Luftvåbnet (luftvåben) er altid i spidsen for videnskabelige og teknologiske fremskridt. Det er ikke overraskende, at sådanne højteknologiske våben som lasere ikke har omgået denne type væbnede styrker.
Historien om laservåben på hangarskibe begynder i 70'erne af det 20. århundrede. Det amerikanske firma Avco Everett skabte en gasdynamisk laser med en effekt på 30-60 kW, hvis dimensioner gjorde det muligt at placere den ombord på et stort fly. KS-135 tankerflyet blev valgt som sådan. Laseren blev installeret i 1973, hvorefter flyet fik status som et flyvende laboratorium og betegnelsen NKC-135A. Laserinstallationen blev placeret i skroget. En kåbe er installeret i den øverste del af kroppen, som dækkede det roterende tårn med en radiator og et målbetegnelsessystem.
I 1978 blev effekten på den indbyggede laser øget 10 gange, og forsyningen af arbejdsvæsken til laseren og brændstoffet blev også øget for at sikre strålingstiden på 20-30 sekunder. I 1981 blev de første forsøg gjort med at ramme et flyvende ubemandet mål "Rrebee" og et luft-til-luft-missil "Sidewinder" med en laserstråle, som endte forgæves.
Flyet blev moderniseret igen, og i 1983 blev testene gentaget. Under testene blev fem Sidewinder-missiler, der flyver i retning af flyet med en hastighed på 3218 km / t, ødelagt af en laserstråle fra NKC-135A. Under andre tests i samme år ødelagde NKC-135A laser et BQM-34A subsonisk mål, der i lav højde simulerede et angreb på et amerikansk flådeskib.
Omtrent på samme tid som NKC-135A-flyet blev oprettet, udarbejdede Sovjetunionen også et projekt for et laservåbenbærerfly-A-60-komplekset, som er beskrevet i artiklens første del. I øjeblikket er status for arbejdet med dette program ukendt.
I 2002 blev der åbnet et nyt program i USA - ABL (Airborne Laser) til placering af laservåben på fly. Programmets hovedopgave er at oprette en luftkomponent i anti-missilforsvarssystemet (ABM) til at ødelægge fjendtlige ballistiske missiler i den indledende fase af flyvningen, når missilet er mest sårbart. Til dette var det påkrævet at opnå et mål destruktion område i størrelsesordenen 400-500 km.
Et stort Boeing 747-fly blev valgt som luftfartsselskab, der efter ændring modtog navnet prototype Attack Laser model 1-A (YAL-1A). Fire laserinstallationer blev monteret om bord - en scanningslaser, en laser for at sikre præcis målretning, en laser til at analysere atmosfærens effekt på forvrængning af strålebanen og hovedkampenergienergielaser HEL (High Energy Laser).
HEL -laseren består af 6 energimoduler - kemiske lasere med et arbejdsmedium baseret på ilt og metaljod, der genererer stråling med en bølgelængde på 1,3 mikron. Systemet til målretning og fokusering omfatter 127 spejle, linser og lysfiltre. Lasereffekten er cirka en megawatt.
Programmet oplevede adskillige tekniske vanskeligheder med omkostninger, der oversteg alle forventninger og varierede fra syv til tretten milliarder dollars. Under udviklingen af programmet blev der opnået begrænsede resultater, især blev flere træningsballistiske missiler med en flydende drivmotor (LPRE) og fast brændsel ødelagt. Ødelæggelsesområdet var omkring 80-100 km.
Hovedårsagen til lukningen af programmet kan betragtes som brugen af en bevidst lovende kemisk laser. HEL laserammunition er begrænset af forsyninger af kemiske komponenter om bord og udgør 20-40 "skud". Når HEL -laseren fungerer, genereres en enorm mængde varme, som fjernes udefra ved hjælp af en Laval -dyse, som skaber en strøm af opvarmede gasser, der strømmer ud med en hastighed på 5 gange lydhastigheden (1800 m / s). Kombinationen af høje temperaturer og brandeksplosive laserkomponenter kan føre til tragiske konsekvenser.
Det samme vil ske med det russiske A-60-program, hvis det fortsættes med den tidligere udviklede gasdynamiske laser.
ABL -programmet kan dog ikke betragtes som helt ubrugeligt. I løbet af det blev der opnået uvurderlig erfaring med laserstrålingens adfærd i atmosfæren, nye materialer, optiske systemer, kølesystemer og andre elementer blev udviklet, som vil blive efterspurgt i fremtidige lovende projekter af højenergi luftbårne laservåben.
Som allerede nævnt i artiklens første del, er der i øjeblikket en tendens til at opgive kemiske lasere til fordel for solid-state og fiberlasere, for hvilke du ikke behøver at bære en separat ammunition, og strømforsyningen fra laserbærer er tilstrækkelig.
Der er flere luftbårne laserprogrammer i USA. Et af sådanne programmer er programmet til udvikling af laservåbenmoduler til installation på kampfly og ubemandede luftfartøjer - HEL, implementeret efter ordre fra DARPA -agenturet af General Atomics Aeronautical System og Textron Systems.
General Atomics Aeronautica arbejder sammen med Lockheed Martin om at udvikle et flydende laserprojekt. Ved udgangen af 2007 nåede prototypen 15 kW. Textron Systems arbejder på sin egen prototype til en keramisk baseret solid-state laser kaldet ThinZag.
Slutresultatet af programmet bør være et 75-150 kW lasermodul i form af en beholder, hvor lithium-ion-batterier er installeret, et flydende kølesystem, laseremittere samt et strålekonvergens-, styrings- og fastholdelsessystem på målet. Moduler kan integreres for at opnå den nødvendige slutkraft.
Som alle højteknologiske våbenudviklingsprogrammer står HEL-programmet over for implementeringsforsinkelser.
I 2014 begyndte Lockheed Martin sammen med DARPA flyvetest af det lovende Aero-adaptive Aero-optic Beam Control (ABC) laservåben til hangarskibe. Inden for rammerne af dette program testes teknologier til vejledning af højenergielaservåben i området 360 grader på et eksperimentelt laboratoriefly.
I den nærmeste fremtid overvejer det amerikanske luftvåben integration af laservåben på den nyeste F-35 stealth jager og senere på andre kampfly. Lockheed Martin-virksomheden planlægger at udvikle en modulær fiberlaser med en effekt på omkring 100 kW og en konverteringsfaktor for elektrisk energi til optisk energi på over 40%, med efterfølgende installation på F-35. Til dette underskrev Lockheed Martin og US Air Force Research Laboratory en kontrakt til en værdi af 26,3 millioner dollars. I 2021 skal Lockheed Martin give kunden en prototype kamplaser, kaldet SHIELD, der kan monteres på krigere.
Flere muligheder for placering af laservåben på F-35 overvejes. En af dem indebærer at placere lasersystemer på stedet for liftventilatoren i F-35B eller den store brændstoftank, som er placeret samme sted i F-35A og F-35C varianterne. For F-35B vil dette betyde fjernelse af muligheden for lodret start og landing (STOVL-tilstand), for F-35A og F-35C, et tilsvarende fald i flyveområdet.
Det foreslås at bruge drivakslen på F-35B-motoren, som normalt driver hejseventilatoren, til at drive en generator med en kapacitet på mere end 500 kW (i STOVL-tilstand giver drivakslen op til 20 MW akseleffekt til hejseventilatoren). En sådan generator vil optage en del af løfteventilatorens indre volumen, den resterende plads vil blive brugt til at rumme lasergenereringssystemer, optik osv.
Ifølge en anden version vil laservåbnet og generatoren blive konformt placeret inde i kroppen blandt de eksisterende enheder med strålingsudgang gennem en fiberoptisk kanal til forsiden af flyet.
En anden mulighed er muligheden for at placere laservåben i en ophængt beholder, der ligner den, der er oprettet under HEL -programmet, i tilfælde af at der kan oprettes en laser med acceptable egenskaber i de givne dimensioner.
På den ene eller anden måde kan der i løbet af arbejdet implementeres både dem, der er diskuteret ovenfor, og helt forskellige muligheder for at implementere integrationen af laservåben på F-35-flyet.
I USA er der flere køreplaner for udvikling af laservåben. På trods af de tidligere udmeldinger fra det amerikanske luftvåben om at skaffe prototyper inden 2020-2021, kan 2025-2030 betragtes som mere realistiske datoer for lovende laservåben på hangarskibe. På dette tidspunkt kan man forvente udseende af laservåben med en kapacitet på omkring 100 kW i drift med kampfly af kampfly, i 2040 kan effekten øges til 300-500 kW.
Tilstedeværelsen af flere laservåbenprogrammer i det amerikanske luftvåben på samme tid indikerer deres store interesse for denne type våben og reducerer risikoen for luftvåbnet, hvis et eller flere projekter mislykkes.
Hvad er konsekvenserne af fremkomsten af laservåben om bord på taktiske fly? Under hensyntagen til mulighederne i moderne radar- og optiske styresystemer vil dette først og fremmest sikre jagerens selvforsvar mod indkommende fjendtlige missiler. Hvis der er en 100-300 kW laser om bord, kan 2-4 indkommende luft-til-luft eller overflade-til-luft missiler formentlig blive ødelagt. Kombineret med missilvåben af CUDA-typen øges chancerne for et fly udstyret med laservåben for at overleve på slagmarken kraftigt.
Den maksimale skade ved laservåben kan påføres missiler med termisk og optisk vejledning, da deres ydeevne direkte afhænger af den følsomme matrix. Brugen af optiske filtre til en bestemt bølgelængde hjælper ikke, da fjenden sandsynligvis vil bruge lasere af forskellige typer, fra al filtrering ikke kan realiseres. Derudover vil filterets absorption af laserenergi med en effekt på omkring 100 kW sandsynligvis forårsage ødelæggelse.
Missiler med et radarhovedhoved vil blive ramt, men i en kortere rækkevidde. Det vides ikke, hvordan den radiogennemsigtige kåbe vil reagere på laserstråling med høj effekt, den kan være sårbar over for en sådan effekt.
I dette tilfælde er fjendens eneste chance, hvis fly ikke er udstyret med laservåben, at "fylde" modstanderen med så mange luft-til-luft-missiler, at laservåben og CUDA-missiler ikke i fællesskab kan opfange.
Udseendet af kraftfulde lasere på fly vil "nulstille" alle eksisterende bærbare luftforsvars missilsystemer (MANPADS) med termisk vejledning såsom "Igla" eller "Stinger", reducere kapaciteten i luftforsvarssystemer betydeligt med missiler med optisk eller termisk vejledning, og vil kræve en stigning i antallet af missiler i en salve. Mest sandsynligt kan overflade-til-luft-missiler af langdistance luftforsvarssystemer også blive ramt med en laser, dvs. deres forbrug, når de skyder mod et fly udstyret med laservåben, vil også stige.
Anvendelsen af anti-laser beskyttelse på luft-til-luft missiler og overflade-til-luft missiler vil gøre dem tungere og større, hvilket vil påvirke deres rækkevidde og manøvredygtighed. Du bør ikke stole på en spejlbelægning, der vil praktisk talt ikke være nogen mening med det, helt andre løsninger vil være påkrævet.
I tilfælde af en overgang fra luftkamp til kortdistance-manøvrering vil et fly med laservåben om bord have en ubestridelig fordel. På nært hold vil laserstrålevejledningssystemet være i stand til at rette strålen mod fjendens flys sårbare punkter - piloten, optiske og radarstationer, kontroller, våben på en ekstern slynge. I mange henseender negerer dette behovet for supermanøvredygtighed, da uanset hvordan du vender dig, vil du stadig erstatte den ene eller den anden side, og forskydningen af laserstrålen vil have en bevidst højere vinkelhastighed.
At udstyre strategiske bombefly (missilbærende bombefly) med defensive laservåben vil påvirke situationen i luften betydeligt. I gamle dage var en integreret del af et strategisk bombefly en hurtigskydende flykanon i halen på et fly. I fremtiden blev det opgivet til fordel for installation af avancerede elektroniske krigsførelsessystemer. Men selv en snigende eller supersonisk bombefly, hvis den opdages af fjendtlige krigere, vil sandsynligvis blive skudt ned. Den eneste effektive løsning nu er at affyre missilvåben uden for luftforsvarets og fjendtlige flys handlingszone.
Udseendet af laservåben i den defensive bevæbning af en bombefly kan radikalt ændre situationen. Hvis en 100-300 kW laser kan installeres på en jagerfly, kan der installeres 2-4 enheder på et bombefly af sådanne komplekser. Dette vil gøre det muligt at udføre selvforsvar samtidigt fra 4 til 16 fjendtlige missiler, der angriber fra forskellige retninger. Det er nødvendigt at tage højde for, at udviklerne aktivt arbejder på muligheden for fælles brug af laservåben fra flere emittere, et mål ad gangen. Følgelig vil det koordinerede arbejde med laservåben med en samlet effekt på 400 kW - 1, 2 MW tillade bombeflyet at ødelægge angribende krigere fra en afstand på 50-100 km.
Stigningen i lasers effekt og effektivitet inden 2040-2050 kunne genoplive ideen om et tungt fly, der ligner det, der blev udviklet i det sovjetiske A-60-projekt og det amerikanske ABL-program. Som et middel til missilforsvar mod ballistiske missiler er det usandsynligt, at det er effektivt, men det kan tildeles lige så vigtige opgaver.
Når den er installeret om bord, vil en slags "laserbatteri", herunder 5-10 lasere med en effekt på 500 kW-1 MW, være den samlede effekt af laserstråling, som bæreren kan koncentrere sig om målet på, er 5-10 MW. Dette vil effektivt håndtere næsten alle luftmål i en afstand på 200-500 km. Først og fremmest vil AWACS -fly, elektroniske krigsfly, tankning af fly og derefter bemandede og ubemandede taktiske fly blive inkluderet på listen over mål.
Ved separat brug af lasere kan et stort antal mål, såsom krydsningsraketter, luft-til-luft-missiler eller overflade-til-luft-missiler opsnappes.
Hvad kan mætningen af luftmarken med kamplasere føre til, og hvordan vil dette påvirke kampflyets udseende?
Behovet for termisk beskyttelse, beskyttende skodder til sensorer, en stigning i vægten og størrelsesegenskaberne for de anvendte våben kan føre til en stigning i størrelsen på taktisk luftfart, et fald i flyvenes manøvredygtighed og deres våben. Letbemandede kampfly forsvinder som en klasse.
I sidste ende kan du få noget i retning af "flyvende fæstninger" fra Anden Verdenskrig, pakket ind i termisk beskyttelse, bevæbnet med laservåben i stedet for maskingeværer og højhastighedsbeskyttede missiler i stedet for luftbomber.
Der er mange forhindringer for implementeringen af laservåben, men aktive investeringer i denne retning tyder på, at der opnås positive resultater. På en rejse på næsten 50 år, fra det første arbejde med luftfartslaservåben begyndte, og frem til i dag, er de teknologiske kapaciteter steget betydeligt. Nye materialer, drev, strømforsyninger er dukket op, computerkraften er steget med flere størrelsesordener, og den teoretiske base er udvidet.
Det er stadig at håbe, at ikke kun USA og dets allierede vil have lovende laservåben, men at de vil komme i tjeneste med det russiske luftvåben rettidigt.
