Лазерная пушка "Газпрома"
Пожар на скважине в Карачаганаке бушевал почти месяц. Специалисты испробовали все мыслимые и немыслимые способы укрощения аварийного фронта, даже бросили в бой танки. Боевые машины выходили на прямую наводку и били по устью скважины фугасными снарядами, надеясь таким образом разбить металлические конструкции буровой вышки, мешавшей ликвидации аварии. Безрезультатно.
Прилетевший на аварию Виктор Черномырдин, бывший в то время руководителем «Газпрома», грозно спросил: «Неужели нет более подходящей техники, чем танки?» Олег Блохин, руководивший ликвидацией, ответил, что техника есть, но она для военных. Черномырдина это не остановило.
Одной из ключевых позиций американской программы «звездных войн» (или, официально, стратегической оборонной инициативы - СОИ) был проект создания лазерного оружия, способного поражать технику противника на огромном расстоянии не только на Земле, но и в космическом пространстве, где обычное оружие малоэффективно. Однако программа была свернута даже раньше, чем ее вдохновитель - президент США Рональд Рейган покинул свой пост. Но выделить финансы на разработку лазерных «пушек» он успел.
В октябре 1997 года информационные агентства дали короткую новость об эксперименте американцев по «взаимодействию наземного лазера и спутника на орбите». Инфракрасный химический лазер, базировавшийся на полигоне в штате Нью-Мексико, сделал два выстрела по спутнику ВВС США, находившемуся на орбите высотой 420 км. О подробностях особо не распространялись - акция была засекречена.
Тем не менее, МИД России выразил свое беспокойство, посчитав, что данный эксперимент является нарушением международных договоренностей.
Горбачев решил, что одного протеста мало, и показал в действии членам конгресса США «сверхсекретное русское чудо»: созданый в Троицком институте инновационных и термоядерных исследований (ТРИНИТИ) СО2-лазер мощностью 1 МВт, предназначенный для уничтожения неприятельской военной техники - в том числе, спутников и баллистических ракет. Больше американцы по спутникам не стреляли.
Вскоре выяснилось, что проект «звездных войн» заморозили не только в США, но и в России, и лазеры в качестве оружия в ближайшее время не понадобятся. Тогда команда специалистов, в которую вошли, помимо сотрудников ТРИНИТИ, представители НПО "Алмаз", а также НИИ электрофизической аппаратуры имени Д.В.Ефремова и Государственного внедренческого малого предприятия "Конверсия", разработала на основе боевого лазера мобильный лазерный технологический комплекс МЛТК-50. Тут-то и появился «Газпром», захотевший получить супероружие в качестве средства дистанционной резки металлоконструкций.
Излучение газового лазера способно на расстоянии в десятки метров сквозь пламя пожара быстро срезать ту самую злополучную вышку, которая так разозлила Черномырдина. Он также показал прекрасные результаты при резке корабельной стали толщиной до 120 мм с расстояния в 30 метров со скоростью 1 м/с, разделке скального массива в каменоломнях, при дезактивации поверхности бетона на атомной электростанции методом шелушения поверхностного слоя, выжигании пленки нефти, разлитой по поверхности акватории и даже при уничтожении полчищ саранчи.
Интересная деталь: на вопрос, какой вариант было сложнее создавать - военный или гражданский, руководитель проекта МЛТК-50, заместитель директора отделения ТРИНИТИ Александр Красюков неожиданно ответил: «Конечно, гражданский». Военная техника чаще всего эксплуатируется в экстремальном режиме и очень непродолжительное время. И конструкторов не так уж заботят такие параметры, как экономичность, долговечность, простота изготовления и обслуживания. Главное - выполнить поставленную боевую задачу. А вот «на гражданке» критерии несколько иные. Тут техника должна работать долго, не капризничать, не требовать для своего обслуживания особо высококлассных специалистов. И стоить как можно дешевле, поскольку денег в нашем народном хозяйстве вечно не хватает. Имея в виду такие критерии, специалисты ТРИНИТИ и их коллеги создали комплекс, который, в отличие от стационарных, базируется на двух модулях-платформах - модифицированных серийных автоприцепах Челябинского завода.
На одной платформе размещается генератор лазерного излучения, включающий в себя блок оптического резонатора и газоразрядную камеру. Здесь же устанавливается система формирования и наведения луча. Рядом располагается кабина управления, откуда ведется программное или ручное его наведение и фокусировка. На другой платформе находятся элементы газодинамического тракта: авиационный турбореактивный двигатель Р29-300, выработавший свой летный ресурс, но еще способный послужить в качестве источника энергии, эжекторы, устройство выхлопа и шумоглушения, емкость для сжиженной углекислоты, топливный бак с авиационным керосином и т. д.
Полигонные испытания "МЛТК-50" на огневом стенде по дистанционной резке металлоконструкций
Таким образом, тягачи могут доставить комплекс практически повсюду, где способен пройти автотранспорт. По прибытии же на место достаточно 2-3 часов, чтобы привести систему в рабочее состояние. Обслуживается комплекс всего тремя специалистами. Стоимость изготовления подобных комплексов составляет от около 2 млн. долларов.
Основой МЛТК-50 является импульсно-периодический электроионизационный СО2-лазер, который имеет мощность излучения 50 кВт и работает на атмосферном воздухе с добавкой 5% углекислого газа. Лазерный луч выводится в атмосферу через специальный газодинамический затвор и направляется на объект зеркалами телескопа наведения. Угловая расходимость излучения на выходе комплекса менее 0,2 миллирадиана, динамическая ошибка наведения луча около 0,05 миллирадиан. Фокусировка луча регулируется в диапазоне от 20 до 80 метров [фокусировка, а не наведение и не дальность действия]. Лазер и телескоп наведения с кабиной управления располагаются на первом полуприцепе. Лазер может работать в течение 4-10 минут с интервалом между пусками около 20 минут.
Принцип действия лазера прост. Свет - это поток испускаемых атомами фотонов, или квантов электромагнитного излучения. Каждый фотон уносит определенную часть энергии атома, поэтому, чтобы испустить фотон, атом должен иметь определенный запас энергии. Когда энергия атома минимальна, говорят, что он находится на стабильном энергетическом уровне. Все остальные уровни - возбужденные. В возбужденном состоянии атом старается отдать энергию и вернуться в стабильное состояние, в котором может пребывать неограниченно долго. При переходе с высокого уровня на более низкий атом и излучает фотон.
Атом перескакивает с высокого уровня на низкий обычно спонтанно, но может - и под влиянием другого фотона. Для этого необходимо, чтобы энергия фотона была равна разности энергий атомных уровней. Вызвавший излучение и излученный фотоны абсолютно идентичны и движутся в одном направлении и, попадая на другие возбужденные атомы, вызывают лавинообразный рост числа неотличимых друг от друга фотонов, образующих монохроматическое (одноцветное) когерентное излучение.
Необходимое условие для работы лазера - это накачка рабочего вещества, то есть перевод атомов на более высокий уровень. Она может быть электрической, как в полупроводниковых лазерах, световой - в твердотельных (например, рубиновых) или химической, при которой возбужденные молекулы возникают в результате химической реакции, чаще всего атомарного фтора с водородом.
Но самые мощные - газодинамические лазеры, развивающие мощность в десятки мегаватт. Они чрезвычайно громоздки и выглядят скорее как небольшой завод, чем оптическое устройство. Газодинамический лазер напоминает реактивный двигатель, в котором молекулы сильно нагретого газа, вылетающие из него, отдают энергию в виде светового излучения. Рабочим веществом в углекислотном газодинамическом лазере служит газовая смесь, состоящая из гелия (40-90% объема), азота (10-0%) и собственно углекислоты (4-15%). В качестве горючего перспективные военные лазеры используют смесь гидразина, дициана и несимметричного диметилгидразина (в пропорции 60/35/5 по массе), используя в качестве окислителя димер двуокиси азота.
P.S. Использованы материалы журнала "Популярная механика" и сайта ГНЦ РФ "Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований".
Прилетевший на аварию Виктор Черномырдин, бывший в то время руководителем «Газпрома», грозно спросил: «Неужели нет более подходящей техники, чем танки?» Олег Блохин, руководивший ликвидацией, ответил, что техника есть, но она для военных. Черномырдина это не остановило.
Одной из ключевых позиций американской программы «звездных войн» (или, официально, стратегической оборонной инициативы - СОИ) был проект создания лазерного оружия, способного поражать технику противника на огромном расстоянии не только на Земле, но и в космическом пространстве, где обычное оружие малоэффективно. Однако программа была свернута даже раньше, чем ее вдохновитель - президент США Рональд Рейган покинул свой пост. Но выделить финансы на разработку лазерных «пушек» он успел.
В октябре 1997 года информационные агентства дали короткую новость об эксперименте американцев по «взаимодействию наземного лазера и спутника на орбите». Инфракрасный химический лазер, базировавшийся на полигоне в штате Нью-Мексико, сделал два выстрела по спутнику ВВС США, находившемуся на орбите высотой 420 км. О подробностях особо не распространялись - акция была засекречена.
Тем не менее, МИД России выразил свое беспокойство, посчитав, что данный эксперимент является нарушением международных договоренностей.
Горбачев решил, что одного протеста мало, и показал в действии членам конгресса США «сверхсекретное русское чудо»: созданый в Троицком институте инновационных и термоядерных исследований (ТРИНИТИ) СО2-лазер мощностью 1 МВт, предназначенный для уничтожения неприятельской военной техники - в том числе, спутников и баллистических ракет. Больше американцы по спутникам не стреляли.
Вскоре выяснилось, что проект «звездных войн» заморозили не только в США, но и в России, и лазеры в качестве оружия в ближайшее время не понадобятся. Тогда команда специалистов, в которую вошли, помимо сотрудников ТРИНИТИ, представители НПО "Алмаз", а также НИИ электрофизической аппаратуры имени Д.В.Ефремова и Государственного внедренческого малого предприятия "Конверсия", разработала на основе боевого лазера мобильный лазерный технологический комплекс МЛТК-50. Тут-то и появился «Газпром», захотевший получить супероружие в качестве средства дистанционной резки металлоконструкций.
Излучение газового лазера способно на расстоянии в десятки метров сквозь пламя пожара быстро срезать ту самую злополучную вышку, которая так разозлила Черномырдина. Он также показал прекрасные результаты при резке корабельной стали толщиной до 120 мм с расстояния в 30 метров со скоростью 1 м/с, разделке скального массива в каменоломнях, при дезактивации поверхности бетона на атомной электростанции методом шелушения поверхностного слоя, выжигании пленки нефти, разлитой по поверхности акватории и даже при уничтожении полчищ саранчи.
Интересная деталь: на вопрос, какой вариант было сложнее создавать - военный или гражданский, руководитель проекта МЛТК-50, заместитель директора отделения ТРИНИТИ Александр Красюков неожиданно ответил: «Конечно, гражданский». Военная техника чаще всего эксплуатируется в экстремальном режиме и очень непродолжительное время. И конструкторов не так уж заботят такие параметры, как экономичность, долговечность, простота изготовления и обслуживания. Главное - выполнить поставленную боевую задачу. А вот «на гражданке» критерии несколько иные. Тут техника должна работать долго, не капризничать, не требовать для своего обслуживания особо высококлассных специалистов. И стоить как можно дешевле, поскольку денег в нашем народном хозяйстве вечно не хватает. Имея в виду такие критерии, специалисты ТРИНИТИ и их коллеги создали комплекс, который, в отличие от стационарных, базируется на двух модулях-платформах - модифицированных серийных автоприцепах Челябинского завода.
На одной платформе размещается генератор лазерного излучения, включающий в себя блок оптического резонатора и газоразрядную камеру. Здесь же устанавливается система формирования и наведения луча. Рядом располагается кабина управления, откуда ведется программное или ручное его наведение и фокусировка. На другой платформе находятся элементы газодинамического тракта: авиационный турбореактивный двигатель Р29-300, выработавший свой летный ресурс, но еще способный послужить в качестве источника энергии, эжекторы, устройство выхлопа и шумоглушения, емкость для сжиженной углекислоты, топливный бак с авиационным керосином и т. д.
Полигонные испытания "МЛТК-50" на огневом стенде по дистанционной резке металлоконструкций
Таким образом, тягачи могут доставить комплекс практически повсюду, где способен пройти автотранспорт. По прибытии же на место достаточно 2-3 часов, чтобы привести систему в рабочее состояние. Обслуживается комплекс всего тремя специалистами. Стоимость изготовления подобных комплексов составляет от около 2 млн. долларов.
Основой МЛТК-50 является импульсно-периодический электроионизационный СО2-лазер, который имеет мощность излучения 50 кВт и работает на атмосферном воздухе с добавкой 5% углекислого газа. Лазерный луч выводится в атмосферу через специальный газодинамический затвор и направляется на объект зеркалами телескопа наведения. Угловая расходимость излучения на выходе комплекса менее 0,2 миллирадиана, динамическая ошибка наведения луча около 0,05 миллирадиан. Фокусировка луча регулируется в диапазоне от 20 до 80 метров [фокусировка, а не наведение и не дальность действия]. Лазер и телескоп наведения с кабиной управления располагаются на первом полуприцепе. Лазер может работать в течение 4-10 минут с интервалом между пусками около 20 минут.
Принцип действия лазера прост. Свет - это поток испускаемых атомами фотонов, или квантов электромагнитного излучения. Каждый фотон уносит определенную часть энергии атома, поэтому, чтобы испустить фотон, атом должен иметь определенный запас энергии. Когда энергия атома минимальна, говорят, что он находится на стабильном энергетическом уровне. Все остальные уровни - возбужденные. В возбужденном состоянии атом старается отдать энергию и вернуться в стабильное состояние, в котором может пребывать неограниченно долго. При переходе с высокого уровня на более низкий атом и излучает фотон.
Атом перескакивает с высокого уровня на низкий обычно спонтанно, но может - и под влиянием другого фотона. Для этого необходимо, чтобы энергия фотона была равна разности энергий атомных уровней. Вызвавший излучение и излученный фотоны абсолютно идентичны и движутся в одном направлении и, попадая на другие возбужденные атомы, вызывают лавинообразный рост числа неотличимых друг от друга фотонов, образующих монохроматическое (одноцветное) когерентное излучение.
Необходимое условие для работы лазера - это накачка рабочего вещества, то есть перевод атомов на более высокий уровень. Она может быть электрической, как в полупроводниковых лазерах, световой - в твердотельных (например, рубиновых) или химической, при которой возбужденные молекулы возникают в результате химической реакции, чаще всего атомарного фтора с водородом.
Но самые мощные - газодинамические лазеры, развивающие мощность в десятки мегаватт. Они чрезвычайно громоздки и выглядят скорее как небольшой завод, чем оптическое устройство. Газодинамический лазер напоминает реактивный двигатель, в котором молекулы сильно нагретого газа, вылетающие из него, отдают энергию в виде светового излучения. Рабочим веществом в углекислотном газодинамическом лазере служит газовая смесь, состоящая из гелия (40-90% объема), азота (10-0%) и собственно углекислоты (4-15%). В качестве горючего перспективные военные лазеры используют смесь гидразина, дициана и несимметричного диметилгидразина (в пропорции 60/35/5 по массе), используя в качестве окислителя димер двуокиси азота.
P.S. Использованы материалы журнала "Популярная механика" и сайта ГНЦ РФ "Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований".