Мало кто из фантастов обходился без упоминания о лазерах, поэтому для человека, воспитанного на фантастической литературе, пресловутые смертоносные лучи — такая же неотъемлемая часть будущего, как роботы, искусственный интеллект и межзвездные перелеты. Однако, прочно закрепившись в бытовой электронике и некоторых других мирных сферах нашей жизни, лазеры не торопятся выполнить свое главное предназначение — стать основным видом вооружения.
Разработки боевых лазеров ведутся уже полвека, однако об их массовом принятии на вооружение речь пока не идет. Правда, некоторые из них уже очень близки к тому, чтобы наконец переехать из экспериментальных лабораторий в полевые условия. Например, весной этого года американская оборонная компания Northrop Grumman объявила о создании лазерной установки мощностью 100 киловатт. Для сравнения — большинство существующих разработок имеют мощность от 1 до 10 киловатт. Для выработки такой колоссальной энергии благодаря разработкам американских инженеров достаточно обыкновенного танкового двигателя, а эффективность луча будет достаточной для того, чтобы сбивать баллистические ракеты противника на расстоянии в десятки километров.
По словам Брайана Стрикленда, директора по программам лазерного вооружения армии США, новая разработка доказывает, что на лазеры все же стоит делать ставку при рассмотрении вопроса о вооружении будущего. Практическое применение лазеров теперь представляется вполне возможным, считает он.
Инженерам Northrop Grumman удалось создать устройство, способное поколебать устоявшееся мнение критиков о том, что лазеры никогда не смогут заменить традиционные виды вооружения. Использование такой установки для защиты от ударов противника теоретически намного эффективнее, чем системы ПВО, в которых применяются ракеты-перехватчики и зенитные установки. Лазеры будут точнее, потребуют меньше энергии и ресурсов и обойдутся дешевле, чем зенитные установки и ракеты, считают эксперты.
Массовое оборудование систем ПВО лазерными установками в армии США может начаться уже в следующем десятилетии, а вот о том, когда лазеры могут стать частью наступательных систем вооружения, эксперты пока не торопятся говорить. Не исключено, что на создание лазеров, способных заменить ударные виды вооружения — ракеты и артиллерию, — уйдет еще не одно десятилетие. Ведь для создания дальнобойных наступательных лазеров понадобится сделать их еще более мощными, мобильными и энергоэффективными.
БЛУДНЫЙ СЫН ТЕРМОДИНАМИКИ
50 лет мучений. Разработка военных лазеров тянется с 1960-х годов
Слово "лазер" поначалу было аббревиатурой, которая в переводе с английского означала "Усиление света с помощью вынужденного излучения". Сегодня лазером называется устройство, которое способно использовать энергию для создания мощного узконаправленного потока световых частиц с постоянной длиной волны. В основе создания лазеров лежат сразу две науки — термодинамика и квантовая механика.
Обычные источники света, например лампы накаливания, излучают свет в разных направлениях, диапазон длины их световых волн и электромагнитных волн очень широк и подвержен случайным изменениям. Для создания лазера необходимо было как бы "поймать" излучение, т.е. зафиксировать длину его волны.
Давняя мечта фантастов о пучках направленного света, который стал бы самым эффективным в мире оружием, начала становиться реальностью в 1960-х, когда американские ученые создали первую лазерную установку на основе рубинового стержня, которая давала красное излучение с длиной волны 694 нанометра.
К концу XX века лазеры получили широкое распространение во многих сферах современной жизни. Они используются в электронике (компакт-диски), в медицине (лазерная коррекция зрения), в космических технологиях, системах безопасности и имеют множество других применений. Фактически, единственной областью, где вопреки прогнозам фантастов лазеры так и не получили широкого применения, остается военная.
ЛАЗЕРНЫЕ МИФЫ
В кино лазеры обычно красивее, чем на самом деле
Голливуд давно и активно эксплуатирует тему лазеров. Во многих случаях использование лазеров на экране способно вызвать улыбку у специалистов — чаще всего сценаристы пренебрегают элементарными познаниями о природе лазера. В итоге показанные на экране ситуации способны сформировать у несведущего зрителя в корне неверное представление о природе лазеров и принципах их работы.
В представлении киношников лазерный луч обязательно обладает каким-нибудь ярким цветом и хорошо виден как в воздухе, так и в космическом вакууме. На самом деле, луч лазера в вакууме невидим, да и в воздухе в большинстве случаев не имеет ярко выраженного цвета. Луч становится заметным, лишь когда наталкивается на какой-то предмет или хотя бы рассеивается, встречаясь с частицами пыли или тумана.
В боевиках можно часто увидеть, как герои разрезают что-то лазером, не используя защиты для глаз. На самом деле, при соприкосновении лазерного луча с металлом мощности отраженного света достаточно для того, чтобы серьезно повредить сетчатку глаз того, кто смотрит на этот процесс без защитных очков.
В голливудских фильмах для большей зрелищности лазерный луч обычно показывают распространяющимся довольно медленно — так, чтобы за его движением можно было проследить глазом. На самом деле, луч распространяется со скоростью света, поэтому сразу после включения лазера он должен быть видимым по всей длине.
В фильмах для обхождения контуров лазерной защиты герои обычно распыляют в воздухе аэрозоли, которые делают видимыми лучи системы безопасности. На самом деле, в охранных системах используются невидимые инфракрасные лучи, которые попросту дешевле и эффективнее тех, которые излучают видимый свет.
ЩИТ: BOEING БУДЕТ СБИВАТЬ РАКЕТЫ ЛАЗЕРОМ
Новая ПВО. Основной сферой использования военных лазеров в ближайшие 10-летия станет перехват ракет противника
Идея о размещении мощной лазерной установки на борту самолета получила широкое распространение в американских военных кругах в середине 1990-х. Суть идеи заключалась в том, чтобы сделать лазерные самолеты частью общей системы противоракетной обороны. Стоит системе зафиксировать запуск противником крылатых ракет, как самолеты с лазерными установками на борту смогут отправиться на перехват и уничтожить ракеты на большом расстоянии мощными лазерными лучами.
В 1996 году контракт на создание такого самолета получила корпорация Boeing. На тот момент военными уже были испытаны наземные лазерные установки, способные выпускать лазерный луч диаметром 10 см на расстояние 15 км. Попадая в цель, луч нагревал ее до температуры в 1000 градусов Цельсия в считаные секунды. Испытания показали, что во многих случаях для того, чтобы вывести цель из строя, прямое попадание было необязательно — зачастую достаточно было просто черкнуть лучом по цели, для того чтобы сбить ракету с курса.
Главной проблемой, с которой столкнулись инженеры после начала работ, стала высокая энергоемкость лазера и, соответственно, необходимость в размещении на борту самолета огромной энергетической установки. Лазерная установка состоит из четырех блоков, каждый из которых весит около 2,5 т и содержит более 3 тыс. отдельных деталей. За 5 секунд работы химический лазер выделяет энергию, которой хватило бы для питания небольшого жилого дома в течение целого часа.
За прошедшие с начала работы 13 лет энергетическую проблему так и не удалось решить, поэтому первым противоракетным лазерным самолетом является модификация крупного гражданского авиалайнера Boeing-747. Преимуществом такого решения стала возможность размещения на борту самолета, получившего название YAL-1, не только мощной энергетической установки, но и системы радиолокационного обнаружения баллистических ракет неприятеля.
В ходе испытаний YAL-1 неоднократно успешно идентифицировал стартующие объекты с динамикой, типичной для баллистических ракет, и перехватывал их. На ближайшее время запланированы испытания с перехватом реальной баллистической ракеты.
Инженеры Boeing утверждают, что в отдаленной перспективе лазерные установки могут быть модифицированы таким образом, что самолеты смогут наносить удары не только по воздушным, но и по наземным целям.
МСТИТЕЛЬНЫЙ ДЖИП: СИСТЕМА AVENGER УНИЧТОЖАЕТ РАКЕТЫ И ЧИСТИТ МИННЫЕ ПОЛЯ
Наземный Boeing. Кроме самолетов, компания устанавливает лазеры на джипы
Компания Boeing настолько увлеклась темой боевых лазеров, что даже перенесла часть своих воздушных разработок на землю. Взяв за основу принятое на вооружение армией США мобильное средство противовоздушной обороны Avenger ("Мститель"), инженеры Boeing разработали его вариацию под названием Laser Avenger.
Стандартный Avenger представляет собой армейский джип Humvee, на котором смонтированы восемь пусковых установок для ракет Stringer. В вариации Boeing их место занял 1-киловаттный твердотельный лазер, благодаря которому Laser Avenger может использоваться для уничтожения средств артиллерии и авиации противника, а также для зачистки минных полей.
Сегодня в качестве саперов все чаще используются дистанционно управляемые роботы, однако они по-прежнему чересчур медлительны и неповоротливы, в то время как Laser Avenger может сделать заминированный участок земли абсолютно безопасным для прохода в течение буквально нескольких минут. Достаточно несколько раз провести лазером по земле, чтобы вызвать детонацию всех оставленных неприятелем взрывных устройств.
В ходе недавних полевых испытаний Laser Avenger успешно справился с задачей зачистки небольшого участка минного поля, а также уничтожил несколько беспилотных летательных аппаратов. Несмотря на большие перспективы в саперном деле, разработчики все же подчеркивают, что основной функцией Laser Avenger будет борьба с воздушными объектами.
ПРОБЛЕМА: КОЛОССАЛЬНОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ
Исследования военных в области применения лазеров начались едва ли не на следующий день после того, как первый лазерный луч сверкнул в лабораториях мирных ученых. Уже в 1970-х в ходе испытаний мощные лазеры эффектно резали на части корпуса танков и боевых вертолетов. Однако о применении технологии в реальных боевых условиях речь не шла. Лазерные установки того времени не то что не были мобильными, а вовсе требовали монтажа в здании размером с небольшую трансформаторную станцию. По сути, это были не боевые, а экспериментальные системы.
Такие габариты связаны вовсе не с размером самой установки, генерирующей лазерный луч, а с ее энергетической частью. Долгие годы сделать боевые лазерные установки более портативными мешало использование в них химического типа лазера. Первый настоящий прорыв в этой области состоялся в 2003 году, когда американские военные испытали установку Zeus ("Зевс"), в которой впервые был применен не химический, а твердотельный тип лазера. Это означает, что для создания самого луча используется не факел раскаленных газов, а особый вид стекла, как и в полупроводниковых лазерах, которые применяются в DVD-плеерах. Усиленная импульсная лампа посылает свет на стеклянные диски, проходя через которые, он превращается в бесцветный лазерный луч.
Дальность действия 10-киловаттной установки "Зевса" составляет около 200 м. На таком расстоянии луч способен нагревать боеприпасы до температуры, при которой они детонируют. Большего от установки никто не требует, поскольку основное предназначение "Зевса" — именно разминирование и безопасное уничтожение неразорвавшихся боеприпасов, а также вывод из строя артиллерии противника.
Американские военные рассматривают "Зевс" — наиболее перспективный сегодня вид лазерного вооружения — как оборонительное оружие. "Половина всех жертв в военное время — от мин и снарядов противника, — рассказывает Чип Харди, руководитель проекта "Зевс". — Именно для уничтожения таких объектов и предназначен наш лазер".
Несмотря на все успехи "Зевса", военные считают, что систему стоит совершенствовать. Использование твердотельных лазеров вместо химических дает выигрыш в массе и мобильности, однако у этого решения есть свои недостатки. Так, по словам генерала Джона Уриаса, главная проблема полупроводниковых лазеров — возможность перегрева, после которого лазер на долгое время становится небоеспособным.
Революционная разработка, продемонстрированная специалистами Northrop Grumman весной этого года, — 100-киловаттная лазерная установка — все-таки использует химический лазер. Система состоит из семи усилителей, максимальная мощность каждого из которых составляет 15 киловатт. Таким образом, теоретическая мощность системы достигает 105 киловатт, при этом для менее серьезных задач можно использовать не всю систему, а лишь несколько модулей, экономя как энергетический ресурс, так и ресурс системы в целом.
По словам Дэна Вильдта, одного из руководителей Northrop Grumman, модульная архитектура позволяет масштабировать лазерную боевую систему, используя именно тот уровень мощности, который необходим для решения конкретной боевой задачи. Так, например, для перехвата крылатой ракеты на расстоянии в 10 км потребуется больше энергии, чем на атаку беспилотного летательного аппарата на расстоянии 2 км. "Опасности могут быть разными, поэтому разными будут и ответы на них", — говорит Вильдт.
Потребительская инфляция
Учетная ставка
Официальный курс евро
Официальный курс доллара
Международные резервы
Главные темы