Гиперболоид XXI века
НАУКА
«Секретные материалы 20 века» №20(510), 2018
Гиперболоид XXI века
Константин Ришес
журналист
Санкт-Петербург
4038
Гиперболоид XXI века
Современное лазерное оружие постепенно приближается к уровню «Звездных войн»

В мире вновь заговорили о «космических войнах», важным атрибутом которых является лучевое оружие. В начале XX века к идее создания «лучей смерти» обращались гениальный Тесла и петербургский профессор Михаил Филиппов, погибший в своей лаборатории при загадочных обстоятельствах в 1903 году. А в 1916-м Альберт Эйнштейн предсказал существование явления вынужденного излучения, что открывало путь к рождению квантовых генераторов.

Авторами первого из них были будущие нобелевские лауреаты советские академики Николай Басов и Александр Прохоров и американец Чарлз Таунс. Их открытие увидело свет в 1954 году, а еще через шесть лет американец Теодор Мейман продемонстрировал работу первого оптического квантового генератора — устройства, преобразующего световую энергию накачки в узконаправленный поток излучения. Новый прибор назвали ЛАЗЕР (аббревиатура английских слов, переводимых как «усиление света посредством вынужденного излучения»).

Прошло немного лет, и лазер нашел практическое применение в науке, промышленности, медицине. Естественно, не могли оставить его без внимания и военные. Вслед за появлением по обе стороны океана межконтинентальных ракет проблема защиты от них — противоракетная оборона (ПРО) приобрела первостепенную важность. В 1963 году маршал Гречко обратился к президенту АН академику Келдышу с просьбой рассмотреть возможность использования лазеров для ПРО и иных военных целей, то есть встал вопрос о создании лазерного оружия. Келдыш переадресовал вопрос министра в Физический институт ФИАН к академику Басову.

Начинать разработку оружия на основе лазеров различных типов приходилось почти с нуля: до 1965 года не было конструктивных решений для реализации взрывной накачки, отсутствовала силовая оптика, не было кристаллов требуемых размеров с высокой однородностью структуры, не существовали технологии и оборудование для изготовления специального неодимового стекла. В общем, много чего еще не было. Тем не менее работы по созданию боевых лазеров развернулись широким фронтом.

«Терра» и «Омега»

Начиная с середины 1960-х годов в СССР работы выполнялись по двум государственным программам «Омега» и «Терра-3» под научным руководством академиков Прохорова и Басова соответственно. Летом 1966 года в ходе работ по «Омеге» родилась идея создания наземной лазерной системы для ПВО. Инициатором ее стал заместитель руководителя ОКБ «Стрела» (ныне «Алмаз») Борис Бункин. «Стрела» к тому времени уже имела богатый опыт разработки для ПВО ракетных комплексов, но лазерным оружием здесь до этого не занимались. Теперь было подсчитано, что энергия лазера, необходимая для уничтожения воздушной цели, должна быть эквивалентна суммарной кинетической энергии осколков боеголовки зенитной ракеты. Предстояло создать лазер с энергией 10 МДж.

В ходе работ по теме были разработаны и построены импульсный источник электропитания мощностью 500 Мвт, представляющий собой магнитогидродинамический генератор (МГД) с индуктивным накопителем, лазерный локатор и система точного наведения, а также 96-канальный лазер X-1, каждый из каналов которого имел в импульсе энергию 100 кДж (килоджоулей). Каналы были выполнены на основе неодимового стекла и располагались на установке в четыре ряда, по 24 канала в каждом.

Ученые и инженеры, работающие по программе «Терра-3», сосредоточились на создании боевого лазера, предназначенного для поражения головных частей баллистических ракет на конечном участке их траектории, то есть на подлете к цели.

Осенью 1965 года академики Николай Басов и Юлий Харитон совместно с руководителями Государственного оптического института (ГОИ) и ОКБ «Вымпел» направили записку в ЦК КПСС, предлагая развернуть работы по созданию отечественной ПРО на базе боевых лазеров. Предложение ученых было принято, программа работ утверждена правительством. Планировалась разработка лазеров с энергией более 1МДж. Идею следовало проверить в натурных условиях в научно-экспериментальном комплексе, создаваемом на базе полигона, расположенного в Казахстане на берегах Балхаша. Вскоре здесь вырос закрытый для широкой публики город Приозерск. В ходе выполнения программы из ОКБ «Вымпел» выделилось ЦКБ «Луч», ставшее впоследствии НПО «Астрофизика» — головной организацией по теме «Терра-3».

В объеме этой темы среди прочих были выполнены работы по лазерной локации, включая разработку методики и технологии наведения луча, разработка так называемой силовой оптики. Было проведено изучение (теоретическое и экспериментальное) распространения лазерного излучения в атмосфере, а также разработка экспериментальных мощных лазерных установок. Кроме того, выполнялись исследования взаимодействия лазерного излучения с различными материалами и определение таким образом уязвимости образцов военной техники.

И «Терра», и «Омега» привели к существенному прогрессу в области физики и техники высокоэнергетических лазеров, послужили толчком для создания принципиально новых технологий. Они вывели физику и технику мощных лазеров (прежде всего импульсных и частотно-импульсных) на новый уровень, вероятно самый высокий в мире для того времени. И сегодня те достижения могут послужить фундаментом для развития лазерной техники в России.

В небесах, на море и на суше

А на подмосковном аэродроме Чкаловский проводились и испытания боевого газодинамического углекислотного лазера, который размещался на борту самолета Ил-76. Выглядел этот самолет своеобразно. Для питания лазера и сопутствующей аппаратуры в носовой части фюзеляжа по бортам были установлены два двухмегаваттных турбогенератора. Вместо штатного радара на носу самолета стоял огромный обтекатель, к которому снизу был пристроен еще один, чуть меньшего размера, где размещалась антенна системы прицеливания. Оригинально было решено размещение лазерной пушки: чтобы не портить аэродинамику самолета еще одним обтекателем, ее сделали убирающейся. Сверху фюзеляжа между крылом и килем был вырез, закрываемый огромными створками. Они раздвигались, и тогда наверх выдвигалась башенка с пушкой.

В серию авиационный вариант лазера пошел под индексом А-60. Увы, первый образец Ил-76, (летающая лаборатория) сгорел на аэродроме, однако второй продолжил испытания. Работы по теме А-60 в числе немногих перспективных проектов получают из государственной программы вооружений финансирование до сих пор. Аппарат, создаваемый в КБ «Салют» и предназначенный для установки на нем лазера А-60, получил обозначение «Скиф». Первый запуск «Скифа» на орбиту должен был состояться во втором квартале 1987 года. Но нагрянула перестройка. 12 мая 1987 года в ходе визита на Байконур Михаил Горбачев объявил, что после своей исторической встречи с Рональдом Рейганом он решил прекратить работы по «Скифу». А на старте уже стояла ракета «Энергия» с пристыкованным к ней 80-тонным «Скифом» — прототипом космического истребителя-носителя лазерной пушки. «Скиф» отправился на орбиту, но, с учетом решения Горбачева, без оружия на борту. Все шло по плану вплоть до отделения «Скифа» от «Энергии», после которого он должен был перевернуться и запустить собственные двигатели. Однако из-за ошибки в программе аппарат повернулся дважды, полетел в направлении Земли и сгорел при входе в атмосферу. А стратеги надеялись, что «Скифы» могли бы обеспечить для СССР безусловную победу в борьбе за ближний космос.

Работали над созданием боевого лазера и в Крыму. Здесь проект лазера морского базирования имел шифр «Айдар». На перестроенном судне-лесовозе был установлен лазер с энергией 50 кДж, с помощью которого обстреливали подвижные объекты на воде и в воздухе. Но КПД лазера не превышал пяти процентов, к тому же на Черном море большую часть энергии луча поглощала и рассеивала испарявшаяся с поверхности воды влага.

Почти четверть века назад в КБ точного машиностроения (КБТМ) спроектировали переносной лазерный прибор, названный ПАПВ (переносный автоматический прибор визирования). Суть уникальной системы проста. Лазерный луч, излучаемый в невидимом частотном диапазоне, сканирует потенциально опасный сектор, и, если в зону действия сканирующего устройства попадал оптический прибор, по нему тут же наносился удар боевым лазером, мощный луч которого просто выжигал оптику, а заодно и глаза тех, кто в эту оптику смотрит. Современный танк, как и любая иная боевая машина, боеспособен, если целы его оптико-электронные системы наблюдения и управления огнем. Стоит вывести их из строя, и он превращается в слепого монстра. Таким образом, на вооружении российской армии появилось дешевое, мобильное и очень эффективное противотанковое оружие. Не менее эффективным оно было в борьбе со снайперами. На этом же принципе были построены и тяжелые самоходные лазерные установки «Стилет» и более мощная «Сжатие». Авторство здесь принадлежало НПО «Астрофизика» и «Уралтрансмаш» (бронированная гусеничная платформа). Построенная в единичном экземпляре, каждая установка успешно прошла цикл испытаний, но в серийное производство не попала — тоже остановила перестройка.

С развалом Союза почти все работы по боевым лазерам были свернуты — прекратилось их финансирование. К тому же основные места проведения экспериментов остались за пределами России, где вскоре были заброшены, разграблены и пришли в полное запустение. В сухом остатке после многолетних работ и гигантских затрат государство получило лишь несколько теперь уже устаревших образцов.

Тем временем «за бугром»

А «за бугром» не дремали. Задачи разработки лазерного оружия в конце XX — начале XXI века буквально «спустились из космоса на землю и море» — сегодня интенсивные разработки лазерного оружия ведутся армиями и флотами США, Израиля, Великобритании, Франции, Южной Кореи. В отличие от СССР, там работы не останавливала перестройка, и это сказалось на достигнутых результатах. Разрекламированная Рейганом программа стратегической оборонной инициативы (СОИ) предусматривала создание системы орбитальных станций, вооруженных высокоэнергетическими лазерами. Развернутые на орбите подобные «звезды смерти» должны были поражать лазерным лучом ракеты противника на ранних стадиях полета, сразу же после их выхода из атмосферы.

СССР вложил десятки миллиардов долларов в гонке за первенство в космических лазерных вооружениях, а СОИ в конце 1980-х годов без лишнего шума была свернута. Сегодня с большой долей вероятности можно утверждать, что сама СОИ была инициирована американцами, чтобы окончательно добить разваливающуюся советскую экономику. С этой задачей американцы тогда успешно справились, но прекращать реальные работы в области лазерного оружия они не собирались.

Начали с химических лазеров. Эксперименты, проведенные в Центре испытаний высокоэнергетических лазерных систем, дали впечатляющие результаты. В 1978 году с помощью инфракрасного химического лазера MIRACL был разрезан вертолет. Но самым компактным лазером, которому удалось что-то подбить, стал мобильный тактический высокоэнергетический лазер MTHEL. На полигоне в штате Нью-Мексико с помощью этой установки впервые удалось засечь и уничтожить в полете сразу несколько снарядов.

У американских ВВС есть собственный химический лазер, размещенный на специально доработанном грузовом самолете Boeing 747-400. Он предназначен для уничтожения тактических ракет типа «СКАД». Прорывом в будущее считают американские специалисты систему «Зевс», в основе которой лежит созданный Ливерморской лабораторией 10-киловаттный полупроводниковый лазер. Вместо химикатов, при помощи которых в факеле раскаленных газов создается лазерный луч, там использован особый вид стекла. Свет из усиленной импульсной лампы посылает поток фотонов в девять дисков, выполненных из неодимового стекла. При этом формируется поток когерентного монохроматического света. Чем больше света подкачивается, тем сильнее становится бесцветный лазерный луч. Он вырывается из торца кристалла и имеет достаточно мощности, чтобы прожигать металл на расстоянии до 200 метров. Разработчики этого лазера считают, что, если его мощность довести до 100 кВт (они видят такую возможность), это позволит подрывать летящие ракеты на расстоянии до восьми километров. Сложность создания более мощного импульса не в накачке энергии, а в том, чтобы сохранить температуру лазера в пределах, обеспечивающих его работоспособность. Для получения 100-киловаттной мощности на выходе лазера потребуется подать на него один МВт. В момент «выстрела» нужно отвести куда-то избыточное тепло. И кажется, ученые Ливерморской лаборатории сумели решить эту проблему.

В 2013 году управление военно-морских исследований США провело демонстрацию боевой лазерной системы Raytheon LaWS. Тактический лазер проходил испытания на десантном корабле типа «Остин», находившемся в Персидском заливе в составе ударной группы ВМФ. Программа испытаний завершилась досрочно в связи с идеальной результативностью по всем тестам. Идея использовать лучевое оружие на море остается актуальной, тем более что для боевых кораблей появились новые воздушные цели — крылатые ракеты и БЛА (дроны). Сбивать малогабаритный дрон пулеметной очередью сложно, а тратить на него ракету — расточительно, потому лазер представляется здесь наиболее предпочтительным оружием. Уже на самых первых испытаниях, когда был использован лазер, за один тест оказались сбитыми четыре дрона. Однако военным показалось, что это было сделано недостаточно быстро, прицеливание было затруднено, а для уверенного поражения требовалась серия попаданий. Лазер посчитали недостаточно мощным. В обновленном LaWS мощность была увеличена до 30 киловатт за счет применения импульсной схемы работы. Испытания начались в сентябре 2014 года и должны были продлиться год, но завершились уже в декабре с отличными результатами. За четыре месяца LaWS не допустил ни одного промаха или сбоя в работе.

Убедившись в реальности и перспективности лазерного оружия, в США с еще большей интенсивностью продолжаются разработки боевых лазеров наземного, морского и воздушного базирования. Реальные результаты работ следует ждать в течение ближайших трех — пяти лет.

Немалых успехов добились на поприще лазерного оружия и в Израиле. Здесь корпорация Rafael Defence Systems представила систему «Звездное небо» — лазерную установку, нейтрализующую ракетные атаки на самолеты со стороны террористов. Система обнаруживает ракету, выпущенную из переносного зенитного комплекса (ПЗРК), и лазерным лучом выводит из строя ее электронные системы наведения. Аналогов подобной системы пока не существует.

В январе 2014 года та же корпорация объявила о создании боевого лазерного комплекса ПРО «Железный луч», предназначенного для уничтожения ракет, минометных и артиллерийских снарядов на малых расстояниях. 11 февраля 2014 года состоялась презентация этого комплекса на выставке вооружений в Сингапуре. В состав «Железного луча» входят две лазерные установки, способные поражать ракеты на дальности до двух километров, радиолокационная станция и пост управления. Комплекс выполнен мобильным — лазерные установки смонтированы внутри стандартных контейнеров, установленных на грузовых шасси. Мощность лазеров исчисляется в десятках киловатт, однако в перспективе она будет увеличена до сотен.

Активно, но, как там принято, конспиративно работают над боевыми лазерами и в Китае.

В России тоже решили вспомнить о достижениях советских времен и расконсервировать незаконченные разработки. Так что боевой лазер с уверенностью смотрит в будущее своим острым лучом.


18 сентября 2018


Последние публикации

Выбор читателей

Сергей Леонов
105010
Сергей Леонов
94224
Виктор Фишман
76200
Владислав Фирсов
69414
Борис Ходоровский
67502
Богдан Виноградов
54114
Дмитрий Митюрин
43363
Сергей Леонов
38277
Татьяна Алексеева
37017
Роман Данилко
36484
Александр Егоров
33309
Светлана Белоусова
32608
Борис Кронер
32337
Наталья Матвеева
30363
Наталья Дементьева
30169
Феликс Зинько
29598