Продолжение







Подготовка к испытаниям ВФД-лазера Ф-1200 (вероятно) на полигоне, Сары-Шаган (кадры документального фильма "Повелители луча", 2009 г.).




---------- Добавлено в 20:11 ---------- Предыдущее было в 20:11 ----------

Продолжение

Исследование лазеров с использованием комбинационного рассеивания (ВКР) по программе "Терра-3"


Рассеивание излучения первых ВФДЛ была неудовлетворительной - на два порядка выше дифракционного предела, что препятствовало доставке энергии на значительные расстояния. В 1966 г Н.Г.Басов и И.И.Собельман с сотрудниками предложили решить проблему путем использования двухкаскадной схемы - двухкаскадный лазер "сумматор" на комбинационном рассеянии (ВКР-лазер), накачиваемый несколькими ВФДЛ лазерами с «плохим» рассеиванием. Высокий КПД ВКР-лазера и высокая однородность его активной среды (сжиженные газы) позволили создать высокоэффективную 2-каскадную лазерную систему. Руководство исследования ВКР-лазеров осуществлял Е.М.Земсков (ЦКБ "Луч"). После исследований физики ВКР-лазеров в ФИАН и ВНИИЭФ «команда» ЦКБ «Луч» в 1974-1975 г.г. успешно провела на полигоне «Сары-Шаган» в Казахстане серию экспериментов с 2-каскадной системой серии "АЖ" (ФИАН, «Луч» - позже "Астрофизика"). Пришлось использовать крупногабаритную оптику из специально разработанного плавленого кварца, чтобы обеспечить лучевую прочность выходного зеркала ВКР-лазера. Для ввода излучения ВФДЛ лазеров в ВКР-лазер использовалась многозеркальная растровая система.


Мощность ВКР-лазера АЖ-4Т достигала в импульсе 10 кДж, а в 1975 г. испытывался ВКР-лазер на жидком кислороде АЖ-5Т с мощностью в импульсе уже 90 кДж, апертурой 400 мм и КПД 70%. Лазер АЖ-7Т до 1975 г. предполагалось использовать в комплексе "Терра-3".





ВКР-лазер АЖ-4Т (монтаж кадров документального фильма "Повелители луча", 2009 г.).





ВКР-лазер на жидком кислороде АЖ-5Т, 1975 г. Впереди видно выходное отверстие лазера. (Зарубин П.В., Польских С.В. Из истории создания высокоэнергетических лазеров и лазерных систем в СССР).








ВКР-лазер на жидком кислороде АЖ-5Т, 1975 г., полигон Сары-Шаган (кадр документального фильма "Повелители луча", 2009 г.).





Многозеркальная растровая система, использовавшаяся для ввода излучения ВДФЛ в ВКР-лазер (Зарубин П.В., Польских С.В. Из истории создания высокоэнергетических лазеров и лазерных систем в СССР).





Разрушенная излучением ВКР-лазера стеклянная оптика. Заменена на особочистую кварцевую оптику (Зарубин П.В., Польских С.В. Из истории создания высокоэнергетических лазеров и лазерных систем в СССР).

---------- Добавлено в 20:12 ---------- Предыдущее было в 20:11 ----------

Продолжение

Исследование воздействия лазерного излучения на материалы по программе "Терра-3"


Была выполнена обширная программа исследования воздействия излучения высокоэнергетических лазеров на разнообразные объекты. В качестве "мишеней" использовались стальные образцы, различные образцы оптики, разнообразные прикладные объекты. Вцелом направление иммледований воздействия на объекты возглавлял Б.В.Замышляев, направление исследований по лучевой прочности оптики возглавлял А.М.Бонч-Бруевич. Работы по программе велись с 1968 по 1976 годы.





Воздействие излучения ВЭЛ на элемент обшивки (Зарубин П.В., Польских С.В. Из истории создания высокоэнергетических лазеров и лазерных систем в СССР).





Стальной образец толщиной 15 см. Воздействие твердотельного лазера. (Зарубин П.В., Польских С.В. Из истории создания высокоэнергетических лазеров и лазерных систем в СССР).





Воздействие излучения ВЭЛ на оптику (Зарубин П.В., Польских С.В. Из истории создания высокоэнергетических лазеров и лазерных систем в СССР).





Воздействие высокоэнергетического СО2-лазера на модель самолета, НПО "Алмаз", 1976 г. (Зарубин П.В., Польских С.В. Из истории создания высокоэнергетических лазеров и лазерных систем в СССР).

---------- Добавлено в 20:12 ---------- Предыдущее было в 20:12 ----------

Продолжение

Исследование высокоэнергетических электроразрядных лазеров по программе "Терра-3"


Многоразовые электроразрядные ФДЛ требовали очень мощного и компактного импульсного источника электрического тока. В качестве такого источника было решено использовать взрывомагнитные генераторы, разработка которых велась ВНИИЭФ коллективом под руководством А.И. Павловского для других целей. Надо отметить, что у истоков этих работ также стоял А.Д. Сахаров. Взрывомагнитные генераторы (иначе их называют магнитокумулятивными генераторами) также как обычные ФД-лазеры разрушаются в процессе работы при взрыве своего заряда, однако их стоимость во много раз ниже стоимости лазера. Сконструированные специально для электроразрядных химических лазеров на фотодиссоциации А.И.Павловским с коллегами взрывомагнитные генераторы способствовали созданию в 1974 году экспериментального лазера с энергией излучения в импульсе около 90 кДж. Испытания этого лазера завершены в 1975 г.


В 1975 г. группа конструкторов ЦКБ "Луч" во главе с В.К.Орловым предложила отказаться от взрывных ВФД-лазеров с двухкаскадной схемой (ВКР) с заменой их на электроразрядные ФД-лазеры. Это потребовало очередной доработки и корректировки проекта комплекса. Предполагалось использовать лазер ФО-13 с энергией в импульсе 1 мДж.





Большие электроразрядные лазеры на сборке ВНИИЭФ

---------- Добавлено в 20:12 ---------- Предыдущее было в 20:12 ----------

Продолжение

Исследование высокоэнергетических электроионизационных лазеров по программе "Терра-3"


Работы по частотно-импульсному лазеру 3Д01 мегаваттного класса с ионизацией электронным пучком начаты в ЦКБ "Луч" по инициативе и при участии Н.Г.Басова и позже выделились в отдельное направление в ОКБ "Радуга" (позже - ГНИИЛЦ "Радуга") под руководством Г.Г.Долгова-Савельева. В экспериментальной работе в 1976 г. на электроионизационном CO2-лазере достигнута средняя мощность около 500 кВт при частоте повторения до 200 Гц. Использовалась схема с «замкнутым» газодинамическим контуром. Позже создан усовершенствованный частотно-импульсный лазер КС-10 (ЦКБ "Астрофизика", Н.В.Чебуркин).





Частотно-импульсный электроионизационный лазер 3Д01. (Зарубин П.В., Польских С.В. Из истории создания высокоэнергетических лазеров и лазерных систем в СССР).

---------- Добавлено в 20:13 ---------- Предыдущее было в 20:12 ----------

Продолжение

Научно-экспериментальный стрельбовой комплекс 5Н76 "Терра-3"


В 1966 г. ОКБ "Вымпел" под руководством О.А. Ушакова начата разработка эскизного проекта полигонного экспериментального комплекса "Терра-3". Работы над эскизным проектом продолжались по 1969 г. Непосредственным руководителем разработки сооружений был военный инженер Н.Н. Шахонский. Размещение комплекса планировалось на полигоне ПРО в Сары-Шагане. Комплекс предназначался для проведения экспериментов по поражению ГЧ баллистических ракет высокоэнергетическими лазерами. Проект комплекса неоднократно корректировался в период с 1966 по 1975 г.г. С 1969 г. проектирование комплекса "Терра-3" велось ЦКБ "Луч" под руководством М.Г.Васина. Создание комплекса предполагалось с использованием двухкаскадного ВКР-лазера с размещением основного лазера на значительном расстоянии (около 1 км) от системы наведения. Это определялось тем, что в ВФД-лазерах при излучении предполагалось использовать до 30 тонн взрывчатого вещества, что могло оказать воздействие на точность системы наведения. Так же необходимо было обеспечить отсутствие механического воздействия осколков ВФД-лазеров. Излучение от ВКР-лазера к системе наведения предполагалось передавать по подземному оптическому каналу. Предполагалось использование лазера АЖ-7Т.


В 1969 г. на ГНИИП № 10 Министерства Обороны СССР (в/ч 03080, полигон ПРО Сары-Шаган) на площадке №38 (в/ч 06544) началось строительство сооружений для экспериментальных работ по лазерной тематике. В 1971 г. строительство комплекса временно приостановлено по техническим причинам, но в 1973 г., вероятно, после корректировки проекта, вновь продолжено.


Технические причины (по данным источника - Зарубин П.В. "Академик Басов...") заключались в том, что при микронной длине волны лазерного излучения практически невозможно было сфокусировать луч на относительно малую площадь. Т.е. если цель находится на расстоянии больше 100 км, то естественное угловое расхождение оптического лазерного излучения в атмосфере в результате рассивания составляет в 0,0001 град. Это было установлено в специально созданном для обеспечения выполнения программы создания лазерного оружия Институте Оптики Атмосферы в СО АН СССР в г. Томске, который возглавлял акад. В.Е.Зуев. Отсюда следовало, что пятно лазерного излучения на расстоянии 100 км будет иметь диаметр не менее 20 метров, а плотность энергии на площади в 1 кв.см при полной энергии лазерного источника в 1 МДж будет меньше 0,1 Дж/кв.см. Этого слишком мало - для того, чтобы поразить ракету (создать в ней отверстие в 1 кв.см, разгерметизировав ее), требуется больше 1 кДж/кв.см. И если первоначально предполагалось использование на комплексе ВФД-лазеров, то после определения проблемы с фокусировкой луча разработчики начали склоняться к использованию двухкаскадных лазеров "сумматоров" на комбинационном рассеянии.


Проектирование системы наведения велось ГОИ (П.П. Захаров) совместно с ЛОМО (Р.М. Кашерининов, Б.Я. Гутников). Высокоточное опорно-поворотное устройство создавалось на заводе "Большевик". Высокоточные приводы и безлюфтовые редукторы для опорно-поворотных устройств разрабатывались ЦНИИ автоматики и гидравлики с участием МВТУ им.Баумана. Основной оптический тракт был полностью выполнен на зеркалах и не содержал прозрачных оптических элементов, которые могли бы быть разрушены излучением.


В 1975 г. группа конструкторов ЦКБ "Луч" во главе с В.К.Орловым предложила отказаться от взрывных ВФД-лазеров с двухкаскадной схемой (ВКР) с заменой их на электроразрядные ФД-лазеры. Это потребовало очередной доработки и корректировки проекта комплекса. Предполагалось использовать лазер ФО-13 с энергией в импульсе 1 мДж. В конечном счете, сооружения с боевыми лазерами так и не были достроены и запущены в эксплуатацию. Была построена и использовалась только система наведения комплекса.


Генеральным конструктором экспериментальных работ на "объекте 2506" (комплекс "Омега" средств вооружений противосамолетной обороны - КСВ ПСО) назначен академик АН СССР Б.В.Бункин (НПО "Алмаз"), на "объекте 2505" (КСВ ПРО и ПКО "Терра-3") - член-корреспондент АН СССР Н.Д.Устинов ("ЦКБ "Луч"). Научный руководитель работ - вице-президент АН СССР академик Е.П.Велихов. От в/ч 03080 анализом функционирования первых опытных образцов лазерных средств ПСО и ПРО руководил начальник 4 отдела 1 управления инженер-подполковник Г.И.Семенихин. От 4 ГУМО с 1976 г. контроль разработки и испытаний вооружений и военной техники на новых физических принципах с использованием лазеров проводил начальник отдела, ставший в 1980 году лауреатам Ленинской премии за этот цикл работ, полковник Ю.В. Рубаненко. На "объекте 2505" ("Терра-3") шло строительство, в первую очередь, на контрольно-огневой позиции (КОП) 5Ж16К и в зонах «Г» и «Д». Уже в ноябре 1973 года на КОПе была проведена первая экспериментальная боевая работа в условиях полигона. В 1974 г., для обобщения проведенных работ по созданию вооружений на новых физических принципах, на полигоне в «Зоне Г» была организована выставка с показом новейших средств, разработанных всей промышленностью СССР в этой области. Выставку посетил Министр обороны СССР Маршал Советского Союза А.А. Гречко. Была проведена боевая работа с использованием спецгенератора. Боевым расчетом руководил подполковник И.В.Никулин. Впервые на полигоне была поражена лазером мишень размером с пятикопеечную монету на малой дальности.





Первоначальный проект комплекса "Терра-3" 1969 г., окончательный проект 1974 г. и объем реализованных компонентов комплекса. (Зарубин П.В., Польских С.В. Из истории создания высокоэнергетических лазеров и лазерных систем в СССР).

---------- Добавлено в 20:13 ---------- Предыдущее было в 20:13 ----------

Продолжение



Достигнутые успехи ускорили работы по созданию экспериментального боевого лазерного комплекса 5Н76 "Терра-3". Комплекс состоял из сооружения 41/42В (южное здание, иногда назваемое "41-я площадка") в котором был размещен командно-вычислительный пункт на базе трех вычислителей М-600, точный лазерный локатор 5Н27 - аналог лазерного локатора ЛЭ-1 / 5Н26 (см.выше), система передачи данных, система единого времени, система спецтехнического оборудования, связи, сигнализации. Испытательные работы на этом сооружении проводил 5-й отдел 3-го испытательного комплекса (начальник отдела полковник И.В.Никулин). Однако, на комплексе 5Н76 узким местом было отставание в разработке мощного спецгенератора для реализации технических характеристик комплекса. Было принято решение установить экспериментальный модуль генератора (имитатор с СО2-лазером) с достигнутыми характеристиками для отработки боевого алгоритма. Пришлось недалеко от сооружения 41/42В построить для этого модуля сооружение 6А (южно-северное здание, иногда называется "Терра-2"). Проблема спецгенератора так и не была решена. Строение для боевого лазера было возведено к северу от "площадки 41", к нему вел туннель с коммуникациями и системой передачи данных, но монтаж боевого лазера не был осуществлен.


Испытания системы наведения начаты в 1976-1977 г.г., но работы по основным стрельбовым лазерам так и не вышли из проектной стадии, и после серии совещаний у министра оборонной промышленности СССР С.А.Зверева было принято решение о закрытии программы "Терра-3". В 1978 г. с согласия Министерства обороны СССР программа создания комплекса 5Н76 "Терра-3" официально была закрыта. Установка не была введена в строй и в полном объеме не работала, боевых задач не решала. Строительство комплекса не было полностью завершено - была смонтирована в полном объеме система наведения, были смонтированы вспомогательные лазеры локатора системы наведения и имитатора силового луча.


В 1979 г. в состав установки был включен рубиновый лазер - имитатор боевого лазера - массив из 19 рубиновых лазеров. И в 1982 г. его дополнил СО2-лазер. Кроме того в состав комплекса входили информационный комплекс, предназначенный для обеспечения функционирования системы наведения, система наведения и удержания луча с высокоточным лазерным локатором 5Н27, предназначенным для точного определения координат цели. Возможности 5Н27 позволяли не только определить дальность до цели, но и получить точные характеристики по ее траектории, форме объекта, его размерах (некоординатную информацию). С помощью 5Н27 проводились наблюдения за космическими объектами. На комплексе были проведены испытания по воздействию излучения на мишень, наведения лазерного луча на цель. С помощью комплекса выполнялись исследования по наведению луча маломощного лазера на аэродинамические мишени и по изучению процессов распространения лазерного луча в атмосфере.


В 1988 г. проводились испытания системы наведения по искуственным спутникам земли, но к 1989 г. работы по лазерной тематике стали свёртываться. В 1989 г. по инициативе Велихова установка "Терра-3" была показана группе американских ученых и конгрессменов. К концу 1990-х годов все работы на комплексе прекращены. По состоянию на 2004 г. основное сооружение комплекса еще было целым, но к 2007 г. большая часть сооружения демонтирована. Так же уже отсутствуют все металлические детали комплекса.





Схема сооружения 41/42В комплекса 5Н76 "Терра-3".





Основная часть сооружения 41/42В комплекса 5Н76 "Терра-3" - телескоп системы наведения и защитный купол, снимок сделан во время визита на объект американской делегации, 1989 г. (автор фото - Thomas B. Cochran, from Rambo54, http://militaryrussia.ru/forum/).