Китайские военные ученые из Национального университета оборонных технологий 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.
Исследователи говорят, что эта технология может значительно изменить ход современных воин, увеличив дальность 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, минимизации турбулентности и вибрации и повышения чистоты зеркал.
«Это огромный прорыв в улучшении характеристик высокоэнергетических лазерных систем. Теперь лазеры смогут выдавать качественный импульс не только в первую секунду, но и поддерживать их сколь угодно долго», утверждает руководитель группы исследователей Юань Шэнфу.
Команда ученных 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 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 этот поток, 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, 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 с балочной секцией и упрощенные трубопроводы. Пока что все остальные подробности военной разработки держаться в строжайшем секрете. Нет даже простейших схематических изображений системы лазера.
Скорость света, с которой летит импульс и дешевизна выстрела на уровне одного доллара 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.
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 этим 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.
Как пишет издание, Пекин разработал подобную систему для успешной реализации лазерных пушек, способных уничтожать или выводить из строя беспилотные летательные аппараты, 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.
Комментируя появившуюся информацию, бывший британский военный эксперт Стив Уивер отметил, что, если она правдива, то Китай опередит США по многим параметрам. По его словам, если китайские ученые преодолели проблемы с нагревом и искажениями, как утверждается, в относительно небольшом для развертывания устройстве, «это большой прорыв, учитывая последние неудачи в этой области».
Ранее сообщалось изданием Breaking Defense, что Пентагон хочет испытать последний прототип лазерной установки мощностью 50 киловатт (КВт) на базе бронетранспортера Stryker, а солдаты начнут выяснять, как использовать его в бою вместе с традиционным 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. Об этом объявили высокие военные чины Пентагона на специальном симпозиуме по развитию армии.
