Тут последнее в последние дни мода пошла опять на лазеры. В частности, многие коллеги напечатали, перепечатали и перепостили инфу примерно следующего содержания: Национальный центр лазерных систем и комплексов «Астрофизика» совместно с Арктическим и антарктическим научно-исследовательским институтом Санкт-Петербурга проведет испытания лазерной установки, предназначенной для установки на ледоколы. Как пишет газета «У Белого моря», испытания установки мощностью 30 киловатт намечены на ноябрь текущего года. На время проверок лазер, предназначенный для разрезания льда, установят на дизельный ледокол «Диксон». Судно оснащено четырьмя дизельными двигателями мощностью 13 тысяч л. с. (https://nplus1.ru/news/2017/07/07/laser?utm_source=echo.msk.ru&utm_medium=referral&utm_term=Dixon.
Мы, конечно, не сомневаемся, что наши лазеры – самые ослепительные в мире. В прямом и переносном смысле (это, частично, про хулиганские ослепления летчиков лазерными указками). Но, ей-ей, коллеги вновь испытывают некое головокружение. Непонятно только от чего? Хотя немного понятно, ведь от резки снега (льда) можно бросить мостик к боевым лазерам, «лучам смерти». И ведь никто этого плавного перехода не заметит. А зря. Тут разница – на пол-Китая.
Начнем с наших заокеанских партнеров, много внимания уделяющих лазерному делу. Это все данные последних пары-тройки лет.
О новых испытаниях 60-киловаттного боевого лазера сообщило издание Defence Talk. Во время тестов мощность лазерного луча составила 58 киловатт. Установка, разработанная Lockheed Martin, использует принцип спектрального совмещения волоконных лазеров. Комплекс получил лазерные излучатели, лучи от которых попадают по оптическому волокну в устройство совмещения. Таким образом, используя маломощные излучатели, на выходе получается луч, обладающий очень высокой мощностью. Ясно да? Берем кучу мелочи, связываем в веник, получаем 60 кВт.
Стоит отметить, что информация о разработке в США лазерных комплексов появлялась довольно часто, однако ранее речь шла о лазерах, мощность которых не превышала 15–30 киловатт. Этого хватало для борьбы с рядом воздушных целей, например БПЛА. Еще в 2015 году Lockheed Martin выложила видео тестов лазерной «пушки» мощностью 30 киловатт, которая с расстояния двух километров прожгла дыру в капоте автомобиля. Испытания смотрим здесь (http://video.bigmir.net/show/480970) Не сильно впечатлило, правда?
Для лазерного луча нужной мощности потребуются соответствующие источники питания. Чтобы произвести выстрел мощностью 150 кВт, нужен источник питания как минимум в 450 кВт, объяснил Warrior Дональд Клик, директор по развитию бизнеса компании DRS Power and Control Technologies.
Сейчас у США очень мало кораблей с подходящими энергетическими системами на борту, уточняет Warrior со ссылкой на публикацию газеты Высшей школы ВМС США. По данным издания, достаточным количеством энергии обладает новый суперэсминец Zumwalt.
В качестве главной энергетической установки на корабле Zumwalt используются два газотурбинных двигателя Rolls-Royce Marine Trent-30 общей мощностью 105 тыс. л.с. При этом накопленной энергии должно хватать для устойчивого использования в бою против роя целей в течение двадцати минут. Кроме того, к накопителю предъявляются требования низких эксплуатационных расходов, высокой безопасности и долгого срока службы.
У нас военных кораблей с газотурбинными движками (заметим, задействованными не для хода и маневрирования, только для стрельбы) немного. А у указанного ледокола (помните?) полная мощность 13 000 л.с. – 9561,5 кВт. Вроде и достаточно, но тогда полный «стоп машина».
Теперь еще про одних партнеров, ведь на американцах свет клином не сошелся. Может еще кто в этом деле преуспел?
Недавно компания Rheinmetall показала технологический прототип высокомощного лазера следующего поколения на своем испытательном полигоне в Швейцарии.
В 2012 году были изготовлены два технологических прототипа с мощностью лучей 20 кВт и 30 кВт. Соответственно, пять высокомощных лазеров по 10 кВт обеспечили общую мощность этих двух установок 50 кВт. В серии тестов, проведенных в конце того же года, демонстрационный образец успешно разрезал стальную балку толщиной 15 мм на дистанции 1 км, успешно обнаружил, отследил и уничтожил БПЛА на дальности 2 км, а также разрушил стальной шар диаметром 82 мм (имитация минометного снаряда), летящий на скорости 50 м/с.
В категории лазеров мощностью 5-кВт установка Mobile HEL Effector Track V на БТР M113 продемонстрировала свои возможности в борьбе с наземными целями. Лазерная установка уничтожала неразорвавшиеся боеприпасы и выжигала мины и СВУ с безопасной дистанции в течение пары секунд, а также устраняла преграды из колючей проволоки на дистанции 70 метров.
Mobile HEL Effector Wheel XX на машине Boxer 8x8 продемонстрировал нейтрализацию крупнокалиберного пулемета на грузовом шасси, инициировав подрыв патрона в пулеметной ленте без риска для стрелка. Установка также продемонстрировала свои возможности по уничтожению БПЛА вертикального взлета.
Способность уничтожать инфраструктуру с расстояния 2 км была продемонстрирована третьим «участником» – Mobile HEL Effector Container L. Вследствие разрезания лазерной установкой питающего кабеля был обесточен радар, а затем в течение нескольких секунд была обрезана мачта самого радара. Система также с успехом обнаруживала и отслеживала оптические приборы, например винтовочные прицелы и дистанционно управляемые камеры, которые затем нейтрализовывались или уничтожалась.
В статической демонстрации был задействован лазер HEL мощностью 30 кВт (три 10-кВт лазера), установленный в орудийную башню MG10, также соединенную с сенсорным блоком Skyguard. В сценарии C-RAM установка HEL уничтожила несколько минометных выстрелов на увеличенной дальности 3 км.
В двух демонстрационных эпизодах система обнаружила, определила, отследила и уничтожила стальные шарики диаметром 82 мм, отстрелянные из пневматической установки в быстрой последовательности, попав в пять шариков из пяти в первом тесте и в четыре из пяти во втором. Лазерное устройство мощностью 30 кВт смогло нейтрализовать БПЛА, ослепив и разрушив его оптико-электронные сенсоры.
Rheinmetall специализируется в области электронного оборудования для оборонной промышленности и очередное ее детище представляет собой лазер мощностью 50 кВт. Указанной мощности с лихвой хватает, чтобы насквозь пробить металлическую рельсу на расстоянии примерно в 1 км.
Резюмируем: речь идет о кратковременном воздействии в основном на электронику и ВВ боеприпасов. Вот и весь успех.
Теперь – научное разоблачение.
В обозримом будущем «боевые лазеры» не способны в принципе даже приблизиться по эффективности к старым добрым пушкам/ракетам. В лучшем случае их удел – это крайне узкие, специфические области применения типа выжигания оптики на разведывательной аппаратуре, прицелах и т.п. Если же вести речь об использовании лазеров на поле боя для «сжигания» танков/пехоты/ракет/самолетов, то это просто технический бред. А проще – развод на бабло.
Самый мощный на сегодня лазер – химический COIL-лазер ABL. Его мощность около 1 мегаватта. Разницу чувствуете? В одном мегаватте ровно тысяча киловатт. Выше мы говорили о 50 кВт. Для сравнения: мощность 76-мм дивизионной пушки Ф-22 образца 1936 года – порядка 150 мегаватт. В 150 раз больше ABL! Это не учитывая энергию ВВ в самом снаряде. Там еще столько же.
То есть, маленькая древняя пушка времен ВОВ по цене металлолома в сотни раз мощнее ультрасовременного «боевого» лазера весом десятки тонн. Выстрел из ABL по энергетике сравним с очередью крупнокалиберного пулемета. Мощность выстрела автомата Калашникова - порядка 100 киловатт.
Еще одно: американо-израильский лазер THEL мощностью 100 кВт (его хотели использовать для защиты от ракетных снарядов типа Град) по размерам – 6 поставленных рядом автобусов. Он-таки успешно сбивал ракеты и мины, но только путем нагревания их в полете в течении нескольких секунд. Интересно, что никто даже не заикается о возможности поражения таким лазером пехоты. Иначе стали бы наглядны истинные возможности в сравнении с обычным пулеметом.
А как же лазерные станки в промышленности спокойно режущие сантиметровую сталь при мощностях всего порядка нескольких киловатт? Это правда, но в станках лучи фокусируются на пятачке размером несколько миллиметров. Здесь вступает в силу непреодолимый физический закон дифракции, который гласит – излучение лазера всегда расходится с углом = длина волны/диаметр пучка.
Таким образом, если мы возьмем лазер с длиной волны 2 мкм (на такой длине работают боевые лазеры THEL и т.п.) и диаметр пучка 1 см, то мы получим угол расхождения 0.2 миллирадиана (это очень маленькое расхождение – например, обычные лазерные указки/дальномеры расходятся на 5 миллирадиан и больше). Расхождение 0.2 мрад. на дистанции 100 метров увеличит диаметр пятна с 1 см до примерно 3 см (если кто еще помнит школьную геометрию). То есть плотность воздействия упадет пропорционально площади в 7 раз всего лишь на 100 метрах.
То есть: если лазер с мощностью 100 кВт в упор прожигает дюймовую стальную пластину за 2-3 секунды, то на дистанции 100 метров он будет это делать примерно за 18 секунд. То, что предполагается прожигать, должно терпеливо подождать. Ну и борозда в пару сантиметров в обшивке вряд ли кого расстроит. Для сравнения: бронебойные пули из Калашникова на такой же дистанции спокойно пробивают 16 мм сталь. А на километре плотность луча упадет уже в 300 раз. Поэтому ясно, что дистанция поражения цели даже в 1 км для 100 кВт лазера – недостижимая мечта в реальных условиях.
Далее, естественное угловое расхождение оптического лазерного излучения в атмосфере в результате рассеяния составляет в ° ~ 10 ֿ ⁴. Это было установлено в Институте Оптики Атмосферы в СО АН СССР в г. Томске, который возглавлял акад. В.Е. Зуев. Институт был специально образован для программы создания лазерного оружия. Отсюда следовало, что пятно лазерного излучения на расстоянии 100 км будет иметь диаметр не менее 20 метров, а плотность энергии на площади в 1 см² при полной энергии лазерного источника в 1 МДж (для короткоимпульсного лазера неосуществимая мечта и сегодня) меньше 0,1 Дж/ см². Этого слишком мало, чтобы поразить ракету (создать в ней отверстие в 1 см², разгерметизировав ее) требуется больше 1 кДж.
Еще один неприятный факт для «лазерщиков» - это возможность защиты цели. Копеечная оконная пленка с металлизацией отражает подавляющую часть инфракрасного излучения. Титан очень хорошо отражает ИК-лазер. Более того, сублимирующиеся смолы, которые используются для защиты спускаемых космических аппаратов от воздействия гигаваттных потоков тепла в сочетании с большим механическим воздействием воздушного напора, повреждаются на какие-то сантиметр-два.
В заключение, немного спокойствия. Конечно, приведенная в начале заметочка глаголила о резке льда. Мы ж понимаем, что лед и сталь – несколько разные вещи. Но рано нам еще, однако, о лазерах всуе поминать.
Время аппарата инженера Гарина еще не пришло.
