Мы в Twitter Мы в vKontakte


Информация к новости
  • Просмотров: 197
  • Автор: Anubis
  • Дата: 16-12-2013, 00:06
16-12-2013, 00:06

Гиперболоиды XX века

Категория: 100 Великих достижений в мире техники

В 1965 году на экраны СССР вышел фильм «Гиперболоид инженера Гарина» по одноименному роману Алексея Толстого, написанному в 20-х годах. Но, глядя, как злодей Гарин уничтожает целые заводы огненными лучами, мало кто из зрителей знал, что у него был свой прототип – инженер А.А. Цимлянский, который в начале XX века действительно пытался создать некую «тепловую пушку». Еще меньше народу ведало, что в середине 50-х годов советские ученые A.M. Прохоров и Н.Г. Басов изобрели оптический квантовый генератор, который, среди прочего, стал основой и для создания боевых лазеров – гиперболоидов XX века.

Детище холодной войны. Началась же эта научно-техническая эпопея в 1963 году, когда заместитель министра обороны СССР А.А. Гречко поручил ведущим советским физикам-лазерщикам приспособить квантовый генератор для военных целей. Не знаю, читал ли Гречко фантастический роман А.Толстого или почерпнул свои сведения из секретной разведсводки, в которой говорилось, что подобные работы ведутся в США, но приказ был совершенно четким: устройства должны реально работать. И точка.

Для этого перепрофилировали специальное конструкторское бюро «Вымпел» и концу 60-х годов создали ЦКБ «Луч» (позже переименованное в НПО «Астрофизика»). Работы по лазерной тематике велись также в НИИ и КБ с благородными названиями «Алмаз», «Альтаир», «Радуга» и т. д. Разработки курировал секретарь ЦК партии, в дальнейшем министр обороны Дмитрий Устинов.

Холодная война в те годы шла полным ходом. Назревала опасность ядерного апокалипсиса, а потому одной из основных задач было создание эффективной противоракетной и противовоздушной обороны. В итоге в 1964 году появилась «Терра» – программа разработки лазеров высокой мощности для уничтожения ракет. Испытания их проводили на расположенном в Казахстане секретном полигоне Сары-Шаган, близ озера Балхаш, где был выстроен экспериментальный комплекс.

Бывший командующий Войсками противоракетной и противокосмической обороны Советского Союза генерал-полковник Юрий Вотинцев как-то вспоминал: «Десятого октября 1983 года во время тринадцатого полета американского космического корабля “Челленджер”, когда его витки на орбите проходили в районе государственного полигона войск ПВО страны у озера Балхаш, была включена наша лазерная установка в минимальном режиме. Высота орбиты составляла 365 км. Тем не менее, как сообщал экипаж “Челленджера”, на корабле внезапно отключилась связь, возникли сбои в работе аппаратуры, да и сами астронавты почувствовали недомогание»…

Подоплека же этого случая, по всей вероятности, такова. На первое место поначалу была выдвинута программа уничтожения ракет. Дело в том, что в США одной из ключевых позиций знаменитой программы «звездных войн» (или, официально, стратегической оборонной инициативы – СОИ) был проект создания лазерного оружия, способного поражать технику противника на огромном расстоянии не только на Земле, в атмосфере, но и в космическом пространстве, где обычное оружие малоэффективно.

Однако, как известно, программа СОИ была свернута даже раньше, чем ее вдохновитель – президент США Рональд Рейган – покинул свой пост. Одни полагают, это произошло потому, что бывший голливудский актер, потрафив военно-промышленному комплексу, дал команду на разработку заведомо непригодного оружия. Согласно другой версии, Рейган был вовсе не так глуп, как иногда показывал. И программа СОИ с самого начала была своего рода блефом; американцы хотели втянуть СССР в чрезмерные расходы, которые должны были окончательно подорвать экономику Страны Советов. И наконец, есть третья версия, утверждающая, что программу СОИ американцев заставил свернуть наш «ассиметричный ответ». На ней и остановимся подробнее как на наиболее любопытной.

Согласно ей получается, что в США с программой СОИ вовсе не блефовали, а работали всерьез. И кое-чего добились. Так, в октябре 1997 года информационные агентства дали короткую заметку об эксперименте американцев, заключавшемся во «взаимодействии наземного лазера и спутника на орбите». О подробностях особо не распространялись – эксперимент был строго засекречен. Но шила в мешке не утаишь… Вскоре стало известно, что инфракрасный химический лазер, базировавшийся на полигоне в штате Нью-Мексико, сделал два «выстрела» по спутнику ВВС США, находившемуся на орбите высотой 420 км, и повредил его.

МИД России тотчас выразил свое беспокойство, посчитав, что данный эксперимент является нарушением международных договоренностей. Впрочем, пока российские дипломаты делали свою работу, технические специалисты – свою. Что и дало возможность М.С. Горбачеву как-то обронить фразу об «асимметричном ответе». А чтобы американцы не думали, что первый (и последний) президент СССР просто болтает языком, членам Конгресса США вскоре было продемонстрировано «сверхсекретное русское чудо» – СО2-лазер мощностью 1 МВт, предназначенный для уничтожения неприятельской военной техники, в том числе и спутников, ракет и т. д.

Демонстрация, судя по всему, получилась впечатляющей, и конгрессмены намотали на ус вывод, который напрашивался сам собой. Зачем гробить кучу денег на космическую технику, которая довольно просто нейтрализуется с земли? Говорят, именно это соображение и привело, в конце концов, к свертыванию программы «звездных войн».

«Чудо» можно передвинуть. Создан же был чудо-лазер усилиями специалистов Троицкого института инновационных и термоядерных исследований (ТРИНИТИ), расположенного в Подмосковье. Когда же выяснилось, что он в качестве оружия, скорее всего, уже не понадобится, команда специалистов, в которую, помимо сотрудников ГНЦ РФ ТРИНИТИ, вошли представители НПО «Алмаз», а также НИИ электрофизической аппаратуры имени Д.В. Ефремова и Государственного внедренческого малого предприятия «Конверсия», разработала на его основе мобильный лазерный технологический комплекс МЛТК-50. Его излучение способно на расстоянии в десятки метров, сквозь пламя пожара, быстро и без особых хлопот срезать, например, нефтяную вышку, если в том будет необходимость.

При этом, как выяснилось из разговора с создателями этого комплекса, сложнее оказалось сделать не военный, а гражданский вариант комплекса. И вот почему. Военная техника чаще всего эксплуатируется в экстремальном режиме, на пределе. И конструкторов ее вообще-то не так уж заботят экономичность, долговечность, простота изготовления и обслуживания… Главное для них – выполнить поставленную боевую задачу. А вот на гражданке критерии несколько иные. Тут техника должна работать долго, не капризничать, не требовать для своего обслуживания особо высококлассных специалистов. И стоить как можно дешевле, поскольку денег в нашем народном хозяйстве вечно не хватает.

Имея в виду такие критерии, специалисты ТРИНИТИ и их коллеги создали комплекс, который, в отличие от многих стационарных, базируется на двух модулях-платформах – модифицированных серийных автоприцепах Челябинского завода.

На одной платформе размещается генератор лазерного излучения, включающий в себя блок оптического резонатора и газоразрядную камеру. Здесь же устанавливается система формирования и наведения луча. Рядом располагается кабина управления, откуда ведутся программное или ручное его наведение и фокусировка…

На другой платформе находятся элементы газодинамического тракта: авиационный турбореактивный двигатель Р29-300, выработавший свой летный ресурс, но еще способный послужить в качестве источника энергии; эжекторы, устройство выхлопа и шумоглушения, емкость для сжиженной углекислоты, топливный бак с авиационным керосином и т. д.

Таким образом, тягачи могут доставить комплекс практически повсюду, где способен пройти автотранспорт. По приезде же на место достаточно 2–3 часов, чтобы привести систему в рабочее состояние. Обслуживается комплекс всего тремя специалистами.

Как показали испытания, МЛТК-50 может быть весьма действен не только при ликвидации пожаров на газовых скважинах, но и при утилизации старых кораблей и подлодок (луч режет корабельную сталь толщиной до 120 мм с расстояния 30 м), разделке скального массива в каменоломнях, при дезактивации поверхности бетона на АЭС методом шелушения поверхностного слоя, выжигании пленки нефти, разлитой по поверхности акватории…

Причем для него не нужно создавать особую рабочую среду, тщательно следить за герметичностью и возможными утечками. Лазер работает по так называемой открытой схеме на обычном атмосферном воздухе. В него лишь добавляют немного углекислого газа. А для этого и одного баллона на все время работы хватает.

Еще одна задумка, которая уже понемногу начала претворяться в жизнь, – создание на основе МЛТК-50 целой гаммы подобных комплексов различной мощности. Например, МЛТК-5, то есть комплекс с мощностью в 10 раз меньшей, чем его старший собрат, вполне способен решать, скажем, такую производственную задачу. Представьте себе турбину большой гидроэлектростанции. Весит такая махина 150–200 т, а то и более, да и габариты соответствующие. Так что транспортировка ее всегда представляет собой задачу уникальной сложности. А тут выясняется, что турбина выработала свой ресурс. Точнее, она могла бы еще поработать, да вот поверхности особо интенсивного трения – там, где подшипники, – начали стираться. Что делать?.. И тогда прямо в машинный зал ГЭС доставляют МЛТК-5 и с его помощью проводят лазерное напыление, восстановление истертых поверхностей. И турбина после такого ремонта может проработать еще почти столько же…

Еще одна оригинальная идея: с помощью лазера сравнительной небольшой мощности можно эффективно бороться с вредителями сельского хозяйства – например, хлопковой или табачной совкой. Обычно с этими паразитами воюют с помощью ядохимикатов, дополнительно загаживая и так уж не очень экологически чистую почву. Наши специалисты предложили другой способ.

В вечерних сумерках к краю поля подъезжает «газель» с оборудованием. Сначала включается прожектор со специально подобранным светофильтром. На свет, как известно, очень любит собираться всякая мошкара, насекомые, даже птицы прилетают. Так вот светофильтры нужны для того, чтобы наилучшим образом привлекать именно совку. А когда та поднимется на крыло, тут же ударят по ней лучом лазера. Быстро, чисто и без особых затрат.

Говорят, аналогичный способ хотят использовать и против знаменитой саранчи, способной съесть весь урожай на корню.

И на военном поприще на основе мощных лазеров было разработано немало полезных устройств. Например, был создан мощный квантовый локатор, с помощью которого можно было за сотни километров определить расстояние до цели, ее размеры, форму и траекторию движения.

Судьба «Диксона». Следующая задача, которую пришлось решать лазерщикам, – создать эффективные квантовые генераторы, которые бы можно было размещать на борту судов, самолетов, а также на наземной бронетехнике.

Результаты тут получились такими. КБ «Альтаир» работало над созданием корабельной лазерной системы ПВО. В целях наибольшей секретности установку разместили на сухогрузе «Диксон».

Как водилось в ту пору, все работы получили гриф секретности и нейтральное название «Тема “Айдар”». Однако сами непосредственные участники этого проекта окрестили его «золотой рыбкой», поскольку стоил он бешеных денег – сотни миллионов тогдашних советских рублей.

Впрочем, хотя финансовые потоки лилось рекой, ход работ то и дело тормозился серьезными проблемами научно-технического плана. То силовую установку корабля пришлось модернизировать, то зеркало вручную дополировывать, то дополнительный компьютер ставить…

Тем не менее в конце 1979 года бывший сухогруз перевели на Черное море, в Феодосию. В Крыму на судоремонтном заводе имени Орджоникидзе был произведен окончательный монтаж пушки и систем управления. Там же на корабль пришел постоянный экипаж – моряки и шесть сотрудников НИИ. И корабль пошел в Севастополь.

Вопреки старой морской традиции, приход на новое место базирования прошел тихо – без традиционного оркестра и застолья. «Диксон» поставили особняком даже от боевых кораблей на 12-й причал Северной бухты. Несколькими днями раньше подходы к пирсу обнесли бетонным забором высотой 4 м, поверх которого натянули проволоку и пустили ток. На пирс, а тем более на корабль пускали только по спецпропускам.

Летом 1980 года. «Диксон» вышел на испытания и произвел запуск луча с дистанции в 4 км по специальной мишени, расположенной на берегу. Оттуда доложили по радио: «Есть попадание!» Однако ни самого луча, ни разрушений мишени никто из наблюдателей не увидел. Попадание вместе со скачком температуры зафиксировал лишь установленный на мишени тепловой датчик.

Анализ результатов испытания показал, что КПД луча составил всего лишь 5 %. Все остальное «съели» испарения влаги с поверхности моря, неоднородности атмосферы и т. д. Тем не менее «наверх» было доложено: результаты стрельб обнадеживают.

Правда, дальнейшие испытания охладили пыл тогдашнего главкома ВМФ адмирала С. Горшкова, который мечтал установить лазерные гиперболоиды чуть ли не на каждый корабль. Помимо низких боевых характеристик система оказалась громоздкой и сложной в эксплуатации. Хотя сам выстрел длился менее секунды, на подготовку к нему уходило более суток. Стало понятно, что установку надлежит основательно дорабатывать.

Над ней бились до 1985 года. В конце концов, лазерный луч стал прожигать обшивку самолета на дистанции 400 м. Однако для создания эффективной ПВО этого было очень мало. И с наступлением новых времен денежный поток у Министерства обороны стремительно обмелел. И об «Айдаре» забыли. Причем настолько, что при дележе Черноморского флота «Диксон» вместе со всем оборудованием достался Украине.

А в итоге в 1995 году министерство обороны США в качестве металлолома закупило у Украины несколько кораблей, которые нашим братьям-славянам оказались ни к чему. Среди них оказался и «Диксон» с лазерной боевой установкой. Американцы же, обнаружив 35-мегаваттные силовые генераторы, специальные поворотные механизмы, тут же установку засекретили. И что с ней сталось далее, неизвестно.

Лазерный Ил и его конкуренты. Параллельно с наземной и судовой лазерной установкой разрабатывался и авиационный боевой лазер. В середине 70-х годов Таганрогский машиностроительный завод получил секретное распоряжение: создать авиационный лазерный комплекс. И уже в августе 1981 года над советскими просторами воспарил первый лазерный самолет – А-60. Сделали его на базе Ил-76, внеся серьезные изменения в конструкцию. Так, в носовой части самолета был установлен обтекатель с системой лазерного наведения, под ним, по бокам фюзеляжа, расположились турбогенераторы, а наверху раскрывались створки люка, из которого выдвигалась лазерная пушка.

Официально этот комплекс якобы предназначался для того, чтобы исследовать распространение лазерных лучей в верхних слоях атмосферы. Но, по некоторым данным, на счету А-60 было множество сбитых лазером воздушных целей. Впрочем, это и не удивляет. Не так давно США объявили о том, что им удалось сбить баллистическую ракету при помощи установленного на самолете боевого лазера. Так что, возможно, СССР опередил в этом Америку лет на тридцать.

Тем не менее судьба самого А-60 довольно печальна. Вскоре после проведения цикла испытаний он сгорел при невыясненных обстоятельствах на стоянке аэродрома Чкаловский.

Впрочем, американцы же в этом отношении тоже оказались не очень удачливы. В 1996 году Пентагон заключил с дочерней фирмой «Боинга» – Boeing Defense and Space Group контракт на 1,1 млрд долларов, который предусматривал разработку боевого лазера, размещаемого на борту самолета. Причем такой мощности, что он был бы способен сбивать баллистические ракеты. Программа получила индекс YAL-1A. Сам проект назвали «Воздушный лазер» (Airborne Laser), сокращенно ABL.

Поскольку для высокоэнергетического лазерного луча требуется много энергии, а мощную электростанцию в небо не поднимешь, американские конструкторы применили химический лазер на основе жидкого кислорода и металлического йода. В американской прессе он называется Chemical Oxygen Iodine Laser (COIL). Такой квантовый генератор способен вырабатывать луч мощностью 1 МВт (мегаватт), мало затухающий в атмосфере. Дальность действия определялась в 400–460 км.

Первоначально предполагалось оснастить лазером самолет-заправщик КС-53А, но его грузоподъемность оказалась недостаточной. Поэтому был использован «Боинг-747-400Р» со стартовой массой 340 т, из которых 72 т отведены непосредственно под лазерное оборудование.

Проектировщики хотели разместить в самолете 14 модулей по 1 МВт, что в сумме давало 14 МВт. Но к 2003 году не удалось создать достаточно компактные агрегаты, а из тех, что сумели сделать, в «Боинг-747» уместилось только шесть. Уменьшение мощности до 6 МВт тут же сократило дальность действия лазера до 250 км. Запаса жидкого переохлажденного кислорода и мелкодисперсного порошкообразного йода на борту хватало для осуществления 20–40 лазерных «выстрелов».

В 2005 году конструкторы намеревались приступить к летным испытаниям лазерной пушки, а Пентагон собирался заказать 7 таких машин. Но тут обнаружилось, что при химической реакции кислорода с йодом на каждый ватт электроэнергии вырабатывается 4 Вт энергии тепловой. Алюминиевые конструкции фюзеляжа перегреваются, а это чревато катастрофой. Большие проблемы с безопасностью вызывают и емкости с жидким кислородом, утечка которого тоже грозит взрывом и катастрофой.

Тем не менее в начале 2009 года американцы начали испытательные полеты. Летом того же года представитель корпорации «Боинг» Гэри Фитцмайер заявил об успешных полетных испытаниях тактической лазерной пушки. Правда, пока пришлось ограничиться лазером меньшей мощности, установленным на борту самолета С-130Н, рассказал он. Далее разработчик поведал, что «стрельба квантовым лучом велась по наземным целям на полигоне в штате Нью-Мексико».

Казалось бы, первый успех достигнут. Однако Пентагон не торопится трубить об успехе. Более того, ныне поговаривают, программа «Воздушный лазер» может остаться без финансирования. Что же произошло? Оказывается, военные недовольны как недостаточной мощностью лазера, так и тем, что на его эффективность оказывает очень большое значение прозрачность атмосферы.

И на земле, и в космосе. Все же исследования в этой области не прошли даром, и в начале 80-х на вооружение Советской армии начала поступать секретная лазерная техника. Она оказалась относительно «мирной», то есть не жгла противника смертоносными лучами (их мощности все еще не хватало), а служила лишь для его ослепления.

Например, задачей лазерного танка было обнаружить цель, оснащенную оптико-электронными приборами, и ударить по ней мощной лазерной вспышкой. Как правило, такая атака полностью выводила из строя системы наведения вражеской техники и ослепляла наводчика, повреждая сетчатку глаз.

Первым в 1982 году занял место в армейском строю самоходный лазерный комплекс «Стилет». Разработкой его занималось все то же НПО «Астрофизика». Спустя год к «Стилету» присоединился более совершенный «Сангвин», способный атаковать не только наземные, но и воздушные цели. А в 1992 году был создан комплекс «Сжатие» – танк, оснащенный многоканальным лазером. Но он уже в войска не попал – помешал развал Советского Союза.

К сказанному можно добавить, что лазерные комплексы наши спецы намеревались использовать не только на земле, в воздухе, на море, но и непосредственно в космосе.

Дело в том, что в 80-х годах прошлого века американцы планировали выводить на орбиту спутники, которые из космоса смогут поражать как летящие ракеты, так и наземные и водные объекты. Чтобы противостоять им, советские инженеры и ученые представили руководству СССР проект, предполагавший создание лазерных спутников, способных прямо на орбите уничтожать американские космические объекты, а впоследствии – и наземные. Именно для этих целей была сконструирована космическая станция «Скиф».

Вслед за «Скифом» СССР намеревался запустить и «Скиф-Стилет», созданный на основе земного «Стилета» – того самого «ослепляющего» танка, о котором говорилось выше. Разрабатывались также более мощные лазеры космического базирования, способные уничтожать наземные и космические объекты.

И вот подошла пора отправиться в космос первому «Скифу». К ракете «Энергия» сбоку прицепили контейнер. Но, по-видимому, наших специалистов мучили какие-то сомнения. Во всяком случае, вместо настоящего лазера на орбиту сначала решили отправить макет. Старт состоялся в мае 1987 года и закончился аварией.

Ну а дальше началась перестройка, пошли мирные инициативы советского правительства в отношениях с США. Все это и поставило крест на дальнейшем развитии проекта.



Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.