RU2481544C1

RU2481544C1 - Combat laser

Info

Publication number: RU2481544C1
Application number: RU2011136502/28A
Authority: RU
Inventors: Николай Борисович Болотин
Original assignee: Николай Борисович Болотин
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2013-05-10
Also published as: RU2011136502A

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.

SUBSTANCE: combat laser contains foundation with laser station mounted on it on the base of gas dynamic laser, note that laser station is made in the form of liquid fuel rocket engine with nozzle that contains subsonic and supersonic parts and critical section on their joint mounted vertically with the possibility of exhausting the combustion products vertically upwards and resonator mounted in critical section on cylindrical hinge.

EFFECT: provision of possibility to increase sighting accuracy, improvement of combat laser survivability, combat readiness, fire power and controllability.

9 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области вооружения, а именно к средствам и способам ведения наступательных или оборонительных действий с применением управляемого луча лазера с ядерной накачкой очень большой мощности.The invention relates to the field of weapons, and in particular to means and methods of conducting offensive or defensive operations using a controlled beam of a laser with nuclear pumping of very high power.

Газодинамический лазер Г.Л. [1-4] - газовый лазер, в котором инверсия населенностей создается в системе колебательных уровней энергии молекул газа путем адиабатического охлаждения нагретых газовых масс, движущихся со сверхзвуковой скоростью. Г.л. состоит из нагревателя, сверхзвукового сопла (или набора сопел, образующих т.н. сопловую решетку), оптического резонатора и диффузора. В нагревателе происходит тепловое возбуждение специально подобранной смеси газов (в результате сгорания топлива или подогрева с помощью электрических разрядов и ударных волн). При течении газа в сверхзвуковом сопле смесь быстро охлаждается. Необходимая для возбуждения генерации инверсия населенностей энергетических уровней рабочего компонента смеси достигается, если: 1) скорость опустошения (релаксации) нижнего уровня лазерного перехода в процессе расширения выше скорости релаксации верхнего уровня; 2) время опустошения верхнего уровня больше характерного т.н. газодинамического времени (времени движения газа до резонатора). Если для определения пары энергетических уровней эти условия выполнены, то из-за сильной зависимости времени релаксации от температуры и плотности газа начиная с некоторого момента от начала расширения быстрое падение населенности верхнего уровня сменяется медленным, тогда как населенность нижнего продолжает уменьшаться с заметной скоростью. Часть избыточной энергии верхнего уровня может быть трансформирована в резонаторе в энергию лазерного луча. Диффузор служит для торможения потока и повышения давления газа, который выбрасывается в атмосферу.Gas-dynamic laser G.L. [1-4] - a gas laser in which a population inversion is created in a system of vibrational energy levels of gas molecules by adiabatic cooling of heated gas masses moving at a supersonic speed. G.L. consists of a heater, a supersonic nozzle (or a set of nozzles forming the so-called nozzle array), an optical resonator and a diffuser. In the heater, a specially selected mixture of gases is thermally excited (as a result of fuel combustion or heating using electric discharges and shock waves). When the gas flows in a supersonic nozzle, the mixture cools rapidly. The population inversion of the energy levels of the working component of the mixture, necessary for exciting the generation, is achieved if: 1) the rate of devastation (relaxation) of the lower level of the laser transition during expansion is higher than the relaxation rate of the upper level; 2) the time of devastation of the upper level is longer than the characteristic so-called gas-dynamic time (time of gas movement to the resonator). If these conditions are satisfied for determining a pair of energy levels, then, due to the strong dependence of the relaxation time on temperature and gas density, from a certain moment from the beginning of expansion, a rapid population decline of the upper level is replaced by a slow one, while the population of the lower level continues to decrease at a noticeable rate. Part of the excess energy of the upper level can be transformed in the resonator into the energy of the laser beam. The diffuser serves to inhibit the flow and increase the pressure of the gas that is released into the atmosphere.

Активная среда. Указанным требованиям наиболее полно отвечают колебательные состояния молекул, обладающие большим временем жизни (по сравнению с электронными и вращательными уровнями). Процессы колебательной релаксации позволяют осуществить: полную инверсию колебательных уровней и т.н. частичную колебательно-вращательную инверсию. В соответствии с этим "рабочими" частицами Г.л. служат как многоатомные, так и двухатомные гетероядерные молекулы, имеющие в отличие от гомоядерных молекул разрешенные колебательно-вращательные переходы.Active environment. The vibrational states of molecules that have a long lifetime (in comparison with electronic and rotational levels) most fully meet these requirements. The processes of vibrational relaxation allow: complete inversion of vibrational levels, and so-called. partial vibrational-rotational inversion. In accordance with this "working" particles, G.L. both polyatomic and diatomic heteronuclear molecules are used, which, unlike homonuclear molecules, have allowed vibrational-rotational transitions.

Первым и наиболее распространенным является Г.л. на полной колебательной инверсии между уровнями 00⁰1 и 10⁰0 (или 02⁰0) молекулы CO₂. Соответствующие длины волн генерации λ=10,4-9,4 мкм (рис.2). Уровень 00⁰1 соответствует асимметричным колебаниям молекулы СО₂, уровни 10⁰0 и 02⁰0 - колебаниям деформационного и симметрического типов. Однако в чистом СО₂ необходимое соотношение времени релаксации этих уровней не выполнено. Это соотношение сдвигается в нужную сторону при добавлении определенного количества молекул Н₂, Н₂О, атомов Не и др. Их столкновения с молекулами СО₂ опустошают нижние лазерные уровни (10⁰0 и 02⁰0) значительно быстрее, чем уровень 00⁰1. Увеличение запаса колебательной энергии в охлажденном газе достигается также введением в газовую смесь в форкамере донорного газа, молекулы которого релаксируют медленно и способны быстро передавать запасенную в них энергию на уровни, соответствующие асимметричньш колебаниям молекулы СО₂. Роль донорного газа обычно выполняют возбужденные молекулы N₂, колебательные уровни которых близки к уровням молекулы CO₂.The first and most common is G.L. on the complete vibrational inversion between the levels 00 ⁰ 1 and 10 ⁰ 0 (or 02 ⁰ 0) of the CO ₂ molecule. The corresponding generation wavelengths are λ = 10.4–9.4 μm (Fig. 2). Level 00 ⁰ 1 corresponds to asymmetric vibrations of the CO ₂ molecule, levels 10 ⁰ 0 and 02 ⁰ 0 to vibrations of deformation and symmetric types. However, in pure CO _{2 the} necessary ratio of the relaxation time of these levels is not fulfilled. This ratio shifts in the right direction when a certain number of H ₂ , H ₂ O molecules, He atoms, etc. are added. Their collisions with CO ₂ molecules empty the lower laser levels (10 ⁰ 0 and 02 ⁰ 0) much faster than the level 00 ⁰ 1 An increase in the supply of vibrational energy in a cooled gas is also achieved by introducing a donor gas into the gas mixture in the prechamber, whose molecules relax slowly and are able to quickly transfer the energy stored in them to levels corresponding to asymmetric vibrations of the CO ₂ molecule. The role of the donor gas is usually played by excited N ₂ molecules, the vibrational levels of which are close to the levels of the CO ₂ molecule.

Г.л. на продуктах сгорания является простейшим Г.л., имеющим практическое значение. В форкамере сжигается углеродсодержащее топливо в воздухе, горячие продукты сгорания пропускаются через сопловой аппарат и резонатор. В зависимости от используемого топлива и условий его сжигания давление p₀, температура Т₀ и химический состав продуктов в форкамере меняются в широких пределах (p₀=5-100 атм, T₀=1500-3000 К). Таким способом, как правило, не удается получить высокой эффективности. Г.л. на продуктах сгорания имеет низкий кпд (

1%). Это обусловлено тем, что только 7-10% от энергии сгорания идет на возбуждение колебательного уровней молекулы CO₂. Кроме того, из-за релаксации потерь энергии в потоке, невысокого отношения энергии кванта лазерного излучения к энергии кванта, необходимого для возбуждения асимметричного колебания молекулы CO₂ (квантового кпд), и относительно небольшой эффективности резонатора не весь энергозапас может быть трансформирован в лазерное излучение. Реально в Г.л. на продуктах сгорания энергия, излучаемая на единицу массы сжигаемой смеси (удельная энергия излучения)

20 кДж/кг, а показатель усиления α≤0,5-1,0 м^-1.G.L. on combustion products is the simplest G.L., which has practical significance. In the prechamber, carbon-containing fuel is burned in the air, hot combustion products are passed through the nozzle apparatus and the resonator. Depending on the fuel used and the conditions of its combustion, the pressure p ₀ , temperature T ₀ and the chemical composition of the products in the prechamber vary widely (p ₀ = 5-100 atm, T ₀ = 1500-3000 K). In this way, as a rule, it is not possible to obtain high efficiency. G.L. on combustion products has a low efficiency (

one%). This is due to the fact that only 7-10% of the combustion energy goes to the excitation of the vibrational levels of the CO ₂ molecule. In addition, due to the relaxation of energy losses in the flow, the low ratio of the energy of the quantum of laser radiation to the quantum energy necessary to excite an asymmetric vibration of the CO ₂ molecule (quantum efficiency), and the relatively small resonator efficiency, not all of the energy storage can be transformed into laser radiation. Really in G.L. on combustion products, the energy emitted per unit mass of the mixture burned (specific radiation energy)

20 kJ / kg, and the gain is α≤0.5-1.0 m ^-1 .

Другие типы Г.л. Один из путей повышения эффективности Г.л. состоит в снижении релаксации потерь запасенной колебательной энергии. Из-за сравнительно высоких скоростей релаксации колебательных уровней молекулы CO₂ практически вся теряемая средой энергия преобразуется в теплоту, причем это происходит в околокритической части сопла, где высоки температура и плотность газа. Отсутствие CO₂ в этой части потока снижает до минимума потери энергий. Поэтому необходимое кол-во CO₂ вводят в поток возбужденного донорного газа в сверхзвуковую или околозвуковую часть сопла. При этом температура вводимого СО₂ может быть низкой (

200-300 К). В таком варианте Г.л. (Г.л. "с подмешиванием") появляется дополнительная возможность повышения полного числа колебательно возбужденных молекул за счет нагревания донорного газа до более высоких температур T₀=4000-5000 К. Удельная энергия излучения достигает 50-100 кДж/кг, показатель усиления 3-5 м^-1, полный кпд ~2-3%.Other types of G.L. One of the ways to increase the efficiency of G. consists in reducing the relaxation of the losses of the stored vibrational energy. Due to the relatively high relaxation rates of vibrational levels of the CO ₂ molecule, almost all the energy lost by the medium is converted to heat, and this happens in the near-critical part of the nozzle, where the temperature and density of the gas are high. The absence of CO ₂ in this part of the stream minimizes energy loss. Therefore, the required amount of CO ₂ is introduced into the flow of the excited donor gas into the supersonic or transonic part of the nozzle. In this case, the temperature of the introduced CO ₂ may be low (

200-300 K). In this version, G.L. (G.L. "with mixing") there is an additional possibility of increasing the total number of vibrationally excited molecules by heating the donor gas to higher temperatures T ₀ = 4000-5000 K. The specific radiation energy reaches 50-100 kJ / kg, gain 3 -5 m ^-1 , full efficiency ~ 2-3%.

Эффективность Г.л. повышается и в том случае, когда хотя бы часть запасенной энергии удается преобразовать в лазерное излучение с большим квантовым кпд. В случае СО₂ эта возможность связана с т.н. каскадной генерацией одновременно на двух переходах 00⁰1-10⁰0(02⁰0) и 10⁰0(01⁰0)-01¹0. Последняя имеет квантовый кпд 71,6%. Условия для возникновения двухчастотной генерации более жесткие, чем в одночастотном режиме. Они легче достигаются в Г.л. "с подмешиванием". По мере вывода каскадного излучения из резонатора внутренняя энергия системы падает и условие двухчастотной генерации перестает выполняться. Оставшаяся в среде колебательная энергия (верхний переход) трансформируется в лазерное излучение следующим, расположенным ниже по потоку резонатором, настроенным на переходы 00⁰1-10⁰0(02⁰0).Efficiency G.L. increases in the case when at least part of the stored energy can be converted into laser radiation with a large quantum efficiency. In the case of CO _2, this possibility is associated with the so-called cascade generation simultaneously at two transitions 00 ⁰ 1-10 ⁰ 0 (02 ⁰ 0) and 10 ⁰ 0 (01 ⁰ 0) -01 ¹ 0. The latter has a quantum efficiency of 71.6%. The conditions for the appearance of two-frequency generation are more stringent than in the single-frequency mode. They are easier to reach in G.L. "with mixing". As cascade radiation is removed from the resonator, the internal energy of the system decreases and the condition of two-frequency generation ceases to be satisfied. The vibrational energy remaining in the medium (the upper transition) is transformed into laser radiation by the next resonator located downstream and tuned to the transitions 00 ⁰ 1-10 ⁰ 0 (02 ⁰ 0).

Г.л. на СО² работают также на других колебательных переходах, например на переходах 03¹0-10⁰0, 03¹0-02²0 и 02⁰0-01¹0 (λ=18,4, 16,7 и 16,2 мкм). В этом случае необходимы замораживание как можно большей энергии в системе уровней деформации и симметричных колебаний молекулы и охлаждение газа до температур

70-100 К. Наилучшие результаты получены для смесей СО₂ с Ar и Ne и сопловых аппаратов с большими степенями расширения. В качестве рабочего компонента в Г.л. используются и другие трехатомные молекулы (N₃O, COS, CS₂).G.L. they also work on CO ² at other vibrational transitions, for example, at transitions 03 ¹ 0-10 ⁰ 0, 03 ¹ 0-02 ² 0 and 02 ⁰ 0-01 ¹ 0 (λ = 18.4, 16.7 and 16.2 μm). In this case, it is necessary to freeze as much energy as possible in the system of deformation levels and symmetric vibrations of the molecule and cool the gas to temperatures

70-100 K. The best results were obtained for mixtures of CO ₂ with Ar and Ne and nozzle devices with large degrees of expansion. As a working component in G. other triatomic molecules (N ₃ O, COS, CS ₂ ) are also used.

Действие другого типа Г.л. основано на инверсии в системе колебательно-вращательных уровней в двухатомных гетероядерных молекулах (СО, HCl и др.). Инверсия возникает между вращательными подуровнями различных возбужденных колебательных уровней. Если это возбуждение мало, то вращательные подуровни, между которыми имеется инверсия, соответствуют очень большим значениям вращательного квантового числа, а потому имеют малую населенность. Это, в свою очередь, определяет малый показатель усиления, недостаточный для возбуждения генерации. Генерация возбуждается, если т.н. колебательная температура Т_кол (эффективная температура, с которой заселены колебательные уровни) и температура газа T находятся в соотношении T_кол/T>>1. Наиболее высокое значение T_кол расширяющегося газа может быть сохранено в системе слабо релаксирующих уровней, например в системе уровней молекулы СО (λ=5 мкм). Необходимое охлаждение газа достигается в сопловых аппаратах с высокой степенью расширения.Another type of action based on the inversion in the system of vibrational-rotational levels in diatomic heteronuclear molecules (CO, HCl, etc.). Inversion occurs between the rotational sublevels of various excited vibrational levels. If this excitation is small, then the rotational sublevels between which there is an inversion correspond to very large values of the rotational quantum number, and therefore have a small population. This, in turn, determines a small gain that is insufficient to excite the generation. Generation is excited if the so-called vibrational temperature T _count (effective temperature with which vibrational levels are populated) and gas temperature T are in the ratio T _count / T >> 1. The highest value T _{col of} expanding gas can be stored in a system of weakly relaxing levels, for example, in a system of levels of a CO molecule (λ = 5 μm). The necessary gas cooling is achieved in nozzle devices with a high degree of expansion.

Известна система залпового огня по пат. РФ №2277687, МКТУ F43F 3/04, опубл. 10.06.2006 г., которая содержит колесное шасси с боевой рубкой, пакет трубчатых направляющих с винтовыми пазами и приводы горизонтального и вертикального наведения пакета трубчатых направляющих. На пакете трубчатых направляющих дополнительно размещена гироскопическая система измерения углов наведения пакета трубчатых направляющих, а в боевой рубке размещены пульт установки углов наведения пакета трубчатых направляющих и устройство сравнения, причем выходы гироскопической системы измерения и пульта установки углов наведения электрически связаны со входом устройства сравнения. Выход устройства сравнения электрически связан с приводами горизонтального и вертикального наведения пакета трубчатых направляющих, а удаление продольной оси каждой трубчатой направляющей от осей горизонтального и вертикального наведения пакета трубчатых направляющих не превышает величины, определяемой заданным математическим выражением.Known multiple launch rocket system according to US Pat. RF №2277687, MKTU F43F 3/04, publ. 06/10/2006, which contains a wheeled chassis with a wheelhouse, a package of tubular guides with screw grooves and horizontal and vertical guidance drives of a package of tubular guides. A gyroscopic system for measuring the guidance angles of the tubular guide package is additionally placed on the package of tubular guides, and a console for setting the guidance angles of the package of tubular guides and a comparison device are located in the conning tower, the outputs of the gyroscopic measuring system and the console for setting the guidance angles are electrically connected to the input of the comparison device. The output of the comparison device is electrically connected to the drives of horizontal and vertical guidance of the tubular guide package, and the removal of the longitudinal axis of each tubular guide from the axes of horizontal and vertical guidance of the tubular guide package does not exceed a value determined by a given mathematical expression.

Недостаток - ручная перезарядка комплексам после каждого залпа.The disadvantage is manual reloading of complexes after each salvo.

Известен лазер с ядерной накачкой по патенту РФ №1140668, МПК H01S 3/09, опубл. 30.06.1994, прототип. Далее приведено краткое описание и анализ его недостатков.Known laser pumped by a patent of the Russian Federation No. 1140668, IPC H01S 3/09, publ. 06/30/1994, prototype. The following is a brief description and analysis of its shortcomings.

Этот газовый лазер с ядерной накачкой, полость цилиндрической трубки которого заполнена смесью Не+Хе (в соотношении 200:1) с начальной плотностью ρ₁=0,9256·10³ г/см³. Внешний радиус урансодержащего слоя -2 r₂=1 см, его толщина δ=0,518·10^-3 см. Материал слоя - двуокись урана, характеризующаяся плотностью ρ₂=10,96 г/см³ и концентрацией ядер урана ²³⁵U N₁=2,47·10²² яд/см³. Внешний радиус цилиндрической трубки -3 r₃=1,1 см, ее толщина Δr₃=0,1 см; трубка сплошная. Материал трубки - сплав: цирконий с добавкой урана ²³⁵U, его плотность ρ₃=6,44 г/см³ This is a nuclear-pumped gas laser, the cavity of a cylindrical tube of which is filled with a He + Xe mixture (in a ratio of 200: 1) with an initial density ρ ₁ = 0.9256 · 10 ³ g / cm ³ . The outer radius of the uranium-containing layer is -2 r ₂ = 1 cm, its thickness is δ = 0.518 · 10 ^-3 cm. The material of the layer is uranium dioxide, characterized by a density ρ ₂ = 10.96 g / cm ³ and a concentration of uranium nuclei ²³⁵ UN ₁ = 2 , 4710 ²² poison / cm ³ . The outer radius of the cylindrical tube is -3 r ₃ = 1.1 cm, its thickness Δr ₃ = 0.1 cm; the tube is continuous. The tube material is alloy: zirconium with the addition of uranium ²³⁵ U, its density ρ ₃ = 6.44 g / cm ³

Таким образом, известный газовый лазер с ядерной накачкой по патенту РФ №1140668, МПК H01S 3/09, опубл. 30.06.1994 г., также обладает недостатками, основные из которых низкий КПД и мощность лазерного излучения, что недопустимо для боевого лазера, так как это не только уменьшит поражающие свойства лазера, но и приведет к огромному расходу газа.Thus, the well-known gas laser with nuclear pumping according to the patent of the Russian Federation No. 1140668, IPC H01S 3/09, publ. 06/30/1994, also has disadvantages, the main of which is low efficiency and laser radiation power, which is unacceptable for a combat laser, as this will not only reduce the damaging properties of the laser, but also lead to huge gas consumption.

Для трехмерной навигации теоретически достаточно знать расстояния от приемника до 3 спутников.For three-dimensional navigation, it is theoretically sufficient to know the distance from the receiver to 3 satellites.

Глобальная Навигационная Спутниковая Система (ГЛОНАСС) - советская и российская спутниковая система навигации, разработана по заказу Министерства обороны СССР. Одна из двух функционирующих на сегодня систем глобальной спутниковой навигации. Основой системы должны являться 24 спутника, движущиеся над поверхностью Земли в трех орбитальных плоскостях с наклоном орбитальных плоскостей 64,8° и высотой 19 100 км. Принцип измерения аналогичен американской системе навигации NAVSTAR GPS. В настоящее время развитием проекта ГЛОНАСС занимается Федеральное космическое агентство (Роскосмос) и ОАО «Российские космические системы».Global Navigation Satellite System (GLONASS) - Soviet and Russian satellite navigation system, developed by order of the USSR Ministry of Defense. One of two currently functioning global satellite navigation systems. The basis of the system should be 24 satellites moving above the Earth’s surface in three orbital planes with an inclination of orbital planes of 64.8 ° and a height of 19 100 km. The measurement principle is similar to the American NAVSTAR GPS navigation system. Currently, the GLONASS project is being developed by the Federal Space Agency (Roscosmos) and Russian Space Systems OJSC.

Российская глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС) предназначена для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования. Доступ к гражданским сигналам ГЛОНАСС в любой точке земного шара на основании указа Президента РФ предоставляется российским и иностранным потребителям на безвозмездной основе и без ограничений.The Russian Global Navigation Satellite System (GLONASS) is designed for operational navigation and temporal support for an unlimited number of land, sea, air and space-based users. Access to civilian GLONASS signals anywhere in the world on the basis of a decree of the President of the Russian Federation is provided to Russian and foreign consumers free of charge and without restrictions.

Для обеспечения коммерциализации и массового внедрения технологий ГЛОНАСС в России и за рубежом Постановлением Правительства РФ в июле 2009 г. был создан «Федеральный сетевой оператор в сфере навигационной деятельности», функции которого были возложены на ОАО «Навигационно-информационные системы».In order to ensure the commercialization and mass introduction of GLONASS technologies in Russia and abroad, in July 2009, by the Decree of the Government of the Russian Federation, a “Federal Network Operator in the Field of Navigation Activities” was created, the functions of which were assigned to OJSC Navigation and Information Systems.

Основное отличие от системы GPS в том, что спутники ГЛОНАСС в своем орбитальном движении не имеют резонанса (синхронности) с вращением Земли, что обеспечивает им большую стабильность. Таким образом, группировка КА ГЛОНАСС не требует дополнительных корректировок в течение всего срока активного существования. Тем не менее, срок службы спутников ГЛОНАСС заметно короче.The main difference from the GPS system is that the GLONASS satellites in their orbital motion have no resonance (synchronization) with the rotation of the Earth, which provides them with greater stability. Thus, the GLONASS spacecraft grouping does not require additional adjustments during the entire period of active existence. Nevertheless, the service life of GLONASS satellites is noticeably shorter.

Задачи создания изобретения - повышение точности стрельбы и улучшение живучести боевого лазера, его боеготовности, огневой мощи автономности в управлении.The objectives of the invention are to increase the accuracy of fire and improve the survivability of a combat laser, its combat readiness, and the firepower of autonomy in control.

1. Решение указанных задач достигнуто в боевом лазере, содержащем боевую машину с лазерной установкой, на основе газодинамического лазера тем, что согласно изобретению боевая машина выполнена на гусеничной ходовой части, на которой в бронеотсеке установлены емкости горючего и окислителя, а лазерная установка установлена в бронецилиндре между емкостями горючего и окислителя и выполнена с возможностью поворота на поворотной платформе и содержит жидкостный ракетный двигатель с соплом, установленный вертикально с возможностью выхлопа продуктов сгорания вертикально вверх и, по меньшей мере, один резонатор, установленный на нем на цилиндрическом шарнире под углом к оси сопла, в верхней части бронецилиндр закрыт верхним бронеторцем, в центре которого выполнено отверстие, по размеру и форме соответствующее выходному сечению сопла, в расширяющейся части сопла и бронецилиндре выполнена щель для выхода резонатора. Сопло может быть выполнено из двух стенок: внутренней и внешней, на внутреннюю стенку нанесен слой урана 235, а в саму эту стенку внедрены частицы урана 235. Боевой лазер может содержать источник электроэнергии и бортовой компьютер, соединенные между собой электрическими связями. Боевой лазер может содержать ядерный реактор, установленный в камере сгорания. Боевой лазер может быть выполнен с системой внешнего охлаждения ЖРД, содержащей компрессор. Боевой лазер может быть выполнен с диффузором, установленным соосно соплу жидкостного ракетного двигателя. Диффузор может быть выполнен охлаждаемым. Боевой лазер может быть выполнен с системой подачи углекислого газа, состоящей из емкости, трубопровода, клапана и кольцевого коллектора в верхней части камеры сгорания, к которому присоединен этот трубопровод, полость коллектора радиальными отверстиями соединена с внутренней полостью камеры сгорания.1. The solution of these problems was achieved in a combat laser containing a combat vehicle with a laser installation, based on a gas-dynamic laser, in that according to the invention, the combat vehicle is made on a tracked undercarriage, on which fuel and oxidizer tanks are installed in the armored compartment, and the laser installation is installed in the armored cylinder between the fuel and oxidizer containers and is made to rotate on a rotary platform and contains a liquid rocket engine with a nozzle mounted vertically with the possibility of exhaust of combustion ducts vertically upwards and at least one resonator mounted on it on a cylindrical hinge at an angle to the axis of the nozzle, in the upper part the armored cylinder is closed by an upper armored personnel carrier, in the center of which there is a hole in size and shape corresponding to the output section of the nozzle, in the expanding part of the nozzle and the armored cylinder slot is made for the output of the resonator. The nozzle can be made of two walls: internal and external, a layer of uranium 235 is deposited on the inner wall, and uranium particles 235 are embedded in this wall itself. A combat laser may contain an electric power source and an on-board computer connected by electrical connections. A combat laser may comprise a nuclear reactor mounted in a combustion chamber. The combat laser can be performed with an external cooling system for the rocket engine containing a compressor. The combat laser can be made with a diffuser mounted coaxially to the nozzle of a liquid rocket engine. The diffuser can be made cooled. The combat laser can be made with a carbon dioxide supply system, consisting of a tank, a pipeline, a valve and an annular collector in the upper part of the combustion chamber, to which this pipeline is connected, the collector cavity by radial holes connected to the internal cavity of the combustion chamber.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1…9, где:The invention is illustrated in figure 1 ... 9, where:

-на фиг.1 приведен чертеж боевого лазера,- figure 1 shows a drawing of a combat laser,

- на фиг.2 приведен вид А,- figure 2 shows a view A,

- на фиг.3 приведено сопло ЖРД с резонатором в разрезе,- figure 3 shows the nozzle of the rocket engine with a resonator in section,

-на фиг.4 приведен вид Б сопла ЖРД с резонатором,- figure 4 shows a view of the nozzle LRE with a resonator,

- на фиг.5 разрез В-В,- figure 5 a section bb,

- на фиг.6 приведена пневмогидравлическая схема ЖРД,- figure 6 shows the pneumohydraulic diagram of the rocket engine,

- на фиг.7 приведена схема боевого лазера с диффузором,- figure 7 shows a diagram of a combat laser with a diffuser,

- на фиг.8 приведена схема боевого лазера с системой впрыска углекислого газа в камеру сгорания,- Fig.8 shows a diagram of a combat laser with a system for injecting carbon dioxide into a combustion chamber,

- на фиг.9 приведена схема боевого лазера с системой внешнего охлаждения ЖРД.- figure 9 shows a diagram of a combat laser with an external cooling system for rocket engines.

Боевой лазер (фиг.1…9) содержит основание 1, на котором установлена поворотная платформа 2, которая связана валом 3 с приводом 4. С приводом 4 соединен датчик угла поворота 5. Датчик угла поворота 5 предназначен для контроля наведения лазера по азимуту. На поворотной платформе 2 установлена лазерная установка 6, выполненная на основе газодинамического лазера и имеющая в качестве источника энергии жидкостный ракетный двигатель ЖРД 7 и резонатор 8. Лазерная установка 6 может быть установлена в бронецилиндре 9, имеющем верхний бронированный торец 10.The combat laser (FIGS. 1 ... 9) contains a base 1 on which a rotary platform 2 is mounted, which is connected by a shaft 3 to the drive 4. A rotation angle sensor 5 is connected to the drive 4. The rotation angle sensor 5 is used to control the laser guidance in azimuth. On the rotary platform 2, a laser unit 6 is installed, made on the basis of a gas-dynamic laser and having a liquid propellant rocket engine LRE 7 and a resonator 8. The laser unit 6 can be installed in an armored cylinder 9 having an upper armored end 10.

ЖРД 7 установлен на центральном шарнире 11, который выполнен в центре поворотной платформы 2. ЖРД 7 установлен вертикально вверх по направлению выхлопной струи продуктов сгорания), Резонатор 8 установлен с возможностью поворота в вертикальной плоскости на цилиндрическом шарнире 12, который выполнен в критическом сечении 13 сопла 14 камеры сгорания 15, т.е. между дозвуковой 16 и сверхзвуковой частью 17 сопла 14. Кроме того, камера сгорания 15 имеет цилиндрическую часть 18 и головку 19. В состав ЖРД 7 также входит турбонасосный агрегат - ТНА 20.The liquid propellant rocket engine 7 is mounted on the central hinge 11, which is made in the center of the rotary platform 2. The liquid propellant rocket engine 7 is mounted vertically upward in the direction of the exhaust stream of combustion products). The resonator 8 is mounted rotatably in a vertical plane on the cylindrical hinge 12, which is made in a critical section 13 of the nozzle 14 of the combustion chamber 15, i.e. between the subsonic 16 and the supersonic part 17 of the nozzle 14. In addition, the combustion chamber 15 has a cylindrical part 18 and a head 19. The composition of the LPRE 7 also includes a turbopump assembly - TNA 20.

Резонатор 8 содержит корпус 21 цилиндрической формы, выполненный из двух соосно установленных частей - первой 22 и второй 23.В первой части 22 корпуса 21 установлено зеркало 24, во второй части 23 корпуса 21 установлен объектив 25. Резонатор 8 установлен на цилиндрическом шарнире 12 для обеспечения его (резонатора) поворота в вертикальной плоскости. Цилиндрический шарнир 12 выполнен в виде цилиндрической оболочки 26, внутри которой установлен с возможностью поворота цилиндр 27 со сквозным отверстием 28, выполненным перпендикулярно продольной оси цилиндра 27. С цилиндром 27 при помощи вала 29 соединен второй привод 30.The resonator 8 comprises a cylindrical body 21 made of two coaxially mounted parts - the first 22 and the second 23. A mirror 24 is installed in the first part 22 of the housing 21, a lens 25 is mounted in the second part 23 of the housing 21. The resonator 8 is mounted on a cylindrical hinge 12 to provide its (resonator) rotation in the vertical plane. The cylindrical hinge 12 is made in the form of a cylindrical shell 26, inside which the cylinder 27 is mounted for rotation with a through hole 28 made perpendicular to the longitudinal axis of the cylinder 27. A second drive 30 is connected to the cylinder 27 by means of the shaft 29.

Прицеливание резонатора 8 осуществляется при помощи второго привода 30, с который валом 29 через редуктор 31 соединен датчик угла поворота 32 для контроля точности наведения лазера и управления прицеливанием в вертикальной плоскости. В цилиндрической оболочке 26 выполнена щель 33, закрытая снаружи щитком 34, подпружиненным через втулку 35 пружиной 36, другой торец которой упирается в бурт 37 выполненный на второй части 24 резонатора 8.Aiming of the resonator 8 is carried out using a second drive 30, with which a rotation angle sensor 32 is connected to the shaft 29 through a gearbox 31 to control the accuracy of laser guidance and control the aiming in the vertical plane. A slit 33 is made in the cylindrical shell 26, which is closed on the outside by a shield 34, spring-loaded through the sleeve 35 by a spring 36, the other end of which abuts against the shoulder 37 made on the second part 24 of the resonator 8.

На свехзвуковой и дозвуковой частях 17 и 16 сопла 14 выполнены коллекторы горючего 38 и 39, соединенные между собой трубопроводами переброса 40.On the supersonic and subsonic parts 17 and 16 of the nozzle 14, fuel collectors 38 and 39 are made, interconnected by transfer pipelines 40.

Камера сгорания 15 содержит основной коллектор горючего 41 с цилиндрической наружной поверхностью 42. Основной коллектор горючего 41 установлен в отверстии 43, которое выполнено в верхнем бронированном торце 6, и уплотнен уплотнением 44. Такая конструкция описанного выше соединения сделана для предотвращения огромных температурных напряжений в деталях ЖРД 7 и для исключения попадания на узлы ЖРД 7 атмосферных осадков.The combustion chamber 15 contains a main manifold of fuel 41 with a cylindrical outer surface 42. The main manifold of fuel 41 is installed in the hole 43, which is made in the upper armored end 6, and sealed with a seal 44. This design of the connection described above is made to prevent huge temperature stresses in the details of the LRE 7 and to exclude hit on the nodes of the rocket engine 7 atmospheric precipitation.

На бронецилиндре 9 против щели 33 выполнена вертикальная щель 45, которая также может быть закрыта щитком 46, подпружиненным пружиной 47 и уплотненным уплотнениями 48.On the armored cylinder 9, a vertical slot 45 is made against the slit 33, which can also be closed by a flap 46, a spring-loaded spring 47 and sealed with seals 48.

Как дозвуковая 16, так и сверхзвуковая 17 части сопла 14 выполнены с возможностью регенеративного охлаждения (фиг.7 и 9) и могут содержать две стенки; внутреннюю стенку 49 и наружную стенку 50 с зазором 51 между ними для прохождения охлаждающего горючего. На внутренней поверхности внутренней стенки 49 нанесен слой 52 урана 235, а в саму внутреннюю стенку 49 внедрены частицы 53 урана 238 (фиг.3).Both subsonic 16 and supersonic 17 parts of the nozzle 14 are made with the possibility of regenerative cooling (Fig.7 and 9) and may contain two walls; the inner wall 49 and the outer wall 50 with a gap 51 between them for the passage of cooling fuel. A layer 52 of uranium 235 is deposited on the inner surface of the inner wall 49, and particles 53 of uranium 238 are embedded in the inner wall 49 itself (FIG. 3).

Турбонасосный агрегат 20 содержит (фиг.1) основную турбину 54, насос окислителя 55, насос горючего 56, дополнительный насос горючего 57, пусковую турбину 58 с выхлопной трубой 59 и газогенератор 60, который установлен соосно с ТНА 20 и соединен с головой 19 камеры сгорания 15.The turbopump assembly 20 contains (Fig. 1) a main turbine 54, an oxidizer pump 55, a fuel pump 56, an additional fuel pump 57, a start turbine 58 with an exhaust pipe 59, and a gas generator 60 that is installed coaxially with the TNA 20 and connected to the head of the combustion chamber 19 fifteen.

Резонатор 6 фиг.3…5 может быть выполнен также с возможностью регенеративного охлаждения и содержать внутреннюю стенку 61, наружную стенку 62, зазор 63 между ними. На внутренней стенке 61 нанесено покрытие 64 урана 235, а в саму внутреннюю стенку 61 внедрены частицы 65 урана 235. На первой и второй частях 22 и 23 резонатора 8 установлены соответственно входной и выходной коллекторы 66 и 67. К входному коллектору 66 пристыкован входной трубопровод 68 с клапаном 69, а к выходному коллектору 67 - выходной трубопровод 70The resonator 6 of Fig.3 ... 5 can also be made with the possibility of regenerative cooling and contain an inner wall 61, an outer wall 62, a gap 63 between them. Coated 64 of uranium 235 is coated on the inner wall 61, and uranium particles 65 65 are embedded in the inner wall 61. The input and output manifolds 66 and 67 are respectively mounted on the first and second parts 22 and 23 of the resonator 8. The input manifold 68 is connected to the input manifold 66 with a valve 69, and to the output manifold 67 - the output pipe 70

Более подробно пневмогидравлическая схема ЖРД 7 приведена на фиг.7. При этом следует иметь в виду, что боевой лазер может быть изготовлен на базе любого серийно выпускающегося или специально спроектированного ЖРД любой схемы и работающего на любых видах топлива. Внутри камеры сгорания 15 выполнены наружная плита 71 и внутренняя плита 72 с зазором 73 (полостью) между ними (фиг.8). Внутри головки 19 камеры сгорания 15 установлены форсунки окислителя 74 и форсунки горючего 75. Форсунки окислителя 74 сообщают полость 76 с внутренней полостью 77 камеры сгорания 15. На наружной поверхности камеры сгорания 15 установлен коллектор горючего 35. К коллектору горючего 35 подключен выход из клапана горючего 78, вход которого трубопроводом горючего 79 соединен с выходом насоса горючего 52. Выход из дополнительного насоса горючего 53 соединен топливопроводом высокого давления 80, содержащим регулятор расхода 81, с приводом 82 и клапан высокого давления 83 - с генератором 57, конкретно с его полостью 84. Выход из насоса окислителя 55 трубопроводом окислителя 85 через клапан окислителя 86 соединен с газогенератором 57.In more detail, the pneumohydraulic circuit of the LRE 7 is shown in Fig.7. It should be borne in mind that a combat laser can be made on the basis of any mass-produced or specially designed liquid-propellant rocket engine of any circuit and operating on any type of fuel. Inside the combustion chamber 15, an outer plate 71 and an inner plate 72 are formed with a gap 73 (cavity) between them (Fig. 8). Inside the head 19 of the combustion chamber 15, oxidizer nozzles 74 and fuel nozzles 75 are installed. The oxidizer nozzles 74 communicate a cavity 76 with an internal cavity 77 of the combustion chamber 15. On the outer surface of the combustion chamber 15, a fuel manifold 35 is installed. An outlet from the fuel valve 78 is connected to the fuel manifold 35 the inlet of which is connected by a fuel pipe 79 to the output of the fuel pump 52. The output of the additional fuel pump 53 is connected by a high pressure fuel line 80 containing a flow control 81, with an actuator 82 and a high valve pressure 83 - with the generator 57, specifically with its cavity 84. The outlet of the oxidizer pump 55 by the oxidizer pipe 85 through the oxidizer valve 86 is connected to the gas generator 57.

Генератор 57 имеет форсунки окислителя и горючего, соответственно - 87 и 88. На головке 19 камеры сгорания 15 установлены запальные устройства 89, а на газогенераторе 57 - запальные устройства 90 (фиг.8).Generator 57 has oxidizer and fuel nozzles, respectively, 87 and 88. Ignition devices 89 are installed on the head 19 of the combustion chamber 15, and ignition devices 90 are installed on the gas generator 57 (Fig. 8).

Боевой лазер (фиг.1) содержит источник электроэнергии 91, силовой кабель 92, соединяющий источник электроэнергии 91 с коммутатором 93, к которому присоединены также силовыми кабелями 92 все потребители электроэнергии, в частности приводы 13 и 27. На боевой машине 1 установлен бортовой компьютер 94, к которому электрическими связями 95 присоединены приемник системы Глонасс 96 с антенной 97 и приемнопередающее устройство 98 с антенной 99. Связь приемника системы Глонасс 96 со спутниками 100 осуществляется при помощи антенны 97 по радиоканалу 101.The combat laser (Fig. 1) contains an electric power source 91, a power cable 92 connecting the electric power source 91 to a switch 93, to which all electric power consumers, in particular drives 13 and 27, are also connected by power cables. An on-board computer 94 is installed to which the receiver of the Glonass 96 system with the antenna 97 and the transceiver 98 with the antenna 99 are connected by electrical connections 95. The receiver of the Glonass 96 system with the satellites 100 is connected via the antenna 97 via the radio channel 101.

ТНА 20 имеет датчик частоты вращения 102. К датчику частоты вращения 102 подсоединена электрическая связь 95, которая соединена с бортовым компьютером 94.TNA 20 has a speed sensor 102. An electrical connection 95 is connected to the speed sensor 102, which is connected to the on-board computer 94.

К бортовому компьютеру 94 (фиг.1 и 8) электрическими связями 95 подключены запальные устройства 89 и 90, предпочтительно пирозапальные с электровоспламенением, клапан горючего 78, клапан окислителя 86, привод 82 регулятора расхода 81, клапан высокого давления 92 и другие клапаны.Ignition devices 89 and 90 are connected to the on-board computer 94 (FIGS. 1 and 8) by electrical connections 95, preferably electrically ignited pyrozal devices, a fuel valve 78, an oxidizer valve 86, an actuator 82 for a flow regulator 81, a high pressure valve 92, and other valves.

К коллектору горючего 35 подключен продувочный трубопровод 103 с клапаном продувки 104, предназначенным для продувки полостей ЖРД 17 инертным газом после его выключения. Боевой лазер (фиг. 5...9) содержит по меньшей мере один баллон сжатого воздуха 105а, 105б или 105в, с которым соединен трубопровод высокого давления 106а, 106б или 106в, имеющий клапан 107а, 107б или 107в. Другой конец трубопровода высокого давления 106а, 106б или 106в соединен с пусковой турбиной 54. Количество баллонов сжатого воздуха 105 (с индексами а, б, в) и трубопроводов высокого давления 106 (с индексами а, б, в) и клапанов 107 (с индексами а, б, в) соответствует числу планируемых запусков ЖРД 7. Для примера в материалах заявки приведен ЖРД 7, имеющий возможность трехкратного запуска, которым соответствуют индексы а, б, и в. Естественно, что для реализации многоразового запуска должно быть применено несколько запальных устройств 89 и 91, число которых равно или кратно числу планируемых запусков ЖРД 7 и которые должны быть выполнены с возможностью поочередного включения при каждом запуске ЖРД 7.A purge conduit 103 is connected to the fuel manifold 35 with a purge valve 104 for purging the cavities of the rocket engine 17 with inert gas after it is turned off. The combat laser (Fig. 5 ... 9) contains at least one cylinder of compressed air 105a, 105b or 105b, to which a high pressure pipeline 106a, 106b or 106c is connected, having a valve 107a, 107b or 107c. The other end of the high pressure pipeline 106a, 106b or 106c is connected to the starting turbine 54. The number of compressed air cylinders 105 (with indices a, b, c) and high pressure pipelines 106 (with indices a, b, c) and valves 107 (with indices a, b, c) corresponds to the number of planned launches of the liquid propellant rocket engine 7. For example, the materials of the application show the liquid propellant rocket engine 7, which has the possibility of a threefold launch, to which the indices a, b, and c correspond. Naturally, for the implementation of a multiple launch, several ignition devices 89 and 91 should be used, the number of which is equal to or a multiple of the number of planned launches of the liquid propellant rocket engine 7 and which must be executed with the possibility of alternating switching on each launch of the liquid propellant rocket engine 7.

На фиг.7 приведен чертеж боевой машины 1 с диффузором 108, установленным соосно с соплом 27 над ним на кронштейнах 109. При этом диффузор 108 может быть выполнен охлаждающим. Возможны варианты охлаждения диффузора 108 воздухом, водой, жидким азотом или горючим. На фиг. 10 приведен вариант охлаждения диффузора 108 горючим. Диффузор 108 выполнен из двух стенок - внутренней 110, наружной 111 с зазором 112 между ними. Диффузор 108 имеет входной и выходной коллекторы 113 и 114 соответственно, подводящий и отводящий трубопроводы 115 и 116. Между верхним бронеторцем 10 и диффузором 108 выполнен зазор 112. Через зазор 112 происходит эжектрирование атмосферного воздуха, что улучшает охлаждение диффузора 108. На фиг.8 приведена схема мобильного боевого лазера с системой подачи углекислого газа. Эта система содержит емкость 117, трубопровод 118 и клапан 119, коллектор 120 на цилиндрической части 18 камеры сгорания 15 и отверстия 121. Добавка углекислого газа внутрь камеры сгорания 15, предпочтительно в районе головки 19 камеры сгорания 14, кроме повышения КПД лазера улучшит охлаждение наиболее теплонапряженного участка сопла 13. На фиг.9 приведена схема боевого лазера с системой внешнего охлаждения ЖРД 7, необходимая для его охлаждения при работе более 1 с. Эта система содержит компрессор 122 с приводом 123, установленный внутри бронецилиндра 9, с подводящим трубопроводом 124, один конец которого выходит в атмосферу, а другой соединен с входом компрессора 122 и отводящим трубопроводом 125, который подсоединен к выходу из компрессора 122 и выходит во внутреннюю полость 126 бронецилиндра 9. Для сброса охлаждающего воздуха предусмотрены сквозные отверстия 127, выполненные в верхней части бронецилиндра 9. Возможен вариант исполнения боевого лазера с ядерным реактором 128 (фиг.1, 8, 9 и 10), установленным внутри камеры сгорания 15, предпочтительно внутри ее цилиндрической части 19 (фиг.2 и 3). Это не только увеличит энергию лазерных лучей за счет использования тепловой энергии ядерного реактора 128, но и повысит его кпд за счет радиоактивной накачки продуктов сгорания и, самое главное, во много раз увеличит время непрерывной работы боевого лазера за счет снижения расхода горючего (примерно в 10…20 раз) и сжигания его при низкой (минимально возможной) температуре.Figure 7 shows a drawing of a combat vehicle 1 with a diffuser 108 mounted coaxially with the nozzle 27 above it on the brackets 109. In this case, the diffuser 108 can be made cooling. There are options for cooling the diffuser 108 with air, water, liquid nitrogen, or fuel. In FIG. 10 shows an option for cooling the diffuser 108 with fuel. The diffuser 108 is made of two walls - inner 110, outer 111 with a gap 112 between them. The diffuser 108 has an input and output manifolds 113 and 114, respectively, inlet and outlet pipelines 115 and 116. A gap 112 is made between the upper armor plate 10 and the diffuser 108. Atmospheric air is ejected through the gap 112, which improves cooling of the diffuser 108. FIG. 8 shows scheme of a mobile combat laser with a carbon dioxide supply system. This system contains a tank 117, a pipe 118 and a valve 119, a collector 120 on the cylindrical part 18 of the combustion chamber 15 and the hole 121. The addition of carbon dioxide inside the combustion chamber 15, preferably in the region of the head 19 of the combustion chamber 14, in addition to increasing the laser efficiency will improve cooling of the most heat-stressed plot nozzle 13. In Fig.9 shows a diagram of a combat laser with an external cooling system of the liquid propellant rocket engine 7, necessary for its cooling during operation for more than 1 s. This system comprises a compressor 122 with a drive 123 installed inside the armored cylinder 9, with a supply pipe 124, one end of which is released to the atmosphere, and the other is connected to the inlet of the compressor 122 and a discharge pipe 125, which is connected to the outlet of the compressor 122 and goes into the internal cavity 126 of the armored cylinder 9. For the discharge of cooling air, through holes 127 are provided made in the upper part of the armored cylinder 9. A combat laser with a nuclear reactor 128 is possible (FIGS. 1, 8, 9 and 10) installed inside the EASURES combustion 15, preferably inside the cylindrical portion 19 (Figures 2 and 3). This will not only increase the energy of laser beams by using the thermal energy of nuclear reactor 128, but also increase its efficiency due to the radioactive pumping of combustion products and, most importantly, increase the time of continuous operation of a combat laser by reducing fuel consumption (by about 10 ... 20 times) and burning it at a low (minimum possible) temperature.

БОЕВОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРАBATTLE APPLICATION OF LASER

Боевой лазер предназначен для обороны и уничтожения любых целей на земле, в небе и в море в пределах прямой видимости и практически без ограничения по высоте. Вертикальное расположение ЖРД 7 выходным сечением сопла 13 камеры сгорания 14 строго вертикально вверх исключат влияние реактивной тяги ЖРД 7 на точность стрельбы.A combat laser is intended for the defense and destruction of any targets on earth, in the sky and in the sea within the line of sight and with virtually no height limit. The vertical location of the liquid-propellant rocket engine 7 with the exit section of the nozzle 13 of the combustion chamber 14 strictly vertically upward excludes the influence of the jet propulsion of the liquid-propellant rocket engine 7 on the accuracy of fire.

При запуске боевого лазера (первый запуск) сначала запускают жидкостный ракетный двигатель 17, потом ядерный реактор 128 при его наличии. Для запуска ЖРД 17 открывают клапан 107а и сжатый воздух из баллона сжатого воздуха 105а по трубопроводу высокого давления 106а через клапан 107а поступает в пусковую турбину 54. Потом открывают клапаны 81, 86 и 89 и включают запальники 92 и 93 (фиг.6). Топливо (окислитель и горючее) при сгорании в камере сгорания 27 сгорает при относительно низкой температуре до 500 град. С. Дальнейший подогрев продуктов сгорания до 3000…4000 град. С осуществляется ядерным реактором 56. Кроме значительного нагрева продукты сгорания подвергаются радиоактивному облучению, это способствует повышению мощности лазера 1.When a combat laser is launched (first launch), a liquid-propellant rocket engine 17 is first launched, then a nuclear reactor 128, if any. To start the LRE 17, open the valve 107a and compressed air from the compressed air cylinder 105a through the high pressure pipe 106a through the valve 107a enters the starting turbine 54. Then, the valves 81, 86 and 89 are opened and the igniters 92 and 93 are turned on (Fig. 6). Fuel (oxidizer and fuel) during combustion in the combustion chamber 27 burns out at a relatively low temperature of up to 500 degrees. C. Further heating of the combustion products to 3000 ... 4000 deg. C is carried out by a nuclear reactor 56. In addition to significant heating, the combustion products are exposed to radiation, this helps to increase the power of the laser 1.

Управление прицеливанием лучом лазера выполняет бортовой компьютер 97 при помощи приводов 13 и второго привода 30 (фиг.1). В случае применения нескольких резонаторов 19 вероятность поражения цели возрастает. Применение системы ГЛОНАСС позволяет выполнить прицеливание с точностью до 1,0…2,0 м, что достаточно для 100% поражения ракет, головных частей и самолетов.Laser beam aiming is controlled by the on-board computer 97 using the drives 13 and the second drive 30 (FIG. 1). In the case of using multiple resonators 19, the probability of hitting a target increases. The use of the GLONASS system allows you to aim with an accuracy of 1.0 ... 2.0 m, which is enough for 100% damage to missiles, warheads and aircraft.

Выключение боевого лазера осуществляется в обратном порядке.The combat laser is turned off in the reverse order.

Предлагаемый мобильный боевой лазер позволяет обеспечить:The proposed mobile combat laser allows you to provide:

- автономную топопривязку и навигацию, что позволяет поражать цели лучом лазера с неподготовленной в топогеодезическом отношении огневой позиции, наведение без участия человека и без использования точки наводки;- autonomous topographic location and navigation, which allows you to hit targets with a laser beam from an unprepared firing position in a topographic and geodetic relation, guidance without human intervention and without using a pickup point;

- поражение цели одним лучом сверхмощного лазера,- hit the target with one beam of a heavy duty laser,

- количество лучей лазера - 1,- the number of laser beams - 1,

- мощномть луча лазера без ядерного реактора до 50 МВт,- the power of the laser beam without a nuclear reactor up to 50 MW,

- мощность луча лазера с ядерным реактором до 500 МВт,- power of a laser beam with a nuclear reactor up to 500 MW,

- точность наведения 1 м,- accuracy of guidance 1 m,

- поворот резонатора в горизонтальной плоскости 360 град,- the rotation of the resonator in a horizontal plane of 360 degrees,

- поворот резонатора в вертикальной плоскости- rotation of the resonator in a vertical plane

- угол α до +60 град,- angle α to +60 degrees,

- угол β до -30 град,- angle β to -30 degrees,

- время запуска ЖРД и ядерного реактора 1 с- the launch time of the rocket engine and nuclear reactor 1 s

- время прицеливания 1 с- aiming time 1 s

- количество запусков ЖРД - не ограничено,- the number of LRE launches is unlimited,

- время непрерывной работы - не ограничено,- time of continuous operation - not limited,

- гарантийный ресурс 20 лет- warranty period 20 years

Боевой лазер вступает в бой практически мгновенно (время запуска ЖРД и ядерного реактора 1 с, время прицеливания до 1 с. При израсходовании боевым лазером всего окислителя и горючего возможна многократная повторная заправка окислителя и горючего. Боевые действия боевой лазер ведет без участия человека в связи с гибельным действием звукового потока работающего ЖРД на экипаж и все живое в радиусе до 1000 м и высоким радиационным фоном в случае использования ядерного реактора. Применение изобретения позволит:The combat laser enters combat almost instantly (the launch time of the LRE and the nuclear reactor is 1 s, the aiming time is up to 1 s. If the oxidizer and fuel are consumed by the combat laser, multiple oxidant and fuel refueling is possible. The combat laser engages without human intervention in connection with by the disastrous effect of the sound stream of a working liquid propellant rocket engine on the crew and everything living in a radius of up to 1000 m and a high radiation background in the case of using a nuclear reactor.

- Повысить точность наведения луча лазера до 1 м.- Increase the accuracy of laser beam pointing to 1 m.

- Повысить дальность стрельбы лучом лазера, особенно в высоту до уровня космических высот, и обеспечить круговой сектор прицеливания.- Increase the firing range of the laser beam, especially in height to the level of space heights, and provide a circular sector of aiming.

- Повысить поражающую мощь устройства с ядерным реактором в 200…300 раз.- To increase the destructive power of a device with a nuclear reactor by 200 ... 300 times.

- Обеспечить надежную и полную автоматизацию процесса перезаправки боевого лазера окислителем и горючим.- To provide reliable and complete automation of the process of refueling a combat laser with an oxidizer and fuel.

- Улучшить неуязвимость боевого лазера за счет мощного бронирования.- Improve the invulnerability of a combat laser through powerful reservations.

- Уменьшить вертикальные габариты боевого лазера.- Reduce the vertical dimensions of the combat laser.

- Сделать ресурс стрельбы до капитального ремонта безграничным.- Make the firing resource unlimited before overhaul.

Предлагаемый боевой лазер с одним сверхмощным лучом лазера мощностью до 500 МВт позволяет поражать:The proposed combat laser with one ultra-powerful laser beam with a power of up to 500 MW allows you to hit:

- любые наземные цели,- any ground targets,

- морские цели любого тоннажа и назначения,- sea targets of any tonnage and destination,

- самолеты и ракеты противника в радиусе прямой видимости,- enemy planes and missiles in line of sight,

- спутники на орбите,- satellites in orbit,

- орбитальные станции,- orbital stations,

- космические бомбардировщики,- space bombers,

- межпланетные космические корабли в пределах Солнечной системы,- interplanetary spacecraft within the solar system,

- головные части ракет на баллистической траектории.- missile warheads on a ballistic trajectory.

Боевой лазер работает без экипажа с использованием систем ГЛОНАСС и радиоуправления. Использование системы ГЛОНАСС позволяет определить собственные координаты, а координаты цели определяет радиолокационная станция РЛС, которая на фиг.1…9 не показана и исходные данные с которой передаются на боевой лазер по радиоканалу. Этих данных вполне достаточно для определения углов наведения лазерного луча, которые устанавливаются при помощи привода 4 в горизонтальной плоскости и второго привода 30 в вертикальной плоскости и контролируются датчиками угла поворота 5 и 32. В случае использования ядерного реактора 128 (естественно, только при неработающем ядерном реакторе 128) допустимо кратковременное пребывание около ЖРД 7 обслуживающего персонала в специальных защитных скафандрах.The combat laser operates without a crew using GLONASS and radio control systems. Using the GLONASS system allows you to determine your own coordinates, and the coordinates of the target are determined by the radar station, which is not shown in FIGS. 1 ... 9 and the initial data from which are transmitted to the combat laser via a radio channel. This data is quite enough to determine the laser beam pointing angles, which are set using the actuator 4 in the horizontal plane and the second actuator 30 in the vertical plane and are monitored by rotation angle sensors 5 and 32. In the case of using a nuclear reactor 128 (of course, only with a non-working nuclear reactor 128) a short-term stay near the liquid-propellant rocket engine 7 of the operating personnel in special protective suits is permissible.

Установка резонатора в критическом сечении сопла уменьшит аэродинамические потери при его обтекании продуктами сгорания.The installation of the resonator in the critical section of the nozzle will reduce aerodynamic losses during its flow around the combustion products.

Имея такой патент на изобретение, предприятиям России, изготавливающим такие боевые лазеры, кроме обеспечения обороноспособности страны, будет значительно легче продавать их за рубеж союзникам и дружественным странам, одновременно можно повысить цену реализации единицы продукции в 10…15 раз, при более низкой себестоимости., так как включение подобного устройства в техническую и рекламную документацию сразу даст отражение в ней новизны установки, ее патентной чистоты, повышенной боевой эффективности поражения любой цели этими продаваемыми комплексами и их абсолютную неуязвимость. При этом можно быстро и легко наладить серийное производство этого нового вида оружия, учитывая передовые позиции РФ в ракетостроении. При этом доходы нашего государства от экспорта оружия возрастут в десятки и даже в сотни раз.Having such a patent for an invention, it will be much easier for Russian enterprises manufacturing such military lasers, in addition to ensuring the country's defense capabilities, to sell them abroad to allies and friendly countries, while it is possible to increase the unit price by 10 ... 15 times, at a lower cost., since the inclusion of such a device in the technical and advertising documentation will immediately reflect in it the novelty of the installation, its patent purity, and the increased combat effectiveness of defeating any target with these products complexes and their absolute invulnerability. At the same time, it is possible to quickly and easily establish mass production of this new type of weapon, given the advanced positions of the Russian Federation in rocket science. At the same time, the income of our state from arms exports will increase by tens or even hundreds of times.

ЛитератураLiterature

1. Конюхов В.К., Прохоров А.М. Второе начало термодинамики и квантовые генераторы с тепловым возбуждением, "УФН", 1976, т.119, с.541.1. Konyukhov V.K., Prokhorov A.M. The second law of thermodynamics and quantum generators with thermal excitation, UFN, 1976, v.119, p.541.

2. Лосев С.А. Газодинамические лазеры, М., 1977; Андерсон Д., Газодинамические лазеры: введение, пер. с англ., М., 1979.2. Losev S.A. Gas-dynamic lasers, M., 1977; Anderson D., Gas-dynamic lasers: introduction, trans. from English., M., 1979.

3. Бирюков А.С., Щеглов В.А. Газовые лазеры на каскадных переходах линейных трехатомных молекул, "Квантовая электроника", 1981, т.8, с.2371.3. Biryukov A.S., Scheglov V.A. Gas lasers on cascade transitions of linear triatomic molecules, "Quantum Electronics", 1981, v. 8, p. 231.

4. Карлов Н.В. Лекции по квантовой электронике, М., 1983.4. Karlov N.V. Lectures on quantum electronics, M., 1983.

Claims

1. A combat laser containing a base with a laser unit installed on it based on a gas-dynamic laser, characterized in that the laser unit is made in the form of a liquid rocket engine with a nozzle containing subsonic and supersonic parts and a critical section at their junction, mounted vertically with the possibility of exhaust combustion products vertically upward, and a resonator mounted in a critical section on a cylindrical hinge.

2. The combat laser according to claim 1, characterized in that the liquid-propellant rocket engine is mounted in an armored cylinder that is mounted vertically on a turntable connected to the drive; the nozzle exit section, and a vertical slot is made in the armored cylinder for the cavity exit.

3. The combat laser according to claim 1, characterized in that the nozzle is made of two walls: internal and external, a layer of uranium 235 is deposited on the inner wall, and uranium particles 235 are embedded in this wall.

4. The combat laser according to claim 1 or 2, characterized in that it contains a source of electricity and an on-board computer, interconnected by electrical connections.

5. The combat laser according to claim 1 or 2, characterized in that it contains a nuclear reactor mounted in a combustion chamber in its cylindrical part.

6. The combat laser according to claim 1 or 2, characterized in that it is made with a diffuser mounted coaxially with the nozzle of a liquid propellant rocket engine.

7. The combat laser according to claim 6, characterized in that the diffuser is made cooled.

8. The combat laser according to claim 1 or 2, characterized in that it is made with an external cooling system for the liquid propellant rocket engine containing a compressor.

9. The combat laser according to claim 1 or 2, characterized in that it is made with a carbon dioxide supply system consisting of a tank, a valve pipe and an annular manifold in the upper part of the combustion chamber to which this pipe is connected, the collector cavity with radial holes connected to internal cavity of the combustion chamber.