Arme cu laser: perspective în forțele aeriene. Partea 2
Poveste arme cu laser pornite aviaţie media începe în anii 70 ai secolului XX. Compania americană Avco Everett a creat un laser gaz-dinamic cu o putere de 30-60 kW, ale cărui dimensiuni au făcut posibilă plasarea la bordul unei aeronave mari. Ca atare, a fost aleasă aeronava cisternă KS-135. Laserul a fost instalat în 1973, după care aeronava a primit statutul de laborator zburător și denumirea NKC-135A.Unitatea laser este situată în fuzelaj. Un caren a fost instalat în partea superioară a carenei, care a acoperit turela rotativă cu un emițător și un sistem de desemnare a țintei.
Până în 1978, puterea laserului de bord a fost mărită de 10 ori, iar alimentarea cu fluid de lucru pentru laser și combustibil a fost, de asemenea, crescută pentru a asigura un timp de radiație de 20-30 de secunde. În 1981, au fost făcute primele încercări de a lovi o țintă Rrebee zburătoare fără pilot și o rachetă sidewinder aer-aer (in-in) cu un fascicul laser, care s-au încheiat în zadar.
Aeronava a fost din nou modernizată și în 1983 s-au repetat testele. În timpul testării, cinci rachete Sidewinder care zburau în direcția aeronavei cu o viteză de 135 km/h au fost distruse de un fascicul laser de la NKC-3218A. În alte teste din același an, laserul NKC-135A a distrus o țintă subsonică BQM-34A care simula un atac asupra unei nave marinei americane la joasă altitudine.
Aproximativ în momentul creării aeronavei NKC-135A, proiectul unui avion de transport cu arme laser, complexul A-60, a fost elaborat și în URSS, care este descris în prima parte a articolului. Starea acestui program este momentan necunoscută.
În 2002, în SUA a fost deschis un nou program - ABL (Airborne Laser) pentru plasarea armelor laser pe o aeronavă. Obiectivul principal al programului este crearea unei componente aeriene a sistemului de apărare antirachetă (ABM) pentru a distruge rachetele balistice inamice în faza inițială a zborului, când racheta este cea mai vulnerabilă. Pentru a face acest lucru, a fost necesar să se obțină un interval de angajare țintă de ordinul 400-500 km.
A fost aleasă ca transportator un avion mare Boeing 747, care, după modificare, a primit numele - prototipul Attack Laser model 1-A (YAL-1A). La bord au fost montate patru instalații laser - un laser de scanare, un laser pentru a asigura o țintire precisă, un laser pentru a analiza efectul atmosferei asupra distorsiunii traiectoriei fasciculului și principalul laser de luptă de înaltă energie HEL (High Energy Laser).
Laserul HEL este format din 6 module energetice - lasere chimice cu un mediu de lucru pe baza de oxigen si iod metalic, generand radiatii cu o lungime de unda de 1,3 microni. Sistemul de vizare și focalizare include 127 de oglinzi, lentile și filtre de lumină. Puterea laserului este de aproximativ un megawatt.
Programul a întâmpinat numeroase dificultăți tehnice, costurile au depășit toate așteptările și s-au ridicat la între șapte și treisprezece miliarde de dolari. În timpul dezvoltării programului, s-au obținut rezultate limitate, în special, au fost distruse mai multe rachete balistice de antrenament cu un motor de rachetă lichid (LRE) și combustibil solid. Raza de înfrângere a fost de aproximativ 80-100 km.
Motivul principal pentru închiderea programului poate fi considerat utilizarea unui laser chimic nepromițător cu bună știință. Muniția laserului HEL este limitată de stocurile de componente chimice de la bord și este de 20-40 de „împușcături”. La operarea laserului HEL, se generează o cantitate imensă de căldură, care este îndepărtată în exterior cu ajutorul unei duze Laval, care creează un flux de gaze încălzite care curge cu o viteză de 5 ori mai mare decât viteza sunetului (1800). Domnișoară). Combinația dintre temperaturile ridicate și componentele laser inflamabile poate duce la consecințe tragice.
Același lucru se va întâmpla și cu programul rus A-60 dacă va continua să utilizeze laserul cu gaz dinamic dezvoltat anterior.
Cu toate acestea, programul ABL nu poate fi considerat complet inutil. În cursul acesteia, s-a acumulat o experiență neprețuită în comportamentul radiațiilor laser în atmosferă, au fost dezvoltate noi materiale, sisteme optice, sisteme de răcire și alte elemente care vor fi solicitate în viitoarele proiecte promițătoare de laser de înaltă energie lansat cu aer. arme.
După cum sa menționat deja în prima parte a articolului, în prezent există o tendință de a abandona laserele chimice în favoarea laserelor cu stare solidă și cu fibre, pentru care nu este necesară transportarea unei încărcături separate de muniție și sursa de alimentare furnizată de purtătorul laser este suficient.
Există mai multe programe laser aeropurtate în SUA. Unul dintre aceste programe este programul de dezvoltare a modulelor de arme laser pentru instalare pe avioane de luptă și vehicule aeriene fără pilot - HEL, implementat prin ordin al agenției DARPA de către General Atomics Aeronautical System și Textron Systems.
General Atomics Aeronautica lucrează cu Lockheed Martin pentru a dezvolta un proiect cu laser lichid. Până la sfârșitul anului 2007, prototipul a arătat o putere de 15 kW. Textron Systems lucrează la propriul prototip de laser cu stare solidă cu un fluid de lucru ceramic numit ThinZag.
Rezultatul final al programului ar trebui să fie un modul laser cu o putere de 75-150 kW sub forma unui container în care baterii litiu-ion, un sistem de răcire cu lichid, emițători laser, precum și o convergență a fasciculului, ghidare și direcționare. sistemul sunt instalate. Modulele pot fi integrate pentru a obține puterea finală necesară.
Ca toate programele de înaltă tehnologie pentru dezvoltarea de arme fundamental noi, programul HEL se confruntă cu întârzieri de implementare.
În 2014, Lockheed Martin, împreună cu DARPA, a început testele de zbor ale armelor laser avansate Aero-adaptative Aero-optic Beam Control (ABC) pentru portavioane. Ca parte a acestui program, tehnologiile de ghidare a armelor laser de înaltă energie în intervalul de 360 de grade sunt testate pe o aeronavă de laborator experimentală.
Pe termen scurt, Forțele Aeriene ale SUA iau în considerare integrarea armelor laser pe cel mai recent avion de luptă F-35, iar în viitor pe alte avioane de luptă. Lockheed Martin plănuiește să dezvolte un laser modular cu fibră cu o putere de aproximativ 100 kW și un raport de conversie electric-optică de peste 40%, cu instalare ulterioară pe F-35. Pentru aceasta, Lockheed Martin și Laboratorul de Cercetare al Forțelor Aeriene din SUA au semnat un contract în valoare de 26,3 milioane de dolari. Până în 2021, Lockheed Martin trebuie să prezinte clientului un prototip laser de luptă, numit SHIELD, care poate fi montat pe avioane de luptă.
Sunt luate în considerare mai multe opțiuni pentru plasarea armelor laser pe F-35. Una dintre ele presupune amplasarea sistemelor laser la ventilatorul de ridicare al F-35B sau la rezervorul mare de combustibil, care se află în același loc în variantele F-35A și F-35C. Pentru F-35B, aceasta va însemna eliminarea decolării și aterizării verticale (mod STOVL), pentru F-35A și F-35C, o reducere corespunzătoare a razei de zbor.
Este destinat să utilizeze arborele de antrenare al motorului F-35B, care antrenează în mod normal ventilatorul de ridicare, pentru a antrena un generator de peste 500 kW (în modul STOVL, arborele de antrenare furnizează până la 20 MW de putere ventilatorului de ridicare) . Un astfel de generator va ocupa o parte din volumul intern al ventilatorului de ridicare, spațiul rămas va fi folosit pentru a găzdui sisteme de generare laser, optică etc.
Conform unei alte versiuni, arma laser și generatorul vor fi plasate conform în interiorul corpului printre unitățile existente, cu ieșirea de radiație printr-un canal de fibră optică în partea din față a aeronavei.
O altă opțiune este posibilitatea de a plasa arme cu laser într-un container suspendat, similar cu cel creat în cadrul programului HEL, dacă se poate crea un laser cu caracteristici acceptabile în dimensiunile date.
Într-un fel sau altul, în cursul lucrării, pot fi implementate atât opțiunile menționate mai sus, cât și opțiuni complet diferite pentru implementarea integrării armelor laser pe aeronava F-35.
În Statele Unite, există mai multe „fărți de parcurs” pentru dezvoltarea armelor cu laser. În ciuda declarațiilor anterioare ale Forțelor Aeriene ale SUA cu privire la primirea de prototipuri până în 2020-2021, 2025-2030 pot fi considerați termeni mai realiști pentru apariția armelor laser promițătoare pe portavion. Până în acest moment, ne putem aștepta la apariția în serviciu a aeronavelor de luptă de tip „luptător” de arme cu laser cu o putere de aproximativ 100 kW, până în 2040 puterea poate crește la 300-500 kW.
Prezența mai multor programe de arme cu laser în Forțele Aeriene ale SUA în același timp indică interesul lor ridicat pentru acest tip de arme și reduce riscurile pentru Forțele Aeriene în cazul în care unul sau mai multe proiecte eșuează.
Care vor fi consecințele apariției armelor laser la bordul aeronavelor de luptă ale aviației tactice? Ținând cont de capacitățile radarelor moderne și ale mijloacelor optice de ghidare, acest lucru, în primul rând, va face posibilă asigurarea autoapărării luptătorului împotriva rachetelor inamice care vin. Cu un laser de 100-300 kW la bord, 2-4 rachete aer-aer sau sol-aer care ajung, probabil, pot fi distruse. Combinate cu arme de rachetă de tip CUDA, șansele ca o aeronavă echipată cu arme laser să supraviețuiască pe câmpul de luptă vor crește de multe ori.
Daunele maxime pot fi cauzate de armele laser rachetelor cu ghidare termică și optică, deoarece performanța acestora depinde direct de funcționarea matricei sensibile. Utilizarea filtrelor optice pentru o anumită lungime de undă nu va ajuta, deoarece inamicul va folosi cel mai probabil diferite tipuri de lasere, filtrarea din toate nu poate fi implementată. În plus, absorbția energiei laser de către filtrul cu o putere de ordinul a 100 kW este probabil să provoace distrugerea acestuia.
Rachetele cu un cap de orientare radar vor fi lovite, dar la o rază mai mică. Nu se știe cum va reacționa carenul radio transparent la radiația laser puternică, poate fi vulnerabil la astfel de efecte.
În acest caz, singura șansă a inamicului, a cărui aeronavă nu este echipată cu arme laser, este să „covârșească” adversarul cu atâtea rachete aer-aer încât armele laser și antirachetele de tip CUDA nu pot intercepta împreună.
Apariția laserelor puternice pe aeronave va „anuliza” toate sistemele de rachete antiaeriene portabile pentru om (MANPADS) existente cu ghidare termică de tip Igla sau Stinger, va reduce semnificativ capacitățile sistemelor de apărare aeriană cu rachete de ghidare optică sau termică și necesită o creștere a numărului de rachete într-o salvă. Cel mai probabil, rachetele sol-aer ale sistemelor de apărare aeriană cu rază lungă de acțiune pot fi, de asemenea, lovite de un laser, de exemplu. va crește și consumul lor la tragerea într-o aeronavă echipată cu arme laser.
Utilizarea protecției anti-laser pe rachetele aer-aer și pe rachetele sol-aer le va face mai grele și mai mari, ceea ce le va afecta raza de acțiune și manevrabilitatea. Nu ar trebui să vă bazați pe o acoperire cu oglindă, practic nu va avea niciun sens, vor fi necesare soluții complet diferite.
În cazul unei tranziții de la luptă aeriană la manevra apropiată, o aeronavă cu o armă laser la bord va avea un avantaj incontestabil. La distanță apropiată, sistemul de ghidare al fasciculului laser va putea îndrepta fasciculul către punctele vulnerabile ale aeronavei inamice - pilotul, stațiile optice și radar, comenzile, armele pe o praștie externă. În multe feluri, acest lucru elimină nevoia de super-manevrabilitate, deoarece indiferent de modul în care vă întoarceți, veți înlocui în continuare o parte sau cealaltă, iar deplasarea fasciculului laser va avea o viteză unghiulară în mod deliberat mai mare.
Echiparea bombardierelor strategice (portavioane bombardier-rachete) cu arme laser defensive va afecta semnificativ situația din aer. Pe vremuri, o parte integrantă a unui bombardier strategic era un tun de avion cu foc rapid în secțiunea de coadă a aeronavei. Ulterior a fost abandonată în favoarea instalării sistemelor avansate de război electronic. Cu toate acestea, chiar și un bombardier discret sau supersonic, dacă este detectat de luptătorii inamici, va fi doborât cu o mare probabilitate. Singura soluție eficientă acum este lansarea de arme cu rachete în afara zonei de apărare aeriană și de acoperire a aviației inamicului.
Apariția armelor laser în armamentul defensiv al unui bombardier poate schimba radical situația. Dacă un laser de 100-300 kW poate fi instalat pe un luptător, atunci astfel de complexe pot fi instalate pe un bombardier în cantitate de 2-4 unități. Acest lucru va permite autoapărarea în același timp de la 4 până la 16 rachete inamice care atacă din direcții diferite. Este necesar să se țină seama de faptul că dezvoltatorii explorează în mod activ posibilitatea utilizării în comun a armelor laser de la mai mulți emițători pentru o țintă. În consecință, operarea coordonată a armelor laser cu o putere totală de 400 kW - 1,2 MW va permite bombardierului să distrugă luptătorii atacatori de la o distanță de 50-100 km.
O creștere a puterii și eficienței laserelor până în 2040-2050 poate readuce la viață ideea unui avion greu, similar cu cel dezvoltat în proiectul sovietic A-60 și programul american ABL. Ca mijloc de apărare antirachetă împotriva rachetelor balistice, este puțin probabil să fie eficient, dar nu i se pot atribui sarcini mai puțin importante.
Atunci când la bord este instalat un fel de „baterie laser”, inclusiv 5-10 lasere cu o putere de 500 kW - 1 MW, puterea totală de radiație laser pe care purtătorul o poate concentra asupra țintei va fi de 5-10 MW. Acest lucru se va ocupa în mod eficient de aproape orice ținte aeriene la o distanță de 200-500 km. În primul rând, lista de ținte va include AWACS, EW, avioane cisternă și apoi avioane tactice cu și fără pilot.
În modul laser separat, un număr mare de ținte, cum ar fi rachete de croazieră, rachete aer-aer sau rachete sol-aer pot fi interceptate.
La ce poate duce saturația câmpului de luptă aerian cu lasere de luptă și cum va afecta acest aspect aspectul aviației de luptă?
Nevoia de protecție termică, obloane de protecție pentru senzori, o creștere a caracteristicilor de greutate și dimensiune a armelor utilizate, poate duce la creșterea dimensiunii aviației tactice, o scădere a manevrabilității aeronavelor și a armelor acestora. Avioanele de luptă cu echipaj ușoare vor dispărea ca clasă.
Rezultatul final ar putea fi ceva de genul „cetăților zburătoare” ale celui de-al Doilea Război Mondial, învelite în protecție termică, înarmate cu arme laser în loc de mitraliere și rachete protejate de mare viteză în loc de bombe aeriene.
Există multe obstacole în calea implementării armelor cu laser, dar investițiile active în această direcție sugerează că se vor obține rezultate pozitive. Pe calea a aproape 50 de ani, din momentul în care au început primele lucrări asupra armelor laser de aviație, până în prezent, capacitățile tehnologice au crescut semnificativ. Au apărut noi materiale, drive-uri, surse de energie, puterea de calcul a crescut cu câteva ordine de mărime, iar baza teoretică s-a extins.
Rămâne de sperat că nu numai Statele Unite și aliații săi vor avea arme laser promițătoare, ci vor intra și în serviciul Forțelor Aeriene ale Federației Ruse în timp util.
- Andrei Mitrofanov
- f-16.net, quora.com, airwar.ru, defense.ru, topwar.ru, army-technology.com
- Arme cu laser: tehnologii, istorie, stat, perspective. Partea 1
informații