Лазерный пистолет с пиротехнической лампой-вспышкой. Разработан в 1984 году.
Борис ДУВАНОВ, доктор технических наук, профессор,
Михаил ПАВЛУШЕНКО, научный сотрудник
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, в 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.
В СССР работы над лазерным индивидуальным оружием вели под руководством начальника одной из кафедр академии, заслуженного деятеля науки и техники, доктора технических наук, 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.
Как известно, любой лазер состоит из активной среды, источника накачки и резонатора. Так вот, в качестве среды мы сначала выбрали кристалл иттриево-алюминиевого граната, генерирующий луч в 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.
Тем временем наши 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 нетокосичными и не подверженными самопроизвольному детонированию. Хотя "блиц" 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 пастой, 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 исследований, 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 и пистолет. 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 размещаются 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.
