Forțele Aeriene (Forțele Aeriene) sunt întotdeauna în fruntea progresului științific și tehnologic. Nu este surprinzător faptul că astfel de arme de înaltă tehnologie precum laserele nu au ocolit acest tip de forțe armate.
Istoria armelor cu laser pe portavioane începe în anii 70 ai secolului XX. Compania americană Avco Everett a creat un laser cu gaz dinamic cu o putere de 30-60 kW, ale cărui dimensiuni au făcut posibilă plasarea acestuia la bordul unui avion mare. Avionul-cisternă KS-135 a fost ales ca atare. Laserul a fost instalat în 1973, după care aeronava a primit statutul de laborator de zbor și denumirea NKC-135A. Instalația laser a fost plasată în fuzelaj. Un carenaj este instalat în partea superioară a corpului, care acoperea turela rotativă cu un radiator și un sistem de desemnare țintă.
Până în 1978, puterea laserului de la bord a crescut de 10 ori, iar alimentarea cu fluid de lucru pentru laser și combustibil a fost, de asemenea, crescută pentru a asigura timpul de radiație de 20-30 de secunde. În 1981, s-au făcut primele încercări de a lovi cu un fascicul laser o țintă fără pilot „Rrebee” și o rachetă aer-aer „Sidewinder”, care s-au încheiat în zadar.
Aeronava a fost modernizată din nou și în 1983 testele s-au repetat. În timpul testelor, cinci rachete Sidewinder care zboară în direcția aeronavei cu o viteză de 3218 km / h au fost distruse de un fascicul laser de la NKC-135A. În timpul altor teste din același an, laserul NKC-135A a distrus o țintă subsonică BQM-34A, care la o altitudine mică a simulat un atac asupra unei nave a marinei SUA.
În același timp în care a fost creată aeronava NKC-135A, URSS a elaborat, de asemenea, un proiect pentru o aeronavă purtătoare de arme cu laser - complexul A-60, care este descris în prima parte a articolului. În prezent, starea lucrărilor la acest program este necunoscută.
În 2002, a fost deschis un nou program în Statele Unite - ABL (Airborne Laser) pentru plasarea armelor laser pe avioane. Sarcina principală a programului este de a crea o componentă aeriană a sistemului de apărare antirachetă (ABM) pentru a distruge rachetele balistice inamice în faza inițială a zborului, când racheta este cea mai vulnerabilă. Pentru aceasta, a fost necesar să se obțină un interval de distrugere a țintei de ordinul 400-500 km.
A fost ales ca transportator un avion Boeing 747 de dimensiuni mari, care, după modificare, a primit denumirea de prototip Attack Laser model 1-A (YAL-1A). Patru instalații laser au fost montate la bord - un laser de scanare, un laser pentru a asigura o direcționare precisă, un laser pentru a analiza efectul atmosferei asupra distorsiunii traiectoriei fasciculului și principalul laser de luptă de mare energie HEL (High Energy Laser).
Laserul HEL este format din 6 module energetice - lasere chimice cu mediu de lucru pe bază de oxigen și iod metalic, generând radiații cu o lungime de undă 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 depășind toate așteptările și a variat 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 rachetă cu propulsor lichid (LPRE) și combustibil solid. Gama de distrugere a fost de aproximativ 80-100 km.
Principalul motiv pentru închiderea programului poate fi considerat utilizarea unui laser chimic deliberat fără promisiuni. Muniția cu laser HEL este limitată de aprovizionarea cu componente chimice la bord și se ridică la 20-40 "fotografii". Când laserul HEL funcționează, se generează o cantitate imensă de căldură, care este îndepărtată spre exterior folosind o duză Laval, care creează un flux de gaze încălzite care curge la o viteză de 5 ori viteza sunetului (1800 m / s). Combinația dintre temperaturile ridicate și componentele laser explozive poate duce la consecințe tragice.
La fel se va întâmpla și cu programul rusesc A-60, dacă se continuă folosind laserul dinamic cu gaz dezvoltat anterior.
Cu toate acestea, programul ABL nu poate fi considerat complet inutil. În cursul acesteia, s-a câștigat o experiență neprețuită cu privire la comportamentul radiațiilor laser în atmosferă, au fost dezvoltate materiale noi, sisteme optice, sisteme de răcire și alte elemente care vor fi solicitate în viitoarele proiecte promițătoare de arme laser cu aer de mare energie.
După cum sa menționat deja în prima parte a articolului, în prezent există tendința de a abandona laserele chimice în favoarea laserelor cu stare solidă și a celor cu fibră, pentru care nu este nevoie să purtați o muniție separată și sursa de alimentare furnizată de purtătorul laser este suficient.
Există mai multe programe cu laser în aer în Statele Unite. Unul dintre aceste programe este programul pentru dezvoltarea modulelor de arme laser pentru instalarea pe avioane de luptă și vehicule aeriene fără pilot - HEL, implementat prin ordinul 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 atins 15 kW. Textron Systems lucrează la propriul său prototip pentru un laser în stare solidă pe bază de ceramică numit ThinZag.
Rezultatul final al programului ar trebui să fie un modul laser de 75-150 kW sub formă de container, în care sunt instalate baterii litiu-ion, un sistem de răcire a lichidului, emițătoare laser, precum și un sistem de convergență, ghidare și reținere a fasciculului pe țintă. Modulele pot fi integrate pentru a obține puterea finală necesară.
La fel ca toate programele de dezvoltare a armelor de înaltă tehnologie, programul HEL se confruntă cu întârzieri în implementare.
În 2014, Lockheed Martin, împreună cu DARPA, au început testele de zbor ale promițătoarei arme laser Aero-adaptive Aero-optic Beam Control (ABC) pentru portavioane. În cadrul acestui program, tehnologiile de ghidare a armelor laser cu energie ridicată în domeniul de 360 de grade sunt testate pe un avion experimental de laborator.
În viitorul apropiat, Forțele Aeriene ale SUA iau în considerare integrarea armelor cu laser pe cel mai recent luptător stealth F-35 și mai târziu pe alte avioane de luptă. Compania Lockheed Martin intenționează să dezvolte un laser cu fibră modulară cu o putere de aproximativ 100 kW și un factor de conversie a energiei electrice în energie optică de peste 40%, cu instalarea ulterioară pe F-35. Pentru aceasta, Lockheed Martin și Laboratorul de Cercetare al Forțelor Aeriene ale SUA au semnat un contract în valoare de 26,3 milioane de dolari. Până în 2021, Lockheed Martin trebuie să ofere clientului un prototip de laser de luptă, supranumit SHIELD, care poate fi montat pe luptători.
Sunt luate în considerare mai multe opțiuni pentru plasarea armelor laser pe F-35. Una dintre ele implică amplasarea sistemelor laser la locația ventilatorului de ridicare din F-35B sau rezervorul mare de combustibil, care se află în aceeași locație în variantele F-35A și F-35C. Pentru F-35B, aceasta va însemna eliminarea posibilității de decolare și aterizare verticale (modul STOVL), pentru F-35A și F-35C, o scădere corespunzătoare a intervalului de zbor.
Se propune utilizarea arborelui de acționare al motorului F-35B, care acționează de obicei ventilatorul de ridicare, pentru a acționa un generator cu o capacitate mai mare de 500 kW (în modul STOVL, arborele de acționare asigură o putere de până la 20 MW la ventilatorul de ridicare). Un astfel de generator va ocupa o parte din volumul intern al ventilatorului de ridicare, spațiul rămas va fi utilizat pentru a găzdui sisteme de generare cu laser, optică etc.
Conform unei alte versiuni, arma laser și generatorul vor fi plasate în mod conform în interiorul corpului printre unitățile existente, cu radiație ieșită printr-un canal de fibră optică către partea din față a aeronavei.
O altă opțiune este posibilitatea de a plasa arme laser într-un container suspendat, similar cu cel creat în cadrul programului HEL, în cazul în care se poate crea un laser cu caracteristici acceptabile în dimensiunile date.
Într-un fel sau altul, pe parcursul lucrării, pot fi implementate atât cele discutate mai sus, cât și opțiunile complet diferite pentru implementarea integrării armelor laser pe avionul F-35.
În Statele Unite, există mai multe foi de parcurs pentru dezvoltarea armelor cu laser. În ciuda declarațiilor făcute anterior de Forțele Aeriene ale SUA cu privire la obținerea prototipurilor până în 2020-2021, 2025-2030 pot fi considerate date mai realiste pentru apariția armelor laser promițătoare pe portavioane. În acest moment, ne putem aștepta la apariția armelor laser cu o capacitate de aproximativ 100 kW în funcțiune cu avioane de luptă de tip luptător, până în 2040, puterea putând 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 armă și reduce riscurile pentru Forțele Aeriene în cazul în care unul sau mai multe proiecte eșuează.
Care sunt consecințele apariției armelor laser la bordul aeronavelor tactice? Luând în considerare capacitățile sistemelor moderne de ghidare radar și optice, aceasta, în primul rând, va asigura autoapărarea luptătorului de rachetele inamice primite. Dacă există un laser de 100-300 kW la bord, se poate distruge probabil 2-4 rachete aer-aer sau sol-aer. Combinate cu arme de rachetă de tip CUDA, șansele ca un avion echipat cu arme laser să supraviețuiască pe câmpul de luptă sunt mult crescute.
Daunele maxime cauzate de armele laser pot fi provocate rachetelor cu ghidare termică și optică, deoarece performanța lor depinde în mod direct de funcționarea matricei sensibile. Utilizarea filtrelor optice, pentru o anumită lungime de undă, nu va ajuta, deoarece inamicul va folosi cel mai probabil lasere de diferite tipuri, din toate filtrările nu se poate realiza. În plus, absorbția energiei laser de către filtru cu o putere de aproximativ 100 kW este susceptibilă să provoace distrugerea acestuia.
Rachetele cu cap radar vor fi lovite, dar la un interval mai scurt. Nu se știe cum va reacționa carenajul radio-transparent la radiațiile laser de mare putere, poate fi vulnerabil la un astfel de efect.
În acest caz, singura șansă a inamicului, a cărui aeronavă nu este echipată cu arme laser, este să „umple” adversarul cu atât de multe rachete aer-aer încât armele laser și antirachete CUDA nu pot intercepta în comun.
Apariția de lasere puternice pe aeronave va „zero” toate sistemele de rachete portabile antiaeriene (MANPADS) existente cu ghidare termică precum „Igla” sau „Stinger”, va reduce semnificativ capacitățile sistemelor de apărare aeriană cu rachete cu ghidare optică sau termică, și va necesita 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 cu un laser, adică va crește și consumul lor atunci când se trage la o aeronavă echipată cu arme laser.
Utilizarea protecției anti-laser pe rachetele aer-aer și rachetele sol-aer le va face mai grele și mai mari, ceea ce le va afecta autonomia și manevrabilitatea. Nu trebuie să vă bazați pe o acoperire cu oglindă, practic nu va avea niciun sens din aceasta, vor fi necesare soluții complet diferite.
În cazul unei tranziții de la lupta aeriană la manevrele la distanță scurtă, un avion cu arme laser la bord va avea un avantaj incontestabil. La distanță apropiată, sistemul de ghidare a fasciculului laser va putea direcționa fasciculul către punctele vulnerabile ale aeronavei inamice - pilotul, stațiile optice și radar, comenzile, armele de pe o curea externă. În multe privințe, acest lucru neagă necesitatea super-manevrabilității, deoarece indiferent de modul în care vă întoarceți, veți înlocui una sau cealaltă parte, iar deplasarea fasciculului laser va avea o viteză unghiulară deliberat mai mare.
Dotarea bombardierelor strategice (bombardiere care transportă rachete) cu arme laser defensive va afecta în mod semnificativ situația din aer. Pe vremuri, o parte integrantă a unui bombardier strategic era un tun de aeronavă cu foc rapid în coada unui avion. În viitor, a fost abandonat în favoarea instalării sistemelor avansate de război electronic. Cu toate acestea, chiar și un bombardier furtiv sau supersonic, dacă este detectat de luptătorii inamici, este probabil să fie doborât. Singura soluție eficientă acum este să lansezi arme antirachetă în afara zonei de acțiune a apărării aeriene și a aeronavelor inamice.
Apariția armelor cu laser în armamentul defensiv al unui bombardier ar putea schimba radical situația. Dacă un laser de 100-300 kW poate fi instalat pe un luptător, atunci 2-4 unități pot fi instalate pe un bombardier de astfel de complexe. Acest lucru va face posibilă efectuarea auto-apărării simultan de la 4 la 16 rachete inamice care atacă din direcții diferite. Este necesar să se ia în considerare faptul că dezvoltatorii lucrează activ la posibilitatea utilizării în comun a armelor cu laser de la mai mulți emițători, câte o țintă la un moment dat. În consecință, munca coordonată a armelor cu laser, cu o putere totală de 400 kW - 1, 2 MW, va permite bombardierului să distrugă luptătorii atacanți de la o distanță de 50-100 km.
Creșterea puterii și eficienței laserelor până în 2040-2050 ar putea reînvia ideea unei aeronave grele, similară cu cea dezvoltată în proiectul sovietic A-60 și în programul american ABL. Ca mijloc de apărare antirachetă împotriva rachetelor balistice, este puțin probabil să fie eficient, dar i se pot atribui sarcini la fel de importante.
Atunci când este instalat la bord un fel de „baterie laser”, incluzând 5-10 lasere cu o putere de 500 kW - 1 MW, puterea totală a radiației laser, pe care transportatorul o poate concentra asupra țintei, va fi de 5-10 MW. Aceasta se va ocupa efectiv de aproape orice țintă aeriană la o distanță de 200-500 km. În primul rând, aeronavele AWACS, avioanele de război electronic, avioanele de realimentare și apoi avioanele tactice cu pilot și fără pilot vor fi incluse în lista țintelor.
În utilizarea separată a laserelor, se poate intercepta un număr mare de ținte precum rachete de croazieră, rachete aer-aer sau rachete sol-aer.
La ce poate duce saturația câmpului de luptă aerian cu laserele de luptă și cum va afecta acest lucru 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 o creștere a dimensiunii aviației tactice, la o scădere a manevrabilității aeronavelor și a armelor acestora. Avioanele de luptă cu echipaj ușor vor dispărea ca o clasă.
În cele din urmă, puteți obține ceva de genul „cetăți zburătoare” din cel de-al doilea război mondial, înfășurat în protecție termică, înarmat 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. Într-o călătorie de aproape 50 de ani, din momentul în care a început prima lucrare cu privire la armele cu laser pentru aviație și până în prezent, capacitățile tehnologice au crescut semnificativ. Au apărut materiale noi, unități, surse de alimentare, 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 lor vor avea arme laser promițătoare, ci că vor intra în serviciu cu Forțele Aeriene Ruse în timp util.
