De luchtmacht (Luchtmacht) loopt altijd voorop als het gaat om wetenschappelijke en technologische vooruitgang. Het is niet verwonderlijk dat zulke hightech wapens als lasers dit soort strijdkrachten niet hebben omzeild.
De geschiedenis van laserwapens op vliegdekschepen begint in de jaren 70 van de twintigste eeuw. Het Amerikaanse bedrijf Avco Everett creëerde een gasdynamische laser met een vermogen van 30-60 kW, waarvan de afmetingen het mogelijk maakten om het aan boord van een groot vliegtuig te plaatsen. Het KS-135 tankvliegtuig werd als zodanig gekozen. De laser werd in 1973 geïnstalleerd, waarna het vliegtuig de status van vliegend laboratorium kreeg en de aanduiding NKC-135A kreeg. De laserinstallatie werd in de romp geplaatst. Een stroomlijnkap is geïnstalleerd in het bovenste deel van het lichaam, dat de roterende toren bedekte met een radiator en een doelaanduidingssysteem.
In 1978 werd het vermogen van de laser aan boord 10 keer verhoogd en de toevoer van de werkvloeistof voor de laser en brandstof werd ook verhoogd om de stralingstijd van 20-30 seconden te garanderen. In 1981 werden de eerste pogingen gedaan om met een laserstraal een vliegend onbemand doel "Rrebee" en een lucht-luchtraket "Sidewinder" te raken, die tevergeefs eindigden.
Het toestel werd opnieuw gemoderniseerd en in 1983 werden de tests herhaald. Tijdens de tests werden vijf Sidewinder-raketten die met een snelheid van 3218 km/u in de richting van het vliegtuig vlogen vernietigd door een laserstraal van de NKC-135A. Tijdens andere tests in hetzelfde jaar vernietigde de NKC-135A-laser een BQM-34A subsonisch doelwit, dat op lage hoogte een aanval op een Amerikaans marineschip simuleerde.
Rond dezelfde tijd dat het NKC-135A-vliegtuig werd gemaakt, werkte de USSR ook een project uit voor een laserwapendraagvliegtuig - het A-60-complex, dat wordt beschreven in het eerste deel van het artikel. Op dit moment is de status van het werk aan dit programma niet bekend.
In 2002 werd in de Verenigde Staten een nieuw programma geopend - ABL (Airborne Laser) voor het plaatsen van laserwapens op vliegtuigen. De belangrijkste taak van het programma is het creëren van een luchtcomponent van het antiraketsysteem (ABM) om vijandelijke ballistische raketten te vernietigen in de beginfase van de vlucht, wanneer de raket het kwetsbaarst is. Hiervoor was het nodig om een doelvernietigingsbereik van de orde van 400-500 km te verkrijgen.
Als vliegdekschip werd gekozen voor een groot Boeing 747-vliegtuig, dat na modificatie de naam prototype Attack Laser model 1-A (YAL-1A) kreeg. Aan boord waren vier laserinstallaties gemonteerd: een scanlaser, een laser om nauwkeurig te kunnen richten, een laser om het effect van de atmosfeer op de vervorming van het traject van de straal te analyseren en de belangrijkste gevechts-high-energy laser HEL (High Energy Laser).
De HEL-laser bestaat uit 6 energiemodules - chemische lasers met een werkmedium op basis van zuurstof en metaaljodium, die straling genereren met een golflengte van 1,3 micron. Het richt- en scherpstelsysteem omvat 127 spiegels, lenzen en lichtfilters. Het laservermogen is ongeveer een megawatt.
Het programma kende tal van technische problemen, de kosten overtroffen alle verwachtingen en varieerden van zeven tot dertien miljard dollar. Tijdens de ontwikkeling van het programma werden beperkte resultaten behaald, met name werden verschillende ballistische trainingsraketten met een raketmotor voor vloeibare stuwstof (LPRE) en vaste brandstof vernietigd. Het bereik van vernietiging was ongeveer 80-100 km.
De belangrijkste reden voor de sluiting van het programma kan worden beschouwd als het gebruik van een opzettelijk weinig belovende chemische laser. HEL-lasermunitie is beperkt door voorraden chemische componenten aan boord en bedraagt 20-40 "shots". Wanneer de HEL-laser werkt, wordt een enorme hoeveelheid warmte gegenereerd, die naar buiten wordt afgevoerd met behulp van een Laval-mondstuk, waardoor een stroom verwarmde gassen ontstaat die met een snelheid van 5 keer de snelheid van het geluid (1800 m / s) naar buiten stroomt.. De combinatie van hoge temperaturen en explosieve lasercomponenten kan tot tragische gevolgen leiden.
Hetzelfde zal gebeuren met het Russische A-60-programma, als het wordt voortgezet met de eerder ontwikkelde gasdynamische laser.
Het ABL-programma kan echter niet als volledig nutteloos worden beschouwd. In de loop daarvan werd onschatbare ervaring opgedaan met het gedrag van laserstraling in de atmosfeer, werden nieuwe materialen, optische systemen, koelsystemen en andere elementen ontwikkeld die veel gevraagd zullen worden in toekomstige veelbelovende projecten van hoogenergetische laserwapens in de lucht.
Zoals reeds vermeld in het eerste deel van het artikel, is er momenteel een tendens om chemische lasers te verlaten ten gunste van solid-state en fiberlasers, waarvoor u geen aparte munitie hoeft te dragen, en de stroomvoorziening die wordt geleverd door de laserdrager is voldoende.
Er zijn verschillende laserprogramma's in de lucht in de Verenigde Staten. Een van dergelijke programma's is het programma voor de ontwikkeling van laserwapenmodules voor installatie op gevechtsvliegtuigen en onbemande luchtvaartuigen - HEL, uitgevoerd in opdracht van het DARPA-agentschap door General Atomics Aeronautical System en Textron Systems.
General Atomics Aeronautica werkt samen met Lockheed Martin om een vloeistoflaserproject te ontwikkelen. Tegen het einde van 2007 bereikte het prototype 15 kW. Textron Systems werkt aan een eigen prototype voor een op keramiek gebaseerde solid-state laser genaamd ThinZag.
Het eindresultaat van het programma moet een 75-150 kW lasermodule zijn in de vorm van een container, waarin lithium-ionbatterijen zijn geïnstalleerd, een vloeistofkoelsysteem, laserstralers, evenals een bundelconvergentie-, geleidings- en retentiesysteem op het doel. Modules kunnen worden geïntegreerd om het vereiste eindvermogen te verkrijgen.
Zoals alle programma's voor de ontwikkeling van hightech-wapens, heeft het HEL-programma te maken met vertragingen bij de uitvoering.
In 2014 begon Lockheed Martin samen met DARPA met vliegtesten van het veelbelovende Aero-adaptive Aero-optic Beam Control (ABC) laserwapen voor vliegdekschepen. In het kader van dit programma worden technologieën voor de geleiding van hoogenergetische laserwapens in het bereik van 360 graden getest op een experimenteel laboratoriumvliegtuig.
In de nabije toekomst overweegt de Amerikaanse luchtmacht de integratie van laserwapens in de nieuwste F-35 stealth-jager en later in andere gevechtsvliegtuigen. Het bedrijf Lockheed Martin is van plan een modulaire fiberlaser te ontwikkelen met een vermogen van ongeveer 100 kW en een conversiefactor van elektrische energie in optische energie van meer dan 40%, met aansluitende installatie op de F-35. Hiervoor tekenden Lockheed Martin en het US Air Force Research Laboratory een contract ter waarde van 26,3 miljoen dollar. Tegen 2021 moet Lockheed Martin de klant voorzien van een prototype gevechtslaser, SHIELD genaamd, die op jagers kan worden gemonteerd.
Er worden verschillende opties overwogen voor het plaatsen van laserwapens op de F-35. Een daarvan betreft het plaatsen van lasersystemen op de plaats van de liftventilator in de F-35B of de grote brandstoftank, die zich in de varianten F-35A en F-35C op dezelfde plaats bevindt. Voor de F-35B betekent dit het wegvallen van de mogelijkheid van verticaal opstijgen en landen (STOVL-modus), voor de F-35A en F-35C een overeenkomstige afname van het vliegbereik.
Voorgesteld wordt om de aandrijfas van de F-35B-motor, die meestal de hijsventilator aandrijft, te gebruiken om een generator aan te drijven met een vermogen van meer dan 500 kW (in STOVL-modus levert de aandrijfas tot 20 MW asvermogen naar de hijsventilator). Een dergelijke generator zal een deel van het interne volume van de hefventilator in beslag nemen, de resterende ruimte zal worden gebruikt voor lasergeneratiesystemen, optica, enz.
Volgens een andere versie zullen het laserwapen en de generator conform de bestaande eenheden in het lichaam worden geplaatst, met stralingsoutput via een glasvezelkanaal naar de voorkant van het vliegtuig.
Een andere optie is de mogelijkheid om laserwapens in een hangende container te plaatsen, vergelijkbaar met die gemaakt onder het HEL-programma, in het geval dat een laser met acceptabele kenmerken in de gegeven afmetingen kan worden gemaakt.
Op de een of andere manier kunnen in de loop van het werk zowel de hierboven besproken als volledig verschillende opties voor het implementeren van de integratie van laserwapens op het F-35-vliegtuig worden geïmplementeerd.
In de Verenigde Staten zijn er verschillende roadmaps voor de ontwikkeling van laserwapens. Ondanks de eerder gedane uitspraken van de Amerikaanse luchtmacht over het verkrijgen van prototypes in 2020-2021, kunnen 2025-2030 worden beschouwd als meer realistische data voor het verschijnen van veelbelovende laserwapens op vliegdekschepen. Tegen die tijd kan men het verschijnen van laserwapens verwachten met een capaciteit van ongeveer 100 kW in dienst met gevechtsvliegtuigen van het jager-type, tegen 2040 kan het vermogen toenemen tot 300-500 kW.
De aanwezigheid van meerdere laserwapenprogramma's bij de Amerikaanse luchtmacht tegelijk geeft aan dat ze grote belangstelling hebben voor dit type wapen en vermindert de risico's voor de luchtmacht als een of meer projecten mislukken.
Wat zijn de gevolgen van het verschijnen van laserwapens aan boord van tactische vliegtuigen? Rekening houdend met de mogelijkheden van moderne radar- en optische geleidingssystemen, zal dit in de eerste plaats zorgen voor de zelfverdediging van de jager tegen inkomende vijandelijke raketten. Als er een laser van 100-300 kW aan boord is, kunnen vermoedelijk 2-4 inkomende lucht-lucht- of grond-luchtraketten worden vernietigd. In combinatie met raketwapens van het CUDA-type wordt de overlevingskans van een vliegtuig dat is uitgerust met laserwapens op het slagveld aanzienlijk vergroot.
De maximale schade door laserwapens kan worden toegebracht aan raketten met thermische en optische geleiding, omdat hun prestaties direct afhankelijk zijn van het functioneren van de gevoelige matrix. Het gebruik van optische filters, voor een bepaalde golflengte, zal niet helpen, omdat de vijand hoogstwaarschijnlijk lasers van verschillende typen zal gebruiken, omdat filtering niet kan worden gerealiseerd. Bovendien zal de absorptie van laserenergie door het filter met een vermogen van ongeveer 100 kW waarschijnlijk de vernietiging ervan veroorzaken.
Raketten met een radargestuurde kop worden geraakt, maar op een kortere afstand. Het is niet bekend hoe de radiotransparante stroomlijnkap zal reageren op krachtige laserstraling, het kan kwetsbaar zijn voor een dergelijk effect.
In dit geval is de enige kans van de vijand, wiens vliegtuig niet is uitgerust met laserwapens, om de tegenstander te "vullen" met zoveel lucht-luchtraketten dat laserwapens en CUDA-antiraketten gezamenlijk niet kunnen onderscheppen.
Het verschijnen van krachtige lasers in vliegtuigen zal alle bestaande draagbare luchtverdedigingsraketsystemen (MANPADS) met thermische geleiding zoals "Igla" of "Stinger" op nul stellen, de mogelijkheden van luchtverdedigingssystemen met raketten met optische of thermische geleiding aanzienlijk verminderen, en zal een toename van het aantal raketten in een salvo vereisen. Hoogstwaarschijnlijk kunnen grond-luchtraketten van langeafstandsluchtverdedigingssystemen ook met een laser worden geraakt, d.w.z. hun verbruik bij het schieten op een vliegtuig dat is uitgerust met laserwapens zal ook toenemen.
Het gebruik van anti-laserbescherming op lucht-luchtraketten en grond-luchtraketten zal ze zwaarder en groter maken, wat hun bereik en manoeuvreerbaarheid aantast. U moet niet vertrouwen op een spiegelcoating, het heeft praktisch geen zin, er zijn totaal andere oplossingen vereist.
Bij een overgang van luchtgevecht naar manoeuvreren op korte afstand zal een vliegtuig met laserwapens aan boord een onmiskenbaar voordeel hebben. Op korte afstand kan het laserstraalgeleidingssysteem de straal richten op de kwetsbare punten van het vijandelijke vliegtuig - de piloot, optische en radarstations, bedieningselementen, wapens op een externe slinger. In veel opzichten maakt dit de noodzaak van supermanoeuvreerbaarheid teniet, want hoe je je ook omdraait, je zult nog steeds de ene of de andere kant vervangen en de verplaatsing van de laserstraal zal een opzettelijk hogere hoeksnelheid hebben.
Het uitrusten van strategische bommenwerpers (raketdragende bommenwerpers) met defensieve laserwapens zal de situatie in de lucht aanzienlijk beïnvloeden. Vroeger was een snelvuurkanon in de staart van een vliegtuig een integraal onderdeel van een strategische bommenwerper. In de toekomst werd het verlaten ten gunste van het installeren van geavanceerde elektronische oorlogsvoeringsystemen. Maar zelfs een sluipende of supersonische bommenwerper, als deze wordt gedetecteerd door vijandelijke jagers, zal waarschijnlijk worden neergeschoten. De enige effectieve oplossing is nu het lanceren van raketwapens buiten het actiegebied van de luchtverdediging en vijandelijke vliegtuigen.
Het verschijnen van laserwapens in de defensieve bewapening van een bommenwerper zou de situatie radicaal kunnen veranderen. Als een laser van 100-300 kW op een jager kan worden geïnstalleerd, kunnen 2-4 eenheden op een bommenwerper van dergelijke complexen worden geïnstalleerd. Dit maakt het mogelijk om tegelijkertijd zelfverdediging uit te voeren van 4 tot 16 vijandelijke raketten die vanuit verschillende richtingen aanvallen. Het is noodzakelijk om rekening te houden met het feit dat de ontwikkelaars actief werken aan de mogelijkheid van het gezamenlijk gebruik van laserwapens van verschillende zenders, één doelwit tegelijk. Dienovereenkomstig zal het gecoördineerde werk van laserwapens, met een totaal vermogen van 400 kW - 1, 2 MW, de bommenwerper in staat stellen aanvallende jagers te vernietigen op een afstand van 50-100 km.
De toename van het vermogen en de efficiëntie van lasers tegen 2040-2050 zou het idee van een zwaar vliegtuig kunnen doen herleven, vergelijkbaar met dat ontwikkeld in het Sovjet A-60-project en het Amerikaanse ABL-programma. Als middel voor raketverdediging tegen ballistische raketten is het onwaarschijnlijk dat het effectief is, maar het kan even belangrijke taken worden toegewezen.
Indien geïnstalleerd aan boord van een soort "laserbatterij", inclusief 5-10 lasers met een vermogen van 500 kW - 1 MW, zal het totale vermogen van laserstraling, dat de drager kan concentreren op het doel, 5-10 MW zijn. Dit zal effectief omgaan met bijna alle luchtdoelen op een afstand van 200-500 km. Allereerst zullen AWACS-vliegtuigen, elektronische oorlogsvliegtuigen, tankvliegtuigen en vervolgens bemande en onbemande tactische vliegtuigen worden opgenomen in de lijst met doelen.
Bij afzonderlijk gebruik van lasers kan een groot aantal doelen zoals kruisraketten, lucht-luchtraketten of grond-luchtraketten worden onderschept.
Waar kan de verzadiging van het luchtslagveld met gevechtslasers toe leiden, en hoe zal dit het uiterlijk van gevechtsluchtvaart beïnvloeden?
De behoefte aan thermische beveiliging, beschermende luiken voor sensoren, een toename van het gewicht en de grootte van de gebruikte wapens, kan leiden tot een toename van de omvang van de tactische luchtvaart, een afname van de manoeuvreerbaarheid van vliegtuigen en hun wapens. Lichte bemande gevechtsvliegtuigen zullen als klasse verdwijnen.
Uiteindelijk kun je zoiets krijgen als "vliegende forten" uit de Tweede Wereldoorlog, gehuld in thermische bescherming, bewapend met laserwapens in plaats van machinegeweren en met hoge snelheid beschermde raketten in plaats van luchtbommen.
Er zijn veel obstakels voor de implementatie van laserwapens, maar actieve investeringen in deze richting suggereren dat er positieve resultaten zullen worden behaald. Op een reis van bijna 50 jaar, vanaf het moment dat het eerste werk aan laserwapens voor de luchtvaart begon, en tot op de dag van vandaag, zijn de technologische mogelijkheden aanzienlijk toegenomen. Er zijn nieuwe materialen, schijven, voedingen verschenen, de rekenkracht is met verschillende ordes van grootte toegenomen en de theoretische basis is uitgebreid.
Het valt nog te hopen dat niet alleen de Verenigde Staten en hun bondgenoten over veelbelovende laserwapens zullen beschikken, maar dat ze ook tijdig in dienst zullen treden bij de Russische luchtmacht.
