Silaha za laser huwa na ubishani kila wakati. Wengine wanaiona kama silaha ya siku zijazo, wakati wengine wanakanusha uwezekano wa kuibuka kwa sampuli bora za silaha kama hizo katika siku za usoni. Watu walifikiria juu ya silaha za laser hata kabla ya muonekano wao halisi, hebu tukumbuke kazi ya kawaida "Hyperboloid ya Mhandisi Garin" na Alexei Tolstoy (kwa kweli, kazi haionyeshi laser, lakini silaha iliyo karibu nayo kwa vitendo na matokeo ya kuitumia).
Uundaji wa laser halisi katika miaka ya 50 - 60 ya karne ya XX tena iliinua mada ya silaha za laser. Kwa miongo kadhaa, imekuwa sehemu muhimu ya filamu za uwongo za sayansi. Mafanikio halisi yalikuwa ya kawaida zaidi. Ndio, lasers zilichukua niche muhimu katika mifumo ya upelelezi na uteuzi wa malengo, hutumiwa sana katika tasnia, lakini kwa matumizi kama njia ya uharibifu, nguvu zao bado hazitoshi, na uzani na saizi zao hazikubaliki. Je! Teknolojia za laser zilibadilikaje, wako tayari kwa kiwango gani kwa matumizi ya jeshi wakati huu?
Laser ya kwanza ya kazi iliundwa mnamo 1960. Ilikuwa laser ya hali ngumu iliyopigwa kulingana na ruby bandia. Wakati wa uumbaji, hizi zilikuwa teknolojia za hali ya juu zaidi. Siku hizi, laser kama hiyo inaweza kukusanyika nyumbani, wakati nguvu yake ya kunde inaweza kufikia 100 J.
Laser ya nitrojeni ni rahisi kutekeleza; bidhaa ngumu za kibiashara hazihitajiki kwa utekelezaji wake; inaweza hata kufanya kazi kwa nitrojeni iliyo kwenye anga. Kwa mikono iliyonyooka, inaweza kukusanywa nyumbani kwa urahisi.
Tangu kuundwa kwa laser ya kwanza, idadi kubwa ya njia za kupata mionzi ya laser imepatikana. Kuna lasers za hali ngumu, lasers za gesi, lasers za rangi, lasers za elektroni za bure, lasers za nyuzi, lasers za semiconductor, na lasers zingine. Pia, lasers hutofautiana kwa jinsi wanavyofurahi. Kwa mfano, katika lasers za gesi za miundo anuwai, kati inayofanya kazi inaweza kufurahishwa na mionzi ya macho, kutokwa kwa umeme kwa sasa, athari ya kemikali, kusukuma nyuklia, kusukuma mafuta (lasers ya gesi-nguvu, GDLs). Ujio wa lasers ya semiconductor ilisababisha lasers ya aina ya DPSS (Diode-pumped solid-state laser).
Miundo anuwai ya lasers hutoa pato la mionzi ya urefu tofauti wa mawimbi, kutoka kwa X-ray laini hadi mionzi ya infrared. X-ray ngumu na lasers za gamma ziko kwenye maendeleo. Hii hukuruhusu kuchagua laser kulingana na shida inayotatuliwa. Kuhusiana na matumizi ya jeshi, hii inamaanisha, kwa mfano, uwezekano wa kuchagua laser, na mionzi ya urefu wa urefu ambao huingizwa kidogo na anga ya sayari.
Tangu ukuzaji wa mfano wa kwanza, nguvu imekuwa ikiendelea kuongezeka, sifa za uzito na saizi na ufanisi (ufanisi) wa lasers umeboresha. Hii inaonekana wazi katika mfano wa diode za laser. Katika miaka ya 90 ya karne iliyopita, viashiria vya laser vyenye nguvu ya 2-5 mW vilionekana kwenye uuzaji mpana, mnamo 2005-2010 tayari ilikuwa inawezekana kununua pointer ya laser ya 200-300 mW, sasa, mnamo 2019, kuna viashiria vya laser na nguvu ya macho ya 7 inauzwa. TueKatika Urusi, kuna moduli za diode za infrared za laser na pato la fiber optic, nguvu ya macho ya 350 W.
Kiwango cha kuongezeka kwa nguvu ya diode za laser ni sawa na kiwango cha kuongezeka kwa nguvu ya hesabu ya wasindikaji, kulingana na sheria ya Moore. Kwa kweli, diode za laser hazifai kwa kuunda lasers za mapigano, lakini wao, kwa upande wake, hutumiwa kusukuma lasers ya hali ngumu na nyuzi. Kwa diode za laser, ufanisi wa kubadilisha nishati ya umeme kuwa nishati ya macho inaweza kuwa zaidi ya 50%, kinadharia, unaweza kupata ufanisi zaidi ya 80%. Ufanisi wa hali ya juu sio tu inapunguza mahitaji ya usambazaji wa umeme, lakini pia inarahisisha kupoza kwa vifaa vya laser.
Kipengele muhimu cha laser ni mfumo wa kuzingatia boriti - eneo dogo kwenye shabaha, ndivyo nguvu ya nguvu ambayo inaruhusu uharibifu. Maendeleo katika maendeleo ya mifumo tata ya macho na kuibuka kwa vifaa vipya vyenye joto la juu hufanya iwezekane kuunda mifumo bora ya kulenga. Mfumo wa kulenga na kulenga ya laser ya kupambana na majaribio ya Amerika HEL ni pamoja na vioo 127, lensi na vichungi vyepesi.
Sehemu nyingine muhimu inayotoa uwezekano wa kuunda silaha za laser ni ukuzaji wa mifumo ya kuongoza na kuweka boriti kwenye lengo. Ili kupiga malengo na "papo hapo" risasi, katika sekunde iliyogawanyika, nguvu za gigawatt zinahitajika, lakini uundaji wa lasers kama hizo na vifaa vya umeme kwao kwenye chasisi ya rununu ni suala la siku za usoni za mbali. Ipasavyo, kuharibu malengo na lasers na nguvu ya mamia ya kilowatts - makumi ya megawatts, inahitajika kuweka mionzi ya laser kwenye shabaha kwa muda (kutoka sekunde kadhaa hadi makumi ya sekunde kadhaa). Hii inahitaji usahihi wa hali ya juu na mwendo wa kasi unaoweza kufuata lengo na boriti ya laser, kulingana na mfumo wa mwongozo.
Wakati wa kufyatua risasi katika masafa marefu, mfumo wa mwongozo lazima ulipe fidia kwa upotovu ulioletwa na anga, ambayo lasers kadhaa kwa madhumuni anuwai zinaweza kutumika katika mfumo wa mwongozo, ikitoa mwongozo sahihi wa "kuu" ya laser kwa lengo.
Ni lasers gani zilizopata maendeleo ya kipaumbele katika uwanja wa silaha? Kwa sababu ya kukosekana kwa vyanzo vyenye nguvu vya kusukuma macho, lasers ya gesi na kemikali imekuwa kama hiyo.
Mwisho wa karne ya 20, maoni ya umma yalisukumwa na mpango wa Kimkakati wa Ulinzi wa Mkakati (SDI). Kama sehemu ya mpango huu, ilipangwa kupeleka silaha za laser chini na katika nafasi kushinda makombora ya Soviet ya baisikeli (ICBM). Kwa kuwekwa kwenye obiti, ilitakiwa kutumia lasers zilizopigwa na nyuklia zinazotoa kwenye safu ya X-ray au lasers za kemikali na nguvu ya hadi megawati 20.
Programu ya SDI ilikabiliwa na shida nyingi za kiufundi na ilifungwa. Wakati huo huo, baadhi ya utafiti uliofanywa katika mfumo wa mpango huo ulifanya iwezekane kupata lasers zenye nguvu za kutosha. Mnamo 1985, laser ya fluoride ya deuterium na nguvu ya pato la megawati 2.2 iliharibu kombora la kupokezana lenye kioevu lililowekwa kilomita 1 kutoka kwa laser. Kama matokeo ya umeme wa sekunde 12, kuta za mwili wa roketi zilipoteza nguvu na ziliharibiwa na shinikizo la ndani.
Katika USSR, maendeleo ya lasers za vita pia yalifanywa. Katika miaka ya themanini ya karne ya XX, kazi ilikuwa ikiendelea kuunda jukwaa la Skif orbital na laser yenye nguvu ya gesi na nguvu ya 100 kW. Skif-DM ya saizi kubwa (spacecraft ya Polyus) ilizinduliwa kwenye obiti ya Dunia mnamo 1987, lakini kwa sababu ya makosa kadhaa haikuingia kwenye obiti iliyohesabiwa na ilifurika katika Bahari ya Pasifiki kando ya njia ya mpira. Kuanguka kwa USSR kukomesha hii na miradi kama hiyo.
Masomo makubwa ya silaha za laser yalifanywa huko USSR kama sehemu ya mpango wa Terra. Mpango wa kombora la ukanda na mfumo wa utetezi wa nafasi na chombo kinachopiga boriti kulingana na silaha za nguvu za laser "Terra" ilitekelezwa kutoka 1965 hadi 1992. Kulingana na data wazi, ndani ya mfumo wa programu hii, lasers zenye nguvu za gesi lasers ya hali ngumu, picha ya kulipuka ya iodini na aina zingine zilitengenezwa.
Pia katika USSR, kutoka katikati ya miaka ya 70 ya karne ya 20, tata ya laser iliyoambukizwa A-60 ilitengenezwa kwa msingi wa ndege ya Il-76MD. Hapo awali, tata hiyo ilikusudiwa kupambana na baluni za moja kwa moja za kuteleza. Kama silaha, CO-laser inayoendelea ya nguvu ya gesi ya darasa la megawatt iliyoundwa na Ofisi ya Ubunifu wa Khimavtomatika (KBKhA) ilifunikwa.
Kama sehemu ya majaribio, familia ya sampuli za benchi ya GDT iliundwa na nguvu ya mionzi kutoka 10 hadi 600 kW. Inaweza kudhaniwa kuwa wakati wa kujaribu tata ya A-60, laser 100 kW imewekwa juu yake.
Ndege kadhaa zilifanywa na upimaji wa ufungaji wa laser kwenye puto ya stratospheric iliyoko urefu wa kilomita 30-40 na kwa lengo la La-17. Vyanzo vingine vinaonyesha kuwa tata na ndege ya A-60 iliundwa kama sehemu ya laser ya anga ya ulinzi wa kombora chini ya mpango wa Terra-3.
Ni aina gani za lasers ambazo zinaahidi zaidi kwa matumizi ya jeshi wakati huu? Pamoja na faida zote za lasers ya gesi-nguvu na kemikali, zina shida kubwa: hitaji la vifaa vya matumizi, uzinduzi wa hali (kulingana na vyanzo vingine, hadi dakika moja), kutolewa kwa joto, vipimo vikubwa, na mavuno ya vifaa vilivyotumika ya kati inayotumika. Lasers kama hizo zinaweza kuwekwa tu kwenye media kubwa.
Kwa sasa, lasers ya hali ngumu na nyuzi zina matarajio makubwa, kwa operesheni ambayo ni muhimu tu kuwapa nguvu za kutosha. Jeshi la Wanamaji la Merika linaendeleza kikamilifu teknolojia ya elektroni ya bure. Faida muhimu ya lasers ya nyuzi ni kutoweka kwao, i.e. uwezo wa kuchanganya moduli kadhaa kupata nguvu zaidi. Kubadilisha kubadilika pia ni muhimu, ikiwa laser iliyo na hali ngumu na nguvu ya 300 kW imeundwa, basi kwa hakika laser ya ukubwa mdogo na nguvu ya, kwa mfano, 30 kW, inaweza kuundwa kwa msingi wake.
Je! Hali ikoje na nyuzi na lasers ya hali ngumu nchini Urusi? Sayansi ya USSR katika suala la ukuzaji na uundaji wa lasers ilikuwa ya hali ya juu zaidi ulimwenguni. Kwa bahati mbaya, kuanguka kwa USSR kulibadilisha kila kitu. Moja ya kampuni kubwa zaidi ulimwenguni kwa maendeleo na utengenezaji wa nyuzi za nyuzi IPG Photonics ilianzishwa na mzaliwa wa Urusi V. P. Gapontsev kwa msingi wa kampuni ya Urusi ya NTO IRE-Polyus. Kampuni mama, IPG Photonics, imesajiliwa kwa sasa nchini Merika. Licha ya ukweli kwamba moja ya tovuti kubwa za uzalishaji wa IPG Photonics iko nchini Urusi (Fryazino, Mkoa wa Moscow), kampuni hiyo inafanya kazi chini ya sheria ya Amerika na lasers zake haziwezi kutumiwa katika vikosi vya jeshi la Urusi, pamoja na kampuni lazima izingatie vikwazo iliyowekwa kwa Urusi.
Walakini, uwezo wa lasers za IPG Photonics ni kubwa sana. Nguvu za nyuzi zinazoendelea za nguvu za IPG zina nguvu kutoka 1 kW hadi 500 kW, pamoja na anuwai ya wavelengths, na ufanisi wa kubadilisha nishati ya umeme kuwa nishati ya macho hufikia 50%. Tabia za utofauti wa lasers za nyuzi za IPG ni bora zaidi kuliko lasers zingine za nguvu kubwa.
Je! Kuna watengenezaji wengine na watengenezaji wa nyuzi za kisasa zenye nguvu kubwa na lasers za hali ngumu nchini Urusi? Kwa kuangalia sampuli za kibiashara, hapana.
Mtengenezaji wa ndani katika sehemu ya viwanda hutoa lasers za gesi na nguvu kubwa ya makumi ya kW. Kwa mfano, kampuni "Laser Systems" mnamo 2001 iliwasilisha laser ya oksijeni-iodini na nguvu ya 10 kW na ufanisi wa kemikali unaozidi 32%, ambayo ndio chanzo cha kuahidi zaidi cha uhuru wa mionzi ya laser ya aina hii. Kwa nadharia, lasers za oksijeni-iodini zinaweza kufikia viwango vya nguvu vya hadi megawatt moja.
Wakati huo huo, haiwezi kutengwa kabisa kwamba wanasayansi wa Urusi wameweza kufanikiwa katika mwelekeo mwingine wa kuunda lasers zenye nguvu kubwa, kwa kuzingatia uelewa wa kina wa fizikia ya michakato ya laser.
Mnamo mwaka wa 2018, Rais wa Urusi Vladimir Putin alitangaza tata ya laser ya Peresvet, iliyoundwa kusuluhisha misheni ya ulinzi dhidi ya makombora na kuharibu obiti wa adui. Habari juu ya tata ya Peresvet imeainishwa, pamoja na aina ya laser inayotumiwa (lasers?) Na nguvu ya macho.
Inaweza kudhaniwa kuwa mgombea aliye na uwezekano mkubwa wa usanikishaji katika tata hii ni laser yenye nguvu ya gesi, kizazi cha laser inayotengenezwa kwa mpango wa A-60. Katika kesi hii, nguvu ya macho ya laser ya tata ya "Peresvet" inaweza kuwa kilowatts 200-400, katika hali ya matumaini hadi megawatt 1. Laser ya oksijeni-iodini iliyotajwa hapo awali inaweza kuzingatiwa kama mgombea mwingine.
Ikiwa tunaendelea kutoka kwa hii, basi kwa upande wa kabati ya gari kuu ya tata ya Peresvet, dizeli au jenereta ya petroli ya umeme wa sasa, kontakt, chumba cha kuhifadhi vifaa vya kemikali, laser iliyo na mfumo wa baridi, na mfumo wa mwongozo wa boriti ya laser labda iko katika safu. Rada au kugundua lengo OLS haionekani, ambayo inamaanisha uteuzi wa malengo ya nje.
Kwa hali yoyote, dhana hizi zinaweza kuibuka kuwa za uwongo, zote mbili kuhusiana na uwezekano wa kuunda lasers mpya kimsingi na watengenezaji wa ndani, na kuhusiana na ukosefu wa habari ya kuaminika juu ya nguvu ya macho ya tata ya Peresvet. Hasa, kulikuwa na habari kwenye vyombo vya habari juu ya uwepo wa mtambo wa nyuklia wa ukubwa mdogo kama chanzo cha nishati katika tata ya "Peresvet". Ikiwa hii ni kweli, basi usanidi wa ngumu na sifa zinazowezekana zinaweza kuwa tofauti kabisa.
Je! Ni nguvu gani inahitajika kwa laser kutumiwa vyema kwa madhumuni ya kijeshi kama njia ya uharibifu? Hii inategemea sana matumizi anuwai na hali ya malengo yaliyopigwa, na pia njia ya uharibifu wao.
Ugumu wa kujilinda wa ndege wa Vitebsk ni pamoja na kituo cha kukamata cha L-370-3S. Inakabiliana na makombora ya adui inayoingia na kichwa cha joto cha homing kwa kupofusha mionzi ya laser ya infrared. Kwa kuzingatia vipimo vya L-370-3S kituo cha kutengenezea nguvu, nguvu ya mtoaji wa laser ni kiwango cha juu cha makumi ya watts. Hii haitoshi kabisa kuharibu kichwa cha moto cha kombora, lakini inatosha kupofusha kwa muda.
Wakati wa majaribio ya tata ya A-60 na laser 100 kW, malengo ya L-17, yanayowakilisha analog ya ndege ya ndege, yalipigwa. Aina ya uharibifu haijulikani, inaweza kudhaniwa kuwa ilikuwa karibu kilomita 5-10.
Mifano ya vipimo vya mifumo ya laser ya kigeni:
[
Kulingana na hapo juu, tunaweza kudhani:
- kuharibu UAV ndogo kwa umbali wa kilomita 1-5, laser iliyo na nguvu ya 2-5 kW inahitajika;
- kuharibu migodi isiyoweza kuepukika, makombora, na risasi za usahihi katika umbali wa kilomita 5-10, laser iliyo na nguvu ya 20-100 kW inahitajika;
- kupiga malengo kama vile ndege au kombora kwa umbali wa kilomita 100-500, laser yenye nguvu ya 1-10 MW inahitajika.
Lasers ya nguvu zilizoonyeshwa tayari zipo au zitaundwa katika siku zijazo zinazoonekana. Ni aina gani za silaha za laser katika siku za usoni zinaweza kutumiwa na vikosi vya anga, vikosi vya ardhini na navy, tutazingatia katika mwendelezo wa nakala hii.
