Лазерное оружие: перспективы в военно-воздушных силах. Часть 2

Военно-воздушные силы (ВВС) всегда находятся на острие научно-технического прогресса. Неудивительно, что такое высокотехнологичное оружие, как лазеры, не обошло стороной этот вид вооружённых сил.




История лазерного оружия на авиационных носителях начинается с 70-х годов XX века. Американской компанией Avco Everett был создан газодинамический лазер мощностью 30-60 кВт, габариты которого позволяли разместить его на борту крупного самолёта. В качестве такового был выбран самолёт-заправщик КС-135. Лазер был установлен в 1973 году, после чего самолёт получил статус летающей лаборатории и обозначение NKC-135A Лазерная установка размещена в фюзеляже. В верхней части корпуса установлен обтекатель, закрывавший вращающуюся башню с излучателем и системой целеуказания.

К 1978 г. мощность бортового лазера увеличили в 10 раз, также увеличили запас рабочего тела для лазера и топлива для того, чтобы обеспечить время излучения 20-30 секунд. В 1981 г. были предприняты первые попытки поразить лазерным лучом летящую беспилотную мишень «Rrebee» и ракету «Sidewinder» класса воздух-воздух (в-в), окончившиеся безрезультатно.

Самолет еще раз модернизировали и в 1983 г. повторили испытания. В ходе испытаний лучом лазера с борта NKC-135A были уничтожены пять ракет «Sidewinder», летевших в направлении самолета со скоростью 3218 км/ч. В ходе других испытаний в этом же году NKC-135A разрушил лазером дозвуковую мишень BQM-34A, которая на малой высоте имитировала атаку на корабль ВМС США.


Самолёт Boeing NKC-135A и поражённые цели – ракета в-в AIM-9 "Sidewinder" и беспилотная мишень BQM-34A


Примерно в то же время, в которое создавался самолёт NKC-135A, в СССР также прорабатывался проект самолёта носителя лазерного оружия — комплекс А-60, о нём рассказано в первой части статьи. В настоящий момент статус работ по данной программе неизвестен.

В 2002 году в США была открыта новая программа – ABL (Airborne Laser) по размещению лазерного оружия на самолёте. Основная задача программы – создание воздушного компонента системы противоракетной обороны (ПРО), для поражения баллистических ракет противника на начальной фазе полёта, когда ракета наиболее уязвима. Для этого требовалось получить дальность поражения цели порядка 400-500 км.

В качестве носителя был выбран крупный самолёт Boeing 747, который после модификации получил наименование – prototype Attack Laser model 1-A (YAL-1A). На борту было смонтировано четыре лазерных установки – сканирующий лазер, лазер для обеспечения точного наведения на цель, лазер для анализа влияния атмосферы на искажение траектории луча и основной боевой высокоэнергетический лазер HEL (High Energy Laser).

Лазер HEL состоит из 6 энергетических модулей – химических лазеров с рабочим телом на основе кислорода и металлического йода, генерирующих излучение с длинной волны 1,3 мкм. Система наведения и фокусировки включает в себя 127 зеркал, линз и светофильтров. Мощность лазера около одного мегаватта.

Программа испытывала многочисленные технические сложности, расходы превзошли все ожидания и составили от семи до тринадцати миллиардов долларов. В ходе разработки программы получены ограниченные результаты, в частности уничтожено несколько учебных баллистических ракет с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД) и на твёрдом топливе. Дальность поражения составила порядка 80-100 км.

Основной причиной закрытия программы можно считать применение заведомо бесперспективного химического лазера. Боезапас лазера HEL ограничен запасами химических компонент на борту и составляет 20-40 «выстрелов». При работе лазера HEL выделяется огромное количество тепла, которое выводится наружу с помощью сопла Лаваля, создающего поток нагретых газов, истекающего со скоростью в 5 раз больше скорости звука (1800 м/с). Сочетание высоких температур и пожаро-взрывоопасных компонент лазера может привести к трагическим последствиям.

То-же самое произойдёт с российской программой А-60, в случае, если она будет продолжена с использованием ранее разрабатывающегося газодинамического лазера.



Boeing YAL-1


Тем не менее, программу ABL нельзя считать полностью бесполезной. В ходе неё получен бесценный опыт по поведению лазерного излучения в атмосфере, разработаны новые материалы, оптические системы, системы охлаждения и другие элементы, которые будут востребованы в будущих перспективных проектах высокоэнергетического лазерного оружия воздушного базирования.

Как уже говорилось в первой части статьи, в настоящее время существует тенденция отказа от химических лазеров, в пользу твердотельных и волоконных лазеров, для которых не надо возить отдельный боекомплект, и достаточно электропитания, обеспечиваемого носителем лазера.

В США существует несколько программ лазеров воздушного базирования. Одна из таких программ – это программа разработки модулей лазерного оружия для установки на боевые самолёты и беспилотные летательные аппараты – HEL, реализуемая по заказу агентства DARPA компаниями General Atomics Aeronautical System и Textron Systems.

Компания General Atomics Aeronautica совместно с компанией Lockheed Martin разрабатывает проект жидкостного лазера. К концу 2007 года прототип показал мощность 15 кВт. Компания Textron Systems работает над собственным прототипом твердотельного лазера с керамическим рабочим телом под названием ThinZag.

Конечный результат программы должен представлять собой лазерный модуль мощностью 75-150 кВт в виде контейнера, в который устанавливаются литий-ионные батареи, система жидкостного охлаждения, лазерные излучатели, а также система сведения лучей, наведения и удержания на цели. Модули могут интегрироваться для получения необходимой конечной мощности.

Как и все высокотехнологичные программы по разработке принципиально нового вооружения, программа HEL сталкивается с задержками реализации.

Лазерное оружие: перспективы в военно-воздушных силах. Часть 2

Лазерный модуль HEL


В 2014 году компания Lockheed Martin совместно с DARPA начали лётные испытания перспективного лазерного оружия Aero-adaptive Aero-optic Beam Control (ABC) для авиационных носителей. В рамках этой программы производится отработка технологий наведения высокоэнергетического лазерного оружия в диапазоне 360 градусов на экспериментальном самолёте-лаборатории.


Испытательная платформа лазера ABC


В ближайшей перспективе в ВВС США рассматривается интеграция лазерного оружия на новейший истребитель-невидимку F-35, а в дальнейшем и на другие боевые самолёты. Компания "Локхид Мартин" планирует разработку модульного волоконного лазера мощностью порядка 100 кВт и коэффициентом преобразования электрической энергии в оптическую свыше 40%, с последующей установкой на F-35. Для этого Lockheed Martin и «Исследовательская лаборатория ВВС США» заключили контракт на сумму 26,3 млн долларов. К 2021 году Lockheed Martin должна представить заказчику прототип боевого лазера, получившего название SHIELD, который можно будет монтировать на истребителях.

Рассматривается несколько вариантов размещения лазерного оружия на F-35. Один из них предполагает размещение лазерных систем в месте установки подъемного вентилятора в F-35B или большого топливного бака, который расположен в том же месте в вариантах F-35A и F-35C. Для F-35B это будет означать удаление возможности вертикального взлёта и посадки (режим STOVL), для F-35A и F-35C соответствующее снижение дальности полёта.

Предполагается использовать приводной вал двигателя F-35B, который обычно приводит в действие подъемный вентилятор, для привода генератора мощностью свыше 500 кВт (в режиме STOVL приводной вал выдает до 20 МВт мощности вала на подъемник-вентилятор). Такой генератор будет занимать часть внутреннего объема подъемного вентилятора, оставшееся пространство будет использовано для размещения систем генерации лазера, оптики и т.д.


Установка лазерного оружия на F-35B в место установки подъёмного вентилятора


По другой версии лазерное оружие и генератор будут конформно размещены внутри корпуса среди существующих агрегатов, с выводом излучения по волоконно-оптическому каналу в переднюю часть самолёта.

Ещё одним вариантом является возможность размещения лазерного оружия в подвесном контейнере, аналогичном создающемуся в рамках программы HEL, в случае, если лазер приемлемых характеристик удастся создать в заданных габаритах.


Многоцелевой подфюзеляжный контейнер самолета F-35


Так или иначе, в ходе проведения работ могут быть реализованы как рассмотренные выше, так и абсолютно иные варианты реализации интеграции лазерного вооружения на самолёт F-35.

В США существует несколько «дорожных карт» по развитию лазерного оружия. Несмотря на ранее сделанные заявления ВВС США о получении прототипов к 2020-2021 году, более реальными сроками появления перспективного лазерного оружия на авиационных носителях можно считать 2025-2030 годы. К этому времени можно ожидать появление на вооружении боевых самолётов типа «истребитель» лазерного оружия мощностью порядка 100 кВт, к 2040 году мощность может возрасти до 300-500 кВт.


Дорожная карта ВВС США по развитию лазерного оружия


Наличие одновременно нескольких программ лазерного оружия в ВВС США указывает на их высокую заинтересованность в этом типе вооружений, и снижает риски для ВВС при неудаче одного или нескольких проектов.

К каким последствиям приведёт появление на борту боевых самолётов тактической авиации лазерного оружия? С учётом возможностей современных радиолокационных и оптических средств наведения это, в первую очередь, позволит обеспечить самооборону истребителя от подлетающих ракет противника. При наличии на борту лазера мощностью 100-300 кВт, предположительно могут быть уничтожены 2-4 подлетающие ракеты воздух-воздух или земля-воздух. В сочетании с ракетным вооружением типа CUDA, шансы самолёта, оснащённого лазерным оружием, выжить на поле боя, многократно повысятся.

Максимальный ущерб лазерным оружием может быть нанесён ракетам с тепловым м оптическим наведением, поскольку их работоспособность напрямую зависит от функционирования чувствительной матрицы. Применение оптических фильтров, на определённую длину волны, не поможет, так как противником наверняка будут применяться лазеры разных типов, от всех фильтрацию не реализовать. Кроме того, поглощение фильтром энергии лазера мощностью порядка 100 кВт скорее всего вызовет его разрушение.

Ракеты с радиолокационной головкой самонаведения будут поражаться, но на меньшей дальности. Неизвестно, как отреагирует радиопрозрачный обтекатель на мощное лазерное излучение, возможно он окажется уязвим к такому воздействию.

В этом случае, единственный шанс противника, чей самолёт не оснащён лазерным вооружением, «завалить» оппонента таким количеством ракет воздух-воздух, какое не смогут совместно перехватить лазерное оружие и противоракеты типа CUDA.

Появления мощных лазеров на самолётах «обнулит» все существующие переносные зенитно-ракетные комплексы (ПЗРК) с тепловым наведением типа «Игла» или «Стингер», существенно уменьшит возможности ЗРК с ракетами с оптическим или тепловым наведением, потребует увеличения количества ракет в залпе. Скорее всего лазером могут быть поражены и ракеты земля-воздух ЗРК дальнего радиуса действия, т.е. их расход при стрельбе по самолёту, оснащённому лазерным оружием, также возрастёт.

Применение противолазерной защиты на ракетах воздух-воздух и ракетах земля-воздух сделает их тяжелее и габаритнее, что скажется на их дальности и маневренных характеристиках. Не стоит уповать на зеркальное покрытие, от него не будет практически никакого толка, потребуются совершенно иные решения.

В случае перехода воздушного боя в ближний маневренный, самолёт с лазерным оружием на борту будет иметь неоспоримое преимущество. На близком расстоянии система наведения лазерного луча сможет прицельно наводить луч на уязвимые точки самолёта противника – пилота, оптическую и радиолокационную станции, элементы управления, вооружение на внешней подвеске. Во многом это нивелирует необходимость сверхманевренности, поскольку как не вертись, всё равно подставишь то одну, то другую сторону, а смещение лазерного луча будет обладать заведомо большей угловой скоростью.

Значительно повлияет на ситуацию в воздухе оснащение стратегических бомбардировщиков (бомбардировщиков-ракетоносцев) оборонительным лазерным оружием. В прежние времена неотъемлемой частью стратегического бомбардировщика являлась скорострельная авиационная пушка в хвостовой части самолёта. В дальнейшем от неё отказались в пользу установки продвинутых систем радиоэлектронной борьбы. Однако, даже малозаметный или сверхзвуковой бомбардировщик, в случае обнаружения истребителями противника, с высокой вероятностью будет сбит. Единственным эффективным решением сейчас является запуск ракетного оружия за пределами зоны действия ПВО и авиации противника.

Появление в составе оборонительного вооружения бомбардировщика лазерного оружия может в корне изменить ситуацию. Если на истребителе может быть установлен один лазер 100-300 кВт, то на бомбардировщик таких комплексов можно установить в количестве 2-4 единицы. Это позволит осуществлять самооборону одновременно от 4 до 16 ракет противника, атакующих с разных направлений. Необходимо учитывать тот факт, что разработчиками активно прорабатывается возможность совместного применения лазерного оружия с нескольких излучателей, по одной цели. Соответственно, скоординированная работа лазерного оружия, суммарной мощностью 400 кВт – 1,2 МВт, позволит бомбардировщику уничтожать атакующие истребители с расстояния 50-100 км.


Существующие и перспективные бомбардировщики – потенциальные носители лазерного оружия


Рост мощности и эффективности лазеров к 2040-2050 годам может вернуть к жизни идею тяжёлого самолёта, по типу прорабатываемого в советском проекте А-60 и американской программе ABL. В качестве средства противоракетной обороны от баллистических ракет он вряд ли будет эффективен, но на него могут быть возложены не менее важные задачи.

При установке на борту своего рода «лазерной батареи», включающей 5-10 лазеров мощностью по 500 кВт – 1 МВт, совокупная мощность лазерного излучения, которую носитель может сконцентрировать на цели, составит 5-10 МВт. Это позволит эффективно бороться с практически любыми воздушными целями на расстоянии 200-500 км. В первую очередь в перечень целей попадут самолёты ДРЛО, РЭБ, самолёты заправщики, а затем пилотируемые и беспилотные самолёты тактической авиации.

В режиме раздельного использования лазеров, может быть перехвачено большое количество таких целей, как крылатые ракеты, ракеты воздух-воздух или ракеты земля-воздух.

К чему может привести насыщение воздушного поля боя боевыми лазерами, и как это повлияет на облик боевой авиации?

Необходимость наличия теплозащиты, защитных шторок для сенсоров, увеличение массогабаритных характеристик применяемого вооружения, может привести к увеличению размеров тактической авиации, снижению маневренных характеристик самолётов и их вооружения. Лёгкие пилотируемый боевые самолёты исчезнут как класс.

В конечном итоге может получиться что-то вроде «летающих крепостей» Второй мировой войны, укутанных теплозащитой, вооружённых лазерным оружием вместо пулемётов и высокоскоростными защищёнными ракетами вместо авиабомб.



На пути реализации лазерного оружия существует множество препятствий, но активные вложения в этом направлении позволяют предполагать, что положительные результаты будут достигнуты. На пути длиной почти 50 лет, с момента начала первых работ по авиационному лазерному оружию, и до наших дней, технологические возможности существенно возросли. Появились новые материалы, приводы, источники питания, на несколько порядков возросли вычислительные мощности, расширилась теоретическая база.

Остаётся надеется, что перспективное лазерное оружие будет не только у США и их союзников, но и своевременно поступит на вооружение ВВС Российской Федерации.
Автор:
Андрей Митрофанов
Использованы фотографии:
f-16.net, quora.com, airwar.ru, defence.ru, topwar.ru, army-technology.com
Статьи из этой серии:
Лазерное оружие: технологии, история, состояние, перспективы. Часть 1
Ctrl Enter

Заметили ошЫбку Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

131 комментарий
Информация
Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо зарегистрироваться.
Уже зарегистрированы? Войти