Лазерное оружие сообщение по обж

Обновлено: 01.06.2024

Лучевое оружие — совокупность устройств (генераторов), поражающее действие которых основано на использовании остронаправленных лучей электромагнитной энергии или концентрированного пучка элементарных частиц, разогнанных до больших скоростей. Его разновидностями являются лазерное, рентгеновское, гамма-лазерное и пучковое (ускорительное) оружие.

Лазерное, пучковое…

Принцип действия лазерного оружия основан на излучении мощным квантовым генератором (лазером) электромагнитной энергии оптического диапазона за счет взаимодействия электромагнитного поля или энергии от другого внешнего источника с электронами, атомами и ионами активного тела лазера. Энергия, излучаемая лазером, распространяется в пространстве в виде узконаправленного луча с высокой степенью концентрации.

Поражающее действие лазерного луча достигается в результате нагревания материалов объекта до высоких температур, вызывающих их расплавление и даже испарение, повреждения сверхчувствительных элементов, ослепления органов зрения и нанесения человеку термических ожогов.

Действие лазерного луча отличается скрытностью (отсутствием внешних признаков в виде огня, дыма, звука), высокой точностью, прямолинейностью распространения, практически мгновенным действием. К недостаткам относятся: ограниченный радиус действия в наземных условиях — до 5 км (в верхних слоях атмосферы и в космосе может достигать 100 км и более), сложностью аппаратуры и вспомогательного оборудования, высокой стоимостью, необходимостью непрерывного сопровождения цели до ее поражения, зависимостью от метеоусловий, трудностью оптической фокусировки и др.

В соответствии с программой СОИ в США разрабатываются лазеры с накачкой от ядерного взрыва, предназначенные для поражения космических объектов на больших расстояниях.

В стадии активной разработки рентгеновское оружие, но, видимо, некоторые успехи уже достигнуты. Энергия рентгеновского излучения в 100, 1000 и даже в 10 000 раз больше, чем у лазеров оптического диапазона. Рентгеновское оружие способно проникать сквозь значительные толщи различных материалов. Как средство поражения оно превосходит лазеры, лучи которых отражаются от преград.

Гамма-лазерное оружие находится в стадии разработки. В отличие от лазеров гамма-лазер (гразер) генерирует не свет, а гамма-лучи. Диапазон волн гамма-излучения от 0,1 до 0,01 А, что в 10-100 раз короче волн рентгеновского излучения. По мощности гамма-излучение превосходит рентгеновское. Принцип действия гамма-лазеров аналогичен лазерам оптического диапазона, однако их устройство намного сложнее.

Мощный поток энергии создает на цели механические ударные нагрузки, интенсивное тепловое воздействие и вызывает (инициирует) кратко-волновое электромагнитное (рентгеновское) излучение. Оружие наземного базирования предполагается создавать трех типов: малой (до 1 км), средней (до 5 км) и большой дальности (до 10 км).

Объектами поражения в космосе могут быть прежде всего искусственные спутники Земли и межконтинентальные баллистические ракеты различных типов. Весьма уязвимым элементом перечисленных объектов является электронное оборудование.

Лучевое оружие на основе рентгеновских лучей, гамма-излучений и потока элементарных частиц вызывает радиационные поражения и термические эффекты.

Вслед за великим Архимедом

В 212 году до н. э. Сиракузы, родной город математика, механика и астронома Архимеда, осаждали войска Римской империи. Крепость была блокирована и с суши, и с моря, где стояли боевые римские галеры. Причем корабли были расположены так, что снаряды катапульт осажденных, кстати, сооруженные тем же Архимедом, до судов не долетали.

Лавры Архимеда долго не давали покоя ученым, работающим в области разработок военных технологий. В настоящее время технический прогресс позволяет собрать в космосе, на высоте 40 тыс. км, зеркальный комплекс. Если зеркала расположить неподвижно над одним местом и посылать лучи в специальные приемные установки, то они смогут обеспечить тепловой энергией целые города. Естественно, о городах пока речи не идет, а вот о новом оружии…

Лучевое будущее

Работы над лучевым оружием продолжаются и в третьем тысячелетии.

Разработанные излучатели еще очень мало соответствуют образу идеального лучевого оружия. Всему виной чрезвычайно малый коэффициент полезного действия любого излучателя, в том числе и лазерных устройств. В них лишь ничтожная доля энергии накачки трансформируется в энергию светового луча, что недостаточно для разрушения удаленных объектов. Не помогают никакие модификации, начиная от эксимерного лазера и кончая лазером с ядерной накачкой.

Необходимо создание новых источников энергии, которые были бы не менее мощными, чем ядерные, и обладали точностью лазерного оружия, но при этом были бы экологически чистыми и легко управляемыми в широком диапазоне значений энергии. Это дало бы возможность освоить даже космическое пространство. Таким новым источником энергии может быть только искусственный протонный распад (ИПР). При этом физическом процессе освобождается в тысячи раз больше энергии, чем при термоядерном взрыве.

Использование ИПР позволит совершить переход к новым революционным военным технологиям. Современная наука уже вплотную подошла к возможности полного освобождения внутрипротонной энергии. В отличие от реакции ядерного деления протонные распады не требуют каких-либо критических значений масс или фиксированных значений других параметров. Важна лишь определенная их комбинация.

Это позволяет создать генераторы любой мощности и использовать их различные модификации для различных видов оружия. От индивидуального излучателя до стратегических планетарных комплексов, энергетических установок и транспортных систем. Открывающиеся возможности по созданию технических устройств на базе реакций протонного распада безграничны.

В России уже интенсивно ведутся работы по созданию оружия нового поколения, промышленные образцы будут готовы в течение ближайших нескольких лет. Уже наступает тот давно ожидаемый момент, когда отдельные успехи в этом направлении превращаются в технологический прорыв. Накоплена критическая масса знаний о внутренней энергии протонов и методах ее освобождения в виде излучения.

Мощность лучевого оружия на базе использования энергии реакции ИПР теоретически не имеет пределов. Правильнее будет сказать, что при превышении определенного порога это оружие превратится в космическое оружие планетарного масштаба, и оно может обладать любой необходимой точностью.

Для реакции ИПР может быть использовано любое вещество, хотя, конечно, существуют технологические особенности при использовании различных элементов. Главное — правильно подобрать подходящие параметры для запуска реакции протонного распада, отработать правильную конструкцию фокусирующей системы и применить соответствующие материалы.

С внедрением боевых излучателей на базе реакции протонного распада изменятся методы ведения войн. Военные компании станут скоротечными, войска перестанут зависеть от путей снабжения, так как протонный распад является очень экономичным процессом. Топливом для генератора излучения сможет служить любое вещество, которое будет перед использованием превращаться в плазму. Всего 200 мг любого вещества содержит энергию, эквивалентную 20 кт тротилового эквивалента. Эта энергия равна мощности атомных бомб, сброшенных американцами на японские города во время Второй мировой войны.

Оружию нового поколения будет соответствовать новая тактика и стратегия проведения военных операций. Результаты конкретных военных операций станут ясными уже в течение нескольких секунд. При надлежащей подготовке первый удар станет и последним. Использование хотя бы небольшого числа свойств нового оружия открывает огромное число новых возможностей, как в плане его модификаций, так и в использовании его принципиально новых свойств.

Станут реальностью самые фантастические методы ведения войны, но главное, что очень привлекает политиков и военных, — с появлением нового лучевого оружия все существующие договоры об ограничении оружия массового поражения перестанут иметь какое-либо стратегическое значение.

Использование лучевого оружия так же кардинально изменит весь ход развития земной цивилизации, как и появление в свое время огнестрельного оружия.

Лучевое высокоэнергетичное оружие имеет важные преимущества перед обычными видами вооружений. Оно способно:

• имеет большую дальность действия.

На полигоне прошла серия испытаний. Сначала из установки залпового огня был выпущен один реактивный снаряд, который был засечен, отслежен и через считанные секунды уничтожен с помощью ТВЛ, находившегося на расстоянии нескольких миль от места пуска. Затем 28 августа и 22 сентября 2000 года система ТВЛ успешно сбила сразу два реактивных снаряда, выпущенных из установки залпового огня.

С самого начала ТВЛ разрабатывался как мобильная система наземных войск ПВО, но она вполне может быть установлена на спутнике или самолете. Мощное излучение ТВЛ может уничтожить цель полностью, а при более слабом излучении система способна вывести из строя всю электронику цели-объекта.

Идея разместить в космосе лазеры, способные не только поражать цели на орбите — разведывательные спутники, орбитальные станции и т. д., но и наземные объекты, родилась еще при президенте Рейгане. Над проектом активная работа велась в период разработки системы ПРО, которая так пугала нашего Горбачева и которая своей целью ставила накрыть США зонтиком недоступности для любой угрозы извне.

С ядерной накачкой

Тогда же встал вопрос о выводе на орбиту небольшой ядерной электростанции, которая могла бы обеспечить энергией такой лазер. Но задолго до того ученые уже проектировали атомные электростанции для космических проектов будущего, в частности, для энергообеспечения объектов на Луне и планетах, которые человечество освоит в будущем.

Лазер с ядерной накачкой — это лазер, в котором возбуждение и создание инверсии в специальной лазерно-активной среде осуществляется продуктами ядерных реакций. Наиболее перспективным видится использование в качестве источника энергии осколков деления тяжелых ядер.

Однако американская администрация не собирается отказываться от намеченных планов. Напротив, усилия в деле создания лазерного космического оружия в настоящее время возрастают.

В Ливерморской лаборатории работают 8000 человек, из них 1140 инженеров, 777 физиков, 286 химиков и материаловедов, 448 математиков и специалистов по компьютерной технике. В распоряжении лаборатории — 800 млн долларов в год, но предполагают, что в ближайшее время эта сумма перевалит за 1 млрд долларов. Из них 2/5 идут на развитие новых видов оружия, 300 млн долларов — на прямые исследования, связанные с СОИ. Американские специалисты предложили проект БКС с 50 рентгеновскими лазерами и одним ядерным источником накачки. Причем для каждого стержня рентгеновского лазера потребуется собственное прицельно-следящее устройство (возможно, с маломощным лазерным телескопом) для сопровождения цели.

Диапазон вероятного применения лазерного оружия весьма широк, многообразен, и специалистам, видимо, еще не раз доведется встретиться с новыми способами его использования и объектами поражения.

У границ России

Есть мнение, что американские военные лишь обозначают работы по бесперспективной ПРО страны. Это своего рода маневр прикрытия, истинная цель — создание военных баз на постсоветском пространстве. На основе этих баз американцы попытаются создать истинный первый эшелон своей противоракетной обороны, с которого возможны перехват и уничтожение российских межконтинентальных баллистических ракет на так называемом активном, или разгонном, участке траектории полета.

Глава Агентства по ПРО генерал Рональд Кэдиш неоднократно заявлял: прежде чем заниматься системами космического базирования, он хотел бы полностью отладить наземные системы ПРО, способные уничтожать ракеты противника на этапе разгона. То есть, продолжая мысль генерала, следует уточнить — на удалении не более 500 км от точки старта, вблизи российских границ.

Все это в совокупности с относительно малой скоростью полета и огромным высокотемпературным факелом от работающих двигателей демаскирует межконтинентальную баллистическую ракету. По факелу могут надежно наводиться средства поражения. В случае создания условий для перехвата ракет не требуется многоэшелонированной и крайне дорогостоящей системы ПРО страны.

Первое испытание самолета, на котором Министерство обороны США надеется установить боевой лазер для уничтожения баллистических ракет вероятного противника, завершилось неудачей. Как заявили представители Агентства по противоракетной обороне Пентагона, полет Боинга-747 продолжался вместо запланированных 2 часов всего 22 минуты. Машина вернулась на базу после того, как в кабине пилотов начало падать давление.

Специалисты пояснили, что в тех помещениях самолета, где находится экипаж, поддерживается более высокое давление, чем в отсеке, отведенном под установку высокоэнергетического лазера с химической накачкой. Это делается для того, чтобы обезопасить пилотов в случае утечки ядовитых веществ из боевой системы. Во время испытательного полета лазера на борту машины не было, и людям ничего не угрожало.

Эта система состоит из двух компонентов: твердой пластиковой капсулы, имеющей те же размеры и форму, что и 40-миллиметровая граната, и из панели управления, которая посылает импульсы в нижний блок гранатомета.

Пластиковая капсула несет в себе лазерный диод и закладывается в немодифицированный гранатомет М203 точно так же, как обычная граната. Простым нажатием кнопки на панели управления стрелок-лазер переводится в режим непрерывного излучения, что позволяет ослепить противника.

Основной проблемой разработчиков лазерного оружия, вызывающего лишь временное ослепление живой силы противника, являются труднопрогнозируемые перепады энергии излучения. Дело в том, что в зависимости от предварительной адаптации человеческого глаза к условиям освещенности (день, ночь), углов визирования ослепляющего источника, степени задымленности органов зрения (даже простыми очками или контактными линзами) при одной и той же энергии, излученной лазерным ружьем и пистолетом, поражение может быть как обратимым, так и необратимым, то есть ведущим к тотальной слепоте. Поэтому ученые всемирно известных Ливерморской и Лос-Аламосской исследовательских лабораторий Министерства энергетики США усиленно работают также над совершенствованием нелазерных, то есть некогерентных, ослепляющих источников света.

Яркие источники света могут временно парализовать противника, затруднить его перемещение по местности, и тем более — ведение прицельного огня. Приведем в пример знаменитую Берлинскую операцию на исходе Великой Отечественной войны. Тогда, в апреле 1945 года, артподготовка и переход наших войск в наступление неожиданно для противника начались ночью, с применением нацеленных на вражеские позиции прожекторов. Ныне зарубежные эксперты большие надежды возлагают на мигающие мощные источники некогерентного света. Оказалось, что при некоторых значениях частоты световых импульсов и их скважности (отношение периода следования импульсов к их длительности) у личного состава резко ухудшается самочувствие, наблюдается явление, обычно предшествующее эпилептическим припадкам. Особенно эффективно для вывода из строя живой силы противника комбинированное воздействие когерентных (для ослепления) и некогерентных (для дезориентации) источников света.

Проходят испытания приборы-излучатели мощных направленных и диффузных (рассеянных) импульсных потоков оптического диапазона. Их удалось создать на базе принципиально новой технологии взрывного нагрева инертных газов.

Подобные средства, вмонтированные в корпус стандартного 155-миллиметрового армейского снаряда или подвешенные к дрейфующему в сторону вражеских позиций газовому баллону смогут практически мгновенно вывести из строя все оптико-электронные датчики компьютерных систем управления, а также личный состав противника.

Солнце для жизни и смерти

Конечно, такие аппараты могут освещать города, согревать холодные территории, но и в военных целях они чрезвычайно удобны.

Расчеты показали, что температура в центре сфокусированного солнечного потока может достигать нескольких тысяч градусов. Такой луч, ударивший из космоса, сумеет легко пробить самые плотные тучи. Под ним будет плавиться и кипеть металл, гореть земля, прожженная на многометровую глубину. Адской температуры не выдержат ни люди, ни дома, ни танки, ни шахты с ракетами, ни подземные убежища… А десяток таких спутников, объединивших свои лучи, в считанные минуты превратят огромную территорию в выжженную безлюдную пустыню.

Сообщается в печати и о создании плазменного оружия (плазмоидов).

Первые опыты по созданию искусственных плазмоидов начались в СССР более 50 лет назад — зимой 1941 года в осажденном Ленинграде. Бомбардировки, обстрелы, голод и холод ни на минуту не прекратили научные исследования. Физик Г. И. Бабат на одной экспериментальной установке неожиданно для себя получил огненное кольцо, подобие шаровой молнии. Это плазменное кольцо с колоссальными скоростями выстреливалось, словно из пушки, когда сила тока превосходила нужный порог.

Конечно, просто создать плазмоид было недостаточно. П. Л. Капица подсказал самый простой способ управления шаром: с помощью радиоволн, которые генерируются уже готовыми радарными установками. Тут же работы становятся секретными: военные поняли, что, если работы будут успешными, они смогут стрелять шаровыми молниями.

Лазерное оружие – это вид оружия направленной энергии, основанного на использовании электромагнитного излучения высокоэнергетических лазеров. Поражающими факторами Л.о. являются в основном термомеханическое и ударно-импульсное воздействие лазерного луча на цель. Поражающее действие такого оружия основывается на возможности достижения высокой плотности энергии в пятне излучения на цели, вызывающей нагрев, расплавление или испарение материалов конструкции цели, повреждение светочувствительных элементов целей, поражение органов зрения и др. Л.о. отличается высокой точностью, практически мгновенностью действия. Считается, что Л.о. имеет перспективу своего применения для противоспутниковой борьбы, поражения межконтинентальных баллистических ракет и их головных частей, а также для уничтожения, вывода из строя и разрушения военной и др. техники, узлов связи и пунктов управления, наиболее важных объектов экономики и инфраструктуры и др.

Поражающие факторы Л.о. в первую очередь зависят от мощности лазерного излучения. Если плотность энергии излучения составляет около 10 Дж/см 2 , то это приводит к ослеплению людей; если же плотность энергии излучения составит свыше 10 кДж/см 2 , то это приводит к раз рушению корпуса ракеты, самолета и др. видов техники и вооружения. При достаточно большой плотности энергии в импульсном режиме наряду с тепловым осуществляется и ударное воздействие, обусловленное возникновением плазмы. Из всех применяемых на практике лазеров для Л.о. наиболее эффективными являются твердотельные, химические, эксимерные, с ядерной накачкой и др. Наиболее мощным и совершенным видом Л.о. является рентгеновский лазер с ядерной накачкой. При мощности ядерного взрыва 50–100 кт обеспечивается такая накачка активной среды лазера, которая превращает его в генератор ударно-импульсного излучения в рентгеновском диапазоне.

Наиболее эффективно Л.о. действует в космическом пространстве, т.к. облака, туман, пыль, дым, сама атмосфера приводят к значительному ослаблению лазерного луча. Однако при благоприятных атмосферных условиях Л.о. может эффективно применяться для поражения воздушных целей на дальность до 6 км, для воздействия на оптико-электронные средства и органы зрения человека — до 10 км. Поражающее действие Л.о. в космосе достигает несколько тыс. км.

Источники: Важов А. Лазерное оружие // Морской сборник. 1996, №3; Крысанов В., Мирошников А. Нетрадиционное оружие // Техника и вооружение. 1991, № 4; Космическое оружие: дилемма безопасности. А.Г. Арбатов, А.А. Васильев, Е.П. Велихов и др. –М., 1986; Андреев И.И. Физические основы и боевые свойства лучевого оружия // Военная мысль. 1985, № 11.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

ВЫПОЛНИЛА : Болтенко Арина Евгеньевна 3 курс 32 группа

История создания В первой половине XX века идеей применения, преобразованных в целенаправленные лучи различных видов энергии занимался проживавший в то время в Америке сербский ученый Никола Тесла. Лучевое оружие Теслы базировалось на совершенно новом физическом принципе, который еще не применялся в его прежних изобретениях по передаче электрической энергии на большие дистанции.

В разработках ученого транслируемая в атмосфере энергия

фокусировалась при помощи луча на определенном объекте. Как

утверждал физик, при помощи лазерного луча можно уничтожать с

расстояния 400 тыс. метров до 10 тыс. единиц авиационной техники

противника. Для генерации луча должны были создать специальные

станции стоимостью 2 млн долларов. На их строительство, по словам

ученого, ушло бы не менее трех месяцев. Доктором Джоном Трампом,

занимавшим должность руководителя Национального комитета обороны

США, подобные заявления были восприняты как спекулятивные и

лишенные возможности к их реализации. Желая уравновесить мировой

баланс и предотвратить начало второй мировой войны, в 1940 году Н.

предложениями обращался и к правительствам других государств.

Изобретение физика вызвало интерес в Советском Союзе. На переговорах

тыс. долларов сербский изобретатель продал советским ученым планы

для изготовления вакуумных камер, применяемых в лучевом оружии. В

США изобретением физика заинтересовалось только после его смерти.

Агентами ФБР были произведены обыски в кабинете ученого и изъята вся

Определение понятия

Лучевое оружие – это наступательный вид вооружения, в котором

поражающим фактором является лазерный луч. Сам лазер представляет

собой систему, в которой присутствуют следующие элементы:

Активная (или рабочая) газовая, твердая или жидкая среда. Мощный источник энергии.

Резонатор в виде системы зеркал Лазерное вооружение является системой специальных устройств, которые превращают энергию в остронаправленные лучи или в концентрированные пучки. Функцию данных устройств выполняют специальные генераторы. Энергия может быть электрической, световой, химической и тепловой. В зависимости от того, во что устройства преобразуют электромагнитную энергию, лучевое оружие в качестве поражающего фактора может использовать лазер или узконаправленный ускоренный пучок насыщенных энергией частиц.

- Принцип действия

При наведении любого вида лучевого оружия на цель, та подвергается

разрушительному воздействию предельно высокой температуры. Это ведет к

тому, что сверхчувствительные элементы объекта плавятся и даже испаряются. В результате попадания лазера на человека у того наблюдаются термические ожоги. Также лазер разрушительно воздействует на органы зрения.

Преимущества

Лазеры используются в космической отрасли. С их помощью уничтожаются

межконтинентальные баллистические ракеты и искусственные спутники

Земли. Достаточно эффективным является данное оружие и в тактических

зонах вооруженных конфликтов, где лазер применяется для поражения органов зрения противника.

Лучeвaя бoлeзнь Пpизнaк ocoбeннo cильнoй paдиaции — зaпax oзoнa.

Чepeз нecкoлькo чacoв пocлe cильнoгo oблучeния пoявляeтcя тoшнoтa,

гoлoвнaя бoль. Чepeз cутки эти cимптoмы пpoxoдят и нacтупaeт cкpытый,

мнимo блaгoпoлучный пepиoд, кoтopый мoжeт длитьcя дo двуx нeдeль.

Пoтoм вoзвpaщaeтcя гoлoвнaя бoль, oщущaeтcя peзь в глaзax. Пaдaeт

кoличecтвo лeйкoцитoв в кpoви, и вoзникaeт нeoбxoдимocть пepeливaния

дoнopcкoй кpoви. Пpимepнo нa 20-e cутки пocлe cильнoгo oблучeния

выcтупaют cлeды paдиoaктивныx oжoгoв, выпaдaют вoлocы, cxoдят нoгти.

Пoмoчь мoжeт тoлькo пepecaдкa дoнopcкoгo кocтнoгo мoзгa. Извecтны

cлучaи пoлнoгo излeчeния пocлe пoлучeния cмepтeльнoй дoзы. Пpи этoм

иcпoльзoвaлиcь вce извecтныe мeдицинcкиe cpeдcтвa, a у пocтpaдaвшиx

былo бoльшoe жeлaниe выжить. Пocлe мecтнoгo oблучeния бoлeзнь

paзвивaeтcя cлeдующим oбpaзoм: Пepвичнaя peaкция opгaнизмa:

пoкpacнeниe кoжи и бoль в oблучeннoм мecтe; Cкpытый пepиoд, длящийcя

oт нecкoлькиx чacoв дo 5 нeдeль; Уплoтнeниe кoжи в мecтe oблучeния,

oтeк, бoль; Oбpaзoвaниe нa кoжe пузыpeй c жeлтoвaтoй жидкocтью;

Bcкpытиe пузыpeй, oбpaзoвaниe нeзaживaющиx язв. Ocoбeннocть лучeвoгo

oжoгa — зaмeдлeннoe вoccтaнoвлeниe пoвpeждeнныx ткaнeй. Boзмoжнo

paкoвoe пepepoждeниe ткaнeй в мecтax длитeльнoгo coxpaнeния язв.

Пpизнaки xpoничecкoгo лeгкoгo oблучeния — пoкpacнeниe и cуxocть кoжи,

Что делать при радиационном поражении.

1. Выполнить те мероприятия, от которых в данный момент зависит жизнь пострадавшего (сделать искусственное дыхание, непрямой массаж сердца, вывести из обморока и т.д.).

2. Исключить или уменьшить внешнее гамма-облучение (перенести пострадавшего в специальное убежище, а за неимением его – в подвал, погреб или любое здание из кирпича или бетона).

3. Снять и уничтожить одежду пострадавшего (с целью предотвращения дальнейшего воздействия радиоактивных веществ на кожу и слизистые оболочки), а если это невозможно - провести частичную санитарную обработку и дезактивацию одежды и обуви.

4. Промыть пострадавшему глаза, прополоскать рот и промыть желудок, после чего дать выпить любой адсорбент (например, 5-10 таблеток активированного угля).

5. Одеть на пострадавшего респиратор или ватно-марлевую повязку (за неимением таковых - закрыв его рот и нос полотенцем, платком или шарфом).

Создание реального лазера в 50-х – 60-х годах XX века вновь подняло тему лазерного оружия. На протяжении десятилетий оно стало непременным атрибутом фантастических фильмов. Реальные успехи были гораздо скромнее. Да, лазеры заняли важную нишу в системах разведки и целеуказания, широко применяются в промышленности, но для использования в качестве средства поражения их мощность по-прежнему была недостаточной, а массогабаритные характеристики неприемлемыми. Как эволюционировали лазерные технологии, насколько они готовы к применению в военных целях в настоящее время?

Первый действующий лазер был создан в 1960 году. Это был импульсный твердотельный лазер на искусственном рубине. На момент создания это были самые высокие технологии. В наше время такой лазер можно собрать в домашних условиях, при этом энергия его импульса может достигать 100 Дж.

Самодельный лазер на искусственном рубине с энергией импульса 5 Дж и простреленная семью импульсами этого лазера монета, лазер построен @Laserbuilder, им планируется создание аналогичного лазера с энергией импульса до 100 Дж

Ещё более простым в реализации является азотный лазер, для его реализации не нужны сложные покупные изделия, он может работать даже на азоте, содержащемся в атмосфере. При наличии прямых рук он может быть легко собран в домашних условиях.

Процесс самостоятельной сборки и демонстрация работы азотного лазера

С момента создания первого лазера найдено огромное количество способов получения лазерного излучения. Существуют твердотельные лазеры, газовые лазеры, лазеры на красителях, лазеры на свободных электронах, волоконные лазеры, полупроводниковые и другие лазеры. Также лазеры различаются по способу возбуждения. Например, в газовых лазерах различных конструкций, возбуждение активной среды может осуществляться оптическим излучением, разрядом электрического тока, химической реакцией, ядерной накачкой, тепловой накачкой (газодинамические лазеры, ГДЛ). Появление полупроводниковых лазеров породило лазеры типа DPSS (Diode-pumped solid-state laser – твердотельный лазер с диодной накачкой).

Различные конструкции лазеров позволяют получить на выходе излучение разных длин волн, от мягкого рентгеновского излучения, до излучения инфракрасного спектра. В разработке находятся лазеры, излучающие жесткое рентгеновское излучение и гамма-лазеры. Это позволяет подбирать лазер исходя из решаемой задачи. Относительно военного применение, это означает, к примеру, возможность выбора лазера, с излучением такой длины волны, которая минимально поглощается атмосферой планеты.

С момента разработки первого прототипа, непрерывно росла мощность, улучшались массогабаритные характеристики и коэффициент полезного действия (КПД) лазеров. Очень наглядно это заметно на примере лазерных диодов. В 90-х годах прошлого века в широкой продаже появились лазерные указки мощностью 2-5 мВт, в 2005-2010 годах уже можно было приобрести лазерную указку 200-300 мВт, сейчас, в 2019 году, в продаже есть лазерные указки с оптической мощностью 7 Вт. В России в открытой продаже есть модули инфракрасных лазерных диодов с оптоволоконным выходом, оптической мощностью 350 Вт.

Темпы роста мощности лазерных диодов сравнимы со скоростью роста вычислительной мощностью процессоров, в соответствии с законом Мура. Безусловно лазерные диоды не пригодны для создания боевых лазеров, но они в свою очередь используются для накачки эффективных твердотельных и волоконных лазеров. Для лазерных диодов КПД преобразования электрической энергии в оптическую может составлять свыше 50%, теоретически можно получить КПД и свыше 80%. Высокий КПД не только снижает требования к источнику питания, но и упрощает охлаждение лазерного оборудования.
Важным элементом лазера является система фокусировки луча – чем меньше площадь пятна на цели, тем выше удельная мощность, позволяющая нанести повреждение. Прогресс в создании сложных оптических систем и появление новых высокотемпературных оптических материалов позволяет создавать высокоэффективные системы фокусировки. В систему фокусировки и наведения американского экспериментального боевого лазера HEL входит 127 зеркал, линз и светофильтров.

Какие лазеры получили приоритетное развитие в сфере вооружений? В связи с отсутствием мощных источников оптической накачки таковыми стали в первую очередь газодинамические и химические лазеры.

В конце XX века общественное мнение всколыхнула американская программа Стратегической оборонной инициативы (СОИ). В рамках этой программы предполагалось развёртывание лазерного оружия на земле и в космосе для поражения советских межконтинентальных баллистических ракет (МБР). Для размещения на орбите предполагалось использовать лазеры с ядерной накачкой, излучающие в рентгеновском диапазоне или химические лазеры мощностью до 20 мегаватт.

Программа СОИ столкнулась с многочисленными техническими трудностями и была закрыта. В тоже время некоторые проводимые в рамках программы исследования позволили получить достаточно мощные лазеры. В 1985 году лазер на фториде дейтерия с выходной мощностью 2,2 мегаватта разрушил закреплённую в 1 километре от лазера жидкостную баллистическую ракету. В результате 12-секундного облучения стенки корпуса ракеты потеряли прочность и были разрушены внутренним давлением.

В рамках испытаний было создано семейство стендовых образцов ГДЛ с мощностью излучения от 10 до 600 кВт. Можно предположить, что на момент испытаний комплекса А-60 на нём был установлен лазер мощностью 100 кВт.

Было выполнено несколько десятков полетов с испытанием лазерной установки по стратосферному аэростату, находящемуся на высоте 30-40 км и по мишени Ла-17. В части источников указывается на то, что комплекс с самолетом А-60 создавался в качестве авиационного лазерного компонента ПРО по программе "Терра-3".

Какие типы лазеров наиболее перспективны для применения в военных целях в настоящее время? При всех достоинствах газодинамических и химических лазеров, у них есть существенные недостатки: необходимость в расходных компонентах, инерция запуска (по некоторым данным до одной минуты), значительное тепловыделение, большие габариты, выход отработанных компонентов активной среды. Такие лазеры могут быть размещены только на крупных носителях.

В настоящий момент наибольшие перспективы имеют твердотельные и волоконные лазеры, для работы которых необходимо лишь обеспечить их электроэнергией достаточной мощности. Военно-морские силы США активно прорабатывают технологию лазера на свободных электронах. К важным преимуществам волоконных лазеров можно отнести их масштабируемость, т.е. возможность объединять несколько модулей для получения большей мощности. Важна и обратная масштабируемость, если создан твердотельный лазер мощностью 300 кВт, то наверняка его основе может быть создан менее габаритный лазер мощностью, например, 30 кВт.

Вместе с тем возможности волоконных лазеров, производимых IPG Photonics, чрезвычайно высоки. Волоконные лазеры непрерывного излучения высокой мощности компании IPG обладают диапазоном мощности от 1 кВт до 500 кВт, а также широким спектром длин волн, КПД преобразования электрической энергии в оптическую доходит до 50 %. Параметры расходимости волоконных лазеров IPG намного превосходят другие лазеры большой мощности.

Волоконный лазер YLS мощностью 100 кВт производства IPG Photonics, по запросу доступны уровни мощности до 500 кВт

Есть ли в России другие разработчики и производители современных мощных волоконных и твердотельных лазеров? Если судить по коммерческим образцам, то нет.

Вместе с тем нельзя полностью исключать то, что отечественным учёным удалось совершить прорыв в каком-либо другом направлении создания мощных лазеров, основанный на глубоком понимании физики лазерных процессов.

Какой мощности нужен лазер, чтобы его можно было эффективно применять в военных целях как средство поражения? Во многом это зависит от предполагаемой дальности применения и характера поражаемых целей, а также способа их поражения.

В ходе испытаний комплекса А-60 с лазером мощностью 100 кВт поражались мишени Л-17, представляющие аналог реактивного самолёта. Дальность поражения неизвестна, можно предположить, что она составляла порядка 5-10 км.

Примеры испытаний зарубежных лазерных комплексов:

В ходе испытаний американского воздушного лазерного комплекса Boeing YAL-1 были уничтожены баллистические ракеты-мишени. Одна ракета-мишень с жидкостным ракетным двигателем, вторая твердотопливная, дальность стрельбы на испытаниях составила порядка 100 км.

На испытательном полигоне в Шробенхаузене компанией Rheinmetall были проведены испытания лазерной установки мощностью 20 кВт, уничтожающей беспилотный летательный аппарат (БПЛА) на расстоянии в 500 метров за 3,39 секунды.

Предыдущее испытание комплекса проводились в 2013 г. на полигоне Уайт-Сэндз, штат Нью-Мексико. Тогда лазер поразил более 90 миномётных снарядов, и несколько БПЛА. В общей сложности за два испытания HEL MD поразил 150 воздушных целей, включая 60-миллиметровые миномётные снаряды и БЛА. В планах компании – увеличение мощности комплекса до 50-60 квт и усовершенствование системы энергообеспечения лазерной установки.

Исходя из изложенного, можно предположить:

— для поражения малых БПЛА на дальности 1-5 километров необходим лазер мощностью 2-5 кВт;

— для поражения неуправляемых мин, снарядов, и высокоточных боеприпасов на дальности 5-10 километров необходим лазер мощностью 20-100 кВт;

— для поражения целей типа самолёт или ракета на дальности 100-500 км необходим лазер мощностью 1-10 МВт.

Лазеры указанных мощностей или уже существуют, или будут созданы в обозримой перспективе. Какие образцы лазерного вооружения в недалёком будущем могут использоваться военно-воздушными силами, наземными войсками и флотом, рассмотрим в продолжении настоящей статьи.

Пару дней назад новостные ленты захлестнула новость о том, что американский ВМФ провёл испытания лазерного оружия в Персидском заливе. Новый вид оружия — LaWS, или Laser Weapons System был испытан на транспорт-доке USS Ponce под командованием капитана Кристофера Уэллса.

Представители Пентагона в 2014 году сообщали об установке на USS Ponce лазерного оружия, а также о проведении его испытаний. Тогда отмечалось, что на разработку оружия, предназначенного, в том числе, для уничтожения беспилотников, ушло семь лет.

Сообщается, что стоимость системы составляет 40 миллионов долларов, а один выстрел обходится в один доллар США. Для выработки электричества используется собственный небольшой генератор. Всю установку обслуживает боевой расчёт из трёх человек.

В январе глава Стратегического командования ВС США генерал Джон Хайтен заявил, что российские специалисты занимаются разработкой оружия против спутников, в том числе лазерного оружия.

В свою очередь, первый вице-президент Академии геополитических проблем Константин Сивков назвал это заявление главы Страткома проявлением информационной войны.

Кто ещё работает над созданием лазерного оружия?

В октябре 2016 года заместитель главы Минобороны России Юрий Борисов заявил, что уже завершена наземная отработка оборудования российского самолета А-60, который предполагается оснащать лазерным оружием.

Также в январе сообщалось, что министерство обороны Великобритании заключило контракт на сумму £30 млн ($37 млн) для создания прототипа лазерного оружия.

История разработки

В числе первых, кто занимался теоретическими обоснованием работы лазеров, был величайший физик XX столетия Альберт Эйнштейн. Экспериментальное подтверждение возможности получения лазерного излучения были получены в конце 20-х годов.

Лазер состоит из активной (или рабочей) среды, в качестве которой может выступать газ, твердое тело или жидкость, мощного источника энергии и резонатора, обычно представляющего собой систему зеркал.

С момента своего изобретения лазеры нашли применение в самых разных сферах науки и техники. Жизнь современного человека буквально наполнена лазерами. Указки и системы считывания штрих-кодов в магазинах, проигрыватели компакт-дисков и приборы определения точного расстояния, голография – все это мы имеем только благодаря изобретению лазера. Кроме того, лазеры активно используются в промышленности (для резки, пайки, гравировки), медицине (хирургия, косметология), навигации, в метрологии и при создании сверхточной измерительной техники.

Преимущества и недостатки

Несмотря на все сложности, связанные с разработкой лазерного оружия, работы в этом направлении продолжаются весьма активно, ежегодно на них тратятся миллиарды долларов. В чем же преимущества боевых лазеров, по сравнению с традиционными системами вооружения? Вот основные из них:

1. Высокая скорость и точность поражения. Луч движется со скоростью света и достигает цели практически мгновенно. Излучение поражает именно ту область, на которую было направлено, не влияя на окружающие предметы;

2. Лазерный луч способен перехватывать маневрирующие цели, что выгодно отличает его от противоракет и зенитных ракет. Его скорость такова, что отклониться от него практически невозможно;

3. Лазер можно использовать не только для уничтожения, но и для ослепления цели, а также её обнаружения. С помощью регулировки мощности можно воздействовать на цель в весьма широких пределах: от использования для предупреждения до нанесения ей критических повреждений;

4. Луч лазера не имеет массы, поэтому при выстреле не нужно вносить баллистические поправки, учитывать направление и силу ветра;

6. Выстрел из лазерной установки не сопровождается такими демаскирующими факторами, как дым, огонь или сильный звук;

Однако есть у лазеров и серьезные недостатки, которые и являются причиной того, что на сегодня США могут стать первой страной, кто поставит его на вооружение:

1. Рассеивание. Из-за рефракции лазерный луч расширяется в атмосфере и теряет свою фокусировку. На расстоянии в 250 км пятно лазерного луча имеет диаметр 0,3-0,5 м, что, соответственно, резко уменьшает его температуру, делая лазер неопасным для цели. Еще хуже воздействуют на луч дым, дождь или туман. Именно по этой причине создание дальнобойных лазеров пока невозможно.

2. Невозможность вести загоризонтный обстрел. Луч лазера – это идеально прямая линия, им можно стрелять только по видимой цели.

3. Испарение металла цели затеняет её и делает лазер менее эффективным.

4. Высокий уровень энергопотребления. Как уже было сказано выше, КПД лазерных систем мал, поэтому для создания оружия, способного поразить цель, нужно очень много энергии. Этот недостаток можно назвать ключевым. Только в последние годы появилась возможность создания лазерных установок более-менее приемлемого размера и мощности.

Боевые лазеры

После распада СССР работы на полигоне Сары-Шаган были прекращены.

Всё, что осталось от сооружения 41/42В с комплексом лазерного локатора 5Н27 стрельбового комплекса 5Н76 "Терра-3", фото 2008 г.

Научно-экспериментальный комплекс "Терра-3" по американским представлениям. В США считалось, что комплекс предназначен для противоспутниковых целей с переходом в перспективе к ПРО. Рисунок впервые представлен американской делегацией на переговорах в Женеве в 1978 г. Вид с юго-востока.

Основная часть сооружения 41/42В комплекса 5Н76 "Терра-3" - телескоп системы наведения и защитный купол. Снимок сделан во время визита на объект американской делегации, 1989 г.

Читайте также: