Выбор редакции

Вопросы научной фантастики: лазерные турели

16
10
Вопросы научной фантастики: лазерные турели

Вопросы научной фантастики: лазерные турели

Вопросу наведения на цель боевых лазеров фантасты, как правило, не уделяют много внимания.

Чаще всего, лазерное орудие просто ставится целиком в некую «башню» или «турель» и наводится на цель поворотом всей установки. И зря, потому что лазер — особенно мощный военный лазер — штука не самая легкая и компактная. Упомянутый ниже мегаваттный COIL весил более двадцати тонн (не считая системы охлаждения и расходных компонентов) и был весьма объемистой конструкцией. Поворачивать такое громоздкое и довольно хрупкое сооружение туда-сюда каждый раз, когда нам нужно изменить направление луча — не лучшая идея, особенно если целью являются быстро двигающиеся и маневрирующие самолеты и ракеты.

На всякий случай напомню, в форме маленького ликбеза, что реальный боевой лазер — это не медленно, лениво порхающие светящиеся сгустки из «Звездных Войн». 🙂 Это распространяющийся со скоростью света луч (в вакууме, напомним, невидимый), фокусируемый в маленькое пятно на поверхности цели. Импульсные лазеры передают энергию к цели в виде коротких вспышек на пиковой мощности, непрерывные лазеры — в виде потока излучения постоянной мощности. Основной поражающий эффект лазеров заключается не в «разрезании» или «испарении» всей цели, как часто представляется в фантастике, а в способности точно и методично разрушать отдельные системы цели — прожигать дырки в аэродинамических плоскостях, стенках топливных баков, сжигать и плавить выступающие антенны, сенсоры, системы вооружения.

Из этого следует, что боевой лазер недостаточно «просто направить на цель»; его нужно навести точно, сконцентрировать луч на конкретной части цели да еще и удерживать его некоторое время.

Думаю, многие, интересующиеся военной техникой без труда вспомнят «летающий лазер» ABL (англ. AirBorne Laser). Смонтированный на борту самолета Boeing YAL-1, этот мегаваттный лазер с химической накачкой впервые в истории энергетического оружия поразил летящую твердотопливную ракету-мишень, впервые продемонстрировал возможность мобильного развертывания мощных лазеров, впервые преодолел целый ряд проблем, связанных с использованием лазеров в боевой обстановке…

Вопросы научной фантастики: лазерные турели

Итоговое закрытие программы ABL в 2012 году часто принято трактовать как «провал» проекта. С этим трудно согласиться; лазер сделал все, что от него требовали, и даже больше. Проблематичной была сама концепция противоракетного лазера, работающего в атмосфере с борта большого, медлительного самолета. Да и сам мегаваттный йодно-кислородный химический лазер COIL (англ. Chemical Oxygen Iodine Laser), бывший инженерным чудом в 1990-ых, к 2010-ым превратился в отживший свой век анахронизм. Стремительный прогресс в лазерной технологии сделал монстров с химической накачкой, тратящих за один выстрел компонентов на тысячи долларов, «прошлым оружием будущего». Сейчас, внимание военных США сосредоточено на твердотельных лазерах с диодной накачкой и оптоволоконных лазерах, работающих на электричестве.

Однако, проект ABL оставил важное наследство — в виде успешно прошедшей испытания вращающейся лазерной турели.

Вопросы научной фантастики: лазерные турели

Лазерная турель «Боинг», смонтированная в носовой части YAL-1, состоит из двух основных компонентов:

* Вращающегося по крену (т.е. вокруг продольной оси самолета) цилиндрического барбета.

* Вращающейся по тангажу и рысканью (т.е. вокруг горизонтальной и вертикальной поперечных осей самолета) сферической башенки, установленной в шарнире на вершине барбета. В башенке располагается главное фокусирующее зеркало лазера (1,5 метра в диаметре, весом 7 тонн), закрытое прозрачным куполом-обтекателем из оптического стекла.

Внешне, лазерная турель похожа на обычную зенитную установку, где шар башенки играет роль «пушки». Однако, это сравнение неверно. «Пушка» (то есть, собственно, лазер) находится вне турели, в корпусе самолета. И «снаряд» ее — то есть лазерный луч — необходимо провести через турель к «срезу ствола» — фокусирующему зеркалу. Вне зависимости от того, как именно зеркало и сам лазер расположены относительно друг друга. Задача с виду простая — но чтобы решить ее на практике, инженерам Boeing потребовалось немало смекалки и немногим меньше зеркал.

Вопросы научной фантастики: лазерные турели

1) Луч входит в турель через полую ось вращения барбета. Как бы ни вращался вокруг этой оси барбет, луч все равно будет проходить по прямой. Диаметр луча при этом около 20 сантиметров; плотность энергии достаточно низка, чтобы не повредить саму установку.

Вопросы научной фантастики: лазерные турели

2) Расположенное в конце оси наклонное зеркало перенаправляет луч в боковой П-образный лучепровод, вращающийся вместе с остальным барбетом.

Вопросы научной фантастики: лазерные турели

3) Переотразившись от двух зеркал П-образного лучепровода, луч лазера входит в сферу башенки через ось шарнира, на котором сфера крепится к барбету. Таким образом, как бы ни вращался относительно барбета шарик башенки, луч все равно входит в него через ось вращения.

Вопросы научной фантастики: лазерные турели

4) Внутри сферы, система из двух наклонных зеркал переотражает луч на выпуклое зеркало-расширитель. Его задача — равномерно распределить энергию лазера по основному фокусирующему зеркалу большого диаметра.

Вопросы научной фантастики: лазерные турели

5) Зеркало-расширитель распределяет энергию луча по главному фокусирующему зеркалу — позолоченному отражателю в полтора метра диаметром. Главное фокусирующее зеркало вновь концентрирует энергию луча, но теперь уже непосредственно на противнике, за десятки/сотни/тысячи километров от лазера (по совместительству, зеркало также подрабатывает главным прицельным телескопом — ибо с успехом решает задачу и концентрации приходящего внешнего излучения).

Подобная конструкция турели позволяет лазерной установке обстреливать полную полусферу (и даже несколько более) и маневрировать лучом, без необходимости разворачивать всю массивную конструкцию лазера. Это дает возможность не только удерживать под лучом движущуюся цель, но и фокусировать луч на отдельных частях цели, прицельно проделывая в них дырки. Для лазеров, прицельное поражение компонентов

The Compact Laser Weapon System damaged a moving, tethered UAV during testing in West Virginia. (Boeing)

Хвостовое оперение беспилотника после лазерной атаки

В настоящее время, лазерные турели аналогичной конструкции часто присутствуют на концептах и прототипах американской лазерно-оснащенной техники. Видимо, дизайн турели «Боинг» оказался вполне удачен и работоспособен. Возможно, причиной послужила его концептуальная простота и изящество решения?

Вопросы научной фантастики: лазерные турели

Возвращаясь к научно-фантастическому контексту — несколько пунктов:

* Лазерных турелей на боевой технике может быть много, а вот лазерная пушка — скорее всего, одна. Надежно укрытая в бронированном каземате в глубине корпуса. Впрочем, по соображениям резервирования, лазеров может быть и несколько.

* Уничтожение отдельных лазерных турелей не приводит к снижению огневой мощи лазера. Вооруженный гигаваттным лазером космический корабль может потерять девять турелей из десяти, но пока хоть одна работает — его огневая мощь не снижается ни на йоту.

* Высокие угловые скорости не помогают спастись от лазерной атаки. Лазерная турель — сооружение сравнительно легкое, и вращать ее можно очень быстро (адаптивная же оптика полностью решает проблему времени реакции). Увы, но космические истребители действительно бесполезны; маневрировать, быстрее чем у линкора лазеры поворачиваются, они не смогут.

* Лазер — возможно, одна из самых трудноубиваемых систем вооружения. Боевая лазерная установка вполне может быть упрятана в бункер на глубине в километр под горным хребтом, и соединена системой тонких лучепроводов с рассредоточенными по всей округе турелями (выдвигающимися из шахт). На эффективности это не скажется.

источник: https://fonzeppelin.livejournal.com/25110.html

8
Комментировать

Пожалуйста, авторизуйтесь чтобы добавить комментарий.
5 Цепочка комментария
3 Ответы по цепочке
0 Последователи
 
Популярнейший комментарий
Цепочка актуального комментария
7 Авторы комментариев
Денис СилаевBarkunAntonNFКошко Авторы недавних комментариев
  Подписаться  
новее старее большинство голосов
Уведомление о
2B
2B

Статья написана с точки зрения современной науки, и технических достижений. Но есть такая штука, как технический прогресс! В 19 веке всерьез считали, что паровому судну никогда не хватит угля, что бы пересечь атлантику. Какой то умник (не вспомню сейчас кто) сказал, что это такая же бредовая идея, как добраться до луны! Техника не стоит на месте. Вспомните компьютеры 90-х! Сейчас в кармане у большинства смартфон имеет гораздо более высокие характеристики! А что будет, лет через 100, 200, 300? Когда эти самые турели понадобятся? Тогда и боевые системы будут другими, более компактные, мощные, возможно на других принципах работы!

Mohanes

>Лазерных турелей на боевой технике может быть много, а вот лазерная пушка — скорее всего, одна. Возможно, но не обязательно. Система «разводки» оптических потоков от одного «реактора» к 50 «проекторам» может оказаться настолько сложной, что будет проще создать один отдельный реактор на носовой плутонг и отдельный — на кормовой. Кроме того — вопрос резервирования. Два реактора одновременно из строя по техническим причинам, скорее всего, не выйдут;). Кроме того, я не уверен, что один реактор сможет обслуживать сразу несколько турелей ОДНОВРЕМЕННО. Если это окажется невозможным — тогда за 1 секунду сможет стрелять только одна турель — к которой в данный момент подведена энергия от реактора. >Уничтожение отдельных лазерных турелей не приводит к снижению огневой мощи лазера. Ну это уж совсем спорно. Турель не может иметь угол обстрела 360 на 360. Скажем, на Боинге кормовые углы находятся в тени. Т.е. выход из строя какого-то количества турелей приведёт к появлению «слепых зон». Энергия у вас есть, а стрелять туда нельзя. >Высокие угловые скорости не помогают спастись от лазерной атаки. И снова старый спор;))) Коллега, тут всё упирается в дистанции боя, возможности найти и идентифицировать цели, технической возможности сфокусировать луч на той или иной дистанции. А так-то, академически рассуждая, в ситуации условный «Свордфиш» против… Подробнее »

Deviant Schrödinger Кошко
Deviant Schrödinger Кошко

Цеп + отличная статья, но… без «умножителя» у тебя при одном «лазере» и 10-ти турелях, турель будет выдавать в лучшем случае 1/7 мощности лазера) Чем больше турелей тем больше степеней умножителя-ступенчатой накачки лазера. Так что не всё так просто с Энергетическим Оружием.
Угловая Скорость… опять-же где, в атмосфере и в космосе. В атмосфере да, даже вторую космическую не разовьёшь… в космосе, запросто и привет всем радарам наведения, только лидар и нерад(нейтронный радар).
В данный момент серьёзно можно рассматривать только бинарные лазеры… все эти «пересветы», ABL’ы и прочие детища от BAESystem/Rheinmetall хоть и существуют но это ещё не оружие. Та-же китайская лазерная (зелёная) указка за 20$ запитанная не от батарейки, а от 220В проработает не долго, но на выходе покажет средний палец даже ABL’у. Пик выше.

Anton
Anton

нерад(нейтронный радар)

принцип работы опишите?

Денис Силаев

Уничтожение отдельных лазерных турелей не приводит к снижению огневой мощи лазера. Вооруженный гигаваттным лазером космический корабль может потерять девять турелей из десяти, но пока хоть одна работает — его огневая мощь не снижается ни на йоту.

У лазера нет огневой мощи. У лазера просто мощность. Огневая мощь — у системы. Которая в т.ч. зависит от количества одновременно сопровождаемых и обстреливаемых целей. А вот на этом количество турелей скажется.

Если мы условно приравняем аппарат (космический корабль, самолет, и пр.) к линкору, то получится примерно так, мне кажется:

-уничтожение нескольких турелей «среднего калибра» сильно скажется на возможности ПВО, ПРО, в общем, в ситуации когда нужна одновременная стрельба по куче легкозащищенных целей;

-уничтожение нескольких турелей «главного калибра» мало скажется на возможности обстрела главной, хорошо защищенной цели.

Кроме того, не факт, что зеркалу не потребуется некоторое время после «выстрела» (периода интенсивного излучения) на охлаждение, т.е. скорострельность системы с несколькими зеркалами может понижаться из-за практической реализации и представлений конструкторов о том, что важнее. На сегодняшний день каджый киллограмм, выведенный в космос, имеет, простите за оксюморон, космическую цену, и вряд ли на корабле будет множество турелей, просто дублирующих друг друга.

Как-то так мне кажется….

Barkun

О! Т.е. задача всех турелей, сконцентрировать мощьность в одной точке. ИМХО, никто, пока, правильнее вас идею не определял. Ну, оно же не снаряд, по площадям бить. Тем более, что там не площади, а объём smile Второстепенных турелей не будет в силу того, что нет смысла разменивать мощьность на второстепенные цели. Рассредоточение же турелей — статистическое повышение выживания излучателя. Моща -одна, излучателей много, но цель — то же одна. Прикрытие излучалеля — дело второстепенных судов.

Но и Кошко права. С потерями мощьности придётся смириться. И вот тут вопрос: что выгоднее: потерять единственный излучатель максимальной мощьности при случайном залёте, или пару тройку средних, но чьё действие, способна компенсировать некоторая совокупность других? Повторюсь, тут, идея, ИМХО, в моще? Если я не прав, поправте меня.

Денис Силаев

Т.е. задача всех турелей, сконцентрировать мощность в одной точке.

Если наш «линкор» ведет огонь по такому же линкору, то да. А если он мочит флотилию «миноносцев», ломанувшихся в ближний бой, то нет.

NF

++++++++++

×
Зарегистрировать новую учетную запись
Сбросить пароль
Compare items
  • Включить общее количество Поделиться (0)
Сравнить