[identity profile] totalitat.livejournal.com posting in [community profile] engineering_ru
Некоторое время назад я уже писал о конструкции и принципах, которые заложены в архитектуру LaWS (Laser Weapon System) - перспективной боевой лазерной системы для ВМС США. Было рассмотрено теоретическое и экономическое обоснование данного оружия. Теперь остановимся подробнее на его истории создания и опытных образцах, а именно на первом варианте установки, которая получила название MLD (Maritime Laser Demonstrator)

MLD (Maritime Laser Demonstrator) Northrop 01

Как говорилось ранее, лазерная система LaWS (Laser Weapon System), или AN/SEQ-3 (XN-1), представляет собой демонстратор технологий и предназначена для исследования перспективы лазерного оружия в интересах ВМС США. Создаётся по заказу командования морских систем ВМС США NAVSEA (Naval Sea Systems Command) с 2007 года компаниями во главе с Northrop Grumman, Raytheon и Textron (имеются данные и об участии Kratos Defense & Security Solutions). Курирует программу капитан Дэвид Киэл (David Kiel).

На данный момент, вся система LaWS, представлена серией из трёх опытных концептуальных проектов, которые в значительной мере различаются между собой. В линейку данного вида оружия входят следующие опытные образцы:
1. MLD – два варианта (от Northrop и Raytheon) испытаны в марте-июне 2009 года
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 USS Dewey (DDG-105) (именно этот вариант было рассмотрено ранее)

На разработку LaWS потрачено 40 млн. долларов, стоимость первого опытного образца – 32 млн., серийного установки, предположительно 17 млн. Важным аргументом перед Конгрессом было то, что "выстрел" LaWS будет стоить менее одного доллара.

По данным на середину 2013 года, было проведено 12 стрельб по мишеням, все признаны успешными. По данным компании Raytheon всего оружие выводилось на полную мощность 35 раз (возможно последнее относится только к первому опытному образцу MLD производства этой фирмы).

В марте 2009 года, Northrop Grumman впервые продемонстрировала свою версию MLD. В ходе испытаний была потоплена небольшая надводная цель.

В июне 2009 года, LaWS был испытан на сухопутном полигоне в Калифорнии, здесь испытывался прототип установки, видимо это был MLD компании Raytheon.

2. Макет MLD компании Raytheon
MLD (Maritime Laser Demonstrator) Raytheon 01

В мае 2010 года на острове Сан-Николас, близь калифорнийского берега испытывалась лазерная установка, созданная Raytheon на платформе для видео- и фотокамер KTM (Kineto Tracking Mount), которая в свою очередь была спарена с зенитным артиллерийским комплексом Mk 15 Phalanx CIWS (Close In Weapon System). Вероятно, были созданы две различных установки.

Летом и осенью 2012 года систему установили на эсминец USS Dewey (DDG-105) типа Arleigh Burke, откуда он сбил минимум одну цель-БПЛА. Данный образец устанавливался под сдвижным защитным куполом на взлётно-посадочной площадке корабля.
________________________________________________________________________________________________________

Давайте рассмотрим первый концептуальный проект - MLD (Maritime Laser Demonstrator). Головным предприятием по его разработке назначена Northrop Grumman. Было подготовлено два опытных образца, по одному от Northrop и Raytheon. Также в разработке принимали участие и другие фирмы, к примеру Textron.

3. MLD компании Raytheon на полуприцепе
MLD (Maritime Laser Demonstrator) Raytheon 04

Вся аппаратура и тумбовая установка излучателя, обоих прототипов MLD, размещены на грузовой платформе трейлера. Как и вся система LaWS в целом, MLD построены на основе волоконного твердотельного лазера SSL (Solid State Laser).

MLD представляет собой блок из нескольких сборок лазерных диодов высокой плотности SSL, каждая мощностью 15 кВт, которые создают пучок излучения высокой мощности. Каждый 15 кВт излучатель расположен в сменном блоке размером 60 на 130 см.

4. Элементы системы MLD компании Raytheon
MLD (Maritime Laser Demonstrator) Raytheon 03
MLD излучает свет с длиной волны 1,064 мкм, что близко к прозрачности атмосферы, но не равно её значению (около 1,045 мкм).

В марте 2009 года Northrop продемонстрировала вариант MLD, который представлял собой блок из семи лазерных платформ-сборок SSL, каждый с мощностью около 15 кВт, для создания пучка с мощностью около 105 кВт и BQ (Beam Quality - качество луча) менее 3,85.

5. MLD компании Northrop Grumman
MLD (Maritime Laser Demonstrator) Northrop 04


Предполагается, что на принципах MLD, не составит труда в скором времени создать лазеры мощностью 300 кВт и BQ равным 2. При установке на корабль такая платформа займёт подпалубное пространство размером не больше 135х240х360 см.

Сторонники данной концепции утверждают, что можно пойти дальше и увеличить мощность до 600 кВт, но достигнуть мегаваттной мощности, в силу конструктивных причин, не удастся.

6.
MLD компании Northrop Grumman в ходе испытаний
MLD (Maritime Laser Demonstrator) Northrop 02

7. MLD компании Northrop Grumman
MLD (Maritime Laser Demonstrator) Northrop 03

9. MLD компании Northrop Grumman
MLD (Maritime Laser Demonstrator) Northrop 05

Date: 2014-02-06 10:49 am (UTC)
From: [identity profile] tremens-de-liry.livejournal.com
А как этот лазер преодолеет обычное зеркало?

Атакуемые могут иметь хромированное покрытие на корпусе...
Edited Date: 2014-02-06 10:51 am (UTC)

Date: 2014-02-06 11:00 am (UTC)
From: [identity profile] shurikk77.livejournal.com
...а также дым, пыль и.т.д.

Date: 2014-02-06 11:15 am (UTC)
From: [identity profile] saintjohnny.livejournal.com
достаточно тонкий слой титана, или даже просто корпус из алюминия неокрашенного - рассеит все к чертям ;)

Заметьте, испытания проводятся в пустыне и на море (см.фото), где очень низкий коэффициент рассивания.
В лесополосе или степи дальность 5 км ;) и это в обычный солнечный день =))))

Date: 2014-02-06 01:13 pm (UTC)
From: [identity profile] d-c-troy.livejournal.com
Весь вопрос в выборе цели... Беспилотники мало по лесам летают... а система, на сколько я понял в основном под борьбу с беспилотниками и противокорабельными ракетами заточена.
Из артилерийских целей возможны, скорее всего либо минометные снаряды либо реактивные снаряды. Простые танковые, например скорее всего просто не успеют нагреться достаточно чтобы уйти с траектории.

Date: 2014-02-06 01:05 pm (UTC)
From: [identity profile] d-c-troy.livejournal.com
Габариты телескопа этого лазера выбраны как раз из соображений лучевой прочности зеркала. С учетом того, что у вас обычное зеркало не совсем заточено под этот спектральный диапазон (например серебрянное), с одной стороны, а во вторых там довольно плотность мощности, расплавиться ваше зеркало к чертям и всё (просто может быть не так быстро, как просто слой полированного металла).
Если я не накосячил в рассчетах, то при мощности в 600 кВт и качестве пучка 2 они смогут на 5 км создать пятно с плотностью мощности около 75 кВт/см2 (при диаметре пятна около 3 см). А столо быть, практически сразу на летательном аппарате (или ракете) начнет гореть практически что угодно...
С артилерийским снарядом в этом смысле сложнее (у него стенка толще, и многое будет от типа ВВ и взрывателя зависеть), но он тоже может выйти из строя и/или уйти с траектории из за приложения к нему нескольких мегаджоулей тепла...

Date: 2014-02-06 01:20 pm (UTC)
From: [identity profile] tremens-de-liry.livejournal.com
1. откуда у вас сведения о "соображениях габаритов" и мощности? Можете дать ссылку?

2. обычное серебряное зеркало отражает более 99,9 % всего оптического, инфракрасного и ультрафиолетового диапазона, т.е. от 75 квт останется менее 75 ватт на см. кв.

Date: 2014-02-06 01:31 pm (UTC)
From: [identity profile] d-c-troy.livejournal.com
1. А во сколько вы по фотографии можете оценить диаметр главной трубы? я оценил её в 40 см. остальные расчеты на базе этого предположения и статьи в википедии по теме beam quality... Цифра в 105 кВт из пункта 4 статьи...
2. Обычное серебрянное зеркало имеет вержним слоем слой стекла, а слой серебра на внутренней стороне и красочкой покрытый, при этом имеющий толщину, ну скажем в 100 мкм. даже если в этом слое поглотиться за секунду 75 джоулей... то он (слой и краска за ним) у вас разрушиться довольно быстро ... (но цифра в 99,9 процентов это явное преувеличение, с одной стороны, а с другой стороны, наверняка при таких мощностях она будет сильно меньше, потому как на любом реальном зеркале всегда есть грязь и пыль которая очень любит гореть).

Date: 2014-02-06 01:42 pm (UTC)
From: [identity profile] tremens-de-liry.livejournal.com
1/ понятно, смысла не имеет

2. обычное ТЕХНИЧЕСКОЕ зеркало наносят поверх стекла - посмотрите на рефлекторы фар автомобиля, например. Хромированный полированный металл отражает еще лучше.

Date: 2014-02-06 01:46 pm (UTC)
From: [identity profile] d-c-troy.livejournal.com
А колпак на фаре у вас какое пропускание имеет? тоже 99,9%? ну и к слову, почему то вот здесь про зеркала и их отражения думают иначе... http://www.stroyoffis.ru/gost_materiali/gost_17716_91/gost_17716_91.php
Edited Date: 2014-02-06 02:17 pm (UTC)

Date: 2014-02-06 02:22 pm (UTC)
From: [identity profile] laima2001.livejournal.com
Никто не ставит серебряное зеркало. Отражающий слой - это многослойное диэлектрическое покрытие. как просветление, только толщины потобраны так, что работает как зеркало. Коэффициент отражения на рабочей длине волны может достигать 99.9.
Диаметр пятна 3 см не достижим принципиально из-за дифракции (ограничения пучка в поперечнике активной средой лазера), оптической неоднородностью атмосферы, дифракцией на оправах оптической системы, снижающей расходимость лазерного излучения.
Edited Date: 2014-02-06 02:26 pm (UTC)

Date: 2014-02-06 02:33 pm (UTC)
From: [identity profile] d-c-troy.livejournal.com
Воооооооооот. услышал наконец знакомые слова... Многослойное диэлектрическое покрытие на какой подложке? с какой шероховатостью??? На крыле беспилотника? и еще пожалуйста, вспомните про угол, падения и как у таких зеркал от этого фактора величина отражения зависит...
А сколько по вашему можно получить на длине волны 1064 нм, на расстоянии в 5000 и 10000 м, при диаметре выходного зрачка объектива 0,4 или 0,6 м? Ведь это у вас последняя оправка и есть? Ну и помним при этом что адаптивную оптику никто не отменял...

Date: 2014-02-06 03:29 pm (UTC)
From: [identity profile] laima2001.livejournal.com
Да, я знаю ответы на все эти вопросы и даже могу сделать соответствующие оценки: выполнить габаритный расчет соответствующей оптической системы как для лазера с устойчивым, так и неустойчивым резонатором. Безусловно, могу рассчитать размер пятна как без учета, так и с учетом турбулентности атмосферы. Ну а аберрационный расчет формирующей пучок системы не люблю. Но ТЗ на нее составить -пожалуйста. Зеркала делаются из металла для прочности, затем он полируется, на нем наращивают слой стекла , опять шлифуют и полируют, а потом наносят покрытия. На металл оптическое покрытие не наносят, он не полируется до такого качества как стекло. А вот адаптивная оптика здесь под вопросом по инженерным соображениям, но не просчитывала.Я бы вообще поставила систему с обращением волнового фронта, но там пока до инженерных решений дело вроде не дошло. Вообще рада, что такие слова вы знаете.
Edited Date: 2014-02-06 03:33 pm (UTC)

Date: 2014-02-06 04:15 pm (UTC)
From: [identity profile] d-c-troy.livejournal.com
Ну да... а в Питере так больше ситаллы предпочитают, они говорят от температуры не ведутся никуда... Но тут ведь как... С одной стороны волоконная система со множеством пучков, а с другой стороны общий объектив для них, и безусловно должна быть куча маленьких на выходах из волокон. и вот, в результате вопрос, как не спалить это все к чертям при работе в непрерывном режиме если у вас вдруг чайка в луч залетит в 10 метрах от пушки? ;) ну или так, чтобы сгорела хотя бы часть (и это к вопросу о ресурсе и реальной стоимости одного выстрела )?

(no subject)

From: [identity profile] laima2001.livejournal.com - Date: 2014-02-06 05:09 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] d-c-troy.livejournal.com - Date: 2014-02-06 05:32 pm (UTC) - Expand

Date: 2014-02-06 04:17 pm (UTC)
From: [identity profile] tremens-de-liry.livejournal.com
Вы за колпак от отчаяния цепляетесь?

Это гост на БЫТОВЫЕ зеркала :-)
читайте там "Коэффициент отражения, не менее, при толщине стекла" "с фацетом.без фацета"

ну слабоумие-то зачем так выпячивате свое? Откройте физику, там про отражающие способности материалов много интересного.

Date: 2014-02-06 04:32 pm (UTC)
From: [identity profile] d-c-troy.livejournal.com
Ой... а расскажите мне про Френеля... он, говорят, такой клёвый был...

Date: 2014-02-06 04:45 pm (UTC)
From: [identity profile] tremens-de-liry.livejournal.com
интереасно, что вы еще придумаете, чтобы доказать, что зеркала не отражают свет?

Date: 2014-02-06 04:51 pm (UTC)
From: [identity profile] d-c-troy.livejournal.com
Я? придумывать? да боже упаси... Всё уже придумано до нас...

Date: 2014-02-11 05:05 pm (UTC)
From: [identity profile] romanov-vs.livejournal.com
На самом деле лазерам такой мощности уже без разницы, зеркало на пути или матовый объект. Приложение таких высоких энергий сравнимо больше с попаданием кумулятивного снаряда, нежели с лучом.

Date: 2014-02-11 06:22 pm (UTC)
From: [identity profile] tremens-de-liry.livejournal.com
у вас двойка по физике в школе была?

Date: 2014-02-12 05:13 am (UTC)
From: [identity profile] romanov-vs.livejournal.com
Твердая пять. И даже когда то олимпиады выигрывал. А что?

Date: 2014-02-12 08:16 am (UTC)
From: [identity profile] tremens-de-liry.livejournal.com
ну тогда вспомните про коэффициент отражения, умножте мощность лазера на этот коэффициент и остаток разделите на плотность пятна.

Date: 2014-02-12 09:58 am (UTC)
From: [identity profile] romanov-vs.livejournal.com
И что дальше то? Зеркало отражает не идеально, с этим все понятно. При энергиях луча в сотни кВт даже остаточной хватит, чтобы разрушить поверхность отражения - она элементарно перегревается, а дальше по лавинообразному принципу падает коэффициент отражения и зеркало преодолено. При касательных попаданиях меньше наносимый урон, при прямых - больший. Но и снаряд при попадании в броню по касательной отскакивает.
Энергия 120 мм снаряда порядка 100 кДж, при мощности луча в 100 кВт вы передаете аналогичную энергию на поверхность за секунду. Даже при отражении 90% луча остатка энергии хватит, чтобы при достаточно тонком пучке порвать зеркало в клочья. Мы же не про лазерные указки тут говорим.

Date: 2014-02-12 10:17 am (UTC)
From: [identity profile] tremens-de-liry.livejournal.com
"остаточной хватит..." - ага, "остаточное электричество", зачет.

Date: 2014-02-12 12:33 pm (UTC)
From: [identity profile] romanov-vs.livejournal.com
Термины "поглощенный" и "отраженный" конечно поднимут нашу беседу на необходимый академический уровень, но не меняют сути.

Date: 2014-02-12 01:32 pm (UTC)
From: [identity profile] tremens-de-liry.livejournal.com
суть состоит в том, что боевые лазеры используются для ослепления глаз и оптических систем противника, ни на что большее они не способны как раз из-за простоты отражения, сводящей цену излучателя в говно.

(no subject)

From: [identity profile] romanov-vs.livejournal.com - Date: 2014-02-12 04:01 pm (UTC) - Expand

Profile

engineering_ru: (Default)
Инженерия

December 2025

S M T W T F S
 123456
78910111213
14151617181920
2122232425 2627
28293031   

Most Popular Tags

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Apr. 24th, 2026 12:39 pm
Powered by Dreamwidth Studios