מאז הקמתם, לייזרים נתפסים כנשק בעל פוטנציאל לחולל מהפכה בלחימה. מאז אמצע המאה ה -20, לייזרים הפכו לחלק בלתי נפרד מסרטי מדע בדיוני, כלי נשק של חיילי על וספינות בין כוכביות.
עם זאת, כפי שקורה לעתים קרובות בפועל, פיתוח לייזרים בעלי הספק רב נתקל בקשיים טכניים גדולים, שהובילו לכך שעד כה הנישה העיקרית של לייזרים צבאיים הפכה לשימושם במערכות סיור, כיוון ויעדים. עם זאת, העבודה על יצירת לייזרים קרביים במדינות המובילות בעולם כמעט ולא הופסקה, תוכניות ליצירת דורות חדשים של נשק לייזר החליפו זו את זו.
מוקדם יותר בחנו כמה מהשלבים בפיתוח לייזרים ויצירת נשק לייזר, כמו גם שלבי ההתפתחות והמצב הקיים ביצירת נשק לייזר לחיל האוויר, כלי לייזר לכוחות קרקעיים והגנה אווירית., נשק לייזר לחיל הים. כרגע עוצמת התוכניות ליצירת נשק לייזר במדינות שונות היא כה גבוהה עד שכבר אין ספק שהן יופיעו בקרוב בשדה הקרב. וזה לא יהיה קל להגן על עצמך מפני נשק לייזר כמו שחלק מהאנשים חושבים, לפחות בהחלט לא יהיה אפשר לעשות עם כסף.
אם תסתכל מקרוב על התפתחות נשק הלייזר במדינות זרות, תבחין שרוב מערכות הלייזר המודרניות המוצעות מיושמות על בסיס לייזרים של סיבים ומצבים מוצקים. יתר על כן, לרוב, מערכות הלייזר הללו נועדו לפתור בעיות טקטיות. הספק התפוקה שלהם נע כיום בין 10 כ"ס ל -100 כ"ס, אך בעתיד ניתן יהיה להגדילו ל-300-500 כ"ס. ברוסיה, אין כמעט מידע על העבודה על יצירת לייזרים קרביים טקטיים, נדבר על הסיבות לכך שזה קורה להלן.
ב- 1 במרץ 2018 הודיע נשיא רוסיה ולדימיר פוטין, במסגרת הודעתו לאסיפה הפדרלית, יחד עם מספר מערכות נשק פריצות דרך אחרות, על מתחם הלחימה בלייזר פרסבט (BLK), שגודלו ומטרתו המיועדת מרמזים. השימוש בו לפתרון משימות אסטרטגיות.
מתחם פרסבט מוקף בצעיף של סודיות. המאפיינים של סוגי נשק חדשים אחרים (מתחמי הפגיון, אוונגארד, זירקון, פוסידון) הושמעו במידה כזו או אחרת, מה שמאפשר בחלקו לשפוט את מטרתם ויעילותם. יחד עם זאת, לא נמסר מידע ספציפי על מתחם הלייזר פרסבט: לא סוג הלייזר המותקן, ולא מקור האנרגיה עבורו. בהתאם לכך, אין מידע על יכולתו של המתחם, אשר בתורו אינו מאפשר לנו להבין את יכולותיו האמיתיות ואת המטרות והיעדים שהוצבו לו.
ניתן להשיג קרינת לייזר בעשרות, אולי אפילו במאות דרכים. אז איזו שיטה להשגת קרינת לייזר מיושמת ב- BLK הרוסי החדש "פרסבט"? כדי לענות על השאלה, נשקול גרסאות שונות של ה- Peresvet BLK ונעריך את מידת ההסתברות ליישומן.
המידע שלהלן הוא הנחות המחבר המבוססות על מידע ממקורות פתוחים המפורסמים באינטרנט
BLK "פרסבט". הוצאה לפועל מספר 1. סיבים, מצב מוצק ולייזרים נוזליים
כפי שצוין לעיל, המגמה העיקרית ביצירת נשק לייזר היא פיתוח מתחמים המבוססים על סיבים אופטיים. למה זה קורה? מכיוון שקל להגדיל את העוצמה של התקנות לייזר המבוססות על לייזרים סיבים. בעזרת חבילה של מודולים של 5-10 קילוואט, קבל קרינה של 50-100 קילוואט בפלט.
האם ניתן ליישם את Peresvet BLK על בסיס טכנולוגיות אלה? סביר מאוד שלא. הסיבה העיקרית לכך היא שבמהלך שנות הפרסטרויקה, המפתחת המובילה של לייזר סיבים, ההתאחדות המדעית והטכנית IRE-Polyus, "ברחה" מרוסיה, שעל בסיסו הוקם התאגיד הבינלאומי IPG Photonics Corporation. בארה"ב וכיום היא המובילה העולמית בתעשייה. לייזרים בסיבים בעלי הספק גבוה. עסקים בינלאומיים ומקום הרישום העיקרי של תאגיד IPG Photonics מרמז על ציותו הקפדני לחקיקה האמריקאית, שלאור המצב הפוליטי הנוכחי אינה מרמזת על העברת טכנולוגיות קריטיות לרוסיה, הכוללות כמובן טכנולוגיות ליצירת לייזרים כוח.
האם ניתן לפתח ברוסיה לייזרים סיבים על ידי ארגונים אחרים? אולי, אבל לא סביר, או שמדובר במוצרים בעלי הספק נמוך. לייזרים סיבים הם מוצר מסחרי רווחי; לכן, היעדרם של לייזרים סיבים ביתיים בעלי הספק גבוה בשוק מעידים ככל הנראה על היעדרם בפועל.
המצב דומה עם לייזרים במצב מוצק. מן הסתם, מתוכם קשה יותר ליישם פתרון אצווה; עם זאת, זה אפשרי, ובמדינות זרות זהו הפתרון השני הנפוץ ביותר לאחר לייזרים של סיבים. לא ניתן היה למצוא מידע על לייזרים של מצב מוצק תעשייתי בעל עוצמה גבוהה המיוצרים ברוסיה. העבודה על לייזרים במצב מוצק מתבצעת במכון למחקר לפיזיקת הלייזר RFNC-VNIIEF (ILFI), כך שתיאורטית ניתן להתקין לייזר מצב מוצק ב- Peresvet BLK, אך בפועל אין זה סביר, שכן בהתחלה סביר להניח שיופיעו דוגמאות קומפקטיות יותר של נשק לייזר או התקנות ניסיוניות.
יש אפילו פחות מידע על לייזרים נוזליים, למרות שיש מידע לפיתוח לייזר לחימה נוזלית (האם הוא פותח, אך האם הוא נדחה?) בארה"ב כחלק מתוכנית HELLADS (מערכת הגנה לאזור לייזר נוזלי גבוה, "מערכת הגנה המבוססת על לייזר נוזלי בעל אנרגיה גבוהה"). יש להניח שללייזרים נוזליים יש את היתרון של היכולת לקרר, אך יעילות נמוכה יותר (יעילות) בהשוואה ללייזרים במצב מוצק.
בשנת 2017 הופיע מידע אודות הצבת מכון המחקר של פוליוס במכרז לחלק בלתי נפרד מעבודת המחקר (מחקר ופיתוח), שמטרתו ליצור מתחם לייזר נייד למאבק בכלי טיס לא מאוישים קטנים (מל טים) ב תנאי היום והדמדומים. המתחם צריך להיות מורכב ממערכת מעקב ובניית מסלולי טיסה למטרה, המספקים ייעוד מטרה למערכת ההנחיה של קרינת הלייזר, שמקורו יהיה לייזר נוזלי. מעניינת הדרישה המפורטת בהצהרת העבודה על יצירת לייזר נוזלי, ובמקביל הדרישה לנוכחות לייזר סיבי כוח במתחם. או שזו טעות הדפסה, או שפותח (פותח) פותח סוג חדש של לייזר סיבים עם מדיום פעיל נוזלי בסיב, המשלב את היתרונות של לייזר נוזלי מבחינת נוחות הקירור ולייזר סיבים בשילוב פולט. חבילות.
היתרונות העיקריים של לייזר סיבים, מצב מוצק ונוזלים הם הקומפקטיות שלהם, האפשרות להגדלת כמות עצומה בכוח וקלות ההשתלבות בקבוצות נשק שונות. כל זאת בשונה מהלייזר BLK "פרסבט", שפותח בבירור לא כמודול אוניברסלי, אלא כפתרון שנעשה "במטרה אחת, על פי מושג אחד".לכן ניתן להעריך את ההסתברות ליישום BLK "Peresvet" בגרסה מס '1 על בסיס סיבי, מצב מוצק ונוזלים נמוכים
BLK "פרסבט". הוצאה לפועל מספר 2. לייזרים דינאמיים-גזיים וכימיים
לייזרים דינאמיים וכימיים של גז יכולים להיחשב פתרון מיושן. החיסרון העיקרי שלהם הוא הצורך במספר רב של רכיבים מתכלים הנדרשים לשמירה על התגובה, מה שמבטיח קבלת קרינת לייזר. אף על פי כן, לייזרים כימיים היו המפותחים ביותר בהתפתחות שנות ה -70-80 של המאה העשרים.
ככל הנראה, לראשונה, התקבלו בברית המועצות ובארה ב כוחות קרינה רציפים של יותר מ -1 מגה-ואט על לייזרים דינאמיים גזיים, שפעולתם מבוססת על קירור אדי-שבטי של גזי מחוממים הנעים במהירות על-קולית.
בברית המועצות, מאז אמצע שנות ה -70 של המאה העשרים, פותח קומפלקס לייזר מוטס A-60 על בסיס מטוס Il-76MD, ככל הנראה חמוש בלייזר RD0600 או האנלוגי שלו. בתחילה נועד המתחם להילחם בכדור פורח אוטומטי. כנשק, היה אמור להיות מותקן לייזר CO רציף דינאמי גז ברמה של מגה-ואט שפותח על ידי לשכת התכנון של חימבטומטיקה (KBKhA). במסגרת הבדיקות נוצרה משפחה של דגימות ספסל GDT עם הספק קרינה של 10 עד 600 קילוואט. החסרונות של ה- GDT הם אורך גל הקרינה הארוך של 10.6 מיקרון, המספק סטייה עקיפה גבוהה של קרן הלייזר.
עוצמות קרינה גבוהות יותר התקבלו בעזרת לייזרים כימיים המבוססים על פלואוריד דוטריום ועם לייזרים של יוד חמצן (יוד) (COILs). בפרט, במסגרת תוכנית יוזמת ההגנה האסטרטגית (SDI) בארצות הברית, נוצר לייזר כימי המבוסס על דוטריום פלואוריד בהספק של כמה מגה-ואט; במסגרת ההגנה הלאומית נגד טילים בליסטיים (NMD).) תוכנית, מתחם התעופה בואינג ABL (AirBorne לייזר) עם לייזר יוד חמצן בהספק בסדר גודל של 1 מגה-ואט.
VNIIEF יצרה ובדקה את הלייזר הכימי הדופק החזק בעולם על תגובת הפלואור עם מימן (דוטריום), פיתחה לייזר שנדבק שוב ושוב עם אנרגיית קרינה של מספר ק ג לדופק, קצב החזרה של הדופק של 1-4 הרץ, ו קרינת קרינה קרוב לגבול העקיפה ויעילות של כ -70% (הגבוה ביותר שהושג עבור לייזרים).
בתקופה שבין 1985 ל 2005. לייזרים פותחו על התגובה הלא-שרשרת של פלואור עם מימן (דוטריום), כאשר גופרית הקספלואוריד SF6 שימשה כחומר המכיל פלואור, ומתנתק בפריקה חשמלית (לייזר פוטודיו-אסוציאציה?). על מנת להבטיח פעולה ארוכה ובטוחה של הלייזר במצב הדופק שוב ושוב, נוצרו התקנות עם מחזור סגור של שינוי תערובת העבודה. מוצגת האפשרות לקבל סטיית קרינה הקרובה לגבול הפיזור, קצב החזרה על הדופק של עד 1200 הרץ והספק קרינה ממוצע של כמה מאות וואט.
לייזרים דינאמיים-גמיים וכימיים הם בעלי חסרון משמעותי, ברוב הפתרונות יש צורך להבטיח מילוי מלאי ה"תחמושת ", המורכב לרוב מרכיבים יקרים ורעילים. כמו כן יש צורך לנקות את גזי הפלט הנובעים מהפעלת הלייזר. באופן כללי, קשה לכנות לייזרים דינאמיים וגזיים כימיים כפתרון יעיל, ולכן רוב המדינות עברו לפיתוח לייזרים של סיבים, מצב מוצק ונוזלי.
אם מדברים על לייזר המבוסס על התגובה הלא-שרשרת של פלואור עם דוטריום, מתנתק בפריקה חשמלית, עם מחזור סגור של שינוי תערובת העבודה, הרי שבשנת 2005 התקבלו עוצמות בסדר גודל של 100 קילוואט, אין זה סביר שבמהלך הזמן הזה ניתן היה להביא אותם לרמת מגה -ואט.
ביחס ל- Peresvet BLK, נושא ההתקנה עליו של לייזר דינמי וגז כימי שנוי במחלוקת למדי.מצד אחד, ישנן התפתחויות משמעותיות ברוסיה לגבי הלייזרים הללו. באינטרנט הופיע מידע אודות פיתוח גרסה משופרת של מתחם התעופה A 60 - A 60M עם לייזר בנפח 1 מגוואט. נאמר גם על הצבת מתחם "פרסבט" על נושאת מטוסים ", שעשויה להיות הצד השני של אותה מדליה. כלומר, בהתחלה הם יכלו ליצור קומפלקס קרקע חזק יותר המבוסס על לייזר דינאמי או כימי גז, ועכשיו, בעקבות השביל המוכה, להתקין אותו על נושאת מטוסים.
יצירת "פרסבט" בוצעה על ידי מומחי מרכז הגרעין בסארוב, במרכז הגרעין הפדרלי הרוסי-מכון המחקר הכל-רוסי לפיסיקה ניסויית (RFNC-VNIIEF), במכון שכבר הוזכר במחקר לפיזיקת לייזר בפיזיקה., בין היתר, מפתחת לייזרים דינאמיים של גז וחמצן-יוד …
מצד שני, מה שלא יגידו, לייזרים דינאמיים-גזיים וכימיים הם פתרונות טכניים מיושנים. בנוסף, מידע מסתובב באופן פעיל אודות קיומו של מקור אנרגיה גרעינית ב- BLK Peresvet להנעת הלייזר, ובסרוב הם עוסקים יותר ביצירת טכנולוגיות פריצת הדרך העדכניות ביותר, הקשורות לרוב לאנרגיה גרעינית.
בהתבסס על האמור לעיל, ניתן להניח כי ניתן לאמוד את ההסתברות ליישום ה- Peresvet BLK בביצוע מס '2 על בסיס לייזרים דינאמיים וכימיים גזיים כמתונים
לייזרים בשאיבת גרעין
בסוף שנות השישים החלו עבודות בברית המועצות ליצירת לייזרים בשאיבה גרעינית בהספק גבוה. בהתחלה מומחים מ- VNIIEF, I. A. E. קורצ'טוב ומכון המחקר לפיזיקה גרעינית, אוניברסיטת מדינת מוסקבה. אחר כך הצטרפו אליהם מדענים מטעם MEPhI, VNIITF, IPPE ומרכזים אחרים. בשנת 1972, VNIIEF ריגשה תערובת של הליום וזנון עם שברי ביקוע אורניום באמצעות כור פועם VIR 2.
בשנים 1974-1976. ניסויים מתבצעים בכור TIBR-1M, שבו הספק קרינת הלייזר היה בערך 1-2 קילוואט. בשנת 1975, על בסיס הכור הדופק VIR-2, פותחה התקנת לייזר דו-ערוצית LUNA-2, שעדיין הייתה פעילה בשנת 2005, וייתכן שהיא עדיין פועלת. בשנת 1985 נשאב לייזר ניאון לראשונה בעולם במתקן LUNA-2M.
בתחילת שנות השמונים, מדענים של VNIIEF, ליצירת אלמנט לייזר גרעיני הפועל במצב רציף, פיתחו וייצרו מודול לייזר 4 ערוצים LM-4. המערכת מתרגשת משטף נויטרונים מכור ה- BIGR. משך הדור נקבע לפי משך הדופק הקרני של הכור. לראשונה בעולם הוכח בפועל לייזר cw בלייזר בשאיבה גרעינית והודגם יעילות שיטת זרימת הגז הרוחבי. הספק קרינת הלייזר היה כ -100 וואט.
בשנת 2001 שודרגה יחידת LM-4 וקיבלה את הכינוי LM-4M / BIGR. הפעלתו של מכשיר לייזר גרעיני רב-יסודי במצב רציף הודגמה לאחר 7 שנים של שימור המתקן מבלי להחליף אלמנטים אופטיים ודלק. התקנת LM-4 יכולה להיחשב כאב טיפוס של כור-לייזר (RL), בעל כל תכונותיו, למעט האפשרות לתגובת שרשרת גרעינית המתקיימת בעצמה.
בשנת 2007, במקום מודול LM-4, הוכנס לפעולה מודול לייזר בן שמונה ערוצים LM-8, בו ניתנה תוספת רציפה של ארבעה ושני ערוצי לייזר.
כור לייזר הוא מכשיר אוטונומי המשלב את הפונקציות של מערכת לייזר וכור גרעיני. האזור הפעיל של כור לייזר הוא קבוצה של מספר מסוים של תאי לייזר הממוקמים בצורה מסוימת במטריצת מנחה נויטרונים. מספר תאי הלייזר יכול לנוע בין מאות לכמה אלפים. הכמות הכוללת של אורניום נעה בין 5-7 ק"ג ל-40-70 ק"ג, מידות לינאריות 2-5 מ '.
ב- VNIIEF נערכו הערכות ראשוניות של הפרמטרים העיקריים של האנרגיה, הגרעין-פיזי, הטכני והתפעולי של גרסאות שונות של כורי לייזר עם הספק לייזר מ -100 קילוואט ומעלה, הפועלים משברירי שנייה למצב רציף. שקלנו כורי לייזר עם הצטברות חום בליבת הכור בשיגורים, שמשך הזמן שלהם מוגבל בחימום המותר של הליבה (מכ"ם קיבול חום) ומכ"ם רציף עם הסרת אנרגיה תרמית מחוץ לליבה.
יש להניח שכור לייזר בעל הספק לייזר בסדר גודל של 1 מגה -וואט אמור להכיל כ- 3000 תאי לייזר.
ברוסיה, עבודות אינטנסיביות על לייזרים בשאיבת גרעין בוצעו לא רק ב- VNIIEF, אלא גם במפעל היחידות הפדרלי של המדינה הפדרלית "מרכז מדעי המדינה של הפדרציה הרוסית - המכון לפיסיקה והנדסת כוח על שם A. I. Leipunsky ", כפי שמעיד הפטנט RU 2502140 ליצירת" התקנת כור-לייזר עם שאיבה ישירה על ידי שברי ביקוע ".
מומחי מרכז המחקר הממלכתי של הפדרציה הרוסית IPPE פיתחו מודל אנרגיה של מערכת כור-לייזר פעמו-מגבר קוונטי אופטי בשאיבת גרעין (OKUYAN).
נזכר בהצהרתו של סגן שר ההגנה הרוסי יורי בוריסוב בראיון שנערך בשנה שעברה לעיתון קראסנייה זבזדה., אנו יכולים לומר כי ה- Peresvet BLK מצויד לא בכור גרעיני בגודל קטן המספק ללייזר חשמל, אלא בכור-לייזר, שבו אנרגיית הביקוע הופכת ישירות לקרינת לייזר.
הספק מתעורר רק על ידי ההצעה האמורה להציב את מטוס פרסבט BLK. לא משנה איך תבטיח את האמינות של מטוס המוביל, תמיד קיים הסיכון לתאונה והתנגשות מטוס עם פיזור חומרים רדיואקטיביים שלאחר מכן. עם זאת, ייתכן כי ישנן דרכים למנוע התפשטות של חומרים רדיואקטיביים כאשר הנושא נופל. כן, וכבר יש לנו כור מעופף בטיל שיוט, העוף.
בהתבסס על האמור לעיל, ניתן להניח כי ניתן לאמוד את ההסתברות ליישום ה- Peresvet BLK בגרסה 3 המבוססת על לייזר שאוב גרעיני כגבוהה
לא ידוע אם הלייזר המותקן פועם או מתמשך. במקרה השני, זמן הפעולה הרציפה של הלייזר וההפסקות שיש לבצע בין מצבי ההפעלה מוטלים בספק. יש לקוות כי ל- Peresvet BLK יש כור לייזר רציף, שזמן הפעולה שלו מוגבל רק באספקת קירור, או לא מוגבל אם הקירור מסופק בדרך אחרת.
במקרה זה, ניתן להעריך את הספק האופטי של ה- Peresvet BLK בטווח של 1-3 מגוואט עם סיכוי לעלות ל 5-10 מגה-ואט. כמעט ולא ניתן לפגוע בראש נפץ גרעיני אפילו בלייזר כזה, אך מטוס, כולל רכב אוויר בלתי מאויש, או טיל שיוט הוא די. אפשר גם להבטיח את התבוסה של כמעט כל חללית לא מוגנת במסלולים נמוכים, ואולי לפגוע ביסודות הרגישים של חלליות במסלולים גבוהים יותר.
לפיכך, המטרה הראשונה של ה- Peresvet BLK עשויה להיות האלמנטים האופטיים הרגישים של לווייני האזהרה מפני מתקפת טילים אמריקאים, שיכולים לשמש מרכיב של הגנה מפני טילים במקרה של פגיעה מפתיעה מנשקה של ארה ב.
מסקנות
כפי שאמרנו בתחילת המאמר, ישנן מספר גדול למדי של דרכים להשיג קרינת לייזר. בנוסף לאלה שנדונו לעיל, ישנם סוגים אחרים של לייזרים שניתן להשתמש בהם ביעילות בעניינים צבאיים, למשל לייזר אלקטרונים חופשי, שבו ניתן לשנות את אורך הגל בטווח רחב עד צילום רנטגן רך. קרינה ואשר רק זקוקה לאנרגיה חשמלית רבה המופקת על ידי כור גרעיני קטן. לייזר כזה מפותח באופן פעיל לטובת הצי האמריקאי.עם זאת, השימוש בלייזר אלקטרונים חופשי ב- Peresvet BLK אינו סביר, שכן כיום אין כמעט מידע על התפתחות לייזרים מסוג זה ברוסיה, מלבד ההשתתפות ברוסיה בתוכנית הצילום האירופאי. לייזר אלקטרונים חינם.
יש להבין כי הערכת ההסתברות לשימוש בפתרון זה או אחר ב- Peresvet BLK ניתנת בתנאי למדי: הימצאות מידע עקיף בלבד המתקבל ממקורות פתוחים אינה מאפשרת ניסוח מסקנות ברמת אמינות גבוהה.
