Из компьютерной игры на поле боя: плазменное оружие
Джоули к цели
Сначала немного теории. Если абстрагироваться от компьютерных шутеров, то достаточно непросто дать определение плазменному оружию. Заставить плазму концентрироваться в пучки высокой плотности и метать эту сущность через оружейные стволы получится только в фантастических фильмах.
Строго говоря, плазменным оружием или пушкой называют электротермические ускорители, разгоняющие снаряд посредством разряда плазмы между электродами. Другое название – плазменный рельсотрон. Разумеется, такие игрушки требуют вагоны электроэнергии, умещающиеся в многотонных конденсаторах. Поэтому если плазменные пушки и появятся в серии, то в первую очередь на кораблях.
Но в иностранной литературе используется термин Plasma Weapons применительно к лазерным установкам. В чем здесь подвох? Все дело в комбинированном действии лазерного луча по цели, о чем пойдет речь чуть ниже.
PIKL Program. Наиболее смертоносной из американских программ создания лазерного оружия можно считать проект PIKL, стартовавший в 1992 году. Уровень разработчиков впечатляет – Лос-Аламосская национальная лаборатория (конструкторы высокоимпульсного лазера с инфракрасной накачкой) и Лаборатория Армстронга, отвечающая за оценку воздействия оружия на биологически ткани. Последняя контора занималась проектами в интересах ВВС США.
В ходе работы над проектом PIKL (Pulsed Impulsive Kill Laser) или «Импульсный поражающий лазер» выявился необычный эффект воздействия на мишень. Заключается он в образовании плазменного шара, электроны которого поглощают лазерное излучение, а затем следовал взрыв, значительно увеличивающий поражающее действие по цели.
Первоначально плазма вообще не пропускала лазер, и никакого взрыва не случалось – фактически оружие самостоятельно формировало броню на объекте атаки. Но испытатели увеличили энергию лазерного импульса, облако плазмы моментально перегревалось и разряжалось взрывом. Собственно, именно по этой причине за рубежом прижился термин Plasma Weapons или плазменное оружие. Работая по цели лазером, установка формировала на объекте «поражающий элемент» в виде взрыва шара плазмы.
В 1992 году построили первый прототип лазерной (плазменной) установки PIKL Program, генерирующей импульсы в 100 Джоулей длительностью в 10 микросекунд. Изделие оказалось тяжелым, да еще и часто выходило из строя – в основном из-за разгерметизации контуров.
Результаты испытания плазменного оружия в Лаборатории Армстронга
К 1993 году соорудили новый прототип меньших габаритов, «стреляющий» импульсами в 3–5 микросекунд с энергией в 126 Джоулей. Еще более мощной установку сделали к концу 1993 года – энергия импульса лазера достигала 300 Джуолей.
Для испытаний в Лаборатории Армстронга приготовили макеты целей, имитирующих человеческую кожу, а также кевларовые бронежилеты. Кожу заменяла намоченная замша, уложенная на блоки баллистического геля. Последний должен был имитировать человеческую плоть. Для испытания на мишени формировали лазерный луч размером 3 на 2 см.
Взрывной эффект наблюдался при работе лазерным импульсом в 400 Джоулей – на мишени зафиксировали давление в 25 атмосфер. Событие сопровождалось громким хлопком и вспышкой, словно имитатор поражал разрывной снаряд. Назвать такие повреждения фатальными нельзя, скорее, это были нелетальные травмы, хотя и очень чувствительные.
Дальнобойность лазера PIKL составляла до 2 км, при этом спектр использования был необычайно широк – разрушение динамической защиты бронетехники, поражение беспилотников, травмирование (а нередко и убийство) живой силы, а также разгон демонстраций. Изделие обладало несомненными плюсами – уникальной скорострельностью, бесшумностью, высокой точностью и дальнобойностью. Правда, защититься от такого оружия можно было простым облакам аэрозоля, а порой и дымовой завесой.
Pulsed Energy Projectile или PEP. Это следующий шаг американской программы лазерного (плазменного) оружия.
Набор эффектов аналогичный PIKL Program – невидимый лазер формирует на объекте плазменный взрыв, чем оглушает жертву, а также воздействует на нервную систему. Чаще всего мощное электромагнитное излучение вызывает кратковременный болевой шок, похожий на холодный ожог, и частичный паралич. У некоторых жертв наблюдались «двигательные эффекты, подобные последствиям от электошокера».
Pulsed Energy Projectile или PEP
В отличие от классических нелетальных средств, плазменная пушка вполне может отправить на тот свет. Особенно если пациент страдает хроническими заболеваниями сердца или нервной системы. Это неудивительно, так как американцы планировали использовать PEP не против условно здоровых военных, а по неуправляемым толпам гражданских.
Установка PEP выполнена на базе внедорожника HMMWV, тянет на 230 кг и способна работать по целям на удалении 2 км. Высокоэнергетический инфракрасный лазер, как и в PIKL Program, выполнен на фториде дейтерия и невидим для человеческого глаза. Это добавляет саспенса при разгоне толпы – никто не видит, откуда работают правоохранители, что еще больше затрудняет ориентацию.
Программу, стартовавшую в 2000-х годах, прикрыли, якобы сославшись на излишнюю жестокость. На самом деле авторы не могли точно настроить оглушающий и болевой эффекты оружия. Если хорошо глушило ударом плазмы, то болевой эффект от электромагнитного импульса был запредельным. Как только снижали болевое воздействие до приемлемого, оглушение как таковое вообще отсутствовало.
Вместо тысячи солнц
Plasma Acoustic Shield или PASS представляет собой оружие нелетального действия, в основе которого также лежит твердотельный лазер. Принцип действия схож с вышеописанными установками – лазер первым импульсом создает в воздухе облако плазмы, а вторым импульсом подрывает со сверхзвуковой скоростью. Разработчики уверяли, что могут создать оглушающий фейерверк перед любым объектом.
Скорострельность до 10 импульсов в секунду, что должно остановить самого решительного злоумышленника. Потенциально увеличение до 200 выстрелов в секунду позволяет перешагнуть порог нелетальности и убить человека.
Разработчик Stellar Photonics конструировал PASS с 2005 года, и все было хорошо, пока речь не заходила об источниках питания прожорливой лазерной установки. Вес изделия в самом совершенном варианте достигал 230 кг, что требовало мобильную установку-носитель. Но даже в этом случае запас выстрелов был ограничен – перезарядка батарей требовала уйму времени.
Хотя, конечно, эффектность использования была замечательной – в некоторых вариантах можно было серией взрывов рисовать символы в воздухе. Или бить специальными импульсами по ветровому стеклу приближающихся автомобилей. Например, на блокпостах. Только фейерверк был недолгим.
В 2008 году военные справедливо отвергли PASS по причине чрезмерной стоимости, прожорливости и массивности. Простая очередь из автомата в воздух будет иметь больший эффект, чем целый HMMWV с лазером на крыше.
Но американцы не успокоились, и в 2018 году приступили к проекту SCUPLS или Scalable Compact Ultra-Short Pulse Laser System. Поработали над длиной волны лазера – теперь он безопасен для сетчатки глаза. Лазер бьет на один километр и создает светошумовой эффект уровнем 165 децибел. Это примерно как оказаться около сопла взлетающего реактивного самолета.
Логика работы прежняя – первый импульс создает плазменное облако, второй его разогревает до детонации. Разработчики уверяют, что таким алгоритмом можно передавать на расстояние даже команды. Например, требование остановиться. Для этого предусмотрен специальный низкоуровневый режим работы. Если объект не понял, то получает весь спектр лазерно-плазменного оружия – фейерверк (интенсивность 6–8 млн кандел), оглушение, дезориентацию, паралич и холодные ожоги на коже.
Все вышеописанное до поры до времени относится к разряду нелетального оружия. Но стоит только подкрутить настройки, найти соответствующие аккумуляторы – и плазменное оружие превращается в боевое. С непредсказуемым эффектом на поле боя.
