Учені з'ясували, яка лазерна зброя ефективна проти гіперзвукової: результати дивують

Китайські дослідники довели на практиці, що пошкодження від малопотужного лазера виводять гіперзвукову ракету з ладу за секунди.

Група інженерів і вчених з Китайської академії аерокосмічної аеродинаміки виявили, що під час використання лазерної зброї для захисту від гіперзвукових ракет збільшення потужності лазерів не гарантує знищення цілі, пише SCMP.

Дослідники провели низку випробувань в аеродинамічній трубі, щоб вивчити сценарій, за якого ракета, що летить зі швидкістю 6 Махів (7350 км/год), потрапляє під вплив лазерного променя.

Коли потужність променя сягнула 1 кВт/см2, це спричинило значне відшаровування спеціального покриття на поверхні ракети, що захищає її від перегріву, дестабілізації та розвалу в польоті.

Але ось що цікаво: коли вчені подвоїли потужність лазера, площа відшаровування фактично зменшилася. Науковці зробили висновок, що покриття зазнає більше ушкоджень під час впливу лазера меншої потужності.

Раніше вважалося, що покриття гіперзвукової зброї витримує температуру в тисячі градусів Цельсія, що робить її дуже стійкою до лазерних атак, і це справді так у статичних умовах, оскільки лазери з нижчою потужністю не можуть пошкодити покриття.

Однак під час високошвидкісного польоту гаряче повітря сприяє горінню, спричиняючи швидке відділення верхнього шару покриття. У підсумку, суперечки про ефективність лазерів проти гіперзвукової зброї посилилися.

Прихильники стверджують, що лазери мають низьку вартість експлуатації і можуть переміщатися в атмосфері зі швидкістю, близькою до швидкості світла, що робить їх одним із найкращих засобів протидії гіперзвуковим загрозам.

Але опоненти стверджують, що сучасні лазерні технології не мають достатніх потужностей і мають обмежену дальність дії, що ускладнює нанесення ефективної шкоди ракетам, які наближаються, протягом обмеженого періоду часу.

Команда дослідників заявила, що попередні тести не точно відтворили умови польоту гіперзвукової зброї в атмосфері, оскільки в аеродинамічній трубі потік повітря охолоджував корпус ракети, тоді як у реальних умовах корпус зазвичай нагрівається.

Під час нових експериментів в аеродинамічній трубі вони виявили, що відшарований матеріал перетворюється на краплеподібну ударну хвилю.

Під променем високої потужності 2 кВт/см2 покриття прогорає за одну секунду, а потім пошкодження від горіння поширюється на металевий шар корпусу.

За показників 1 кВт/см2 цієї потужності недостатньо, щоб пошкодити металевий корпус, але дифузія енергії призводить до ще більшого відшаровування матеріалу покриття. Раніше основною метою розробки лазерної зброї було пропалювання корпусу цілі.

Але нове відкриття руйнування покриттів обіцяє розширити горизонти застосування засобів лазерної протидії. Цей експеримент також підкреслює проблеми використання лазерів для знищення гіперзвукової зброї Китаю.

Під час випробувань, проведених військовими США 2020 року, лазерній зброї потужністю 150 кВт знадобилося 15 секунд, щоб збити низькошвидкісний невеликий безпілотник. За цей час гіперзвукова ракета зможе подолати відстань щонайменше 30 км.

За розрахунками деяких учених, нинішні лазери мегаваттного класу, що розробляються в США, здатні генерувати на цілі лише світлові плями — і то з щільністю потужності в сотні ват на квадратний сантиметр.

Для нанесення шкоди цілям на великих відстанях, можливо, буде потрібно збільшити потужність лазера до рівня гігават.

Навіть якщо майбутня лазерна зброя досягне такого рівня потужності, вчені та інженери, які розробляють гіперзвукову зброю, однаково зможуть пом'якшити або навіть уникнути опіків, покращуючи матеріали покриття або даючи змогу корпусу ракети обертатися в польоті.