http://totalitat.livejournal.com/ (![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png)
totalitat.livejournal.com) wrote in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png)
engineering_ru2014-01-25 07:52 pm
totalitat.livejournal.com) wrote in engineering_ru2014-01-25 07:52 pm
Entry tags:
Боевой лазер ВМС США (LaWS)
"Впервые в мире осуществлено оперативное развертывание оружия направленной энергии",- без излишней скромности заявил 15 января контр-адмирал Мэтью Кландер (Matthew Klunder), возглавляющий управление НИОКР ВМС, комментируя планы установки боевой лазерной системы LaWS на десантном корабле-плавбазе USS Ponce. Обсуждение этих планов прошло в рамках ежегодного симпозиума Ассоциации надводных сил флота в Арлингтоне (штат Вирджиния).
Было указано, что в данный момент в Центре надводных боевых действий ВМС в Далгрене происходит сборка очередного варианта системы LaWS. В феврале и марте будут проведены последние наземные испытания данной системы перед её установкой на USS Ponce (LPD-15). Этот корабль типа AFSB(I) (Afloat Forward Staging Base (Interim), постоянно находится в Персидском заливе в составе 5-го флота ВМС США и является представительством Пентагона в данном регионе. Фактически LaWS пройдет флотские испытания в Персидском заливе, первой из подобных систем оружия. По крайней мере, ещё год она будет находиться на борту корабля, после чего должно последовать решение о внедрении LaWS на других кораблях.
Лазерная система LaWS (Laser Weapon System), также обозначается как AN/SEQ-3 (XN-1), является демонстратором технологий и перспективы лазерного оружия в интересах ВМС США. Она создаётся по заказу командования морских систем ВМС США NAVSEA (Naval Sea Systems Command) с 2007 года компанией Raytheon (есть еще данные об участии Kratos Defense & Security Solutions). Курирует программу капитан Дэвид Киэл (David Kiel)
Испытания различных вариантов LaWS проходили с 2009 года. Летом и осенью 2012 года систему установили на эсминец Dewey (DDG-105) типа Arleigh Burke. Данный образец устанавливался под сдвижным защитным куполом на взлётно-посадочной площадке корабля.
Была сбита минимум одна цель-БПЛА.
Перспективная система лазерного оружия построена на основе волоконного твердотельного лазера SSL (Solid State Laser). Основой для его создания послужил успех учёных из Государственного Электронно-оптического центра Пенсильвании (Pennsylvania State Electronic-Optic Center) в 2004-2005 гг., а также Научно-исследовательской лаборатории ВМС (Naval Research Laboratory) в 2006 году, которые в ходе несложных экспериментов доказали техническую возможность создания лазера военного назначения достаточной мощности на основе коммерческих лазеров. Результат экспериментов показал, что несколько таких лазеров возможно объединить в установку на одной платформе.
Таким образом, создание нового боевого лазера значительно удешевлялось, так как в нём применялась технология COTS (Commercial Off The Shelf) - готовая к использованию аппаратура коммерческого применения в военных целях. SSL могут быть использованы в оборонных и аэрокосмических отраслях, в том числе в ряде приложений для дальнометрии и целеуказания.
Прототип установки соединяет световые лучи от шести коммерческих лазеров SSL. Данное устройство строится на основе сборки лазерных диодов высокой плотности. Наиболее распространенными видами использования таких сборок являются освещение и накачка твердотельных лазеров. Здесь излучение диодных лазеров идет на возбуждения лазерного кристалла для генерации света.
Во многих SSL приложениях для работы со сборками лазерных диодов используется импульсный режим - квази-непрерывные волны (QCW). В этом режиме диодные сборки запитываются импульсным током с длительностью импульса порядка времени жизни верхнего состояние усилительной среды лазера. Например, для неодимовых (Nd:YAG) лазеров, как правило, накачка диодов производится импульсом шириной порядка 200 микросекунд.
Такой режим накачки является условием эффективной конструкции лазера, так как большая часть излучения накачки, которая поглощается в лазерном кристалле, может быть извлечена из системы.
Шесть сочлененных коммерческих лазеров, по 5,5 кВт каждый, создают общую мощность в 33 кВт (на схемах перспективный образец мощностью 100 кВт). Как отмечается в отчете Исследовательской службы конгресса США, лучи не связываются в один пучок, а остаются раздельными, но близко расположенными друг к другу. С помощью директорного дальномерного луча они сходятся в одну фокусную точку, расположенную на конкретной части конструкции цели (на видео показано как луч направляется на хвостовое оперение БПЛА-цели).
Такой принцип значительно упрощает устройство боевого лазера. В случае когерентного объединения лучей потребовалась бы система с более сложным устройством оптики и электронных систем управления.
LaWS , как и многие другие SSL лазеры, излучает свет с длиной волны 1,064 мкм, что близко к прозрачности атмосферы но не равно её значению (около 1,045 мкм).
Как утверждают, КПД LaWS - 25%, а это означает, что примерно 400 кВт мощности судна будет достаточно для возможности реальной работы перспективной системы. Из них 100 кВт будет расходоваться на создание лазерного света, а остальные 300 кВт на охлаждение. На испытаниях системы использовался коммерческий генератор Caterpillar, установленный рядом на ВПП эсминца.
ВМС США выпустило ролик, из которого следует, что лазерная установка работает в нескольких режимах:
1. Искусственное повышение температуры цели - "подогрев", для улучшения условий прицеливания оружия с инфракрасной системой наведения.
2. Противодействие оптико-электронным приборам противника, необратимые разрушения оптических приемных устройств.
3. Уничтожение техники противника мощным световым излучением.
Потенциальными целями лазерной пушки LaWS могут служить БПЛА лёгкие катера и лодки. На основе предложенной концепции в перспективе американские военные рассчитывают создать лазер мощностью в несколько сотен киловатт, который, кроме уже указанных целей, будет способен уничтожить НУРС, артиллерийские снарядам и минам, пилотируемые самолеты и некоторым типы управляемых ракет.
С 2006 года вооруженные силы Ирана беспокоят ВМС США в Персидском заливе. Тогда над авианосцем USS Ronald Reagan (CVN-76) впервые пролетел разведывательный БПЛА серии «Абабиль». Как считают представители американского флота, они способны не только передавать информацию, но и наводить противокорабельные ракеты.
В данной статье описана конструкция и история создания последнего прототипа боевого лазера LaWS, который наиболее приближен к окончательному варианту. Во всю линейку данного вида оружия входят следующие опытные образцы:
1. MLD – испытан в июне 2009 года на сухопутном полигоне
2. LaWS на базе ЗАК Mk 15 Phalanx CIWS - испытан в мае 2010 года
3. LaWS Prototype – испытан летом и осенью 2012 года на эсминце Dewey
О них расскажу позже
1.
2.
3.
4.
Было указано, что в данный момент в Центре надводных боевых действий ВМС в Далгрене происходит сборка очередного варианта системы LaWS. В феврале и марте будут проведены последние наземные испытания данной системы перед её установкой на USS Ponce (LPD-15). Этот корабль типа AFSB(I) (Afloat Forward Staging Base (Interim), постоянно находится в Персидском заливе в составе 5-го флота ВМС США и является представительством Пентагона в данном регионе. Фактически LaWS пройдет флотские испытания в Персидском заливе, первой из подобных систем оружия. По крайней мере, ещё год она будет находиться на борту корабля, после чего должно последовать решение о внедрении LaWS на других кораблях.
Лазерная система LaWS (Laser Weapon System), также обозначается как AN/SEQ-3 (XN-1), является демонстратором технологий и перспективы лазерного оружия в интересах ВМС США. Она создаётся по заказу командования морских систем ВМС США NAVSEA (Naval Sea Systems Command) с 2007 года компанией Raytheon (есть еще данные об участии Kratos Defense & Security Solutions). Курирует программу капитан Дэвид Киэл (David Kiel)
Испытания различных вариантов LaWS проходили с 2009 года. Летом и осенью 2012 года систему установили на эсминец Dewey (DDG-105) типа Arleigh Burke. Данный образец устанавливался под сдвижным защитным куполом на взлётно-посадочной площадке корабля.
Была сбита минимум одна цель-БПЛА.
Перспективная система лазерного оружия построена на основе волоконного твердотельного лазера SSL (Solid State Laser). Основой для его создания послужил успех учёных из Государственного Электронно-оптического центра Пенсильвании (Pennsylvania State Electronic-Optic Center) в 2004-2005 гг., а также Научно-исследовательской лаборатории ВМС (Naval Research Laboratory) в 2006 году, которые в ходе несложных экспериментов доказали техническую возможность создания лазера военного назначения достаточной мощности на основе коммерческих лазеров. Результат экспериментов показал, что несколько таких лазеров возможно объединить в установку на одной платформе.
Таким образом, создание нового боевого лазера значительно удешевлялось, так как в нём применялась технология COTS (Commercial Off The Shelf) - готовая к использованию аппаратура коммерческого применения в военных целях. SSL могут быть использованы в оборонных и аэрокосмических отраслях, в том числе в ряде приложений для дальнометрии и целеуказания.
Прототип установки соединяет световые лучи от шести коммерческих лазеров SSL. Данное устройство строится на основе сборки лазерных диодов высокой плотности. Наиболее распространенными видами использования таких сборок являются освещение и накачка твердотельных лазеров. Здесь излучение диодных лазеров идет на возбуждения лазерного кристалла для генерации света.
Во многих SSL приложениях для работы со сборками лазерных диодов используется импульсный режим - квази-непрерывные волны (QCW). В этом режиме диодные сборки запитываются импульсным током с длительностью импульса порядка времени жизни верхнего состояние усилительной среды лазера. Например, для неодимовых (Nd:YAG) лазеров, как правило, накачка диодов производится импульсом шириной порядка 200 микросекунд.
Такой режим накачки является условием эффективной конструкции лазера, так как большая часть излучения накачки, которая поглощается в лазерном кристалле, может быть извлечена из системы.
Шесть сочлененных коммерческих лазеров, по 5,5 кВт каждый, создают общую мощность в 33 кВт (на схемах перспективный образец мощностью 100 кВт). Как отмечается в отчете Исследовательской службы конгресса США, лучи не связываются в один пучок, а остаются раздельными, но близко расположенными друг к другу. С помощью директорного дальномерного луча они сходятся в одну фокусную точку, расположенную на конкретной части конструкции цели (на видео показано как луч направляется на хвостовое оперение БПЛА-цели).
Такой принцип значительно упрощает устройство боевого лазера. В случае когерентного объединения лучей потребовалась бы система с более сложным устройством оптики и электронных систем управления.
LaWS , как и многие другие SSL лазеры, излучает свет с длиной волны 1,064 мкм, что близко к прозрачности атмосферы но не равно её значению (около 1,045 мкм).
Как утверждают, КПД LaWS - 25%, а это означает, что примерно 400 кВт мощности судна будет достаточно для возможности реальной работы перспективной системы. Из них 100 кВт будет расходоваться на создание лазерного света, а остальные 300 кВт на охлаждение. На испытаниях системы использовался коммерческий генератор Caterpillar, установленный рядом на ВПП эсминца.
ВМС США выпустило ролик, из которого следует, что лазерная установка работает в нескольких режимах:
1. Искусственное повышение температуры цели - "подогрев", для улучшения условий прицеливания оружия с инфракрасной системой наведения.
2. Противодействие оптико-электронным приборам противника, необратимые разрушения оптических приемных устройств.
3. Уничтожение техники противника мощным световым излучением.
Потенциальными целями лазерной пушки LaWS могут служить БПЛА лёгкие катера и лодки. На основе предложенной концепции в перспективе американские военные рассчитывают создать лазер мощностью в несколько сотен киловатт, который, кроме уже указанных целей, будет способен уничтожить НУРС, артиллерийские снарядам и минам, пилотируемые самолеты и некоторым типы управляемых ракет.
С 2006 года вооруженные силы Ирана беспокоят ВМС США в Персидском заливе. Тогда над авианосцем USS Ronald Reagan (CVN-76) впервые пролетел разведывательный БПЛА серии «Абабиль». Как считают представители американского флота, они способны не только передавать информацию, но и наводить противокорабельные ракеты.
В данной статье описана конструкция и история создания последнего прототипа боевого лазера LaWS, который наиболее приближен к окончательному варианту. Во всю линейку данного вида оружия входят следующие опытные образцы:
1. MLD – испытан в июне 2009 года на сухопутном полигоне
2. LaWS на базе ЗАК Mk 15 Phalanx CIWS - испытан в мае 2010 года
3. LaWS Prototype – испытан летом и осенью 2012 года на эсминце Dewey
О них расскажу позже
1.
2.
3.
4.
no subject
Там всего 48 м. Лазер, подходящий по мощности, найти можно, но оптики к нему у меня нету.
В 80-е годы на вооружении в некоторых танковых частях (в Подмосковье) стояли твердотельные лазеры с ламповой накачкой. Назначение: стрелять в смотровую щель вражеского танка с целью ослепления наводчика.
Была целая программа по боевым лазерам под руководством Устинова (сына министра обороны СССР) с целью поражения более серьезных целей. Но тогда диодной накачки не было, в результате твердотельная лазерная система на неодиме с ламповой накачкой имела слишком низкий к.п.д.и недостаточную мощность, получалась крайне громоздкой и ненадежной. Все, что упоминалось о советских боевых системах - это разработки тех времен. Основное назначение - разрушать оптику противника и его глаза. Лазер на углекислом газе мощный и эффективный имеет длину волны в 10 раз больше, соответственно, фокусируется в 10 раз большее пятно.
Тут merle_monson дал ссылку на советскую систему на рубиновом лазере. Но это совсем смешно, за исключением самого рубина. У него к.п.д слишком маленький.
Так что именно переход на накачку полупроводниковыми лазерами позволил получить приемлемую по мощности, надежности и общему к.п.д. систему. Чем больше дистанция до цели, тем больше минимальный размер пятна, в которое вы можете сфокусировать излучение из-за дифракции.
Добавлю, что в атмосфере пятно на цели размывается, дрожит, дробится на отдельные пятна. Поэтому плотность энергии в пятне на цели сильно снижается и дальность, на которой можно что-то спалить, также снижается.
На цели в несколько десятков метров описанные 6 пятен сливаются в одно, состоящее, в свою очередь, из маленьких различной формы. Общий диаметр пятна получается около 10 см в лучшем случае. Итого при мощности излучения 100 квт на 1 кв. см имеем около 1200 вт (мощность электрической конфорки. сконцентрированная в кв.см). Это пятно нужно удерживать на цели. Для расплавления слоя алюминия толщиной 1 мм требуется энергия порядка 100 дж. Значит пятно нужно удерживать на цели примерно 0.1 сек. При скорости цели 36 км/час (10 м/сек) в направлении, перпендикулярном лучу, и дистанции 100 м получается, что это пятно в 10 см будет проскакивать луч за сотую секунды. Таким образом, система слежения за целью должна иметь быстродействие не ниже миллисекунды. Это реализуемо с помощью современных систем слежения и систем сканирования лазерного луча. Вот такая петрушка! Можете перепроверить, вдруг я с калькулятором не сладила, всегда на практических студенты меня перепроверяли.
Поскольку пятно неоднородно, то плотность излучения в отдельных пятнышках будет выше, возникнут тепловые напряжения. Так что атмосфера, из-за которой и образовались эти пятнышки может помочь в разрушении.
Насколько я помню, по сообщениям в прессе, описываемая в посте система поражала серьезные цели на дистанции около 100 м.
no subject
no subject
no subject
no subject
Насчет цифр ТЗ и роли простейших оценок расскажу вам хохму-быль давностью 6 лет. Официальные представители одного государства заказывают во втором разработку уникального прибора. В ТЗ указывают вес и допустимые габариты. ТЗ проходит согласования и возвращается к исполнителям. Они подсчитывают объем и оценивают средний удельный вес прибора. Он оказывается 18 г/куб. см. Плотность золота 19.3 г/куб.см. Сам прибор состоит из компонентов, максимальный удельный вес которых 7.8 г/куб.см. Т.е. реализация такого прибора невозможна. Показывает это простейшая оценка на уровне школьника 7 класса. ТЗ переделали. Прибор изготовили. Работает.
no subject
Речь шла лишь о том, что если считать коэффициент поглощения поверхности за 1-у, никаких практически применимых цифр не получится, вот и всё.
no subject
no subject