Cогласно роману А. Н. Толстого, кстати, бывшего в 1914-1916 г. военным корреспондентом "Русских ведомостей", источником света в гиперболоиде инженера Гарина служили некие пирамидки, изготовленные из пиротехнического состава. Изобретатель поджигал их спичкой, после чего регулировал всесжигающий луч. В отличие от него герои современных фантастических боевиков орудуют бластерами - мгновенно включающимися лазерными пистолетами. Однако авторы этих произведений, видно, и не догадывались, что подобное оружие уже создано в Военно-инженерной академии имени Ф.Э.Дзержинского...
В 70-е годы во многих странах, а прежде всего в СССР и США, приступили к разработкам мощных лазерных установок - помимо мирного, и военного назначения. Довольно громоздкие, они были оснащены солидными комплексами обеспечивающих систем, сложнейшей регистрирующей и измерительной аппаратурой. Между тем тогдашняя обстановка требовала создания и малогабаритных устройств. Например, и космосе появились так называемые "спутники-инспекторы", коим следовало приближаться к объектам "вероятного противника", чтобы досконально обследовать их. Подобных нежеланных "гостей" надо было обезвредить. Да и космонавтам, несущим вахту на военных станциях, не мешало обзавестись личным оружием. Обычное тут не годилось, хотя бы потому, что возникающая отдача способна повлиять на положение в пространстве стреляющего. Другое дело - лазер. В безвоздушном пространстве его излучение могло бы поражать чувствительные элементы оптико-электронной разведывательной аппаратуры, прошивать скафандры атакующих. Ну, а на Земле - временно ослеплять противника и вызывать ожоги на открытых участках его тела.
В СССР работы над лазерным индивидуальным оружием вели под руководством начальника одной из кафедр академии, заслуженного деятеля науки и техники, доктора технических паук, профессора, генерал-майора В.С. Сулаквелидзе. Теоретическими и экспериментальными исследованиями поражающего действия и отработкой элементов лазерного пистолета занимался один из авторов этих строк. Конструкцию будущего оружия отрабатывал научный сотрудник А.В. Симонов, в испытаниях участвовал адъюнкт В.В. Горев.
На нервом этапе мы установили, что для вывода из строя чувствительных элементов оптических систем и ослепления неприятеля подходит и не слишком высокая энергия излучения - достаточно 1 10 Дж. Это объясняется тем, что глаз и оптика фокусируют его, увеличивая плотность в сотни и тысячи раз.
Как известно, любой лазер состоит из активной среды, источника накачки и резонатора. Так вот, в качестве среды мы сначала выбрали кристалл иттриево-алю-миниевого граната, генерирующий луч и инфракрасном диапазоне при сравнительно низкой мощности накачки. Напыленные на его торцы зеркала служили резонатором. Для оптической накачки применили малогабаритную газоразрядную лампу-вспышку, подобную тем, которыми пользуются фоторепортеры, но с гораздо большей энергией излучения. Поскольку даже самый компактный источник электропитания весил 3-5 кг, его пришлось разместить отдельно от пистолета.
Одновременно мы занимались поисками новых активных сред. Например, конструкторы предпочитали волоконно-оптические элементы - в них, как и в иттриево-алюминиевом гранате, излучение инициировали ионы неодима. Благодаря тому, что диаметр такой "нити" составлял примерно 30 мкм, а поверхность собранного из ее отрезков (от 300 до 1000 шт.) жгута была большой, порог генерации (наименьшая энергия накачки) снижался, к тому же становились ненужными резонаторы.
В ходе исследований мы установили энергетические и пространственные характеристики разных кристаллов и активного волокна с разной длиной жгутов, изучили особенности их работы в импульсном одиночном, частотном и непрерывном режимах. Как и ожидалось, порог генерации был самым низким у волокон - примерно 10 Дж в 6-метровом жгуте из 400 "нитей". Его и проще охлаждать — сказывается большое отношение поверхности к объему. Для получения энергии излучения в 1-5 Дж длина жгута должна составлять 4-10 м при диаметре 1,5—3 мм. Однако у активного волокна был один, но весьма существенный недостаток: расходимость излучения увеличивалась почти до 2*10^(-1) радиан, что снижало дальность действия оружия до нескольких метров или же требовало оснащения его дополнительными фокусирующими насадками либо использования новых физических эффектов в волокне, связанных с обращением волнового фронта.
Тем временем паши работы настолько заинтересовали другие организации, что киностудия Министерства обороны сняла в научно-исследовательской лаборатории академии учебный фильм "Опасный луч", в котором было показано, чего мы добились.
На втором этапе мы занялись разработкой лазерного пистолета, по весу и размерам не отличавшегося бы от армейского огнестрельного. Для этого понадобился малогабаритный источник оптической накачки, размещаемый, как, скажем, обойма с патронами. В качестве его мы решили применить одноразовые пиротехнические лампы-вспышки, заполненные кислородом и металлом в виде фольги или порошка. Подожженный электрической искрой, он сгорит за 5-10 мс при температуре порядка 5 тыс. градусов К. (Как тут не вспомнить о пирамидках Гарина!) Разумеется, всем компонентам следовало быть нетоксичными и не подверженными самопроизвольному детонированию. Хотя "блин" был в принципе обычным, его "отдачу", энергию накачки, предстояло увеличить в 5-10 раз. Среди предложенных вариантов выбрали такой - с циркониевой фольгой вместо общепринятого магния, что в 3 раза повысило удельную световую энергию, с добавками солей металла, которые позволили "подогнать" излучение лампы к спектру поглощения активного элемента.
Следует отметить, что все экспериментальные работы производились нашими руками. Первые самодельные лампы были в виде колбочки диаметром 1 см, внутри находилась вольфрамо-рениевая нить, покрытая горючей настой для поджига пиротехнической смеси (цирконий в кислороде). На саму колбу навивался жгут активного волокна в плотной упаковке. В более поздних конструкциях применили полостные пиротехнические лампы с внешней и внутренней навивкой волокна, что повышало эффективность накачки.
Итак, в нашей академии были получены важные результаты исследовании, на одном из предприятий уже налаживалась автоматическая линия для изготовления ламп, и тут разразилась пресловутая конверсия оборонной промышленности! Линию пришлось свернуть, правда, работы по инерции еще продолжались, но до тех пор, пока не кончился запас самодельных ламп.
...Сейчас в музее академии хранятся лазерные револьвер (фото 1) и пистолет (фото 2). В первом кристалл иттриево-алюминиевого граната или волоконно-оптический активный элемент находятся в стволе, а барабан заряжается шестью "патронами" - пиротехническими лампами-вспышками. После "выстрела" он проворачивается, подавая в осветительную камору очередную лампу, а для поджига смеси в ней (получения электроискры) служит вставленная в рукоятку батарейка типа "Крона".
Что касается пистолета, то в нем лампы-вспышки размешаются в обойме. После каждого "выстрела", израсходованная выбрасывается, как гильза, а следующая подается в осветительную камору.
Был подготовлен и третий вариант - комбинированный пистолет. В центре полостной лампы - кристалл, на нее навит жгут активного волокна, и все это упаковано в осветителе с селективным покрытием. Оптический затвор обеспечивает раздельную либо одновременную "стрельбу" из кристалла и волокна. Для повышения эффективности накачки и снижения порога генерации на осветитель, лампу и волокно нанесено покрытие, переводящее часть излучения накачки в полосы поглощения ионов неодима и "отсекающее" вредный для стекла ультрафиолет.
А теперь самое интересное. Мы сделали лазерные пистолеты в виде... авторучки и других внешне безобидных предметов. Дело в том, что это оружие можно использовать и как оборонительное гражданское, например, при нападении хулиганов или грабителей. В частности, в лазерной авторучке встроены батарейка и волоконно-активный элемент. Последний ничего не стоит удлинить, замаскировав его "дуло" в головном уборе, оправе очков, рукаве. А включается авторучка кнопкой, спрятанной в кармане, перчатках, под мышкой, в общем, где угодно. Нашли мы и другое применение лазерному пистолету. Например, в качестве тренажера для стрелков, кровоостанавливающего и обеззараживающего средства при оказании скорой помощи и т.п.
Подобное оружие пригодилось бы и для борьбы с террористами, повадившимися захватывать общественный транспорт вместе с заложниками. Световод-излучатель нетрудно протянуть в пилотской либо водительской кабине, пассажирском салоне, причем испускаемая им "световая пуля" невидима и неслышима, тогда как поражающее действие эффективно в любом случае, будь то сконцентрированный луч или рассеянный пучок.
Мы по-прежнему считаем, что лазерные пистолеты имеют будущее - и не только, и не столько в роли сугубо космического оружия. Было бы неплохо узнать мнение на этот счет соответствующих организаций - хотя бы тех, на которых возложено поддержание правопорядка в стране.
Борис ДУВАНОВ, доктор технических наук,
профессор Михаил ПАВЛУШЕНКО, научный сотрудник
(Журнал «Техника-Молодёжи», №12 за 1995 год)
Спасибо (-) - Валерий Мухин18.05.2001 12:30:30 (0 b)
