Broń laserowa: perspektywy w siłach powietrznych. Część 2
Siły Powietrzne (Siły Powietrzne) są zawsze w czołówce postępu naukowego i technologicznego. Nic dziwnego, że zaawansowana technologia broń, podobnie jak lasery, tego typu siły zbrojne nie omijały.
Historia broń laserowa włączona lotnictwo media rozpoczynają się w latach 70. XX wieku. Amerykańska firma Avco Everett stworzyła laser gazowo-dynamiczny o mocy 30-60 kW, którego wymiary umożliwiły umieszczenie go na pokładzie dużego samolotu. Jako taki wybrano tankowiec KS-135. Laser został zainstalowany w 1973 roku, po czym samolot otrzymał status laboratorium latającego i oznaczenie NKC-135 A. Zespół laserowy znajduje się w kadłubie. W górnej części kadłuba zainstalowano owiewkę, która osłaniała obracającą się wieżę z emiterem i systemem oznaczania celów.
Do 1978 roku moc lasera pokładowego została zwiększona 10 razy, a także zwiększono dopływ płynu roboczego do lasera i paliwa, aby zapewnić czas promieniowania wynoszący 20-30 sekund. W 1981 roku podjęto pierwsze próby trafienia wiązką laserową latającego bezzałogowego celu Rrebee i pocisku bocznego typu powietrze-powietrze (in-in), które zakończyły się bezskutecznie.
Samolot został ponownie zmodernizowany iw 1983 roku powtórzono testy. Podczas testów pięć pocisków Sidewinder lecących w kierunku samolotu z prędkością 135 km/h zostało zniszczonych przez wiązkę laserową z NKC-3218A. W innych testach w tym samym roku laser NKC-135A zniszczył poddźwiękowy cel BQM-34A, który symulował atak na okręt US Navy na małej wysokości.
Mniej więcej w tym samym czasie, gdy powstawał samolot NKC-135A, w ZSRR opracowywano również projekt samolotu nośnika broni laserowej, kompleksu A-60, co opisano w pierwszej części artykułu. Status tego programu jest obecnie nieznany.
W 2002 roku w USA otwarto nowy program - ABL (Airborne Laser) do umieszczania broni laserowej na samolocie. Głównym celem programu jest stworzenie powietrznego komponentu systemu obrony przeciwrakietowej (ABM) do niszczenia rakiet balistycznych przeciwnika w początkowej fazie lotu, kiedy pocisk jest najbardziej wrażliwy. Aby to zrobić, konieczne było uzyskanie zasięgu działania celu rzędu 400-500 km.
Na lotniskowiec wybrano duży samolot Boeing 747, który po modyfikacji otrzymał nazwę - prototyp Attack Laser model 1-A (YAL-1A). Na pokładzie zamontowano cztery instalacje laserowe - laser skanujący, laser zapewniający dokładne celowanie, laser do analizy wpływu atmosfery na zniekształcenie ścieżki wiązki oraz główny bojowy laser wysokoenergetyczny HEL (High Energy Laser).
Laser HEL składa się z 6 modułów energetycznych - laserów chemicznych z czynnikiem roboczym opartym na tlenie i jodze metalicznym, generujących promieniowanie o długości fali 1,3 mikrona. System celowania i ustawiania ostrości składa się ze 127 luster, soczewek i filtrów świetlnych. Moc lasera wynosi około jednego megawata.
Program napotkał wiele trudności technicznych, koszty przekroczyły wszelkie oczekiwania i wyniosły od siedmiu do trzynastu miliardów dolarów. Podczas opracowywania programu osiągnięto ograniczone wyniki, w szczególności zniszczono kilka treningowych pocisków balistycznych z silnikiem rakietowym na ciecz (LRE) i paliwem stałym. Zasięg porażki wynosił około 80-100 km.
Za główny powód zamknięcia programu można uznać użycie świadomie mało obiecującego lasera chemicznego. Amunicja lasera HEL jest ograniczona zapasami składników chemicznych na pokładzie i wynosi 20-40 „strzałów”. Podczas pracy lasera HEL wytwarzana jest ogromna ilość ciepła, które odprowadzane jest na zewnątrz za pomocą dyszy Lavala, która wytwarza strumień podgrzanych gazów wypływający z prędkością 5 razy większą od prędkości dźwięku (1800 SM). Połączenie wysokich temperatur i palnych elementów lasera może prowadzić do tragicznych konsekwencji.
To samo stanie się z rosyjskim programem A-60, jeśli będzie on kontynuowany z wykorzystaniem opracowanego wcześniej lasera dynamicznego gazu.
Jednak programu ABL nie można uznać za całkowicie bezużyteczny. W jego trakcie zdobyto bezcenne doświadczenie w zachowaniu się promieniowania laserowego w atmosferze, opracowano nowe materiały, układy optyczne, układy chłodzenia i inne elementy, które będą potrzebne w przyszłych obiecujących projektach wysokoenergetycznego lasera odpalanego w powietrzu. bronie.
Jak już wspomniano w pierwszej części artykułu, obecnie istnieje tendencja do odchodzenia od laserów chemicznych na rzecz laserów półprzewodnikowych i światłowodowych, dla których nie jest konieczne noszenie oddzielnego ładunku amunicji, a zasilanie zapewniane przez nośnik laserowy jest wystarczający.
W Stanach Zjednoczonych istnieje kilka programów dotyczących laserów powietrznych. Jednym z takich programów jest program opracowania modułów broni laserowej do instalacji na samolotach bojowych i bezzałogowych statkach powietrznych - HEL, realizowany na zlecenie agencji DARPA przez General Atomics Aeronautical System i Textron Systems.
General Atomics Aeronautica współpracuje z Lockheed Martin nad projektem ciekłego lasera. Pod koniec 2007 roku prototyp wykazał moc 15 kW. Textron Systems pracuje nad własnym prototypem lasera na ciele stałym z ceramicznym płynem roboczym o nazwie ThinZag.
Efektem końcowym programu powinien być moduł laserowy o mocy 75-150 kW w postaci pojemnika, w którym znajdują się baterie litowo-jonowe, układ chłodzenia cieczą, emitery laserowe, a także zbieżność wiązki, naprowadzanie i celowanie są zainstalowane. Moduły można integrować w celu uzyskania wymaganej mocy końcowej.
Podobnie jak wszystkie zaawansowane technologicznie programy rozwoju całkowicie nowej broni, program HEL boryka się z opóźnieniami w realizacji.
W 2014 roku Lockheed Martin wraz z DARPA rozpoczął testy w locie zaawansowanej broni laserowej Aero-adaptacyjnej kontroli wiązki optycznej (ABC) dla lotniskowców. W ramach tego programu na eksperymentalnym samolocie laboratoryjnym testowane są technologie naprowadzania wysokoenergetycznej broni laserowej w zakresie 360 stopni.
W najbliższym czasie Siły Powietrzne USA rozważają integrację broni laserowej z najnowszym myśliwcem stealth F-35, a w przyszłości z innymi samolotami bojowymi. Lockheed Martin planuje opracować modułowy laser światłowodowy o mocy około 100 kW i współczynniku konwersji elektryczno-optycznej ponad 40%, a następnie zainstalować go na F-35. W tym celu Lockheed Martin i Amerykańskie Laboratorium Badawcze Sił Powietrznych podpisały kontrakt o wartości 26,3 miliona dolarów. Do 2021 roku Lockheed Martin musi zaprezentować klientowi prototyp lasera bojowego o nazwie SHIELD, który można zamontować na myśliwcach.
Rozważa się kilka opcji umieszczenia broni laserowej na F-35. Jednym z nich jest umieszczenie systemów laserowych na wentylatorze podnośnika F-35B lub dużym zbiorniku paliwa, który znajduje się w tym samym miejscu w wariantach F-35A i F-35C. Dla F-35B będzie to oznaczać usunięcie pionowego startu i lądowania (tryb STOVL), dla F-35A i F-35C odpowiednie zmniejszenie zasięgu lotu.
Przeznaczone jest do wykorzystania wału napędowego silnika F-35B, który normalnie napędza wentylator dźwigu, do napędu generatora o mocy powyżej 500 kW (w trybie STOVL wał napędowy dostarcza do wentylatora dźwigu do 20 MW mocy na wale) . Taki generator zajmie część wewnętrznej objętości wentylatora podnoszącego, pozostała przestrzeń zostanie wykorzystana na umieszczenie systemów generowania lasera, optyki itp.
Według innej wersji broń laserowa i generator zostaną umieszczone konformalnie wewnątrz korpusu wśród istniejących jednostek, z wyjściem promieniowania kanałem światłowodowym na przód samolotu.
Inną opcją jest możliwość umieszczenia broni laserowej w wiszącym pojemniku, podobnym do tego stworzonego w programie HEL, jeśli można stworzyć laser o akceptowalnych parametrach w podanych wymiarach.
Tak czy inaczej, w trakcie prac można wdrożyć zarówno wyżej wymienione, jak i zupełnie inne opcje wdrożenia integracji broni laserowej na samolocie F-35.
W Stanach Zjednoczonych istnieje kilka „map drogowych” rozwoju broni laserowej. Pomimo wcześniejszych oświadczeń Sił Powietrznych USA o otrzymaniu prototypów do 2020-2021, lata 2025-2030 można uznać za bardziej realistyczne warunki pojawienia się obiecującej broni laserowej na lotniskowcach. Do tego czasu możemy spodziewać się pojawienia się na uzbrojeniu samolotów bojowych typu „myśliwiec” z bronią laserową o mocy około 100 kW, do 2040 moc może wzrosnąć do 300-500 kW.
Obecność kilku programów broni laserowej w Siłach Powietrznych USA jednocześnie wskazuje na ich duże zainteresowanie tym rodzajem broni i zmniejsza ryzyko dla Sił Powietrznych w przypadku niepowodzenia jednego lub więcej projektów.
Jakie będą konsekwencje pojawienia się broni laserowej na pokładach samolotów bojowych lotnictwa taktycznego? Biorąc pod uwagę możliwości nowoczesnych środków naprowadzania radarowego i optycznego, pozwoli to przede wszystkim na zapewnienie samoobrony myśliwca przed nadlatującymi pociskami wroga. Mając na pokładzie laser o mocy 100-300 kW, można przypuszczalnie zniszczyć 2-4 nadlatujących pocisków powietrze-powietrze lub ziemia-powietrze. W połączeniu z bronią rakietową typu CUDA szanse na przetrwanie na polu bitwy samolotu wyposażonego w broń laserową będą wielokrotnie wzrastać.
Broń laserowa może wyrządzić maksymalne szkody pociskom z naprowadzaniem termicznym i optycznym, ponieważ ich wydajność zależy bezpośrednio od działania czułej matrycy. Użycie filtrów optycznych dla określonej długości fali nie pomoże, ponieważ wróg najprawdopodobniej użyje różnych rodzajów laserów, nie można zastosować filtrowania ze wszystkich. Dodatkowo pochłanianie energii lasera przez filtr o mocy rzędu 100 kW może spowodować jego zniszczenie.
Pociski z głowicą naprowadzającą radar zostaną trafione, ale z mniejszej odległości. Nie wiadomo, w jaki sposób owiewka przezroczysta radiowo zareaguje na silne promieniowanie laserowe, może być podatna na takie efekty.
W tym przypadku jedyną szansą wroga, którego samolot nie jest wyposażony w broń laserową, jest „zmiażdżenie” przeciwnika tyloma pociskami powietrze-powietrze, że broń laserowa i przeciwrakiety typu CUDA nie mogą wspólnie przechwycić.
Pojawienie się potężnych laserów na samolotach „unieważni” wszystkie istniejące przenośne przeciwlotnicze systemy rakietowe (MANPADS) z naprowadzaniem termicznym typu Igla lub Stinger, znacznie zmniejszy możliwości systemów obrony powietrznej z pociskami naprowadzania optycznego lub termicznego oraz wymagają zwiększenia liczby pocisków w salwie. Najprawdopodobniej pociski ziemia-powietrze systemów obrony powietrznej dalekiego zasięgu mogą również zostać trafione laserem, tj. zwiększy się również ich zużycie podczas strzelania do samolotu wyposażonego w broń laserową.
Zastosowanie ochrony przeciwlaserowej w pociskach powietrze-powietrze i ziemia-powietrze spowoduje, że będą one cięższe i większe, co wpłynie na ich zasięg i manewrowość. Nie powinieneś polegać na powłoce lustrzanej, praktycznie nie będzie to miało sensu, wymagane będą zupełnie inne rozwiązania.
W przypadku przejścia z walki powietrznej na manewrowanie w zwarciu samolot z bronią laserową na pokładzie będzie miał niezaprzeczalną przewagę. Z bliskiej odległości system naprowadzania wiązki laserowej będzie w stanie skierować wiązkę na wrażliwe punkty wrogiego samolotu - pilota, stacje optyczne i radarowe, elementy sterujące, broń na zewnętrznym zawiesiu. Pod wieloma względami eliminuje to potrzebę supermanewrowości, ponieważ bez względu na to, jak się obracasz, nadal będziesz zastępować jedną lub drugą stronę, a przemieszczenie wiązki laserowej będzie miało celowo większą prędkość kątową.
Wyposażenie bombowców strategicznych (nośników bombowo-rakietowych) w defensywną broń laserową znacząco wpłynie na sytuację w powietrzu. W dawnych czasach integralną częścią bombowca strategicznego było szybkostrzelne działo lotnicze w tylnej części samolotu. Później zrezygnowano z niej na rzecz instalacji zaawansowanych systemów walki elektronicznej. Jednak nawet niepozorny lub naddźwiękowy bombowiec, jeśli zostanie wykryty przez wrogie myśliwce, zostanie zestrzelony z dużym prawdopodobieństwem. Obecnie jedynym skutecznym rozwiązaniem jest wystrzeliwanie broni rakietowej poza obszar obrony powietrznej i lotniczej wroga.
Pojawienie się broni laserowej w uzbrojeniu defensywnym bombowca może radykalnie zmienić sytuację. Jeśli na myśliwcu można zainstalować jeden laser o mocy 100-300 kW, to takie kompleksy można zainstalować na bombowcu w ilości 2-4 jednostek. Pozwoli to na samoobronę jednocześnie od 4 do 16 pocisków wroga atakujących z różnych kierunków. Należy wziąć pod uwagę fakt, że twórcy aktywnie badają możliwość wspólnego użycia broni laserowej z kilku emiterów dla jednego celu. W związku z tym skoordynowane działanie broni laserowej o łącznej mocy 400 kW - 1,2 MW pozwoli bombowcowi na zniszczenie atakujących myśliwców z odległości 50-100 km.
Wzrost mocy i wydajności laserów w latach 2040-2050 może wskrzesić ideę ciężkiego samolotu, podobnego do rozwijanego w radzieckim projekcie A-60 i amerykańskim programie ABL. Jako środek obrony przeciwrakietowej przed pociskami balistycznymi jest mało prawdopodobne, aby był skuteczny, ale można mu przypisać nie mniej ważne zadania.
Po zainstalowaniu na pokładzie swego rodzaju „baterii laserowej”, obejmującej 5-10 laserów o mocy 500 kW – 1 MW, całkowita moc promieniowania laserowego, jaką nośnik może skoncentrować na celu, wyniesie 5-10 MW. To skutecznie poradzi sobie z prawie wszystkimi celami powietrznymi w odległości 200-500 km. W pierwszej kolejności na liście celów znajdą się samoloty AWACS, EW, tankowce, a następnie załogowe i bezzałogowe samoloty taktyczne.
W oddzielnym trybie laserowym można przechwycić dużą liczbę celów, takich jak pociski manewrujące, pociski powietrze-powietrze lub pociski ziemia-powietrze.
Do czego może doprowadzić nasycenie pola walki powietrznej laserami bojowymi i jak wpłynie to na wygląd lotnictwa bojowego?
Konieczność ochrony termicznej, przesłon ochronnych do czujników, wzrost cech masy i rozmiarów stosowanej broni, może prowadzić do wzrostu gabarytów lotnictwa taktycznego, zmniejszenia manewrowości samolotów i ich uzbrojenia. Lekkie załogowe samoloty bojowe znikną jako klasa.
Efektem końcowym może być coś w rodzaju „latających fortec” z II wojny światowej, owiniętych ochroną termiczną, uzbrojonych w broń laserową zamiast karabinów maszynowych i pociski o dużej prędkości chronione zamiast bomb lotniczych.
Istnieje wiele przeszkód we wdrażaniu broni laserowej, ale aktywne inwestycje w tym kierunku sugerują, że zostaną osiągnięte pozytywne rezultaty. Na drodze prawie 50 lat, od momentu rozpoczęcia pierwszych prac nad lotniczą bronią laserową, do dnia dzisiejszego możliwości technologiczne znacznie wzrosły. Pojawiły się nowe materiały, napędy, źródła zasilania, moc obliczeniowa wzrosła o kilka rzędów wielkości, a baza teoretyczna poszerzyła się.
Pozostaje mieć nadzieję, że nie tylko Stany Zjednoczone i ich sojusznicy będą dysponować obiecującą bronią laserową, ale także w odpowiednim czasie wejdą do służby w Siłach Powietrznych Federacji Rosyjskiej.
Historia broń laserowa włączona lotnictwo media rozpoczynają się w latach 70. XX wieku. Amerykańska firma Avco Everett stworzyła laser gazowo-dynamiczny o mocy 30-60 kW, którego wymiary umożliwiły umieszczenie go na pokładzie dużego samolotu. Jako taki wybrano tankowiec KS-135. Laser został zainstalowany w 1973 roku, po czym samolot otrzymał status laboratorium latającego i oznaczenie NKC-135 A. Zespół laserowy znajduje się w kadłubie. W górnej części kadłuba zainstalowano owiewkę, która osłaniała obracającą się wieżę z emiterem i systemem oznaczania celów.
Do 1978 roku moc lasera pokładowego została zwiększona 10 razy, a także zwiększono dopływ płynu roboczego do lasera i paliwa, aby zapewnić czas promieniowania wynoszący 20-30 sekund. W 1981 roku podjęto pierwsze próby trafienia wiązką laserową latającego bezzałogowego celu Rrebee i pocisku bocznego typu powietrze-powietrze (in-in), które zakończyły się bezskutecznie.
Samolot został ponownie zmodernizowany iw 1983 roku powtórzono testy. Podczas testów pięć pocisków Sidewinder lecących w kierunku samolotu z prędkością 135 km/h zostało zniszczonych przez wiązkę laserową z NKC-3218A. W innych testach w tym samym roku laser NKC-135A zniszczył poddźwiękowy cel BQM-34A, który symulował atak na okręt US Navy na małej wysokości.
Trafienie samolotu Boeing NKC-135A i celów – pocisk AIM-9 „Sidewinder” i cel bezzałogowy BQM-34A
Mniej więcej w tym samym czasie, gdy powstawał samolot NKC-135A, w ZSRR opracowywano również projekt samolotu nośnika broni laserowej, kompleksu A-60, co opisano w pierwszej części artykułu. Status tego programu jest obecnie nieznany.
W 2002 roku w USA otwarto nowy program - ABL (Airborne Laser) do umieszczania broni laserowej na samolocie. Głównym celem programu jest stworzenie powietrznego komponentu systemu obrony przeciwrakietowej (ABM) do niszczenia rakiet balistycznych przeciwnika w początkowej fazie lotu, kiedy pocisk jest najbardziej wrażliwy. Aby to zrobić, konieczne było uzyskanie zasięgu działania celu rzędu 400-500 km.
Na lotniskowiec wybrano duży samolot Boeing 747, który po modyfikacji otrzymał nazwę - prototyp Attack Laser model 1-A (YAL-1A). Na pokładzie zamontowano cztery instalacje laserowe - laser skanujący, laser zapewniający dokładne celowanie, laser do analizy wpływu atmosfery na zniekształcenie ścieżki wiązki oraz główny bojowy laser wysokoenergetyczny HEL (High Energy Laser).
Laser HEL składa się z 6 modułów energetycznych - laserów chemicznych z czynnikiem roboczym opartym na tlenie i jodze metalicznym, generujących promieniowanie o długości fali 1,3 mikrona. System celowania i ustawiania ostrości składa się ze 127 luster, soczewek i filtrów świetlnych. Moc lasera wynosi około jednego megawata.
Program napotkał wiele trudności technicznych, koszty przekroczyły wszelkie oczekiwania i wyniosły od siedmiu do trzynastu miliardów dolarów. Podczas opracowywania programu osiągnięto ograniczone wyniki, w szczególności zniszczono kilka treningowych pocisków balistycznych z silnikiem rakietowym na ciecz (LRE) i paliwem stałym. Zasięg porażki wynosił około 80-100 km.
Za główny powód zamknięcia programu można uznać użycie świadomie mało obiecującego lasera chemicznego. Amunicja lasera HEL jest ograniczona zapasami składników chemicznych na pokładzie i wynosi 20-40 „strzałów”. Podczas pracy lasera HEL wytwarzana jest ogromna ilość ciepła, które odprowadzane jest na zewnątrz za pomocą dyszy Lavala, która wytwarza strumień podgrzanych gazów wypływający z prędkością 5 razy większą od prędkości dźwięku (1800 SM). Połączenie wysokich temperatur i palnych elementów lasera może prowadzić do tragicznych konsekwencji.
To samo stanie się z rosyjskim programem A-60, jeśli będzie on kontynuowany z wykorzystaniem opracowanego wcześniej lasera dynamicznego gazu.
Boeinga YAL-1
Jednak programu ABL nie można uznać za całkowicie bezużyteczny. W jego trakcie zdobyto bezcenne doświadczenie w zachowaniu się promieniowania laserowego w atmosferze, opracowano nowe materiały, układy optyczne, układy chłodzenia i inne elementy, które będą potrzebne w przyszłych obiecujących projektach wysokoenergetycznego lasera odpalanego w powietrzu. bronie.
Jak już wspomniano w pierwszej części artykułu, obecnie istnieje tendencja do odchodzenia od laserów chemicznych na rzecz laserów półprzewodnikowych i światłowodowych, dla których nie jest konieczne noszenie oddzielnego ładunku amunicji, a zasilanie zapewniane przez nośnik laserowy jest wystarczający.
W Stanach Zjednoczonych istnieje kilka programów dotyczących laserów powietrznych. Jednym z takich programów jest program opracowania modułów broni laserowej do instalacji na samolotach bojowych i bezzałogowych statkach powietrznych - HEL, realizowany na zlecenie agencji DARPA przez General Atomics Aeronautical System i Textron Systems.
General Atomics Aeronautica współpracuje z Lockheed Martin nad projektem ciekłego lasera. Pod koniec 2007 roku prototyp wykazał moc 15 kW. Textron Systems pracuje nad własnym prototypem lasera na ciele stałym z ceramicznym płynem roboczym o nazwie ThinZag.
Efektem końcowym programu powinien być moduł laserowy o mocy 75-150 kW w postaci pojemnika, w którym znajdują się baterie litowo-jonowe, układ chłodzenia cieczą, emitery laserowe, a także zbieżność wiązki, naprowadzanie i celowanie są zainstalowane. Moduły można integrować w celu uzyskania wymaganej mocy końcowej.
Podobnie jak wszystkie zaawansowane technologicznie programy rozwoju całkowicie nowej broni, program HEL boryka się z opóźnieniami w realizacji.
Moduł laserowy HEL
W 2014 roku Lockheed Martin wraz z DARPA rozpoczął testy w locie zaawansowanej broni laserowej Aero-adaptacyjnej kontroli wiązki optycznej (ABC) dla lotniskowców. W ramach tego programu na eksperymentalnym samolocie laboratoryjnym testowane są technologie naprowadzania wysokoenergetycznej broni laserowej w zakresie 360 stopni.
Platforma testowa lasera ABC
W najbliższym czasie Siły Powietrzne USA rozważają integrację broni laserowej z najnowszym myśliwcem stealth F-35, a w przyszłości z innymi samolotami bojowymi. Lockheed Martin planuje opracować modułowy laser światłowodowy o mocy około 100 kW i współczynniku konwersji elektryczno-optycznej ponad 40%, a następnie zainstalować go na F-35. W tym celu Lockheed Martin i Amerykańskie Laboratorium Badawcze Sił Powietrznych podpisały kontrakt o wartości 26,3 miliona dolarów. Do 2021 roku Lockheed Martin musi zaprezentować klientowi prototyp lasera bojowego o nazwie SHIELD, który można zamontować na myśliwcach.
Rozważa się kilka opcji umieszczenia broni laserowej na F-35. Jednym z nich jest umieszczenie systemów laserowych na wentylatorze podnośnika F-35B lub dużym zbiorniku paliwa, który znajduje się w tym samym miejscu w wariantach F-35A i F-35C. Dla F-35B będzie to oznaczać usunięcie pionowego startu i lądowania (tryb STOVL), dla F-35A i F-35C odpowiednie zmniejszenie zasięgu lotu.
Przeznaczone jest do wykorzystania wału napędowego silnika F-35B, który normalnie napędza wentylator dźwigu, do napędu generatora o mocy powyżej 500 kW (w trybie STOVL wał napędowy dostarcza do wentylatora dźwigu do 20 MW mocy na wale) . Taki generator zajmie część wewnętrznej objętości wentylatora podnoszącego, pozostała przestrzeń zostanie wykorzystana na umieszczenie systemów generowania lasera, optyki itp.
Montaż broni laserowej na F-35B w miejscu montażu wentylatora podnoszącego
Według innej wersji broń laserowa i generator zostaną umieszczone konformalnie wewnątrz korpusu wśród istniejących jednostek, z wyjściem promieniowania kanałem światłowodowym na przód samolotu.
Inną opcją jest możliwość umieszczenia broni laserowej w wiszącym pojemniku, podobnym do tego stworzonego w programie HEL, jeśli można stworzyć laser o akceptowalnych parametrach w podanych wymiarach.
Wielofunkcyjny kontener brzuszny samolotu F-35
Tak czy inaczej, w trakcie prac można wdrożyć zarówno wyżej wymienione, jak i zupełnie inne opcje wdrożenia integracji broni laserowej na samolocie F-35.
W Stanach Zjednoczonych istnieje kilka „map drogowych” rozwoju broni laserowej. Pomimo wcześniejszych oświadczeń Sił Powietrznych USA o otrzymaniu prototypów do 2020-2021, lata 2025-2030 można uznać za bardziej realistyczne warunki pojawienia się obiecującej broni laserowej na lotniskowcach. Do tego czasu możemy spodziewać się pojawienia się na uzbrojeniu samolotów bojowych typu „myśliwiec” z bronią laserową o mocy około 100 kW, do 2040 moc może wzrosnąć do 300-500 kW.
Mapa drogowa sił powietrznych USA dotycząca rozwoju broni laserowej
Obecność kilku programów broni laserowej w Siłach Powietrznych USA jednocześnie wskazuje na ich duże zainteresowanie tym rodzajem broni i zmniejsza ryzyko dla Sił Powietrznych w przypadku niepowodzenia jednego lub więcej projektów.
Jakie będą konsekwencje pojawienia się broni laserowej na pokładach samolotów bojowych lotnictwa taktycznego? Biorąc pod uwagę możliwości nowoczesnych środków naprowadzania radarowego i optycznego, pozwoli to przede wszystkim na zapewnienie samoobrony myśliwca przed nadlatującymi pociskami wroga. Mając na pokładzie laser o mocy 100-300 kW, można przypuszczalnie zniszczyć 2-4 nadlatujących pocisków powietrze-powietrze lub ziemia-powietrze. W połączeniu z bronią rakietową typu CUDA szanse na przetrwanie na polu bitwy samolotu wyposażonego w broń laserową będą wielokrotnie wzrastać.
Broń laserowa może wyrządzić maksymalne szkody pociskom z naprowadzaniem termicznym i optycznym, ponieważ ich wydajność zależy bezpośrednio od działania czułej matrycy. Użycie filtrów optycznych dla określonej długości fali nie pomoże, ponieważ wróg najprawdopodobniej użyje różnych rodzajów laserów, nie można zastosować filtrowania ze wszystkich. Dodatkowo pochłanianie energii lasera przez filtr o mocy rzędu 100 kW może spowodować jego zniszczenie.
Pociski z głowicą naprowadzającą radar zostaną trafione, ale z mniejszej odległości. Nie wiadomo, w jaki sposób owiewka przezroczysta radiowo zareaguje na silne promieniowanie laserowe, może być podatna na takie efekty.
W tym przypadku jedyną szansą wroga, którego samolot nie jest wyposażony w broń laserową, jest „zmiażdżenie” przeciwnika tyloma pociskami powietrze-powietrze, że broń laserowa i przeciwrakiety typu CUDA nie mogą wspólnie przechwycić.
Pojawienie się potężnych laserów na samolotach „unieważni” wszystkie istniejące przenośne przeciwlotnicze systemy rakietowe (MANPADS) z naprowadzaniem termicznym typu Igla lub Stinger, znacznie zmniejszy możliwości systemów obrony powietrznej z pociskami naprowadzania optycznego lub termicznego oraz wymagają zwiększenia liczby pocisków w salwie. Najprawdopodobniej pociski ziemia-powietrze systemów obrony powietrznej dalekiego zasięgu mogą również zostać trafione laserem, tj. zwiększy się również ich zużycie podczas strzelania do samolotu wyposażonego w broń laserową.
Zastosowanie ochrony przeciwlaserowej w pociskach powietrze-powietrze i ziemia-powietrze spowoduje, że będą one cięższe i większe, co wpłynie na ich zasięg i manewrowość. Nie powinieneś polegać na powłoce lustrzanej, praktycznie nie będzie to miało sensu, wymagane będą zupełnie inne rozwiązania.
W przypadku przejścia z walki powietrznej na manewrowanie w zwarciu samolot z bronią laserową na pokładzie będzie miał niezaprzeczalną przewagę. Z bliskiej odległości system naprowadzania wiązki laserowej będzie w stanie skierować wiązkę na wrażliwe punkty wrogiego samolotu - pilota, stacje optyczne i radarowe, elementy sterujące, broń na zewnętrznym zawiesiu. Pod wieloma względami eliminuje to potrzebę supermanewrowości, ponieważ bez względu na to, jak się obracasz, nadal będziesz zastępować jedną lub drugą stronę, a przemieszczenie wiązki laserowej będzie miało celowo większą prędkość kątową.
Wyposażenie bombowców strategicznych (nośników bombowo-rakietowych) w defensywną broń laserową znacząco wpłynie na sytuację w powietrzu. W dawnych czasach integralną częścią bombowca strategicznego było szybkostrzelne działo lotnicze w tylnej części samolotu. Później zrezygnowano z niej na rzecz instalacji zaawansowanych systemów walki elektronicznej. Jednak nawet niepozorny lub naddźwiękowy bombowiec, jeśli zostanie wykryty przez wrogie myśliwce, zostanie zestrzelony z dużym prawdopodobieństwem. Obecnie jedynym skutecznym rozwiązaniem jest wystrzeliwanie broni rakietowej poza obszar obrony powietrznej i lotniczej wroga.
Pojawienie się broni laserowej w uzbrojeniu defensywnym bombowca może radykalnie zmienić sytuację. Jeśli na myśliwcu można zainstalować jeden laser o mocy 100-300 kW, to takie kompleksy można zainstalować na bombowcu w ilości 2-4 jednostek. Pozwoli to na samoobronę jednocześnie od 4 do 16 pocisków wroga atakujących z różnych kierunków. Należy wziąć pod uwagę fakt, że twórcy aktywnie badają możliwość wspólnego użycia broni laserowej z kilku emiterów dla jednego celu. W związku z tym skoordynowane działanie broni laserowej o łącznej mocy 400 kW - 1,2 MW pozwoli bombowcowi na zniszczenie atakujących myśliwców z odległości 50-100 km.
Istniejące i obiecujące bombowce - potencjalni nośniki broni laserowej
Wzrost mocy i wydajności laserów w latach 2040-2050 może wskrzesić ideę ciężkiego samolotu, podobnego do rozwijanego w radzieckim projekcie A-60 i amerykańskim programie ABL. Jako środek obrony przeciwrakietowej przed pociskami balistycznymi jest mało prawdopodobne, aby był skuteczny, ale można mu przypisać nie mniej ważne zadania.
Po zainstalowaniu na pokładzie swego rodzaju „baterii laserowej”, obejmującej 5-10 laserów o mocy 500 kW – 1 MW, całkowita moc promieniowania laserowego, jaką nośnik może skoncentrować na celu, wyniesie 5-10 MW. To skutecznie poradzi sobie z prawie wszystkimi celami powietrznymi w odległości 200-500 km. W pierwszej kolejności na liście celów znajdą się samoloty AWACS, EW, tankowce, a następnie załogowe i bezzałogowe samoloty taktyczne.
W oddzielnym trybie laserowym można przechwycić dużą liczbę celów, takich jak pociski manewrujące, pociski powietrze-powietrze lub pociski ziemia-powietrze.
Do czego może doprowadzić nasycenie pola walki powietrznej laserami bojowymi i jak wpłynie to na wygląd lotnictwa bojowego?
Konieczność ochrony termicznej, przesłon ochronnych do czujników, wzrost cech masy i rozmiarów stosowanej broni, może prowadzić do wzrostu gabarytów lotnictwa taktycznego, zmniejszenia manewrowości samolotów i ich uzbrojenia. Lekkie załogowe samoloty bojowe znikną jako klasa.
Efektem końcowym może być coś w rodzaju „latających fortec” z II wojny światowej, owiniętych ochroną termiczną, uzbrojonych w broń laserową zamiast karabinów maszynowych i pociski o dużej prędkości chronione zamiast bomb lotniczych.
Istnieje wiele przeszkód we wdrażaniu broni laserowej, ale aktywne inwestycje w tym kierunku sugerują, że zostaną osiągnięte pozytywne rezultaty. Na drodze prawie 50 lat, od momentu rozpoczęcia pierwszych prac nad lotniczą bronią laserową, do dnia dzisiejszego możliwości technologiczne znacznie wzrosły. Pojawiły się nowe materiały, napędy, źródła zasilania, moc obliczeniowa wzrosła o kilka rzędów wielkości, a baza teoretyczna poszerzyła się.
Pozostaje mieć nadzieję, że nie tylko Stany Zjednoczone i ich sojusznicy będą dysponować obiecującą bronią laserową, ale także w odpowiednim czasie wejdą do służby w Siłach Powietrznych Federacji Rosyjskiej.
informacja