Śmiałe plany: laserowa obrona przeciwrakietowa firmy Raytheon przed urządzeniami hipersonicznymi

23
Na liście produktów amerykańskiej firmy Raytheon znajdują się systemy różnych klas i zamierza ona rozwijać zupełnie nowe kierunki. Pewnego dnia firma mówiła o chęci opracowania nowej wersji laserowego systemu obrony przeciwrakietowej, zdolnego do zwalczania nawet samolotów naddźwiękowych. Raytheon przyznaje jednak, że takie zadanie byłoby niezwykle trudne.

„Następny lot na Księżyc”


W ostatnich miesiącach na oficjalnej stronie firmy Raytheon publikowane są artykuły z serii „The Next Moonshots” – „Kolejne loty na Księżyc”. Opisują plany firmy na przyszłość, związane z zaawansowanymi technologiami i zasadniczo nowymi rozwiązaniami. Tworzenie takich systemów jest niezwykle złożone, dlatego porównuje się je z amerykańskim programem księżycowym z przeszłości.



Śmiałe plany: laserowa obrona przeciwrakietowa firmy Raytheon przed urządzeniami hipersonicznymi


Nowy materiał z serii dedykowany jest do laserowych systemów obrony przeciwrakietowej. Podobne systemy już powstają i są testowane, ale ich twórcy stają przed nowymi wyzwaniami. Rosja i Chiny ogłosiły pojawienie się obiecujących naddźwiękowych samolotów uderzeniowych. Stany Zjednoczone muszą być chronione przed takimi zagrożeniami i to Raytheon musi je stworzyć.

Stworzenie „hiposonicznego” laserowego systemu obrony przeciwrakietowej jest zadaniem szczególnie trudnym i wymaga stworzenia nowych urządzeń i technologii. Konieczne jest rozwiązanie szeregu fundamentalnie ważnych kwestii, bez których pokonanie samolotu naddźwiękowego będzie niemożliwe. Dlatego taka obrona przeciwrakietowa jest porównywana złożonością z lotem na Księżyc.

Jako ilustrację materiału o nowym kierunku przytoczyli wideo promocyjne opublikowane jesienią ubiegłego roku. Pokazał, jak kompaktowe systemy laserowe trafiają w niekierowane pociski, bezzałogowe statki powietrzne, a nawet helikopter. Jednak ten film nie jest bezpośrednio związany z planowanymi pracami i pokazuje jedynie ogólne zasady zwalczania celów powietrznych.

Problemy i zadania


Choć obiecujący projekt jest podobny do już istniejących, jego powstanie wiąże się z pewnymi trudnościami. Tak więc nowoczesne lasery bojowe są w stanie dosłownie spalić bezzałogowe statki powietrzne. Jednak do zniszczenia pocisku balistycznego potrzebna jest znacznie większa „liczba fotonów”. Dlatego potrzebne są potężne źródła energii i promieniowania.

Kompleks laserowy wymaga specjalnych środków optycznych zdolnych wytrzymać wysoką moc promieniowania. Wreszcie wszystkie elementy takiego systemu muszą być umieszczone na odpowiednim nośniku.

Tego rodzaju system obrony przeciwrakietowej może napotkać problemy ze względu na problemy z widocznością. Wiązka lasera nie ugina się, przez co zasięg „strzelania” jest fizycznie ograniczony horyzontem. Może to zmniejszyć maksymalny możliwy zasięg trafienia w określone cele. Rozwiązaniem mogłoby być umieszczenie lasera na statku kosmicznym. „Satelita bojowy” ma zalety, ale jest złożony i drogi.



Raytheon uważa, że ​​pojawienie się skutecznego systemu laserowej obrony przeciwrakietowej może stać się środkiem odstraszającym w dziedzinie broni jądrowej. Jeśli Stany Zjednoczone otrzymają system zdolny do radzenia sobie z bronią jądrową wroga przy minimalnym wysiłku i kosztach, jest mało prawdopodobne, by te ostatnie zainwestowały w jego rozwój.

Utrudnienia na drodze


Interesujący jest niedawny artykuł Raytheona. Co najmniej pokazuje chęć tej firmy do dalszego rozwoju technologii laserowych, w tym w celu stworzenia środków ochrony przed całkowicie nową bronią. Jednak na razie nie ma podstaw, by sądzić, że Raytheon był w stanie iść w tym kierunku poza wstępnymi dyskusjami i poszukiwaniem podstawowych rozwiązań. Co więcej, przechwytywanie naddźwiękowych samolotów szturmowych nie jest jeszcze dostępne nawet w materiałach promocyjnych.

Jednak Raytheon już buduje i testuje systemy laserowe zdolne do śledzenia i uderzania w cele powietrzne. W przyszłości produkty tego typu mogą znaleźć zastosowanie w obronie powietrznej i „tradycyjnej” obronie przeciwrakietowej. Na podstawie takich kompleksów i ich technologii teoretycznie możliwe jest tworzenie bardziej zaawansowanych systemów zdolnych do przechwytywania zupełnie nowych celów.

W opublikowanym artykule wymieniono główne trudności napotkane przy tworzeniu laserów bojowych dla obrony przeciwlotniczej i przeciwrakietowej. Wymagane jest źródło energii i źródło promieniowania o wystarczającej mocy, a także układy optyczne i sterowanie. W kontekście walki z samolotami naddźwiękowymi wszystkie te problemy nasilają się, a dodatkowo uzupełnia kilka charakterystycznych trudności.

Głównym czynnikiem decydującym o walorach bojowych naddźwiękowego systemu uderzeniowego jest duża prędkość samolotu. Jest w stanie pokonywać duże odległości w minimalnym czasie, co skraca czas reakcji ze strony obrony przeciwlotniczej i przeciwrakietowej. Ponadto śledzenie i śledzenie celu staje się trudniejsze wraz z późniejszym wydawaniem oznaczenia celu do strzelania z broni. Wszystko to nakłada specjalne wymagania zarówno na środki wykrywania z systemów obrony powietrznej i obrony przeciwrakietowej, jak i na systemy sterowania kompleksu przeciwlotniczego.

Aby zniszczyć samolot, laser bojowy musi przekazać mu pewną energię, a w tym obszarze również pojawiają się trudności. Pierwszym z nich jest trudność nakierowania wiązki laserowej na szybko poruszający się obiekt i utrzymanie go przez wymagany czas. Aby rozwiązać ten problem, potrzebne są zaawansowane środki śledzenia i sterowania laserem bojowym. Drugi problem związany jest również z charakterystyką lotu systemu naddźwiękowego. Taki samolot jest zdolny do manewrowania w sposób nieprzewidywalny, a system laserowej obrony przeciwrakietowej musi reagować na jego działania, utrzymując naprowadzanie.



Kolejna trudność pojawia się w kontekście transferu energii. Samolot naddźwiękowy musiał mieć rozwiniętą ochronę termiczną. Laser do pokonania go musi być na tyle silny, aby "przebić się" przez taką ochronę. Ochrona termiczna w locie napotyka na duże obciążenia, ale nie ułatwia to znacząco działania lasera. Od mocy lasera zależy również, czy system obrony przeciwrakietowej zdąży trafić w cel, zanim opuści on strefę odpowiedzialności.

Konieczność stworzenia wysoce wydajnych narzędzi detekcyjnych oraz potężnego emitera laserowego negatywnie wpływa na wielkość i mobilność całego kompleksu. Jest również niezwykle trudny w produkcji i obsłudze. Jednak znaczny koszt i znaczne rozmiary są standardowym problemem dla wszystkich istniejących laserów bojowych zdolnych do rozwijania wymaganej mocy.

odważne plany


Z niedawnego artykułu Raytheona wynikają tylko dwa główne wnioski. Po pierwsze, jeden z czołowych amerykańskich producentów broni rozważa możliwość stworzenia nowych systemów obrony przeciwlotniczej i przeciwrakietowej, które sprostają wyzwaniom najbliższej przyszłości. Drugi wniosek jest taki, że Raytheon doskonale zdaje sobie sprawę z tego, jak trudno będzie zrealizować takie plany, a także wyobraża sobie, jakie zadania trzeba będzie w tym celu rozwiązać.

Ciekawe, że równolegle Raytheon będzie pracował nad rzeczywistym naddźwiękowym samolotem uderzeniowym. W szczególności odpowiedni artykuł został opublikowany w sekcji „Następne strzały księżyca” kilka miesięcy temu. Można przypuszczać, że równoczesny rozwój obiecujących samolotów i środków ich zwalczania w pewnym stopniu ułatwi uzyskanie pożądanych rezultatów w obu kierunkach.

W swoim artykule Raytheon bezpośrednio wspomina o ostatnich wydarzeniach w Rosji i Chinach. Rzeczywiście, Stany Zjednoczone postrzegają te kraje jako potencjalnych przeciwników i postępują zgodnie z tym. Rosyjscy i chińscy wojskowi i inżynierowie muszą wziąć pod uwagę amerykańskie oświadczenia i wyciągnąć niezbędne wnioski. W tej chwili hipersoniczne systemy uderzeniowe są niewrażliwe na systemy obronne USA, ale może się to zmienić w przyszłości.
23 komentarz
informacja
Drogi Czytelniku, aby móc komentować publikację, musisz login.
  1. +1
    24 maja 2019 r. 05:31
    Głowica hipersoniczna leci w atmosferze w chmurze plazmy. Jak laser przebije się przez tę chmurę? Cóż, powiedzmy, że jakoś się przebija... Optyczne właściwości plazmy są inne. Bierzemy szklankę do połowy wypełnioną wodą, rzucamy ołówkiem, patrzymy z boku. Co my mamy? Ołówek został „złamany”. Oto taka gra słów, rozumiesz śmiech
    1. +2
      24 maja 2019 r. 06:14
      laser na "hipersodźwięku" jest naprawdę pogrubiony... (zamrożenie na sekundę, wyceluję...))))
    2. +1
      24 maja 2019 r. 09:18
      Cytat od Karabasa
      Głowica hipersoniczna leci w atmosferze w chmurze plazmy. Jak laser przebije się przez tę chmurę?

      Stężenie elektronów we wspomnianej chmurze plazmy jest mniejsze niż częstotliwość odcięcia plazmy dla laserów stosowanych w zakresie optycznym, a nawet IR. Dlatego chmura plazmy jest przezroczysta dla wiązki laserowej Peresvet.
      1. -1
        24 maja 2019 r. 09:58
        Stężenie elektronów we wspomnianej chmurze plazmy jest mniejsze niż częstotliwość odcięcia plazmy dla laserów stosowanych w zakresie optycznym, a nawet IR. Dlatego chmura plazmy jest przezroczysta dla wiązki laserowej Peresvet.

        Jak sprytnie na pierwszy rzut oka śmiech Nieważne, że to bzdura, najważniejsze jest zrobienie wrażenia i krótkie opisanie naukowych tolmudów. Rozprasza wiązkę lasera plazmowego. Oto artykuł, sprawdź http://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/38867
        1. +1
          24 maja 2019 r. 10:58
          Cytat od Karabasa
          Oto artykuł, sprawdź http://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/38867

          Z ryc. 3 artykułu, o którym wspomniałeś, widać, że nawet przy prawie atmosferycznym ciśnieniu 750 Torr, maksymalny kąt rozpraszania wynosi 6…8 stopni.
          Grubość h chmury plazmy wokół celu hipersonicznego, na przykład przy prędkości 10 Macha, wynosi h=Vsound/Vrockets* L ~= 330/3300*3=0.3 metra, gdzie L=3 metry to długość rakieta. Przy grubości h=0.3 metra przy kącie rozpraszania teta=8 stopni odchylenie wiązki laserowej dR będzie
          dR =h*teta=0.3*8*3.14/180=0.04 metra. Więc nie mówisz nic o rozpraszaniu. Tych. możemy pominąć rozpraszanie wiązki laserowej w chmurze plazmy wokół pocisku hipersonicznego, jest ono zbyt małe, aby mieć jakikolwiek wpływ na energię i moc wiązki laserowej na cel.
          1. 0
            28 sierpnia 2019 11:39
            Z rysunku 3 wynika, że ​​przy kącie rozpraszania 6 stopni moc rozpraszana przekracza 200 kW.
            Grubość h chmury plazmy wokół celu hipersonicznego, na przykład przy prędkości 10 Macha, wynosi h=Vsound/Vrockets* L ~= 330/3300*3=0.3 metra, gdzie L=3 metry to długość rakieta. Przy grubości h=0.3 metra przy kącie rozpraszania teta=8 stopni odchylenie wiązki laserowej dR będzie
            dR =h*teta=0.3*8*3.14/180=0.04 метра.

            Skąd to masz??? asekurować
            Tych. możemy pominąć rozpraszanie wiązki laserowej w chmurze plazmy wokół pocisku hipersonicznego, jest ono zbyt małe, aby mieć jakikolwiek wpływ na energię i moc wiązki laserowej na cel.

            Możesz wszystko. Ale niestety fizycy i inżynierowie. Prawa fizyczne nie są anulowane przez życzenia i wynalazki, wielu próbowało, nawet Papież jakoś zniósł grawitację dla Newtona za zło, żeby się nie popisywać, potem został zmiażdżony przez dach śmiech
      2. 0
        25 maja 2019 r. 23:04
        Cytat od Swietłany
        chmura plazmy jest przezroczysta dla wiązki laserowej Peresvet.

        nie wspominaj o Peresvet na próżno... Nikt go jeszcze nie widział.
    3. 0
      24 maja 2019 r. 13:05
      Nie wiem, moim zdaniem artykuł ogólnie ujawnia nieistotne problemy
      najtrudniejszą rzeczą jest wcale nie celowanie w prędkość
      poprawnie zidentyfikowałeś jeden z problemów, ale jest jeszcze kilka -
      odpowiednie wyznaczenie celu i dokładność naprowadzania, warunki atmosferyczne, wątpliwe możliwości efektywnego transferu energii i utrzymania ostrości
      a co najważniejsze - efektywność ekonomiczna. Nawet jeśli wszystko nagle się powiedzie, to przynajmniej w przybliżeniu instalacja okazuje się tak skomplikowana i kosztowna, że ​​znacznie łatwiej jest opieczętować GLA.
      Wydaje mi się, że ścieżka radzieckich projektantów, którzy od razu pomyśleli o zakryciu obszaru / objętości, jest znacznie bardziej praktyczna.
      tak, nawet starożytny banalny pocisk przeciwlotniczy, który z powodzeniem eksplodował na drodze GLA, będzie miał znacznie większe szanse trafienia niż laser.
  2. +1
    24 maja 2019 r. 05:43
    Kirill, podaj link do artykułu, inaczej będziesz miał nieco chaotyczny opis, widzisz, trudności z tłumaczeniem. ...
    1. 0
      24 maja 2019 r. 06:15
      Cytat: Oszczędny
      Raytheon Co. /raytheon.com

      Cóż, poniżej, pod autorem.Raytheon Co. /raytheon.com
      1. +1
        24 maja 2019 r. 07:49
        Lotnisko hi Przepraszam, nie zauważyłem, dzięki! !! hi
  3. 0
    24 maja 2019 r. 09:08
    Proponuję dwustopniową opcję przeniesienia energii broni promieniowej na cel.
    Pierwszy etap - naziemne aktywne reflektory mikrofalowe z wiązką mikrofal zasilają elektrownię drona, mającą zasilać pokładowy laser.
    Drugi etap to pokładowy laser o zakresie widzialnym i/lub IR z pompowaniem LED, zdolny do celowania w hipersoniczne cele atmosferyczne i pozaatmosferyczne.
    Konwersja promieniowania mikrofalowego na prąd stały – pokładowe prostokąty umieszczone na dole drona. Wydajność konwersji promieniowania mikrofalowego na prąd stały w rektenach może wynosić ponad 50%. Sprawność przetwarzania energii AC ~380 Volt (lub ~6kVolt, ~35kV, ~110kV, ~220kV, ~500kV, =1150kVolt) na promieniowanie mikrofalowe w APAA może wynosić ponad 80%.
    Jako drony mogą być używane na przykład sterowce termalne, a także multikoptery.
    Elektrownia drona zasila laser pokładowy i silniki elektryczne śmigieł, które wytwarzają siłę nośną, lub podgrzewa gaz w balonach w przypadku bezzałogowych statków powietrznych.
    Drony wędrują na wysokości ~20 km nad górną warstwą chmur troposferycznych przezroczystych dla promieniowania mikrofalowego AFAR. A tory lotu celów hipersonicznych leżą na wysokości ponad 20 km, gdzie praktycznie nie ma chmur (z wyjątkiem srebra i masy perłowej, które są niezwykle rzadkie), a wiązka laserowa drugiego etapu prawie nie podlega do tłumienia.
    1. 0
      25 maja 2019 r. 23:16
      Cytat od Swietłany
      Sugeruję...

      Wow, tyle technoherezji w jednym poście...
      Dasz tani i mobilny TOKAMAK, to może starczy energii na całą tę kaskadę przemian i strat, a jeszcze kilka procent pierwotnej mocy dotrze do celu.
  4. -2
    24 maja 2019 r. 09:43
    Raytheon jest po prostu uroczy: każdy pojazd naddźwiękowy (szybujący lub napędzany) z definicji leci w chmurze plazmy, przez którą nie może przejść wiązka lasera o dowolnie dużej mocy - począwszy od pewnego progu mocy, sam laser natychmiast zamieni powietrze w plazmę po wypromieniowaniu do powietrza .

    Do amerykańskich pilarzy budżetowych, nasz szacunek i szacunek śmiech
    1. -1
      25 maja 2019 r. 14:35
      Cytat: Operator
      Raytheon jest po prostu uroczy: każdy pojazd naddźwiękowy (szybujący lub napędzany) z definicji leci w chmurze plazmy, przez którą nie może przejść wiązka lasera o dowolnie dużej mocy - począwszy od pewnego progu mocy, sam laser natychmiast zamieni powietrze w plazmę po wypromieniowaniu do powietrza .

      Do amerykańskich pilarzy budżetowych, nasz szacunek i szacunek śmiech

      Powyżej napisali „nawet przy prawie atmosferycznym ciśnieniu 750 Torr, maksymalny kąt rozpraszania wynosi 6…8 stopni.
      Grubość h chmury plazmy wokół celu hipersonicznego, na przykład przy prędkości 10 Macha, wynosi h=Vsound/Vrockets* L ~= 330/3300*3=0.3 metra, gdzie L=3 metry to długość rakieta. Przy grubości h=0.3 metra przy kącie rozpraszania teta=8 stopni odchylenie wiązki laserowej dR będzie
      dR =h*teta=0.3*8*3.14/180=0.04 metra. Więc nie mówisz nic o rozpraszaniu. Tych. można pominąć rozpraszanie wiązki laserowej w chmurze plazmy wokół pocisku hipersonicznego, jest ono zbyt małe, aby mieć jakikolwiek wpływ na zmniejszanie energii i mocy wiązki laserowej na cel. "Ale nie możesz uwierzyć
      1. 0
        25 maja 2019 r. 15:44
        Plazma to zjonizowany gaz z ujemnie naładowanymi elektronami i dodatnio naładowanymi jądrami atomowymi z niekompletnym zestawem elektronów.

        Laser jest rozpraszany i absorbowany przez elektrony o kilka rzędów wielkości wydajniej niż przez neutralnie naładowane cząsteczki gazu. Dlatego broń laserowa o dużej mocy nie działa w powietrzu - sama wiązka jonizuje powietrze i jest rozpraszana/pochłaniana przez jony.

        A więc tak - wierz w to, czego chcesz (bałwochwalcy wahali się przed Zachodem) śmiech
        1. 0
          25 maja 2019 r. 16:10
          Cytat: Operator
          Plazma to zjonizowany gaz z ujemnie naładowanymi elektronami i dodatnio naładowanymi jądrami atomowymi z niekompletnym zestawem elektronów.

          Laser jest rozpraszany i absorbowany przez elektrony o kilka rzędów wielkości wydajniej niż przez neutralnie naładowane cząsteczki gazu. Dlatego broń laserowa o dużej mocy nie działa w powietrzu - sama wiązka jonizuje powietrze i jest rozpraszana/pochłaniana przez jony.

          A więc tak - wierz w to, czego chcesz (bałwochwalcy wahali się przed Zachodem) śmiech

          Więc nasze przesycenie to gówno :( piłeś ciasto? :D
          1. 0
            25 maja 2019 r. 19:19
            „Peresvet” ma na celu wyłączenie czujników satelitów latających w kosmosie, a nie w atmosferze. Najlepszym lotniskowcem Peresveta jest Ił-76DT.
  5. +1
    24 maja 2019 r. 09:49
    To sprawia, że ​​jestem szczęśliwy. Zadanie będzie wymagało fantastycznej sumy pieniędzy, a marchewka akceptowalnego wyniku będzie praktycznie nieosiągalna na tym etapie rozwoju technologii.
    Tutaj najtańszą opcją byłoby wynalezienie wehikułu czasu w celu wstępnego umieszczenia uderzających elementów na ścieżce hiperrakiety. Albo dezintegrator z fantastycznych sag, który błyskawicznie niszczy wiązania atomowe w danym punkcie przestrzeni.
    Ameryka - marsz po marchewki! Konieczne jest wycięcie wszelkiego rodzaju świadczeń socjalnych i innych świadczeń-ubezpieczeń! Wyjątkowa ojczyzna w niebezpieczeństwie!
  6. 0
    24 maja 2019 r. 11:34
    Najpierw musisz ustawić lasery do pracy na 5-10 km na poddźwiękowym
    i cele naddźwiękowe. Kiedy takie oparzenie staje się normą, wtedy
    będzie można myśleć o dziesiątkach kilometrów w kosmosie.
    1. 0
      25 maja 2019 r. 23:17
      natomiast - ponad 3 km - to jest nie do przebycia.
  7. +2
    24 maja 2019 r. 23:09
    Cytat od Karabasa
    Głowica hipersoniczna leci w atmosferze w chmurze plazmy. Jak laser przebije się przez tę chmurę? Cóż, powiedzmy, że jakoś się przebija... Optyczne właściwości plazmy są inne. Bierzemy szklankę do połowy wypełnioną wodą, rzucamy ołówkiem, patrzymy z boku. Co my mamy? Ołówek został „złamany”. Oto taka gra słów, rozumiesz śmiech

    I przepraszam, co za idiota wystrzeliłby impuls laserowy w głowicę w atmosferze, gdy ta wchodzi w ognisty kokon? Klęska głowicy nastąpi w kosmosie. Wystarczy niewielkie uszkodzenie termicznej powłoki ochronnej, aby plazma wykonała swoje zadanie, a głowica bojowa wypaliła się w atmosferze

    Cytat: Lotnisko
    laser na "hipersodźwięku" jest naprawdę pogrubiony... (zamrożenie na sekundę, wyceluję...))))

    Z pewnością odważny. Gdy celowanie będzie miało miejsce np. 50 km od lasera, a laser będzie na satelicie. Promień trafi w cel za 0,0004 sekundy, a blok potrzebuje prawie 7 sekund na pokonanie tej odległości. Ile razy laser zdąży strzelić do celu ??? Podlega to 50 km. A jeśli w 500?
    1. 0
      26 maja 2019 r. 19:56
      Cytat: Stary26
      Wystarczy niewielkie uszkodzenie termicznej powłoki ochronnej, aby plazma wykonała swoje zadanie, a głowica bojowa wypaliła się w atmosferze
      Niewystarczająco. Głowica nie jest Buranem, parowanie powłoki jest tam normalne.
      Cytat: Stary26
      Ile razy laser zdąży strzelić do celu ???
      Raz: należy go schłodzić i ponownie przepompować. Na ziemi też nie jest łatwo.