Inaaminika sana kuwa mazingira bora ya matumizi ya silaha za laser (LW) ni nafasi ya nje. Kwa upande mmoja, hii ni mantiki: katika nafasi, mionzi ya laser inaweza kueneza kivitendo bila usumbufu unaosababishwa na anga, hali ya hali ya hewa, vizuizi vya asili na bandia. Kwa upande mwingine, kuna sababu ambazo zinasumbua sana utumiaji wa silaha za laser angani.
Makala ya operesheni ya lasers katika nafasi
Kizuizi cha kwanza kwa utumiaji wa lasers zenye nguvu katika anga za juu ni ufanisi wao, ambao ni hadi 50% kwa bidhaa bora, 50% iliyobaki huenda inapokanzwa laser na vifaa vyake vya karibu.
Hata katika hali ya anga ya sayari - juu ya ardhi, juu ya maji, chini ya maji na hewani, kuna shida na kupoza kwa lasers zenye nguvu. Walakini, uwezekano wa vifaa vya kupoza kwenye sayari ni kubwa zaidi kuliko nafasi, kwani katika utupu uhamisho wa joto kupita kiasi bila kupoteza uzito inawezekana tu kwa msaada wa mionzi ya umeme.
Baridi ya maji na chini ya maji ya LO ni rahisi kupanga - inaweza kufanywa na maji ya bahari. Kwenye ardhi, unaweza kutumia radiators kubwa na utaftaji wa joto kwenye anga. Usafiri wa anga unaweza kutumia mtiririko unaokuja wa hewa kupoza ndege.
Katika nafasi, kwa kuondoa joto, radiator-baridi hutumiwa kwa njia ya mirija ya ribbed iliyounganishwa na paneli za cylindrical au conical na baridi inayozunguka ndani yao. Pamoja na kuongezeka kwa nguvu ya silaha za laser, saizi na misa ya baridi-baridi, ambayo ni muhimu kwa kupoza kwake, kuongezeka, zaidi ya hayo, molekuli na haswa vipimo vya radiator-baridi inaweza kuzidi molekuli na vipimo vya silaha ya laser yenyewe.
Katika laser ya kupambana na orbital laser "Skif", ambayo ilipangwa kuzinduliwa kwenye obiti na roketi ya kubeba nzito zaidi "Energia", laser yenye nguvu ya gesi ilitumiwa, baridi ambayo ingeweza kufanywa na kutolewa kwa kioevu kinachofanya kazi. Kwa kuongezea, usambazaji mdogo wa giligili inayofanya kazi kwenye bodi haingeweza kutoa uwezekano wa operesheni ya laser ya muda mrefu.
Vyanzo vya nishati
Kikwazo cha pili ni hitaji la kupeana silaha za laser na chanzo chenye nguvu cha nishati. Turbine ya gesi au injini ya dizeli katika nafasi haiwezi kupelekwa; wanahitaji mafuta mengi na kioksidishaji zaidi, lasers za kemikali zilizo na akiba ndogo ya kioevu cha kufanya kazi sio chaguo bora kwa kuwekwa kwenye nafasi. Chaguzi mbili zinabaki - kutoa nguvu kwa laser ya hali ngumu / nyuzi / kioevu, ambayo betri za jua zilizo na mkusanyiko wa bafa au mitambo ya nguvu za nyuklia (NPPs) zinaweza kutumiwa, au lasers na kusukuma moja kwa moja na vipande vya fission ya nyuklia (lasers zilizopigwa na nyuklia.) inaweza kutumika.
Mzunguko wa reactor-laser
Kama sehemu ya kazi iliyofanywa Merika chini ya mpango wa Boing YAL-1, laser ya megawati 14 ilitakiwa kutumiwa kuharibu makombora ya baisikeli ya bara (ICBM) katika umbali wa kilomita 600. Kwa kweli, nguvu ya megawati 1 ilifanikiwa, wakati malengo ya mafunzo yalipigwa kwa umbali wa kilomita 250. Kwa hivyo, nguvu ya utaratibu wa megawati 1 inaweza kutumika kama msingi wa silaha za anga za anga, zenye uwezo, kwa mfano, kufanya kazi kutoka kwa mzunguko mdogo wa kumbukumbu dhidi ya malengo kwenye uso wa Dunia au dhidi ya malengo ya mbali katika anga (sisi ni bila kuzingatia ndege iliyoundwa kwa ajili ya kuja »Sensorer).
Kwa ufanisi wa laser ya 50%, kupata 1 MW ya mionzi ya laser, ni muhimu kusambaza 2 MW ya nishati ya umeme kwa laser (kwa kweli, zaidi, kwani bado ni muhimu kuhakikisha operesheni ya vifaa vya msaidizi na baridi mfumo). Inawezekana kupata nishati kama hiyo kwa kutumia paneli za jua? Kwa mfano, paneli za jua zilizowekwa kwenye Kituo cha Anga cha Kimataifa (ISS) hutoa kati ya 84 na 120 kW ya umeme. Vipimo vya paneli za jua zinazohitajika kupata nguvu zilizoonyeshwa zinaweza kukadiriwa kwa urahisi kutoka kwa picha za picha za ISS. Ubunifu wenye uwezo wa kuwezesha laser ya 1 MW itakuwa kubwa sana na itahitaji uwezekano mdogo.
Unaweza kuzingatia mkutano wa betri kama chanzo cha nguvu cha laser yenye nguvu kwenye wabebaji wa rununu (kwa hali yoyote, itahitajika kama bafa ya betri za jua). Uzito wa nishati ya betri za lithiamu zinaweza kufikia 300 W * h / kg, ambayo ni, kutoa 1 MW laser na ufanisi wa 50%, betri zenye uzito wa tani 7 zinahitajika kwa saa 1 ya utendaji endelevu na umeme. Inaonekana sio sana? Lakini kwa kuzingatia hitaji la kuweka miundo inayounga mkono, elektroniki inayoambatana, vifaa vya kudumisha hali ya joto ya betri, umati wa betri ya bafa itakuwa takriban tani 14-15. Kwa kuongezea, kutakuwa na shida na utendaji wa betri katika hali ya joto kali na nafasi ya utupu - sehemu kubwa ya nishati "itatumiwa" kuhakikisha uhai wa betri zenyewe. Mbaya zaidi ya yote, kutofaulu kwa seli moja ya betri kunaweza kusababisha kutofaulu, au hata mlipuko, wa betri nzima ya betri, pamoja na laser na chombo cha kubeba.
Matumizi ya vifaa vya kuaminika vya uhifadhi wa nishati, rahisi kutoka kwa mtazamo wa operesheni yao angani, uwezekano mkubwa utasababisha ongezeko kubwa zaidi la molekuli na vipimo vya muundo kutokana na wiani wao wa chini wa nishati kulingana na W * h / kilo.
Walakini, ikiwa hatuwekei mahitaji ya silaha za laser kwa masaa mengi ya kazi, lakini tumia LR kutatua shida maalum zinazoibuka mara moja kila siku kadhaa na zinahitaji wakati wa operesheni ya laser isiyozidi dakika tano, basi hii itajumuisha sambamba kurahisisha betri.. Betri zinaweza kuchajiwa kutoka kwa paneli za jua, saizi ambayo itakuwa moja ya sababu inayopunguza mzunguko wa utumiaji wa silaha za laser
Suluhisho kali zaidi ni kutumia mmea wa nguvu za nyuklia. Hivi sasa, vyombo vya angani hutumia jenereta za umeme za umeme za redio (RTGs). Faida yao ni unyenyekevu wa muundo, hasara ni nguvu ndogo ya umeme, ambayo ni bora watts mia kadhaa.
Huko USA, mfano wa Kilopower RTG inayoahidi inajaribiwa, ambayo Uranium-235 hutumiwa kama mafuta, mabomba ya sodiamu hutumiwa kuondoa joto, na joto hubadilishwa kuwa umeme kwa kutumia injini ya Stirling. Katika mfano wa mtambo wa Kilopower wenye uwezo wa kilowatt 1, ufanisi mzuri wa karibu 30% umepatikana. Sampuli ya mwisho ya mtambo wa nyuklia wa Kilopower inapaswa kuendelea kutoa kilowati 10 za umeme kwa miaka 10.
Mzunguko wa usambazaji wa umeme wa LR na mitambo moja au mbili za Kilopower na kifaa cha kuhifadhi nishati inaweza tayari kufanya kazi, ikitoa operesheni ya mara kwa mara ya laser ya 1 MW katika hali ya mapigano kwa dakika kama tano, mara moja kila siku kadhaa, kupitia betri ya bafa
Huko Urusi, mmea wa nguvu ya nyuklia na nguvu ya umeme ya karibu MW 1 inaundwa kwa moduli ya uchukuzi na umeme (TEM), na pia chafu ya umeme ya mitambo ya nyuklia kulingana na mradi wa Hercules na nguvu ya umeme ya 5-10 MW. Mitambo ya nguvu ya nyuklia ya aina hii inaweza kutoa nguvu kwa silaha za laser tayari bila waamuzi katika mfumo wa betri za bafa, hata hivyo, uundaji wao unakabiliwa na shida kubwa, ambayo haishangazi kimsingi, ikipewa riwaya ya suluhisho za kiufundi, maalum ya mazingira ya kufanya kazi na kutowezekana kwa kufanya vipimo vikali. Nafasi mimea ya nguvu za nyuklia ni mada ya nyenzo tofauti, ambayo kwa kweli tutarudi.
Kama ilivyo katika hali ya kupoza silaha yenye nguvu ya laser, utumiaji wa mmea wa nguvu ya nyuklia wa aina moja au nyingine pia inasababisha mahitaji ya kuongezeka kwa baridi. Friji-radiator ni moja ya muhimu zaidi kwa suala la molekuli na vipimo, vitu vya mmea wa umeme, idadi ya umati wao, kulingana na aina na nguvu ya mmea wa nyuklia, inaweza kutoka 30% hadi 70%.
Mahitaji ya baridi yanaweza kupunguzwa kwa kupunguza masafa na muda wa silaha ya laser, na kwa kutumia nguvu za chini za aina ya RTG-aina ya NPP, kuchaji uhifadhi wa nishati ya bafa
Kwa kumbuka maalum ni kuwekwa kwa lasers zilizopigwa kwa nyuklia katika obiti, ambazo hazihitaji vyanzo vya nje vya umeme, kwani laser inasukumwa moja kwa moja na bidhaa za mmenyuko wa nyuklia. Kwa upande mmoja, lasers zilizopigwa na nyuklia pia zitahitaji mifumo mikubwa ya kupoza, kwa upande mwingine, mpango wa ubadilishaji wa moja kwa moja wa nishati ya nyuklia kuwa mionzi ya laser inaweza kuwa rahisi kuliko na ubadilishaji wa kati wa joto uliotolewa na mtambo wa nyuklia kuwa nishati ya umeme., ambayo itajumuisha kupunguzwa kwa ukubwa na uzani unaolingana.
Kwa hivyo, kukosekana kwa anga ambayo inazuia uenezi wa mionzi ya laser Duniani inachanganya sana muundo wa silaha za anga za angani, haswa kwa mifumo ya baridi. Kutoa silaha za laser ya nafasi na umeme sio shida sana.
Inaweza kudhaniwa kuwa katika hatua ya kwanza, takriban katika thelathini ya karne ya XXI, silaha ya laser itaonekana angani, inayoweza kufanya kazi kwa muda mdogo - kwa agizo la dakika kadhaa, na hitaji la kuchaji tena nishati baadaye vitengo vya kuhifadhi kwa muda mrefu wa kutosha wa siku kadhaa
Kwa hivyo, kwa muda mfupi, hakuna haja ya kuzungumza juu ya matumizi makubwa ya silaha za laser "dhidi ya mamia ya makombora ya balistiki". Silaha za laser zilizo na uwezo wa hali ya juu hazitaonekana mapema zaidi kuliko mitambo ya nyuklia ya darasa la megawatt itaundwa na kupimwa. Na gharama ya vyombo vya angani vya darasa hili ni ngumu kutabiri. Kwa kuongezea, ikiwa tutazungumza juu ya shughuli za jeshi angani, basi kuna suluhisho za kiufundi na za busara ambazo zinaweza kupunguza ufanisi wa silaha za laser angani.
Walakini, silaha za laser, hata zile zilizo na kikomo kwa wakati wa operesheni endelevu na mzunguko wa matumizi, zinaweza kuwa zana muhimu kwa vita ndani na kutoka angani.
