Hapo awali, tulichunguza jinsi teknolojia za laser zinavyokua, ni silaha gani za laser zinaweza kuundwa kwa matumizi kwa masilahi ya vikosi vya anga, vikosi vya ardhini na ulinzi wa anga, na navy.
Sasa tunahitaji kuelewa ikiwa inawezekana kujitetea dhidi yake, na jinsi gani. Mara nyingi husemwa kuwa ni ya kutosha kufunika roketi na mipako ya kioo au kupaka projectile, lakini kwa bahati mbaya, kila kitu sio rahisi sana.
Kioo cha kawaida kilichofunikwa na aluminium kinaonyesha karibu 95% ya mionzi ya tukio, na ufanisi wake unategemea sana urefu wa urefu.
Kati ya vifaa vyote vilivyoonyeshwa kwenye grafu, aluminium ina mwonekano wa juu zaidi, ambayo sio nyenzo ya kinzani. Ikiwa, ikifunuliwa na mionzi ya nguvu ya chini, kioo huwaka kidogo, basi wakati mionzi yenye nguvu inapiga, nyenzo za mipako ya glasi zitakuwa haraka kutumika, ambayo itasababisha kuzorota kwa mali yake ya kutafakari na kupokanzwa zaidi kama mlipuko na uharibifu.
Kwa urefu wa chini ya 200 nm, ufanisi wa vioo hupungua sana; dhidi ya mionzi ya ultraviolet au X-ray (laser ya elektroni ya bure) ulinzi kama huo hautafanya kazi kabisa.
Kuna vifaa vya majaribio vya bandia vyenye kutafakari kwa 100%, lakini hufanya kazi kwa urefu fulani tu. Pia, vioo vinaweza kufunikwa na mipako maalum ya safu anuwai ambayo huongeza kutafakari kwao hadi 99.999%. Lakini njia hii pia inafanya kazi kwa urefu mmoja tu wa wimbi, na tukio kwa pembe fulani.
Usisahau kwamba hali ya uendeshaji wa silaha iko mbali na ile ya maabara, i.e. roketi ya kioo au projectile itahitaji kuhifadhiwa kwenye kontena lililojazwa na gesi isiyofaa. Haze kidogo au smudge, kama vile kutoka kwa alama za mikono, itaharibu mwangaza wa kioo mara moja.
Kuacha chombo hicho kutaweka wazi uso wa kioo kwa mazingira - anga na joto. Ikiwa uso wa kioo haufunikwa na filamu ya kinga, basi hii itasababisha kuzorota kwa mali yake ya kutafakari, na ikiwa imefunikwa na mipako ya kinga, itakuwa yenyewe kuzorota mali ya kutafakari ya uso.
Kwa muhtasari wa hapo juu, tunaona kuwa kinga ya kioo haifai sana kwa kinga dhidi ya silaha za laser. Na nini basi inafaa?
Kwa kiwango fulani, njia ya "kupaka" nishati ya mafuta ya boriti ya laser juu ya mwili kwa kutoa mwendo wa kuzunguka wa ndege (AC) karibu na mhimili wake wa urefu itasaidia. Lakini njia hii inafaa tu kwa risasi na kwa kiwango kidogo kwa magari ya angani yasiyopangwa (UAVs), kwa kiwango kidogo itakuwa yenye ufanisi wakati laser imemwagishwa mbele ya mwili.
Kwa aina zingine za vitu vilivyolindwa, kwa mfano, kwenye mabomu ya kuteleza, makombora ya kusafiri (CR), au makombora ya anti-tank (ATGM) yanayoshambulia lengo wakati wa kuruka kutoka juu, njia hii pia haiwezi kutumika. Isiyozunguka, kwa sehemu kubwa, ni migodi ya chokaa. Ni ngumu kukusanya data kwenye ndege zote ambazo hazizunguki, lakini nina hakika ziko nyingi.
Kwa hali yoyote, mzunguko wa ndege utapunguza tu athari za mionzi ya laser kwenye lengo, kwa sababujoto linaloambukizwa na mionzi yenye nguvu ya laser kwa mwili itahamishiwa kwa miundo ya ndani na zaidi kwa vifaa vyote vya ndege.
Matumizi ya mafusho na erosoli kama hatua za kukabiliana na silaha za laser pia ni mdogo. Kama ilivyotajwa tayari katika nakala za safu hii, utumiaji wa lasers dhidi ya magari au meli za kivita za ardhini zinawezekana tu wakati zinatumiwa dhidi ya vifaa vya ufuatiliaji, kwa ulinzi ambao tutarudi baadaye. Sio kweli kuchoma moto wa gari / tanki ya kupigania watoto wachanga au meli ya uso na boriti ya laser katika siku zijazo zinazoonekana.
Kwa kweli, haiwezekani kutumia moshi au kinga ya erosoli dhidi ya ndege. Kwa sababu ya kasi kubwa ya ndege, moshi au erosoli itarudishwa nyuma na shinikizo la hewa linalokuja, katika helikopta watapeperushwa na mtiririko wa hewa kutoka kwa propela.
Kwa hivyo, kinga dhidi ya silaha za laser kwa njia ya mafusho yaliyopuliziwa na erosoli zinaweza kuhitajika tu kwenye magari yenye silaha nyepesi. Kwa upande mwingine, mizinga na magari mengine ya kivita mara nyingi tayari yamewekwa na mifumo ya kawaida ya kuweka skrini za moshi ili kuvuruga utekaji wa mifumo ya silaha za adui, na katika kesi hii, wakati wa kukuza vichungi vinavyofaa, zinaweza pia kutumiwa kukabiliana na silaha za laser.
Kurudi kwa ulinzi wa vifaa vya upelelezi wa macho na joto, inaweza kudhaniwa kuwa usanikishaji wa vichungi vya macho vinavyozuia kupitishwa kwa mionzi ya laser ya urefu fulani utafaa tu katika hatua ya kwanza ya ulinzi dhidi ya silaha za nguvu za chini za laser, kwa sababu zifuatazo:
- katika huduma kutakuwa na anuwai kubwa ya lasers kutoka kwa wazalishaji tofauti wanaofanya kazi kwa urefu tofauti wa mawimbi;
- kichungi kilichoundwa kunyonya au kutafakari urefu fulani wa mawimbi, ukifunuliwa na mionzi yenye nguvu, inaweza kushindwa, ambayo itasababisha mionzi ya laser kupiga vitu nyeti, au kutofaulu kwa macho yenyewe (mawingu, upotoshaji wa picha);
- lasers zingine, haswa laser ya elektroni ya bure, zinaweza kubadilisha urefu wa kazi kwa anuwai.
Ulinzi wa vifaa vya upelelezi vya macho na joto vinaweza kufanywa kwa vifaa vya ardhini, meli na vifaa vya anga, kwa kufunga skrini za kasi za kinga. Ikiwa mionzi ya laser imegunduliwa, skrini ya kinga inapaswa kufunika lensi kwa sekunde ya sekunde, lakini hata hii haihakikishi kutokuwepo kwa uharibifu kwa vitu nyeti. Inawezekana kwamba utumiaji mkubwa wa silaha za laser kwa muda utahitaji angalau kurudia kwa mali za upelelezi zinazofanya kazi katika safu ya macho.
Ikiwa kwa wabebaji wakubwa usanikishaji wa skrini za kinga na njia za kurudia za upelelezi wa picha ya macho na joto inawezekana kabisa, basi kwa silaha za usahihi wa hali ya juu, haswa zile zenye ngumu, hii ni ngumu zaidi kufanya. Kwanza, mahitaji ya uzito na saizi ya ulinzi yameimarishwa sana, na pili, athari ya mionzi ya nguvu ya nguvu ya laser hata kwa shutter iliyofungwa inaweza kusababisha kupokanzwa kwa vifaa vya mfumo wa macho kwa sababu ya mpangilio mnene, ambayo itasababisha sehemu au usumbufu kamili wa utendaji wake.
Njia zipi zinaweza kutumiwa kulinda vyema vifaa na silaha kutoka kwa silaha za laser? Kuna njia mbili kuu - kinga ya ablative na kinga ya kujenga-kuhami joto.
Ulinzi wa ablation (kutoka kwa Kilatini ablatio - kuchukua, carryover ya misa) inategemea kuondolewa kwa dutu kutoka kwa uso wa kitu kilichohifadhiwa na mtiririko wa gesi ya moto na / au juu ya urekebishaji wa safu ya mpaka, ambayo kwa pamoja kwa kiasi kikubwa hupunguza uhamisho wa joto kwenye uso uliolindwa. Kwa maneno mengine, nishati inayoingia hutumika inapokanzwa, kuyeyuka, na uvukizi wa nyenzo za kinga.
Kwa sasa, kinga ya kihalali hutumiwa kikamilifu katika moduli za kushuka kwa chombo cha angani (SC) na kwenye nozzles za injini za ndege. Zinazotumiwa sana ni plastiki za kuchaji kulingana na phenolic, organosilicon na resini zingine za syntetisk zenye kaboni (pamoja na grafiti), dioksidi ya silika (silika, quartz), na nylon kama vichungi.
Ulinzi wa ablation ni wa kutolewa, mzito na mwingi, kwa hivyo haina maana kuitumia kwenye ndege zinazoweza kutumika tena (soma sio ndege zote zilizo na manne, na ndege nyingi ambazo hazina mtu). Matumizi yake tu ni kwenye projectiles zilizoongozwa na zisizo na mwelekeo. Na hapa swali kuu ni jinsi nene inapaswa kuwa kinga ya laser na nguvu, kwa mfano, 100 kW, 300 kW, nk.
Kwenye chombo cha anga cha Apollo, unene wa safu ya kukinga ni kati ya 8 hadi 44 mm kwa joto kutoka digrii mia kadhaa hadi elfu kadhaa. Mahali fulani katika anuwai hii, unene unaohitajika wa kinga ya kiuhalisi kutoka kwa lasers za mapigano pia utalala. Ni rahisi kufikiria jinsi itaathiri uzito na sifa za saizi, na, kwa hivyo, anuwai, ujanja, uzito wa kichwa cha vita na vigezo vingine vya risasi. Kinga ya mafuta ya asili inapaswa pia kuhimili kupita kiasi wakati wa uzinduzi na uendeshaji, kufuata kanuni za sheria na masharti ya uhifadhi wa risasi.
Risasi ambazo hazijafutwa zina mashaka, kwani uharibifu wa kutofautisha wa kinga dhidi ya mionzi ya laser inaweza kubadilisha vifaa vya nje, kama matokeo ambayo risasi zinatoka kwa lengo. Ikiwa kinga ya ablative tayari imetumika mahali pengine, kwa mfano, katika risasi za hypersonic, basi italazimika kuongeza unene wake.
Njia nyingine ya ulinzi ni mipako ya kimuundo au utekelezaji wa kesi hiyo na tabaka kadhaa za kinga za vifaa vya kukataa ambavyo havihimili ushawishi wa nje.
Ikiwa tutatoa mlinganisho na chombo cha angani, basi tunaweza kuzingatia ulinzi wa joto wa chombo kinachoweza kutumika "Buran". Katika maeneo ambayo joto la uso ni 371 - 1260 digrii Celsius, mipako ilitumika yenye nyuzi za quartz amofasi 99.7% ya usafi, ambayo binder, colloidal silicon dioksidi, iliongezwa. Kifuniko kinafanywa kwa njia ya matofali ya saizi mbili za kawaida na unene wa 5 hadi 64 mm.
Kioo cha borosiliti kilicho na rangi maalum (mipako nyeupe kulingana na oksidi ya silicon na alumina yenye kung'aa) hutumika kwa uso wa nje wa vigae ili kupata mgawo wa chini wa ngozi ya mionzi ya jua na uchungu mwingi. Ulinzi wa ablation ulitumika kwenye koni ya pua na vidokezo vya bawa la gari, ambapo joto huzidi digrii 1260.
Ikumbukwe kwamba kwa kufanya kazi kwa muda mrefu, ulinzi wa matofali kutoka kwenye unyevu unaweza kuharibika, ambayo itasababisha upotezaji wa mafuta kwa mali yake, kwa hivyo haiwezi kutumiwa moja kwa moja kama kinga dhidi ya laser kwenye ndege zinazoweza kutumika tena.
Kwa sasa, kinga inayoahidi ya mafuta ya ablative na uvaaji mdogo wa uso inaendelezwa, ambayo inahakikisha ulinzi wa ndege kutoka kwa joto hadi digrii 3000.
Timu ya wanasayansi kutoka Taasisi ya Royce katika Chuo Kikuu cha Manchester (Uingereza) na Chuo Kikuu cha Kusini Kusini (China) wameunda nyenzo mpya na sifa zilizoboreshwa ambazo zinaweza kuhimili joto hadi 3000 ° C bila mabadiliko ya muundo. Hii ni mipako ya kauri Zr0.8Ti0.2C0.74B0.26, ambayo imewekwa juu ya tumbo la kaboni-kaboni. Kwa upande wa sifa zake, mipako mpya inazidi keramik bora zenye joto la juu.
Mfumo wa kemikali wa keramik sugu ya joto yenyewe hufanya kama njia ya ulinzi. Kwa joto la 2000 ° C, vifaa vya Zr0.8Ti0.2C0.74B0.26 na SiC vinaboresha na kubadilisha kuwa Zr0.80T0.20O2, B2O3, na SiO2, mtawaliwa. Zr0.80Ti0.20O2 huyeyuka kidogo na kuunda safu nyembamba, wakati oksidi za kiwango cha chini SiO2 na B2O3 hupuka. Kwa joto la juu la 2500 ° C, fuwele za Zr0.80Ti0.20O2 zimeunganishwa katika muundo mkubwa. Kwa joto la 3000 ° C, safu ya nje yenye mnene kabisa huundwa, haswa inayojumuisha Zr0.80Ti0.20O2, titanate ya zirconium na SiO2.
Ulimwengu pia unatengeneza mipako maalum iliyoundwa kulinda dhidi ya mionzi ya laser.
Kurudi mnamo 2014, msemaji wa Jeshi la Ukombozi wa Watu wa China alisema kwamba lasers za Amerika hazina hatari yoyote kwa vifaa vya jeshi la China lililopigwa na safu maalum ya kinga. Maswali tu ambayo yamebaki ni lasers ya nguvu gani mipako hii inalinda, na ni unene na wingi gani.
Cha kufurahisha zaidi ni mipako iliyotengenezwa na watafiti wa Amerika kutoka Taasisi ya Kitaifa ya Viwango na Teknolojia na Chuo Kikuu cha Kansas - muundo wa erosoli kulingana na mchanganyiko wa nanotubes za kaboni na keramik maalum, inayoweza kuchukua mwangaza wa laser. Nanotubes ya nyenzo mpya sare huchukua mwanga na kuhamisha joto kwa maeneo ya karibu, ikipunguza joto wakati wa kuwasiliana na boriti ya laser. Viungo vya kauri vya hali ya juu hutoa mipako ya kinga na nguvu kubwa ya kiufundi na upinzani wa uharibifu kutoka kwa joto kali.
Wakati wa upimaji, safu nyembamba ya nyenzo ilitumika juu ya uso wa shaba na, baada ya kukausha, ililenga juu ya uso wa nyenzo boriti ya laser ya infrared ya mawimbi marefu, laser iliyotumiwa kukata chuma na vifaa vingine ngumu.
Uchambuzi wa data iliyokusanywa ilionyesha kuwa mipako ilifanikiwa kufyonza asilimia 97.5 ya nishati ya boriti ya laser na kuhimili kiwango cha nishati cha kW 15 kwa sentimita ya mraba ya uso bila uharibifu.
Juu ya mipako hii, swali linatokea: katika vipimo, mipako ya kinga ilitumika kwenye uso wa shaba, ambayo yenyewe ni moja ya vifaa ngumu zaidi kwa usindikaji wa laser, kwa sababu ya kiwango cha juu cha mafuta, haijulikani jinsi mipako kama hiyo ya kinga itaishi na vifaa vingine. Pia, maswali yanaibuka juu ya upinzani wake wa kiwango cha juu cha joto, upinzani kwa mizigo ya kutetemeka na mshtuko, athari za hali ya anga na mionzi ya ultraviolet (jua). Wakati ambao umeme ulifanywa hauonyeshwa.
Jambo lingine la kufurahisha: ikiwa injini za ndege pia zimefunikwa na dutu iliyo na kiwango cha juu cha mafuta, basi mwili wote utawaka moto sawasawa kutoka kwao, ambayo kwa kawaida hufunua ndege katika wigo wa joto.
Kwa hali yoyote, sifa za kinga ya juu ya erosoli itakuwa sawa sawa na saizi ya kitu kilichohifadhiwa. Kikubwa cha kitu kilicholindwa na eneo la chanjo, nguvu zaidi inaweza kutawanyika juu ya eneo hilo na kutolewa kwa njia ya mionzi ya joto na kupoza na mtiririko wa hewa wa tukio. Kidogo cha kitu kilicholindwa, ulinzi utakuwa mzito zaidi. eneo dogo halitakubali joto la kutosha kuondolewa na vitu vya ndani vya kimuundo vitawaka moto.
Matumizi ya kinga dhidi ya mionzi ya laser, bila kujali kutuliza au kujenga joto, inaweza kubadilisha mwelekeo kuelekea kupungua kwa saizi ya vifaa vya kuongozwa, kupunguza kwa ufanisi ufanisi wa vifaa vyote vinavyoongozwa na visivyoongozwa.
Nyuso zote za kuzaa na vidhibiti - mabawa, vidhibiti, rudders - italazimika kutengenezwa kwa gharama kubwa na ngumu kusindika vifaa vya kukataa.
Swali tofauti linaibuka juu ya ulinzi wa vifaa vya kugundua rada. Kwenye chombo cha angani cha majaribio "BOR-5", ngao ya joto-wazi ya joto ilijaribiwa - glasi ya nyuzi na kichungi cha silika, lakini sikuweza kupata sifa zake za kuzuia joto na uzani na saizi.
Bado haijulikani ikiwa malezi ya plasma ya joto la juu yanaweza kutokea kama matokeo ya umeme wa jua na mionzi yenye nguvu ya laser kutoka kwa rada ya vifaa vya upelelezi wa rada, ingawa na kinga kutoka kwa mionzi ya joto, ambayo inazuia kupita kwa mawimbi ya redio, kama matokeo ya ambayo lengo linaweza kupotea.
Ili kulinda kesi hiyo, mchanganyiko wa tabaka kadhaa za kinga zinaweza kutumiwa - sugu ya joto-isiyo na joto-kutoka kwa ndani na inayoonyesha-sugu ya joto-yenye joto-nje kutoka nje. Inawezekana pia kwamba vifaa vya wizi vitatumika juu ya kinga dhidi ya mionzi ya laser, ambayo haitaweza kuhimili mionzi ya laser, na italazimika kupona kutokana na uharibifu kutoka kwa silaha za laser ikiwa ndege yenyewe ilinusurika.
Inaweza kudhaniwa kuwa uboreshaji na usambazaji mkubwa wa silaha za laser utahitaji utoaji wa kinga dhidi ya laser kwa risasi zote zinazopatikana, zinazoongozwa na zisizoongozwa, na pia magari ya angani yaliyotunzwa na yasiyopangwa.
Kuanzishwa kwa kinga dhidi ya laser bila shaka itasababisha kuongezeka kwa gharama na uzani na vipimo vya vifaa vya kuongozwa na visivyoongozwa, pamoja na magari ya angani yaliyotunzwa na yasiyopangwa.
Kwa kumalizia, tunaweza kutaja mojawapo ya njia zilizotengenezwa za kukabiliana kikamilifu na shambulio la laser. Udhibiti wa Adsys wa California unaunda mfumo wa ulinzi wa Helios, ambao unatakiwa kubomoa mwongozo wa laser ya adui.
Wakati wa kulenga laser ya kupambana na adui kwenye kifaa kilicholindwa, Helios huamua vigezo vyake: nguvu, urefu wa urefu, mzunguko wa kunde, mwelekeo na umbali wa chanzo. Helios inazuia tena boriti ya laser ya adui kulenga kulenga shabaha, labda kwa kulenga boriti ya laser yenye nguvu ndogo, ambayo inachanganya mfumo wa kulenga wa adui. Tabia za kina za mfumo wa Helios, hatua ya maendeleo yake na utendaji wake wa vitendo bado haijulikani.
