Блеск и нищета лазерного оружия

Постановка на вооружение

На прошедшем 18.05.2022 года форуме «Новые горизонты» теперь уже бывший вице-премьер, а ныне глава Роскосмоса Юрий Борисов объявил о постановке на вооружение лазерного оружия, способного за 5 секунд уничтожить беспилотник на расстоянии 5 километров и ослепить космические спутники на расстоянии до 1 500 километров. Это сообщение вызвало очередную волну различных комментариев и предположений о возможностях лазерного оружия.

Информация об испытании прототипов лазерного оружия регулярно появляется на страницах как наших, так и зарубежных средств массовой информации. Общим для всех этих сообщений является отсутствие детальных характеристик лазеров, на основании которых можно было бы оценить реальные возможности этого вида оружия.

Интересующиеся могут найти обзор некоторых прототипов лазерного оружия на «Ютубе» или в серии статей А. Митрофанова, опубликованных «Военным обозрением» в марте 2019 года [1], и других СМИ.

Кроме того, сам факт существования промышленных лазерных установок для резания и сварки металлических листов толщиной до ~40 мм создает впечатление, что существующие трудности вполне преодолимы, и мы стоим на пороге появления нового типа оружия, описанного в фантастических книгах и показанного в фильмах.

Тем не менее вот уже на протяжении последних 20 лет представленные прототипы боевых лазеров нельзя назвать полноценным оружием. Реально продемонстрированная максимальная дистанция физического разрушения мишени современными лазерными установками не превышает ~5 километров. Сообщения о физическом поражении мишени на расстоянии до 100 км приводятся без подробностей, позволяющих оценить практическую ценность и реальность таких результатов.

Почему не на больших расстояниях?

Возникает банальный вопрос – почему при наличии промышленных лазерных установок, способных резать толстые стальные листы, имеются сложности с разрушением корпусов ракет, самолетов, спутников и других небронированных мишеней?

Основная причина, препятствующая использованию лазера для физического разрушения мишени на больших расстояниях, хорошо известна. Это эффект дифракционной расходимости лазерного луча, требующий средств его фокусирования на мишени и мегаваттных мощностей лазера. Попробуем количественно оценить масштаб и реальную возможность решения этой проблемы на современном уровне наших познаний и промышленных технологий.

Прежде всего, озвучим очевидный факт. Вне зависимости от типа лазера – полупроводниковый, химический, твердотельный или другой, и способа накачки активной среды – электрический разряд, химическая или ядерная реакция, на выходе установки получается электромагнитный луч, который характеризуется:

1) длиной волны излучения;
2) диаметром;
3) углом расхождения и
4) удельной мощностью.

Поэтому, не вникая в подробности конструкции самого лазера, рассмотрим параметры лазерного луча, способного физически разрушить материал мишени на больших расстояниях от лазерной установки путем его плавления или испарения.

В промышленных лазерах для достижения высокой лучевой нагрузки в области резания применяют фокусирование лазерного луча с помощью линз или зеркал (рис.1). Например [2], при использовании маломощных (2…3 кВт) волоконных лазеров фокусирующий объектив или зеркало сжимает луч до диаметра 0,20…0,15 мм. Это позволяет при сравнительно малой мощности лазера получить в фокусе луча удельную лучевую нагрузку 6…9 МВт/см², что примерно в 3…4 превышает порог испарения большинства конструкционных материалов. Промышленные лазеры обеспечивают максимальную скорость резания, например, нержавеющей стали толщиной 5 мм – до 9 см/сек, а для более тонких листов – до 18 сантиметров в секунду.

Рис. 1. Элементы лазерной оптики: (а) плоско-выпуклая линза GCL (Daheng New Epoch Technology Inc., Китай), f=30...175 мм, материал CaF₂; (б) параболическое зеркало с алюминиевым отражающим покрытием (Thorlabs Inc., США), f=200 мм (фотографии с сайта производителей оптики)

Фокусирующая линза промышленных лазеров, в зависимости от длины волны излучения, изготавливается из кварца, ZnSe, GaAs и других материалов. Диаметр линз находится в диапазоне 20…30 мм, а фокусное расстояние – до 200 мм. Помимо линз, для фокусирования луча применяют зеркала. Фокусирующее асферическое зеркало изготавливается, как правило, из металла. В зависимости от длины волны лазерного излучения отражающая поверхность может быть изготовлена из различных материалов, например – Al (ультрафиолетовый диапазон) или Ag, Au (инфракрасный диапазон).

Оценим характеристики односторонне выпуклой линзы лазера с фокусным расстоянием 5 километров. Величина коэффициента преломления материала линз для ближнего инфракрасного диапазона (λ~1 мкм) находится в интервале 1,4…1,7. Элементарные расчеты по школьным формулам показывают, что радиус кривизны поверхности линзы находится в диапазоне 4…7 км. При диаметре линзы 30 мм толщина выпуклости в центре линзы относительно ее края составляет 15…30 нм. Для сравнения: толщина выпуклости центра линзы с фокусным расстоянием 200 мм и апертурой 30 мм (промышленные экземпляры лазерной линзы), находится в диапазоне 0,4…0,7 миллиметра. Длиннофокусные объективы, состоящие из нескольких линз, не эффективны для фокусирования мощного лазерного излучения вследствие большой доли поглощаемого светового потока. Фотографы знают, что чем больше фокусное расстояние объектива, тем меньше его светосила.

Оценки кривизны сферического зеркала с фокусным расстоянием 5 км и диаметром 30 мм, аналогичные расчетам для линзы, дают величину вогнутости центра зеркала относительно его края порядка 4,5 нм. Для фокусирующих линз/зеркал диаметром 30 мм с фокусным расстоянием 100 км величины выпуклости/вогнутости уменьшаются до ~3 ангстрема, что сопоставимо с расстоянием между атомами твердого тела. Создание оптических элементов с такими характеристиками невозможно.

Естественный вывод, который можно сделать из приведенных выше оценок, заключается в следующем. Одной из причин невозможности применения лазеров, аналогичных промышленным, в качестве оружия является отсутствие средств фокусирования лазерного луча на больших расстояниях. Однако, несмотря на запредельные для современных технологий параметры длиннофокусной оптики, существует возможность фокусирования лазерного излучения на дистанциях до 5 км, которая будет рассмотрена позже.

Если больше 5 км?

А пока можно констатировать, что для получения лазерного луча, способного физически разрушить мишень на расстояниях больше 5 км, необходимо «закачать» в пучок мощность, достаточную для разрушения материала мишени без его дополнительного фокусирования. Другой способ получить на мишени световое пятно с большой лучевой нагрузкой – это сконцентрировать в одной точке мишени излучение нескольких сравнительно маломощных лазеров, как это делается, например, в прототипе одной из моделей термоядерного реактора (192 лазера, суммарная мощность в импульсе 500 тераватт, Lawrence Livermore National Labs).

Начну со второго способа, поскольку не обладаю достаточной компетенцией для оценки технической возможности создания подобной установки. В публикациях можно найти примеры использования многолучевых лазерных установок. Например, Rheinmetall HEL, в которой излучение четырех лазеров по 20 кВт сводится в одну точку на мишени. Сообщается, что с помощью этой установки был сбит БПЛА на расстоянии 500 метров. В лазерной установке ATHENA используют совмещение лучей трех лазеров по 10 кВт. Практическая ценность таких лазерных установок сомнительна.

Я не уверен, способны ли современные средства оптической и электронной локации на дальности в десятки километров обеспечить сведение нескольких лазерных лучей в одну точку с точностью менее половины диаметра светового пятна от единичного лазерного луча и удержать их в течение времени, достаточного для разрушения движущейся мишени. Ответ на этот вопрос я оставляю открытым для специалистов в области оптоэлектронной локации. Но, судя по тому, что в литературе отсутствуют упоминания о применении многолучевых лазерных установок для больших дистанций поражения, этот способ в настоящее время практически не реализуется.

Рассмотрим теперь первый тип лазерной установки – с одним лучом большой мощности. Оценить минимальную лучевую нагрузку для физического разрушения материала мишени сложно. Пороговое значение нагрузки определяется несколькими факторами: температура плавления материала; длина волны излучения лазера; время воздействия излучения на мишень; удельная мощность светового потока; состояние поверхности мишени (зеркальное или шероховатое) и др. В работе [3] изучали плавление и испарение лазерным лучом в вакууме твердофазных элементов таблицы Менделеева. Было найдено, что при длине волны непрерывного лазерного излучения 1,04 мкм и лучевой нагрузке 180 кВт/см² большинство твердофазных элементов таблицы Менделеева плавятся и испаряются с разной степенью интенсивности. К сожалению, в работе не указывается промежуток времени, в течение которого достигается температура плавления материала. При импульсной световой нагрузке величина порога разрушения может увеличиваться на несколько порядков.

В этой связи не могу не вспомнить один видеоклип о лазерном оружии, увиденный мною много лет назад. Броневик с лазерной установкой подъезжает на расстояние 150–200 метров от крупнокалиберного артиллерийского снаряда, лежащего на земле. Включается лазер, и на боку снаряда четко проецируется красное пятно. Проходит две секунды, три, пять, после чего снаряд детонирует. Понятно, что аналогичный результат проще и дешевле получить, используя крупнокалиберную снайперскую винтовку со специальным боеприпасом. Единственный результат этого клипа – демонстрация неувядающей «перспективности» лазерного оружия.

Аналогичные результаты демонстрируют и другие лазерные установки, рассмотренные в обзоре [1]. Реальная польза от такого оружия сомнительна, поскольку удержать световое пятно в течение нескольких секунд в одной точке на реальной мишени, находящейся на дистанции нескольких десятков километров и летящей с большой скоростью, вряд ли возможно, если, конечно, площадь светового пятна не сопоставима с размерами самой мишени.

Поэтому для простоты предлагаю в качестве нижней границы удельной мощности луча военного лазера ориентироваться на минимальную удельную мощность светового пятна в точке резания, которую обеспечивает промышленный лазер, способный за доли секунд сделать отверстие в металле, а именно ~1 МВт/см². Тем более что в действующих промышленных лазерах [2] повышенная удельная мощность светового пятна (6…9 МВт/см²) объясняется особыми требованиями к области разреза металла – скорости и гладкости канала резания, отсутствию грата и т. п. Мегаваттное значение удельной мощности луча согласуется с приводимым в публикациях о лазерном оружии, в которых создание лазеров подобной мощности рассматривается в качестве первоочередной задачи.

К сожалению, создание лазера с мегаваттной мощностью луча не решает всех проблем, которые имеются на пути создания лазерного оружия. Существует фундаментальный физический закон, определяющий возможности применения лазера в качестве средства разрушения твердого тела на большом расстоянии от лазерной установки – дифракционная расходимость лазерного луча. Объяснение природы этого эффекта можно найти в учебнике по квантовой оптике, мы же воспользуемся конечной формулой, которая имеет практическое применение.

Когда апертура лазерного излучающего устройства существенно больше длины волны излучения, угол дифракционной расходимости лазерного луча θ на больших расстояниях от лазера, в т. н. зоне Фраунгофера, описывается следующим выражением: θ=k۰λ/D, где k=1,2…2,4 – коэффициент, зависящий от характеристики фронта волны излучения (плоский, сферический, гауссовый и т. П.), λ – длина волны лазерного излучения, D – минимальный диаметр луча на выходе лазера в области так называемой «перетяжки». Как следует из приведенной формулы, для уменьшения расходимости необходимо использовать луч большого диаметра и коротковолнового излучения. В реальных установках, величина расходимости луча больше дифракционной, что объясняется не идеальностью оптической системы лазера.

Для оценки влияния дифракционной расходимости на характеристики луча боевого лазера возьмем максимально благоприятные параметры луча и условия эксплуатации лазера. Возьмем значение k=1,22, которое соответствует гауссовому распределению интенсивности излучения по сечению пучка. Длина волны коротковолнового инфракрасного излучения, наиболее эффективного для плавления металлов, находится в диапазоне 1,06 мкм (ниодимовый лазер)…1,315 мкм (химический кислород – йодидный). Начальный диаметр лазерного луча будем варьировать в диапазоне 1…3 см. С учетом расходимости величину удельной мощности луча на выходе из лазера возьмем 2 МВт/см². Не будем учитывать влияние различных аппаратурных факторов, ухудшающих качество луча и увеличивающих его угол расхождения: неравномерность нагрева активной среды, погрешность юстировки резонатора, термоискажения и т. п. Будем считать, что лазерное излучение полностью поглощается материалом мишени и среда распространения луча – вакуум. Величину КПД лазера возьмем равной 50 %, т. е. для получения луча мощностью 1 МВт необходимо закачать в лазер 2 МВт энергии. Желающие могут взять другие значения и проделать нижеследующие расчеты самостоятельно.

На рис. 2 показана зависимость удельной нагрузки светового пятна на мишени от расстояния до лазера при различных значениях начального диаметра луча с удельной мощностью на выходе 2 МВт/см² и длиной волны 1,06 мкм. Пунктиром на рисунке показана дистанция, по достижению которой удельная мощность луча уменьшится до величины порога физического разрушения материала мишени (1 МВт/см²).

Рис. 2. Зависимости удельной нагрузки светового пятна на мишени от расстояния до лазера с исходной мощностью луча 2 МВт/см², диаметр исходного луча 1…3 см

Как следует из рис. 2, удельная мощность луча с исходным диаметром 1 см и мощностью 2 МВт/см² на выходе из лазера уже через 16 км снижается до величины порога разрушения (1 МВт/см²). При диаметре пучка ~3 см удельная нагрузка светового пятна больше порога разрушения сохраняется на дистанции вплоть до ~145 километров. Однако, если для получения луча диаметром 1 см с удельной мощностью на выходе 2 МВт/см² требуется лазер с мощностью излучения 1,6 МВт, то для луча диаметром 3 см – уже 14 МВт. Для лазера с КПД 50 % это значит, что мощность энергии накачки будет 3,2 МВт и 28 МВт соответственно. Это слишком большая величина для мобильной установки.

В публикациях можно найти характеристики мобильного лазера мегаватного класса. Это химический кислородно-йодидный лазер (COIL, Chemical Oxygen Iodine Laser) с длиной волны излучения 1,315 мкм, установленный на самолете Боинг 747 (ABL, Airborne Laser). Непрерывная мощность лазера – единицы мегаватт. Продукты работы кислород-йодидного лазера: соединения калия, воды, кислорода, хлора и йода. Время работы лазера ограничивается запасом реагентов. Недостатком этого типа лазера можно считать большую расходимость луча, превышающую дифракционную.

По неподтвержденным сведениям, дистанция поражения мишени COIL ABL – несколько десятков километров. Характер поражения – физическое разрушение мишени или ослепление оптических датчиков, тоже не ясен. На протяжении последних 20 лет проект COIL ABL неоднократно закрывали и возобновляли, и настоящий статус проекта то ли «перспективный», то и «провальный».

В Интернете можно ознакомиться с характеристиками других типов мощных лазерных установок. Отдельные образцы экспериментальных лазеров имеют выдающиеся характеристики луча и в то же время существенные недостатки. Например, твердотельные лазеры дают луч с минимальной расходимостью, но имеют низкий КПД. У лазеров со взрывной накачкой генерируемое излучение имеет угол расходимости, в 1 000 раз превышающий дифракционный. Газоразрядные лазеры имеют хорошую мощность, но большую длину волны излучения и так далее. Некоторые из лазерных установок могут занимать целые здания.

В то же время реально эксплуатируемые лазерные установки имеют мощность менее 500 кВт (кроме COIL ABL), а КПД лучших образцов не превышает ~70 %. Можно констатировать, что в настоящее время возможно создание мобильной лазерной установки с мощностью луча в единицы мегаватт, что позволит физически разрушать мишень на расстояниях порядка 20 километров. Лазерная установка с мощностью луча порядка нескольких десятков мегаватт может быть реализована в стационарном варианте. Однако практическая возможность их использования в военных целях остается под вопросом.

Создание боевого лазера для ослепления сенсоров

В настоящее время более реальной выглядит задача создания боевого лазера для ослепления оптоэлектронных сенсоров устройств наблюдения на спутниках и других летательных аппаратах.

Прежде всего, определимся с термином «ослепление», который встречается в большинстве публикаций о лазерном оружии. Применительно к оптоэлектронному сенсору это может обозначать:

1) физическое повреждение сенсора, для устранения которого требуется замена поврежденного элемента;

2) постановка помех, приводящих к нарушению функционирования устройства в течение времени действия помехи.

Во втором случае более корректно будет говорить о «засветке» устройства наблюдения, что мы и будем делать в дальнейшем. Засветка оптоэлектронного сенсора широко используется в настоящее время в качестве защиты летательных аппаратов и бронетехники от ракет с головками инфракрасного наведения. Недостатки засветки очевидны – это восстановление функционирования оптосенсора после окончания действия засветки.

Рассмотрим первоначально характеристики луча боевого лазера, способного физически вывести из строя (ослепить) оптоэлектронный датчик на расстоянии не менее 1 000 километров. В работе [4] было найдено, что лучевая (λ=0,532 мкм) нагрузка 163 кВт/см² в течение 0,25 секунды физически разрушает светочувствительную черно-белую CCD матрицу Sony ICX098BL. Для черно-белых матриц CMOS типа или цветных CCD лучевая нагрузка разрушения будет 85 кВт/см² и 16 кВт/см² соответственно.

При увеличении длительности светового импульса до пяти секунд значение порога разрушения сенсоров уменьшается на 20…40 %. Минимальный порог разрушения при длительном облучении найден у цветной CCD матрицы Sony ICX098BQ – 9 кВт/см². Необязательно полностью выжигать светочувствительную матрицу оптического сенсора, достаточно вывести из строя 50…70 % пикселей матрицы, чтобы сенсор потерял работоспособность.

Для оценки характеристик лазерного луча возьмем пороговое значение ослепления оптосенсора 80 кВт/см². Лазерная установка с исходным лучом удельной мощности 2 МВт/см², рассмотренная ранее, обеспечивает лучевую нагрузку на оптосенсор больше 80 кВт/см² на дистанции до 154 км и 1 390 км для луча с начальным диаметром D=1 см и D=3 см соответственно. Таким образом, дистанция ослепления примерно в 9 раз больше дистанции физического повреждения мишени – 16 км (D=1 см) и 145 км (D=3 см) соответственно. Вот только размер светового пятна на мишени слишком мал для того, чтобы уверенно попасть в окно сенсора – 5 см (154 км) и 13 см (1 390 км) соответственно.

На фотографии прицельного устройства лазера «Пересвет» (рис. 3) можно видеть, что диаметр выходного окна лазера не превышает ~50 см. Увеличим диаметр исходного луча до 50 см, а удельную мощность луча на выходе лазера уменьшим с 2 МВт/см² до 50 кВт/см². Но и при такой уменьшенной удельной мощности излучение лазера на выходе должно быть 98 МВт, а мощность накачки лазера при КПД 50 % – 196 мегаватт. Даже для луча с удельной мощностью на выходе 6 кВт/см² и диаметром луча 50 см мощность накачки (КПД=50 %) составляет 22 МВт. Без комментариев.

Рис. 3. Прицельное устройство лазера «Пересвет» (источник: сайт МО РФ)

Если ограничиваться только «засветкой» сенсора, то удельную нагрузку светового пятна и мощность лазера можно уменьшить. В литературе отсутствуют сведения, какова должна быть минимальная удельная мощность лазерного луча для засветки оптоэлектронного сенсора. Однако известно, что бытовые лазерные указки с удельной мощностью луча на выходе 5…10 Вт/см² способны засвечивать видеокамеры наружного наблюдения.

Для дальнейшей оценки возьмем выходную удельную мощность луча засветки 10 Вт/см², т. е. в 8 000 раз меньше порога частичного физического разрушения оптосенсора. Диаметр лазерного луча на выходе возьмем те же 50 сантиметров. Тогда мощность лазерного луча будет ~20 кВт, а энергия накачки лазера при КПД 50 % составит 40 кВт, что реализуется современными, например, химическими или газоразрядными лазерами. Как следствие большого исходного диаметра луча и уменьшения влияния дифракционной расходимости, размер светового пятна на мишени даже через 1 500 км будет не сильно отличаться от первоначального (50 см/51 см), а удельная нагрузка на сенсор будет не меньше 9 Вт/см².

Таким образом, современный лазер мощностью ~40 кВт и диаметром луча 50 см вполне способен временно «засветить» устройства видеонаблюдения на дистанции 1 500 километров. Вот только это не совсем то, что мы все ожидаем от лазерного оружия. Тем более что успехи засветки средств наблюдения лазером «Пересвет» можно объяснить отсутствием антилазерной защиты на оптосенсоре, которая скоро может и появиться, например, селективным для волны излучения лазера фильтром или отражающим покрытием.

«Забияка»

Несколько сложнее понять, что собой представляет анонсированный тем же Ю. Борисовым лазер «Забияка», способный физически разрушить БПЛА на расстоянии 5 километров. Появляющиеся в прессе сообщения о применении «Забияки» в военной операции на Украине можно охарактеризовать скорее как информационный шум. Хотя само название лазера – «Забияка», насколько мне известно, было озвучено Ю. Борисовым в мае 2022 года, сообщение о подобной лазерной установке можно прочитать в статье от 14 декабря 2020 года ( https://topcor.ru/17784-v-rossii-zasvetilsja-novyj-boevoj-lazer-na-platforme-baz.html ). Цитирую:

«Научно – производственное предприятие «Адвент» из Санкт-Петербурга разработало новый сверхзвуковой химический кислородно-йодный боевой лазер ближнего радиуса действия, мощность которого составляет порядка 15–50 кВт.
<…> дальность боевого действия – до 5 км, время непрерывного воздействия силовым излучением на цель – не менее 5 секунд, время функционирования устройства до пополнения запасов реагентов – не менее 100 секунд».

Из приводимой в статье фотографии мало что можно сказать о самом лазере (рис. 4).

С момента появления этой публикации прошло достаточно времени, а примеры успешного применения «Забияки» так и не были опубликованы. Необходимо отметить, что в обзоре [1], опубликованном в июне 2017 года, можно найти конкретные примеры лазерных устройств мощностью до 80 кВт, которые физически разрушают мишень на дистанциях порядка 2…5 километров.

Рис. 4. Предполагаемый вид лазерного комплекса «Забияка» (источник: topcor.ru)

Эффект физического разрушения мишени такими маломощными лазерами однозначно свидетельствует об использовании линзы или зеркала для фокусирования лазерного луча. Из приводимых в открытой печати сведений можно найти упоминание о применении фокусирующего зеркала диаметром 1,5 метра в прицельной турели COIL ABL (рис. 5). Величина фокусного расстояния этого зеркала неизвестна. Наличие фокусирующего зеркала у летающего лазера не кажется удивительным, если знать, что угол расхождения излучения химического лазера в ~100 раз больше, чем дифракционный. И без фокусирования луча лазер даже мегаваттной мощности не сможет физически повредить мишень.

Как было показано в начале статьи, параметры линзы и зеркала диаметром 30 мм с фокусным расстоянием 5 километров и более не реализуются современными технологиями. Однако, если увеличить диаметр линзы или зеркала до 500 мм, то величина вогнутости/выпуклости в центре относительно краев линзы/зеркала возрастает, что делает возможным их изготовление по существующим технологиям.

Рис. 5. Химический кислородно-йодидный лазер воздушного базирования (COIL ABL): (а) фокусирующее зеркало диаметром 1,5 метра и (б) прицельная турель (источник: Missile Defensy Agency, США)

Если посмотреть на опубликованные фотографии других лазеров [1], применяемых для физического разрушения мишени на дистанции менее 5 км, можно увидеть, что выходное окно лазерной установки имеет диаметр порядка 30…50 сантиметров. Величина выпуклости в центре такой фокусирующей крупноразмерной линзы (коэффициент преломления линзы в ИК диапазоне = 1,4…1,7) составит порядка 2,8…7,8 мкм.

Хотя об этом нигде не говорится, предполагаю, что диаметр выходного луча такого лазера примерно равен размеру выходного окна установки, в противоположность тому, что рисуется на некоторых иллюстрациях о лазерном оружии. Иначе невозможно объяснить, зачем применять такое крупногабаритное выходное окно лазера, если используется только его центральная небольшая часть. Не будем сбрасывать со счетов уменьшение лучевой нагрузки на материал линзы/зеркала при увеличении диаметра луча.

Однако у лазерной установки с длиннофокусной оптикой большого диаметра имеется существенный недостаток – уменьшение удельной мощности светового пятна на мишени при её смещении от точки фокуса (рис. 6).

Возьмем исходную мощность луча 50 кВт и зеркало/линзу диаметром 50 сантиметров с фокусным расстоянием 5 километров. Тогда на расстоянии не более 10 метров от точки фокуса (5 км ± 10 м) удельная мощность светового пятна на мишени будет больше 6 МВт/см², что позволяет свободно резать большинство конструкционных материалов. Но уже на расстоянии триста и более метров от точки фокуса (меньше 4,7 км или больше 5,3 км) световая нагрузка на мишень будет менее 7 кВт/см². Этого хватит только для ослепления цветной CCD матрицы. Практическая ценность оружия с таким узким диапазоном дистанции поражения цели, на мой взгляд, сомнительна.

Рис. 6. Изменение диаметра светового пятна на мишени при смещении от точки фокуса лазерного луча на расстояние L_DF

Этот недостаток крупноразмерной линзы/зеркала можно было бы обойти, используя оптику с переменным фокусным расстоянием. Адаптивная оптика широко применяется в современной астрономии. Однако требования для высоконагруженной лазерной оптики несколько иные, чем для астрономической.

Я не берусь сейчас оценить возможность изготовления адаптивной оптики, способной менять дистанцию точки фокуса на удаленной мишени, перемещающейся с околозвуковой или сверхзвуковой скоростью. Похоже, что задача изготовления такой оптики по своей сложности не уступает проблеме создания лазера мегаватной мощности.

В заключение

В заключение хотел бы высказать свое мнение относительно часто выдвигаемых предположений о наличии в составе установки «Пересвет» мобильного ядерного реактора. По моему мнению, это маловероятно по следующим причинам.

Во-первых, как показано выше, для засветки оптоэлектронного сенсора не требуется мегаваттная мощность лазера.

Во-вторых, ядерный реактор имеет слишком большое время выхода на рабочий режим из «холодного» состояния, в котором его только и можно транспортировать. До момента, когда в активной зоне реактора начнется реакция деления, необходимо запустить вспомогательный электрогенератор, который запитает насосы системы охлаждения и управляющие цепи. Затем начинается не быстрая процедура вывода управляющих стержней для инициирования ядерной реакции. Быстрый нагрев или охлаждение тепловыделяющих топливных элементов губителен для ядерного горючего. Поэтому и процесс выключения ядерного реактора так же довольно неспешный, и после выстрела быстро сменить позицию не получится. Ядерные реакторы хорошо работают в режиме стабильной нагрузки и не приспособлены для кратковременных пиковых.

Для лазера, использующего электроэнергию для накачки, требуется парогенераторная система, поскольку ядерный реактор с термоэмиссионным преобразованием энергии еще только проектируется. Даже для лазера с непосредственной накачкой продуктами ядерного распада требуется система охлаждения. Не забудем про радиобиологическую защиту.

А теперь посмотрите на четыре КамАЗа, которые транспортируют комплекс «Пересвет» (рис. 7), в составе которых: сам лазер, радиолокационный комплекс слежения за мишенью, командный пункт и, наконец, блок электроснабжения. И спросите – «и где ж этот реактор»? Зато, на один из этих КамАЗов нормально впишется дизель-генератор мощностью аж до 1 МВт (любознательные могут посмотреть фото промышленных установок в Интернете). С учетом максимально КПД лазера ~ 50 %, получим мощность луча лазера порядка 500 кВт. Этого с избытком хватит для засветки оптических устройств не сфокусированным лазерным лучом большого диаметра на расстоянии 1 500 км, как и говорил Ю. Борисов.

Рис. 7. Внешний вид комплекса лазерной установки «Пересвет» (источник: сайт МО РФ)

Вполне возможно, что «Пересвет», как и «Задира», использует химическую накачку. Тогда время работы лазера будет определяться запасом реагентов и возможностью утилизации продуктов их взаимодействия, поскольку устраивать газовую камеру в месте расположения установки чревато. Но, какой бы ни была конструкция лазера, можно с уверенностью говорить, что пока не будет достигнута удельная мощность луча на выходе лазера больше 2 МВт/см² при расходимости близкой к дифракционной, возможность его военного применения останется под вопросом. Ну или, как вариант, пока не будет создана система адаптивной оптики, фокусирующей лазерный луч на больших дистанциях.

В завершение не могу не вспомнить еще один фильм о лазерном оружии, который видел много лет назад. В этом фильме рассказывалось о создании боевого лазера с накачкой мощности ядерным взрывом. Автор фильма аргументировано показал, что взрывать пусть и маломощный, но ядерный заряд – плохая идея, тем более что лазерная установка будет одноразовой и стоить будет как несколько антиракетных батарей. В конце картины автор задает вопрос одному из наших корифеев в области лазеров – неужели тот не понимает бесполезность подобного рода «оружия»? В ответ наш дорогой академик и лауреат широко улыбнулся и сказал: «Зато мы хорошо продвинули лазеры».

Мне очень интересно, какие обещания военным выдавали руководители проекта под текущее финансирование темы лазерного оружия. Пока что, по моему мнению, реальные предпосылки создания компактного лазера с удельной мощностью луча больше 2 МВт/см² и малым углом его расходимости на выходе, равно как и соответствующей адаптивной оптики, невелики. В настоящее время работы по созданию такого лазера и оптики находятся на этапе экспериментально-теоретических изысканий, конечный результат которых нельзя предсказать. Возможно в конечном счете мы получим стационарную установку, которую дешевле и проще заменить парой ракетных батарей.

Целесообразность создания лазерной установки исключительно для засветки средств наблюдения противника вызывает сомнения. Удерживать в луче в течение длительного времени БПЛА или пролетающий спутник...

Я не хотел бы, чтобы Россия, израсходовав значительные ресурсы на воплощение идеи лазерного оружия и затратив деньги, на которые можно было бы создать несколько дивизионов С-700, получила бы, в крайнем случае, только кучу бумажных отчетов вместе с горой кандидатских и докторских диссертаций.

Список литературы:
[1] Митрофанов А. Лазерное оружие: технологии, история, состояние, перспективы (в 4-х частях). https://topwar.ru/155326-lazernoe-oruzhie-tehnologii-istorija-sostojanie-perspektivy-chast-1.html
[2] Вакс Е. Д. и др. Резание металлов излучением мощных волоконных лазеров. – Москва: Техносфера, 2019. – 344 с.
[3] Smart T. J. et al. Thermal laser evaporation of elements from across the periodic table // www.arXiv.org:2103.12596v1
[4] Schwarz B. et al. Laser-induced damage threshold of camera sensors and microoptoelectromechanical systems // Optical Engineering. – 2017, 56 (3), 034108

Comments

[paul3390]

А главное - не очень понятно, как должна работать эта вундервафля при наличии в воздухе водяной смеси или твёрдых частиц. Например при пасмурной погоде или ветре с пылью.. Я уж молчу про применение противником скажем аэрозольных завес.

[ВоенСпец]

Работает, мягко говоря, хреново... Можно посмотреть в специальной литературе, если не лень покопаться. Кстати, янки ещё в 1-й войне в Заливе это ощутили на своей шкуре, когда применяли УАБ с лазерной системой наведения в условиях пыльных бурь, дымов от горящих нефтяных скважин и т.д.

[Гражданский]

Цитата: ВоенСпец

Работает, мягко говоря, хреново... Можно посмотреть в специальной литературе, если не лень покопаться. Кстати, янки ещё в 1-й войне в Заливе это ощутили на своей шкуре, когда применяли УАБ с лазерной системой наведения в условиях пыльных бурь, дымов от горящих нефтяных скважин и т.д.

Потому и поджигали иракцы, пишут, первое время очень помогло.

[dunkan]

Ответ простой - никак не работает.

[Witsapiens]

Подобный скепсис в отношении нового оружия был всегда. В конце концов проблемы решали, а оружие показывало свою эффективность. Или не решали, и оно не показывало свою эффективность. В общем, все покажет время.

[futurohunter]

Уже даже не 20, а лет 40 никак не решаются проблемы, связанные с лазерным оружием

[barbos]

В таких условиях перспективы работы туманны. Если снежок повалит стеной, тогда крайне мрачны.

[AKuzenka]

Вообще профанация с лазерным оружием напоминает истерию про СОИ. Я понимаю, что при современном падении уровня образования приходится разжёвывать элементарные вещи. Но уж это ВААЩЕ! Школьник ДОЛЖЕН понимать! Взрослые (?) дяди не понимают или просто не хватает знаний?

[rocket757]

В заключение

Фантазия известных писателей опережает своё время, уровень развития технологий своего времени, да и некоторого будущего, как мы видим ... до показателей гиперболоида инженера Гарина, пока не добрался никто!

[AKuzenka]

Не совсем согласен. Например, в вакууме, лазер будет работать на порядки лучше, чем в атмосфере. Так, что для ближнего космического боя (50-70 км) вполне будет пригоден. И рассеивание только аппаратное.

[rocket757]

Все основные события происходят, сейчас, много ниже.
Хотя, до "звездных войн" тоже дойдет, но потом.
От перспективных разработок отказаться, никто из серьезных ребят, не может себе этого позволить.
Надо думать о будущем.

[AKuzenka]

При развитии текущих событий более вероятен такой исход, при котором серьёзные ребята будут обсуждать тонкости обработки кремневых рубил и наконечников для копий.

[rocket757]

Перспективка так себе, стоит это осознавать.

[Иван Фокин_2]

А по короче изложить нельзя?

[У.Ченый]

Можно - это все фуфло.
Только тогда вы будете спрашивать "а где доказательства".

[Андрей ВОВ]

Извините, про С500 слышал, но С700???

[kamakama]

А это задает временные рамки окончания НИОКР. К тому времени (лет через 15-20) вполне вероятно и появятся....

[Андрей ВОВ]

Ну тогда можно было сразу и про С1000, а что мелочиться то

[Тарелка]

Жириновский как-то раз военную тайну сдал. Есть на вооружении С-700, способная закрыть небо над всей планетой.

[A.A.G.]

При всем уважении к В.В.Жириновскому,- он ..ритор( и уже потом,- аналитик, прогнозист,и гибкий политик). По его идее - нам до сих пор "сапоги" не высушить опосля "мытья в Индийском океане".( ИМХО, конечно).
По статье. Автор выбрал неудачный формат: долго, нудно...- для нынешнего типичного обывателя. В целом,- все верно!- на мой взгляд, дааалекоо не специалиста( впрочем, на уровне физики СШ времен СССР, имеются ...погрешности).
В целом,- Автору, наверное, все-же, - Спасибо!("заставил" не один запрос на справочную информацию сделать!))).
Вот правда интересно,- как молодежь реагирует на подобные статьи? Сподвигают ли их они на некоторые телодвижения?
Извините,- заносит...

[Тарелка]

Сподвигают. Я вон пошёл искать про самофокусировку световых лучей, например. Но в итоге понял только в самых общих чертах, что такое вот явление есть.

[futurohunter]

A.A.G.
Автор выбрал неудачный формат: долго, нудно...- для нынешнего типичного обывателя

А почему автору нужно подстраиваться под нелучшую часть публики? Кому надо - прочтёт и поймёт. Я надеюсь, что это сайт как раз для читающей и думающей публики. Обывателям - велкам в Тик-Ток! Автору - большой респект!

[AKuzenka]

Извините,- заносит...

О, да для молодёжи - "многа букаф". А уж если формулы с графиками - тушите свет, сливайте воду. Зато в телефоны втыкают чётко, даже не видят, что происходит. Когда нас сдадут, заметят, только когда в концлагере уничтожения телефон отберут.

[AKuzenka]

При всём неуважении к Жириновскому, ему за клоунаду бабло башляли и он его чётко отрабатывал до гробовой доски! Вот пример для чиновничества! Даже помер от короновируса.

[Genry]

Столько бреда с перечислением всего устаревшего или неактуального, с использованием неправильных/сленговых терминов, с неверным толкованием принципов работы лазера и законов оптики.
Эта тема требует научного представления а не школьно-рефератного изложения своими словами и отсутствующим уровнем подготовки.

[Кубик123]

Цитата: Genry

Столько бреда с перечислением всего устаревшего или неактуального, с использованием неправильных/сленговых терминов, с неверным толкованием принципов работы лазера и законов оптики.

Согласен!!! Хочется отправить автора в среднюю школу, чтобы заново прослушал курс физики. Он же даже не имеет ни малейшего представлении о таком приборе как телескоп и принципе его работы

[bk0010]

Цитата: Genry

Столько бреда с перечислением всего устаревшего или неактуального, с использованием неправильных/сленговых терминов, с неверным толкованием принципов работы лазера и законов оптики.

Не могли бы вы привести указанное по пунктам? Ну, хотя бы десяток основных ошибок.

[Кубик123]

Цитата: bk0010

Не могли бы вы привести указанное по пунктам? Ну, хотя бы десяток основных ошибок.

Обратились не ко мне, но я только начну
1.

Оценки кривизны сферического зеркала с фокусным расстоянием 5 км и диаметром 30 мм, аналогичные расчетам для линзы, дают величину вогнутости центра зеркала относительно его края порядка 4,5 нм. Для фокусирующих линз/зеркал диаметром 30 мм с фокусным расстоянием 100 км величины выпуклости/вогнутости уменьшаются до ~3 ангстрема, что сопоставимо с расстоянием между атомами твердого тела. Создание оптических элементов с такими характеристиками невозможно.

А как же обычные, имеющиеся в любой квартире, зеркала? Они плоские, а значит имеют радиус кривизны равный бесконечности. И этот бред повторяется в статье несколько раз.
2.

Естественный вывод, который можно сделать из приведенных выше оценок, заключается в следующем. Одной из причин невозможности применения лазеров, аналогичных промышленным, в качестве оружия является отсутствие средств фокусирования лазерного луча на больших расстояниях.

А как же астрономические телескопы, которые фокусируются на бесконечности?
3.

D – минимальный диаметр луча на выходе лазера в области так называемой «перетяжки».

После лазера можно поставить телескоп, который уменьшит на своем выходе расходимость пучка в свою кратность раз и "перетяжка" автора не является определяющей;
4.

Начальный диаметр лазерного луча будем варьировать в диапазоне 1…3 см.

Ни что не мешает сделать на выходе пучок в несколько метров и получить соответствующее уменьшение расходимости, например в сто раз. Кратность телескопа в примере - сотня. Плотность энергии на цели в этом случае возрастет в 10 000 раз (квадрат кратности).
5.

На фотографии прицельного устройства лазера «Пересвет» (рис. 3) можно видеть, что диаметр выходного окна лазера не превышает ~50 см. Увеличим диаметр исходного луча до 50 см, а удельную мощность луча на выходе лазера уменьшим с 2 МВт/см2 до 50 кВт/см2. Но и при такой уменьшенной удельной мощности излучение лазера на выходе должно быть 98 МВт, а мощность накачки лазера при КПД 50 % – 196 мегаватт. Даже для луча с удельной мощностью на выходе 6 кВт/см2 и диаметром луча 50 см мощность накачки (КПД=50 %) составляет 22 МВт. Без комментариев.

Бред заключается в том, что мишень разрушают не Ватты, а Джоули. Автор этого не понимает. Создать лазер с мощностью 10^12 Вт. не составляет проблемы (лазеры с модулированной добротностью), но он и пылинку сдуть не сможет Поэтому, именно без комментариев.
6.

Этот недостаток крупноразмерной линзы/зеркала можно было бы обойти, используя оптику с переменным фокусным расстоянием. Адаптивная оптика широко применяется в современной астрономии. Однако требования для высоконагруженной лазерной оптики несколько иные, чем для астрономической.

Адаптивная оптика не имеет отношения к оптике с переменным фокусным расстоянием. Это метод коррекции фазовых искажений по сечению пучка.
7.

Я не берусь сейчас оценить возможность изготовления адаптивной оптики, способной менять дистанцию точки фокуса на удаленной мишени, перемещающейся с околозвуковой или сверхзвуковой скоростью. Похоже, что задача изготовления такой оптики по своей сложности не уступает проблеме создания лазера мегаватной мощности.

Такие зеркала создавались еще более 50 лет назад. Смотри сборник "Адаптивная оптика. Сборник статей", перевод с английского под. редакцией к.ф.м.н. Э.А. Витриченко, Москва, "Мир", 1980.

А в принципе, автору можно порекомендовать сборник под редакцией вице-президента АН СССР Е.П. Велихова и др. "Космическое оружие: дилемма безопасности", Москва, "Мир", 1986г. Физика с тех пор недалеко ушла.

[У.Ченый]

А как же обычные, имеющиеся в любой квартире, зеркала? Они плоские, а значит имеют радиус кривизны равный бесконечности.

А вы уверены, что ваше зеркало абсолютно плоское? К тому же разговор идет не о случайных отклонениях, вызванных несовершенством технологии, а об обеспечении именно заданной кривизны с заданной точностью. Потому что разговор здесь идет у же о величинах, соразмеримых с размерами атомов.

[Кубик123]

Цитата: У.Ченый

А вы уверены, что ваше зеркало абсолютно плоское?

В лазерной оптике, если СКО фазовой ошибки по всей поверхности зеркала не превышает одной десятой от длины волны падающего излучения, поверхность зеркала считается идеальной. Такие ошибки ни на что не влияют. То же относится и к ФАР. Те же соотношения. И если длина волны много больше межатомного расстояния, то этим эффектом можно пренебрегать абсолютно.

А в качестве примера достижимой точности, просто прикиньте точность изготовления уголковых отражателей, закинутых на Луну.

[У.Ченый]

Бред заключается в том, что мишень разрушают не Ватты, а Джоули.

А ничего, что 1 ватт = 1 Дж/сек?

[Кубик123]

Цитата: У.Ченый

А ничего, что 1 ватт = 1 Дж/сек?

А вот тут и вопрос: А сколько секунд Вы сможете обеспечивать требуемую мощность? В лазерах с модулированной добротностью длительность импульса пикосекунды, при мощностях до 10^12 Вт. Вот и получаются, что при таких мощностях излучаются доли Джоуля. И используются такие лазеры в косметических процедурах.

[ШУРУМ -БУРУМ]

имеется ввиду, что не мощность, а Энергия излучения! Да, и хочу добавить, "...получить в фокусе луча удельную лучевую нагрузку 6…9 МВт/см2..." Этот параметр боле точно определяется как плотность мощности.

[bk0010]

Цитата: Кубик123

А как же обычные, имеющиеся в любой квартире, зеркала? Они плоские, а значит имеют радиус кривизны равный бесконечности. И этот бред повторяется в статье несколько раз.

Цитата: Кубик123

А как же астрономические телескопы, которые фокусируются на бесконечности?

Они не фокусируют излучение, поэтому для задачи интереса не представляют.

Цитата: Кубик123

После лазера можно поставить телескоп, который уменьшит на своем выходе расходимость пучка

Нельзя ставить телескоп: более-менее мощный лазер его испортит. В своё время в центральном павильоне ВДНХ продавали стеклянные кубики с картинками внутри, их делали пропуская через среду луч лазера. При определенной мощности, среда закипала, получался пузырик, из которых и составляли картинку. С телескопом на выходе боевого лазера будет тоже самое. Более того, при определенной мощности луча, воздух начинает превращаться в плазму, интенсивно поглощая луч.

[Кубик123]

Цитата: bk0010

Они не фокусируют излучение, поэтому для задачи интереса не представляют.

Эх, не хватает Вам образования радиоинженера. Первое, что вдалбливатся студентам в теории антенн, это то, что характеристики антенны на прием и излучение абсолютно идентичны

Цитата: bk0010

При определенной мощности, среда закипала, получался пузырик, из которых и составляли картинку.

Не мощности, а плотности энергии!!!

[merkava-2bet]

"Космическое оружие: дилемма безопасности", Москва, "Мир", 1986г.

Для меня это Библия физики ,до дыр зачитывал её.

[Кубик123]

Цитата: merkava-2bet

"Космическое оружие: дилемма безопасности", Москва, "Мир", 1986г.

Для меня это Библия физики ,до дыр зачитывал её.

Да, это классика. А тот бред, который здесь наворотил автор, опровергается простым фактом. Более пятидесяти лет назад и СССР и США закинули на Луну уголковые отражатели. Отраженный сигнал от них фиксируется до сих пор. Чтобы понять насколько сложная была решена задача, достаточно осознать, что излученный на поверхности Земли лазерный луч, попадая на приемник, проходит перед этим почти миллион километров. Вот возможности оптики пятидесятилетней древности. А с тех пор лазерная техника значительно продвинулась.

[iz odessy]

почти кандидатская . достойно дискуссии кругов ,как научно-популярных ,так и технически заинтересованных. Здесь же это сложно читать и много терпения .Субъективно -не надо "резать"от слова "совсем" , надо добиваться превращения "объекта" в летающий кусок аэродинамических технологий,только . Тут было о "аэрозоли",дыме и дожде -это объективно возможное противодействие будет всегда и !должно быть. Накачка. СССР, помнится, еще в 60х применил и удачно ...ядерный взрыв, то есть !! один варианть работает. Не по дронам конечно а скажем по орбитальному ,очень вредному "объекту".

[bk0010]

Цитата: iz odessy

Накачка. СССР, помнится, еще в 60х применил и удачно ...ядерный взрыв, то есть !! один варианть работает.

Ядерный взрыв применяется не столько для мощности, сколько для уменьшения длины волны (рентгеновский лазер). Для перехода в рентгеновский диапазон надо возбуждать не электроны, а ядро атома. Но там все очень грустно становится с оптикой: линзы и зеркала не работают.

[Авиатор_]

Для перехода в рентгеновский диапазон надо возбуждать не электроны, а ядро атома.

Вы не в курсе физики характеристического рентгена (закон Мозли). Ядра там не при чём - при выбивании электронов с внутренних оболочек, туда потом сыпятся все остальные, эти переходы очень высокоэнергетические, поэтому испускается рентген. А обычные лазеры - это переходы электронов внешних оболочек, там только УФ, видимый и ИК можно получить.

[venaya]

Полезная статья и главное подробная. Такую статью и за сутки осмыслить многим невозможно. Здесь такое количество материала что данная статья может просто использоваться в качестве учебного материала, думаю что так эту информацию приведённую в статье следует и использовать.

[Кубик123]

Цитата: venaya

Здесь такое количество материала что данная статья может просто использоваться в качестве учебного материала

Нельзя использовать в качестве учебного материала недостоверную информацию. Автор здесь пытается навести тень на плетень в вопросах, которые давно разжеваны уже почти два века назад. Прочитать учебник фотографа вековой давности и разобраться в понятиях ГРИП и гиперфокальное расстояние будет гораздо полезнее для понимания поднятых в статье вопросов.

[Бывший солдат]

Цитата: paul3390

А главное - не очень понятно, как должна работать эта вундервафля при наличии в воздухе водяной смеси или твёрдых частиц. Например при пасмурной погоде или ветре с пылью.. Я уж молчу про применение противником скажем аэрозольных завес.

Поставил бы десяток плюсов. Громоздкая и капризная в атмосфере. Очень хороша для космоса.

[WhoWhy]

Ну, довольно мощный импульс можно создать и без ядерного взрыва - с помощью взрывоэлектромагнитного генератора (ВЭМГ). Вопрос только в том, есть ли техническая возможность преобразования электрического импульса такой мощности в лазерное излучение. Можно например, расположит несколько ВЭМГ в бетонных колодцах вокруг установки и взрывать с минимальной задержкой. Это, конечно, только для стационарной установки подходит, но, кто знает, может в скором времени появятся орбитальные бомбардировщики....

[futurohunter]

WhoWhy
довольно мощный импульс можно создать и без ядерного взрыва - с помощью взрывоэлектромагнитного генератора (ВЭМГ)

Техническая возможность есть. Только слишком заморочено. Проще обычные технологии (твердотельные, газовые и пр.лазеры с питанием от генератора). В конце-концов есть и газодинамические - резонатор, соединённый с реактивным или ракетным двигателем

[kor1vet1974]

Наверное больших денег стоит,не говоря уже о другом...

[vadimtt]

В статье не хватает лазеров на суперсветимости, которым не нужна никакая оптика (а следовательно мощность можно задирать вплоть до фантастических значений) и исследований по самоканализации сверхплотного лазерного луча в стандартной атмосфере при определенных условиях (расстояние уже не так важно, сотни км практически без потерь, аэрозоли и вода не препятствие). Хотя, может и не надо, ведь из лабораторий эти технологии так и не выбрались, так как ограничивающий фактор один - мобильный источник энергии, сопоставимый с крупной АЭС (и десятки градирен в придачу)

[Тарелка]

В общем нужны новые способы компактного хранения энергии. Либо из воздуха энергию как-то качать в большом количестве, либо антиматерию с собой возить.

[futurohunter]

Во времена программы СОИ (80е гг.) об этой суперсветимости и самосходимости лучей сверхмощных лазеров очень много говорили, но что не видно никаких результатов...

[vadimtt]

Естественно не видно результатов, сверхмощности то нет
Ядренбатон же для накачки никто не торопится использовать, а это пока единственный доступный "компактный источник".

[futurohunter]

С ядрёнбатоном был только один удачный эксперимент. Его использование - это фактически использование ядерного оружия, что неприемлемо по очевидным причинам. Кроме того, это получает архисложное и архидорогое оружие, сложнее и дороже "обычного" ядерного. А тех же самых целей можно достичь намного более дешёвым и эффективным "обычным" оружием

[михаил3]

Припоминаю статью одного из НАТОвских наблюдателей, в которой были слова "после того, как русские наладили уничтожение украинских беспилотников лазерными установками". Что он имел в виду? Или просто слышал звон, не зная где он?

[ВоенСпец]

Автору - респект !!! Замечу лишь, что подход к оценке возможностей этого вида оружия довольно упрощенный (что, в принципе, понятно, учитывая специфику сайта и аудиторию). Более детальный анализ ещё больше снижает эффективность этих изделий и ограничивает условия применения. Например, автор при рассмотрении возможности ослепления ОЭС космических аппаратов обошёл стороной конструктивные особенности этих самых ОЭС. Как правило, входные объективы ОЭС защищены блендами для исключения засветки Солнцем, т.е. попасть лазерным лучом непосредственно в окно ОЭС крайне сложно (вероятность этого события мала). Далее, в реальных условиях обстановки (дождь, град, пыль и т.п.) эффективность снижается существенно (подтверждено многочисленными полигонными исследованиями).

[stankow]

Возможно Пересвет слепить спутников и вьiгорает сензоров БПЛА и вертолетов. А самьiх маленких пластиковьiх квадриков и вообще сбивает, сжигая.

[Nikolaevich I]

Были публикации в СМИ с ссылкой на "неназванного" источника в МО о том,что для электропитания "Пересвета" ,действительно, применялось нечто "дизель-генераторное"! Но затем использовали "малогабаритный" ядерный реактор типа "для Посейдона" ! Автор ,сомневаясь в существовании ядерного реактора для "Пересвета", сомневается в существовании "мега-торпеды" "Посейдон" Подвергнуть автора обструкции !

[dunkan]

Минимальный порог разрушения при длительном облучении найден у цветной CCD матрицы Sony ICX098BQ – 9 кВт/см2.

Серьёзно ? )) Это как автогеном или сварочным электродом в камеру ткнуть.)) Интересный подбор цифр.

дифракционная расходимость лазерного луча. Объяснение природы этого эффекта можно найти в учебнике по квантовой оптике

Это классическая доквантовая формула для дифракционного предела.
При излучении в мегаватт на 1см кв. пылинки в воздухе будут вызывать плазменный разряд. Мегаваттные лучи возможны в космосе и объектив должен быть апертурой в несколько метров. Нанометровая точность изготовления существует, например, в оптике для литографии. Существует ещё с прошлого века и адаптивная оптика, когда зеркало меняет форму.

Статья похожа на прочие вида "беспилотники нам не нужны".

[kamakama]

Точность существует, однако производится на трех заводах. Дорого, сложно, долго - оптика такого качества

[Alexey RA]

Цитата: dunkan

При излучении в мегаватт на 1см кв. пылинки в воздухе будут вызывать плазменный разряд.

Да при таких интенсивностях сразу полезет нелинейщина вторых-третьих порядков, которую в классической оптике отбрасывают по причине малости. А тут начнётся взаимодействие со средой, изменение коэффициента преломления в зависимости от интенсивности (которая по сечению пучка распределена нелинейно - "колокол") - и на выходе мы можем получить, например, самофокусировку. А с учётом того, что в реальной среде и "базовый" показатель преломления на пути распространения луча - величина не постоянная, то куда мы попадём таким лучом - одни бог знает. И даже "пристрелочный лазер" не поможет - потому как для точной пристрелки нужен луч той же интенсивности и среда с неизменным распределением показателя преломления между пристрелочным и прицельным выстрелами.
Короче, в инструкцию к лазерному оружию первым пунктом впору записывать: 1. Перед применением лазерного оружия удалите атмосферу между оружием и целью.

[Diver0]

"Гагарин"? Всё же - Гарин...))

[Авиатор_]

Хорошая статья, аргументированная. Редкость на ВО. Автору - респект.

[Попенко]

Спасибо всем за дельные замечания и критику. Хочу признаться, я действительно не специалист в области лазеров, но в течение длительного времени имел косвенное отношение к этой тематике. Поэтому, довелось и зеркало для прототипа боевого лазера увидеть и прототип космического реактора "Топаз" пальчиком потрогать. Ну и со спецами в этих темах пообщаться. И вот какие ассоциации у меня возникли после чтения многочисленных статей о лазерном оружии.
Я хорошо помню, как в 90-е года из каждого утюга вещали о эффекте "холодного термояда", обнаруженного Флейшманом и Понсом. В СМИ кричали о наступлении века энергетического изобилия. Кое кто из моих знакомых тоже обаялся этой темой. В конечном счете все закончилось пшиком, но потраченные на исследования деньги, в том числе и в моем институте, канули в никуда. Так вот, все что происходит с темой "боевой лазер" на протяжении последних более 20 лет, очень напоминает "холодный термояд". Только денег потрачено будет много больше. А когда мыльный пузырь лопнет ответственных за ущерб опять не окажется. Обидно за науку, и вообще...

[Кубик123]

Цитата: Попенко

Так вот, все что происходит с темой "боевой лазер" на протяжении последних более 20 лет, очень напоминает "холодный термояд". Только денег потрачено будет много больше.

Вы не учитываете боковых ответвлений, которые возникают в процессе исследований. Если бы не было вложений в эти исследования - не существовало бы сейчас многое из того, без чего невозможно представить современную цивилизацию: ВОЛС, CD/DVD, квантовые вычисления, материаловедение оптических материалов, лазерные дальномеры и целеуказание, нанотехнологи, изготовление масок для производства микросхем, лазерный термоядерный синтез... Так что говорить, что деньги потрачены впустую, я бы не стал.

[fiv]

У нас, на Альфе Центавра, для газонокосилок давно уже используют флогистонно-вакуумное излучение с гравитационными линзами. Знай ноги береги и кошку гулять не выпускай. А газонокосилкой побольше сбиваем Таукитанские эфиролеты. Вот так-то!

[Хрустящий]

Все выводы в статье проводились для условий вакуума. То есть, ухудшающие условия атмосферы не рассматривались вообще. Могу добавить ссылку и процитировать следующее: "Технические причины (по данным источника - Зарубин П.В. "Академик Басов...") заключались в том, что при микронной длине волны лазерного излучения практически невозможно было сфокусировать луч на относительно малую площадь. Т.е. если цель находится на расстоянии больше 100 км, то естественное угловое расхождение оптического лазерного излучения в атмосфере в результате рассеивания составляет в 0,0001 град. Это было установлено в специально созданном для обеспечения выполнения программы создания лазерного оружия Институте Оптики Атмосферы в СО АН СССР в г. Томске, который возглавлял акад. В.Е.Зуев. 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 будет меньше 0,1 Дж/ см2. Этого слишком мало - для того, чтобы поразить ракету (создать в ней отверстие в 1 см2, разгерметизировав ее), требуется больше 1 кДж/ см2"
Можно заглянуть сюда:
Лазерное излучение в атмосфере.
https://studbooks.net/1352721/matematika_himiya_fizika/lazernoe_izluchenie_atmosfere

[dunkan]

Астрономы лет 20 фокусируют лазеры в стратосфере и используют светящиеся там точки для коррекции зеркал больших телескопов. У них давно другие более совершенные лазеры.

[Хрустящий]

Цитата: Попенко

Спасибо всем за дельные замечания и критику. Хочу признаться, я действительно не специалист в области лазеров, но в течение длительного времени имел косвенное отношение к этой тематике. Поэтому, довелось и зеркало для прототипа боевого лазера увидеть и прототип космического реактора "Топаз" пальчиком потрогать. Ну и со спецами в этих темах пообщаться. И вот какие ассоциации у меня возникли после чтения многочисленных статей о лазерном оружии.
Я хорошо помню, как в 90-е года из каждого утюга вещали о эффекте "холодного термояда", обнаруженного Флейшманом и Понсом. В СМИ кричали о наступлении века энергетического изобилия. Кое кто из моих знакомых тоже обаялся этой темой. В конечном счете все закончилось пшиком, но потраченные на исследования деньги, в том числе и в моем институте, канули в никуда. Так вот, все что происходит с темой "боевой лазер" на протяжении последних более 20 лет, очень напоминает "холодный термояд". Только денег потрачено будет много больше. А когда мыльный пузырь лопнет ответственных за ущерб опять не окажется. Обидно за науку, и вообще...

Вы знаете, рассуждения на подобные темы (лазеры, рельсотроны, радиолокационная невидимость... и проч)- это как в борьбе сумо. Кто кого затолкает в чудовищные расходы, дабы разорить врага далеко на подступах к военным действиям. Нашего русского агента 0001 товарища Уфимцева, разорившего авиапром и судпром проклятых на идее невидимок, следовало бы записать в наиболее успешных советских проектов КГБ. Подкинувший идею стрелять медными пятаками на сотни километров без прицеливания в полёте- это, видимо, опять НАШ человек.

[barbos]

Название статьи громкое, даже кричащее и как обычно бывает содержимое подкачало и местами подгадило.
Как бы то ни было атмосфера рассеивает и поглащает в той или иной мере любое электромагнитное излучение и сильно зависит от состояния атмосферы. Но сопротивление воздуха и притяжение земли осадят любой самый реактивный снаряд. Теперь по порядку
<< создает впечатление, что существующие трудности вполне преодолимы, и мы стоим на пороге появления нового типа оружия >>
Программа СОИ, только была в виде страшилки и дальше прототипирования не пошла.

<< Реально продемонстрированная максимальная дистанция физического разрушения мишени современными лазерными установками не превышает ~5 километров. >>
Разве этого мало? Много у нас инструментов позволяющих на таком расстоянии достать объект с очень высокой скоростью? Много вы знаете метаемых предметов, движущихся с релятивисткими скоростями?

<< Одной из причин невозможности применения лазеров, аналогичных промышленным, в качестве оружия является отсутствие средств фокусирования лазерного луча на больших расстояниях. >>
При необходимости работы на дальние расстояния применяют волоконнооптическую фокусировку или самофокусировку луча.

<< Поэтому для простоты предлагаю в качестве нижней границы удельной мощности луча военного лазера ориентироваться на минимальную удельную мощность светового пятна в точке резания, которую обеспечивает промышленный лазер, способный за доли секунд сделать отверстие в металле, а именно ~1 МВт/см2. >>
Вы вообще представляете уровень мощности на единицу площади? Даже за время одной сотой секунды это сравнимо с воздействием пули калибра 12,7 мм. С каких пор 10 кДж/см2 уже мало? Только на 5 км пуля не летает и на половину этого расстояния столько энергии не донесёт. Возникает закономерный вопрос. Не зажрались вы?

<< Величину КПД лазера возьмем равной 50 %, т. е. для получения луча мощностью 1 МВт необходимо закачать в лазер 2 МВт энергии. >>
Кроме полупроводников и эксимера подобным КПД лазеры не обладают. Если не ошибаюсь. Но даже при КПД 40 % они преплёвывают многие тепловые машины. Полупроводники могут качать с КПД 90% легко и непринуждённо. Прототип излучающего диода на базе гетерогенной структуры в 20 кВт обсуждался ещё в середине девяностных, причём, у нас.

<< удельная мощность светового пятна на мишени будет больше 6 МВт/см2, что позволяет свободно резать большинство конструкционных материалов >>
Такая плотность энергии позволяет резать любые доступные человечеству материалы. Тысячная доля этой мощности способна вывести из строя любой отпический сенсор.

<< Вполне возможно, что «Пересвет», как и «Задира», использует химическую накачку. >>
Понятия не имею что там стоит. Только по телевизору этих монстров видел. Но рассуждаю по аналогии с устройством промышленных лазеров. Скорее всего колебательный контур на довольно высоковольтных емкостях. Частью этого контура является лазер. Кто знаком с электродинамикой, представляют, какие могут быть значения токов и напряжений в колебательном контуре при резонансе. Поэтому не надо никаких ядрённых реакторов, чтобы получить тераватты мощности в импульсе. Тераватное значение мощности (миллион миллионов ватт) нормальное явление для промышленного лазера. И обходится он без АЭС под боком.

Послесловие
У лазера несколько огромных недостатков. Он может быть подвержен сильной зависимости от погодных условий. Но тут есть возможность работать с частотой излучения. Лазер оставляет красивое аккуратное сквозное отверстие. Поэтому его так любят в промышленности и медицине (некоторые операции возможны только лазерным скальпелем). У нас огромные проблемы с производством полупроводниковых структур, излучательных тоже.

[Попенко]

<...Много у нас инструментов позволяющих на таком расстоянии достать объект с очень высокой скоростью? Много вы знаете метаемых предметов, движущихся с релятивисткими скоростями?>

Таких инструментов не много, но много ли стоит инструмент, разрушающий мишень на расстоянии не более 10 метров от точки фокуса.

<...При необходимости работы на дальние расстояния применяют волоконнооптическую фокусировку или самофокусировку луча>

Пример с цифрами, пожалуйста, который покажет возможность фокусирования хотя бы для дистанции 10...50 километров и возможность изменить величину фокуса при движении мишени.

<...Вы вообще представляете уровень мощности на единицу площади? Даже за время одной сотой секунды это сравнимо с воздействием пули калибра 12,7 мм. С каких пор 10 кДж/см2 уже мало? Только на 5 км пуля не летает и на половину этого расстояния столько энергии не донесёт. Возникает закономерный вопрос. Не зажрались вы?>

Природа кинентического и лучевого разрушения твердого тела различна. Насчет "не зажрался ли я"- не ко мне, а к спецам по лазерному резания твердых тел.

< Поэтому не надо никаких ядрённых реакторов, чтобы получить тераватты мощности в импульсе. Тераватное значение мощности (миллион миллионов ватт) нормальное явление для промышленного лазера. И обходится он без АЭС под боком.>

В том то и деле, что в импульсе. Например, величина порога повреждаемости единичным импульсом длительностью 10…100 наносекунд большинства конструкционных материалов находится в диапазоне 0,3 Дж/см2 (Al, 60 нсек)…2,2 Дж/см2 (нерж. сталь, 120 нс) что дает удельную мощность луча 5…19 МВт/см2. С уменьшением времени одиночного импульса до фемтосекунд величина порога минимальной удельной мощности единичного импульса, повреждающей нерж. сталь, больше ГВт/см2. А вот при непрерывном облучении величина порога разрушения уменьшается до 180 кВт/см2 (см. статью).
Figueira J.F. et al. // IEEE Journal of Quantum Electronics.- 1982, v. qe-18, № 9, P.1381.
Leontyev A. et al. //Fusion Eng.Des.- 2011, 86,P.1728.

[barbos]

<< Таких инструментов не много >>
Релятивисткие скорости, это скорости сравнимые со скоростью света и пока до таких скоростей разгоняют элементарные частицы в ускорителях. В вашей вымышленной армии много перевозных адронных коллайдеров?

<< возможность изменить величину фокуса при движении мишени >>
Самофокусировка лазерного луча - это свойство противоположное расфокусировке, когда с расстоянием пятно увеличивается. А не когда лазер сам каким-то чудом наводится на цель.

<< В том то и деле, что в импульсе >>
Практически все производственные лазеры идут с импульсной накачкой. Кстати, вы понимаете физический смысл приведённых значений? О чём они говорят? Какой физический смысл мощности относительно энергии? Про что эти цифры? Например, какая энергия у фемтосекундной вспышки мощностью 1 ГВт.

[rica1952]

Все эти игрища были с лазерной тематикой проведены еще в период развертывания работ по СОИ.Показано что непрерывный лазер HFкак наиболее перспективный из всех исследуемых не имеет перспективу разрушения двигающихся целей на больших расстояний.Противник это тоже получил.Так что нашим эффективным менеджерам нетерпится попилить денег.Флаг им в руки и барабан на шею.

[Попенко]

Не, барабан с шеи снять, а навесить такую симпатичную пеньковую петелочку.

[Хрустящий]

Цитата: dunkan

Астрономы лет 20 фокусируют лазеры в стратосфере и используют светящиеся там точки для коррекции зеркал больших телескопов. У них давно другие более совершенные лазеры.

У них просто другие лазеры, выполняющие другие задачи. Вы не пробовали забивать гвозди или вворачивать шурупы ноутбуком? Можно и это делать, но молоток и шуруповёрт- удобней.

[Хрустящий]

Цитата: barbos

Кто знаком с электродинамикой, представляют, какие могут быть значения токов и напряжений в колебательном контуре при резонансе. Поэтому не надо никаких ядрённых реакторов, чтобы получить тераватты мощности в импульсе. Тераватное значение мощности (миллион миллионов ватт) нормальное явление для промышленного лазера. И обходится он без АЭС под боком.

Вы имеете представление о резонансах? Не бывает резонанса мощности. Тут или напряжение, либо токи. При "максимуме" мощности, откуда её взять, если генератор даёт фиксированную? Этак вы договоритесь о КПД более 100%.С рычагом Архимеда знакомы? А мощность постоянна при любых резонансах одной из составляющей. Мощность можно накопить. Постепенной накачкой и мгновенным высвобождением. НО СРЕДНЯЯ- всё равно постоянна.

[barbos]

<< Вы имеете представление о резонансах? >>
В принципе неплохое. Как о электромагнитных, так и механических. Если вы знаток резонансов, объясните тогда каким образом величина тока в последовательном контуре или напряжения в параллельном контуре в Q (значение добротности контура, может достигать значений нескольких сотен) превышает соответствующие значения от генератора? Откуда берутся такие величины? При этом мощность накачки остаётся неизменной. Ответ на этот вопрос объясняет такие колоссальные значения мощности импульсного лазерного излучения. При этом средняя энергия окажется постоянной без всяких ядерных реакторов.

[futurohunter]

Интересная статья. Хотя есть и неточности и искажения. Во-первых, работы по боевым лазерам начались ещё в 60е годы. Несмотря на многочисленные попытки, воз и ныне там. Автор упоминает упоминает о том, что эффект от воздействия лазера на объект зависит не только от мощности на единицу поверхности, но и от длительности воздействия. И потом про это забывает! Т.е., недостаточно луч навести на какой-то объект, но и нужно, чтобы какое-то время этот объект "погрел". Причём, в одном и том же месте! Очевидно, что чем больше энергии получил объект, тем меньше время фокусировки. Но, тем не менее, оно есть! А теперь, представьте себе, что вы "стреляете" по движущемуся и маневрирующему объекту. Так "зайчик" от лазерного луча не успеет даже нагреть его, не говоря уже о том, чтобы прожечь дырку! Во время программы СОИ в СССР предложили очень простой способ противодействия лазерному оружию: сделать поверхность ракеты блестящей и заставить её вращаться вокруг своей оси. И всё! Лазер оказался бессилен

[Попенко]

Делал я оценку максимального времени импульса для поражения цели, движущейся со скоростью 1 Мах, лучом 3 см. Получилось порядка микросекунд. Посто не стал грузить читателей.

[futurohunter]

Попенко
Получилось порядка микросекунд

Эти "микросекунды" необходимы, чтобы лазерное "пятно" грело конкретный участок на поверхности, без смещения. А если цель движется, маневрирует, ещё и вращается, то даже микросекунд может не получится. К томе же, ещё много других факторов. Повлияет разная отражающая способность поверхности. Даже в Хиросиме люди в светлой одежде меньше пострадали от светового излучения. Разная термостойкость материалов. Разная их толщина. Многослойные покрытия. В конце-концов, недостаточно прожечь дырку в борту, чтобы аппарат прекратил выполнять боевую задачу. Нужны более серьёзные повреждения. А это точно не микросекунды. Короче, проще и надёжнее повредить такой аппарат "обычным" боеприпасом

[dunkan]

Сжатие поражает сетчатку глаза бойцов противника, которые смотрят в оптические приборы. Лазеры сканируют, ищут блеск оптических плоскостей. Вроде такое оружие теперь запрещено.

[futurohunter]

Многое, что запрещено, тем не менее применяется. "Сжатие" не пошло не из-за запретов, а из-за неэффективности и крайней уязвимости системы

[futurohunter]

Оказалось, что нанести поражение цели "традиционным" оружием, использующим кинетическую энергию, или энергию взрыва (все эти пули, снаряды и ракеты) намного проще, дешевле и эффективнее, чем всеми этими лазерами. Поэтому лазеры нашли применение только, как дальномеры, для целеуказания управляемым боеприпасам и создания помех оптическим системам (тем же головкам самонаведения ракет, камерам наблюдения, и т.д.). Еще возможна лазерная разведка - сканирование местности, в том числе и для обнаружения оптики, например, тех же снайперов или прицелов. А потом можно и ослеплять эту оптику. Хотя, наверное, всё-таки проще и эффективнее накрыть того же снайпера или позицию ПТУР обычными снарядами/ракетами

[futurohunter]

Почему-то без внимания остаются МАЗЕРЫ - это тоже лазеры, только излучающие электромагнитные волны радиодиапазона (с длиной волны короче инфракрасного излучения). Вот такие аппараты могут выжигать радиоэлектронную аппаратуру на расстоянии. И можно использовать, как "психологическое оружие". Например, при облучении СВЧ, промодулированным особым образом, можно вызвать панику у военнослужащих. В США появилось устройство для разгона демонстраций, использующее СВЧ-генератор (не мазер, правда), который вызывает у демонстрантов нестерпимое желание убежать (за счёт определённых симптомов). Опять же, мазеры могут обнаруживать электронные устройства на поле боя (за счёт вторичного излучения) и создавать им помехи

[dunkan]

Сейчас лидары ИК диапазона (лазерные сканеры) ставят на беспилотные автомобили, для глаз они безопасны, а вот у матриц камер писали что повреждают отдельные пиксели. Они маломощные, иначе бы и людям зрение портили.

[Хрустящий]

Цитата: barbos

<< Вы имеете представление о резонансах? >>
В принципе неплохое. Как о электромагнитных, так и механических. Если вы знаток резонансов, объясните тогда каким образом величина тока в последовательном контуре или напряжения в параллельном контуре в Q (значение добротности контура, может достигать значений нескольких сотен) превышает соответствующие значения от генератора? Откуда берутся такие величины? При этом мощность накачки остаётся неизменной. Ответ на этот вопрос объясняет такие колоссальные значения мощности импульсного лазерного излучения. При этом средняя энергия окажется постоянной без всяких ядерных реакторов.

Это просто. И здесь работает "Рычаг Архимеда". Мощность состоит из нескольких составляющих. Просто одна увеличивается за счёт другой. Расскажите, как возможен резонанс мощностей. Или, коль вы настолько.... то лучше поговорим о флогестоне. Или, если вам уже и это не по силам, то возьмите учебник Физики, и почитайте о резонансе токов, резонансе напряжений. И в каком контуре происходит один резонанс, а в каком- другой. Чем отличается, скажем, параллельный контур от последовательного.

[Хрустящий]

Цитата: Попенко

Делал я оценку максимального времени импульса для поражения цели, движущейся со скоростью 1 Мах, лучом 3 см. Получилось порядка микросекунд. Просто не стал грузить читателей.

Напрасно. Ваше "пояснение" приводит в ступор. Ни расстояния, ни мощности, ни апертуры.... Просто, как двое из ларца выскочили и сожрали ваше мороженное.

[Попенко]

Максимальная продолжительность импульса будет равна времени в течении которого первоначальная точка прицеливания на мишени вместе с мишенью сместится на расстояние меньше половины диаметра светового пятна лазерного пучка. В этом случае, отпадает необходимость постоянно удерживать прицел в одной точке мишени. При скорости мишени 1 Мах и диаметре светового пятна на мишени от 1 см до 5 см получим длительность импульса в интервале 15 мксек…45 мксек. Формула для расчета S=V*t. Там уже много других нюансов связанных с импульсным характером взаимодействия.

[dunkan]

Астрономы свои маломощные лазеры (<100 Вт, 90 км фокус) выключают при пролёте над телескопами спутников, чтоб не испортить их чувствительные оптические приборы, а от сотен киловатт, значит, ничего будет?
Да одна только проблема отвода тепла в космическом вакууме быстро выведет из строя всякое электронное оборудование. Матрица выше 150 С нагреется и всё - тепловой пробой.
А ещё вспомните проект космического лазерного паруса https://ru.wikipedia.org/wiki/Breakthrough_Starshot. Там в миллионе км от земли 100 ГВт мощности на 4 м парусе фокусировать собрались. Участниками были Хокинг, Леб, ни какие-то там Понсы с Флейшманами. Теоретических запретов на такую установку пока нет, идёт медленное накопление технологий.
Когда-то ведь и ядерную энергию рассматривали как научные фокусы, не верили в регистрацию гравитационных волн, не верили, что компьютер в шахматы лучше чемпиона сыграет.

[Попенко]

Телескопам мешает даже отсвет на облаках населенных пунктов. Про космический парус ничего не скажу - не в теме, а для лазера теоретическая граница - эффект дифракционной расходимости.

[Хрустящий]

Цитата: Попенко

Максимальная продолжительность импульса будет равна времени в течении которого первоначальная точка прицеливания на мишени вместе с мишенью сместится на расстояние меньше половины диаметра светового пятна лазерного пучка. В этом случае, отпадает необходимость постоянно удерживать прицел в одной точке мишени. При скорости мишени 1 Мах и диаметре светового пятна на мишени от 1 см до 5 см получим длительность импульса в интервале 15 мксек…45 мксек. Формула для расчета S=V*t. Там уже много других нюансов связанных с импульсным характером взаимодействия.

Это не всё. Пятно луча- это основание равнобедренного треугольника, имеющий стороны ....(?) Разве оно не зависит от расстояния, и разве от расстояния не зависит рассеивание мощности в атмосфере? Половинчатые расчёты никуда не приводят. И начинать надо не со свойств лазера, а со свойств атмосферы. Как главная составляющая в рассеивании энергии. То, что хорошо в Космосе вы показываете это расчётами, никуда не годятся здесь, на грешной Земле.

[Хрустящий]

Цитата: barbos

<< Вы имеете представление о резонансах? >>
В принципе неплохое. Как о электромагнитных, так и механических. Если вы знаток резонансов, объясните тогда каким образом величина тока в последовательном контуре или напряжения в параллельном контуре в Q (значение добротности контура, может достигать значений нескольких сотен) превышает соответствующие значения от генератора? Откуда берутся такие величины? При этом мощность накачки остаётся неизменной. Ответ на этот вопрос объясняет такие колоссальные значения мощности импульсного лазерного излучения. При этом средняя энергия окажется постоянной без всяких ядерных реакторов.

Да, извините, в прошлом своём ответе упустил одну вещь. Возвращаюсь. Лазер не накапливает энергию, а преобразовывает. Из одного вида в другой. Накопить- вернуть- так работает аккумулятор. Конденсатор. Индуктивность. Кирпичная печь. Какой вид получает, ту и возвращает. С учётом КПД, конечно.

[дмитрий арефьев]

Предлагаю рассмотреть вариант с накачкой от конденсатора.

[VXFen]

Автор, по поводу лазеров с ядерной накачкой (и реактор-лазеров), вы слишком уверенно говорите в теме, в которой мало разбираетесь:

Во-вторых, ядерный реактор имеет слишком большое время выхода на рабочий режим из «холодного» состояния, в котором его только и можно транспортировать. До момента, когда в активной зоне реактора начнется реакция деления, необходимо запустить вспомогательный электрогенератор, который запитает насосы системы охлаждения и управляющие цепи. Затем начинается не быстрая процедура вывода управляющих стержней для инициирования ядерной реакции. Быстрый нагрев или охлаждение тепловыделяющих топливных элементов губителен для ядерного горючего.

Для лазеров с ядерной накачкой используются т.н. импульсные ядерные реакторы, которые могут выходить на большой поток нейтронов в течение миллисекунд. Советую вам почитать обзор исследователей из ВНИИЭФ: "Лазеры с ядерной накачкой – устройства с прямым преобразованием ядерной энергии в лазерное излучение" А. М. Воинов, В. Н. Кривоносов, С. П. Мельников, А. А. Пикулев, А. Н. Сизов, А. А. Синянский.

Есть так же несколько дополнительных общих наблюдений:
1) Среди других стран СССР/Россия имела наибольший опытно-экспериментальный задел по лазерам именно в этой сфере.
2) В отличие от других отраслей, ядерная подверглась наименьшей деградации после развала СССР. Успехи Росатома являются наглядным подтверждением этого.
3) Утечка мозгов в ядерно-оружейной сфере практически не происходила, поскольку большинство людей
в ней под подпиской и работают в закрытых городах типа Сарова (где и располагается ВНИИЭФ).

Эти общие наблюдения я могу подтвердить, являясь сотрудником МИФИ, которые выступает основным поставщиком кадров для Сарова и Росатома. Наибольший ажиотаж (в том числе в сфере финансирования проектов) здесь наблюдается именно в ядерных и лазерных подразделениях.

Поскольку основные проблемы "реакторов-лазеров" располагаются на стороне ядерщиков, а не лазерщиков, я охотно верю, что они вполне могли быть разрешены, учитывая все вышеперечисленное и разговоры последних лет к прорыве в области компактных ядерных реакторов. Поэтому я не был бы так уверен в маловероятности использования ядерной накачки в Пересвете. По моим общефизическим представлениям (доступом к секретности я, конечно, не обладаю), в эти фургоны вполне можно запихнуть компактный импульсный ядерной реактор.

[АВКОМ-54]

Полностью согласен с автором, проблем с военным использованием лазера конечно много. Кроме того на "расфокусировки" лазера будут влиять и погодные условия облака, туман, дождь, снег .
В середине 70 -х годов в институте на лабораторных работах по лазерам, делали голографические снимки механизма настенных часов, сами проводили ещё один эксперимент - брали 5 копеек и пробивали их лучём лазера за один импульс, получалось сквозное отверстие 0,1-0,2мм.
Затем вместо 5 копеек положили кусок мелованной бумаги, под углом к лучу и лазер не мог ее пробить т.к. большая часть энергии луча отражалась.