Des dels seus inicis, els làsers s’han vist com armes amb el potencial de revolucionar el combat. Des de mitjan segle XX, els làsers s’han convertit en una part integral de les pel·lícules de ciència ficció, armes de súper soldats i vaixells interestel·lars.
Tanmateix, com sol passar a la pràctica, el desenvolupament de làsers d’alta potència va trobar grans dificultats tècniques, que han conduït al fet que fins ara el principal nínxol de làsers militars s’hagi convertit en el seu ús en sistemes de reconeixement, apuntació i designació de dianes. Malgrat tot, la feina de creació de làsers de combat als principals països del món pràcticament no es va aturar, els programes per a la creació de noves generacions d'armes làser es van substituir.
Anteriorment, vam examinar algunes de les etapes del desenvolupament de làsers i la creació d'armes làser, així com les etapes de desenvolupament i la situació actual en la creació d'armes làser per a la força aèria, armes làser per a les forces terrestres i defensa aèria, armes làser per a la marina. De moment, la intensitat dels programes per a la creació d’armes làser a diferents països és tan elevada que ja no hi ha cap dubte que aviat apareixeran al camp de batalla. I no serà tan fàcil protegir-se de les armes làser com algunes persones pensen, almenys definitivament no serà possible fer-ho amb la plata.
Si mireu de prop el desenvolupament de les armes làser a països estrangers, notareu que la majoria dels sistemes làsers moderns proposats s’implementen sobre la base de làsers de fibra i estat sòlid. A més, en la seva major part, aquests sistemes làser estan dissenyats per resoldre problemes tàctics. La seva potència de sortida actualment oscil·la entre els 10 kW i els 100 kW, però en el futur es pot augmentar fins als 300-500 kW. A Rússia, pràcticament no hi ha informació sobre el treball sobre la creació de làsers de combat de classe tàctica; parlarem de les raons per les quals això passa a continuació.
L'1 de març de 2018, el president rus Vladimir Putin, en el curs del seu missatge a l'Assemblea Federal, juntament amb una sèrie d'altres sistemes d'armes avançats, va anunciar el complex de combat làser Peresvet (BLK), la mida i l'objectiu previst del qual implica el seu ús per resoldre tasques estratègiques.
El complex Peresvet està envoltat d’un vel de secret. Les característiques d'altres tipus d'armes més recents (els complexos Dagger, Avangard, Zircon, Poseidon) es van expressar en un grau o altre, cosa que permet en part jutjar el seu propòsit i efectivitat. Al mateix temps, no es va proporcionar cap informació específica sobre el complex làser Peresvet: ni el tipus de làser instal·lat ni la font d'energia del mateix. En conseqüència, no hi ha informació sobre la capacitat del complex, que, al seu torn, no ens permet comprendre les seves capacitats reals i els objectius i objectius establerts per a ell.
La radiació làser es pot obtenir de dotzenes, fins i tot centenars de formes. Llavors, quin mètode d’obtenció de radiació làser s’implementa a la nova versió blanca russa "Peresvet"? Per respondre a la pregunta, considerarem diverses versions del Peresvet BLK i estimarem el grau de probabilitat de la seva implementació.
La informació següent és la suposició de l'autor basada en informació de fonts obertes publicades a Internet
BLK "Peresvet". Execució número 1. Làsers de fibra, estat sòlid i líquid
Com s'ha esmentat anteriorment, la principal tendència en la creació d'armes làser és el desenvolupament de complexos basats en fibra òptica. Per què passa això? Perquè és fàcil escalar la potència de les instal·lacions làser basades en làsers de fibra. Mitjançant un paquet de mòduls de 5-10 kW, obteniu una radiació de 50-100 kW a la sortida.
Es pot implementar el Peresvet BLK sobre la base d’aquestes tecnologies? És molt probable que no ho sigui. El principal motiu d'això és que durant els anys de la perestroika, el principal desenvolupador de làsers de fibra, l'Associació Científica i Tècnica IRE-Polyus, va "fugir" de Rússia, sobre la base de la qual es va constituir la corporació transnacional IPG Photonics Corporation. als Estats Units i ara és el líder mundial en la indústria dels làsers de fibra d’alta potència. El negoci internacional i el principal lloc de registre d’IPG Photonics Corporation implica la seva estricta obediència a la legislació nord-americana, que, donada la situació política actual, no implica la transferència de tecnologies crítiques a Rússia, que, per descomptat, inclou tecnologies per crear làsers de potència.
Es poden desenvolupar làsers de fibra a Rússia per altres organitzacions? Potser, però poc probable, o si es tracta de productes de baixa potència. Els làsers de fibra són un producte comercial rendible; per tant, és probable que l’absència de làsers de fibra domèstica d’alta potència al mercat indiqui la seva absència real.
La situació és similar amb els làsers d’estat sòlid. Presumiblement, és més difícil implementar una solució per lots, però és possible, i a països estrangers aquesta és la segona solució més estesa després dels làsers de fibra. No s'ha pogut trobar informació sobre làsers d'estat sòlid industrial d'alta potència fabricats a Rússia. Els treballs sobre làsers d’estat sòlid s’estan duent a terme a l’Institut de Recerca en Física del Làser RFNC-VNIIEF (ILFI), de manera que teòricament es pot instal·lar un làser d’estat sòlid al Peresvet BLK, però a la pràctica és poc probable, ja que al principi probablement apareixerien mostres més compactes d’armes làser o instal·lacions experimentals.
Hi ha encara menys informació sobre els làsers líquids, tot i que hi ha informació que s'està desenvolupant un làser de guerra de líquids (es va desenvolupar, però es va rebutjar?) Als EUA com a part del programa HELLADS (High Energy Liquid Laser Area Defence System, "Sistema de defensa basat en un làser líquid d'alta energia"). Presumiblement, els làsers líquids tenen l’avantatge de poder refredar-se, però tenen una eficiència (eficiència) més baixa en comparació amb els làsers d’estat sòlid.
El 2017, va aparèixer informació sobre la posada en concurs de l’Institut de Recerca Polyus per a una part integral del treball de recerca (R + D), amb l’objectiu de crear un complex làser mòbil per combatre els vehicles aeris no tripulats (UAV) de petites dimensions a condicions diürnes i crepusculars. El complex hauria de consistir en un sistema de seguiment i la construcció de trajectòries de vol objectiu, proporcionant la designació de l'objectiu per al sistema de guiatge de la radiació làser, la font del qual serà un làser líquid. És d’interès el requisit especificat a la declaració de treballs sobre la creació d’un làser líquid i, al mateix temps, el requisit de la presència d’un làser de fibra de potència al complex. Ja sigui un error d’impressió o s’ha desenvolupat (desenvolupat) un nou tipus de làser de fibra amb un medi actiu líquid en una fibra, que combina els avantatges d’un làser líquid en termes de comoditat de refrigeració i d’un làser de fibra en la combinació de l’emissor. paquets.
Els principals avantatges dels làsers de fibra, estat sòlid i líquid són la seva compacitat, la possibilitat d’un augment de la potència per lots i la facilitat d’integració en diverses classes d’armes. Tot això és diferent del làser BLK "Peresvet", que es va desenvolupar clarament no com a mòdul universal, sinó com a solució feta "amb un sol propòsit, segons un concepte únic". Per tant, la probabilitat d'implementació de BLK "Peresvet" a la versió núm. 1 sobre la base de làsers de fibra, estat sòlid i líquid es pot avaluar com a baixa
BLK "Peresvet". Execució número 2. Làsers gasodinàmics i químics
Els làsers de gas dinàmic i químic es poden considerar una solució obsoleta. El seu principal desavantatge és la necessitat d’un gran nombre de components consumibles necessaris per mantenir la reacció, cosa que assegura la recepció de radiació làser. No obstant això, van ser els làsers químics els que es van desenvolupar més en el desenvolupament dels anys 70-80 del segle XX.
Pel que sembla, per primera vegada es van obtenir potències de radiació contínues de més d’un megawatt a la URSS i als EUA en làsers de gas dinàmic, el funcionament dels quals es basa en el refredament adiabàtic de masses de gas escalfades que es mouen a una velocitat supersònica.
A l'URSS, des de mitjan anys 70 del segle XX, es va desenvolupar un complex làser aerotransportat A-60 sobre la base de l'avió Il-76MD, presumptament armat amb un làser RD0600 o el seu anàleg. Inicialment, el complex estava destinat a combatre els globus a la deriva automàtics. Com a arma, s'havia d'instal·lar un làser CO dinàmic de gas continu d'una classe de megawatts desenvolupat per l'Oficina de Disseny Khimavtomatika (KBKhA). Com a part de les proves, es va crear una família de mostres de banc GDT amb una potència de radiació de 10 a 600 kW. Els desavantatges del GDT són la llarga longitud d'ona de radiació de 10,6 μm, que proporciona una divergència de difracció elevada del feix làser.
Es van obtenir potències de radiació encara més elevades amb làsers químics basats en fluorur de deuteri i amb làsers oxigen-iode (iode) (COIL). En particular, en el marc del programa Strategic Defense Initiative (SDI) als Estats Units, es va crear un làser químic basat en fluorur de deuteri amb una potència de diversos megawatts; en el marc de la defensa nacional antimíssica balística (NMD) dels EUA), el complex d'aviació Boeing ABL (AirBorne Laser) amb un làser d'oxigen-iode amb una potència de l'ordre de 1 megawatt.
VNIIEF ha creat i provat el làser químic de polsos més potent del món sobre la reacció del fluor amb l’hidrogen (deuteri), ha desenvolupat un làser de polsos repetitius amb una energia de radiació de diversos kJ per pols, una taxa de repetició de pols d’1 a 4 Hz i una divergència de radiació propera al límit de difracció i una eficiència d’aproximadament un 70% (la màxima aconseguida per als làsers).
En el període del 1985 al 2005. es van desenvolupar làsers sobre la reacció no en cadena del fluor amb l’hidrogen (deuteri), on es va utilitzar l’hexafluorur de sofre SF6 com a substància que contenia fluor, dissociant-se en una descàrrega elèctrica (làser de fotodissociació?). Per garantir un funcionament segur i a llarg termini del làser en mode de polsos repetitius, s'han creat instal·lacions amb un cicle tancat de canvi de la mescla de treball. Es mostra la possibilitat d’obtenir una divergència de radiació propera al límit de difracció, una velocitat de repetició de pols de fins a 1200 Hz i una potència de radiació mitjana de diversos centenars de watts.
Els làsers gasodinàmics i químics tenen un inconvenient important, en la majoria de solucions és necessari assegurar la reposició del material de "municions", que sovint consisteix en components cars i tòxics. També és necessari netejar els gasos de sortida resultants de l'operació del làser. En general, és difícil anomenar els làsers gasodinàmics i químics una solució eficaç, motiu pel qual la majoria dels països han canviat al desenvolupament de làsers de fibra, estat sòlid i líquid.
Si parlem d’un làser basat en la reacció no en cadena del fluor amb el deuteri, que es dissocia en una descàrrega elèctrica, amb un cicle tancat de canvi de la mescla de treball, al 2005 es van obtenir potències de l’ordre de 100 kW, és poc probable que durant aquest temps es podrien portar a un nivell de megawatts.
Pel que fa al Peresvet BLK, la qüestió d’instal·lar-hi un làser gasodinàmic i químic és força controvertida. D’una banda, hi ha avenços significatius a Rússia sobre aquests làsers. Va aparèixer informació a Internet sobre el desenvolupament d’una versió millorada del complex d’aviació A 60 - A 60M amb un làser d’1 MW. També es diu sobre la col·locació del complex "Peresvet" en un portaavions ", que pot ser el segon costat de la mateixa medalla. És a dir, al principi podrien haver fet un complex terrestre més potent basat en un làser gasodinàmic o químic i ara, seguint el camí batut, l’instal·len en un portaavions.
La creació de "Peresvet" va ser duta a terme per especialistes del centre nuclear de Sarov, al Centre Nuclear Federal de Rússia - Institut de Recerca de Física Experimental a tota la Federació Russa (RFNC-VNIIEF), al ja esmentat Institut de Recerca en Física del Làser, que, entre altres coses, desenvolupa làsers gasodinàmics i oxigen-iode …
D'altra banda, el que es pugui dir, els làsers gasodinàmics i químics són solucions tècniques obsoletes. A més, circula activament informació sobre la presència d’una font d’energia nuclear al Peresvet BLK per alimentar el làser, i a Sarov es dediquen més a la creació de les últimes tecnologies avançades, sovint associades a l’energia nuclear.
Basant-nos en l’anterior, es pot suposar que la probabilitat d’implementació del Peresvet BLK a l’execució núm. 2 sobre la base de làsers gasodinàmics i químics es pot estimar com a moderada
Làsers amb bombes nuclears
A finals dels anys seixanta, es va començar a treballar a l'URSS per crear làsers amb bombes nuclears d'alta potència. Al principi, especialistes de VNIIEF, I. A. E. Kurchatov i l'Institut de Recerca de Física Nuclear de la Universitat Estatal de Moscou. Després es van unir científics de MEPhI, VNIITF, IPPE i altres centres. El 1972, VNIIEF va excitar una barreja d'heli i xenó amb fragments de fissió d'urani mitjançant un reactor de polsos VIR 2.
El 1974-1976. s'estan duent a terme experiments al reactor TIBR-1M, en què la potència de radiació làser era d'aproximadament 1-2 kW. El 1975, sobre la base del reactor de polsos VIR-2, es va desenvolupar una instal·lació làser de dos canals LUNA-2, que encara estava en funcionament el 2005, i és possible que continuï funcionant. El 1985, es va bombar un làser de neó per primera vegada al món a les instal·lacions de LUNA-2M.
A principis de la dècada de 1980, científics de VNIIEF, per crear un element làser nuclear que funcionava en mode continu, van desenvolupar i fabricar un mòdul làser de 4 canals LM-4. El sistema és excitat per un flux de neutrons del reactor BIGR. La durada de la generació està determinada per la durada del pols d’irradiació del reactor. Per primera vegada al món, es va demostrar a la pràctica el làser cw en làsers amb bombes nuclears i es va demostrar l'eficiència del mètode de circulació de gas transversal. La potència de radiació làser era d’uns 100 W.
El 2001, la unitat LM-4 es va actualitzar i va rebre la designació LM-4M / BIGR. El funcionament d'un dispositiu làser nuclear de diversos elements en mode continu es va demostrar després de 7 anys de conservació de la instal·lació sense substituir els elements òptics i de combustible. La instal·lació LM-4 es pot considerar com un prototip d’un reactor-làser (RL), que posseeix totes les seves qualitats, excepte la possibilitat d’una reacció en cadena nuclear autosostenible.
El 2007, en lloc del mòdul LM-4, es va posar en funcionament un mòdul làser de vuit canals LM-8, en el qual es va proporcionar l'addició seqüencial de quatre i dos canals làser.
Un reactor làser és un dispositiu autònom que combina les funcions d’un sistema làser i d’un reactor nuclear. La zona activa d’un reactor làser és un conjunt d’un determinat nombre de cèl·lules làser col·locades d’una manera determinada en una matriu moderadora de neutrons. El nombre de cèl·lules làser pot variar de centenars a diversos milers. La quantitat total d’urani oscil·la entre els 5-7 kg i els 40-70 kg, unes dimensions lineals de 2-5 m.
A VNIIEF, es van fer estimacions preliminars dels principals paràmetres energètics, físic-nuclears, tècnics i operatius de diverses versions de reactors làser amb potència làser de 100 kW o més, que funcionen des de fraccions de segon fins a mode continu. Es van considerar els reactors làser amb acumulació de calor al nucli del reactor durant els llançaments, la durada dels quals està limitada per l'escalfament permès del nucli (radar de capacitat tèrmica) i del radar continu amb l'eliminació d'energia tèrmica fora del nucli.
Presumiblement, un reactor làser amb una potència làser de l’ordre de 1 MW hauria de contenir unes 3000 cèl·lules làser.
A Rússia, es va dur a terme un treball intensiu sobre làsers amb bombes nuclears no només a VNIIEF, sinó també a l’Empresa Federal Estatal Unitària “Centre Científic Estatal de la Federació Russa - Institut de Física i Enginyeria d’Energia que porta el nom d’AII. Leipunsky”, com demostra la patent RU 2502140 per a la creació de“Instal·lació làser de reactors amb bombament directe per fragments de fissió”.
Els especialistes del Centre d’Investigació Estatal de la Federació de Rússia (IPPE) han desenvolupat un model d’energia d’un sistema de làser de reactor pulsat: un amplificador òptic quàntic amb bombes nuclears (OKUYAN).
Recordant la declaració del viceministre de Defensa rus Yuri Borisov en l'entrevista de l'any passat al diari Krasnaya Zvezda, podem dir que el Peresvet BLK no està equipat amb un reactor nuclear de petita mida que subministra electricitat al làser, sinó amb un reactor-làser, en el qual l’energia de fissió es converteix directament en radiació làser.
El dubte només es planteja amb l'esmentada proposta de col·locar el Peresvet BLK a l'avió. No importa com assegureu la fiabilitat de l'avió portador, sempre hi ha el risc d'un accident i d'un accident d'avió amb la posterior dispersió de materials radioactius. No obstant això, és possible que hi hagi maneres d’evitar la propagació de materials radioactius quan cau el portador. Sí, i ja tenim un reactor volant en un míssil de creuer, el petrel.
Basant-nos en l’anterior, es pot suposar que la probabilitat d’implementació del Peresvet BLK en la versió 3 basada en un làser amb bombes nuclears es pot estimar com a alta
No se sap si el làser instal·lat és polsat o continu. En el segon cas, el temps de funcionament continu del làser i els trencaments que s’han de dur a terme entre modes de funcionament són qüestionables. Amb sort, el Peresvet BLK té un reactor làser continu, el temps de funcionament del qual només està limitat pel subministrament de refrigerant, o no limitat si es proporciona refrigeració d’alguna altra manera.
En aquest cas, la potència òptica de sortida del Peresvet BLK es pot estimar en el rang d’1 a 3 MW amb la possibilitat d’augmentar a 5-10 MW. No és possible colpejar una ogiva nuclear fins i tot amb aquest làser, però un avió, inclòs un vehicle aeri no tripulat o un míssil de creuer, ho és. També és possible assegurar la derrota de gairebé qualsevol nau espacial no protegida en òrbites baixes i, possiblement, danyar els elements sensibles de la nau espacial en òrbites superiors.
Per tant, el primer objectiu del Peresvet BLK pot ser els elements òptics sensibles dels satèl·lits d’alerta d’atacs de míssils nord-americans, que poden actuar com a element de defensa contra míssils en cas d’una vaga de desarmament sorpresa dels Estats Units.
conclusions
Com dèiem al començament de l'article, hi ha un nombre bastant gran de maneres d'obtenir radiació làser. A més dels comentats anteriorment, hi ha altres tipus de làsers que es poden utilitzar eficaçment en assumptes militars, per exemple, un làser d'electrons lliure, en el qual és possible variar la longitud d'ona en un ampli rang fins a raigs X suaus radiació i que només necessita molta energia elèctrica produïda per un reactor nuclear de petites dimensions. Aquest làser s'està desenvolupant activament en interès de la Marina dels Estats Units. Tanmateix, l’ús d’un làser d’electrons gratuït al Peresvet BLK és poc probable, ja que actualment pràcticament no hi ha informació sobre el desenvolupament de làsers d’aquest tipus a Rússia, a part de la participació a Rússia al programa de radiografia europea. làser d'electrons gratuït.
Cal entendre que l’avaluació de la probabilitat d’utilitzar aquesta o aquella solució al Peresvet BLK es dóna de manera força condicional: la presència només d’informació indirecta obtinguda de fonts obertes no permet formular conclusions amb un alt grau de fiabilitat.
