|
|
|
Главная Новости Гостевая Комментарий Ссылки Дневник English Deutsch Français El español |
|
Статья из книги Б.И. Радионова и Н.Н. Новичкова Крылатые ракеты в морском бою.
……В поисках средств для достижения военно-технического превосходства над Советским Союзом в Соединенных Штатах Америки с 1983 г. развернуты работы по программе так называемой «стратегической оборонной инициативы» (СОИ), предусматривающей создание эшелонированной системы противоракетной обороны с элементами космического базирования. В рамках СОИ американские специалисты ведут исследования принципиально новых боевых средств, и в частности лазерного, пучкового и кинетического оружия, которое, по мнению западных экспертов, способно уже в ближайшем будущем произвести подлинную революцию в способах и формах вооруженной борьбы на море. Лазерные пучки способны эффективно разрушать различные типы целей в результате теплового или ударного воздействия. Атмосфера прозрачна для лазеров, работающих в видимом или оптическом диапазоне волн (0,3—1,0 мкм). Поражающее действие мощного лазерного излучения, энергия которого переносится практически с максимально возможной в природе скоростью света (300000 км/с), проявляется, прежде всего, в мгновенном повышении температуры облучаемой поверхности, что может привести к локальному перегреву, воспламенению или другому термомеханическому разрушению. При возрастании плотности энергии в лазерном пучке до 1,0 кДж/см2 можно прожечь корпус самолета или ракеты из алюминиевого сплава, вызвать прежде-временный подрыв заряда взрывчатого вещества, вывести из строя бортовую аппаратуру цели. Для магниевых сплавов потребуется почти такая же плотность энергии, а для титана в полтора раза большая. Поглощение лазерного излучения происходит на сравнительно малой глубине вещества. В США прошли испытания по применению лазерного оружия против дозвуковых воздушных мишеней BQM-34А. Высокоэнергетический газодинамический лазер на двуокиси углерода, установленный на борту самолета-лаборатории NKC-135, работал в ИК-области спектра на длине волны 10,6 мкм. Воздушные мишени BQM-34А имитировали атаку надводного корабля крылатой ракетой, летящей по настильной траектории вблизи водной поверхности. В ходе испытаний одна мишень была полностью разрушена, две другие повреждены. Были продемонстрированы возможности точного целеуказания и наведения лазера на цель, а также достаточно точного удерживания лазерного пучка на выбранных участках мишени. Зарубежные военные специалисты считают, что лазерным излучением можно поражать пкр, корабельные оптико-электронные средства наблюдения, разведки и наведения оружия, а также другие цели. Определенную опасность лазерное оружие представляет и для органов зрения человека, поскольку воздействие на глаза излучения с плотностью потока энергии более 1,0 Дж/см2 приводит к полной потере зрения. В случае применения лазерного оружия на морских ТВД будет происходить значительное поглощение энергии пучка за счет влияния атмосферы. К тому же нередко проявляются такие нелинейные эффекты, как расфокусировка пучка за счет перегрева воздуха на трассе его прохождения и электрический пробой атмосферы, что обусловливает ужесточение требований к величине выходной мощности лазера и частоте повторения импульсов. Энергетические возможности лазеров, условия распространения лазерного излучения в атмосфере, дальнейшее развитие систем управления лазерным пучком, наведения и целеуказания будут играть важную роль в определении места нового оружия в ближайшем будущем. По мнению специалистов в области морских вооружений, лазер можно с успехом применять для борьбы с высокоскоростными низколетящими маневрирующими воздушными целями, и в первую очередь с ракетами. Обычные средства ПВО требуют учета времени полета ракеты или самолета на перехват цели и расчета координат упреждения. В случае применения лазерного оружия необходимость в этом отпадает, поскольку цель не имеет времени на выполнение маневров уклонения. Для перенацеливания пучка требуются доли секунды. Порог теплового поражения воздушной цели лазерным оружием можно существенно повысить, если покрыть поверхность корпуса слоем вещества с достаточно низкой теплопроводностью (например, абляционным материалом). Падающая на ракету энергия будет поглощаться в тонком слое покрытия, разогревать и уносить его, оставляя основную поверхность не нагретой. Слон абляционного покрытия, например, может сохранять свои теплозащитные свойства под воздействием потока лазерного излучения почти в течение минуты.
На Западе считают, что уязвимость ракет от лазерного оружия можно уменьшить путем сглаживания поверхности корпуса, однако ни для одного реального летательного аппарата полное устранение шероховатости невозможно. Небольшие поверхностные неровности типа вмятин, царапин и мест соединения металлических панелей могут послужить начальными точками процесса разрушения при воздействии лазерного пучка, хотя при других условиях эти неровности не вызовут ослабления прочности конструкции. Любые неровности обычно являются уязвимым местом, поскольку способствуют концентрации мощности оптического излучения и ослаблению структурной решетки металлов. Даже небольшое загрязнение поверхности может быть опасно, так как повышает коэффициент поглощения энергии лазерного пучка. Одним из способов преодоления этой проблемы считается полировка поверхности, другая возможность связана с нанесением покрытий с высокими характеристиками отражения. Установлено, что специальные покрытия могут увеличить отражательную способность металлов до 99,1%, хотя в теоретических расчетах эта величина принимается равной 99,8%. Однако это не означает, что такие покрытия обеспечивают неуязвимость крылатых ракет при атаке лазерным оружием. Покрытие может загрязниться, но даже без учета этого фактора оно все же поглощает некоторую часть падающей энергии. Достаточно мощный лазер способен нагреть поверхность цели до таких температур, при которых начнется поглощение более значительного количества энергии. В США надеются найти способ «остановить» пучок на пути к цели. В определенной степени это может происходить естественным путем, когда лазерный пучок нагревает поверхность настолько, что начинается испарение металла. Некоторая часть паров металла остается над поверхностью, поглощает падающую энергию и образует плазму, которая тоже поглощает энергию лазерного пучка. При достаточно высокой поверхностной плотности излучения эта плазма образует волну, движущуюся навстречу падающему пучку до точки, где мощность лазера уже недостаточна для поддержания ее дальнейшего продвижения. Данное явление может предотвращать проникновение энергии лазерного оружия к поверхности цели, вызывая ее резкое падение при увеличении выходной мощности лазера. Рассмотренный механизм воздействия плазмы может использоваться в средствах противодействия противоракетному лазерному оружию, обеспечивая создание у цели защитного слоя горячей плазмы. Военные специалисты Запада исследуют специальные покрытия, которые при облучении лазерным пучком могли бы испаряться с образованием такого защитного слоя. Однако реализация этого способа защиты усложняется тем, что образование плазмы зависит от взаимодействия с окружающей атмосферой, на которое большое влияние оказывает скоростной напор. Определенное влияние на распространение лазерного пучка в атмосфере, возможно, будут оказывать метеоусловия, хотя предполагается, что интенсивные пучки высокоэнергетических лазеров будут проходить сквозь дым, туман, дождь. За рубежом проводятся испытания различных методов создания канала в атмосфере с помощью лазеров. В настоящее время эффективность этих методов для повышения характеристик лазерного оружия точно не установлена. Нагрев, необходимый для образования канала в тумане, возможно, окажет влияние на расширение лазерного пучка или вызовет слишком сильную турбулентность, влияние которой нельзя будет скорректировать оптическими средствами. При действии по быстродвижущейся цели, вероятно, потребуется создание новых каналов для каждого импульса лазера или очистка значительного воздушного пространства между лазером и целью. Проблемы могут возникнуть и в том случае, если в процессе образования канала в воздухе появятся материалы, поглощающие лазерное излучение (например, остатки дыма или продукты ионизации от лазерного излучения). В то же время организация расчистки атмосферы для прохождения лазерного пучка может оказаться неэффективной, если система управления лазерным оружием не сможет опознать цель в сложных метеоусловиях. При организации противодействия лазерному оружию с нанесением по нему ответного удара необходимо подтверждение действия оружия именно такого типа и определение его местоположения. Уже созданы устройства, определяющие облучение цели лазером и направление распространения лазерного пучка. Однако они будут иметь ограниченную эффективность в том случае, если лазер сможет мгновенно уничтожить цель одним импульсом. Для защиты бортовых датчиков от атаки лазерным оружием могут использоваться материалы, меняющие свою прозрачность и отражающую способность, а также устройства отклонения пучка атакующего лазера. Несмотря на возможность применения различных средств и способов противодействия лазерному оружию со стороны условного противника, американские специалисты полагают, что само его появление внесет качественный скачок в способы вооруженной борьбы на море. В настоящее время в США начаты поиски путей создания мощного пучкового оружия дальнего действия, характеризуемого почти мгновенным переносом энергии и глубоким ее проникновением в цель. Идея его разработки была признана реальной еще в то время, когда были созданы первые мощные ускорители элементарных частиц, и стало известно, что мощный пучок этих частиц может нести потенциальное количество энергии, достаточное для нанесения объемного механического повреждения твердым предметам. Кроме того, пучки частиц вызывают радиационные повреждения, на которые реагируют элементы полупроводниковой радиоэлектроники. В формировании пучка могут использоваться такие элементарные частицы, как электроны, протоны и нейтроны. При большом их числе выделяемая за короткое время энергия теоретически достигает величины, достаточной для поражения цели. Простой линейный ускоритель, который может быть использован для создания пучкового оружия, состоит из трех основных частей: источника частиц, устройства для ввода их в ускоритель и ряда устройств собственно ускорителя. При встрече частиц пучка с целью большая их часть проникает внутрь вещества и проходит через него или поглощается им. При этом каждая частица теряет свою энергию, передавая ее электронам вещества. Поскольку происходит серия упругих соударений частиц с электронами, направления движения частиц сохраняются, а энергия, потерянная ими, преобразуется в тепло. Поэтому в месте соприкосновения пучка с целью температура резко возрастает. В результате материал, на который падает пучок, плавится или разрушается вследствие температурных напряжений (рис. 31).
Рис. 31. Схема воздействия корабельного пучкового оружия на атакующую ракету: а — прямое воздействие: / — тепловое воздействие на конструкцию и инициирование ВВ; //—электростатическое инициирование ВВ; ///—вывод из строя бортовой электронной аппаратуры: б—косвенное воздействие повреждение бортовой электронной аппаратуры
На дальности 1 км для полного поражения ПКР требуется, чтобы импульсы пучка излучения имели энергию 0,7—10 МДж. На дальности 2 км электростатическое инициирование взрывчатого вещества боевой части ракеты обеспечивается при энергии импульса около 0,1 МДж, на дальности 3 км от корабля может быть повреждена электронная аппаратура ракеты при энергии импульса около 0,01 МДж. Повреждение электронной аппаратуры пкр происходит на дальностях 5—7 км от суммарного воздействия электромагнитных импульсов и доз радиации даже тогда, когда пучок не прямо наведен на цель. В то время, как обычная ракета сближается с кораблем со скоростью, соизмеримой с числом М, разрушительная энергия пучка частиц перемещается в пространстве почти со скоростью света. Именно это свойство и привлекает внимание западных специалистов, видящих в пучковом оружии идеальное средство для борьбы со скоростными целями. Американские специалисты считают технически возможным создание корабельного пучкового оружия для перехвата крылатых ракет в зоне самообороны. Предполагается, что даже в том случае, если захват дозвуковой ракеты с помощью РЛС обнаружения произойдет на дальности 1 км от корабля, когда до его уничтожения останется 4 с, корабельное пучковое оружие сможет захватить и сбить приближающуюся ракету (рис. 32). Импульсный пучок электронов с энергией1 ГэВ, силой тока в импульсе 5000 А и продолжительностью импульса 0,1 мкс может в принципе создать канал с разреженным воздухом в атмосфере. Через этот канал последующие импульсы могли бы распространяться с небольшим рассеянием заряженных частиц и с минимальными потерями энергии. Однако, как считают американские специалисты, на многие вопросы относительно свойств распространения пучков заряженных частиц в атмосфере можно ответить, располагая только экспериментальными данными. Энергия, теряемая частицами, будет нагревать воздуха непосредственной близости от пучка. Одновременно вокруг него за счет ионизации будет создаваться большое число положительно заряженных атомов и свободных электронов. Образовавшиеся положительные заряды должны уменьшать электрическое поле частиц в пучке. В то же время самоиндуцируемое магнитное поле (генерируемое потоком электронов) должно преодолевать силы расталкивания частиц, которые обычно рассеивают заряженный пучок в вакууме. Этот эффект должен обеспечить сохранение пучка электронов, удерживаемого устойчивым каналом. Но, как отмечается в иностранной печати, эксперименты показали, что длинные пучки под влиянием указанных причин испытывают магнитодинамические неустойчивости: они запутываются и складываются кольцом, как резиновый шланг. Более того, эти неустойчивости имеют тенденцию к разрастанию до полного разрушения пучка. Выход из положения специалисты видят в том, чтобы пробить в атмосфере канал с разреженным воздухом, через который пучок мог бы распространяться с небольшим рассеянием частиц и с минимальными потерями энергии. Для этой цели, т. е. для «прожигания» канала, предлагается использовать мощное импульсное излучение тех же частиц.
Рис. 32. Схема применения пучкового оружия для отражения атаки низколетящих ПКР: 1 — луч РЛС обнаружения; 2 — пучок заряженных частиц; 3 — атмосферный канал с разреженным воздухом; 4 — повторный пучок заряженных частиц
При распространении электронов с энергией 1,0 ГэВ в таком разреженном канале, по расчетам, может теряться не более 20% их первоначальной энергии, а радиус пучка должен увеличиваться втрое после перемещения на 1 км. Для «прожигания» канала считается также реальным использовать высокоэнергетические лазеры. Американская фирма «Сандиа» продемонстрировала возможность эффективного удержания и прямолинейного распространения пучка электронов в цилиндрическом ионизированном канале, создаваемом ультрафиолетовым лазером. Испытания проводились в камере длиной 1,5 м, наполненной разреженным азотом с небольшой примесью легко ионизирующегося органического газа (диэтиланилина). Сначала луч лазера создал канал ионизированного газа, а через 10~9 с в этот канал был введен пучок электронов с энергией 1,5 МэВ из электронного ускорителя. Диаметр пучка изменялся в пределах 0,3—6,0 см. Американские специалисты считают возможным создание тактического 'пучкового оружия на основе потока заряженных частиц в сочетании с лазерным излучением. При этом лазерный пучок будет создавать в атмосфере канал для потока заряженных частиц, наводимого на 1 цель. Трудность создания пучкового оружия западные специалисты связывают с необходимостью разработки для него очень точной системы наведения, которая должна обеспечить угловую ошибку менее одного микрорадиана (рис. 33, 34). Для наведения пучка заряженных частиц возможно применение той же техники, что и для наведения высокоэнергетических лазеров. Поскольку пучки частиц высокой энергии могут обладать объемным характером поражения, то такое воздействие принято характеризовать количеством энергии, поглощенной в единице массы вещества. Типичный уровень поражающего воздействия пучка — мегарад, равный поглощению 10 Дж энергии в грамме вещества. По оценкам иностранных военных экспертов, для выведения из строя электронной аппаратуры ракеты пучковым оружием необходимо воздействие дозы 0,01—1,0 Дж/г, для разрушения электронной аппаратуры—10 Дж/г, для подрыва боевой части и остатков топлива -200 Дж/г, для расплавления корпуса из алюминиевого сплава — 1000 Дж/г. Однако, полагают западные эксперты, системе ПВО с пучковым оружием можно противодействовать. Для дезориентации корабельных РЛС можно первоначально создать на определенной дальности от цели облако пассивных помех с помощью дипольных отражателей. Для полной дезориентации корабельной системы ПВО необходимо осуществить запуск специальных ракет — постановщиков дымовой завесы и ложных целей. Дипольные отражатели создадут дополнительный эффект для разрыва импульсного излучения электронов.
Рис. 33. Зависимость точности наведения пучка оружия направленной энергии (а) ,от дальности до ракеты (Др) при ее поражении одним импульсом с вероятностью Р=0,865: / — диаметр ракеты 1,0 м: II — диаметр ракеты 0,4 м
Рис. 34. Зависимость угловых размеров ракеты (р) от дальности до нее (Др): / — диаметр ракеты 1 м; //—диаметр ракеты 0,4 мва—200 Дж/г,
Рис. 35. Схема противодействия корабельному пучковому оружию:
1 — облако дипольных отражателей; 2 — дымовая завеса; 3 — ложные цели; 4 —подрыв фугасного заряда.
Для воздействия на разреженный канал, обеспечивающий распространение пучка электронов, может быть запущена специальная ракета с небольшим фугасным зарядом, после подрыва, которого канал резко изгибается и пучок полностью разрушается (рис. 35). Новые средства борьбы с крылатыми ракетами, основанные на использовании энергии лазерного излучения и пучков элементарных частиц, привлекают к себе внимание наиболее воинственных кругов империалистических держав, видящих в их создании и внедрении одно из направлений достижения военно-технического превосходства над Советским Союзом и странами Варшавского Договора.
|
|
создана 14 декабря 2004 года / 7 октября 2006 года обновление |
