Как уничтожить танк лазером?

Противотанковые лазерные средства и их возможности 4 Июнь 2016, 09:50
Практически с момента появления первых лазеров не прекращаются попытки превратить их в оружие, способное дистанционно поражать боевую технику. 
В наши дни лазеры нашли широкое применение в военной технике, повсеместно используются высокоточные лазерные дальномеры, ряд систем наведения имеет в своем составе лазерные целеуказатели, созданы лазерные постановщики оптических помех, лазерные взрыватели и лазерные локаторы.  
Лазер стал составной частью боевых систем, но не превратился в исполнительное средство, которое способно нанести ущерб, сопоставимый с результатами других вооружений.  
Однако идея создания лазерного оружия не теряет своей актуальности, и продолжается непрерывный поиск повышения мощности излучения. Проведен ряд программ по разработке и исследованию высокоэнергетических лазеров различных типов. Различия разработок касались вида рабочей среды, способа накачки энергии, характера реакции в рабочей среде при формировании излучения и особенностей оптического резонатора.
Согласно прогнозу компании "Markets and Markets", объем международного рынка военных лазеров к 2020-му году достигнет 4.63 миллиарда долларов. Прогноз сделан исходя из ежегодного роста на 8,86%, начиная с 2015-го года.

"По оценкам аналитиков, рынок твердотельных лазеров станет самой крупной категорией на рынке военных лазерных систем в 2020-м году» - говорится в докладе. «Предполагается, что в обозреваемый период рынок химических лазеров будет расти быстрее всех остальных (по среднегодовому темпу роста). 
В качестве ближайшей и наиболее реализуемой цели поставлено нанесение повреждений оптике бронетехнике. Ставится задача не только временной дезадаптации глаза оператора, но и полного срыва роботы системы "оптика- глаз". Ее пытались решить двумя путями - либо непрерывным воздействием света, либо мощным одиночным коротким световым импульсом.
В первом варианте наведение ПТРК на ББМ удается сорвать при создании на входном окне прицела энергетической экспозиции (10 в минус восьмой степени - 10 в минус седьмой степени Вт/см в квадрате - в зависимости от длинны волны излучения, параметров оптической системы визуального канала и внешних условий). Действие помехи длится столько времени, сколько происходит встречный засвет.
Глазу оператора не грозит физическое повреждение, просто он не может следить за целью. При меньших уровнях энергии возникает световой ореол, и процесс наведения может продолжаться, хоть и с меньшей эффективностью. При длительном (более 2 с) облучении глаза монохроматическим  излучением обнаружена цветовая дезадаптация глаз наводчика из-за селективного подавления зрительных анализаторов (колбочек) сетчатки на длине волны излучения. 
При импульсном облучении воздействие на элементы системы "оптика-глаз" носит кратковременный взрывной характер. Степень такого воздействия зависит от энергии импульса. Нижней его границей для  воздействия на визуальный канал (прицел с входной апертурой более 10 квадратных см)  можно считать уровень энергетической экспозиции 10 в минус шестой степени Дж/кв см. По энергетике такое воздействие достижимо при использовании обычного лазерного дальномера, но надо учитывать, что основным объектом воздействия является глаз оператора, поэтому излучение должно быть преобразовано с учетом спектральной чувствительности зрительного анализатора, максимум которой лежит в желто-оранжевой части спектра.
Лазеры приходят в системы оружия в качестве средств поражения
Эксперименты показали, что глаз человека обладает исключительными свойствами адаптации. Даже при сравнительно большой энергии помехового импульса, когда сфокусированное глазом излучение наносит сетчатке локальное повреждение, не обязательно наступает дезадаптация. Через короткое время наводчик может оказаться способен продолжить наведение.
С увеличением энергетической экспозиции до уровней более 10 в минус четвертой степени Дж/см повреждение системы "оптика - глаз" приобретает необратимый характер.  Объектом воздействия становится не только глаз, но и конструктивные элементы оптической системы: выгорают ФП, нарушаются склейки, появляются сколы на месте штрихов и меток.     
Достич требуемого уровня облученности входных окон ББМ можно, только сфокусировав луч лазера до расходимости в несколько угловых минут. чтобы попасть в цель таким лучом, требовалось очень точное предварительное наведение. Соответственно, обычно используется лазерный локатор, который просматривает заданную зону в несколько градусов и определяет положение оптического прибора противника. после чего в этом направлении посылается мощный лазерный импульс другого соосного лазера, либо того же лазера. но со скачкообразным изменением фокусировки.
Рассматривая перспективные виды вооружений для собственного БПЛА, разработчики Predator не ограничиваются только лишь ракетами Hellfire…
Работа лазерного локатора построена на регистрации блика - светового излучения, зеркально отразившегося от оптической системы. В отличии от предметов фона, для которых характерно  диффузное отражение, блик представляет собой направленный достаточно узкий световой поток, отраженный от размещенных в фокальной плоскости прицельной марки, метки, склейки либо от сетчатки глаза оператора. 
Такая система, в одном из фокусов которой помещен отражающий элемент (ФП, непрозрачная метка, сетчатка глаза), представляет собой световозвращатель.  Его показатель световозвращения определяется выходной аппертурой и полем зрения оптической системы. Регистрация блика ФПУ локатора, как выброса над излучением, диффузно отраженным от окружающего фона, дает возможность обнаружить систему и определить ее координаты. Локатор сканирует заданный угловой сектор и регистрирует блик.     
Для того чтобы генерировать зондирующий импульс и зарегистрировать блик, в составе системы должен быть интенсивный излучатель света и достаточно чувствительное ФПУ. 
Ширина сектора формирования блика в значительной степени зависит от поля зрения формирующей его оптической системы. У прицелов поле зрения обычно составляет не более 18-20 градусов. Зарегистрировать блик можно только тогда, когда прицел уже направлен на лазерную станцию, т.е.  обнаружение противника и воздействие на его оптические приборы реализуется лучше всего в условиях дуэльного боя.
Начатые в 1960-х годах работы долгое время не позволяли получить реальные, пригодные для боевых действий образцы. Элементная база не соответствовала предъявляемым требованиям. При предельно высокой сложности лазерная станция не могла соперничать с обычной артиллерийской установкой по эффективности на поле боя.
1К17 «Сжатие» — советский и российский самоходный лазерный комплекс для противодействия оптико-электронным приборам противника.  
В декабре 1990 года был собран опытный образец машины, в 1991 году 1К17 был отправлен на государственные испытания, которые окончились в 1992 году,
после чего комплекс был рекомендован к принятию на вооружение. Однако, несмотря на положительные результаты испытаний, распад СССР, пересмотр государственного финансирования оборонных программ, высокая стоимость комплекса и другие экономические факторы заставили
Министерство обороны РФ усомниться в необходимости подобных комплексов, поэтому в серийное производство машина отправлена не была 
Тем не менее интерес к созданию лазерных ПТС не утихал, а наоборот, возрастал по мере совершенствования элементной базы. Фирмами Raytheon и Lockhead Martin  по заказу управления TACOM армии США постоянно ведутся программы разработки специализированных лазерных средств, в том числе локационной станции BRILLIANT и постановщиках лазерных помех Dazzlers. 
Современная элементная база дает возможность создать излучатель требуемой мощности с нелинейным преобразованием длинны волны. Подходящие образцы таких лазеров можно найти, например, среди продукции фирм ProPhotonix ( ранее именовашейся Stocker Yale company) и Cristalaser. 
ProPhotonix is a OEM laser diodes distributor and manufacturer of machine vision lighting and laser diode modules and laser assemblies
Средняя излучаемая мощность может быть доведена до нескольких десятков Ватт. 
В настоящее время уже можно говорить о поставленных на вооружение противотанковых лазерных станциях. Так, лазерная станция Stingrey-2 размещена на БМП M2 Bredlay  уже  применялась в Афганистане и Ираке. Находясь во главе колонны, две таких машины просматривали местность, по бликам выявляли возможные засады и подавляли оптику противника.
На ежегодной выставке AUSA -2014 англо-американская компания Bae Systems представила демонстрационный образец БМП с гибридной силовой установкой и боевым лазером мощностью 10 кВт. Лазер размещен на стабилизированной платформе дистанционно управляемого модуля, оснащенного также автоматической   пушкой М242 калибра 25 мм и системой управления огнем Toplite. Лазер рассматривается как нелетальное оружие, которое ослепляет противника и подсвечивает цель для орудия.
 

Hellhound








Всего через два года на выставке AUSA Global Force 2016 (прошедшей 15 - 17 марта в городе Хантствиле, штат Алабама) компания Northrop Grumman представила перспективный легкий разведывательный бронеавтомобиль Hellhound, с гибридной силовой установкой дающей на выходе мощность в 100 кВт и имеющей большой потенциал для установки твердотелого лазера.

Фактически, компания Northrop Grumman уже разрабатывает такой лазер, который можно было бы использовать на Hellhound, оружие мощностью 10 кВт, способное сбивать малые дроны.  Важно отметить что электрическая энергия не превращается в лазерную энергию с хорошей эффективностью – это нарушает второе начало термодинамики – поэтому 10 кВт лазер потребляет около 30-40 кВт электроэнергии.
Помеховая станция JD-3 установлена на образцах китайских танков тоже лазерная. В единой комплекс собраны аппаратура регистрации лазерного подсвета танка и помеховая лазерная станция. При лазерном облучении танка, координата источника излучения с точностью до зоны разрешения аппаратуры регистрации передается на помеховую станцию. Лазерный локатор станции производит доразведку, и в направлении визира источника подсвета посылается мощный сфокусированный лазерный импулс с длинной волны 0,53 мкм. 
Многоспектральная станция оптико-визуальных помех "Грач" разработанна Объединенной приборостроительной корпорацией, предназначена для подавления оптических и оптико-электронных приборов. Она является отечественным аналогом упомянутых выше зарубежных разработок, и впервые представлена на выставке в центре "Патриот" в Кубинке в октябре 2015 года. 
Особо надо отметить, что со времени открытия лазера не прекращаются попытки создать на его основе энергетическое оружие, эквивалентное по своему эффекту другим видам вооружения и даже превосходящее их. Пока нет конкретных результатов, однако в ряде стран продолжаются работы по созданию сверхмощных лазеров, предназначенных для поражения объектов на поле боя. Активно ведутся исследования твердотельных и химических лазеров.
Таганрогский авиационный научно-технический комплекс имени Бериева разместил на сайте госзакупок заказ на выполнение составной части опытно-конструкторских работ по эргономическому оснащению разработки самолета А-60СЭ.
Разработка мощных твердотельных лазеров требует решения сложных научных и технических задач. Используется новейшая элементная база - диодная накачка, активное волокно, многокаскадные лазерные усилители, уникальные прецизионные оптические системы. 

Необходимы мощные компактные источники питания. Экспериментальные образцы имеют мощность излучения до 50 кВт, но могут работать только несколько минут. По сообщениям разработчиков, этой мощности хватает на то, чтобы сбить беспилотный летательный аппарат, дистанционно инициировать мину, на дальности 1,5 км поджечь мотор автомобиля, причем время облучения не указывается. Собранные установки на твердотельных лазерах с выходной мощностью более 20 кВт сложны, громоздки, энергозатратны.  Обеспечить термобаланс таких систем сложно.
Химические лазеры позволяют достич мощности в мегаватты, однако они не только громоздки (практически немобильны) и дороги, но и выделяют в больших количествах вредные вещества: фтористый водород, фтористый дейтерий, соединения йода и серы. Длины волн их излучения лежат за пределами зрительного диапазона, а уровень излучения не представляет опасности для ББМ. 
Анализ состояния разработки лазерных средств позволяет сделать вывод о том, что в ближайшей перспективе реальную угрозу для бронетехники будут представлять только лазерные станции, построенные на твердотельных лазерах со спектральным диапозоном излучения 0,4 - 1,6 мкм. Объекты их воздействия - оптические и опто-электронные приборы, а также органы зрения экипажей ББМ. Первые образцы таких станций уже принимаются на вооружение. t