Iepriekš mēs pārbaudījām, kā attīstās lāzertehnoloģijas, kādus lāzera ieročus var izveidot izmantošanai gaisa spēku, sauszemes spēku un pretgaisa aizsardzības, kā arī flotes interesēs.
Tagad mums ir jāsaprot, vai ir iespējams pret to aizsargāties un kā. Mēdz teikt, ka pietiek ar raķetes pārklāšanu ar spoguļa pārklājumu vai šāviņa pulēšanu, bet diemžēl viss nav tik vienkārši.
Tipisks spogulis ar alumīnija pārklājumu atspoguļo aptuveni 95% no krītošā starojuma, un tā efektivitāte ir ļoti atkarīga no viļņa garuma.
No visiem grafikā redzamajiem materiāliem alumīnijam ir vislielākā atstarošanās spēja, kas nekādā gadījumā nav ugunsizturīgs materiāls. Ja, saskaroties ar mazjaudas starojumu, spogulis nedaudz uzsilst, tad, kad skar spēcīgu starojumu, spoguļa pārklājuma materiāls ātri kļūs nelietojams, kā rezultātā pasliktināsies tā atstarojošās īpašības un turpinās lavīnai līdzīga apkure un iznīcināšana.
Pie viļņa garuma, kas mazāks par 200 nm, spoguļu efektivitāte krasi samazinās; pret ultravioleto vai rentgena starojumu (brīvā elektronu lāzers) šāda aizsardzība vispār nedarbosies.
Ir eksperimentāli mākslīgi materiāli ar 100% atstarošanas spēju, taču tie darbojas tikai noteiktā viļņa garumā. Tāpat spoguļus var pārklāt ar īpašiem daudzslāņu pārklājumiem, kas palielina to atstarošanas spēju līdz 99,999%. Bet šī metode darbojas arī tikai vienam viļņa garumam un notiek noteiktā leņķī.
Neaizmirstiet, ka ieroču darbības apstākļi ir tālu no laboratorijas, t.i. spoguļa raķete vai šāviņš būs jāuzglabā traukā, kas piepildīts ar inertu gāzi. Mazākā dūmaka vai traipi, piemēram, no roku nospiedumiem, nekavējoties pasliktinās spoguļa atstarošanos.
Atstājot konteineru, spoguļa virsma nekavējoties tiks pakļauta videi - atmosfērai un karstumam. Ja spoguļa virsma nav pārklāta ar aizsargplēvi, tas nekavējoties novedīs pie tā atstarojošo īpašību pasliktināšanās, un, ja tas ir pārklāts ar aizsargpārklājumu, tas pats pasliktinās virsmas atstarojošās īpašības.
Apkopojot iepriekš minēto, mēs atzīmējam, ka spoguļu aizsardzība nav īpaši piemērota aizsardzībai pret lāzera ieročiem. Un kas tad der?
Zināmā mērā palīdzēs metode, kā "smērēt" lāzera staru siltumenerģiju virs ķermeņa, nodrošinot lidmašīnas (AC) rotācijas kustību ap tās garenisko asi. Bet šī metode ir piemērota tikai munīcijai un ierobežotā mērā bezpilota lidaparātiem (UAV), mazākā mērā tā būs efektīva, ja lāzera starojums tiks izstarots korpusa priekšpusē.
Šo metodi nevar izmantot arī dažu veidu aizsargājamiem objektiem, piemēram, planētām, spārnotām raķetēm (CR) vai prettanku vadāmām raķetēm (ATGM), kas uzbrūk mērķim, lidojot no augšas. Nerotējošas lielākoties ir javas mīnas. Ir grūti apkopot datus par visiem lidaparātiem, kas negriežas, bet esmu pārliecināts, ka to ir daudz.
Jebkurā gadījumā lidmašīnas rotācija tikai nedaudz samazinās lāzera starojuma ietekmi uz mērķi, josiltums, ko spēcīgais lāzera starojums pārnes uz ķermeni, tiks pārnests uz iekšējām konstrukcijām un tālāk uz visām lidmašīnas sastāvdaļām.
Arī izgarojumu un aerosolu izmantošana kā pretpasākumi pret lāzera ieročiem ir ierobežota. Kā jau minēts sērijas rakstos, lāzeru izmantošana pret sauszemes bruņumašīnām vai kuģiem ir iespējama tikai tad, ja to izmanto pret novērošanas iekārtām, kuru aizsardzībā mēs atgriezīsimies vēlāk. Ir nereāli pārskatāmā nākotnē sadedzināt kājnieku kaujas transportlīdzekļa / tanka vai virszemes kuģa korpusu ar lāzera staru.
Protams, pret lidmašīnām nav iespējams piemērot dūmu vai aerosola aizsardzību. Lidmašīnas lielā ātruma dēļ dūmi vai aerosols vienmēr tiks izpūsts pretimnākošā gaisa spiediena dēļ, helikopteros tos aizpūtīs gaisa plūsma no dzenskrūves.
Tādējādi aizsardzība pret lāzera ieročiem izsmidzinātu izgarojumu un aerosolu veidā var būt nepieciešama tikai viegli bruņotiem transportlīdzekļiem. No otras puses, tanki un citi bruņumašīnas bieži vien jau ir aprīkoti ar standarta sistēmām dūmu aizsegu uzstādīšanai, lai izjauktu ienaidnieka ieroču sistēmu uztveršanu, un šajā gadījumā, izstrādājot atbilstošus pildvielas, tos var izmantot arī lāzera ieroču apkarošanai..
Atgriežoties pie optisko un termiskās attēlveidošanas izlūkošanas iekārtu aizsardzības, var pieņemt, ka tādu optisko filtru uzstādīšana, kas novērš noteikta viļņa garuma lāzera starojuma pāreju, būs piemērota tikai sākotnējā posmā aizsardzībai pret mazjaudas lāzera ieročiem, šādu iemeslu dēļ:
- ekspluatācijā būs liels dažādu ražotāju lāzeru klāsts, kas darbojas dažādos viļņu garumos;
- filtrs, kas paredzēts, lai absorbētu vai atspoguļotu noteiktu viļņa garumu, ja tiek pakļauts spēcīgam starojumam, visticamāk, neizdosies, kā rezultātā vai nu lāzera starojums nokļūs jutīgajos elementos, vai arī pati optika (neskaidra, attēla izkropļojumi);
- daži lāzeri, jo īpaši brīvais elektronu lāzers, var mainīt darba viļņa garumu plašā diapazonā.
Sauszemes iekārtām, kuģiem un aviācijas iekārtām var veikt optisko un termiskās attēlveidošanas izlūkošanas iekārtu aizsardzību, uzstādot ātrgaitas aizsargstiklus. Ja tiek atklāts lāzera starojums, aizsargapvalkam jāaptver lēcas sekundes daļā, taču pat tas negarantē jutīgo elementu bojājumu neesamību. Iespējams, ka laika gaitā plaša lāzera ieroču izmantošana prasīs vismaz tādu izlūkošanas līdzekļu dublēšanos, kas darbojas optiskajā diapazonā.
Ja lieliem pārvadātājiem ir diezgan iespējams uzstādīt aizsargstiklus un dublēt optiskās un termiskās attēlveidošanas līdzekļus, tad augstas precizitātes ieročiem, īpaši kompaktiem, to ir daudz grūtāk izdarīt. Pirmkārt, svara un izmēra prasības aizsardzībai ir ievērojami stingrākas, un, otrkārt, lieljaudas lāzera starojuma ietekme pat ar slēgtu aizvaru var izraisīt optiskās sistēmas sastāvdaļu pārkaršanu blīvā izkārtojuma dēļ, kas novedīs pie daļējas izkārtojuma. vai pilnībā pārtraukt tās darbību.
Kādas metodes var izmantot, lai efektīvi aizsargātu aprīkojumu un ieročus no lāzera ieročiem? Ir divi galvenie veidi - ablatīvā aizsardzība un konstruktīvā siltumizolācijas aizsardzība.
Aizsardzība pret ablāciju (no latīņu valodas ablatio - masas noņemšana, pārnešana) ir balstīta uz vielas noņemšanu no aizsargājamā objekta virsmas ar karstas gāzes plūsmu un / vai uz robežslāņa pārstrukturēšanu, kas kopā ievērojami samazina siltuma pārnesi uz aizsargājamo virsmu. Citiem vārdiem sakot, ienākošā enerģija tiek tērēta aizsargmateriāla sildīšanai, kausēšanai un iztvaikošanai.
Pašlaik ablatīvā aizsardzība tiek aktīvi izmantota kosmosa kuģu (SC) nolaišanās moduļos un reaktīvo dzinēju sprauslās. Visplašāk tiek izmantotas ogles saturošas plastmasas, kuru pamatā ir fenols, organiskais silīcijs un citi sintētiskie sveķi, kas kā pildvielas satur oglekli (ieskaitot grafītu), silīcija dioksīdu (silīcija dioksīds, kvarcs) un neilonu.
Aizsardzība pret ablāciju ir vienreiz lietojama, smaga un apjomīga, tāpēc nav jēgas to izmantot atkārtoti lietojamiem lidaparātiem (lasiet ne visas apkalpes un bezpilota lidaparātus). Tās vienīgais pielietojums ir vadāmiem un nevadāmiem šāviņiem. Un šeit galvenais jautājums ir, cik biezai jābūt lāzera aizsardzībai ar jaudu, piemēram, 100 kW, 300 kW utt.
Apollo kosmosa kuģī ekranējuma biezums svārstās no 8 līdz 44 mm temperatūrai no vairākiem simtiem līdz vairākiem tūkstošiem grādu. Kaut kur šajā diapazonā būs arī nepieciešamais ablatīvās aizsardzības biezums no kaujas lāzeriem. Ir viegli iedomāties, kā tas ietekmēs svara un izmēra īpašības, un līdz ar to arī munīcijas diapazonu, manevrēšanas spēju, kaujas galviņas svaru un citus parametrus. Ablatīvai termiskajai aizsardzībai jāiztur arī pārslodzes palaišanas un manevrēšanas laikā, jāatbilst munīcijas uzglabāšanas noteikumu un nosacījumu normām.
Vadāma munīcija ir apšaubāma, jo nevienmērīga ablatīvās aizsardzības no lāzera starojuma iznīcināšana var mainīt ārējo ballistiku, kā rezultātā munīcija novirzās no mērķa. Ja kaut kur jau tiek izmantota ablatīvā aizsardzība, piemēram, hiperskaņas munīcijā, tad jums būs jāpalielina tās biezums.
Vēl viena aizsardzības metode ir konstrukcijas pārklājums vai korpusa izpilde ar vairākiem ugunsizturīgu materiālu aizsargkārtām, kas ir izturīgas pret ārējām ietekmēm.
Ja mēs izdarām analoģiju ar kosmosa kuģi, tad mēs varam apsvērt vairākkārt lietojamā kosmosa kuģa "Buran" termisko aizsardzību. Vietās, kur virsmas temperatūra ir 371 - 1260 grādi pēc Celsija, tika uzklāts pārklājums, kas sastāvēja no amorfas kvarca šķiedras ar 99,7% tīrību, kurai pievienoja saistvielu, koloidālo silīcija dioksīdu. Pārklājums ir izgatavots divu standarta izmēru flīžu veidā, kuru biezums ir no 5 līdz 64 mm.
Uz flīžu ārējās virsmas tiek uzklāts borsilikāta stikls, kas satur īpašu pigmentu (balts pārklājums uz silīcija oksīda un spīdīga alumīnija oksīda bāzes), lai iegūtu zemu saules starojuma absorbcijas koeficientu un augstu izstarošanas spēju. Ablācijas aizsardzība tika izmantota transportlīdzekļa deguna konusam un spārnu galiem, kur temperatūra pārsniedz 1260 grādus.
Jāpatur prātā, ka, ilgstoši darbojoties, flīžu aizsardzība pret mitrumu var pasliktināties, kā rezultātā tiks zaudēta tā īpašību termiskā aizsardzība, tāpēc to nevar tieši izmantot kā pretlāzera aizsardzību atkārtoti lietojamiem lidaparātiem.
Šobrīd tiek izstrādāta daudzsološa ablatīva termiskā aizsardzība ar minimālu virsmas nodilumu, kas nodrošina lidmašīnu aizsardzību pret temperatūru līdz 3000 grādiem.
Mančestras universitātes (Lielbritānija) un Centrālās Dienvidu universitātes (Ķīna) Royce institūta zinātnieku komanda ir izstrādājusi jaunu materiālu ar uzlabotām īpašībām, kas var izturēt temperatūru līdz 3000 ° C bez strukturālām izmaiņām. Tas ir keramikas pārklājums Zr0.8Ti0.2C0.74B0.26, kas ir uzklāts uz oglekļa-oglekļa kompozīta matricas. Savu īpašību ziņā jaunais pārklājums ievērojami pārspēj labāko augstas temperatūras keramiku.
Karstumizturīgās keramikas ķīmiskā struktūra pati darbojas kā aizsardzības mehānisms. 2000 ° C temperatūrā materiāli Zr0.8Ti0.2C0.74B0.26 un SiC oksidējas un pārveidojas attiecīgi par Zr0.80T0.20O2, B2O3 un SiO2. Zr0,80Ti0,20O2 daļēji kūst un veido samērā blīvu slāni, bet zemā kušanas temperatūrā esošie oksīdi SiO2 un B2O3 iztvaiko. Pie augstākas 2500 ° C temperatūras Zr0,80Ti0,20O2 kristāli tiek sapludināti lielākos veidojumos.3000 ° C temperatūrā veidojas gandrīz absolūti blīvs ārējais slānis, kas galvenokārt sastāv no Zr0,80Ti0,20O2, cirkonija titanāta un SiO2.
Pasaule izstrādā arī īpašus pārklājumus, kas paredzēti aizsardzībai pret lāzera starojumu.
Vēl 2014. gadā Ķīnas Tautas atbrīvošanas armijas pārstāvis paziņoja, ka amerikāņu lāzeri nerada īpašas briesmas Ķīnas militārajai tehnikai, kas pārklāta ar īpašu aizsargkārtu. Vienīgie jautājumi, kas paliek, ir lāzeri, kāda jauda aizsargā šo pārklājumu un kāds ir tā biezums un masa.
Vislielākā interese ir pārklājums, ko izstrādājuši amerikāņu pētnieki no Nacionālā standartu un tehnoloģiju institūta un Kanzasas universitātes - aerosola sastāvs, kura pamatā ir oglekļa nanocauruļu un īpašas keramikas maisījums, kas spēj efektīvi absorbēt lāzera gaismu. Jaunā materiāla nanocaurules vienmērīgi absorbē gaismu un pārnes siltumu uz tuvējām zonām, pazeminot temperatūru saskares vietā ar lāzera staru. Keramikas savienojumi ar augstu temperatūru nodrošina aizsargpārklājumu ar augstu mehānisko izturību un izturību pret bojājumiem augstās temperatūrās.
Pārbaudes laikā uz vara virsmas tika uzklāts plāns materiāla slānis un pēc žāvēšanas uz materiāla virsmas tika fokusēts garo viļņu infrasarkanā lāzera stars, lāzers, ko izmanto metāla un citu cietu materiālu griešanai.
Savākto datu analīze parādīja, ka pārklājums veiksmīgi absorbēja 97,5 procentus lāzera staru enerģijas un izturēja enerģijas līmeni 15 kW uz kvadrātcentimetru virsmas bez iznīcināšanas.
Par šo pārklājumu rodas jautājums: testos uz vara virsmas tika uzklāts aizsargpārklājums, kas pats par sevi ir viens no grūtākajiem materiāliem lāzera apstrādei, jo ir augsta siltumvadītspēja, nav skaidrs, kā šāds aizsargpārklājums izturēsies pret citiem materiāliem. Tāpat rodas jautājumi par tā maksimālo temperatūras pretestību, izturību pret vibrācijām un trieciena slodzēm, atmosfēras apstākļu ietekmi un ultravioleto starojumu (sauli). Laiks, kurā tika veikta apstarošana, nav norādīts.
Vēl viens interesants punkts: ja arī lidmašīnu dzinēji ir pārklāti ar vielu ar augstu siltumvadītspēju, tad viss korpuss no tiem tiks vienmērīgi uzsildīts, kas maksimāli atmasko lidmašīnu termiskajā spektrā.
Jebkurā gadījumā iepriekš minētās aerosola aizsardzības īpašības būs tieši proporcionālas aizsargātā objekta izmēram. Jo lielāks ir aizsargājamais objekts un pārklājuma zona, jo vairāk enerģijas var izkaisīt pa teritoriju un siltuma starojuma un dzesēšanas veidā to izdalīt krītošā gaisa plūsma. Jo mazāks ir aizsargājamais objekts, jo biezāka būs aizsardzība. neliela platība neļaus noņemt pietiekami daudz siltuma, un iekšējie konstrukcijas elementi tiks pārkarsēti.
Aizsardzības pret lāzera starojumu izmantošana neatkarīgi no ablatīvas vai konstruktīvas siltumizolācijas var mainīt tendenci samazināt vadāmās munīcijas lielumu, ievērojami samazināt gan vadāmās, gan bezvada munīcijas efektivitāti.
Visām nesošajām virsmām un vadības ierīcēm - spārniem, stabilizatoriem, stūres - būs jābūt izgatavotām no dārgiem un grūti apstrādājamiem ugunsizturīgiem materiāliem.
Atsevišķs jautājums rodas par radaru noteikšanas iekārtu aizsardzību. Uz eksperimentālā kosmosa kuģa "BOR-5" tika pārbaudīts radio caurspīdīgais siltuma vairogs-stiklšķiedra ar silīcija dioksīda pildvielu, bet es nevarēju atrast tā siltumizolācijas un svara un izmēra īpašības.
Pagaidām nav skaidrs, vai radara izlūkošanas aprīkojuma radoma apstarošana ar spēcīgu lāzera starojumu var izraisīt augstas temperatūras plazmas veidošanos, kaut arī ar aizsardzību pret termisko starojumu, kas novērš radioviļņu pāreju. kuru mērķi var pazaudēt.
Lai aizsargātu korpusu, var izmantot vairāku aizsargkārtu kombināciju-karstumizturīga-zemu siltumvadītspēju no iekšpuses un atstarojoša-karstumizturīga-ļoti siltumvadoša no ārpuses. Ir arī iespējams, ka virs aizsardzības pret lāzera starojumu tiks uzklāti slepeni materiāli, kas nespēs izturēt lāzera starojumu, un tiem būs jāatgūstas no lāzera ieroču bojājumiem gadījumā, ja pati lidmašīna izdzīvotu.
Var pieņemt, ka, lai uzlabotu un plaši izplatītu lāzera ieročus, būs jānodrošina aizsardzība pret lāzeru visām pieejamajām munīcijām-gan vadāmām, gan vadāmām, kā arī pilotējamiem un bezpilota lidaparātiem.
Ieviešot aizsardzību pret lāzeru, neizbēgami palielināsies vadāmās un nevadāmās munīcijas, kā arī apkalpoto un bezpilota lidaparātu izmaksas, svars un izmēri.
Noslēgumā mēs varam minēt vienu no izstrādātajām metodēm, kā aktīvi cīnīties pret lāzera uzbrukumu. Kalifornijā bāzētā Adsys Controls izstrādā aizsardzības sistēmu Helios, kurai paredzēts notriekt ienaidnieka lāzera vadību.
Tēmējot pret ienaidnieka kaujas lāzeru uz aizsargājamo ierīci, Helios nosaka tā parametrus: jaudu, viļņa garumu, impulsa frekvenci, virzienu un attālumu līdz avotam. Helios turklāt neļauj ienaidnieka lāzera staram fokusēties uz mērķi, domājams, mērķējot uz tuvojošos zemas enerģijas lāzera staru, kas mulsina ienaidnieka mērķēšanas sistēmu. Sīki izstrādātas Helios sistēmas īpašības, tās attīstības stadija un praktiskā darbība joprojām nav zināma.
