, Avrupa X-ışını serbest elektron lazer programına Rusya'ya katılım dışında pratikte hiçbir bilgi yoktur..
Peresvet BLK'da bu veya bu çözümü kullanma olasılığının değerlendirmesinin oldukça geçici olarak verildiğini anlamak gerekir: yalnızca açık kaynaklardan elde edilen dolaylı bilgilerin varlığı, sonuçların yüksek derecede güvenilirliğe sahip formüle edilmesine izin vermez.
