8.5. Лазеры в военном деле Лазерные дальномеры, высотомеры

Лазерные дальномеры, высотомеры обеспечивают высокую точность измерения, имеют небольшие габариты и легко сочетаются с системой управления огнем (в артиллерии, авиации, танковых войсках).

В основе работы лазерных дальномеров и высотомеров лежат рассмотренные ранее принципы. Эти установки обеспечивают высокую точность измерения дальности или высоты, имеют небольшие габариты и легко сочетаются с системой управления огнем.

Целеуказатели, локаторы, навигационные системы

Другой пример использования лазеров в военной деле - целеуказатели, локаторы, навигационные системы. Рассмотрим принцип работы головки самонаведения (рис. 8.9).

Цель облучается лазером. Отраженное от цели излучение воспринимается головкой самонаведения (например: установленной на ракете). Через обтекатель 1 (из прозрачного для лазерного излучения материала) излучение фокусируется оптической системой 2, 3 на приемное устройство 4. Приемное устройство 4 состоит из четырех фотоприемников, к каждому из которых подведены токосъемные контакты.

Е сли изображение фокусируется в центральной части приемного устройства (цель находится на оптической оси головки), то сигналы, вырабатываемые четырьмя фотоприемниками, одинаковы, а разность сигналов любой пары равна нулю. В этом случае сигнал на изменение положения не подается. Если изображение цели смещено – часть фотоприемников будет освещена больше. При этом появится разностный сигнал, пропорциональный отклонению. Для перемещения в двух перпендикулярных направлениях сигналы усиливаются усилителем 5, разделяется фильтрами 6, усиливаются усилителями 7 и подаются на приводы рулей управления. Ракета будет изменять траекторию до тех пор, пока разностные сигналы не будут равны нулю.

Лазерное оружие

Лазерное оружие (пистолеты, винтовки, пушки) отличается рядом преимуществ:

• высокая скорость 3∙10⁸ м/с (почти мгновенное поражение цели);

• на распространение лазерного излучения не влияет гравитация;

• большая дальность поражения.

Использование химических и рентгеновских лазеров

Химические лазеры работают без внешнего источника электропитания. Рассмотрим в качестве примера лазер на фтористом водороде. Источником энергии служит реакция между фтором и водородом.

.

М ощный химический лазер непрерывного действия имеет камеру сгорания, в которой в результате диссоциации молекул F₂ образуются атомы фтора. Горячий атомарный фтор пропускается через резонатор со сверхзвуковой скоростью, охлаждается и быстро смешивается с водородом. В результате взаимодействия холодного фтора и водорода образуются возбужденные молекулы HF^*. При переходе возбужденных молекул HF^* в основное состояние возникает излучение.

Рентгеновские лазеры излучают на длине волны λ=1 нм. Интенсивности излучения накачки в этой области спектра 10¹³…10¹⁵ Вт/см². Источником накачки служит ядерный взрыв. Рентгеновский лазер – устройство одноразового действия. Ядерный взрыв его разрушает, но за 1мкс до разрушения лазер успевает выдать импульс излучения.

Рентгеновский лазер (рис. 8.10) содержит до 50 двухметровых стержней 1 диаметром 1 мм, каждый из которых предварительно наводится на цель; накачка осуществляется от ядерного заряда 3. Лазер снабжен следящим телескопом 2, системой наведения 4 и двигательной установкой 5. Такая установка позволяет получить мощность в 400 ТВт.