Русские лучи смерти
С момента изобретения любой вещи человечество сразу же думает о возможности её применения в военных целях. Не стали исключением и лазеры. Попытки создать эффективное лазерное оружие, в котором сфокусированный луч света станет основным поражающим элементом, пока не увенчались успехом. Существуют только опытные образцы и прототипы. Однако военные учёные и изобретатели стараются создать оружие будущего, столь хорошо знакомое нам по фантастическим фильмам.
Если не вдаваться в технические подробности, то лазер — это устройство по превращению энергии от специальных ламп при помощи системы линз и кристаллов в очень тонкий сфокусированный поток излучения. В 1954 году учёным из СССР удалось изобрести первый микроволновый генератор. Через четыре года американец Теодор Майман продемонстрировал работу первого оптического квантового генератора — лазера. И всего через пять лет после его изобретения в Советском Союзе под руководством нобелевского лауреата Николая Басова была запущена программа разработки лазерного оружия высокой мощности.
Перед учёными стояла задача создать оружие, способное сбить баллистическую ракету на подлёте к цели путём уничтожения её головной части. Проект был назван "Терра" и испытывался на полигоне Сары-Шаган на берегу озера Балхаш. В рамках программы построили рабочую установку, провели испытания, но выйти на заданные характеристики без создания спецгенератора так и не удалось. Проект просуществовал до девяностых годов и был прекращён в связи с недостатком финансирования.
На воде
Существовала в СССР и попытка создания автономного лазерного оружия на базе судна "Диксон". На корабле смонтировали и опробовали лазерную установку под названием "Тема "Айдар", которая должна была стать самым мощным автономным боевым лазером того времени. Проект стоил колоссальных денег, так как постоянно требовал множества дорогостоящих компонентов. Специалисты, работавшие над лазером, даже дали ему шуточное название "Золотая рыбка". Количество и сложность проведённых работ впечатляют. К примеру, чтобы установить на корабль 400 баллонов для сжатого воздуха, судостроителям пришлось полностью снимать металлическую обшивку с обоих бортов.
Позже выяснилось, что в результате выстрела выделится много водорода, который может взорваться. Чтобы избежать его скапливания, пришлось проводить специальную мощную вентиляцию. Верхнюю палубу корабля сконструировали так, что она могла раскрываться на две части. В результате корпус потерял прочность, и его пришлось дополнительно укреплять. Мощности судна не хватало, и в трюме дополнительно разместили три реактивных двигателя от Ту-154 для выработки энергии, необходимой для накачки лазера. Это вновь потребовало доработок системы охлаждения и вентиляции.
Первый выстрел лазерная установка корабля "Диксон" произвела в 1980 году. На испытаниях с её помощью удалось поразить мишень, однако лазерного луча и повреждений на ней увидеть не удалось — только температурный датчик показал, что выстрел попал в цель. Мощность выстрела оказалась в двадцать раз ниже заявленной: выяснилось, что лазер теряет свои поражающие свойства из-за испарения воды. Несмотря на столь эпичный провал, результаты испытаний посчитали отличными, ведь изначально лазеры большой мощности разрабатывали для космической программы. Хотя уже тогда стало понятно, что запустить систему подобного масштаба в космос не хватит ни средств, ни технологий.
В воздухе
За космос отвечал проект "Скиф-ДМ" — восьмидесятитонная боевая лазерная орбитальная платформа. Для сравнения, масса МКС, которая постоянно "прирастает" новыми модулями и создана усилиями нескольких государств, всего в пять раз больше. Для первого запуска был выполнен массогабаритный макет платформы, оснащённый небольшим (по сравнению с проектным) 100-киловаттным лазером.
Запуск комплекса состоялся 15 мая 1987 года. Две ступени сверхтяжёлой ракеты "Энергия" отработали успешно. Через 460 секунд после старта "Скиф-ДМ" отделился от ракеты-носителя на высоте 110 километров. Но произошла ошибка в результате нештатной работы бортовых систем "Скифа" — он не вышел на заданную орбиту и по баллистической траектории упал в Тихий океан.
В 1987 году финансирование проекта уменьшили, и последующие запуски не проводились. Лазерную установку мощностью в один мегаватт стали испытывать в воздухе при помощи летающей лаборатории, созданной на базе транспортного самолёта Ил-76МД. Лаборатория получила название А-60, и с перерывом на 1990-е в стране продолжалось изучение возможностей использования лазерного оружия в воздухе и безвоздушном пространстве. Работы в летающей лаборатории А-60 по усовершенствованию и модификации специального комплекса и его систем ведутся и сейчас на базе аэродрома Пушкин в Ленинградской области.
На земле
Следующим шагом учёных стала реализация лазерного оружия на наземной, гусеничной платформе. Самоходный лазерный комплекс для противодействия оптико-электронным приборам противника 1К17 "Сжатие" разработали в 1990 году в НПО "Астрофизика". Конструкция представляла собой систему из лазера, работающего на нескольких оптических каналах, и энергетической установки на шасси самоходной гаубицы 2С19 "Мста-С". Башню пришлось увеличить, чтобы вместить оптико-электронное оборудование и автономную вспомогательную силовую установку для питания мощных генераторов. Всё вместе придало системе противодействия оптическим приборам противника грозный и футуристический вид.
Потенциальные цели лазерного комплекса "Сжатие" — танки, самоходные артиллерийские установки и даже низко летящие вертолёты. Обнаружив цель средствами радиолокации, комплекс производил её лазерное зондирование, пытаясь обнаружить оптическое оборудование по бликующим линзам. Точно локализовав "электронный глаз", аппарат поражал его мощным лазерным импульсом, ослепляя или выжигая чувствительный элемент (фотоэлемент, светочувствительную матрицу или даже сетчатку глаза прицелившегося бойца). Дальность действия лазера является секретной информацией. Однако известно, что предыдущая версия комплекса — "Стилет" — могла поражать цели на расстоянии до десяти километров, то есть практически на любой дистанции, с которой был виден объект.
В серию лазерный комплекс "Сжатие" не пошёл. Причина — высокая стоимость и сложность применения. На единственный сохранившийся экземпляр можно посмотреть в Военно-техническом музее в подмосковном селе Ивановское.
В космосе
Говоря о боевом использовании лазера, нельзя не упомянуть уникальный и единственный в своём роде "бластер" – лазерный пистолет для космонавтов. Это экспериментальное оружие нелетального действия было изобретено в Советском Союзе в 1984 году военной академией РВСН для вооружения космонавтов. Основные требования к "бластеру": невозможность повредить обшивку корабля, что в космосе смертельно, в то же время эффективно выводить условного противника (американских астронавтов-диверсантов) из строя.
Пистолет представляет собой волоконный лазер оптической накачки. Основной проблемой для разработчиков было создать компактный источник энергии, достаточный для накачки лазера. Выбор пал на отдельные колбы с пиротехнической смесью и вольфрамово-рениевую нить для её поджига. В качестве смеси используются циркониевая фольга, кислород и соли металла. Смесь сгорает в течение нескольких миллисекунд за счёт циркония и даёт большое количество энергии. После вспышки колба выщёлкивается из пистолета, как гильза, и на её место встаёт следующая.
Энергия, полученная от сгорания смеси, поглощается специальным оптоволокном и преобразуется в лазерный импульс. Он слабый, меньше десяти джоулей (можно сравнить с энергией пульки из пневматического оружия), но достаточный, чтобы вывести из строя оптические приборы или глаза противника. Глаз при попадании луча лазера получает необратимые повреждения сетчатки. Ослепляющее и обжигающее действие лазера было подтверждено на расстоянии двадцати метров. К счастью, это оружие не пришлось использовать ни разу, и единственный созданный экземпляр сейчас находится в музее академии РВСН.
Фундаментальные проблемы
Экскурс в историю отечественного лазерного оружия показывает, что эффективные и недорогие боевые устройства мы вряд ли увидим в ближайшие годы. Есть несколько проблем, которые пока так и не удалось решить изобретателям, и непонятно, удастся ли это сделать в ближайшем будущем.
Во-первых, для накачки лазера и его выстрела требуется большое количество энергии, расходуемой в кратчайшие сроки с низким коэффициентом полезного действия. Например, установке "Диксон" требовались почти сутки, чтобы произвести один выстрел длительностью менее секунды. В настоящее время характеристики лазерного оружия лучше, но всё же далеки от требуемых. В результате боевым лазерам требуется или мощный двигатель, работающий для совершения выстрела, или аккумуляторные батареи с не существующими на данный момент характеристиками. Ситуация ухудшается ещё и тем, что на КПД лазера сильно влияет окружающая среда — испарения, дым или туман уменьшают эффективность выстрела в разы. Таким образом, даже незначительные изменения погоды могут стать причиной ухудшения боевых характеристик лазера.
Во-вторых, из-за низкого КПД после выстрела образуется очень много тепловой энергии, которую надо отводить от установки. Это усложняет и удорожает систему, а для переносных лазерных комплексов сильно увеличивает вес. Кроме того, нагрев всей системы замедляет возможность перезарядки лазерного оружия для повторного выстрела. Анализ этих трудностей заставил российских разработчиков отказаться от использования лазерного оружия как стрелкового на данном этапе развития науки и техники.
Перспективы
Сейчас несколько стран разрабатывают мобильные лазерные комплексы мощностью всего 10—20 киловатт, использующиеся вместо противотанковых управляемых ракет. Конкретно против танков такие комплексы бесполезны, но вот поразить небронированную технику в течение нескольких секунд могут, а время перезарядки не играет большой роли, современные ПТУР установки тоже не могут ею похвастаться.
Пока фундаментальная наука не сможет решить основные вышеописанные проблемы использования лазеров, оружие на его основе останется только в фантастических произведениях и музеях. Впрочем, лазеры в реальных боевых действиях используются, причём очень эффективно: в качестве дальномеров, систем прицеливания и целеуказания. Во всех этих случаях применяются компактные маломощные лазерные установки.
Есть и другие варианты использования лазеров в военном деле. Например, бортовой комплекс обороны "Президент-С", предназначенный для защиты самолётов и вертолётов от поражения всеми видами зенитных орудий. Для обнаружения факта угроз и противодействия атакующим средствам в "Президенте-С" тоже используется лазер — многоспектральный источник излучения, который позволяет обманывать систему наведения ракет большинства типов. Работает комплекс автоматически, сообщая о выявленных и отражённых угрозах. В недавнем конфликте в Сирии вертолёты российских ВКС комплектовались этим комплексом обороны, и, несмотря на наличие у противника переносных зенитно-ракетных комплексов, потерь от огня с земли зафиксировано не было. Вполне возможно, в этом есть и большая заслуга "Президента".
На данный момент лазерное оружие, поражающее противника лучом сфокусированного света, остаётся фантастикой. Существующие опытные образцы скорее показывают сложность и недостаточную эффективность боевых лазеров. Без серьёзных научных прорывов в ближайшее время мы вряд ли увидим переход войск на бластеры и лучемёты. Тем не менее лазеры остаются важным инструментом в военном деле, однако применяются не так, как это изображено в "Звездных войнах". Эффектные лазерные мечи, разрезающие противника пополам, пока остаются подвластны только режиссёрам.
