Broń laserowa na samolotach bojowych. Czy można mu się oprzeć?
Pojawienie się nowych technologii nieustannie zmienia oblicze broń i taktyki wojennej. Często pojawienie się nowego typu broni całkowicie „zamyka” broń poprzedniej generacji. Broń palna całkowicie wyparła łuki i strzały, a stworzenie czołgi doprowadziło do zniknięcia kawalerii.
Nie mniej zmian może nastąpić w obrębie tego samego typu broni, ponieważ zmieniają się jej cechy. Na przykład na przykładzie załogowego lotnictwo można zobaczyć, jak zmieniły się projekty samolotów i ich uzbrojenia, a zgodnie z tym zmieniła się taktyka walki powietrznej. Potyczki pilotów z broni osobistej pilotów pierwszych drewnianych dwupłatowców zostały zastąpione zaciętymi manewrowymi bitwami powietrznymi II wojny światowej. Wojna w Wietnamie była początkiem stosowania kierowanych pocisków powietrze-powietrze (A-B), a obecnie walka powietrzna dalekiego zasięgu za pomocą kierowanych pocisków rakietowych jest uważana za główną metodę walki w powietrzu.
Za jeden z najważniejszych kierunków rozwoju broni w XXI wieku można uznać tworzenie broni opartej na nowych zasadach fizycznych (NPP). Pomimo sceptycyzmu, z jakim wielu postrzega broń w NFP, ich pojawienie się może radykalnie zmienić oblicze sił zbrojnych w najbliższej przyszłości. Mówiąc o broni na NFP, chodzi przede wszystkim o broń laserową (LO) oraz broń kinetyczną z elektrycznym/elektromagnetycznym przyspieszeniem pocisku.
Wiodące światowe potęgi inwestują duże środki w rozwój broni laserowej i kinetycznej. Liderami pod względem liczby realizowanych projektów są takie kraje jak USA, Niemcy, Izrael, Chiny, Turcja. Polityczny i geograficzny zasięg trwających wydarzeń nie pozwala nam zakładać „spisku” mającego na celu wycofanie wroga (Rosji) w celowo ślepą uliczkę w rozwoju broni. W prowadzenie prac, w szczególności nad tworzeniem broni laserowej, zaangażowane są największe koncerny obronne: amerykański Lockheed Martin, Northrop Grumman, Boeing, General Atomic and General Dynamics, niemiecki Rheinmetall AG i MBDA oraz wiele innych.
Mówiąc o broni laserowej, często wspominają negatywne doświadczenia zdobyte w XX wieku w ramach sowieckich i amerykańskich programów tworzenia laserów bojowych. Tutaj należy wziąć pod uwagę kluczową różnicę - lasery z tamtego okresu, zdolne do dostarczania mocy wystarczającej do trafienia w cele, były albo chemiczne, albo gazodynamiczne, co prowadziło do ich dużych rozmiarów, obecności palnych i toksycznych składników, niedogodność obsługi i niska wydajność. Nieprzyjęcie próbek bojowych opartych na wynikach tych testów było przez wielu postrzegane jako ostateczny upadek idei broni blasterowej.
W XXI wieku nacisk przesunął się na tworzenie laserów światłowodowych i laserów na ciele stałym, które stały się szeroko rozpowszechnione w przemyśle. Jednocześnie znacznie rozwinęły się technologie naprowadzania i śledzenia celu, wdrożono nowe schematy optyczne i łączenie wsadowe wiązek kilku jednostek laserowych w jedną wiązkę za pomocą siatek dyfrakcyjnych. Wszystko to sprawiło, że pojawienie się broni laserowej stało się bliską rzeczywistością.
Na chwilę obecną możemy założyć, że rozpoczęły się już dostawy seryjnej broni laserowej do sił zbrojnych czołowych krajów świata. Na początku 2019 roku Rheinmetall AG poinformował o pomyślnym zakończeniu testów lasera bojowego o mocy 100 kW, który można zintegrować z systemem obrony powietrznej MANTIS sił zbrojnych Bundeswehry. Armia USA podpisała kontrakt z Northrop Grumman i Raytheon na stworzenie broni laserowej o mocy 50 kW do wyposażenia wozów bojowych Stryker przerobionych na misję obrony powietrznej krótkiego zasięgu (M-SHORAD). Ale największą niespodzianką byli Turcy, wykorzystanie naziemnego systemu laserowego do zniszczenia bojowego bezzałogowego statku powietrznego (UAV) podczas rzeczywistych działań wojennych w Libii.
Obecnie większość broni laserowej jest opracowywana z myślą o wykorzystaniu z platform lądowych i morskich, co można tłumaczyć niższymi wymaganiami stawianymi konstruktorom broni laserowej pod względem cech masy i rozmiarów oraz zużycia energii. Niemniej jednak można przypuszczać, że największy wpływ na wygląd i taktykę użytkowania samolotów bojowych będzie miała broń laserowa.
Możliwość skutecznego użycia broni laserowej na samolotach bojowych wynika z następujących czynników:
- wysoka przepuszczalność atmosferyczna dla promieniowania laserowego, która wzrasta wraz ze wzrostem wysokości lotu;
- potencjalnie wrażliwe cele w postaci pocisków powietrze-powietrze, zwłaszcza z optycznymi i termicznymi głowicami naprowadzającymi;
- ograniczenia wagowe i rozmiarowe nałożone na ochronę przeciwlaserową statków powietrznych i amunicji lotniczej.
W tej chwili Stany Zjednoczone są najbardziej aktywne w wyposażaniu samolotów wojskowych w broń laserową. Jednym z najbardziej prawdopodobnych kandydatów do instalacji LO jest samolot piątej generacji F-35B. Podczas montażu usuwany jest wentylator podnoszący, co zapewnia F-35B możliwość pionowego startu i lądowania. Zamiast tego należy zainstalować kompleks, w tym generator elektryczny napędzany wałem silnika odrzutowego, układ chłodzenia i broń laserową z systemem naprowadzania i retencji wiązki. Oczekiwana moc powinna wynosić od 100 kW na początkowym etapie, z późniejszym stopniowym wzrostem do 300 kW i do 500 kW. Biorąc pod uwagę pojawiający się postęp w tworzeniu broni laserowej, pierwszych wyników możemy spodziewać się po 2025 roku i pojawienia się seryjnych próbek z laserem o mocy 300 kW lub więcej po 2030 roku.
Innym opracowywanym modelem jest kompleks SHiELD firmy Lockheed Martin, który ma wyposażyć myśliwce F-15 Eagle i F-16 Fighting Falcon. Testy naziemne kompleksu SHiELD zakończyły się sukcesem na początku 2019 roku, testy lotnicze zaplanowano na 2021 r., wejście do służby planowane jest po 2025 r.
Oprócz tworzenia broni laserowej nie mniej ważne jest opracowanie kompaktowych zasilaczy. W tym kierunku aktywnie prowadzone są również prace, np. w maju 2019 r. brytyjska firma Rolls-Royce zademonstrował kompaktową elektrownię hybrydową do laserów bojowych.
Można więc z dużym prawdopodobieństwem założyć, że w najbliższych dziesięcioleciach broń laserowa zajmie swoją niszę w arsenale samolotów bojowych. Jakie zadania rozwiąże w tym charakterze?
Głównym deklarowanym zadaniem broni laserowej na pokładach samolotów bojowych powinno być przechwytywanie atakujących wrogich pocisków powietrze-powietrze i ziemia-powietrze (Z-A). W chwili obecnej potwierdzono możliwość przechwytywania niekierowanych min moździerzowych i pocisków wieloprowadnicowych systemów rakietowych za pomocą laserów o mocy 30 kW lub większej (wartość 100 kW uważana jest za optymalną) z odległości kilku kilometrów. Laserowe i optyczne systemy zagłuszania zostały już wprowadzone do użytku i są aktywnie wykorzystywane, zapewniając tymczasowe oślepianie wrażliwych głowic optycznych przenośnych systemów obrony przeciwlotniczej (MANPADS).
Tak więc pojawienie się na pokładzie samolotu broni laserowej o mocy 100 kW lub większej umożliwi ochronę samolotu przed pociskami V-V i Z-V z głowicami naprowadzającymi optycznymi i termicznymi, czyli pociskami MANPADS i pociskami krótkiego zasięgu V-V. Co więcej, takie pociski mogą trafić w krótkim czasie z odległości do pięciu kilometrów lub więcej. W tej chwili obecność wszystkich pocisków rakietowych krótkiego zasięgu V-V jest uważana za jedną z przyczyn braku potrzeby manewrowania w walce wręcz, ponieważ połączenie technologii „przezroczystego pancerza” i zaawansowanych systemów naprowadzania pozwala na kierowanie pociskiem broń bez znaczącej zmiany pozycji samolotu w kosmosie. Ograniczona charakterystyka masy i rozmiarów pocisków V-V i MANPADS utrudni zainstalowanie na nich skutecznej ochrony przeciwlaserowej.
Kolejnymi kandydatami do pokonania broni laserowej będą pociski dalekiego i średniego zasięgu V-V i Z-V, na których wykorzystywane są aktywne głowice samonaprowadzające (ARLGSN). Przede wszystkim pojawia się pytanie o stworzenie radioprzepuszczalnego materiału ochronnego, który zapewni ochronę sieci ARLSN. Dodatkowo oddzielnego opracowania wymagają procesy, które zajdą podczas naświetlania owiewki głowy promieniowaniem laserowym. Możliwe, że powstałe produkty grzewcze zapobiegną przejściu promieniowania radarowego i zakłócą przechwytywanie celu. Jeśli rozwiązanie tego problemu nie zostanie znalezione, będziesz musiał powrócić do sterowania radiowego pocisków V-V i Z-V bezpośrednio przez samolot lub system rakiet przeciwlotniczych (SAM). A to sprowadzi nas z powrotem do problemu ograniczonej liczby kanałów jednoczesnego naprowadzania pocisków i konieczności utrzymywania kursu samolotu do czasu, gdy pociski trafią w cel.
Wraz ze wzrostem mocy promieniowania laserowego uszkodzeniu mogą ulec nie tylko elementy systemu naprowadzania, ale także inne elementy konstrukcyjne pocisków V-V i Z-V, co będzie wymagało wyposażenia ich w ochronę antylaserową. Zastosowanie ochrony przeciwlaserowej zwiększy gabaryty i masę, znacznie zmniejszy charakterystykę w zakresie zasięgu, prędkości i manewrowości pocisków V-V i Z-V. Oprócz pogorszenia charakterystyk (TTX), które utrudnia trafienie w cel, pociski z ochroną przeciwlaserową będą bardziej narażone na wysoce zwrotne pociski przeciwrakietowe typu CUDA, które nie będą wymagały ochrony przed promieniowaniem laserowym .
Tak więc pojawienie się broni laserowej na samolotach bojowych jest do pewnego stopnia grą jednostronną. Aby chronić pociski V-V i Z-V przed uszkodzeniem lasera, będą musiały być wyposażone w ochronę antylaserową, zwiększenie prędkości lotu do hipersonicznego, aby zminimalizować czas spędzony w strefie promieniowania laserowego i ewentualnie odrzucenie głowic naprowadzających. Jednocześnie zmniejszy się ładunek amunicji większych i masywniejszych pocisków V-V i Z-V, a one same będą bardziej podatne na przechwycenie przez małogabarytowe, wysoce zwrotne pociski przeciwrakietowe typu CUDA.
Ograniczona pojemność amunicji samolotów piątej generacji, która objawi się zwłaszcza wzrostem rozmiarów i masy pocisków V-V, w połączeniu z dużym prawdopodobieństwem przechwycenia przez laser lub pocisk przeciwrakietowy, może prowadzić do tego, że przeciwna walka samoloty z bronią laserową na pokładzie wejdą w bliski zasięg walki, których broń jest jeszcze bardziej podatna na broń laserową.
Załóżmy, że dwa samoloty bojowe, po wystrzeleniu zapasu pocisków kierowanych V-V, osiągnęły zasięg 10-15 km względem siebie. W takim przypadku broń laserowa o mocy 300-500 kW może bezpośrednio wpłynąć na wrogi samolot. Nowoczesne systemy naprowadzania na taki dystans są w stanie precyzyjnie nakierować wiązkę laserową na wrażliwe elementy wrogiego samolotu – kokpit, sprzęt rozpoznawczy, silniki i napędy sterujące. Jednocześnie pokładowe urządzenia radioelektroniczne, oparte na sygnaturze optycznej i radarowej konkretnego samolotu, mogą samodzielnie wybierać wrażliwe punkty i kierować na nie wiązkę laserową.
Biorąc pod uwagę dużą szybkość reakcji, jaką może zapewnić broń laserowa, w wyniku starcia bliskiego zasięgu z użyciem LO, oba samoloty o tradycyjnej konstrukcji najprawdopodobniej zostaną uszkodzone lub zniszczone, obaj piloci umrą w pierwszej kolejności.
Jednym z rozwiązań mogłoby być opracowanie zwartej, szybkoobrotowej amunicji krótkiego zasięgu naprowadzanej radiowo, zdolnej do pokonania ochrony zapewnianej przez broń laserową ze względu na dużą prędkość lotu i gęstość salwy. Tak jak do zniszczenia jednego nowoczesnego czołgu wyposażonego w aktywny system obrony (KAZ) potrzeba kilku przeciwpancernych pocisków kierowanych (KAZ), tak samo do zniszczenia jednego wrogiego samolotu z broń laserowa.
Mówiąc o lotnictwie wojskowym przyszłości, nie można nie wspomnieć o obiecującym radiowo-optycznym szyku antenowym (ROFAR), który powinien stać się podstawą rozpoznania lotnictwa bojowego. Szczegóły dotyczące wszystkich możliwości tej technologii nie są jeszcze znane, ale potencjalnie pojawienie się ROFAR położy kres wszystkim istniejącym technologiom zmniejszania widoczności. W przypadku pojawienia się trudności z ROFAR, na obiecujących samolotach zostaną zastosowane zaawansowane modele stacji radiolokacyjnych z aktywnymi antenami fazowanymi (radar z AFAR), co w połączeniu z intensywnym wykorzystaniem technologii walki elektronicznej może również znacznie obniżyć skuteczność technologii stealth.
Na podstawie powyższego można przypuszczać, że w przypadku pojawienia się w arsenale wrogich Sił Powietrznych samolotów z bronią laserową, skutecznym rozwiązaniem będzie zastosowanie samolotów z dużą liczbą uzbrojenia na zewnętrznym ładunku. W rzeczywistości nastąpi pewien „cofanie się” do generacji 4+/4++, a głęboko zmodernizowane Su-35S, Eurofighter Typhoon czy F-15X mogą stać się istotnymi modelami. Na przykład Su-35S może przenosić broń na dwunastu węzłach, Eurofighter Typhoon ma trzynaście, a zmodernizowany F-15X może przenosić do dwudziestu pocisków B-B.
Najnowszy rosyjski myśliwiec wielofunkcyjny Su-57 ma nieco mniejsze możliwości. Na zewnętrznym i wewnętrznym zawieszeniu Su-57 można umieścić w sumie do dwunastu pocisków V-V. Jest prawdopodobne, że dla rosyjskich myśliwców można opracować uzbrojenie, pod warunkiem, analogicznie do myśliwca F-15X, umieszczenie kilku amunicji na jednym węźle, co zwiększy ładunek amunicji myśliwców S-35S i Su-57 do 18 -22 pociski V-V .
Zbliżanie się do samolotu wyposażonego w broń laserową może być niezwykle niebezpieczne ze względu na najwyższą szybkość reakcji LO. W przypadku, gdyby tak się stało, konieczne jest zmaksymalizowanie prawdopodobieństwa trafienia wroga w jak najkrótszym czasie. Można rozważyć jedno z możliwych rozwiązań szybkostrzelne automatyczne działa lotnicze kalibru około 30 mm z pociskami kierowanymi.
Obecność pocisków kierowanych pozwoli na atakowanie wrogiego samolotu z większej odległości niż jest to możliwe przy użyciu amunicji niekierowanej. Jednocześnie przechwycenie laserem pocisków kalibru 30-40 mm może być trudne ze względu na ich małe wymiary i dużą ilość amunicji w kolejce (15-30 pocisków).
Jak wspomniano wcześniej, broń laserowa stanowi zagrożenie przede wszystkim dla pocisków z celownikami optycznymi i termicznymi, a być może także dla pocisków z ARLGSN. Wpłynie to na charakter broni używanej przez samoloty bojowe do zwalczania samolotów wroga za pomocą LO. Główną bronią przeznaczoną do niszczenia samolotów za pomocą LO powinny być zdalnie sterowane pociski V-V z ochroną przed promieniowaniem laserowym. W tym przypadku szczególnie istotna będzie zdolność radaru do jednoczesnego wycelowania w cel kilku pocisków V-V.
Równie ważnym punktem jest wyposażenie pocisków V-V i Z-V w silniki strumieniowe (silniki strumieniowe). To nie tylko zapewni rakiecie energię niezbędną do manewrowania na maksymalnym zasięgu, ale także skróci czas ekspozycji na LO ze względu na dużą prędkość rakiety w końcowym segmencie lotu. Ponadto szybkie pociski B-B będą trudniejszym celem dla pocisków przeciwrakietowych typu CUDA.
I wreszcie, część amunicji myśliwca powinny stanowić małe pociski przeciwrakietowe, umieszczone po kilka jednostek w jednym punkcie zawieszenia, zdolne do przechwytywania pocisków powietrze-powietrze i powietrze-powietrze przeciwnika.
1. Pojawienie się broni laserowej na samolotach bojowych, zwłaszcza w połączeniu z małymi pociskami przeciwrakietowymi, będzie wymagało zwiększenia ładunku przenośnej amunicji pocisków V-V dla samolotów bojowych. Ponieważ pojemność wewnętrznych przedziałów samolotów piątej generacji jest ograniczona, konieczne będzie umieszczenie pocisków na zewnętrznym pasie, co będzie miało wyjątkowo negatywny wpływ na ukrywanie się. Może to oznaczać pewien „renesans” samolotów generacji 4+/4++.
2. Broń laserowa będzie niezwykle niebezpieczna w walce wręcz, dlatego w przypadku nieudanego ataku z dalekiego i średniego zasięgu piloci będą w miarę możliwości unikać walki wręcz z samolotami wyposażonymi w LO.
3. Zdolność do konfrontacji samolotu bojowego generacji 4+/4++/5 z dużą liczbą pocisków rakietowych V-V oraz niskoprofilowego samolotu generacji 5 z bronią laserową na pokładzie jest określona przez osiągi LO i przeciw- pociski w przechwytywaniu pocisków V-V. Od pewnego momentu taktyka stosowania masowych wystrzeliwania pocisków V-V na samoloty wyposażone w LA i pociski przeciwrakietowe może stać się nieskuteczna, co będzie wymagało ponownego przemyślenia koncepcji wielofunkcyjnego samolotu bojowego, co rozważymy w następnym artykule.
Nie mniej zmian może nastąpić w obrębie tego samego typu broni, ponieważ zmieniają się jej cechy. Na przykład na przykładzie załogowego lotnictwo można zobaczyć, jak zmieniły się projekty samolotów i ich uzbrojenia, a zgodnie z tym zmieniła się taktyka walki powietrznej. Potyczki pilotów z broni osobistej pilotów pierwszych drewnianych dwupłatowców zostały zastąpione zaciętymi manewrowymi bitwami powietrznymi II wojny światowej. Wojna w Wietnamie była początkiem stosowania kierowanych pocisków powietrze-powietrze (A-B), a obecnie walka powietrzna dalekiego zasięgu za pomocą kierowanych pocisków rakietowych jest uważana za główną metodę walki w powietrzu.
Ewolucja samolotów bojowych na przestrzeni 100 lat
Broń oparta na nowych zasadach fizycznych
Za jeden z najważniejszych kierunków rozwoju broni w XXI wieku można uznać tworzenie broni opartej na nowych zasadach fizycznych (NPP). Pomimo sceptycyzmu, z jakim wielu postrzega broń w NFP, ich pojawienie się może radykalnie zmienić oblicze sił zbrojnych w najbliższej przyszłości. Mówiąc o broni na NFP, chodzi przede wszystkim o broń laserową (LO) oraz broń kinetyczną z elektrycznym/elektromagnetycznym przyspieszeniem pocisku.
Wiodące światowe potęgi inwestują duże środki w rozwój broni laserowej i kinetycznej. Liderami pod względem liczby realizowanych projektów są takie kraje jak USA, Niemcy, Izrael, Chiny, Turcja. Polityczny i geograficzny zasięg trwających wydarzeń nie pozwala nam zakładać „spisku” mającego na celu wycofanie wroga (Rosji) w celowo ślepą uliczkę w rozwoju broni. W prowadzenie prac, w szczególności nad tworzeniem broni laserowej, zaangażowane są największe koncerny obronne: amerykański Lockheed Martin, Northrop Grumman, Boeing, General Atomic and General Dynamics, niemiecki Rheinmetall AG i MBDA oraz wiele innych.
Mówiąc o broni laserowej, często wspominają negatywne doświadczenia zdobyte w XX wieku w ramach sowieckich i amerykańskich programów tworzenia laserów bojowych. Tutaj należy wziąć pod uwagę kluczową różnicę - lasery z tamtego okresu, zdolne do dostarczania mocy wystarczającej do trafienia w cele, były albo chemiczne, albo gazodynamiczne, co prowadziło do ich dużych rozmiarów, obecności palnych i toksycznych składników, niedogodność obsługi i niska wydajność. Nieprzyjęcie próbek bojowych opartych na wynikach tych testów było przez wielu postrzegane jako ostateczny upadek idei broni blasterowej.
W XXI wieku nacisk przesunął się na tworzenie laserów światłowodowych i laserów na ciele stałym, które stały się szeroko rozpowszechnione w przemyśle. Jednocześnie znacznie rozwinęły się technologie naprowadzania i śledzenia celu, wdrożono nowe schematy optyczne i łączenie wsadowe wiązek kilku jednostek laserowych w jedną wiązkę za pomocą siatek dyfrakcyjnych. Wszystko to sprawiło, że pojawienie się broni laserowej stało się bliską rzeczywistością.
Laser chemiczny MIRACL, stworzony w 1980 roku i najnowszy laser bojowy firmy Rheinmetall
Na chwilę obecną możemy założyć, że rozpoczęły się już dostawy seryjnej broni laserowej do sił zbrojnych czołowych krajów świata. Na początku 2019 roku Rheinmetall AG poinformował o pomyślnym zakończeniu testów lasera bojowego o mocy 100 kW, który można zintegrować z systemem obrony powietrznej MANTIS sił zbrojnych Bundeswehry. Armia USA podpisała kontrakt z Northrop Grumman i Raytheon na stworzenie broni laserowej o mocy 50 kW do wyposażenia wozów bojowych Stryker przerobionych na misję obrony powietrznej krótkiego zasięgu (M-SHORAD). Ale największą niespodzianką byli Turcy, wykorzystanie naziemnego systemu laserowego do zniszczenia bojowego bezzałogowego statku powietrznego (UAV) podczas rzeczywistych działań wojennych w Libii.
Chiński zwiad i uderzenie BSP zestrzelone przez turecki laser bojowy w Libii
Obecnie większość broni laserowej jest opracowywana z myślą o wykorzystaniu z platform lądowych i morskich, co można tłumaczyć niższymi wymaganiami stawianymi konstruktorom broni laserowej pod względem cech masy i rozmiarów oraz zużycia energii. Niemniej jednak można przypuszczać, że największy wpływ na wygląd i taktykę użytkowania samolotów bojowych będzie miała broń laserowa.
Broń laserowa na samolotach bojowych
Możliwość skutecznego użycia broni laserowej na samolotach bojowych wynika z następujących czynników:
- wysoka przepuszczalność atmosferyczna dla promieniowania laserowego, która wzrasta wraz ze wzrostem wysokości lotu;
- potencjalnie wrażliwe cele w postaci pocisków powietrze-powietrze, zwłaszcza z optycznymi i termicznymi głowicami naprowadzającymi;
- ograniczenia wagowe i rozmiarowe nałożone na ochronę przeciwlaserową statków powietrznych i amunicji lotniczej.
W tej chwili Stany Zjednoczone są najbardziej aktywne w wyposażaniu samolotów wojskowych w broń laserową. Jednym z najbardziej prawdopodobnych kandydatów do instalacji LO jest samolot piątej generacji F-35B. Podczas montażu usuwany jest wentylator podnoszący, co zapewnia F-35B możliwość pionowego startu i lądowania. Zamiast tego należy zainstalować kompleks, w tym generator elektryczny napędzany wałem silnika odrzutowego, układ chłodzenia i broń laserową z systemem naprowadzania i retencji wiązki. Oczekiwana moc powinna wynosić od 100 kW na początkowym etapie, z późniejszym stopniowym wzrostem do 300 kW i do 500 kW. Biorąc pod uwagę pojawiający się postęp w tworzeniu broni laserowej, pierwszych wyników możemy spodziewać się po 2025 roku i pojawienia się seryjnych próbek z laserem o mocy 300 kW lub więcej po 2030 roku.
F-35B ze zintegrowanym systemem broni laserowej
Innym opracowywanym modelem jest kompleks SHiELD firmy Lockheed Martin, który ma wyposażyć myśliwce F-15 Eagle i F-16 Fighting Falcon. Testy naziemne kompleksu SHiELD zakończyły się sukcesem na początku 2019 roku, testy lotnicze zaplanowano na 2021 r., wejście do służby planowane jest po 2025 r.
Oprócz tworzenia broni laserowej nie mniej ważne jest opracowanie kompaktowych zasilaczy. W tym kierunku aktywnie prowadzone są również prace, np. w maju 2019 r. brytyjska firma Rolls-Royce zademonstrował kompaktową elektrownię hybrydową do laserów bojowych.
Można więc z dużym prawdopodobieństwem założyć, że w najbliższych dziesięcioleciach broń laserowa zajmie swoją niszę w arsenale samolotów bojowych. Jakie zadania rozwiąże w tym charakterze?
Użycie broni laserowej przez samoloty bojowe
Głównym deklarowanym zadaniem broni laserowej na pokładach samolotów bojowych powinno być przechwytywanie atakujących wrogich pocisków powietrze-powietrze i ziemia-powietrze (Z-A). W chwili obecnej potwierdzono możliwość przechwytywania niekierowanych min moździerzowych i pocisków wieloprowadnicowych systemów rakietowych za pomocą laserów o mocy 30 kW lub większej (wartość 100 kW uważana jest za optymalną) z odległości kilku kilometrów. Laserowe i optyczne systemy zagłuszania zostały już wprowadzone do użytku i są aktywnie wykorzystywane, zapewniając tymczasowe oślepianie wrażliwych głowic optycznych przenośnych systemów obrony przeciwlotniczej (MANPADS).
Głównym zadaniem broni laserowej jest przechwytywanie atakujących pocisków V-V i Z-V
Tak więc pojawienie się na pokładzie samolotu broni laserowej o mocy 100 kW lub większej umożliwi ochronę samolotu przed pociskami V-V i Z-V z głowicami naprowadzającymi optycznymi i termicznymi, czyli pociskami MANPADS i pociskami krótkiego zasięgu V-V. Co więcej, takie pociski mogą trafić w krótkim czasie z odległości do pięciu kilometrów lub więcej. W tej chwili obecność wszystkich pocisków rakietowych krótkiego zasięgu V-V jest uważana za jedną z przyczyn braku potrzeby manewrowania w walce wręcz, ponieważ połączenie technologii „przezroczystego pancerza” i zaawansowanych systemów naprowadzania pozwala na kierowanie pociskiem broń bez znaczącej zmiany pozycji samolotu w kosmosie. Ograniczona charakterystyka masy i rozmiarów pocisków V-V i MANPADS utrudni zainstalowanie na nich skutecznej ochrony przeciwlaserowej.
Pociski krótkiego zasięgu V-V i MANPADS mogą stać się pierwszymi „ofiarami” lotniczej broni laserowej
Kolejnymi kandydatami do pokonania broni laserowej będą pociski dalekiego i średniego zasięgu V-V i Z-V, na których wykorzystywane są aktywne głowice samonaprowadzające (ARLGSN). Przede wszystkim pojawia się pytanie o stworzenie radioprzepuszczalnego materiału ochronnego, który zapewni ochronę sieci ARLSN. Dodatkowo oddzielnego opracowania wymagają procesy, które zajdą podczas naświetlania owiewki głowy promieniowaniem laserowym. Możliwe, że powstałe produkty grzewcze zapobiegną przejściu promieniowania radarowego i zakłócą przechwytywanie celu. Jeśli rozwiązanie tego problemu nie zostanie znalezione, będziesz musiał powrócić do sterowania radiowego pocisków V-V i Z-V bezpośrednio przez samolot lub system rakiet przeciwlotniczych (SAM). A to sprowadzi nas z powrotem do problemu ograniczonej liczby kanałów jednoczesnego naprowadzania pocisków i konieczności utrzymywania kursu samolotu do czasu, gdy pociski trafią w cel.
Wraz ze wzrostem mocy promieniowania laserowego uszkodzeniu mogą ulec nie tylko elementy systemu naprowadzania, ale także inne elementy konstrukcyjne pocisków V-V i Z-V, co będzie wymagało wyposażenia ich w ochronę antylaserową. Zastosowanie ochrony przeciwlaserowej zwiększy gabaryty i masę, znacznie zmniejszy charakterystykę w zakresie zasięgu, prędkości i manewrowości pocisków V-V i Z-V. Oprócz pogorszenia charakterystyk (TTX), które utrudnia trafienie w cel, pociski z ochroną przeciwlaserową będą bardziej narażone na wysoce zwrotne pociski przeciwrakietowe typu CUDA, które nie będą wymagały ochrony przed promieniowaniem laserowym .
Niewielkie, wysoce zwrotne pociski rakietowe B-B typu CUDA
Tak więc pojawienie się broni laserowej na samolotach bojowych jest do pewnego stopnia grą jednostronną. Aby chronić pociski V-V i Z-V przed uszkodzeniem lasera, będą musiały być wyposażone w ochronę antylaserową, zwiększenie prędkości lotu do hipersonicznego, aby zminimalizować czas spędzony w strefie promieniowania laserowego i ewentualnie odrzucenie głowic naprowadzających. Jednocześnie zmniejszy się ładunek amunicji większych i masywniejszych pocisków V-V i Z-V, a one same będą bardziej podatne na przechwycenie przez małogabarytowe, wysoce zwrotne pociski przeciwrakietowe typu CUDA.
Ograniczona pojemność amunicji samolotów piątej generacji, która objawi się zwłaszcza wzrostem rozmiarów i masy pocisków V-V, w połączeniu z dużym prawdopodobieństwem przechwycenia przez laser lub pocisk przeciwrakietowy, może prowadzić do tego, że przeciwna walka samoloty z bronią laserową na pokładzie wejdą w bliski zasięg walki, których broń jest jeszcze bardziej podatna na broń laserową.
Broń laserowa i walka w zwarciu (BVB)
Załóżmy, że dwa samoloty bojowe, po wystrzeleniu zapasu pocisków kierowanych V-V, osiągnęły zasięg 10-15 km względem siebie. W takim przypadku broń laserowa o mocy 300-500 kW może bezpośrednio wpłynąć na wrogi samolot. Nowoczesne systemy naprowadzania na taki dystans są w stanie precyzyjnie nakierować wiązkę laserową na wrażliwe elementy wrogiego samolotu – kokpit, sprzęt rozpoznawczy, silniki i napędy sterujące. Jednocześnie pokładowe urządzenia radioelektroniczne, oparte na sygnaturze optycznej i radarowej konkretnego samolotu, mogą samodzielnie wybierać wrażliwe punkty i kierować na nie wiązkę laserową.
Biorąc pod uwagę dużą szybkość reakcji, jaką może zapewnić broń laserowa, w wyniku starcia bliskiego zasięgu z użyciem LO, oba samoloty o tradycyjnej konstrukcji najprawdopodobniej zostaną uszkodzone lub zniszczone, obaj piloci umrą w pierwszej kolejności.
Jednym z rozwiązań mogłoby być opracowanie zwartej, szybkoobrotowej amunicji krótkiego zasięgu naprowadzanej radiowo, zdolnej do pokonania ochrony zapewnianej przez broń laserową ze względu na dużą prędkość lotu i gęstość salwy. Tak jak do zniszczenia jednego nowoczesnego czołgu wyposażonego w aktywny system obrony (KAZ) potrzeba kilku przeciwpancernych pocisków kierowanych (KAZ), tak samo do zniszczenia jednego wrogiego samolotu z broń laserowa.
Koniec ery „niewidzialnego”
Mówiąc o lotnictwie wojskowym przyszłości, nie można nie wspomnieć o obiecującym radiowo-optycznym szyku antenowym (ROFAR), który powinien stać się podstawą rozpoznania lotnictwa bojowego. Szczegóły dotyczące wszystkich możliwości tej technologii nie są jeszcze znane, ale potencjalnie pojawienie się ROFAR położy kres wszystkim istniejącym technologiom zmniejszania widoczności. W przypadku pojawienia się trudności z ROFAR, na obiecujących samolotach zostaną zastosowane zaawansowane modele stacji radiolokacyjnych z aktywnymi antenami fazowanymi (radar z AFAR), co w połączeniu z intensywnym wykorzystaniem technologii walki elektronicznej może również znacznie obniżyć skuteczność technologii stealth.
Technologia ROFAR
Na podstawie powyższego można przypuszczać, że w przypadku pojawienia się w arsenale wrogich Sił Powietrznych samolotów z bronią laserową, skutecznym rozwiązaniem będzie zastosowanie samolotów z dużą liczbą uzbrojenia na zewnętrznym ładunku. W rzeczywistości nastąpi pewien „cofanie się” do generacji 4+/4++, a głęboko zmodernizowane Su-35S, Eurofighter Typhoon czy F-15X mogą stać się istotnymi modelami. Na przykład Su-35S może przenosić broń na dwunastu węzłach, Eurofighter Typhoon ma trzynaście, a zmodernizowany F-15X może przenosić do dwudziestu pocisków B-B.
Myśliwce generacji 4+/4++ – Su-35S, Eurofighter Typhoon i F-15X
Najnowszy rosyjski myśliwiec wielofunkcyjny Su-57 ma nieco mniejsze możliwości. Na zewnętrznym i wewnętrznym zawieszeniu Su-57 można umieścić w sumie do dwunastu pocisków V-V. Jest prawdopodobne, że dla rosyjskich myśliwców można opracować uzbrojenie, pod warunkiem, analogicznie do myśliwca F-15X, umieszczenie kilku amunicji na jednym węźle, co zwiększy ładunek amunicji myśliwców S-35S i Su-57 do 18 -22 pociski V-V .
Wielofunkcyjny myśliwiec piątej generacji Su-57
Uzbrojenie
Zbliżanie się do samolotu wyposażonego w broń laserową może być niezwykle niebezpieczne ze względu na najwyższą szybkość reakcji LO. W przypadku, gdyby tak się stało, konieczne jest zmaksymalizowanie prawdopodobieństwa trafienia wroga w jak najkrótszym czasie. Można rozważyć jedno z możliwych rozwiązań szybkostrzelne automatyczne działa lotnicze kalibru około 30 mm z pociskami kierowanymi.
Planowane jest wdrożenie pocisków kierowanych MAD-FIRES w kalibrach do 20 mm
Obecność pocisków kierowanych pozwoli na atakowanie wrogiego samolotu z większej odległości niż jest to możliwe przy użyciu amunicji niekierowanej. Jednocześnie przechwycenie laserem pocisków kalibru 30-40 mm może być trudne ze względu na ich małe wymiary i dużą ilość amunicji w kolejce (15-30 pocisków).
Jak wspomniano wcześniej, broń laserowa stanowi zagrożenie przede wszystkim dla pocisków z celownikami optycznymi i termicznymi, a być może także dla pocisków z ARLGSN. Wpłynie to na charakter broni używanej przez samoloty bojowe do zwalczania samolotów wroga za pomocą LO. Główną bronią przeznaczoną do niszczenia samolotów za pomocą LO powinny być zdalnie sterowane pociski V-V z ochroną przed promieniowaniem laserowym. W tym przypadku szczególnie istotna będzie zdolność radaru do jednoczesnego wycelowania w cel kilku pocisków V-V.
Równie ważnym punktem jest wyposażenie pocisków V-V i Z-V w silniki strumieniowe (silniki strumieniowe). To nie tylko zapewni rakiecie energię niezbędną do manewrowania na maksymalnym zasięgu, ale także skróci czas ekspozycji na LO ze względu na dużą prędkość rakiety w końcowym segmencie lotu. Ponadto szybkie pociski B-B będą trudniejszym celem dla pocisków przeciwrakietowych typu CUDA.
Pocisk powietrze-powietrze dalekiego zasięgu MBDA Meteor, wyposażony w ARGSN i silnik strumieniowy z podtrzymaniem
I wreszcie, część amunicji myśliwca powinny stanowić małe pociski przeciwrakietowe, umieszczone po kilka jednostek w jednym punkcie zawieszenia, zdolne do przechwytywania pocisków powietrze-powietrze i powietrze-powietrze przeciwnika.
odkrycia
1. Pojawienie się broni laserowej na samolotach bojowych, zwłaszcza w połączeniu z małymi pociskami przeciwrakietowymi, będzie wymagało zwiększenia ładunku przenośnej amunicji pocisków V-V dla samolotów bojowych. Ponieważ pojemność wewnętrznych przedziałów samolotów piątej generacji jest ograniczona, konieczne będzie umieszczenie pocisków na zewnętrznym pasie, co będzie miało wyjątkowo negatywny wpływ na ukrywanie się. Może to oznaczać pewien „renesans” samolotów generacji 4+/4++.
2. Broń laserowa będzie niezwykle niebezpieczna w walce wręcz, dlatego w przypadku nieudanego ataku z dalekiego i średniego zasięgu piloci będą w miarę możliwości unikać walki wręcz z samolotami wyposażonymi w LO.
3. Zdolność do konfrontacji samolotu bojowego generacji 4+/4++/5 z dużą liczbą pocisków rakietowych V-V oraz niskoprofilowego samolotu generacji 5 z bronią laserową na pokładzie jest określona przez osiągi LO i przeciw- pociski w przechwytywaniu pocisków V-V. Od pewnego momentu taktyka stosowania masowych wystrzeliwania pocisków V-V na samoloty wyposażone w LA i pociski przeciwrakietowe może stać się nieskuteczna, co będzie wymagało ponownego przemyślenia koncepcji wielofunkcyjnego samolotu bojowego, co rozważymy w następnym artykule.
informacja