Hogyan működnek a lézerfegyverek?

A világ országai rohamosan fejlesztenek nagy teljesítményű lézerfegyvereket katonai küldetésekhez szárazföldön és tengeren, a levegőben és az űrben.

Teherautóra szerelt lézerfegyver. Fotó: Popular Science

Iain Boyd, a Colorado Boulder Egyetem repülőgépmérnöki professzora szerint az eget betöltő vagy a hullámokat súroló apró, olcsó drónok rajainak képei arra inspirálták a hadsereget, hogy lézerfegyvereket fejlesszenek ki és telepítsenek alternatívaként a költséges védekezési módokra, például a rakétákra.

A lézerek elektromosságot használnak fotonok, vagyis fényrészecskék létrehozására. A fotonok egy erősítő közegen haladnak át, gyorsan növelve a fotonok számát. A The Conversation szerint ezeket a fotonokat egy lézersugár-vezető egy keskeny nyalábba fókuszálja.

Az első lézer 1960-as bevezetése óta eltelt évtizedekben a mérnökök számos olyan lézert fejlesztettek ki, amelyek az elektromágneses spektrum különböző hullámhosszain, az infravöröstől az ultraibolyaig, fotonokat állítanak elő. A katonai alkalmazásokban használt nagy teljesítményű lézerrendszerek szilárdtest lézereken alapulnak, amelyek speciális kristályokat használnak a bemeneti energia fotonokká alakítására. A nagy teljesítményű szilárdtest lézerek egyik fő jellemzője, hogy a fotonok az elektromágneses spektrum infravörös tartományában keletkeznek, és szabad szemmel láthatatlanok.

Amikor egy lézersugár kölcsönhatásba lép egy felülettel, a hullámhossztól, a sugár teljesítményétől és a felület anyagától függően különböző hatásokat hoz létre. Az alacsony teljesítményű lézerek a spektrum látható tartományában fotonokat termelnek, és fényforrásként használhatók mutatóeszközökhöz és nyilvános rendezvényeken tartott bemutatókhoz. Ezek a lézersugarak olyan alacsony teljesítményűek, hogy a felületről anélkül verődnek vissza, hogy kárt okoznának.

A nagy teljesítményű lézerrendszereket számos orvosi eljárás során használják biológiai szövetek átvágására. A legnagyobb teljesítményű lézerek különféle anyagokat képesek melegíteni, elpárologtatni, megolvasztani és elégetni, és ipari folyamatokban hegesztésre és vágásra használják őket. A lézer teljesítményszintjén kívül a különféle hatások elérésének képességét a lézer és a célpont közötti távolság is meghatározza.

Lézerfegyverek

Részben a nagy teljesítményű ipari lézerek fejlődésének köszönhetően a lézerfegyverek használata a hadseregekben egyre elterjedtebb. A nagy teljesítményű lézerfegyverek alapvető előnye, hogy folyamatosan működhetnek. A hagyományos fegyverekkel, például a korlátozott lőszerrel rendelkező lőszerrel ellentétben a nagy teljesítményű lézerek folyamatosan képesek tüzelni, amíg van áramforrásuk.

Az amerikai hadsereg nagy teljesítményű lézereket telepít teherautókra, hogy különféle célpontokat, köztük drónokat, helikoptereket, aknavetőket és rakétákat lőjön ki. Az amerikai haditengerészet nagy teljesítményű lézereket használ hajókon, hogy megvédje magát a kis, gyorsan mozgó felszíni hajóktól, valamint a rakétáktól és a drónoktól. Az amerikai légierő nagy teljesítményű lézereket fejleszt repülőgépekre támadó és védekező küldetésekhez. Oroszország is nagy teljesítményű lézereket épít a földön, hogy „vakítsa” az ellenséges műholdakat.

A lézerfegyverek korlátai

A nagy teljesítményű lézereket használó egységek egyik fő kihívása a távolsági működéshez szükséges teljesítmény mennyisége. Az ipari lézerekkel ellentétben, amelyek mindössze centiméterekre vannak a célpontjuktól, a katonai műveletek sokkal nagyobb távolságokat igényelnek. A közeli fenyegetések, például aknavetők vagy kis hajók elleni védekezéshez a lézerfegyvereknek el kell találniuk a célpontokat, mielőtt kárt okozhatnának.

Az anyagok biztonságos távolságból történő elégetéséhez azonban több tíz vagy több száz kilowatt teljesítményű lézersugarakra van szükség. A legkisebb prototípus lézerfegyver 10 kilowatt elektromos áramot fogyaszt, ami körülbelül annyi, mint egy elektromos autóé. A legújabb fejlesztés alatt álló nagy teljesítményű lézerfegyver 300 kilowatt elektromos áramot igényel, ami 30 háztartás ellátására elegendő. Mivel a nagy teljesítményű lézerek csak 50 százalékban hatékonyak, hatalmas hulladékot termelnek.

Ez azt jelenti, hogy a nagy teljesítményű lézerek energiatermelő és hűtő infrastruktúrát igényelnek, ami korlátozhatja a különböző platformok hatékonyságát. A katonai teherautókban és a légierő vadászgépeiben van a legkevesebb hely a nagy teljesítményű lézerfegyverek számára, így ezek a rendszerek viszonylag kis teljesítményű célpontokra, például drónok elsüllyesztésére vagy rakéták hatástalanítására korlátozódnak. A nagyobb hajók és repülőgépek nagyobb teljesítményű lézereket tudnak befogadni, amelyek képesek lyukakat égetni a hajókban és a földi járművekben. A földi rendszerek a legkevésbé korlátozottak, így ezek rendelkeznek a legnagyobb teljesítménnyel, és távolról is képesek kezelni a rakétákat.

A platformot igénylő nagy teljesítményű lézerfegyverek egy másik fontos korlátja az üzemidő. Mivel a lézer áramellátását teherautónak, hajónak vagy repülőgépnek kell szállítania, az áramellátás korlátozza a kimenő teljesítményt, és a lézer csak korlátozott ideig használható újratöltés nélkül. Ezenkívül a lézerfegyverek hatékonyságát csökkenti az eső, a köd és a füst, amelyek a sugár szétszóródását okozzák. A lézersugárnak több másodpercig a célpontra kell rögzülnie ahhoz, hogy kárt okozzon.

A jövőben a lézerfegyverek valószínűleg tovább fognak fejlődni, nagyobb teljesítményszinttel, bővítve a célpontok hatótávolságát.

An Khang ( A beszélgetés szerint)

Forráslink: https://vnexpress.net/vu-khi-laser-hoat-dong-nhu-the-nao-4720686.html