Кто-то помнит, что мы обещали вам пост от эксперта по теме лазеров на крупных БПЛА. И вот, спустя столько времени, выпускаем...

Попытка установки лазерного комплекса для перехвата дронов на MQ-9 является технически реализуемой задачей, однако её эффективность вызывает сомнения. Рассмотрим ключевые параметры, начиная с предполагаемой средней мощности лазерного излучения — 25 кВт. На сегодняшний день такие уровни мощности уже не представляют технологической проблемы для волоконных лазеров.

В качестве примера можно взять серию лазеров YLS от компании IPG Photonics, признанного лидера в отрасли. Примечательно, что IPG была основана выходцами из России. Лазеры серии YLS — это непрерывные, многомодовые волоконные источники излучения с длиной волны 1070 нм и КПД порядка 40%.

Допустим, что фокусировка лазерного луча осуществляется на дистанции 1000 метров при входной апертуре 100 мм. С учётом пространственных характеристик, указанных производителем, диаметр пятна на цели составит примерно 155 мм. Теоретическая перетяжка луча может достигать 3 км, по сути — излучение практически коллимированное, аналогичное лазерной указке. Пока сложно? Читаем дальше...

Что это значит на практике? 25 кВт оптической мощности распределены по пятну диаметром 155 мм. Если учитывать, что MQ-9 Reaper находится на высоте около 7 км, то он, скорее всего, находится в зоне высоких облаков. Такие условия создают значительные помехи для прохождения излучения. В зависимости от плотности облачности потери на рассеяние и поглощение в водяных парах и кристаллах льда могут достигать 30–50%.

Даже без учёта потерь на атмосферу, предположим, что мы пытаемся прожечь летящую трубу (которую кто-то зачем-то в кого-то запустил смеха ради) из нержавеющей стали (например, AISI 304) толщиной 1,5 мм на дистанции в 1 км. По быстрым оценкам в идеальных условиях (сухой воздух, без пыли и аэрозолей) поглощение энергии в ближнем ИК-диапазоне составляет порядка 40%. Энергия, необходимая для прожига — около 229 кДж. С учётом потерь, на цели может поглощаться лишь 10 кВт, что требует около 22,9 секунд непрерывного облучения для прожига.

Отсюда вытекает основной вывод: цель необходимо удерживать в фокусе не менее 30 секунд с минимальными отклонениями, при этом расходуя значительный ресурс батареи. Мы даже не учитываем массу самого комплекса, требования к высокоскоростной системе оптического слежения, а также изменение угла атаки луча по мере прожигания и движения цели.

Тем не менее, что 25 кВт средней мощности вполне достаточно для поражения незащищённой оптики. Даже если оптическая система защищена, плотности мощности может хватить для повреждения защитных окон и выведения из строя визуальных сенсоров. Таким образом, лазерный комплекс может быть эффективен против малогабаритных целей на малых высотах, особенно если те имеют элементы из материалов с высоким коэффициентом поглощения — например, лопасти из углепластика или литьевых полимеров.

Однако можно с уверенностью сказать, что 25 кВт недостаточно для гарантированного поражения более прочных и защищённых целей, таких как барражирующие боеприпасы, особенно при неблагоприятных метеоусловиях и на больших высотах.

Дополним тем, что это приблизительная оценка, расчет проводился из возможности взять 100мм входную апертуру и установить на комплекс. Использоваться может и адаптивная оптика, с переменой фокуса. Близкую по аналогии систему использовали Росатом при демонтаже металлоконструкций. Работа проводилась на дистанции 200м, на больших дистанциях мы скорее рассеиваем пучок, а не фокусируем, если только не используется громоздкая оптика.

Пост написан совместно с разработчиком промышленных лазерных комплексов. Спасибо ему большое!

Связаться, отправить новость, идею или предложение:
@bezdconnection_bot

Подписаться на Бездушные системы