Luftforsvaret (Air Force) er alltid i forkant av vitenskapelig og teknologisk fremgang. Det er ikke overraskende at slike høyteknologiske våpen som lasere ikke har omgått denne typen væpnede styrker.
Historien om laservåpen på hangarskip begynner på 70 -tallet av XX -tallet. Det amerikanske selskapet Avco Everett laget en gass-dynamisk laser med en effekt på 30-60 kW, hvis dimensjoner gjorde det mulig å plassere den ombord på et stort fly. Tankskipet KS-135 ble valgt som sådan. Laseren ble installert i 1973, hvoretter flyet fikk status som flygende laboratorium og betegnelsen NKC-135A. Laserinstallasjonen ble plassert i flykroppen. En kåpe er installert i den øvre delen av kroppen, som dekket det roterende tårnet med en radiator og et målbetegnelsessystem.
I 1978 ble effekten på den innebygde laseren økt 10 ganger, og tilførselen av arbeidsvæsken til laseren og drivstoffet ble også økt for å sikre strålingstiden på 20-30 sekunder. I 1981 ble de første forsøkene gjort for å treffe et flygende ubemannet mål "Rrebee" og et luft-til-luft-missil "Sidewinder" med en laserstråle, som endte forgjeves.
Flyet ble modernisert igjen, og i 1983 ble testene gjentatt. Under testene ble fem Sidewinder-missiler som flyr i retning av flyet med en hastighet på 3218 km / t ødelagt av en laserstråle fra NKC-135A. Under andre tester samme år ødela NKC-135A laser et BQM-34A subsonisk mål, som i lav høyde simulerte et angrep på et amerikansk marinefartøy.
Omtrent samtidig som NKC-135A-flyet ble opprettet, utarbeidet Sovjetunionen også et prosjekt for et laservåpenbærerfly-A-60-komplekset, som er beskrevet i første del av artikkelen. For øyeblikket er statusen for arbeidet med dette programmet ukjent.
I 2002 ble det åpnet et nytt program i USA - ABL (Airborne Laser) for å plassere laservåpen på fly. Programmets hovedoppgave er å lage en luftkomponent i anti-missilforsvaret (ABM) -systemet for å ødelegge fiendtlige ballistiske missiler i flyets innledende fase, når missilet er mest sårbart. For dette var det nødvendig å skaffe et mål ødeleggelsesområde i størrelsesorden 400-500 km.
Et stort Boeing 747-fly ble valgt som transportør, som etter endring fikk navnet prototypen Attack Laser model 1-A (YAL-1A). Fire laserinstallasjoner ble montert ombord - en skannelaser, en laser for å sikre nøyaktig målretting, en laser for å analysere atmosfærens effekt på forvrengning av strålebanen og hovedkampenergienergielaser HEL (High Energy Laser).
HEL -laseren består av 6 energimoduler - kjemiske lasere med et arbeidsmedium basert på oksygen og metalljod, som genererer stråling med en bølgelengde på 1,3 mikron. Mål- og fokuseringssystemet inkluderer 127 speil, linser og lysfiltre. Laserkraften er omtrent en megawatt.
Programmet opplevde mange tekniske vanskeligheter, med kostnader som overgikk alle forventninger og varierte fra syv til tretten milliarder dollar. Under utviklingen av programmet ble det oppnådd begrensede resultater, spesielt ble flere treningsballistiske missiler med en rakettmotor for flytende drivstoff (LPRE) og fast drivstoff ødelagt. Ødeleggelsesområdet var omtrent 80-100 km.
Hovedårsaken til nedleggelsen av programmet kan betraktes som bruk av en bevisst lovende kjemisk laser. HEL laserammunisjon er begrenset av forsyninger av kjemiske komponenter om bord og utgjør 20-40 "skudd". Når HEL -laseren fungerer, genereres en enorm mengde varme, som fjernes til utsiden ved hjelp av en Laval -dyse, som skaper en strøm av oppvarmede gasser som strømmer ut med en hastighet på 5 ganger lydhastigheten (1800 m / s). Kombinasjonen av høye temperaturer og branneksplosive laserkomponenter kan føre til tragiske konsekvenser.
Det samme vil skje med det russiske A-60-programmet, hvis det fortsetter å bruke den tidligere utviklede gassdynamiske laseren.
ABL -programmet kan imidlertid ikke betraktes som helt ubrukelig. I løpet av det ble det oppnådd uvurderlig erfaring med oppførselen til laserstråling i atmosfæren, nye materialer, optiske systemer, kjølesystemer og andre elementer ble utviklet som vil bli etterspurt i fremtidige lovende prosjekter med høyenergi luftbårne laservåpen.
Som allerede nevnt i den første delen av artikkelen, er det for tiden en tendens til å forlate kjemiske lasere til fordel for solid-state og fiberlasere, som du ikke trenger å bære en separat ammunisjon for, og strømforsyningen levert av laserbærer er tilstrekkelig.
Det er flere luftbårne laserprogrammer i USA. Et av slike programmer er programmet for utvikling av laservåpenmoduler for installasjon på kampfly og ubemannede luftfartøyer - HEL, implementert etter ordre fra DARPA -byrået av General Atomics Aeronautical System og Textron Systems.
General Atomics Aeronautica jobber med Lockheed Martin for å utvikle et flytende laserprosjekt. I slutten av 2007 nådde prototypen 15 kW. Textron Systems jobber med sin egen prototype for en keramisk basert solid-state laser kalt ThinZag.
Sluttresultatet av programmet bør være en 75-150 kW lasermodul i form av en beholder, der litiumionbatterier er installert, et flytende kjølesystem, laseremittere, samt et strålekonvergens-, veilednings- og retensjonssystem på målet. Moduler kan integreres for å oppnå den nødvendige sluttkraften.
Som alle høyteknologiske våpenutviklingsprogrammer, står HEL-programmet overfor implementeringsforsinkelser.
I 2014 begynte Lockheed Martin, sammen med DARPA, flytester av det lovende Aero-adaptive Aero-optic Beam Control (ABC) laservåpenet for hangarskip. Innenfor rammen av dette programmet testes teknologier for veiledning av laser med høyenergivåpen i området 360 grader på et eksperimentelt laboratoriefly.
I nær fremtid vurderer det amerikanske luftvåpenet integrering av laservåpen på den siste F-35 stealth-jagerflyet, og senere på andre kampfly. Lockheed Martin-selskapet planlegger å utvikle en modulær fiberlaser med en effekt på ca 100 kW og en konverteringsfaktor for elektrisk energi til optisk energi på over 40%, med påfølgende installasjon på F-35. For dette signerte Lockheed Martin og US Air Force Research Laboratory en kontrakt til en verdi av 26,3 millioner dollar. I 2021 må Lockheed Martin gi kunden en prototype kamplaser, kalt SHIELD, som kan monteres på jagerfly.
Flere alternativer for plassering av laservåpen på F-35 vurderes. En av dem innebærer å plassere lasersystemer på stedet for heisviften i F-35B eller den store drivstofftanken, som er plassert på samme sted i F-35A og F-35C-variantene. For F-35B vil dette bety fjerning av muligheten for vertikal start og landing (STOVL-modus), for F-35A og F-35C, en tilsvarende reduksjon i flyområdet.
Det foreslås å bruke drivakselen til F-35B-motoren, som vanligvis driver heiseviften, til å drive en generator med en kapasitet på mer enn 500 kW (i STOVL-modus gir drivakselen opptil 20 MW akselkraft til heiseviften). En slik generator vil oppta en del av løfteviftens indre volum, den gjenværende plassen vil bli brukt til å ta imot lasergenereringssystemer, optikk, etc.
I følge en annen versjon, vil laservåpenet og generatoren plasseres konformt inne i kroppen blant de eksisterende enhetene, med strålingsutgang gjennom en fiberoptisk kanal til forsiden av flyet.
Et annet alternativ er muligheten for å plassere laservåpen i en suspendert beholder, lik den som ble opprettet under HEL -programmet, i tilfelle det kan opprettes en laser med akseptable egenskaper i de gitte dimensjonene.
På en eller annen måte i løpet av arbeidet kan både de som er omtalt ovenfor og helt andre alternativer for implementering av integreringen av laservåpen på F-35-flyet implementeres.
I USA er det flere veikart for utvikling av laservåpen. Til tross for de tidligere uttalelsene fra det amerikanske luftvåpenet om å skaffe prototyper innen 2020-2021, kan 2025-2030 betraktes som mer realistiske datoer for lovende laservåpen på hangarskip. På dette tidspunktet kan man forvente utseendet til laservåpen med en kapasitet på omtrent 100 kW i bruk med kampfly av kampfly, innen 2040 kan effekten øke til 300-500 kW.
Tilstedeværelsen av flere laservåpenprogrammer i det amerikanske flyvåpenet på samme tid indikerer deres høye interesse for denne typen våpen, og reduserer risikoen for luftvåpenet hvis ett eller flere prosjekter mislykkes.
Hva er konsekvensene av laservåpen ombord på taktiske fly? Med tanke på egenskapene til moderne radar- og optiske styringssystemer, vil dette først og fremst sikre selvforsvaret til jagerflyet fra innkommende fiendtlige missiler. Hvis det er en 100-300 kW laser om bord, kan 2-4 innkommende luft-til-luft- eller overflate-til-luft-missiler antagelig bli ødelagt. Kombinert med missilvåpen av CUDA-typen øker sjansene for at et fly utstyrt med laservåpen overlever på slagmarken.
Maksimal skade ved laservåpen kan påføres missiler med termisk og optisk veiledning, siden deres ytelse direkte avhenger av den følsomme matrisens funksjon. Bruk av optiske filtre for en bestemt bølgelengde vil ikke hjelpe, siden fienden mest sannsynlig vil bruke lasere av forskjellige typer, fra all filtrering kan ikke realiseres. I tillegg vil absorpsjon av laserenergi av filteret med en effekt på omtrent 100 kW forårsake ødeleggelse.
Missiler med et radarhodet vil bli truffet, men på et kortere område. Det er ikke kjent hvordan den radiotransparente kåpen vil reagere på laserstråling med høy effekt, den kan være sårbar for en slik effekt.
I dette tilfellet er fiendens eneste sjanse, hvis fly ikke er utstyrt med laservåpen, å "fylle opp" motstanderen med så mange luft-til-luft-missiler at laservåpen og CUDA-missiler ikke kan fange opp i fellesskap.
Utseendet til kraftige lasere på fly vil "nullstille" alle eksisterende bærbare luftforsvarsmissilsystemer (MANPADS) med termisk veiledning som "Igla" eller "Stinger", redusere kapasiteten til luftforsvarssystemer med missiler med optisk eller termisk veiledning betydelig, og vil kreve en økning i antall missiler i en salve. Mest sannsynlig kan overflate-til-luft-missiler av langdistanse luftforsvarssystemer også bli truffet med en laser, dvs. forbruket når de skyter mot et fly utstyrt med laservåpen vil også øke.
Bruken av anti-laser-beskyttelse på luft-til-luft-missiler og overflate-til-luft-missiler vil gjøre dem tyngre og større, noe som vil påvirke deres rekkevidde og manøvrerbarhet. Du bør ikke stole på et speilbelegg, det vil praktisk talt ikke være fornuftig av det, det vil kreve helt andre løsninger.
I tilfelle en overgang fra luftkamp til kortdistanse manøvrering, vil et fly med laservåpen om bord ha en ubestridelig fordel. På nært hold vil laserstråleveiledningssystemet kunne rette strålen mot de sårbare punktene til fiendens fly - piloten, optiske og radarstasjoner, kontroller, våpen på en ekstern slynge. På mange måter negerer dette behovet for supermanøvrerbarhet, siden uansett hvordan du snur deg, vil du fortsatt bytte ut den ene eller den andre siden, og forskyvningen av laserstrålen vil ha en bevisst høyere vinkelhastighet.
Å utstyre strategiske bombefly (missilbærende bombefly) med defensive laservåpen vil påvirke situasjonen i luften betydelig. I gamle dager var en integrert del av et strategisk bombefly en hurtigskytende flykanon i halen på et fly. I fremtiden ble det forlatt for å installere avanserte elektroniske krigføringssystemer. Imidlertid vil trolig selv en skjult eller supersonisk bombefly, hvis den blir oppdaget av fiendtlige krigere, bli skutt ned. Den eneste effektive løsningen nå er å skyte missilvåpen utenfor handlingssonen til luftforsvaret og fiendens fly.
Utseendet til laservåpen i den defensive bevæpningen til et bombefly kan radikalt endre situasjonen. Hvis en 100-300 kW laser kan installeres på en jagerfly, kan 2-4 enheter installeres på en bombefly av slike komplekser. Dette vil gjøre det mulig å utføre selvforsvar samtidig fra 4 til 16 fiendtlige missiler som angriper fra forskjellige retninger. Det er nødvendig å ta hensyn til det faktum at utviklerne aktivt jobber med muligheten for felles bruk av laservåpen fra flere avgivere, ett mål om gangen. Følgelig vil det koordinerte arbeidet med laservåpen, med en total effekt på 400 kW - 1, 2 MW, tillate bombeflyet å ødelegge angripende krigere fra en avstand på 50-100 km.
Økningen i kraft og effektivitet til lasere innen 2040-2050 kan gjenopplive ideen om et tungt fly, lignende det som ble utviklet i det sovjetiske A-60-prosjektet og det amerikanske ABL-programmet. Som et middel for missilforsvar mot ballistiske missiler er det lite sannsynlig at det er effektivt, men det kan tildeles like viktige oppgaver.
Når den er installert om bord, vil et slags "laserbatteri", inkludert 5-10 lasere med en effekt på 500 kW-1 MW, være den totale effekten av laserstråling, som bæreren kan konsentrere seg om målet, på 5-10 MW. Dette vil effektivt håndtere nesten alle luftmål i en avstand på 200-500 km. Først og fremst vil AWACS -fly, elektroniske krigsfly, drivstofffly, og deretter bemannede og ubemannede taktiske fly bli inkludert på listen over mål.
Ved separat bruk av lasere kan et stort antall mål som cruisemissiler, luft-til-luft-missiler eller overflate-til-luft-missiler fanges opp.
Hva kan metningen på luftmarken med kamplasere føre til, og hvordan vil dette påvirke kampflyets utseende?
Behovet for termisk beskyttelse, beskyttende skodder for sensorer, en økning i vekt og størrelse på våpnene som brukes, kan føre til en økning i størrelsen på taktisk luftfart, en redusert manøvrerbarhet av fly og deres våpen. Lett bemannede kampfly vil forsvinne som en klasse.
Til slutt kan du få noe som "flygende festninger" fra andre verdenskrig, pakket inn i termisk beskyttelse, bevæpnet med laservåpen i stedet for maskingevær og høyhastighetsbeskyttede missiler i stedet for luftbomber.
Det er mange hindringer for implementering av laservåpen, men aktive investeringer i denne retningen tyder på at positive resultater vil oppnås. På en reise på nesten 50 år, fra det første arbeidet med laservåpen begynte, og frem til i dag, har teknologiske evner økt betydelig. Nye materialer, stasjoner, strømforsyninger har dukket opp, datakraften har økt med flere størrelsesordener, og den teoretiske basen har utvidet seg.
Det gjenstår å håpe at ikke bare USA og dets allierte vil ha lovende laservåpen, men at de vil gå i tjeneste med det russiske luftvåpenet i tide.
