CC BY
92
Машиностроение U компьютерные технологии
Сетевое научное издание
http://www.technomagelpub.ru ISSN 2587-9278 УДК 681.5; 621.372
Адаптивные оптические системы в лазерных комплексах авиационного базирования. Аналитический обзор. Часть 1. Современное состояние
Шанин Ю.И.1' 4yi@luch.comJU
Научно-исследовательский институт научно-производственное объединение «ЛУЧ», Подольск, Россия
Целью данного аналитического обзора является представление и обзор информации по современному применению лазерных бортовых платформ для доставки энергии и лазерной связи. Одна из задач обзора - дать разработчику адаптивных оптических систем необходимые знания различных задач и методов их исследования и решения, возникающих в процессе разработки лазерных комплексов авиационного базирования. В первой части обзора дано представление о проблеме, рассмотрены имеющиеся на сегодня иностранные разработки по теме и обозначена проблематика задач, возникающих при разработке адаптивных систем для лазеров авиационного базирования.
Ключевые слова: лазерный комплекс авиационного базирования; волновой фронт; адаптивная оптическая система; датчик волнового фронта; адаптивная оптика; деформируемое зеркало; корректор наклонов
Введение
Работы по созданию лазерных комплексов авиационного базирования (ЛКАБ) были начаты в США и СССР в 70-е годы прошлого столетия [1-3]. И в США и в СССР первоначально усилия были сконцентрированы на создании СО2-лазера мегаваттного уровня. В силу малого коэффициента зеркального отражения излучения с длиной волны 10.6 мкм все элементы оптического тракта, в том числе и адаптивные зеркала, были металлическими и охлаждаемыми. Общее представление об этих зеркалах можно получить из работ [2, 3].
Большой вклад в развитие адаптивной оптики внесла лаборатория Линкольна [1]. На протяжении более двух десятилетий (начиная с 1970 годов) она была лидером в области исследований адаптивной оптики. В ней были проведены пионерские работы по атмосферной компенсации: а) при термическом расплывании лазерного пучка высокой энер-
Ссылка на статью:
// Машиностроение и компьютерные технологии. 2019. № 04. С. 1-23.
Б01: 10.24108/0419.0001464
Представлена в редакцию: 18.03.2019
© НП «НЭИКОН»
гии; б) лазерного пучка, распространяющегося от земли в космос, в) при использовании искусственной «звезды» (маяка).
В современных условиях переход к более коротким волнам лазерного излучения, развитие технологии интерференционных покрытий и использование специальных оптических материалов позволили применять для мощных лазеров неохлаждаемые оптические элементы.
ЛКАБ - сложнейший технический объект с необходимыми для его функционирования системами, из которых нас будет интересовать адаптивная оптическая система (АОС) - система, без которой невозможно эффективное выполнение функций ЛКАБ.
1 Общие вопросы
В США авиационные лазерные комплексы создавались для тактического и стратегического применений. Тактический лазер (Advanced Tactical Laser - ATL) размещался на борту самолета С-130, имел мощность до 100 кВт и предназначался для работы по целям на расстояниях до 20 км. Стратегический комплекс ABL (Airborne Laser) имел высоту полета (10.7-13.7) км и изначально предназначался для уничтожения баллистических ракет на их разгонном участке с расстояния 150-450 км, рассматривался как ключевой элемент системы противоракетной обороны (ПРО). Комплекс ATL работал в условиях большей турбулентности. Поэтому было начато создание адаптивной оптики (АО) [1], которая была разделена на две подсистемы: систему точного сопровождения (корректирует наклоны) и адаптивную оптическую систему (коррекция высших порядков аберраций волнового фронта (ВФ) излучения [4]).
1.1 Назначение
ЛКАБ должен включать лазерный источник, оптику, необходимую для фокусировки пучка на желаемом расстоянии, средства для обнаружения цели и слежения за нею, средства для удержания лазерного пучка на цели (корректор наклона (КН) в АОС), компьютерную систему реального времени для управления различными компонентами [5]. Развертываемая ЛКАБ должна иметь преимущества по сравнению с существующими системами.
Лазерные установки, размещаемые на самолете, имеют ряд преимуществ:
1) лазерный пучок распространяется со скоростью света, что облегчает прицеливание;
2) слежение за целью производится перемещением зеркала корректора наклонов;
3) цена лазерного выстрела невысока;
4) возможно применение лазера с регулируемой выходной мощностью.
Недостатками таких установок являются:
1) цель должна находиться в прямой видимости;
2) отрицательное влияние атмосферы на распространения пучка;
3) возможны нелинейные эффекты при достижении критической интенсивности излучения (самовоздействие (тепловое расплывание), ионизация);
4) инерционность нагрева для возникновения существенного поражения требует хорошего отслеживания цели в течение определённого времени;
5) лазерный пучок может эффективно отражаться применением на цели хорошо отражающих поверхностей и покрытий;
6) лазерная оптика должна быть защищена от загрязнения, так же как и от нарушения юстировки.
Облучаемые цели могут находиться в верхней или нижней полусферах обзора ЛКАБ. Несмотря на достаточно малую атмосферную турбулентность на высотах полёта ЛКАБ, эффективное воздействие на цели на протяжённых горизонтальных трассах проблематично из-за возрастающего влияния турбулентности, проявляющегося в усилении мерцаний - флуктуаций интенсивности лазерного излучения. Дальность эффективного воздействия для таких трасс не превышает нескольких десятков километров. При распространении излучения в нижней полусфере интенсивность турбулентности нарастает, а эффективность применения лазера падает.
1.2 Оценка возможностей применения
При действии лазерного излучения на цель различают тепловое и функциональное воздействия. В упрощенном виде рассмотрим воздействие излучения на цель [2]. Сила света (мощность) лазерного излучения в отсутствии адаптивной коррекции ВФ Жб/а определяется формулой:
Жб/а=0.88^омтР/(фо2+5.56ан2) (1)
где Р - средняя мощность лазера, КОМТ - коэффициент передачи оптико-механического тракта (ОМТ), ф0 - расходимость излучения по половинной мощности, ан - среднеквадра-тическое значение ошибки наведения излучения. Плотность мощности излучения на расстоянии цели
^Катм^б/а/Ьо2, (2)
где Катм - коэффициент передачи излучения по трассе ЛКАБ-цель, Ь0 - дальность до цели. Условие какого-либо поражения цели - превышение выделенной энергии какого-то порогового (критического) значения
/ГвС08(а)Кц>дкр (3)
где Кц - коэффициент трансформации излучения на цели, и - время воздействия излучения, а - угол падения излучения на цель (предпочтительнее воздействовать на поверхность, перпендикулярную пучку), ^кр - критическое значение плотности энергии.
Из (1) следует, что увеличение расходимости и точности более весомо, чем увеличение мощности. Их улучшение должно осуществляться на паритетных началах, т.к. нет смысла в значительном улучшении одного параметра без улучшения другого. В зависимо-
сти от достигаемого на цели уровня энергии различают следующие воздействия на нее: тепловое, функциональное поражение и функциональное подавление. Тепловое воздействие приводит к локальному перегреву материала цели и потере им своей несущей способности. При этом для применяемых материалов Кц=0.2-0.7. Функциональное поражение воздействует на оптико-электронные системы (ОЭС) цели, для него Кц=104-106 благодаря
фокусирующим свойствам этих систем. Этот вид поражения требует в 104-106 раз меньше
«-» 2 3
значений плотности энергии на цели и может функционировать на дальностях в 102-103
раз больше необходимых для теплового поражения. Но при этом спектральный диапазон
излучения лазера должен быть близок к спектральному диапазону работы ОЭС.
Функциональное подавление (возникновение оптической помехи) имеет место при меньших мощностях, ЭОС не разрушаются, но перестают правильно функционировать.
Оценки показывают, что для теплового поражения целей на дальности около 100 км
ттт и ]_"7 ^
ЛКАБ должен обладать силой света не менее 1017 Вт/срад. При меговаттной мощности излучения Р эффективная расходимость излучения должна быть не хуже 3-10"6 рад (0.6"), величина на сегодня не достижимая. При силе света 1014-1015 Вт/срад и той же мощности расходимость излучения должна составлять вполне достижимую величину не хуже 3-10-510-4 рад (6-20"). Тогда функциональное поражение ОЭС целей возможно на дальностях несколько тысяч километров, но гарантированное тепловое поражение целей только на дальности 3-10 км.
Ситуацию по передаче энергии на цель может улучшить увеличение диаметра зеркала рефлектора выходного телескопа ^вых. При этом можно снизить: а) в разы, равные кратности телескопа, влияние искажений, возникающих до выходного телескопа; б) удельные тепловые нагрузки из-за увеличения площади; в) снизить дифракционный предел по расходимости ф0 излучения, т.к. ф0>^/^вых. Представляется рациональным при создании ЛКАБ ориентироваться на диаметр выходного зеркала 1 м [2].
1.3 Условия применения
В отличие от наземного расположения лазерной установки бортовое расположение привносит свои особенности. За счёт высотного полёта удаётся избежать негативного воздействия на излучение (как входящее, так и исходящее) атмосферной турбулентности при работе в верхней полусфере при небольших углах возвышения лазера. Это позволяет работать по удалённым целям сфокусированным пучком в ночное время без активной подсветки и в дневное время при ограниченной звёздной величине светящегося объекта.
К негативным воздействиям на излучение добавляется вибрация самолёта-носителя и аэро-оптическая проблема [6]. Механическая вибрация конструкций имеет частотный спектр с доминирующими частотами в низкочастотной области (до 500 Гц). Вибрации приводят к дрожанию оптической оси излучения и вызывают необходимость её стабилизации. Проблема аэро-оптики связана с аэродинамическим обтеканием самолёта-носителя и устройства, выводящего/принимающего излучение. Хаотические изменения плотности
воздуха сосредоточены в толщинах, сравнимых с толщиной пограничного слоя, могут иметь регулярные структуры с характерными частотами возникновения в районе 1 кГц.
1.4 АОС в составе ЛКАБ
Для борьбы с естественной и аэро-оптической турбулентностью и дрожанием пучка из-за вибраций в ЛКАБ используется адаптивная оптическая система. Как правило, АОС включает два контура: внутренний и внешний. Во внутреннем контуре корректируются возникающие при генерации мощного лазерного излучения аберрации. Во внешнем контуре корректируется сигнал, поступающий от мишени, и на его основе вносятся предварительные искажения в волновой фронт исходящего мощного лазерного пучка, учитывающие воздействие турбулентности и вибраций и позволяющие сфокусировать излучение на цели. Для этих контуров приходится решать задачу о совмещении осей входящего и исходящего излучений. Для подсветки мишени и получения достаточно сильного отраженного сигнала в АОС используют дополнительные импульсные лазерные источники небольшой мощности. Создание ЛКАБ без адаптивной оптической системы невозможно. Эта система позволяет точнее прицелиться и доставить на мишень сфокусированное излучение с наименьшими потерями.
Многие проблемы ЛКАБ связаны с большой разницей мощности информационного и рабочего сигнала. Соотношение может достигать величин -10 -10-1' 6 раз. Информационное излучение приходится буквально ловить сверхчувствительными датчиками и выделять полезный сигнал при низком отношении «сигнал-шум» входящего излучения. Мощное же рабочее излучение приходится ослаблять на многие порядки для получения приемлемого для сенсоров датчиков уровня.
2 Мировой опыт разработки ЛКАБ
Опыт разработки ЛКАБ проанализирован применительно к иностранным разработкам (США), проведенным в 1970-2012 гг. В начале 1970-х гг. американская фирма Avco Everett создала компактный газодинамический лазер мощностью 30-60 кВт для установки на борту самолёта. Наиболее подходящим носителем для этого признали «летающий танкер» КС-135. В 1973 г. его переоборудовали в первую лазерную летающую лабораторию NKC-135A (Airborne Laser Laboratory - ALL). К 1978 г. мощность бортового лазера удалось увеличить примерно в 10 раз. Летом 1981 г. были предприняты первые попытки поразить лазерным пучком летящую беспилотную мишень Rrebee и ракету Sidewinder класса «воздух-воздух», окончившиеся безрезультатно. Самолёт ещё раз модернизировали и в 1983 г. повторили испытания. По сообщениям в печати пучком лазера с борта NKC-135A были функционально подавлены пять «Сайдвиндеров», летевших в направлении самолёта со скоростью 3218 км/ч. К главной задаче - исследованию возможности поражения межконтинентальных баллистических ракет (МБР) - тогда не удалось даже подступиться из-за недостаточной мощности лазера.
2.1 Программа YAL
Программа YAL - попытка перехвата ракет малого и среднего радиуса действия с помощью мощного лазера. Она практически неприменима к межконтинентальным баллистическим ракетам. Лазер размещался на модифицированном самолёте Boeing 747-400F (рис.1). Тип лазера - химический кислородно-йодный (Chemical Oxygen Iodine Laser, COIL), излучающий на длине волны 1.315 мкм с малым поглощением в атмосфере. В то время считалось, что химический лазер предпочтительнее твердотельного. Он разрабатывался в США с 1977 года и предназначался для перехвата ракет во время активной фазы их полёта.
Рис. 1. Схема самолёта Boeing 747-400F с боевым лазером: nose-mounted turret - турель, смонтированная в носу самолёта; beam control system - система управления пучком; battle management - управление боем;
active ranging system (CO2 laser) - активная система определения дистанции (CO2 лазер); separation bulkhead - разделительная переборка; solid state illuminator lasers (2) - 2 твердотельных лазера подсветки; high-energy laser modules (6) - 6 модулей высокоэнергетического лазера.
На борту YAL-1A установлены четыре лазерных установки различного назначения. Прежде всего, это высокоэнергетический лазер (High Energy Laser, HEL=COIL) мощностью 1 МВт (длина волны 1.315 мкм), который должен сбивать ракеты на расстоянии в полтысячи километров. Сканирующая лазерная система - лазерный локатор (длина волны 11.15 мкм), выполняющая функцию непрерывного грубого сопровождения цели. Функция третьего лазера (Track Illuminator Laser - TILL) заключалась в точном прицеливании по цели. Четвёртый лазер (Beacon Illuminator Laser - BILL) также посылает пучок в сторону цели и принимает его отражение. При этом измеряется отклонение траектории пучка от прямой линии, вызванное влиянием атмосферы. Боевой лазер и другие лазерные установки на борту разработала корпорация Northrop Grumman. Lockheed Martin создала носовую турель и систему наведения лазерных пучков.
После переоборудования YAL-1A без лазера HEL впервые взлетел 18 июля 2002 г. На нём отрабатывались различные системы комплекса. Лазер был установлен в 2007 г. Экспериментальный самолёт Boeing YAL-1 проходил этап доработки в период с 2007 по 2012 гг. В 2010 году состоялись его успешные испытания, завершившиеся перехватом ракет с жидкостным и твердотопливным двигателем. YAL-1A - классический демонстратор технологий. После нескольких приостановок и перебоев с финансированием программа YAL была окончательно закрыта в декабре 2011 года, когда было сообщено, что проект должен быть завершен после 16 лет разработки и стоимости более US $ 5 млрд.
2.2 Опыт разработки тактического лазера (AXL)
Перспективный тактический лазер (ATL=Advanced Tactical Laser) - младший родственник проекта YAL. Программа разрабатывалась с 1996 года. Семитонный прототип размещался на транспортных самолётах серии C-130H Hercules. K 2008 году удалось снизить его массу до 5.5 тонн. Тогда же сообщалось об успешном поражении наземной цели.
Летом 2009 года было проведено испытание с имитацией боевой задачи. Лазер на самолёте Lockheed NC-130H успешно поразил малогабаритную наземную цель. В будущем лазерная система ATL должна была устанавливаться на тяжёловооруженные самолёты поддержки сухопутных войск Lockheed AC-130. Однако проект в существующем виде был также признан бесперспективным по аналогичным с YAL причинам.
2.3 Опыт AВL
Бортовой лазер (ABL) является демонстрацией ВВС QŒA системы высокоэнергетического лазера, разработанного для разрушения ракет на их разгонном участке. Работа по комплексу ABL строилась по двум генеральным направлениям: 1) технологии и конструкция мощного бортового лазера отрабатывались на наземном стенде; 2) технологии прицельных устройств, углового управления пучком, средств высокоточной ориентации, навигации, средств управляющего вычислительного комплекса, передачи энергии на удалённую цель отрабатывались в бортовых условиях.
Для компенсации атмосферных искажений на протяжённых наклонных траекториях между ABL и мишенью система имела три AОС, связанные между собой [7]. Размер пучка, который может быть скорректирован, составлял 30 см в диаметре. Соответственно имелись три деформируемых зеркала. Aдaптивное зеркало для компенсации атмосферы и адаптивное зеркало для «очистки» пучка одинаковы. Они имеют по 256 актюаторов из свинцово-магниевого ниобата (PMN) с межприводным расстоянием 1.67 см и лицевую пластину из кремния или ULE. Массив 18x18 содержит 196 управляемых актюаторов и 60 пассивных. Специфицированное перемещение составляет ±4 мкм при ширине полосы 1 кГц и длине волны 0.8 мкм.
Третье деформируемое зеркало является компенсирующим фокус ДЗ, с помощью которого компенсируется сферическая аберрация для разгрузки двух других деформируемых зеркал. Это зеркало имеет перемещение 15 мкм (реально 22 мкм), межприводное рас-
стояние 3.34 см и 10-герцовую ширину полосы пропускания. PMN актюаторы образуют массив 9x9 из 69 актюаторов (44 - активные, 25 - пассивные). На рисунке 2 приведено устройство этого зеркала. Размер управляемой зоны составляет ~ 230 мм. С учетом угла падения можно предположить, что диаметр пучка составляет ~ 200 мм.
Рис. 2 Деформируемое зеркало ABL, компенсирующее сферическую аберрацию [7]
Основой датчика волнового фронта является EBCCD камера с 20 % квантовой эффективностью и 128x126 пикселями.
На ABL используется активная подсветка цели и два осветителя. Опорный осветитель для адаптивной оптики (BILL) является импульсным лазером с частотой следования импульсов 7.5 кГц, длительностью импульса менее 100 нс, диаметром пучка 1.9 см. Осветитель сопровождения (TILL) также является импульсным лазером с частотой следования импульсов 5 кГц, длительностью импульса менее 100 нс, диаметром пучка 1.75 см. В [4] сообщается об использовании многопучковой подсветки для снижения мерцаний лазерного излучения, прошедшего через атмосферу. Для подсветки, которую использует адаптивная оптика, применяется четыре пучка на длине волны 514 нм, для подсветки сопровождения (коррекции наклонов ВФ) - девять пучков на длине волны 488 нм. Подсвеченное TILL-лазером изображение носовой части ракеты обеспечивает информацию о наклоне ВФ, а подсветка BILL-лазером обеспечивает изображения для коррекций АОС высоких порядков на высокоэнергетическом лазере (HEL). Дополнительное деформируемое зеркало и КН предварительно компенсируют HEL-пучок от каких-либо собственных фазовых искажений, возникающих внутри лазерного тракта высокой мощности в ABL.
Номинальная рабочая высота ABL - 12 км. Предположительные параметры работы ABL и проведенные по ним оценки эффективности ABL подробно рассмотрены в работе
[8]. Качество пучка ABL по расходимости - 1.2 раза от дифракционного предела. Харак-
2 „
теристики турбулентности (C n), с которой должен столкнуться ABL, учитывались по стандартной модели атмосферной турбулентности «Clear-1».
Особенности работы АОС в ABL [8]:
1) Наклонные траектории распространения пучка через атмосферу на дальность от 100 до 300 км.
2) Полоса пропускания с обратной связью 500 Гц.
3) Малый размер изопланатического угла 90, всего в 1-10 раз больший дифракционного предела.
4) Существенная временная задержка (из-за протяженности дистанции) с момента распространения света между получением изображения для коррекции с помощью АОС и доставкой пучка на цель.
5) Большие колебания интенсивности пучка (мерцания), вызванные турбулентностью атмосферы, при которых достаточность коррекции только фазы с помощью АОС может быть проблемной.
6) Изгиб авиационных конструкций и вибрации, которые имеют большую амплитуду и высокую частоту.
Моделирование реальных атмосферных трасс возможно при совпадении следующих безразмерных параметров [9]: а) числа Френеля D /(XL), где D - диаметр апертуры зеркала, L - дистанция распространения, X - длина волны лазера; б) D/r0, где r0 - длина когерентности атмосферной турбулентности (параметр Фрида); в) 90/(X/D) - нормализованный изопланатический угол; г) ör - дисперсии Рытова (характеризует силу мерцаний).
2.4 Летающие лаборатории
Применение летающих лабораторий актуально из-за возможности оценки вредных влияний аэро-оптики и вибраций непосредственно в полете. Бортовые аэро-оптические лаборатории исполняют эту потребность, захватывая волновые фронты, навязываемые лазерному пучку аэро-оптической обстановкой. Исследовательский самолёт может иметь различную скорость (число Маха) вплоть до низких околозвуковых скоростей и совершать как горизонтальный полёт, так и полёт маневрирования (подъём, спуск, разворот). Здесь кратко изложена концепция реализованных бортовых лабораторий и описание их оптических компонентов, возможностей зондирования и использования [10, 11, 12].
Аэро-оптика важна для коротковолновых бортовых лазерных систем [6]. Пространственные и временные частоты аберраций, связанных с аэро-оптикой, гораздо выше вызываемых турбулентностью свободной атмосферы.
В 2007 г. была признана необходимость разработки исследования аэро-оптики в полёте и создана программа бортовой аэро-оптической лаборатории (AAOL), а через 5 лет проведены измерения ВФ с хорошим временным разрешением и получены данные по
дрожанию линии визирования. Конечной целью программы AAOL являлось получение в полёте данных о различных типах турбулентности над и вокруг турели, через которые могут проходить ВФ лазерного пучка (исходящего из турели или входящего в неё). Два самолёта Cessna Citations были выбраны в качестве бортовых платформ для программы AAOL. Они летали совместно на номинальном расстоянии 50 м друг от друга. Расходящийся непрерывный лазерный пучок малого диаметра направлялся от догоняющего самолёта к бортовой лаборатории (рисунок 3). Тонкости настройки оборудования на самолете-источнике и самолете-приемнике для устранения возникающих ошибок постоянного лин-зирования и учёта сферичности приходящего ВФ подробно описаны в [11]. Выбор скорости полёта (числа Маха М) проводился по равенству чисел Рейнольдса самолета-макета и реального самолета, построенных по диаметру турели в качестве характерного размера. Было установлено, что при числах М>0.55 поток над турелью будет достигать звуковых условий и содержать участки как дозвукового, так и сверхзвукового потока (трансзвуковой режим течения). Диаметр модельной турели - 30.5 см, чистая оптическая апертура -10.2 см. Турель могла быть выдвинута в поток на номинальную высоту цилиндрической части (10.2 см) или задвинута так, что в воздушный поток выступает только полусфера. В оптический тракт оптической скамьи лабораторного самолёта из турельной сборки выходил 2.0 см стабилизированный пучок. «Стабилизация» пучка осуществляется замкнутым контуром управления корректором наклонов, который был способен снизить общее дрожание пучка для частоты среза около 200 Гц. На скамье размещались: устройство, записывающее дрожание на координатно-чувствительный датчик (КЧД) (скорость передачи данных до 200 кГц); датчик волнового фронта (ДВФ) с высокой пропускной способностью.
Рис. 3. Бортовая аэро-оптическая лаборатория AAOL: слева, схема двух самолётов Citations, летящих в строю; справа, фото, сделанное во время летных испытаний (лазерное пятно на турели выделено цветом).
В процессе работ был создан оригинальный ДВФ типа Шака-Гартмана с гибридной аналого-цифровой субапертурой 10x10, который позволял записывать наклоны волнового фронта при 125 кГц. В последующем была применена промышленная камера Phantom V711 от фирмы Vision Research, которая имела возможность быстрой выгрузки данных и частоту кадров до 25 кГц для линзового массива 32x32 с выдержкой до 0.3 мкс. Возможны и большие пространственные разрешения применением линзового массива 64x64, но с уменьшением частоты кадров до 7 кГц.
Собираемые AAOL данные состояли из остаточного дрожания пучка и временных серий ВФ, снятых с высокой полосой пропускания. Они охватывали широкий диапазон чисел Маха и высот: от 0.4 Маха на 4.5 км до 0.69 Маха на 11 км, масштабировались и обобщались законами подобия для различных чисел Маха, высот полёта и диаметров турели [13]. Для масштабирования амплитуды ВФ обезразмеривалась оптическая разность хода (ОРХ) как
ОРХнорм (мкм/м) = ОРХ/[(р / Рум )M2 D]
или
ОРХ™ - (ОРХско )норм (мкм/м) = ОРХско /[(р / Рум )M2D]
где D - диаметр оптической апертуры, р, рУМ - плотность воздуха на высоте и на уровне моря. Пересчет скорости кадрирования ВФ датчика f проводился при совпадении чисел Струхаля StD = fD / U^. Безразмерную ОРХнорм и угол обзора а турели [6] обычно используют для представления данных AAOL.
Летные испытания требуют координации и тщательного планирования, но полетные данные для режима высоких дозвуковых чисел Маха намного легче и дешевле собирать, чем данные в аэродинамической трубе.
Околозвуковая (трансзвуковая) лаборатория (AAOL-Т) является второй из лабораторных программ [12], имеющая возможность более высоких чисел Маха, чем первоначальная AAOL [11]. Для удовлетворения требования по числу Маха 0.8+ программа AAOL-T перешла к использованию более скоростных самолётов Falcon 10s. Здесь описаны основные различия между AAOL-T и AAOL. Подробное описание модификаций самолёта Falcon 10s под новую турель, её новое местоположение и конструкция, приведены в [12]. Измерения ВФ выполняются высокоскоростным ДВФ Шака-Гартмана. В своей базовой комплектации датчик использует 32x32 субапертуры и частоту кадров до 25 кГц. Одновременно с двумерными ВФ также измеряется дрожание пучка путём разделения входящего пучка и фокусировкой его на КЧД. Специальные функции были разработаны в AAOL-T для поддержки экспериментов по активному и пассивному управлению потоком воздуха с целью снижения негативного влияния аэро-оптики. Расширены возможности турели - она может быть изменена: а) от канонической турели полусфера на цилиндре к турели в виде полусферы; б) применением конформного или плоского апертурного окна; в) модификацией особенностей турели.
В полете оптическая среда вокруг турели с плоским окном была исследована на следующих числах Маха/высотах (в км): 0.5/4.58, 0.6/5.49, 0.7/7.93 и 0.8/7.93. Сбор данных осуществлен как в горизонтальном полете, так и при маневре поворота. Маневр поворота позволял провести быстрое картирование оптической среды вокруг турели (пространственное разрешение 32x32 субапертуры, частота дискретизации 3 кГц). При горизонтальном полете исследовались конкретные особенности течений с лучшим временным разрешением (пространственное разрешение 32x32 субапертуры, частота дискретизации 25 кГц). Рисунок 4 показывает сводку аэро-оптических искажений ОРХСКО, нормированных
на (р/рум)М Б, как для турели с плоским, так и с конформным окном, в широком диапазоне углов обзора и нескольких околозвуковых чисел Маха. Наличие ударной волны на турели [6] проявляется в увеличение ОРХСКО около а=80° для М=0.7 и М=0.8.
г.!.
1
o.s
%
• М=0 5
• Мчр.б » М=0 7 * М=0Л
ii р * *V А * «
л. А. * f ■
А Vis /> - - •
ЛА <1 • >
# ■ *
■
м
эо
1№
110
ia>
130
140
' (nUg!
Рис. 4. Нормализованные ОРХСКО (ось ординат) в зависимости от угла обзора а (ось абсцисс) для М=0.5-0.8 для турели с плоским окном (слева) и конформным окном (справа) [14]
3 Проблематика АОС в составе ЛКАБ
Согласно [15] установлены наибольшие технологические риски для ABL:
1) интеграция и тестирование системы на самолёте,
2) активное отслеживание театра баллистических ракет,
3) атмосферная компенсация лазерного пучка высокой энергии,
4) переход со слежения за ракетным факелом к слежению за телом ракеты,
5) разработка лёгкого лазера высокой энергии.
При этом возникают следующие насущные необходимости:
1) охарактеризовать высотную атмосферную турбулентность, включая метеорологические эффекты;
2) оценить, насколько эффективна только коррекция фазы ВФ адаптивной оптикой в присутствии мерцаний;
3) продемонстрировать активное слежение через турбулентность;
4) определить улучшения лазерной технологии, снижающие вес мощной лазерной установки (МЛУ);
5) проверить надёжные режимы повреждения цели;
6) определить коды программного обеспечения, которые используются для анализа проектирования и прогнозирования работы.
В процессе разработки АОС для лазерного комплекса авиационного базирования были выявлены как некоторые возможные решения, так и следующие вопросы, проблемы, трудности, требующие дальнейшей проработки и разрешения.
3.1 Опыт АОС в ABL
Необходимо при проектировании АОС учитывать опыт ABL (подробней см. п. 2.3):
а) На ABL - 3 ДЗ.
б) Размер лазерного пучка ABL ~ 200 мм.
в) На ABL используют два активных осветителя.
г) Очевидно, что адаптивные зеркала ABL выполнены неохлаждаемыми.
3.2 Потеря компенсационных возможностей АОС
Потеря компенсационных возможностей АОС происходит из-за:
а) разъюстировки оптической системы в результате воздействия вибраций, разогрева;
б) термодеформаций оптических элементов (вызываемые изменениями эксплуатационной температуры, лазерным излучением, расширением актюаторов), которые в сумме не должны превышать динамического диапазона специального корректора дефокусировки;
в) ресурсного отказа элементов системы.
Проблемы, связанные с мощным лазерным излучением:
а) создание светоделителей и ослабителей;
б) большие термодеформации зеркал и необходимость введения дополнительного контура коррекции дефокусировки.
Основные факторы снижения интенсивности излучения на цели - фазовые искажения ВФ за счёт угловых отклонений оси излучения и термических деформаций оптических элементов.
3.3 Тепловые воздействия на оптические элементы
Вследствие термических деформаций оптических элементов в системе реализуется большой фазовый набег, требующий самостоятельной компенсации. Для этого необходимо оценить общий набег фазы: надо знать количество зеркал, входящих в схему, их характеристики и характеристики излучения.
Например, при десяти зеркальной оптической схеме минимальная амплитуда за счет тепловых искажений волнового фронта излучения может составлять от 10 до 42 мкм.
В случае применения неохлаждаемых оптических элементов необходимо провести более точные оценочные расчёты для различных материалов, коэффициентов зеркального отражения (КЗО), включая проходную оптику.
Изменение эксплуатационной температуры в диапазоне от минус 10 до 35 °С также подлежит экспериментальному определению с точки зрения возможных искажений оптической поверхности, особенно для адаптивных зеркал.
При необходимости адаптивные зеркала должны охлаждаться, особенно в местах соединения подложки с толкателями. Здесь могут быть использованы различные аккумулирующие энергию элементы и т.п.
Между отражающей пластиной зеркала и корпусом должен быть установлен тепло-приёмник для прошедшего через отражающую пластину излучения.
Для зеркал, работающих при высокой лучевой непрерывной нагрузке, наиболее опасны дефекты в покрытии. На них происходит повышенное поглощение, локально возрастает температура, с повышением температуры возрастает коэффициент поглощения и развивается лавинообразный процесс разрушения участка покрытия.
3.4 Ослабители и ответвители излучения
Ответвление и ослабление излучения выдвигают требования:
- к ответвителю - высокий КЗО на рабочей длине волны лазера;
- к ослабителю - поглощение пропущенного, но всё ещё сильного сигнала.
Из-за необходимости ослабить большую проходную мощность от рабочего излучения примерно в 5-(104-106) раз должен быть установлен эшелон ослабителей.
Мощность информационного сигнала от объекта оценивается в 0.5-10 Вт, уровень мощности рассеянного назад излучения может составлять десятки ватт. Для решения проблемы «сигнал/шум» возникает задача создания не только селективных ответвителей, но и селективных ослабителей излучения. Суммарный коэффициент ослабления на рабочей длине волны и на длине волны накачки должен составлять ~ 1013-1014. Этого можно добиться сочетанием применения материала ослабителя с высоким селективным коэффициентом поглощения излучения на рабочей длине волны и селективными интерференционными покрытиями на поверхностях, а также с использованием notch-фильтров.
3.5 Особенности излучения
Мощное лазерное излучение может иметь существенные неравномерности интенсивности излучения на апертуре, что практически может исключить ряд оптических конструкционных материалов из рассмотрения. Для проведения оценок необходимо знать, каковы ожидаемые неравномерности излучения. Необходимо исследовать вопрос качества лазерного излучения, в первую очередь неравномерности интенсивности, на возможности использования пассивного охлаждения.
Внутренний контур АОС. Внутренний контур АОС нужен для исправления ВФ излучения мощного лазера. АОС фазового сопряжения внутреннего контура может включать в себя деформируемое зеркало, ДВФ, аппаратуру управления, светоделитель (ослабление сильного сигнала примерно в 109 раз).
Доставка и получение излучения. При тепловом поражении цели будет изменяться обстановка на цели, поэтому контур сопровождения и внешний адаптивный контур желательно разделить.
Внешний контур АОС. Внешний контур АОС нужен для:
а) коррекции вибраций оптико-механического тракта,
б) коррекции турбулентности атмосферы, включая аэро-оптическую турбулентность,
в) точного наведения на типовые цели.
3.6 Особенности бортовой платформы
Бортовое исполнение имеет дополнительный недостаток - вибрации и аэрооптические эффекты, имеющие в совокупности большую амплитуду и широкую полосу частот. Высокое быстродействие корректоров наклонов будут вызывать динамические эффекты из-за больших моментов инерции, которые приведут к искажению формы оптической поверхности КН.
Основной вклад в угловые отклонения лазерного пучка вносит вибрация. Для проведения оценок влияния вибрации надо иметь представление об их энергетическом спектре, характерных частотах и амплитудах на объекте применения.
Для более определённых оценок влияния аэро-оптических эффектов - как они искажают излучение, как сильно уменьшают интенсивность на мишени, как искажают входной сигнал - надо знать сведения о выводном устройстве и его расположении на объекте применения.
Максимумы влияния вибраций и аэро-оптических эффектов находятся в разных частях частотного спектра. Для дальнейшего проектирования необходимо знать, на какие частоты приходятся максимумы.
Наличие вибраций и аэро-оптики и наличие отклонений с большой амплитудой приводит к необходимости создания двухконтурных систем коррекции наклонов с адаптивным управлением и самообучением. Необходимо определить, какова задача каждого контура и во что выльется (по времени и сложности алгоритма) самообучение.
Оптимизация подавления дрожания лазерного пучка может быть достигнута путём введения дополнительного контура управления АОС [16].
Необходимо помнить, что большой диапазон регулирования, как правило, приводит к изменению системы управления (увеличению количества контуров и изменению алгоритмов управления).
3.7 Аэро-оптическое влияние
Турбулентный пограничный слой в районе выходного окна самолёта может стать серьёзным препятствием для распространения излучения. Необходимо знать: насколько сильно это влияние, как оценивается, как рассчитывается число Штреля в дальней зоне.
До частоты ~ 600 Гц в общем спектре дрожания превалирует механическая компонента, а на больших частотах - аэро-оптическая. Необходимо знать на какой частоте аэрооптическая компонента имеет максимум и как быстро уменьшается при уменьшении и увеличении частоты. По появившимся в литературе экспериментальным исследованиям аэро-оптики в лётных условиях необходимо более тщательно проверить, верны ли эти утверждения.
Конкретное исполнение выходного узла излучения потребует дополнительных исследований влияния аэро-оптики потока на прохождение излучения.
3.8 Моделирование
Четыре безразмерных параметра должны быть идентичными для моделирования горизонтальной трассы распространения лазерного излучения (см. разд. 2.3): интенсивность турбулентности, нормированный изопланатичный угол (чем выше уровень турбулентности, тем меньше длина когерентности и изопланатический угол), число Френеля и интенсивность (сила) мерцаний (вариация Рытова) [9].
3.9 Особенности расположения целей
По литературным данным можно провести градацию целей - три поста наведения (вверх, горизонталь, вниз). Вверх - коллимированный пучок, коррекция наклонов (подсветка по необходимости). Горизонталь - активная подсветка, коррекция наклонов, фокусировка. Низ - корректор наклона, фокусировка, деформируемое зеркало (турбулентность).
Для удаленных быстролетящих целей необходим ввод упреждения.
Для работы по удалённым объектам нужны: контур совмещения осей информационного и рабочего излучения, контур коррекции искажений при замыкании его через цель, контур коррекции фазовых искажений рабочего излучения и контур реализации упреждения.
Работа по горизонтали включает: систему с активной подсветкой - контур совмещения осей информационного и рабочего излучения, контур коррекции искажений при замыкании его через цель и контур коррекции фазовых искажений рабочего излучения.
Работа вниз: дополнительно к схеме работы по горизонтали появится ещё одно деформируемое зеркало и система управления им для коррекции фазовых искажений волнового фронта излучения на турбулентном участке трассы. Возможно, также, что для замыкания этого контура коррекции фазовых искажений, потребуется подсветка на другой длине волны.
3.10 Характеристики АОС
Как правило, при проектировании АОС задается угловая расходимость на рабочей волне с АОС и без нее, а также среднеквадратическое отклонение (СКО) наведения с АОС и без нее.
Ежесуточную работу АОС ЛКАБ с активной подсветкой обеспечивают подбором мощности, длины волны, режима работы и конфигурации осветителя.
В случае существенных габаритов и веса подложки деформируемого зеркала придётся предпринимать дополнительные конструктивные меры по компенсации моментов инерции и динамических эффектов на оптической поверхности, например, облегчением и профилированием жёсткости оптического блока зеркала.
3.11 Приводы деформируемых зеркал и КН
В АОС ЛКАБ предъявляются повышенные требования к характеристикам приводов и усилительной аппаратуре по сравнению с наземными установками. В связи с этим возникает ряд вопросов. В первую очередь необходимо выяснить, в чём должно проявиться ужесточение требований: в увеличении напряжения, в увеличении хода, в увеличении длины актюатора или его чувствительности? Также надо выяснить, как могут изменяться требования к усилителям - по уровню напряжения, квантованию, скорости нарастания?
Для пояснения сказанного приведем следующий фактический материал. Например, при работе промышленного актюатора АПМ-2-15 в составе корректора наклонов и отработке фазовых искажений с частотой 100 Гц и амплитудой 20 В в течение 100 с актюатор перегревается ~ на 54 К и расширяется на 2.6 мкм [17], что приводит к угловому уходу пучка на несколько угловых секунд.
Для получения более конкретной информации следует поставить специальные эксперименты для управляемых зеркал.
3.12 Технологическая отработка
Для получения высоких КЗО оптических поверхностей зеркал и слабого светорас-сеивания высота шероховатости оптической поверхности оптических элементов при полировке должна быть близка к 1 А [18]. Сверхгладкие подложки могут быть изготовлены из карбида кремния с СУО покрытием.
Ряд материалов обладает дополнительным замечательным качеством - низким поглощением излучения на длинах волны близких к 1 мкм. Благодаря этому качеству удается создать зеркала-ответвители проходного типа и неохлаждаемые зеркала.
Кремний за счет высокой теплопроводности позволяет нейтрализовать локальные превышения коэффициента поглощения за счет дефектности покрытий и материала подложки.
Количество дефектов в покрытии пропорционально его толщине. Потери на поглощение и рассеяние в покрытии составляют примерно 0.01 %. Для получения бездефектного, с минимальным поглощением и с минимальными внутренними напряжениями покрытия, необходимо решить следующие задачи:
а) выбрать материалы покрытия с целью получения минимальных потерь (например, из НГО2, 2г02, ТЮ2, Та205, №205);
б) выбрать метод получения отражающих покрытий;
в) определить источники образования дефектов в покрытии и минимизировать их влияние;
г) исследовать влияние границ слоев на поглощение в покрытии.
Для создания зеркал, способных работать с нагрузками более 10 кВт/см2, как минимум необходимо решить три основные задачи:
а) изготовление подложек с поверхностной шероховатостью на уровне 1 ангстрема;
б) разработка технологии подготовки и контроля подложек перед напылением;
в) разработка технологии нанесения покрытий с минимальными потерями.
3.13 Что является принципиальным при разработке АОС ЛКАБ
Итак, принципиальным при разработке АОС для ЛКАБ является следующее:
- разработка и создание более высокочастотных по сравнению с наземным исполнением элементов адаптивной системы (зеркал, датчиков, усилительной аппаратуры);
- разработка и реализация новых алгоритмов управления;
- создание экспериментальных стендов с возможностью моделирования условий авиационного базирования, включая вибрации и аэро-оптические эффекты, для отработки экспериментальной аппаратуры;
- разработка технологии изготовления карбидокремниевых подложек с CVD-покрытием и технологии получения на них шероховатости ангстремного уровня;
- разработка технологии нанесения интерферометрических покрытий с потерями на уровне единиц ppm.
Заключение
Разработка ЛКАБ дала новый толчок развитию лазерного оружия большой мощности и способствовала созданию уникальных технологий высокоточных оптических систем с применением адаптации для улучшения характеристик лазерного оружия.
Но, несмотря на почти сорокалетний опыт разработки ЛКАБ (с начала 70-ых) в США, дальнейшие работы были заморожены в 2012 г., а в 2014 летающую установку разобрали. Для того, чтобы сбивать баллистические ракеты необходимо было увеличить мощность имеющегося лазера (по оценкам экспертов находящуюся на уровне 3 МВт [8]) в 20-30 раз. Разработка и испытания, проведенные за 16-и летний период (с 1996 по 2012 гг.), уже стоили более 5 млрд. долларов. Каждый такой самолёт в будущем обходился бы казне в US $ 1.5 млрд. однократно и порядка ста миллионов в год на его содержание. Для сравнения: стоимость постройки современного авианосца с ядерной двигательной установкой составляет около 4-6 миллиардов долларов США. Ежемесячные расходы на содержание каждого авианосца (не считая жалования персоналу) превышают 10 миллионов долларов США [19].
При создании АОС как для ЛКАБ, так и для космической лазерной связи имеется множество проблем, некоторые из которых рассмотрены в текущем обзоре и будут рассмотрены в его продолжении.
Список литературы
1. Greenwood D.P., Primmerman C.A. Adaptive optics research at Lincoln Laboratory// Lincoln Laboratory J. 1992. Vol. 5. No. 1. Pp. 3-24.
2. Н.Н. Поляшев: сборник воспоминаний. М.: Унисерв, 2009. 175 с.
3. Шмаков В.А. Силовая оптика. М.: Наука, 2004. 318 с.
4. Higgs C., Barclay H.T., Murphy D.V., Primmerman C.A. Atmospheric compensation and tracking using active illumination // Lincoln Laboratory J. 1998. Vol. 11. No. 1. Pp. 5-26.
5. Stupl J., Neuneck G. Assessment of long range laser weapon engagements: The case of the airborne laser // Science & Global Security. 2010. Vol. 18. No. 1. Pp. 1-60.
DOI: 10.1080/08929880903422034
6. Черных А.В., Шанин Ю.И. Проблемы аэро-оптики и адаптивные оптические системы. Аналитический обзор // Наука и образование: МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2017. № 7. С. 136-157. DOI: 10.7463/0717.0001257
7. Adaptive optics engineering handbook / Ed. by R.K. Tyson. N.Y.: Marcel Dekker, 2000. 339 p.
8. Barton D.K., Falcone R., Kleppner D., Lamb F.K., Ming K. Lau, Lynch H.L., Moncton D., Montague D., Mosher D.E., Priedhorsky W., Tigner M., Vaughan D.R. Report of the American Physical Society Study Group on boost-phase intercept systems for National Missile Defense: Scientific and technical issues // Reviews of Modern Physics. 2004. Vol. 76. No. 3. Pр. S1-S424. DOI: 10.1103/RevModPhys.76.S1
9. Fried D.L. Statistics of a geometric representation of wavefront distorsion // J. of the Optical Soc. of America. 1965. Vol. 55. No. 11. Pp.1427-1435. DOI: 10.1364/JQSA.55.001427
10. De Lucca N., Gordeyev S., Jumper E. The airborne aero-optics laboratory, recent data // Proc. of the Soc. of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE). 2012. Vol. 8395. 11 p. DOI: 10.1117/12.923074
11. Jumper E.J., Zenk M., Gordeyev S., Cavalieri D., Whiteley M.R. The airborne aero-optics laboratory, AAOL // Proc. of the Soc. of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE). 2012. Vol. 8395. 15 p. DOI: 10.1117/12.922734
12. Jumper E.J., Gordeyev S., Cavalieri D., Rollins P., Whiteley M.R., Krizo M.J. Airborne
rd
aero-optics laboratory - Transonic (AAOL-T) // 53 AIAA Aerospace Sciences Meeting (Kissimmee, FLA, USA, January 5-9, 2015): Proc. Wash.: AIAA, 2015. 20 p. DOI: 10.2514/6.2015-0675
13. Gordeyev S., Jumper E. Fluid dynamics and aero-optics of turrets // Progress in Aerospace Sciences. 2010. Vol. 46. No. 8. Pp. 388-400. DOI: 10.1016/j.paerosci.2010.06.001
14. Morrida J., Gordeyev S., De Lucca N., Jumper E.J. Aero-optical investigation of transonic
rd
flow features and shock dynamics on hemisphere-on-cylinder turrets // 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting (Kissimmee, FLA, USA, January 5-9, 2015): Proc. Wash.: AIAA, 2015. 10 p. DOI: 10.2514/6.2015-0676
15. Barker K.W. Airborne and space-based lasers: an analysis of technological and operational compatibility. Maxwell Air Force Base, Ala.: Center for Strategy and Technology, 1999. 51 р.
16. Orzechowski P.K., Neil Chen, Gibson S., Tsu-Chin Tsao. Optimal jitter rejection in laser beam steering with variable-order adaptive control // 45th IEEE conf. on decision and control
(San Diego, CA, USA, December 13-15, 2006): Proc. N.Y.: IEEE, 2006. Рр. 2057-2062. DOI: 10.1109/CDC.2006.377253
17. Шанин О.И. Адаптивные оптические системы коррекции наклонов. Резонансная адаптивная оптика. М.: Техносфера, 2013. 295 с.
18. Hyun-Ju Cho, Myung-Jin Shin, Jae-Cheul Lee. Effects of substrate and deposition method onto the mirror scattering // Applied Optics. 2006. Vol. 45. No. 7. Pp.1440-1446.
DOI: 10.1364/AQ.45.001440
19. Авианосец. Режим доступа: https://ru.wikipedia.ors/wiki/авианосец (дата обращения 26.02.2019).
Mechanical Engineering & Computer Science
Electronic journal
http://www.technomagelpub.ru ISSN 2587-9278
Mechanical Engineering and Computer Science, 2019, no. 04, pp. 1-23.
DOI: 10.24108/0419.0001464
Received: 18.03.2019
© NP "NEICON"
Adaptive Optical Systems in Air-Based Laser
System. Analytical Review. Part 1. Current Status
Yu.I. Shanin1'* 'Wigiuch-comju
Scientific Research Institute Scientific Industrial Association
«LUCH», Podolsk, Russia
Keywords: air-based laser system; wavefront; adaptive optical system; wavefront sensor; adaptive
optics; deformable mirror; tilt corrector
Aviation-based laser complex is a complex technical object. Among its systems, we analyse only an adaptive optical system and issues related to its performance, and show that the effectiveness of the complex without an adaptive system is small. The analysis was carried out in terms of systems that were developed in the United States.
Using the tilt corrector, an adaptive optics provides accurate tracking of the object. A deformable mirror performs correction of higher-order radiation wavefront aberrations caused by atmospheric turbulence for incoming light and outgoing laser radiation. The advantages of onboard laser systems are the beam propagation at the speed of light and the low price of a shot. The disadvantages are that the target should be in line-of-sight and there is a negative influence of the atmosphere. Another negative influences are vibrations of the aircraft and the aero-optical
problem because of output radiation. An assured thermal target kill is possible at the range of 32 3*
10 km. A functional kill and suppression are capable at ranges of 10 -10 times longer than for the thermal target kill.
Among the programs for the development of an onboard laser in the USA, the YAL, ATL and ABL programs are considered. The YAL program is an attempt to intercept short-and medium-range missiles with a powerful laser. The ATL system was to be installed on a heavily armed ground support aircraft. An airborne laser (ABL) is a demonstration of the U.S. Air Force of a high-energy laser system designed to destroy missiles on their boost phase. Over 30 years and several tens of billions of dollars were expended to develop the systems. Unfortunately, all onboard laser development programs have been closed.
Experience of the flying laboratories is realized by Cessna Citations and Falcon 10s planes and is relevant, as it gives the chance to estimate adverse effects of aero-optics and vibrations directly in flight.
Among the problems that need to be solved when creating adaptive optics for an onboard laser, the following are highlighted:
- loss of compensation capabilities;
- thermal effects of laser radiation on optical elements;
- creation of attenuators and radiation couplers;
- mitigating the negative effects of the onboard platform on radiation;
- operation reliability of the actuators of correction devices;
- technological working off of the uncooled optical elements which are affected by powerful laser radiation.
For newly developed aviation-based laser systems, it is necessary to envision the niche in which their use will be most efficient.
References
1. Greenwood D.P., Primmerman C.A. Adaptive optics research at Lincoln Laboratory. Lincoln Laboratory J., 1992, vol. 5, no. 1, pp. 3-24.
2. N.N. Poliashev: sbornik vospominanij. [N.N. Poliashev: a collection of memories]. Moscow: Uniserv Publ., 2009. 175 p. (in Russian).
3. Shmakov V.A. Silovaia optika [Power optics]. Moscow: Nauka Publ., 2004. 318 p. (in Russian).
4. Higgs C., Barclay H.T., Murphy D.V., Primmerman C.A. Atmospheric compensation and tracking using active illumination. Lincoln Laboratory J., 1998, vol. 11, no. 1, pp. 5-26.
5. Stupl J., Neuneck G. Assessment of long range laser weapon engagements: The case of the airborne laser. Science & Global Security, 2010, vol. 18, no. 1, pp. 1-60.
DOI: 10.1080/08929880903422034
6. Chernykh A.V., Shanin Yu.I. Problems of aero-optics and adaptive optical systems: analytical review. Nauka i obrazovanie MGTU im. N.E. Baumana [Science and Education of the Bauman MSTU], 2017, no. 7, pp. 136-157. DOI: 10.7463/0717.0001257 (in Russian)
7. Adaptive optics engineering handbook / Ed. by R.K. Tyson. N.Y.: Marcel Dekker, 2000. 339 p.
8. Barton D.K., Falcone R., Kleppner D., Lamb F.K., Ming K. Lau, Lynch H.L., Moncton D., Montague D., Mosher D.E., Priedhorsky W., Tigner M., Vaughan D.R. Report of the American Physical Society Study Group on boost-phase intercept systems for National Missile Defense: Scientific and technical issues. Reviews of Modern Physics, 2004, vol. 76, no. 3, pp. S1-S424. DOI: 10.1103/RevModPhys.76.S1
9. Fried D.L. Statistics of a geometric representation of wavefront distorsion. J. of the Optical Soc. of America, 1965, vol. 55, no. 11, pp. 1427-1435. DOI: 10.1364/J0SA.55.001427
10. De Lucca N., Gordeyev S., Jumper E. The airborne aero-optics laboratory, recent data. Proc. of the Soc. of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE), 2012, vol. 8395. 11 p. DOI: 10.1117/12.923074
11. Jumper E.J., Zenk M., Gordeyev S., Cavalieri D., Whiteley M.R. The airborne aero-optics laboratory, AAOL. Proc. of the Soc. of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE), 2012, vol. 8395. 15 p. DOI: 10.1117/12.922734
12. Jumper E.J., Gordeyev S., Cavalieri D., Rollins P., Whiteley M.R., Krizo M.J. Airborne aero-optics laboratory - Transonic (AAOL-T). 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting (Kis-simmee, FLA, USA, January 5-9, 2015): Proc. Wash.: AIAA, 2015. 20 p.
DOI: 10.2514/6.2015-0675
13. Gordeyev S., Jumper E. Fluid dynamics and aero-optics of turrets. Progress in Aerospace Sciences, 2010, vol. 46, no. 8, pp. 388-400. DOI: 10.1016/j.paerosci.2010.06.001
14. Morrida J., Gordeyev S., De Lucca N., Jumper E.J. Aero-optical investigation of transonic flow features and shock dynamics on hemisphere-on-cylinder turrets. 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting (Kissimmee, FLA, USA, January 5-9, 2015): Proc. Wash.: AIAA, 2015. 10 p. DOI: 10.2514/6.2015-0676
15. Barker K.W. Airborne and space-based lasers: an analysis of technological and operational compatibility. Maxwell Air Force Base, Ala.: Center for Strategy and Technology, 1999. 51 p.
16. Orzechowski P.K., Neil Chen, Gibson S., Tsu-Chin Tsao. Optimal jitter rejection in laser beam steering with variable-order adaptive control. 45th IEEE conf. on decision and control (San Diego, CA, USA, December 13-15, 2006): Proc. N.Y.: IEEE, 2006. Pp. 2057-2062. DOI: 10.1109/CDC.2006.377253
17. Shanin O.I. Adaptivnye opticheskie sistemy korrektsii naklonov. Rezonansnaia adaptivnaia optika [Adaptive optical tilt correction systems. Resonant adaptive optics]. Moscow: Tekhnosfera Publ., 2013. 295 p. (in Russian).
18. Hyun-Ju Cho, Myung-Jin Shin, Jae-Cheul Lee. Effects of substrate and deposition method onto the mirror scattering. Applied Optics, 2006. vol. 45, no. 7, pp.1440-1446.
DOI: 1Q.1364/AO.45.001440
19. Avianosets [Aircraft carrier]. Available at: https://ru.wikipedia.org/wiki/aBHaHOceu, accessed 26.02.2019 (in Russian).
