Буга чейин биз лазердик технологиялар кандай өнүгүп жатканын, аба күчтөрүнүн, кургактагы күчтөрдүн жана абадан коргонуунун жана флоттун кызыкчылыгында кандай лазердик куралдарды жасоого болорун карап чыктык.
Эми биз андан коргонууга болобу же жокпу түшүнүшүбүз керек. Көбүнчө ракетаны күзгү каптоо менен жабуу же снарядды жылтыратуу жетиштүү деп айтылат, бирок, тилекке каршы, баары анчалык жөнөкөй эмес.
Кадимки алюминий менен капталган күзгү радиациянын 95% ын чагылдырат жана анын эффективдүүлүгү толкун узундугуна абдан көз каранды.
Графикте көрсөтүлгөн бардык материалдардын ичинен алюминий эң жогорку чагылууга ээ, бул эч качан отко чыдамдуу материал эмес. Эгерде, аз кубаттуулуктагы нурланууга дуушар болгондо, күзгү бир аз ысып кетсе, анда күчтүү радиация тийгенде, күзгү каптоочу материал тез эле жараксыз болуп калат, бул анын чагылуу касиеттеринин начарлашына жана кар көчкүдөй жылытууга алып келет. кыйратуу
Толкун узундугу 200 нмден аз болгондо күзгүлөрдүн эффективдүүлүгү кескин төмөндөйт; ультрафиолет же рентген нуруна каршы (эркин электрон лазер) мындай коргоо такыр иштебейт.
100% чагылтуучу эксперименталдык жасалма материалдар бар, бирок алар белгилүү бир толкун узундугу үчүн гана иштейт. Ошондой эле, күзгүлөрдү чагылтуусун 99,999%га чейин жогорулатуучу атайын көп катмарлуу жабуулар менен жабууга болот. Бирок бул ыкма бир гана толкун узундугу үчүн иштейт жана белгилүү бир бурчта болот.
Куралдын иштөө шарттары лабораториялык шарттардан алыс экенин унутпаңыз, б.а. күзгү ракетаны же снарядды инерттик газ толтурулган идиште сактоо керек. Кичинекей туман же тактар, мисалы, кол издеринен күзгүнүн чагылуу жөндөмдүүлүгү дароо бузулат.
Контейнерден чыгуу күзгүнүн бетин дароо айлана -чөйрөгө - атмосферага жана жылуулукка алып чыгат. Эгерде күзгүнүн бети коргоочу пленка менен жабылбаса, анда бул анын чагылтуучу касиеттеринин дароо бузулушуна алып келет, эгерде коргоочу каптоо менен капталган болсо, анда ал өзү бетинин чагылтуучу касиеттерин начарлатат.
Жогоруда айтылгандарды жыйынтыктап жатып, күзгү коргоо лазердик куралдардан коргоо үчүн анча ылайыктуу эмес экенин белгилейбиз. Анан эмне туура келет?
Кандайдыр бир деңгээлде, учактын айлануу кыймылын камсыздоо аркылуу лазер нурунун жылуулук энергиясын дененин үстүнө "жабуу" ыкмасы (AC) жардам берет. Бирок бул ыкма ок -дарыларга жана чектелген өлчөмдө учкучсуз учуучу аппараттарга гана ылайыктуу, анча чоң эмес деңгээлде лазердин корпустун алдына нурлануусу натыйжалуу болот.
Корголуучу объекттердин кээ бир түрлөрүндө, мисалы, планердик бомбаларда, круиздик ракеталарда (CR) же танкка каршы башкарылуучу ракеталарда (ATGM) жогорудан учуп баратканда бутага кол салуу, бул ыкманы да колдонууга болбойт. Көбүнчө минометтуу миналар айланбайт. Бардык айланбай турган учактар жөнүндө маалыматтарды чогултуу кыйын, бирок мен алардын көп экенине ишенем.
Кандай болбосун, учактын айлануусу лазердик нурлануунун бутага тийгизген таасирин бир аз гана азайтат, анткениденеге күчтүү лазердик нурлануу аркылуу берилген жылуулук ички түзүлүштөргө жана андан ары учактын бардык компоненттерине өткөрүлүп берилет.
Лазердик куралга каршы чара катары түтүндөрдү жана аэрозолдорду колдонуу да чектелген. Сериянын макалаларында айтылгандай, лазерлерди жердеги бронетранспортерлорго же кемелерге каршы колдонуу байкоочу жабдууларга каршы колдонулганда гана мүмкүн болот, анын коргоосуна биз кийинчерээк кайтып келебиз. Жакынкы келечекте жөө аскерлердин / танктын же жер үстүндөгү кеменин корпусун лазер нуру менен өрттөө реалдуу эмес.
Албетте, учактан түтүн же аэрозолдук коргоону колдонуу мүмкүн эмес. Учактын жогорку ылдамдыгынан улам, түтүн же аэрозоль дайыма келе жаткан абанын басымы менен кайра үйлөнөт, вертолеттордо алар винттен аба агымы менен учуп кетет.
Ошентип, чачыраган түтүн жана аэрозоль түрүндөгү лазердик куралдан коргоо жеңил брондолгон унааларда гана талап кылынышы мүмкүн. Башка жагынан алганда, танктар жана башка брондолгон унаалар көбүнчө душмандын курал тутумдарын кармоо үчүн түтүн экрандарын орнотуу үчүн стандарттуу системалар менен жабдылган жана бул учурда тиешелүү толтургучтарды иштеп чыгууда лазердик куралга каршы туруу үчүн да колдонулушу мүмкүн..
Оптикалык жана жылуулук иштетүүчү чалгындоо жабдууларын коргоого кайтып келсек, белгилүү бир толкун узундугундагы лазердик нурлануунун өтүшүнө тоскоол болгон оптикалык чыпкаларды орнотуу аз кубаттуу лазердик куралдардан коргонуу үчүн алгачкы этапта гана ылайыктуу болот деп божомолдоого болот. төмөнкү себептерден улам:
- кызматта ар кандай толкун узундугунда иштеген ар кандай өндүрүүчүлөрдүн лазерлеринин чоң спектри болот;
- күчтүү нурланууга дуушар болгондо, белгилүү бир толкун узундугун сиңирүү же чагылдыруу үчүн иштелип чыккан чыпкасы иштебей калышы мүмкүн, бул лазердик нурлануунун сезимтал элементтерге тийүүсүнө, же оптиканын өзүнөн -өзү иштебей калышына алып келет (булут, сүрөттүн бузулушу);
- кээ бир лазерлер, тактап айтканда, бекер электрон лазери, иштөө толкунунун узундугун кеңири диапазондо өзгөртө алат.
Оптикалык жана жылуулук иштетүүчү чалгындоо жабдууларын коргоо жер үстүндөгү жабдуулар, кемелер жана авиациялык жабдуулар үчүн, жогорку ылдамдыктагы коргоочу экрандарды орнотуу аркылуу ишке ашырылышы мүмкүн. Эгерде лазердик нурлануу аныкталса, коргоочу экран линзаларды секундада жабышы керек, бирок бул сезгич элементтердин бузулушуна кепилдик бербейт. Мүмкүн, убакыттын өтүшү менен лазердик куралды кеңири колдонуу оптикалык диапазондо иштеп жаткан чалгындоо активдерин жок дегенде кайталоону талап кылат.
Эгерде чоң ташуучуларда коргоочу экрандарды жана оптикалык жана жылуулук иштетүүчү чалгындоо каражаттарын кайталоо каражаттары орнотулушу мүмкүн болсо, анда жогорку тактыктагы куралдарда, өзгөчө компакт куралдарда, муну жасоо алда канча кыйын. Биринчиден, коргоонун салмагы жана өлчөмү боюнча талаптар кыйла күчөтүлгөн, экинчиден, жабык жапкыч менен да жогорку кубаттуу лазердик нурлануунун таасири оптикалык системанын компоненттеринин тыгыз жайгашуусунан улам ысып кетишине алып келиши мүмкүн, бул жарым-жартылай алып келет. же анын ишин толук бузуу.
Лазердик куралдан жабдууларды жана куралдарды эффективдүү коргоо үчүн кандай ыкмаларды колдонсо болот? Негизги эки жол бар - абляциялык коргоо жана конструктивдүү жылуулоочу коргоо.
Абляциядан коргоо (лат. Ablatio - массаны алып кетүү, ташуу) - корголуучу объекттин үстүнөн ысык газдын агымы менен бир затты алып салууга жана / же чек ара катмарын реструктуризациялоого негизделген, алар биригип олуттуу түрдө корголгон бетине жылуулук берүүнү азайтат. Башкача айтканда, келген энергия коргоочу материалдын жылытылышына, ээришине жана бууланышына жумшалат.
Учурда абляциялык коргоо космостук аппараттардын (СК) түшүү модулдарында жана реактивдүү кыймылдаткычтын шүмүктөрүндө активдүү колдонулат. Көбүнчө көмүртек (анын ичинде графит), кремний диоксиди (кремний, кварц) жана нейлон камтыган фенолго, кремнийге жана башка синтетикалык чайырларга негизделген көмөкчү пластмассалар колдонулат.
Абляциядан коргоо бир жолку, оор жана көлөмдүү, ошондуктан аны кайра колдонулуучу учакта колдонуунун мааниси жок (бардык пилотсуз жана учкучсуз учактардын көбүн окуңуз). Анын бир гана колдонмосу жетектелген жана башкарылбаган снаряддарда. Ал эми бул жерде негизги суроо - кубаттуулугу лазерди коргоо канчалык калың болушу керек, мисалы, 100 кВт, 300 кВт ж.б.
Аполлон космос кемесинде бир нече жүздөн бир нече миң градуска чейинки температура үчүн коргоонун калыңдыгы 8ден 44 ммге чейин. Бул диапазондун бир жеринде, согуштук лазерлерден абляциялык коргоонун керектүү калыңдыгы да жатат. Бул анын салмагына жана өлчөмүнө мүнөздөмөлөргө, демек, ок атуунун диапазонуна, маневрлүүлүгүнө, согуштук баштын салмагына жана башка параметрлерине кандай таасир этерин элестетүү оңой. Абляциялык термикалык коргоо, ошондой эле учуруу жана маневр жасоодо ашыкча жүктөөлөргө туруштук бериши керек, ок -дарыларды сактоо шарттарынын нормаларына ылайык келиши керек.
Жетекчиликсиз ок -дарылар күмөн жаратат, анткени лазердик нурлануудан абляциялык коргоонун бирдей эмес бузулушу тышкы баллистиканы өзгөртө алат, анын натыйжасында ок -дарылар бутадан четтеп кетет. Эгерде абляциялык коргоо бир жерде колдонулган болсо, мисалы, гиперсониялык ок -дарыларда, анда анын калыңдыгын жогорулатууга туура келет.
Коргоонун дагы бир ыкмасы - структуралык каптоо же коргоону отко чыдамдуу материалдардын бир нече коргоочу катмары менен тышкы таасирлерге туруктуу.
Эгерде биз космостук аппараттарга окшоштура турган болсок, анда кайра колдонулуучу "Буран" космос кемесинин жылуулук коргоосун карап көрсөк болот. Беттин температурасы 371 - 1260 градус Цельсий болгон аймактарда 99.7% аморфтуу кварц буласынан турган каптоо колдонулат, ага байланыштыруучу, коллоиддүү кремний диоксиди кошулган. Жабуу калыңдыгы 5тен 64 ммге чейинки эки стандарттуу өлчөмдөгү плиткалар түрүндө жасалган.
Плиткалардын сырткы бетине атайын пигменти бар кремний кычкылына жана жалтыратылган глиноземго ээ болгон боросиликат айнектери түшүрүлөт, булар күн нурунун төмөн жутуу коэффициентин жана жогорку эмиссияны алуу үчүн. Абляциядан коргоочу унаа температурасы 1260 градустан ашкан мурундун конусунда жана канатынын учтарында колдонулган.
Узак иштөө менен плиткалардын нымдуулуктан корголушу бузулушу мүмкүн экенин эстен чыгарбоо керек, бул анын касиеттеринин жылуулук коргоосунун жоголушуна алып келет, ошондуктан аны кайра колдонулуучу учакта лазерге каршы коргоо катары түздөн-түз колдонууга болбойт.
Учурда учактарды 3000 градуска чейинки температурадан коргоону камсыз кылган, бетинин минималдуу эскириши менен келечектүү абляциялык термикалык коргоо иштелип чыгууда.
Манчестер университетинин (Улуу Британия) жана Борбордук Түштүк Университетинин (Кытай) Ройс Институтунун окумуштуулар тобу структуралык өзгөрүүсүз 3000 ° Сге чейинки температурага туруштук бере ала турган жакшыртылган мүнөздөмөлөргө ээ болгон жаңы материалды иштеп чыгышты. Бул керамикалык каптоо Zr0.8Ti0.2C0.74B0.26, ал көмүртек-көмүртек курама матрицасына коюлган. Өзүнүн мүнөздөмөсү боюнча жаңы жабуу эң жогорку температурадагы керамикадан алда канча жогору турат.
Ысыкка чыдамдуу керамиканын химиялык түзүлүшү коргонуу механизми катары иштейт. 2000 ° C температурада Zr0.8Ti0.2C0.74B0.26 жана SiC материалдары кычкылданат жана Zr0.80T0.20O2, B2O3 жана SiO2ге айланат. Zr0.80Ti0.20O2 жарым-жартылай эрип, салыштырмалуу тыгыз катмарды пайда кылат, ал эми аз эриген оксиддер SiO2 жана B2O3 бууланат. 2500 ° C жогорку температурада Zr0.80Ti0.20O2 кристаллдары чоң түзүлүштөргө биригет.3000 ° С температурада негизинен Zr0.80Ti0.20O2, цирконий титанаты жана SiO2ден турган дээрлик таптакыр тыгыз тышкы катмар пайда болот.
Дүйнө лазердик нурлануудан коргоо үчүн атайын жабууларды иштеп чыгууда.
Артка 2014 -жылы, Кытайдын Элдик боштондук армиясынын өкүлү америкалык лазерлер атайын коргоочу катмар менен капталган кытайлык аскердик жабдууларга өзгөчө коркунуч туудурбайт деп айткан. Бул жабуунун кандай күчтү коргогону, кандай жоондугу жана массасы бар экендиги тууралуу гана суроолор калууда.
Стандарттын жана технологиянын улуттук институтунун жана Канзас университетинин америкалык изилдөөчүлөрү тарабынан иштелип чыккан каптоо - лазер жарыгын эффективдүү сиңирүүгө жөндөмдүү көмүр нанотүтүктөрү менен атайын керамиканын аралашмасына негизделген аэрозоль курамы эң чоң кызыгууну жаратат. Жаңы материалдын нанотрубалары бир калыпта жарыкты сиңирип, жылуулукту жакынкы аймактарга өткөрүп, лазер нуру менен байланышта болгон температураны төмөндөтөт. Керамикалык жогорку температуралуу муундар коргоочу каптоону жогорку механикалык күч жана жогорку температуранын бузулушуна каршылык менен камсыз кылат.
Сыноо учурунда жездин бетине жука материал катмарын сүйкөп, кургаткандан кийин, материалдын бетине узун толкундуу инфракызыл лазердин нуру, металлды жана башка катуу материалдарды кесүү үчүн колдонулган лазер багытталган.
Чогултулган маалыматтарды талдоо көрсөткөндөй, каптоо лазер нурунун энергиясынын 97,5 пайызын ийгиликтүү сиңирип алган жана 15 чарчы сантиметр бетине 15 кВт энергия деңгээлине туруштук берген.
Бул жабууда суроо туулат: тесттерде жез бетине коргоочу каптоо колдонулат, ал лазердик иштетүү үчүн эң оор материалдардын бири болуп саналат, анткени анын жылуулук өткөрүмдүүлүгү жогору болгондуктан, мындай коргоочу каптоо кандайча экени белгисиз. башка материалдар менен мамиле кылат. Ошондой эле, анын максималдуу температурага каршылыгы, вибрацияга жана сокку жүктөрүнө каршылыгы, атмосфералык шарттардын жана ультрафиолет нурлануусунун (күндүн) таасири жөнүндө суроолор пайда болот. Нурлануу жүргүзүлгөн убакыт көрсөтүлгөн эмес.
Дагы бир кызыктуу жагдай: эгерде учак кыймылдаткычтары да жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүккө ээ зат менен капталган болсо, анда бүт денеси бир калыпта жылытылат, бул учакты жылуулук спектринде максималдуу түрдө ачат.
Кандай болбосун, жогоруда аталган аэрозолдон коргоонун мүнөздөмөсү корголуучу объектинин чоңдугуна түз пропорционалдуу болот. Корголуучу объект жана камтуу аймагы канчалык чоң болсо, ошончолук көп энергия чачырап, аба агымы менен жылуулук нурлануусу жана муздатуу түрүндө берилиши мүмкүн. Корголгон объект канчалык кичине болсо, коргоо ошончолук калың болот. кичинекей аймак жетиштүү жылуулуктун алынышына жол бербейт жана ички структуралык элементтер өтө ысып кетет.
Лазердик нурлануудан коргоону колдонуу, кандай гана абляциялык же конструктивдүү жылуулук изоляциялоо болбосун, башкарылуучу ок-дарылардын көлөмүнүн кыскаруу тенденциясын артка кайтарып, башкарылуучу жана башкарылбаган ок-дарыларды эффективдүүлүгүн кыйла төмөндөтүшү мүмкүн.
Бардык подшипник беттери жана башкаруу элементтери - канаттары, стабилизаторлору, рульдары - отко чыдамдуу материалдардан иштетилиши кыйын жана кымбат болушу керек.
Радар аныктоочу жабдууларды коргоо боюнча өзүнчө суроо туулат. Эксперименталдык "БОР-5" космос кемесинде радио тунук жылуулук калканы сыналган-кремнезем толтургуч менен стекловолокно, бирок мен анын жылуулук коргоосун жана салмагына жана өлчөмүнө мүнөздөмөсүн таба алган жокмун.
Радиотолкундардын өтүшүнө тоскоол болгон жылуулук радиациясынан коргонуу менен болсо да, жогорку температуралуу плазмалык форма радардык чалгындоо жабдууларынын радомунан күчтүү лазердик нурлануунун натыйжасында пайда боло алабы же жокпу азырынча белгисиз. бута жоготулушу мүмкүн.
Корпусту коргоо үчүн бир нече коргоочу катмарлардын айкалышын колдонууга болот-ичинен жылуулукка чыдамдуу-аз жылуулук өткөргүч жана сырттан чагылтуучу-ысыкка чыдамдуу-өтө жылуулук өткөргүч. Ошондой эле, жашыруун материалдар лазердик нурланууга туруштук бере албаган лазердик нурлануудан коргоонун үстүнө колдонулушу мүмкүн жана учак өзү аман калган учурда лазердик куралдардан болгон зыянды калыбына келтириши керек.
Лазердик куралдарды өркүндөтүү жана кеңири жайылтуу үчүн жетектелген жана жетектелбеген бардык ок-дарыларды, ошондой эле пилотсуз жана учкучсуз учуучу аппараттарды лазерден коргоону камсыздоо талап кылынат деп божомолдоого болот.
Лазерге каршы коргоону киргизүү сөзсүз түрдө башкарылуучу жана башкарылбай турган ок-дарыларды, ошондой эле башкарылуучу жана учкучсуз учуучу аппараттардын баасынын жана салмагынын жана өлчөмдөрүнүн өсүшүнө алып келет.
Жыйынтыктап айтканда, лазердик чабуулга активдүү каршы туруунун иштелип чыккан ыкмаларынын бирин айтсак болот. Калифорнияда жайгашкан Adsys Controls душмандын лазердик көрсөтмөсүн кулатууга тийиш болгон Helios коргонуу системасын иштеп чыгууда.
Душмандын согуш лазерин корголгон түзмөккө багыттаганда, Гелиос анын параметрлерин аныктайт: күчүн, толкун узундугун, импульстун жыштыгын, багытын жана булакка чейинки аралыкты. Гелиос мындан ары душмандын лазердик нурунун максатка багытталышына жол бербейт, болжолдуу түрдө, душмандын бутага алуу системасын чаташтырып жаткан, аз энергиялуу лазердик нурду багыттоо менен. Гелиос системасынын деталдуу мүнөздөмөсү, анын өнүгүү стадиясы жана практикалык көрсөткүчтөрү азырынча белгисиз.
