Голливудские фильмы приучили нас к лазерным мечам джедаев, космическим лазерным пушкам и прочей лазерной мишуре. Фильмы массово внедрили представление, что лазерное оружие стало обыденностью.
Фото: Дмитрий Норов, Коммерсантъ / купить фото
Фото: Дмитрий Норов, Коммерсантъ / купить фото
На самом деле, помимо лазерных прицелов из реальных военных систем известен только российский наземный передвижной комплекс «Пересвет». А интересные работы в США по лазерному уничтожению ракет противника пока находятся на научно-исследовательской и конструкторской стадии, максимум — стадии редких «тепличных» испытаний.
Недавно ПАО «Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г. М. Бериева» запатентовало разрабатываемый самолет—носитель боевой лазерной системы и опубликовало его первое изображение. Из документа следует, что внешний облик машины будет существенно отличаться от советской экспериментальной лаборатории А-60. В качестве носителя выбран транспортный самолет Ил-76МД-90А. Система зеркал для наведения лазера размещена под каплевидным обтекателем, сразу за кабиной экипажа. За саму лазерную установку отвечает НПО «Алмаз», которое ведет разработку нового типа оружия уже на протяжении 40 лет. За сам носитель отвечает ТАНТК им. Г. М. Бериева.
Модель самолета с лазерным прицелом
Модель самолета с лазерным прицелом
Так было и в случае с советской летающей лабораторией А-60. Она предназначалась для изучения поведения лазерных лучей в верхних слоях атмосферы с перспективой воздействия на аппараты в околоземном пространстве. Впоследствии все наработки должны были быть использованы при создании боевого лазерного комплекса. Однако распад СССР на независимые государства затормозил эти планы. Теперь они воплощаются в жизнь в российском оборонном комплексе.
Проект, который назвали «Сокол-эшелон-3», нацелен не на уничтожение боевых ракет (это принципиально!), а на повреждение и ослепление аппаратуры космических аппаратов околоземной группировки противника. Здесь требуются умеренные, посильные мощности лазеров, которые уже имеются в распоряжении военных. Важнее — оптическая система, в том числе адаптивных зеркал, для компенсации диссипации лазерного луча на флуктуациях плотности атмосферы.
Судя по шторке на «горбе» каплевидного обтекателя, новый лазерный комплекс будет работать только вверх, по стратосферным и заатмосферным целям. И это имеет смысл — вытащить «Пересвет» из приповерхностного плотного воздуха с пылью и парами воды в менее плотный и более чистый, сухой воздух, поближе к целям.
Судя по обсуждениям на научных форумах, в новой системе применяется взрывной фотодиссоционный лазер (ВФДЛ).
Еще в 1965 году в системе «Росатома» (тогда Минсредмаша) по инициативе известных физиков Юлия Харитона и Николая Басова во ВНИИЭФ начались экспериментальные исследования по созданию устройств с максимально достижимой энергией на базе взрывных фотодиссоционных лазеров. В них для создания инверсии используется излучение фронта ударной волны, генерируемой в инертном газе взрывом.
Принципиальная схема ВФДЛ такова. В цилиндрический объем, ограниченный с торцов прозрачными плоскопараллельными пластинами, напускается смесь перфторалкилйодида (С3F7J) с ксеноном. При взрыве внутри лазерного объема распространяется ударная волна, излучение которой вызывает фотодиссоциацию йодида с образованием возбужденного йода. Тем самым в слое газа перед фронтом ударной волны создается инверсная населенность энергетических уровней атома йода, приводящая к лазерной генерации. На этом принципе во ВНИИЭФ в кооперации с ФИАН и ГОИ был создан лазер мегаджоульного уровня энергии при длительности импульса ~100 мкс. Параметры излучения этого лазера до 2007 года оставались рекордными по уровню энергии для импульсных лазеров любого типа. Реализация проекта стала яркой иллюстрацией возможностей, которые открывает сочетание разрушительной силы взрыва и тонких когерентных свойств лазерного излучения.
Основными характеристиками лазера являются энергия и расходимость лазерного пучка, то есть сила излучения. Расходимость излучения первых образцов ВФДЛ превышала дифракционную (минимально возможную) в тысячи раз. Исследования показали, что основными факторами, определяющими качество излучения, являются тип резонатора и оптические неоднородности среды в слое перед ударной волной. За счет оптимизации лазерной среды (оптические неоднородности были уменьшены на порядок) и разработки нового типа резонатора (с нерезонансной обратной связью и угловым селектором) удалось создать ВФДЛ с энергией излучения до 60 кДж при расходимости ~10–4 рад. Разработка устройств обращения волнового фронта для компенсации оптических неоднородностей позволила получить на ВФДЛ практически дифракционную расходимость излучения и создать лазеры с рекордной силой излучения. Возможности по концентрации энергии излучения ВФДЛ с ОВФ наглядно продемонстрированы на установке «Лямбда»: излучение взрывного лазера было сфокусировано в пятно размером порядка длины волны излучения (~1,5 мкм), достигнута интенсивность излучения 3 1018 Вт/см2.