Depuis leur création, les lasers sont considérés comme des armes ayant le potentiel de révolutionner le combat. Depuis le milieu du 20e siècle, les lasers sont devenus une partie intégrante des films de science-fiction, des armes de super soldats et des vaisseaux interstellaires.
Cependant, comme c'est souvent le cas dans la pratique, le développement des lasers de forte puissance a rencontré de grandes difficultés techniques, qui ont conduit au fait que jusqu'à présent le créneau principal des lasers militaires est devenu leur utilisation dans les systèmes de reconnaissance, de visée et de désignation de cibles. Néanmoins, les travaux sur la création de lasers de combat dans les principaux pays du monde ne se sont pratiquement pas arrêtés, les programmes de création de nouvelles générations d'armes laser se sont remplacés.
Plus tôt, nous avons examiné certaines des étapes du développement des lasers et de la création d'armes laser, ainsi que les étapes de développement et la situation actuelle de la création d'armes laser pour l'armée de l'air, d'armes laser pour les forces terrestres et de défense aérienne., armes laser pour la marine. À l'heure actuelle, l'intensité des programmes de création d'armes laser dans différents pays est si élevée qu'il ne fait plus aucun doute qu'elles apparaîtront bientôt sur le champ de bataille. Et ce ne sera pas aussi facile de se protéger des armes laser que certains le pensent, du moins ce ne sera définitivement pas possible de le faire avec de l'argent.
Si vous regardez de près le développement des armes laser dans les pays étrangers, vous remarquerez que la plupart des systèmes laser modernes proposés sont mis en œuvre sur la base de lasers à fibre et à solide. De plus, pour la plupart, ces systèmes laser sont conçus pour résoudre des problèmes tactiques. Leur puissance de sortie varie actuellement de 10 kW à 100 kW, mais à l'avenir, elle pourra être portée à 300-500 kW. En Russie, il n'y a pratiquement aucune information sur les travaux sur la création de lasers de combat de classe tactique, nous parlerons ci-dessous des raisons pour lesquelles cela se produit.
Le 1er mars 2018, le président russe Vladimir Poutine, au cours de son message à l'Assemblée fédérale, ainsi qu'un certain nombre d'autres systèmes d'armes révolutionnaires, ont annoncé le complexe de combat laser Peresvet (BLK), dont la taille et la destination impliquent son utilisation pour résoudre des tâches stratégiques.
Le complexe Peresvet est entouré d'un voile de secret. Les caractéristiques des autres types d'armes les plus récents (les complexes Dagger, Avangard, Zircon, Poséidon) ont été exprimées à un degré ou à un autre, ce qui permet en partie de juger de leur objectif et de leur efficacité. Dans le même temps, aucune information précise sur le complexe laser Peresvet n'a été fournie: ni le type de laser installé, ni la source d'énergie de celui-ci. En conséquence, il n'y a aucune information sur la capacité du complexe, ce qui, à son tour, ne nous permet pas de comprendre ses capacités réelles et les buts et objectifs qui lui sont fixés.
Le rayonnement laser peut être obtenu de dizaines, voire de centaines de façons. Alors, quelle méthode d'obtention de rayonnement laser est mise en œuvre dans le dernier BLK russe "Peresvet" ? Pour répondre à la question, nous allons considérer différentes versions du Peresvet BLK et estimer le degré de probabilité de leur mise en œuvre.
Les informations ci-dessous sont les hypothèses de l'auteur basées sur des informations provenant de sources ouvertes publiées sur Internet
BLK "Peresvet". Numéro d'exécution 1. Lasers à fibre, à solide et à liquide
Comme mentionné ci-dessus, la principale tendance dans la création d'armes laser est le développement de complexes à base de fibre optique. Pourquoi cela arrive-t-il? Parce qu'il est facile de faire évoluer la puissance des installations laser basées sur des lasers à fibre. En utilisant un paquet de modules de 5 à 10 kW, obtenez un rayonnement de 50 à 100 kW à la sortie.
Le Peresvet BLK peut-il être mis en œuvre sur la base de ces technologies ? Il est fort probable que non. La raison principale en est que pendant les années de la perestroïka, le principal développeur de lasers à fibre, l'association scientifique et technique IRE-Polyus, a "fui" de Russie, sur la base de laquelle la société transnationale IPG Photonics Corporation a été formée, enregistrée aux USA et est aujourd'hui le leader mondial de l'industrie des lasers à fibre haute puissance. Les affaires internationales et le principal lieu d'enregistrement d'IPG Photonics Corporation impliquent sa stricte obéissance à la législation américaine, ce qui, compte tenu de la situation politique actuelle, n'implique pas le transfert de technologies critiques vers la Russie, qui, bien sûr, incluent des technologies permettant de créer de hautes performances. laser de puissance.
Les lasers à fibre peuvent-ils être développés en Russie par d'autres organisations ? Peut-être, mais peu probable, ou alors ce sont des produits de faible puissance. Les lasers à fibre sont un produit commercial rentable; par conséquent, l'absence de lasers à fibre domestiques de haute puissance sur le marché indique très probablement leur absence réelle.
La situation est similaire avec les lasers à solide. Vraisemblablement, parmi ceux-ci, il est plus difficile de mettre en œuvre une solution par lots; néanmoins, c'est possible, et dans les pays étrangers, c'est la deuxième solution la plus répandue après les lasers à fibre. Aucune information sur les lasers industriels à solide de haute puissance fabriqués en Russie n'a pu être trouvée. Des travaux sur les lasers à solide sont menés à l'Institut de recherche en physique des lasers RFNC-VNIIEF (ILFI), donc théoriquement un laser à solide peut être installé dans le Peresvet BLK, mais en pratique cela est peu probable, car au début des échantillons plus compacts d'armes laser apparaîtraient très probablement ou des installations expérimentales.
Il y a encore moins d'informations sur les lasers liquides, bien qu'il y ait des informations selon lesquelles un laser de guerre liquide est en cours de développement (a-t-il été développé, mais a-t-il été rejeté ?) Aux USA dans le cadre du programme HELLADS (High Energy Liquid Laser Area Defense System, "Système de défense basé sur un laser liquide à haute énergie"). Vraisemblablement, les lasers à liquide ont l'avantage de pouvoir refroidir, mais leur efficacité (efficacité) est inférieure à celle des lasers à solide.
En 2017, des informations sont apparues sur le placement par l'Institut de recherche Polyus d'un appel d'offres pour une partie intégrante des travaux de recherche (R&D), dont le but est de créer un complexe laser mobile pour lutter contre les véhicules aériens sans pilote (UAV) de petite taille en conditions diurnes et crépusculaires. Le complexe devrait consister en un système de poursuite et en la construction de trajectoires de vol cibles, fournissant une désignation de cible pour le système de guidage du rayonnement laser, dont la source sera un laser liquide. L'exigence spécifiée dans l'énoncé des travaux sur la création d'un laser liquide et en même temps l'exigence relative à la présence d'un laser à fibre de puissance dans le complexe sont intéressantes. Soit il s'agit d'une erreur d'impression, soit un nouveau type de laser à fibre avec un milieu actif liquide dans une fibre a été développé (développé), qui combine les avantages d'un laser liquide en termes de commodité de refroidissement et d'un laser à fibre en combinant émetteur paquets.
Les principaux avantages des lasers à fibre, à solide et à liquide sont leur compacité, la possibilité d'augmenter la puissance par lots et la facilité d'intégration dans différentes classes d'armes. Tout cela est différent du laser BLK "Peresvet", qui a clairement été développé non pas comme un module universel, mais comme une solution conçue "avec un seul objectif, selon un seul concept". Par conséquent, la probabilité de mise en œuvre de BLK "Peresvet" dans la version n ° 1 sur la base de lasers à fibre, à solide et à liquide peut être évaluée comme faible
BLK "Peresvet". Numéro d'exécution 2. Lasers gazodynamiques et chimiques
Les lasers dynamiques à gaz et chimiques peuvent être considérés comme une solution dépassée. Leur principal inconvénient est la nécessité d'un grand nombre de composants consommables nécessaires au maintien de la réaction, ce qui assure la réception du rayonnement laser. Néanmoins, ce sont les lasers chimiques qui ont été les plus développés dans le développement des années 70-80 du XXe siècle.
Apparemment, pour la première fois, des puissances de rayonnement continu de plus de 1 mégawatt ont été obtenues en URSS et aux États-Unis sur des lasers à gaz dynamique, dont le fonctionnement est basé sur le refroidissement adiabatique de masses de gaz chauffées se déplaçant à une vitesse supersonique.
En URSS, depuis le milieu des années 70 du XXe siècle, un complexe laser aéroporté A-60 a été développé sur la base de l'avion Il-76MD, vraisemblablement armé d'un laser RD0600 ou de son analogue. Initialement, le complexe était destiné à lutter contre les ballons dérivants automatiques. En tant qu'arme, un laser CO à gaz dynamique continu d'une classe de mégawatts développé par le Khimavtomatika Design Bureau (KBKhA) devait être installé. Dans le cadre des tests, une famille d'échantillons de banc GDT a été créée avec une puissance de rayonnement de 10 à 600 kW. Les inconvénients du GDT sont la longue longueur d'onde de rayonnement de 10,6 µm, qui fournit une divergence de diffraction élevée du faisceau laser.
Des puissances de rayonnement encore plus élevées ont été obtenues avec des lasers chimiques à base de fluorure de deutérium et avec des lasers à oxygène-iode (iode) (COIL). Notamment, dans le cadre du programme Strategic Defense Initiative (SDI) aux Etats-Unis, un laser chimique à base de fluorure de deutérium d'une puissance de plusieurs mégawatts a été créé; dans le cadre de l'US National Anti-Ballistic Missile Defense (NMD), le complexe aéronautique Boeing ABL (AirBorne Laser) avec un laser oxygène-iode d'une puissance de l'ordre de 1 mégawatt.
VNIIEF a créé et testé le laser chimique pulsé le plus puissant au monde sur la réaction du fluor avec l'hydrogène (deutérium), a développé un laser à impulsions répétitives avec une énergie de rayonnement de plusieurs kJ par impulsion, un taux de répétition des impulsions de 1 à 4 Hz et un divergence de rayonnement proche de la limite de diffraction et une efficacité d'environ 70% (le plus élevé atteint pour les lasers).
Dans la période de 1985 à 2005. des lasers ont été développés sur la réaction non en chaîne du fluor avec l'hydrogène (deutérium), où l'hexafluorure de soufre SF6 a été utilisé comme substance contenant du fluor, se dissociant dans une décharge électrique (laser à photodissociation ?). Pour assurer un fonctionnement sûr et à long terme du laser en mode pulsé répétitif, des installations avec un cycle fermé de changement du mélange de travail ont été créées. La possibilité d'obtenir une divergence de rayonnement proche de la limite de diffraction, un taux de répétition des impulsions jusqu'à 1200 Hz et une puissance moyenne de rayonnement de plusieurs centaines de watts est montrée.
Les lasers gazodynamiques et chimiques présentent un inconvénient important, dans la plupart des solutions, il est nécessaire d'assurer le réapprovisionnement du stock de "munitions", qui est souvent constitué de composants coûteux et toxiques. Il est également nécessaire de nettoyer les gaz de sortie résultant du fonctionnement du laser. En général, il est difficile d'appeler les lasers à gaz et chimiques comme une solution efficace, c'est pourquoi la plupart des pays se sont tournés vers le développement de lasers à fibre, à solide et à liquide.
Si nous parlons d'un laser basé sur la réaction non en chaîne du fluor avec le deutérium, se dissociant dans une décharge électrique, avec un cycle fermé de changement de mélange de travail, alors en 2005, des puissances de l'ordre de 100 kW ont été obtenues, il est peu probable que pendant ce temps, ils pourraient être portés à un niveau de mégawatt.
En ce qui concerne le Peresvet BLK, la question de l'installation d'un laser à gaz dynamique et chimique sur celui-ci est assez controversée. D'une part, il y a des développements importants en Russie sur ces lasers. Des informations sont apparues sur Internet concernant le développement d'une version améliorée du complexe aéronautique A 60 - A 60M avec un laser de 1 MW. On parle aussi du placement du complexe "Peresvet" sur un porte-avions", qui pourrait être le deuxième côté de la même médaille. C'est-à-dire qu'au début, ils auraient pu créer un complexe au sol plus puissant basé sur un laser à gaz dynamique ou chimique, et maintenant, en suivant les sentiers battus, l'installer sur un porte-avions.
La création de "Peresvet" a été réalisée par des spécialistes du centre nucléaire de Sarov, au Centre nucléaire fédéral russe - Institut panrusse de recherche en physique expérimentale (RFNC-VNIIEF), à l'Institut de recherche en physique laser déjà mentionné, qui, entre autres, développe des lasers à gaz dynamique et à oxygène-iode …
D'autre part, quoi qu'on en dise, les lasers gazodynamiques et chimiques sont des solutions techniques dépassées. En outre, des informations circulent activement sur la présence d'une source d'énergie nucléaire dans le Peresvet BLK pour alimenter le laser, et à Sarov, ils sont davantage engagés dans la création des dernières technologies de pointe, souvent associées à l'énergie nucléaire.
Sur la base de ce qui précède, on peut supposer que la probabilité de la mise en œuvre du Peresvet BLK dans l'exécution n°2 sur la base de lasers gazodynamiques et chimiques peut être estimée comme modérée
Lasers à pompage nucléaire
À la fin des années 1960, les travaux ont commencé en URSS pour créer des lasers à pompage nucléaire de grande puissance. Dans un premier temps, des spécialistes du VNIIEF, de l'I. A. E. Kurchatov et l'Institut de recherche en physique nucléaire, Université d'État de Moscou. Puis ils ont été rejoints par des scientifiques du MEPhI, du VNIITF, de l'IPPE et d'autres centres. En 1972, VNIIEF a excité un mélange d'hélium et de xénon avec des fragments de fission d'uranium à l'aide d'un réacteur pulsé VIR 2.
En 1974-1976. des expériences sont en cours sur le réacteur TIBR-1M, dans lequel la puissance de rayonnement laser était d'environ 1 à 2 kW. En 1975, sur la base du réacteur pulsé VIR-2, une installation laser à deux canaux LUNA-2 a été développée, qui était toujours en service en 2005, et il est possible qu'elle fonctionne toujours. En 1985, un laser néon a été pompé pour la première fois au monde dans l'installation LUNA-2M.
Au début des années 1980, les scientifiques du VNIIEF, pour créer un élément laser nucléaire fonctionnant en mode continu, ont développé et fabriqué un module laser à 4 canaux LM-4. Le système est excité par un flux de neutrons provenant du réacteur BIGR. La durée de la génération est déterminée par la durée de l'impulsion d'irradiation du réacteur. Pour la première fois au monde, le laser CW dans des lasers à pompage nucléaire a été démontré dans la pratique et l'efficacité de la méthode de circulation transversale des gaz a été démontrée. La puissance du rayonnement laser était d'environ 100 W.
En 2001, l'unité LM-4 a été modernisée et a reçu la désignation LM-4M / BIGR. Le fonctionnement d'un dispositif laser nucléaire multi-éléments en mode continu a été démontré après 7 ans de conservation de l'installation sans remplacement des éléments optiques et combustibles. L'installation LM-4 peut être considérée comme un prototype de réacteur-laser (RL), possédant toutes ses qualités, à l'exception de la possibilité d'une réaction nucléaire en chaîne autonome.
En 2007, au lieu du module LM-4, un module laser à huit canaux LM-8 a été mis en service, dans lequel l'ajout séquentiel de quatre et deux canaux laser a été fourni.
Un réacteur laser est un appareil autonome qui combine les fonctions d'un système laser et d'un réacteur nucléaire. La zone active d'un réacteur laser est un ensemble d'un certain nombre de cellules laser placées d'une certaine manière dans une matrice de modérateur de neutrons. Le nombre de cellules laser peut aller de centaines à plusieurs milliers. La quantité totale d'uranium varie de 5-7 kg à 40-70 kg, dimensions linéaires 2-5 m.
Au VNIIEF, des estimations préliminaires ont été faites des principaux paramètres énergétiques, nucléaires, physiques, techniques et opérationnels de différentes versions de réacteurs laser d'une puissance laser de 100 kW et plus, fonctionnant de la fraction de seconde au mode continu. Nous avons considéré les réacteurs laser avec accumulation de chaleur dans le cœur du réacteur lors des lancements, dont la durée est limitée par l'échauffement admissible du cœur (radar de capacité calorifique) et le radar continu avec évacuation de l'énergie thermique à l'extérieur du cœur.
Vraisemblablement, un réacteur laser avec une puissance laser de l'ordre de 1 MW devrait contenir environ 3000 cellules laser.
En Russie, des travaux intensifs sur les lasers à pompage nucléaire ont été menés non seulement au VNIIEF, mais également à l'entreprise unitaire d'État fédérale « Centre scientifique d'État de la Fédération de Russie - Institut de physique et d'ingénierie énergétique nommé d'après A. I. Leipunsky », comme en témoigne le brevet RU 2502140 pour la création de« Installation réacteur-laser avec pompage direct par fragments de fission ».
Les spécialistes du Centre de recherche d'État de la Fédération de Russie IPPE ont développé un modèle énergétique d'un système de réacteur-laser pulsé - un amplificateur quantique optique à pompage nucléaire (OKUYAN).
Rappelant la déclaration du vice-ministre russe de la Défense Youri Borisov dans l'entretien de l'année dernière avec le journal Krasnaya Zvezda, on peut dire que le Peresvet BLK est équipé non pas d'un réacteur nucléaire de petite taille qui alimente le laser en électricité, mais d'un réacteur-laser, dans lequel l'énergie de fission est directement convertie en rayonnement laser.
Le doute n'est soulevé que par la proposition susmentionnée de placer le Peresvet BLK dans l'avion. Quelle que soit la manière dont vous garantissez la fiabilité de l'avion porteur, il existe toujours un risque d'accident et de crash d'avion avec la dispersion ultérieure de matières radioactives. Cependant, il est possible qu'il existe des moyens d'empêcher la propagation de matières radioactives lorsque le transporteur tombe. Oui, et nous avons déjà un réacteur volant dans un missile de croisière, le pétrel.
Sur la base de ce qui précède, on peut supposer que la probabilité de mise en œuvre du Peresvet BLK en version 3 basée sur un laser à pompage nucléaire peut être estimée comme élevée
On ne sait pas si le laser installé est pulsé ou continu. Dans le second cas, le temps de fonctionnement continu du laser et les pauses qu'il faut effectuer entre les modes de fonctionnement sont discutables. Espérons que le Peresvet BLK dispose d'un réacteur laser continu, dont la durée de fonctionnement n'est limitée que par l'alimentation en réfrigérant, ou non limitée si le refroidissement est assuré d'une autre manière.
Dans ce cas, la puissance optique de sortie du Peresvet BLK peut être estimée entre 1 et 3 MW avec la perspective d'augmenter jusqu'à 5-10 MW. Il est difficilement possible de toucher une ogive nucléaire même avec un tel laser, mais un avion, y compris un véhicule aérien sans pilote, ou un missile de croisière est tout à fait. Il est également possible d'assurer la défaite de presque tous les engins spatiaux non protégés en orbite basse, et éventuellement d'endommager les éléments sensibles des engins spatiaux en orbite plus élevée.
Ainsi, la première cible du Peresvet BLK pourrait être les éléments optiques sensibles des satellites américains d'alerte aux attaques de missiles, qui peuvent servir d'élément de défense antimissile en cas de frappe américaine de désarmement surprise.
conclusions
Comme nous l'avons dit au début de l'article, il existe un assez grand nombre de façons d'obtenir un rayonnement laser. En plus de ceux discutés ci-dessus, il existe d'autres types de lasers qui peuvent être utilisés efficacement dans les affaires militaires, par exemple, un laser à électrons libres, dans lequel il est possible de faire varier la longueur d'onde sur une large plage jusqu'aux rayons X mous. rayonnement et qui a juste besoin de beaucoup d'énergie électrique produite par un réacteur nucléaire de petite taille. Un tel laser est activement développé dans l'intérêt de l'US Navy. Cependant, l'utilisation d'un laser à électrons libres dans le Peresvet BLK est peu probable, car à l'heure actuelle il n'y a pratiquement aucune information sur le développement de lasers de ce type en Russie, hormis la participation en Russie au programme de l'European X-ray laser à électrons libres.
Il faut comprendre que l'évaluation de la probabilité d'utiliser telle ou telle solution dans le Peresvet BLK est donnée plutôt de manière conditionnelle: la présence de seules informations indirectes obtenues à partir de sources ouvertes ne permet pas de formuler des conclusions avec un haut degré de fiabilité.
