Лазерный лохотрон

А если набрать в поисковике «лазерное оружие» или просто следить за научно-техническими новостями в СМИ – то сложится такое впечатление, что эта вековая мечта всех военных вот-вот сбудется. Чуть ли не завтра.

О лазерном оружии как о реальности вещают авторитетные военные и ученые, фирмы-разработчики выпускают пресс-релизы и фотки пачками, в эту область деньги текут десятками миллиардов долларов. Все это в большей степени происходит в США, разумеется.

Неудивительно, что на наших форумах уже можно встретить такие высказывания: «Единственное, от чего искренне я хочу их предостеречь – в патриотическом угаре оказаться в окопах против нормальной современной армии посерьезнее грузинской. С «калашами», Т-72 и Ми-24 какого-нибудь 1982 г.в., без ПНВ - против боевых лазеров и гиперзвуковых малозаметных БПЛА…»

В представлении обывателя, и даже людей претендующих на техническую грамотность, со степенями и чинами, боевые лазеры – это реальное оружие поля боя в ближайшей перспективе. Военные, так наверное вообще уже мысленно все на рэйлганах сражаются.

Так вот.

Я попробую доказать максимально доходчиво и аргументированно, что

«боевые лазеры» - это не более чем беспрецедентный лохотрон.

Натуральный развод лохов (военных и налогоплательщиков) на бабки американскими научно-техническими аферистами. По той причине, что в обозримом будущем «боевые лазеры» не способны в принципе даже приблизиться по боевой эффективности к старым добрым пушкам/ракетам. В лучшем случае их удел – это крайне узкие, специфические области применения типа выжигания оптики на развед. аппаратуре, прицелах и т.п. Если же вести речь об использовании лазеров на поле боя для «сжигания» танков/пехоты/ракет/самолетов, то это просто технический бред.

И вот почему.

Сначала только придется сделать небольшое введение в тему – как оценить и сравнить воздействие на поражаемый объект разных типов оружия. Кто хорошо разбирается в физике оружия, может не читать. Для остальных ликбез: Чем определяется степень поражения цели?

Она определяется тремя факторами:

1) Подведенной мощностью от оружия к цели. Бытовой банальный пример: чем сильнее вы ударите человека кулаком, тем больше повреждений ему нанесете при прочих равных. «Сильнее» - это значит приложите большее мышечное усилие на большем расстоянии за меньшее время. Это и есть мощность. Применительно к пушкам: чем быстрее летит снаряд, и чем он будет тяжелее – тем больше мощность. Тем сильнее он повредит танк при прочих равных. Применительно к лазеру – чем больше мощность луча в киловаттах, тем сильнее он прожжёт цель. И в эти же киловатты можно перевести поражающие свойства любого другого оружия и сравнить их. Чем мы позже и займемся.

2) Второй фактор – это площадь, на которой мы подводим мощность от оружия. Чем она меньше, тем более концентрированное воздействие испытывает цель, тем сильнее поражение (крайние случаи не берем!).

Если вы толкнете хулигана кулаком – ему ничего не будет. Если вы с абсолютно тем же усилием (мощностью) ткнете его шилом – ему не поздоровится.

Когда хотят пробить танк – стараются делать это более тонким поражающим элементом. Чтоб не «размазывать» мощность по площади.

Если мы стреляем лучом – мы должны собрать его на как можно меньшей площади. Вспомните детские игры с линзами и Солнцем. Линза, собирающая свет Солнца с кружка диаметром в 5 см – отлично жжёт бумагу, когда этот пучок сжимается до размера в пару миллиметров.

В принципе, обычно объединяют первый и второй факторы в один – плотность потока энергии. То есть, получают мощность в ваттах, деленную на площадь воздействия. Чем больше эта плотность, тем опаснее воздействие. Измеряется в ваттах на квадратный сантиметр. Но я решил разбить их для наглядности.

3) Способность цели отражать, парировать мощность оружия. То есть, например, если мы возьмем два броневых листа и летящий в них снаряд, но один лист поставим под углом, то снаряд может отрикошетить от наклонного листа. При прочих равных. То есть степень поражения цели очень сильно зависит от конкретной ее уязвимости к данному типу оружия при равных первых двух факторах. Тут так просто не разложить по полочкам, видов взаимодействия десятки, но дальше будет проще. Пока просто запомним, что это обязательно нужно учесть.

Итак, еще раз повторим: чтобы оценить поражающее воздействие оружия нас интересует в первую очередь его мощность, концентрация и способы защиты.

Теперь посмотрим, что на сегодня достигнуто в области лазеров и обычных вооружений в плане вышеозначенных критериев.

1) Критерий мощности.

Самый мощный на сегодня лазер – химический COIL-лазер ABL. (см. фотку наверху)
Его мощность около 1 мегаватта.

Для сравнения: мощность 76-мм дивизионной пушки Ф-22 образца 1936 года - порядка 150 мегаватт. В 150 раз больше! Посчитайте сами – кинетическая энергия снаряда (M*V^2)/2 поделите на время ее достижения (около 0.01 сек). Это еще мы не учитываем энергию ВВ в самом снаряде. Там еще столько же.

Вдумайтесь в этот простейший факт: маленькая древняя пушка времен ВОВ по цене металлолома в сотни раз мощнее ультрасовременного «боевого» лазера весом десятки тонн и стоимостью свыше 5 миллиардов долларов. Один только выстрел из ABL стоит миллионы долларов. И этот выстрел по энергетике сравним с очередью крупнокалиберного пулемета.

Мощность выстрела автомата Калашникова - порядка 100 киловатт.

Испытан американо-израильский лазер с такой же мощностью 100 кВт (THEL), его хотели использовать для защиты от ракетных снарядов типа Града. Установка THEL по размерам – 6 поставленных рядом автобусов. Проект закрыли в 2006-ом за полной неадекватностью, хотя он таки успешно сбивал ракеты и мины. Путем нагревания их в полете в течение нескольких секунд. Вот видео, как он это делал (вопрос – а как быть с залпом???)

Что характерно – никто даже не обмолвился про возможность поражения таким лазером пехоты. Иначе бы даже ребенок наглядно увидел его истинные возможности, сравнив с обычным пулеметом.

Надо заметить, что неслучайно американские военные и эксперты считают, что минимальная необходимая мощность лазера для боевого использования составляет 100 квт. Как мы видим – этого и правда достаточно, чтобы хотя бы приблизиться к поражающей мощи стрелкового оружия.

2) Лазерофилы скажут: ну а может луч можно сконцентрировать на малой площади и тем самым добиться гораздо большего эффекта при меньшей мощности?

Действительно – ведь в промышленности используются лазерные станки, спокойно режущие сантиметровую сталь при мощностях всего порядка нескольких киловатт. При этом их лучи фокусируются на пятачке размером несколько миллиметров.

Увы!  Здесь вступает в силу непреодолимый физически закон дифракции, который гласит - излучение лазера всегда расходится с углом = длина волны/диаметр пучка. На дистанциях порядка метров его можно не учитывать. А дальше?

Если мы возьмем конкретно боевой инфракрасный лазер с длиной волны 2 мкм (на такой длине работают боевые лазеры THEL и т.п.) и диаметр пучка 1 см, то мы получим угол расхождения 0.2 миллирадиана (это очень маленькое расхождение – например, обычные лазерные указки/дальномеры расходятся на 5 миллирадиан и больше).

Расхождение 0.2 мрад. на дистанции 100 метров увеличит диаметр пятна с 1 см до примерно 3 см (если кто еще помнит школьную геометрию). То есть плотность воздействия упадет пропорционально площади в 7 раз всего лишь на 100 метрах.

То есть: если мы знаем, что лазер с мощностью 100 Квт в упор прожигает дюймовую стальную пластину где-то за 2-3 секунды, то на дистанции 100 метров он будет это делать, грубо, 18 секунд. Все это время БТР (или кого вы там собрались прожигать) должен само собой терпеливо стоять и ждать. Не нарушать тех. процесс, так сказать. Ну и как вы понимаете – борозда в пару сантиметров его в любом случае вряд ли расстроит. Для сравнения: бронебойные пули из Калашникова на такой же дистанции спокойно пробивают 16 мм сталь. И я повторю – на сегодня 100 Квт лазер представляет собой огромную установку весом десятки тонн, с огромными цистернами токсичных химикалиев и сложнейшей оптикой. Когда он «стреляет» – из него идут огромные облака ядовитого дыма, отравляя всю окрестность. Что с этим всем станет, если вражина вдарит со 100 метров по всей этой кухне из своего старого доброго крупнокалиберного КПВТ – можете представить. Да и ракета может попасть ненароком…

А на километре плотность луча упадет уже в 300 раз.

Поэтому легко понять, что дистанция поражения цели даже в 1 км для 100квтного лазера – недостижимая мечта в реальных условиях. Если только под целью вы не понимаете, скажем, канистру с бензином. Или голого человека, привязанного к дереву. То есть минимально защищенную цель невозможно поразить таким лазером на РАЗУМНЫХ дистанциях в боевых условиях.

Кстати! О боевых условиях: поле боя – это не всегда пустынный полигон White Sands. Это дождь. Снег. Туман. Взрывы. Дымы. Пыль. Все это – почти непреодолимые препятствия для лазерного луча. Тут уже вообще о какой-либо концентрации луча можно забыть – он просто рассеется задолго до цели. Кому нужен автомат, неспособный поражать цели в таких условиях? Помнится, ранние образцы огнестрельного оружия не могли стрелять в сырую погоду – порох отмокал. И «стрелков» просто вырезАли по-старинке. Вот она, неизбежная судьба любителей гиперболоидов.

3) Тоже очень неприятный пункт для «лазерщиков» - это возможность защиты цели. Причем очень дешево и очень сердито. Потому что инфракрасные лучи отражаются от чего ни попадя (каждый может поиграться с пультом от телевизора). Копеечная оконная пленка с металлизацией отражает подавляющую часть инфракрасного излучения. Титан очень хорошо отражает ИК-лазер. А мы ведь и так его еле-еле донесли до цели (прямо стихи!). Хуже того, есть еще и сублимирующиеся смолы, которые используются, чтобы защитить спускаемые космические аппараты от воздействия гигаваттных потоков тепла в сочетании со страшным механическим воздействием воздушного напора. При этом слой смолы повреждается на какие-то сантиметр-два. То есть броня/сталь это далеко не самый стойкий материал для лазера, нет. Давно существуют на порядок более «лазероупорные» покрытия. Из чего вытекает, что даже если удастся поднять мощность лазерных пушек на порядок, до гигаватт – это их совсем не сделает вундервафлем. В данном соревновании «меча и щита» щит имеет огромную, непреодолимую фору.

Именно поэтому американцы-лазеростроители очень редко рассказывают, КАКИЕ именно цели им в очередной раз удалось поразить, и с какой дистанции. А то, что показывают на видео – вызывает больше вопросов, чем ответов.

Ах так? – скажут истинные лазероманы – а что вы все про химические лазеры рассказываете, когда уже совершен технологический прорыв и появились «боевые» твердотельные со световой накачкой? Там нет никаких ядовитых цистерн, и они гораздо меньше! И мощности уже достигнуты приличные – за 100 кВт!

Вот этот, например. И называется красиво – Firestrike.

Хмм... И правда, очень компактная штучка – 7 блоков каждый весом по 180 кг. Итого 1300 кг.

Так что? Исполнилась мечта?

Не будем торопиться. Есть пара нюансов.

Вот этот огромный шкаф весом за тонну – это всего лишь сам излучающий агрегат. На который нужно подать электроэнергии минимум 500 квт, учитывая, что достигнутый КПД этого лазера около 20%. (и то очень сомнительно, обычно гораздо меньше – менее 10%). Таким образом, 100 кВт у нас пошло во врага, а 400 кВт – осталось в этом шкафу. И эти киловатты нужно быстро вывести, не так ли? Иначе дорогущая оптика пострадает. Размеры охлаждающей системы такой мощности можно себе вообразить, посмотрев, например, на это. Немаленькая бандура, весит 120 кг. Система как раз сможет служить для охлаждения промышленных лазеров, отводит мощность аж целых 6 кВт. И сама потребляет электричества на столько же.

Таким образом, понадобится что-то размером с грузовик для охлаждения нашего 100 кВт шкафа при стрельбе. И все это в сумме будет потреблять под 1 мегаватт электромощности.

Вот что, например, выдает такую мощность: http://www.proftechnika.ru/foto/diesel/X1850Cb.jpg

Ну как? Вам все еще нравятся прорывные твердотельные лазеры мощностью 100 кВт? С невообразимой мощью поражения, сравнимой с автоматом Калашникова?

Ну и напоследок мнение разработчика советского противоракетного лазерного оружия (выборочное цитирование):

/-----/

Дело в том, что длина волны лазерного излучения порядка микрона и поэтому лазерное излучение практически невозможно сфокусировать на относительно малую площадь, если цель для поражения находится на большом расстоянии, больше 100 км. Естественное же угловое расхождение оптического лазерного излучения в атмосфере в результате рассеяния составляет в ° ~ 10^-4 (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 (для короткоимпульсного лазера неосуществимая мечта и сегодня) меньше 0,1 Дж/см². Этого слишком мало  чтобы поразить ракету (создать в ней отверстие в 1 см², разгерметизировав ее) требуется больше 1 кДж.

Хотя приведенные оценки были получены несколько позже, но уже тогда, в конце 60-х, в общих чертах они были ясны, по крайней мере, невозможность фокусировки лазерного излучения была хорошо понятна. И, тем не менее, о расходимости лазерного луча в атмосфере были намного более радужные надежды. Мне тогда все это было неизвестно и, более того, недоступно ввиду секретности этих данных. М.С. Рабинович, по-видимому, их знал и поэтому попросил Н.Г. Басова (тогда заместителя директора ФИАН) обратиться в Правительство с предложением о выпуске постановления по созданию СВЧ оружия сантиметрового диапазона длин волн. Ведь СВЧ излучение можно сфокусировать с помощью фазированной антенной системы на площадь »А2

/---/

Так с начала 1968 года я приобщился к работам по лазерному оружию. Тогда же я узнал подробности не только басовской темы, но и прохоровской. Хотя в качестве активного элемента в последней использовалось неодимовое стекло, но и здесь необходимо было создание долгоживущих электроразрядных источников света для накачки неодимового лазера. Исследования были очень подобны нашим и естественно мы делились между собой достижениями, в частности, с физиками из филиала ИАЭ им. И.В. Курчатова в г. Троицке (руководил работами Е.П. Велихов). Думаю, что все мы прекрасно понимали бесперспективность создания силового лазерного оружия, особенно дальнего действия (я, по крайней мере, в этом был убежден). Но никто об этом громко не говорил. Даже Ю.Б. Харитон — научный руководитель ядерного центра в Арзамасе-16, произнесший в то время слова: «ракету можно сбить только антиракетой», активно проводил исследования по мощным лазерам у себя на объекте.

/---/

Другими словами, установка должна была позволить экспериментально подтвердить или опровергнуть расчетный критерий поражения цели мощным СВЧ излучением. Мне было любопытно узнать, была ли идея СВЧ силового оружия таким же блефом как идея лазерного оружия? Была какая-то надежда, что нет! Думаю, что такая же надежда была и у А.А.Кузьмина (директора МРТИ), ибо он особое внимание уделял нашей теме, хотя в его институте были и более обильно финансируемые темы, например, по созданию пучкового (корпускулярного — из электронов, протонов и мезонов) оружия силового действия. Бред какой-то, блеф, во сто крат превосходящий блеф лазерного оружия. Это А.А. Кузьмин прекрасно понимал, и все надежды возлагал на нашу тему.

/---/

С гордостью мы пригласили Ю.Б. Харитона и показали ему эту уникальнейшую установку. Параметры пучка (уже тогда достигнутые): энергия 3 МэВ, ток до 100 кА при длительности в 2 мкс (общая энергия 600 кДж)  параметры магнитного поля (уже тогда работающего): 90 кТс в объеме до 4·10⁴ см³ при длительности импульса в несколько миллисекунд (общая энергия магнитного поля свыше 1 МДж)  уже готовая камера взаимодействия с тремя фокальными плоскостями для определения критерия поражения в близких к натурным условиям, т.е. при давлении 10^~7 торр в объеме 400 м³. Было чем гордиться! Ю.Б. Харитон, увидев все это, произнес крамольные слова «Я думал, что только мы пускаем деньги на ветер (наверное, имел в виду лазерное оружие — А.Р.), вот, оказывается, кто пускает деньги на ветер». Эти слова меня очень смутили, я обалдел. Ведь говорят «Жираф большой, ему видней». Так и оказалось.

Как видно, еще с далеких 60-х, все всё прекрасно осознавали, и в СССР, и наверняка на Западе. Но продолжали упорно пилить народные деньги. С настойчивостью Паниковского.

У нас по итогу, слава яйцам, перестройка разогнала почти всех этих гениев-лазерщиков по заграницам. И вот они там вместе с коллегами до сих пор продолжают иметь мозги налогоплательщиков лазерным оружием за их же бабки. Что удивительно – им удается из раза в раз придумывать все новые проекты с красивыми воинственными названиями, успешно чего-то там поражать на полигонах, шуметь об этом на всех полосах газет, а потом не менее успешно и тихо все прикрывать. И так из года  в год. Из десятилетия в десятилетие. И никто не скажет: а может, хватит??? Может, хватит корчить из себя идиотов и вешать людям лапшу на уши?

 А впрочем – да пусть эти придурки в Штатах забавляются.

Главное, чтоб наши доморощенные на эту всю эту чепуху не велись и не капали военным на мозги.

Продолжение следует

gosh100