Ученые заявили о создании "бесконечного" боевого лазера: под угрозой самолеты и спутники
Благодаря новой системе охлаждения лазерные установки могут стать компактнее и не перегреваться. Если это правда, то науку и военную промышленность ждет огромный прорыв.
Китайские военные ученые из Национального университета оборонных технологий в городе Чанша утверждают, что добились огромного прорыва в технологии лазерного оружия, сообщает South China Morning Post. Высокоэнергетическое лазерное оружие теперь может работать "бесконечно" благодаря новой системе охлаждения, которая полностью устраняет накопление отходящего тепла.
В чем суть изобретения
Исследователи говорят, что эта технология может значительно изменить современные войны, увеличив время дальность, урон и время непрерывной работы. Этого удалось добиться благодаря разработке новой системе охлаждения, которая использует усовершенствованные конструкции и оптимизированный поток газа для отвода тепла изнутри лазерного оружия, минимизация турбулентности и вибрации и повышая чистоту зеркал.
"Это огромный прорыв в улучшении характеристик высокоэнергетических лазерных систем", — утверждает руководитель группы исследователей Юань Шэнфу. "Теперь лазеры смогут выдавать качественный импульс не только в первую секунду, но и поддерживать их сколь угодно долго", — заявил он.
Команда Юаня разработала внутренний преобразователь пути луча — систему, которая продувает газ через оружие для удаления отработанного тепла и повышения чистоты газа. Система разработана, чтобы быть компактной и эффективной, с акцентом на оптимизацию потока газа и минимизацию размера и веса. Система охлаждения состоит из нескольких ключевых компонентов, включая источник воздуха, теплообменник, систему управления потоком газа и систему впрыска/всасывания газа. Источник воздуха обеспечивает подачу чистого сухого воздуха в систему, который затем проходит через теплообменник для охлаждения до желаемой температуры.
Система управления потоком газа регулирует поток газа, обеспечивая его подачу при правильной температуре и времени выдержки для достижения квазистатических малых аберраций. Одной из основных задач было обеспечение того, чтобы поток газа достиг желаемого эффекта охлаждения и очистки. Это потребовало тщательной разработки и испытаний системы управления потоком газа, а также системы впрыска/всасывания, которая доставляет газ во внутренний тракт пучка. Еще одна проблема заключалась в том, чтобы сделать систему компактной и эффективной для использования в реальных боевых действиях. Требовались инновационные конструкции, такие как усовершенствованные пневматические конструкции, оптимизация потока на каждом пути, интеграция инжектора/всасывания с балочной секцией и упрощенные трубопроводы. Пока что все остальные подробности военной разработки держаться в строжайшем секрете. Нет даже простейших схематических изображений системы.
В чем проблемы лазерного оружия
Скорость света, с которой летит импульс и дешевизна выстрела на уровне $1 за раз, а также эффективность делают лазерные системы желанным оружием для любой армии мира. Разработки лазерных систем ведутся многими крупными странами еще начиная с 60-х годов прошлого столетия. Но до сих пор никто так и не представил компактной и действующей армейской системы.
Например, в США некоторые из самых известных проектов на протяжении многих лет включают усовершенствованный химический лазер для флота (NACL). В нем в качестве источника использовался фторид дейтерия и сам лазер среднего инфракрасного диапазона (MIRACL). Так же в США разрабатывали тактический лазер высокой энергии (THEL), космический лазер (SBL), в котором в качестве источника лазера использовался фтористый водород, и бортовой лазер (ABL), использующий химические кислородно-йодные элементы.
Все это было успешно испытано на полигонах. Система MIRACL сбила сверхзвуковые ракеты, THEL сбила 48 летающих целей, а ABL успешно перехватила ракеты на жидком топливе. Но все проекты были отменены по причине больших размеров, веса лазеров и слабой дальнобойности из-за несовершенных систем охлаждения.
Система охлаждения – камень преткновения
Все дело в том, что от законов физики нельзя убежать: если вы хотите "жечь" врага лазером, то готовьтесь к высоким температурам самой системы. Внутри лазерного оружия высокоэнергетический луч генерируется посредством процесса, называемого вынужденным излучением. Это включает в себя возбуждение атомов или молекул в усиливающей среде, такой как кристалл или газ, до более высокого энергетического состояния.
Когда эти возбужденные атомы или молекулы возвращаются в свое основное состояние, они излучают фотоны, которые затем усиливаются в процессе оптической обратной связи для создания высокоэнергетического лазерного луча. Система управления лучом отвечает за направление и управление лазерным лучом, обычно с помощью зеркал и линз. Эта система должна быть очень точной и стабильной, так как даже небольшие отклонения или вибрации могут привести к отклонению луча от заданного курса.
Но когда лазерный луч проходит через воздух, он нагревает газ на своем пути, заставляя его расширяться и создавать турбулентный поток. Эта турбулентность может привести к рассеянию и искажению луча, что снижает его эффективность и точность.
Кроме того, нагретый газ может привести к загрязнению зеркал и линз в системе, что приведет к снижению производительности и сокращению срока службы. По словам исследователей, в некоторых случаях более крупные частицы загрязняющих веществ, горящие на зеркалах, могут даже привести к их растрескиванию или повреждению, что значительно снижает практичность и надежность высокоэнергетического лазерного оружия.
Что Китай собирается делать с лазерным оружием
Как пишет издание, Пекин разработал подобную систему для успешной реализации лазерных пушек, способных уничтожать или выводить из строя беспилотники, ракеты и самолеты. Преимущество этого оружия в том, что оно может поражать цели со скоростью света, что делает их очень эффективными против быстро движущихся целей. По мнению некоторых военных ученых, в случае необходимости Китай также планирует использовать лазерное оружие против спутников, таких как Starlink компании SpaceX. Это оружие может нарушить связь, навигацию и наблюдение противника, а также может быть использовано для получения стратегического преимущества в космических конфликтах будущего.
Ранее Фокус писал, что Пентагон хочет испытать мощный лазер на 50 кВт вместе с кинетическим оружием. Армия США собирается выяснить, как использовать лазеры не только для обороны, но и хочет найти способ обороняться от лазерных и кинетических атак противника.