«The Wall Street Journab» недавно опубликовал статью, в которой было высказано предположение о том, что разработка противоракетного лазера авиационного базирования (ABL) может пасть жертвой сокращения бюджета. Российские СМИ тут же с радостью сообщили, что Пентагон отказывается от разработки боевых лазеров. Однако в этой эйфории видится большое заблуждение, если не сказать жестче.
Сейчас на смену химическим лазерам идут твердотельные лазерные системы с полупроводниковой накачкой. Именно на них делает ставку Пентагон, поскольку они гораздо компактнее, проще и дешевле в эксплуатации, чем химические лазеры, долговечнее, легко (без трансформации выходного напряжения) совместимы с ядерной и солнечной энергетикой,позволяют обеспечить дальнейшее масштабирование выходных параметров, а эффективность их функционирования существенно выше. Компания «Нортроп» уже представила работоспособный твердотельный лазер мощностью 105 кВт и намерена существенно увеличить его мощность.
По данным из лабораторий США уже идет отработка 500кВт. лазера. Впоследствии «гиперболоиды» предполагается устанавливать на наземные («HEL ТТЛ, морские («MLD») и воздушные платформы (программа «HELLADS»; лазер для F-35, В-1, Х-47). Другое направление продвигает компания «Raytheon», сделавшая ставку на волоконные «агрегаты». 50-кило-ваттный лазер «LaWS» планируется интегрировать с зенитным артиллерийским комплексом «Phalanx CIWS» и его сухопутной версией «Centurion C-RAM». Кроме того, недавно появилось сообщение об успешном продвижении в США работ по боевому лазеру на свободных электронах. В то же время не нужно забывать про комплекс «Альфа»(НБ/ОБ лазер мощностью 4,5МВт), лежащий на земле и ждущий решения о запуске. Доведение твердотельных лазеров до мно-гомегаваттной мощности требует времени и значительных средств. Однако, накопленный опыт создания стратегических лазерных комплексов в прежние годы и твердая уверенность в достижимости поставленной цели на новой выстраданной основе — создание мощного лазерного оружия -помогают значительно ускорить темп работ в данной области новых технологий. Следует, однако, заметить, что тактические лазерные комплексы на меньших уровнях мощностей в США уже весьма близки к тиражированию и реальному применению. Так что эксперты Пентагона явно не думают о закрытии перспективных лазерных программ. Речь здесь идет об эффективной системе дезинформации. В прошлогоднем докладе той же организации «Горизонты технологий» говорится о глобальном изменении «правил игры» после распространения «оружия направленной энергии», которое превратит традиционные символы военной мощи в устаревший хлам на уровне пушечных ядер и кавалерии… А пока в США развиваются лазерные программы, в России наблюдается «лазерная апатия». Байки на тему «лазеры — это блеф» распространяют некомпетентные блоггеры и околонаучные деятели, имевшие
некоторое отношение к лазерной программе тридцать лет назад. В итоге вокруг боевых лазеров сформировался эпический набор мифов. Рассмотрим наиболее нелепые из них:
Миф 1. Боевые лазеры разрабатываются четыре десятка лет, прогресса не видно.
Цитата из российской прессы: «В 70-х взяли 150-тонный «Боинг-707», прилепили туда лазер и успешно пожгли мелкие ракеты. В 2000-х взяли 350-тонный «Боинг-747» прилепили туда лазер потяжелее, помощнее и успешно пожгли ракеты большего размера. Лет через 20 выкупят у Украины списанную «Мрию» (640 тонн) и вот она, «Звезда Смерти». Да, все это, наверное, сможет не то что «Скад», а даже какой-нибудь «Тэпходон» сжечь. Правда, только на полигоне и один раз, не более».
Под «150-тонным «Боингом-707», на который «прилепили лазер», очевидно, имеется в виду 137-тонный КС-135 (танкер на базе «707»-го), переквалифицированный в 1973 г. в NKC-135ALL. В 1983-м установленный на самолете лазер сбил несколько ракет «воздух-воздух» «Сайдуиндер» на дальности до 5 км — и еще кое-что по мелочи. Что изменилось с тех пор? Согласно вышеприведенному специалисту — только размеры самолета.
А как обстоят дела в реальности? Даже так называемые «мегаваттные» лазеры непрерывного действия 80-х мегаватты не излучали, а больше потребляли. Лазерный комплекс «Miracle» именуемый в свое время 2,2-мегаваттным, впоследствии в боевом варианте фигурировал как «THEL» — «тактический высокоэнергетический лазер» («MIRACLE» с системой наведения-сопровождения «SEALITE»), в сверхъестественной мощи не был замечен. Что уж говорить о более раннем и в пять раз более слабом АЬЬ.Есть ли с тех пор прогресс? Лазер ABL имеет мощность 1,1 МВт — и это не потребляемая мощность, а мощность в луче. Таким образом, на 350-тонный Боинг действительно «прилепили» лазер «помощнее» — примерно в 50 раз… Однако следует понимать, что фактические возможности лазера определяет не мощность как таковая, а уровень концентрации излучения — т.е. способность «пушки» создавать не просто мощный, но и узконаправленный луч. ALL обладал уровнем концентрации излучения 10 в 13-й степени Дж/(ср*с). На ABL он составляет порядка 10 в 18 степени Дж/(ср»с) — т.е. в 10 тыс. раз больше. Эти достижения складываются не только из прямолинейного роста мощности. Последние 30 лет стали периодом чрезвычайно быстрого развития адаптивной оптики, позволяющей компенсировать воздействие турбулентности атмосферы и лазерного тракта на проходящий луч. Кроме того, лазеры одного и того же класса радикально уменьшились в размерах. Первая версия «THEL» весила 180 тонн и с трудом утрамбовывалась в шесть трейлеров. При этом лазер был фторводородным, то есть использовал крайне агрессивные химикаты. Второе поколение «тактиков» (ATL) было уже кислород — йодным (COIL) и на порядок более компактным. Наконец, новый твердотельный лазер «Nortrop» весит 1,5 т вместе с системой охлаждения. В дальнейшем его массу предполагается снизить до 750 кг. В итоге наземная версия системы состоит из единственного грузовика «НЕМТТ A3» командного пункта на «Хамви» и буксируемой «двуколки» с радаром «AN/MPQ-64». В то же время в США ведется напряженная работа по переводу непрерывного режима в импульсно-периодический, что позволит резко увеличить дальность функционального воздействия на ОВТ.
Разговоры о том, что «боевые лазеры разрабатываются уже сорок лет — значит, они безнадежны», свидетельствуют лишь о безграмотности в технических вопросах. Прорывные технологии всегда отрабатываются несколько десятков лет до вступления в фазу зрелости. Так, самолеты к моменту первого полета имели почти 60 лет предыстории — первые летающие модели были построены в 1840-х, полноразмерные аэропланы пытались строить с 1868-го. Это, по сути, классическая схема развития любой технологии, использующей новые физические принципы. Сначала — долгий «инкубационный период» без очевидных практических результатов, потом — «большой скачок».
Миф 2. «Лазеры невозможно использовать долго, обычно работа их кратковременна, буквально в течение нескольких секунд
Это далеко не так! В действительности химические и твердотельные боевые лазеры обеспечивают именно непрерывное излучение мощности — в течение минут и десятков минут. Следующим шагом в развитии мощных лазерных систем, несомненно, станет реализация варьируемой временной структуры излучения с целью поднятия пиковой мощности излучения для обеспечения механизма абляции и устранения эффекта экранировки мишени плазмой.
Миф 3. «Энергетика» лазерного оружия ничтожна по сравнению с огнестрельным. «Для сравнения: мощность 76-мм дивизионной пушки Ф-22 образца 1936 года оказывается на уровне 150 МВт. В 150 раз больше (чем у ABL)!… Это еще мы не учитываем энергию ВВ в самом снаряде. Там еще столько же. Вдумайтесь в этот простейший факт: маленькая древняя пушка времен второй мировой по цене металлолома в сотни раз мощнее ультрасовременного «боевого» лазера весом десятки тонн и стоимостью свыше $5 млрд. Один только выстрел из ABL стоит миллионы долларов. И этот выстрел по энергетике сравним с очередью крупнокалиберного пулемета».
Такое сравнение мощности, развиваемой в течение 0,01 сек, с мощностью постоянного излучения, и с помощью этого сравнения — «доказательство» неполноценности более «долгоиграющего» оружия противоречит даже курсу школьной физики. Попробуем провести сравнение корректным способом — подсчитав энергию, отправляющуюся к цели.
Дульная энергия 12,7 мм крупнокалиберного пулемета «НСВ 15»-17,5кДж, при боевой скорострельности 80-100 выстрелов в минуту. Иными словами, даже 100 квт лазер — это «три с половиной» крупнокалиберных пулемета (6000 кДж/мин против 1750). Вернемся, однако, к пушке. Дульная энергия Ф-22 — 1,35 МДж, в то время как мощность ABL — 1,1 МВт, т.е. 1,1 МДж ежесекундно. Таким образом, в минуту лазер выбрасывает 48 «снарядов». Переведя МВт мощности в тротиловый эквивалент, мы получим 240 г взрывчатки в секунду и 14,4 кг в минуту, что эквивалентно содержимому 18 осколочно-фугасных снарядов от той же пушки. Однако, фактическая «ценность» лазера выше. Дело в том, что даже при прицельной стрельбе из огнестрельного оружия основная часть «энергии» достается не врагу, а окрестному ландшафту. Виной тому — добрый десяток факторов (ветер, колебания влажности, давления и температуры воздуха, сила Кориолиса и т.д.), обеспечивающих пуле или снаряду неизбежное рассеивание. А поток фотонов летит ровно туда, куда его направили, исключая огромное количество непроизводительных потерь.
Миф 4. КПД лазеров — единицы процентов.
Фактически он у боевых лазеров до 20,6%, и это не предел. В рамках программы «RELI» КПД намечено поднять до 25%. Волоконные лазеры, которые приспособила к военным задачам «Raytheon», уже сейчас имеют КПД около 30%. У огнестрельного оружия — 20-40%. В то же время КПД пока меньших, но неуклонно растущих по мощности твердотельных систем с полупроводниковой накачкой уже сегодня составляет более 50% и от разработки к разработке приближается к своему физическому пределу близкому к 85%.
Миф 5.. Лазерный луч имеет огромную дифракциоону ю р асходимость
.«Здесь вступает в силу непреодолимый физически закон дифракции, который гласит — излучение лазера всегда расходится с углом, пропорциональным отношению длины волны к диаметру пучка. Если мы возьмем конкретно боевой инфракрасный 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 мрад (это очень незначительное угловое расхождение — например, обычные лазерные указки/дальномеры расходятся на 5 мрад. и больше). Однако, расхождение 0.2 мрад. на дистанции 100 метров увеличит диаметр пятна с 1 см до примерно 3 см. То есть, плотность воздействия упадет пропорционально площади в 7 раз всего лишь на 100 метрах. А на километре плотность луча упадет уже в 300 раз».
На самом деле боевой лазер, излучающий пучок с исходным диаметром 1 см — это плод нездоровой фантазии, не отягощенной хотя бы минимальными знаниями в этой области. В действительности, при использовании фокусирующей оптики дифракционная расходимость равна примерно \/D, где лямбда — длина волны, a D — диаметр зеркала, он же — исходный диаметр пучка, постепенно сужающегося к цели из-за фокусировки; большой стартовый диаметр пучка, а это метры, обеспечивает низкую дифракционную расходимость. В случае с ABL длина волны равна 1,315 мкм, а диаметр зеркала — 1,5 м, поделив одно на другое, получаем расходимость около 10 в минус 6-й степени радиан. Иными словами, луч лазерного «Боинга» «расплывется» на километровом расстоянии всего на… 1 мм. На расстоянии 200 км, дифракционная расходимость составит 20 см. Фактическая расходимость луча ABL превышает дифракционный предел всего лишь в 1,2 раза.
Миф 6. От лазерного оружия можно легко защититься — например, алюминиевым зеркалом. Это еще один перл.
Действительно, металлы могут иметь близкие к 100% коэффициенты отражения. Однако, во-первых, эти коэффициенты, тем не менее, не равны 100%. Так на длине волны в 1 мкм для большинства конструкционных металлов коэффициент отражения падает до 75%. Реальная ракета после старта, кроме того, будет иметь значительные загрязнения. Между тем, современные «гиперболоиды» излучают именно в «окрестностях» 1 мкм (ABL — 1,315 мкм). При этом 25% от сотен киловатт с лихвой хватит, даже в непрерывном режиме, чтобы разогреть и подплавить тонкий верхний слой обшивки, на чем отражение и закончится — поглощение лазерного излучения быстро растет вместе с ростом температуры, и резко подскакивает после начала плавления. В импульсно-периодическом режиме ситуация обостряется еще больше.
А как же с абсолютно «детским» вопросом — «если лазерный луч можно фокусировать и наводить зеркалом, то почему тем же зеркалом нельзя защититься»? В самих лазерах используются, как правило, многослойные диэлектрические зеркала, способные отражать очень много — но в крайне узком диапазоне и только под строго определенными углами. Кроме того, они охлаждаемые — а со всей поверхностью цели это проделать, как правило, невозможно. Иными словами, простой, эффективной и дешевой защиты от мощных лазеров не существует.
Миф 7. Проблема перегрева для лазеров не решаема. «На каждый МВт мощности лазера генерируется 4 мегаватта тепла, которые способны раскалить самолет докрасна и спалить дотла. Система охлаждения со скоростью газового потока 1800 м/сек. (сопло Лаваля) оказывается неспособной сбросить все вырабатываемое тепло из фюзеляжа самолета».
В реальности «утилизация» количеств тепла в единицы мегаватт сама по себе достаточно тривиальна. Кто-нибудь видел «раскалившийся докрасна» тепловоз? Между тем, приличный дизель мощностью 2 МВт сбрасывает в масло и систему охлаждения более 1 МВт. Куда менее проста задача вывода тепла из ограниченного объема собственно «орудия». В случае с химическим лазером ABL разогретые продукты реакции просто выдуваются из резонатора хорошо известным соплом Лаваля, а далее для охлаждения используется жидкий аммиак. Достаточно громоздкая система с проблемными криогенными компонентами — однако, она действительно способна «утилизировать» очень внушительные количества тепла. Тактические твердотельные лазеры, которым предстоит избавляться от 400 кВт тепла, вполне обходятся без криогенных «холодильников». Так, «HELLADS» — это продукт «скрещивания» нормального твердотельника и лазера с жидким рабочим телом; циркуляция последнего и выводит избыточное тепло за пределы «пушки». Примечателен и свежий продукт «General Atomic» — аккумулятор тепловой энергии, специально созданный для охлаждения лазеров. Модуль весом 35 кг способен поглотить 230 кВт, в этом случае тепло расплавляет энергоемкий материал, похожий на воск. В итоге режим «HELLADS» обеспечивает перехват в течение двух минут указанной мощности непрерывного излучения с последующим тридцатисекундным перерывом.
Миф 8. Мощных и компактных источников энергии для боевых лазеров не существует.
Отчасти это действительно так -100 кВт твердотельный лазер пока не представляется возможным взгромоздить на что-либо меньшее, чем грузовик из-за необходимости иметь под рукой генератор на 500 кВт и конденсаторы соответствующей мощности. Таковы реальные масштабы проблемы, не имеющие ничего общего с фантазиями. На практике гибридный вариант грузовика «НЕМТТ — НЕМТТ A3» даже в базовой комплектации имеет электрогенератор на 350 кВт, способный обеспечить до 200 кВт «экспортируемой» мощности. При повышении мощности двигателя до 505 л.с. A3 может обеспечить «внешнему» потребителю 400 кВт. Приятным дополнением является батарея конденсаторов на 1,5 МДж. Иными словами, там, где обитателям блогос-феры мерещатся электростанции -на самом деле маячит один грузовик, хотя и довольно высокотехнологичный. Вместе с тем, проблема энергетики в космосе может решаться и иными, более эффективными путями.
Так, например, хорошо отработаны ядерные источники питания, солнечная энергетика с ее неограниченными возможностями.
Миф 9. Каждый выстрел лазера стоит миллионы.
В действительности один выстрел ABL стоит $10 тыс.; отечественные «16 миллионов» — пропагандистское… преувеличение. Это примерная стоимость незатейливой носимой ПТУР вроде «Фагота». Более серьезные
противотанковые ракеты стоят десятки тысяч долларов, «Maverick» (ракета воздух-поверхность с дальностью в 28 км) — $154 тыс., одна ракета к «Patriot» — $3,8 млн. Стоимость выстрела тактических лазеров еще меньше, чем у ABL — даже у фторводородного ‘THEL» она составляла $2-3 тыс., при том, что фактически этот лазер использовал не водород, а достаточно дорогой дейтерий.
Миф 10. Все задачи, которые могут быть решены лазерным оружием, легче и дешевле решаются традиционными средствами.
Это умозаключение уже доказало свою несостоятельность.
Пример — попытки Израиля защититься от ракетных атак ХАМАС с помощью противоракет (система «Iron Dome»). Один пуск противоракеты обходится в $30- 40 тыс. Стоимость ракеты для «Града» составляет порядка $1 тыс., стоимость «Кассамов» не превышает $200. Таким образом, перехват будет обходиться в 40-200 раз дороже, чем само средство нападения. Как заметил по этому поводу представитель ХАМАС Тарик Абу Назар, «если каждый удар наших ракетчиков будет стоить израильтянам десятки тысяч долларов, мы будем считать, что цель достигнута». В итоге отдельные газетчики обвиняют в «распиле» не разработчиков лазеров, а тех, кто закрыл соответствующую израильско-американскую программу. Ограниченно применимой — из-за малого радиуса действия и огромного расхода боеприпасов — оказалась и система «Centurion».
Разумеется, это далеко не полный список легенд о лазерах. Большинство из них построено по тому же принципу — либо сознательная ложь, либо старательное превращение мухи в слона. На самом деле лазеры на поле боя — реальны, а армия, которая сможет обзавестись ими, получит внушительное преимущество. Так, авиация, способная активно обороняться от зенитных ракет и ракет воздух-воздух, станет гораздо в меньшей степени уязвимой для средств ПВО. При этом развитие лазерных технологий является критически важным вовсе не для американцев. Боевые лазеры -очевидный ассимметричный ответ на превосходство Запада по высокоточному оружию. «Идеология» последнего в предельно грубой форме сводится к тому, что вместо высыпания десятков болванок «по площади» на голову противнику точно «укладывается» единичный, хотя и гораздо более дорогой боеприпас. Однако, такая схема особенно уязвима по отношению к лазерным оборонительным системам, которым все равно, что «жечь» — архаический снаряд за две сотни долларов или дорогущий ультрасовременный прибор или высокотехнологичный агрегат военной техники. При этом количество высокоточных целей не столь велико, а их стоимость — в десятки раз больше, чем у самого дорогостоящего лазерного «выстрела».
Однако, вместо попыток догнать США у нас в России ограничиваются разработками идейно устаревших лазеров — неэффективных, громоздких и не позволяющих в обозримой перспективе достичь поставленных целей. Зато чрезмерно процветает анти-пропаганда. Причины такого развития обстановки вполне очевидны:
Во-первых, весьма успешная советская лазерная программа 70-80-х была буквально «зарезана» в начале 90-х как неперспективная — и персонажи, сделавшие это, по понятным причинам не слишком жаждут отвечать за свои конъюнктурные решения, и занимаются в значительной степени более прибыльным и безопасным для карьеры бизнесом.
Во-вторых, если за производством традиционных видов вооружения в нашей стране стоят вполне определенные бизнес-интересы, то лазерного лобби в нашей стране практически не существует, т. к. иных уж нет, а те далече.
В-третьих, значительная часть российской политической элиты всегда готова закрыть глаза на усиление возникающей «ассимметрии» в области стратегических вооружений — просто чтобы не раздражать «партнеров» и всегда иметь гарантированный доступ к своим счетам в западных банках.
В-четвертых, продолжать бороться за интересы обороноспособности страны сегодня не так уж и безопасно для личной карьеры и здоровья. Нужно обладать завидным мужеством, большим научным кругозором, интуицией и специальными знаниями в данной области высоких технологий, а также хорошим видением перспективы дальнейшего развития стратегической обстановки в мире для отстаивания своей позиции в современных условиях.
Послесловие. Уже очевидно, что в мире разворачивается новый виток технологической гонки. К сожалению, не от нас это зависит, не мы это начинаем. Наиболее развитые страны, опираясь на свое технологическое преимущество, направляют многомиллиардные средства на разработку высокотехнологичных лазерных систем следующих поколений. Их вложения в новые технологии создания лазерного оружия просто не сопоставимы с тем, что делаем мы. Они в десятки раз больше. Так в развитие полупроводниковой лазерной накачки твердотельных лазеров США по данным японских СМИ (на 2008г.) уже вложили более 85 млрд. долларов. Именно о необходимости ускоренного развития высоких технологий в своем выступлении на расширенном заседании Госсовета говорил Президент России Д. А. Медведев. В этой связи важно отметить и мнение американских специалистов, заключающееся в том, что сегодня одним из наиболее эффективных средств завоевания технологического превосходства в мире по-прежнему являются лазерные технологии. Россия усилиями Нобелевских лауреатов А. М. Прохорова, Н. Г. Басова и Секретаря ЦК КПСС Д. Ф. Устинова всегда была одним из мировых лидеров в этой области. И сегодня, именно в результате ускоренной разработки лазеров и технологий на их основе возможно:
— обеспечение качественно нового уровня развития промышленности, науки и технологии, возрождение научно-технической мощи России на базе современных высоких технологий;
— завоевание Россией лидирующей роли в ряде областей научно-технического и технологического прогресса;
— оживление значительного числа предприятий ряда отраслей российской промышленности, хорошо известных своими разработками в прежние годы;
— укрепление за Россией лидирующего положения в космической сфере деятельности и обеспечение стратегических и геополитических приоритетов страны в современном мире;
— обеспечение коммерческой выгоды от реализации широкого спектра лазерных программ, сравнимой с выгодой, получаемой сегодня от торговли природными ресурсами.
Лазерное оружие: мифы и перспективы.
«The Wall Street Journab» недавно опубликовал статью, в которой было высказано предположение о том, что разработка противоракетного лазера авиационного базирования (ABL) может пасть жертвой сокращения бюджета. Российские СМИ тут же с радостью сообщили, что Пентагон отказывается от разработки боевых лазеров. Однако в этой эйфории видится большое заблуждение, если не сказать жестче.
Сейчас на смену химическим лазерам идут твердотельные лазерные системы с полупроводниковой накачкой. Именно на них делает ставку Пентагон, поскольку они гораздо компактнее, проще и дешевле в эксплуатации, чем химические лазеры, долговечнее, легко (без трансформации выходного напряжения) совместимы с ядерной и солнечной энергетикой,позволяют обеспечить дальнейшее масштабирование выходных параметров, а эффективность их функционирования существенно выше. Компания «Нортроп» уже представила работоспособный твердотельный лазер мощностью 105 кВт и намерена существенно увеличить его мощность.
Разговоры о том, что «боевые лазеры разрабатываются уже сорок лет — значит, они безнадежны», свидетельствуют лишь о безграмотности в технических вопросах. Прорывные технологии всегда отрабатываются несколько десятков лет до вступления в фазу зрелости. Так, самолеты к моменту первого полета имели почти 60 лет предыстории — первые летающие модели были построены в 1840-х, полноразмерные аэропланы пытались строить с 1868-го. Это, по сути, классическая схема развития любой технологии, использующей новые физические принципы. Сначала — долгий «инкубационный период» без очевидных практических результатов, потом — «большой скачок».
Миф 2. «Лазеры невозможно использовать долго, обычно работа их кратковременна, буквально в течение нескольких секунд
Это далеко не так! В действительности химические и твердотельные боевые лазеры обеспечивают именно непрерывное излучение мощности — в течение минут и десятков минут. Следующим шагом в развитии мощных лазерных систем, несомненно, станет реализация варьируемой временной структуры излучения с целью поднятия пиковой мощности излучения для обеспечения механизма абляции и устранения эффекта экранировки мишени плазмой.
Миф 3. «Энергетика» лазерного оружия ничтожна по сравнению с огнестрельным. «Для сравнения: мощность 76-мм дивизионной пушки Ф-22 образца 1936 года оказывается на уровне 150 МВт. В 150 раз больше (чем у ABL)!… Это еще мы не учитываем энергию ВВ в самом снаряде. Там еще столько же. Вдумайтесь в этот простейший факт: маленькая древняя пушка времен второй мировой по цене металлолома в сотни раз мощнее ультрасовременного «боевого» лазера весом десятки тонн и стоимостью свыше $5 млрд. Один только выстрел из ABL стоит миллионы долларов. И этот выстрел по энергетике сравним с очередью крупнокалиберного пулемета».
Такое сравнение мощности, развиваемой в течение 0,01 сек, с мощностью постоянного излучения, и с помощью этого сравнения — «доказательство» неполноценности более «долгоиграющего» оружия противоречит даже курсу школьной физики. Попробуем провести сравнение корректным способом — подсчитав энергию, отправляющуюся к цели.
.«Здесь вступает в силу непреодолимый физически закон дифракции, который гласит — излучение лазера всегда расходится с углом, пропорциональным отношению длины волны к диаметру пучка. Если мы возьмем конкретно боевой инфракрасный 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 мрад (это очень незначительное угловое расхождение — например, обычные лазерные указки/дальномеры расходятся на 5 мрад. и больше). Однако, расхождение 0.2 мрад. на дистанции 100 метров увеличит диаметр пятна с 1 см до примерно 3 см. То есть, плотность воздействия упадет пропорционально площади в 7 раз всего лишь на 100 метрах. А на километре плотность луча упадет уже в 300 раз».
На самом деле боевой лазер, излучающий пучок с исходным диаметром 1 см — это плод нездоровой фантазии, не отягощенной хотя бы минимальными знаниями в этой области. В действительности, при использовании фокусирующей оптики дифракционная расходимость равна примерно \/D, где лямбда — длина волны, a D — диаметр зеркала, он же — исходный диаметр пучка, постепенно сужающегося к цели из-за фокусировки; большой стартовый диаметр пучка, а это метры, обеспечивает низкую дифракционную расходимость. В случае с ABL длина волны равна 1,315 мкм, а диаметр зеркала — 1,5 м, поделив одно на другое, получаем расходимость около 10 в минус 6-й степени радиан. Иными словами, луч лазерного «Боинга» «расплывется» на километровом расстоянии всего на… 1 мм. На расстоянии 200 км, дифракционная расходимость составит 20 см. Фактическая расходимость луча ABL превышает дифракционный предел всего лишь в 1,2 раза.
Миф 6. От лазерного оружия можно легко защититься — например, алюминиевым зеркалом. Это еще один перл.
Действительно, металлы могут иметь близкие к 100% коэффициенты отражения. Однако, во-первых, эти коэффициенты, тем не менее, не равны 100%. Так на длине волны в 1 мкм для большинства конструкционных металлов коэффициент отражения падает до 75%. Реальная ракета после старта, кроме того, будет иметь значительные загрязнения. Между тем, современные «гиперболоиды» излучают именно в «окрестностях» 1 мкм (ABL — 1,315 мкм). При этом 25% от сотен киловатт с лихвой хватит, даже в непрерывном режиме, чтобы разогреть и подплавить тонкий верхний слой обшивки, на чем отражение и закончится — поглощение лазерного излучения быстро растет вместе с ростом температуры, и резко подскакивает после начала плавления. В импульсно-периодическом режиме ситуация обостряется еще больше.
А как же с абсолютно «детским» вопросом — «если лазерный луч можно фокусировать и наводить зеркалом, то почему тем же зеркалом нельзя защититься»? В самих лазерах используются, как правило, многослойные диэлектрические зеркала, способные отражать очень много — но в крайне узком диапазоне и только под строго определенными углами. Кроме того, они охлаждаемые — а со всей поверхностью цели это проделать, как правило, невозможно. Иными словами, простой, эффективной и дешевой защиты от мощных лазеров не существует.
В реальности «утилизация» количеств тепла в единицы мегаватт сама по себе достаточно тривиальна. Кто-нибудь видел «раскалившийся докрасна» тепловоз? Между тем, приличный дизель мощностью 2 МВт сбрасывает в масло и систему охлаждения более 1 МВт. Куда менее проста задача вывода тепла из ограниченного объема собственно «орудия». В случае с химическим лазером ABL разогретые продукты реакции просто выдуваются из резонатора хорошо известным соплом Лаваля, а далее для охлаждения используется жидкий аммиак. Достаточно громоздкая система с проблемными криогенными компонентами — однако, она действительно способна «утилизировать» очень внушительные количества тепла. Тактические твердотельные лазеры, которым предстоит избавляться от 400 кВт тепла, вполне обходятся без криогенных «холодильников». Так, «HELLADS» — это продукт «скрещивания» нормального твердотельника и лазера с жидким рабочим телом; циркуляция последнего и выводит избыточное тепло за пределы «пушки». Примечателен и свежий продукт «General Atomic» — аккумулятор тепловой энергии, специально созданный для охлаждения лазеров. Модуль весом 35 кг способен поглотить 230 кВт, в этом случае тепло расплавляет энергоемкий материал, похожий на воск. В итоге режим «HELLADS» обеспечивает перехват в течение двух минут указанной мощности непрерывного излучения с последующим тридцатисекундным перерывом.
Миф 8. Мощных и компактных источников энергии для боевых лазеров не существует.
Отчасти это действительно так -100 кВт твердотельный лазер пока не представляется возможным взгромоздить на что-либо меньшее, чем грузовик из-за необходимости иметь под рукой генератор на 500 кВт и конденсаторы соответствующей мощности. Таковы реальные масштабы проблемы, не имеющие ничего общего с фантазиями. На практике гибридный вариант грузовика «НЕМТТ — НЕМТТ A3» даже в базовой комплектации имеет электрогенератор на 350 кВт, способный обеспечить до 200 кВт «экспортируемой» мощности. При повышении мощности двигателя до 505 л.с. A3 может обеспечить «внешнему» потребителю 400 кВт. Приятным дополнением является батарея конденсаторов на 1,5 МДж. Иными словами, там, где обитателям блогос-феры мерещатся электростанции -на самом деле маячит один грузовик, хотя и довольно высокотехнологичный. Вместе с тем, проблема энергетики в космосе может решаться и иными, более эффективными путями.
Так, например, хорошо отработаны ядерные источники питания, солнечная энергетика с ее неограниченными возможностями.
Миф 9. Каждый выстрел лазера стоит миллионы.
В действительности один выстрел ABL стоит $10 тыс.; отечественные «16 миллионов» — пропагандистское… преувеличение. Это примерная стоимость незатейливой носимой ПТУР вроде «Фагота». Более серьезные
противотанковые ракеты стоят десятки тысяч долларов, «Maverick» (ракета воздух-поверхность с дальностью в 28 км) — $154 тыс., одна ракета к «Patriot» — $3,8 млн. Стоимость выстрела тактических лазеров еще меньше, чем у ABL — даже у фторводородного ‘THEL» она составляла $2-3 тыс., при том, что фактически этот лазер использовал не водород, а достаточно дорогой дейтерий.
Миф 10. Все задачи, которые могут быть решены лазерным оружием, легче и дешевле решаются традиционными средствами.
Это умозаключение уже доказало свою несостоятельность.
Пример — попытки Израиля защититься от ракетных атак ХАМАС с помощью противоракет (система «Iron Dome»). Один пуск противоракеты обходится в $30- 40 тыс. Стоимость ракеты для «Града» составляет порядка $1 тыс., стоимость «Кассамов» не превышает $200. Таким образом, перехват будет обходиться в 40-200 раз дороже, чем само средство нападения. Как заметил по этому поводу представитель ХАМАС Тарик Абу Назар, «если каждый удар наших ракетчиков будет стоить израильтянам десятки тысяч долларов, мы будем считать, что цель достигнута». В итоге отдельные газетчики обвиняют в «распиле» не разработчиков лазеров, а тех, кто закрыл соответствующую израильско-американскую программу. Ограниченно применимой — из-за малого радиуса действия и огромного расхода боеприпасов — оказалась и система «Centurion».
Однако, вместо попыток догнать США у нас в России ограничиваются разработками идейно устаревших лазеров — неэффективных, громоздких и не позволяющих в обозримой перспективе достичь поставленных целей. Зато чрезмерно процветает анти-пропаганда. Причины такого развития обстановки вполне очевидны:
Во-первых, весьма успешная советская лазерная программа 70-80-х была буквально «зарезана» в начале 90-х как неперспективная — и персонажи, сделавшие это, по понятным причинам не слишком жаждут отвечать за свои конъюнктурные решения, и занимаются в значительной степени более прибыльным и безопасным для карьеры бизнесом.
Во-вторых, если за производством традиционных видов вооружения в нашей стране стоят вполне определенные бизнес-интересы, то лазерного лобби в нашей стране практически не существует, т. к. иных уж нет, а те далече.
В-третьих, значительная часть российской политической элиты всегда готова закрыть глаза на усиление возникающей «ассимметрии» в области стратегических вооружений — просто чтобы не раздражать «партнеров» и всегда иметь гарантированный доступ к своим счетам в западных банках.
В-четвертых, продолжать бороться за интересы обороноспособности страны сегодня не так уж и безопасно для личной карьеры и здоровья. Нужно обладать завидным мужеством, большим научным кругозором, интуицией и специальными знаниями в данной области высоких технологий, а также хорошим видением перспективы дальнейшего развития стратегической обстановки в мире для отстаивания своей позиции в современных условиях.
Послесловие. Уже очевидно, что в мире разворачивается новый виток технологической гонки. К сожалению, не от нас это зависит, не мы это начинаем. Наиболее развитые страны, опираясь на свое технологическое преимущество, направляют многомиллиардные средства на разработку высокотехнологичных лазерных систем следующих поколений. Их вложения в новые технологии создания лазерного оружия просто не сопоставимы с тем, что делаем мы. Они в десятки раз больше. Так в развитие полупроводниковой лазерной накачки твердотельных лазеров США по данным японских СМИ (на 2008г.) уже вложили более 85 млрд. долларов. Именно о необходимости ускоренного развития высоких технологий в своем выступлении на расширенном заседании Госсовета говорил Президент России Д. А. Медведев. В этой связи важно отметить и мнение американских специалистов, заключающееся в том, что сегодня одним из наиболее эффективных средств завоевания технологического превосходства в мире по-прежнему являются лазерные технологии. Россия усилиями Нобелевских лауреатов А. М. Прохорова, Н. Г. Басова и Секретаря ЦК КПСС Д. Ф. Устинова всегда была одним из мировых лидеров в этой области. И сегодня, именно в результате ускоренной разработки лазеров и технологий на их основе возможно:
— обеспечение качественно нового уровня развития промышленности, науки и технологии, возрождение научно-технической мощи России на базе современных высоких технологий;
— завоевание Россией лидирующей роли в ряде областей научно-технического и технологического прогресса;
— оживление значительного числа предприятий ряда отраслей российской промышленности, хорошо известных своими разработками в прежние годы;
— укрепление за Россией лидирующего положения в космической сфере деятельности и обеспечение стратегических и геополитических приоритетов страны в современном мире;
— обеспечение коммерческой выгоды от реализации широкого спектра лазерных программ, сравнимой с выгодой, получаемой сегодня от торговли природными ресурсами.
Рубрики
Подписаться на новости