Әскери -әуе күштері (Әуе күштері) әрқашан ғылыми -техникалық прогрестің алдыңғы қатарында. Лазер сияқты жоғары технологиялық қару қарулы күштердің бұл түрін айналып өтпегені таңқаларлық емес.
Авиакомпанияларда лазерлік қарудың тарихы ХХ ғасырдың 70 -ші жылдарынан басталады. Американдық Avco Everett компаниясы 30-60 кВт қуатты газ-динамикалық лазер жасады, оның өлшемдері оны үлкен ұшақтың бортына орналастыруға мүмкіндік берді. КС-135 танкерлік ұшағы осылай таңдалды. Лазер 1973 жылы орнатылды, содан кейін ұшақ ұшатын зертхана мәртебесін және NKC-135A белгісін алды. Лазерлік қондырғы фюзеляжға орналастырылды. Корпустың жоғарғы бөлігінде айналмалы мұнараны радиатормен және мақсатты белгілеу жүйесімен жабылған корпус орнатылған.
1978 жылға қарай борттық лазердің қуаты 10 есе өсті, сонымен қатар сәулелену уақытын 20-30 секунд қамтамасыз ету үшін лазер мен отынға жұмыс сұйықтығының берілуі ұлғайтылды. 1981 жылы лазер сәулесімен ұшатын ұшқышсыз «Rrebee» нысаны мен «Sidewinder» әуе-әуе зымыранымен соққы берудің алғашқы әрекеттері нәтижесіз аяқталды.
Ұшақ қайтадан модернизацияланды және 1983 жылы сынақтар қайталанды. Сынақтар кезінде ұшақтың бағытында 3218 км / сағ жылдамдықпен ұшатын Sidewinder бес зымыраны NKC-135A лазер сәулесімен жойылды. Сол жылы басқа сынақтар кезінде NKC-135A лазері төмен биіктікте АҚШ әскери-теңіз күштерінің кемесіне шабуылды модельдейтін BQM-34A дыбыссыз нысанасын жойды.
Шамамен NKC-135A ұшақтары құрылып жатқан кезде, КСРО сонымен қатар мақаланың бірінші бөлігінде сипатталған лазерлік қару-жарақ тасымалдаушы ұшақтардың-А-60 кешенінің жобасын жасады. Қазіргі уақытта бұл бағдарлама бойынша жұмыс жағдайы белгісіз.
2002 жылы АҚШ -та лазерлік қаруды ұшақтарға орналастырудың жаңа бағдарламасы - ABL (Airborne Laser) ашылды. Бағдарламаның негізгі міндеті-зымыранға қарсы қорғаныс жүйесінің (ABM) әуе компонентін құру, ұшудың бастапқы кезеңінде, зымыран ең осал болған кезде, қарсыластың баллистикалық зымырандарын жою. Ол үшін 400-500 шақырымдық нысаналы жою диапазонын алу қажет болды.
Тасымалдаушы ретінде ірі Boeing 747 ұшағы таңдалды, ол модификациядан кейін 1-А (YAL-1A) үлгісіндегі Attack Laser прототипін алды. Бортта төрт лазерлік қондырғы орнатылды - сканерлейтін лазер, дәл бағыттауды қамтамасыз ететін лазер, сәуленің траекториясының бұрмалануына атмосфераның әсерін талдауға арналған лазер және HEL (High Energy Laser) негізгі жауынгерлік соғыс.
HEL лазері 6 энергия модулінен тұрады - толқын ұзындығы 1,3 мкм радиация шығаратын оттегі мен металл йодқа негізделген жұмыс ортасы бар химиялық лазерлер. Нысаналау мен фокустау жүйесіне 127 айналар, линзалар мен жарық сүзгілері кіреді. Лазердің қуаты шамамен бір мегаватт.
Бағдарлама көптеген техникалық қиындықтарды бастан кешірді, шығындары барлық күтулерден асып түсті және жетіден он үш миллиард долларға дейін болды. Бағдарламаны әзірлеу кезінде шектеулі нәтижелер алынды, атап айтқанда, сұйық отынды зымыран қозғалтқышы (LPRE) мен қатты отыны бар бірнеше оқу баллистикалық зымырандары жойылды. Қирау қашықтығы шамамен 80-100 км болды.
Бағдарламаның жабылуының негізгі себебі әдейі келешегі жоқ химиялық лазерді қолдану деп санауға болады. HEL лазерлік оқ-дәрілері борттағы химиялық компоненттерді жеткізумен шектеледі және 20-40 «оқ» құрайды. HEL лазері жұмыс істегенде, дыбыстың жылдамдығынан (1800 м / с) 5 есе жоғары жылдамдықпен ағатын қыздырылған газ ағыны пайда болатын Laval шүмегінің көмегімен сыртқа шығарылатын үлкен жылу мөлшері пайда болады.. Жоғары температура мен өртке қауіпті лазерлік компоненттердің комбинациясы қайғылы салдарға әкелуі мүмкін.
Егер бұрын әзірленген газ-динамикалық лазерді қолдануды жалғастыратын болса, ресейлік А-60 бағдарламасында да солай болады.
Алайда, ABL бағдарламасын мүлдем пайдасыз деп санауға болмайды. Оның барысында атмосферадағы лазерлік сәулеленудің мінез-құлқы бойынша баға жетпес тәжірибе жинақталды, жаңа материалдар, оптикалық жүйелер, салқындату жүйелері және басқа да элементтер әзірленді, олар жоғары қуатты әуедегі лазерлік қарудың болашақтағы перспективалық жобаларында сұранысқа ие болады.
Мақаланың бірінші бөлімінде айтылғандай, қазіргі уақытта химиялық лазерлерден бөлек оқ-дәрілерді алып жүрудің қажеті жоқ қатты және талшықты лазерлердің пайдасына бас тарту үрдісі байқалады, және электрмен жабдықтау. лазерлік тасымалдағыш жеткілікті.
Америка Құрама Штаттарында бірнеше әуе лазерлік бағдарламалары бар. Осындай бағдарламалардың бірі - General Atomics Aeronautical System және Textron Systems DARPA агенттігінің тапсырысы бойынша іске асырылатын жауынгерлік ұшақтар мен ұшқышсыз ұшу аппараттарына - HEL қондыруға арналған лазерлік қару модульдерін әзірлеу бағдарламасы.
General Atomics Aeronautica Lockheed Martin компаниясымен сұйық лазерлік жобаны жасау үшін жұмыс жасайды. 2007 жылдың соңына қарай прототипі 15 кВт -қа жетті. Textron Systems компаниясы керамикалық негіздегі ThinZag деп аталатын қатты күйдегі лазердің өзіндік прототипімен жұмыс жасайды.
Бағдарламаның соңғы нәтижесі контейнер түріндегі 75-150 кВт лазерлік модуль болуы керек, оған литий-ионды аккумуляторлар, сұйық салқындату жүйесі, лазерлік эмитенттер, сондай-ақ пучок конвергенциясы, бағыттау және ұстап тұру жүйесі қажет. нысанда. Қажетті соңғы қуатты алу үшін модульдерді біріктіруге болады.
Барлық жоғары технологиялық қару-жарақ жасау бағдарламалары сияқты, HEL бағдарламасы да кешіктірулермен бетпе-бет келеді.
2014 жылы Lockheed Martin DARPA-мен бірге ұшақтар тасымалдаушылар үшін перспективалы аэро-оптикалық сәулелік бақылау (ABC) лазерлік қаруының ұшу сынақтарын бастады. Бұл бағдарлама аясында 360 градус диапазонында жоғары энергиялы лазерлік қаруды басқару технологиялары эксперименттік зертханалық ұшақта сынақтан өтуде.
Жақын арада АҚШ әуе күштері лазерлік қаруды соңғы F-35 жасырын жойғышына, кейінірек басқа жауынгерлік ұшақтарға біріктіруді қарастыруда. Lockheed Martin компаниясы қуаты шамамен 100 кВт болатын электрлік энергияны оптикалық энергияға айналдыру коэффициенті 40%жоғары модульдік талшықты лазерді әзірлеуді жоспарлап отыр, кейіннен F-35 қондырылады. Бұл үшін Lockheed Martin мен АҚШ әуе күштерін зерттеу зертханасы 26,3 миллион долларға келісімшартқа отырды. 2021 жылға қарай Lockheed Martin тапсырыс берушіге жауынгерлерге орнатуға болатын SHIELD деп аталатын жауынгерлік прототипті ұсынуы керек.
F-35-ке лазерлік қаруды орналастырудың бірнеше нұсқасы қарастырылуда. Олардың бірі лазерлік жүйелерді F-35B немесе F-35A және F-35C нұсқаларында бір жерде орналасқан F-35B көтергіш желдеткішінің орнына немесе үлкен отын багына орналастыруды қамтиды. F-35B үшін бұл тік ұшу мен қону мүмкіндігін (STOVL режимі), F-35A мен F-35C үшін ұшу диапазонының сәйкес төмендеуін алып тастауды білдіреді.
Әдетте көтергіш желдеткішті басқаратын F-35B қозғалтқышының жетек білігін 500 кВт-тан астам қуатты генераторды басқару үшін қолдану ұсынылады (STOVL режимінде жетек білігі 20 МВт-қа дейін білік қуатын қамтамасыз етеді). көтергіш желдеткішке). Мұндай генератор көтергіш желдеткіштің ішкі көлемінің бір бөлігін алады, қалған кеңістік лазерлік генерация жүйелерін, оптика және т.б.
Басқа нұсқаға сәйкес, лазерлік қару мен генератор конструктивті түрде корпустың ішіне қолданыстағы қондырғылардың арасында орналасады, радиациялық шығыс талшықты-оптикалық канал арқылы ұшақтың алдыңғы жағына шығарылады.
Басқа нұсқа - берілген өлшемдерде қолайлы сипаттамалардың лазерін жасауға болатын жағдайда, HEL бағдарламасы бойынша жасалғанға ұқсас, ілулі контейнерге лазерлік қаруды орналастыру мүмкіндігі.
Қалай болғанда да, жұмыс барысында жоғарыда талқыланғандар да, F-35 ұшақтарында лазерлік қаруды интеграциялауды жүзеге асырудың мүлде басқа нұсқалары жүзеге асырылуы мүмкін.
АҚШ -та лазерлік қаруды жасауға арналған бірнеше жол картасы бар. АҚШ әскери-әуе күштерінің 2020-2021 жылдарға дейін прототиптерді алу туралы бұрын жасаған мәлімдемелеріне қарамастан, 2025-2030 жж. Әуе кемелерінде перспективалы лазерлік қарудың пайда болуының шынайы күндері деп санауға болады. Осы уақытқа дейін қуаты шамамен 100 кВт болатын жойғыш типтегі жауынгерлік ұшақтармен жұмыс істейтін лазерлік қарудың пайда болуын күтуге болады, 2040 жылға қарай қуаты 300-500 кВт-қа дейін артуы мүмкін.
АҚШ әуе күштерінде бір мезгілде лазерлік қарудың бірнеше бағдарламасының болуы олардың қарудың бұл түріне деген қызығушылығын көрсетеді және егер бір немесе бірнеше жоба сәтсіз болса, әуе күштері үшін тәуекелдерді азайтады.
Тактикалық ұшақтар бортында лазерлік қарудың пайда болуының салдары қандай? Заманауи радар мен оптикалық бағдарлау жүйелерінің мүмкіндіктерін ескере отырып, бұл, ең алдымен, жаудың кіретін зымырандарынан өзін-өзі қорғауды қамтамасыз етеді. Егер бортында 100-300 кВт лазер болса, 2-4 кіретін «әуе-әуе» немесе «жер-әуе» зымырандары жойылуы мүмкін. CUDA типті зымырандық қарумен үйлескенде, лазерлік қарумен жабдықталған ұшақтың ұрыс даласында аман қалу мүмкіндігі едәуір артады.
Лазерлік қарудың максималды зақымдануы термиялық және оптикалық бағыттаушы зымырандарға тиюі мүмкін, себебі олардың өнімділігі сезімтал матрицаның жұмысына тікелей байланысты. Белгілі толқын ұзындығында оптикалық сүзгілерді қолдану көмектеспейді, өйткені қарсылас әр түрлі лазерлерді қолдануы мүмкін, сондықтан оларды сүзу мүмкін емес. Сонымен қатар, қуаты шамамен 100 кВт болатын сүзгінің лазерлік энергияны сіңіруі оның бұзылуына әкелуі мүмкін.
Радардың басы бар зымырандар соғылады, бірақ қысқа қашықтықта. Радио-мөлдір перделер жоғары қуатты лазерлік сәулеленуге қалай әсер ететіні белгісіз, ол мұндай әсерге осал болуы мүмкін.
Бұл жағдайда ұшақтары лазерлік қарумен жабдықталмаған қарсыластың жалғыз мүмкіндігі-қарсыласын лазерлік қару мен CUDA зениттік зымырандары бірігіп ұстай алмайтын көптеген әуе-әуе зымырандарымен «толтыру».
Әуе кемелерінде қуатты лазерлердің пайда болуы «Игла» немесе «Стингер» сияқты термиялық нұсқаулықтары бар барлық қолданыстағы портативті әуе шабуылына қарсы зымыран жүйелерін (MANPADS) «нөлге» айналдырады, оптикалық немесе термиялық бағыттауы бар зымырандары бар әуе шабуылына қарсы қорғаныс жүйесінің мүмкіндіктерін айтарлықтай төмендетеді, және зымырандардың санын көбейтуді талап етеді. Сірә, алыстан ұшатын әуе шабуылына қарсы қорғаныс жүйелерінің жер үсті зымырандары лазермен де ұшырылуы мүмкін. лазерлік қару -жарақпен жабдықталған ұшаққа атыс кезінде олардың шығыны да артады.
Әуе-әуе зымырандарында лазерлік қорғанысты қолдану оларды ауыр және үлкен етеді, бұл олардың қашықтығы мен маневрлік қабілетіне әсер етеді. Сіз айна жабынына сенбеуіңіз керек, одан ешқандай мән болмайды, мүлдем басқа шешімдер қажет болады.
Әуе шайқасынан қысқа қашықтықтағы маневрге көшкен жағдайда бортында лазерлік қаруы бар ұшақтың сөзсіз артықшылығы болады. Жақын қашықтықта сәулені басқарудың лазерлік жүйесі сәулені қарсыластың ұшағының осал нүктелеріне - пилотқа, оптикалық және радиолокациялық станцияларға, басқару құралдарына, сыртқы ілмектегі қаруға бағыттауға мүмкіндік алады. Бұл көп жағдайда маневр жасаудың қажеттілігін жоққа шығарады, өйткені сіз қалай бұрылсаңыз да, сіз бір жағын немесе екінші жағын алмастырасыз, ал лазер сәулесінің ығысуы әдейі жоғары бұрыштық жылдамдыққа ие болады.
Стратегиялық бомбалаушы ұшақтарды (зымыран таситын бомбардировщиктерді) қорғаныс лазерлік қару-жарақпен жабдықтау ауадағы жағдайға айтарлықтай әсер етеді. Ескі күндерде стратегиялық бомбалаушының ажырамас бөлігі ұшақтың құйрығындағы тез атылатын ұшақ зеңбірегі болды. Болашақта ол озық электрондық соғыс жүйелерін орнатудың пайдасына бас тартты. Дегенмен, тіпті жаудың жауынгерлері анықтаса, тіпті жасырын немесе дыбыстан жоғары бомбалаушы да атып түсуі ықтимал. Жалғыз тиімді шешім - бұл әуе қорғанысы мен жау ұшақтарының әрекет ету аймағынан тыс жерде ракеталық қаруды ұшыру.
Лазерлік қарудың бомбалаушының қорғаныс қаруында пайда болуы жағдайды түбегейлі өзгерте алады. Егер 100-300 кВт бір лазерді истребительге орнатуға болатын болса, онда мұндай кешендердің бомбалаушыға 2-4 қондырғы орнатуға болады. Бұл әр түрлі бағыттардан шабуылдайтын 4-тен 16-ға дейін ракеталық жауынгерлік қорғанысты бір уақытта жүргізуге мүмкіндік береді. Әзірлеушілер лазерлік қаруды бірнеше эмитенттерден бір мезгілде бір мақсатта қолдану мүмкіндігі бойынша белсенді жұмыс жасап жатқанын ескеру қажет. Тиісінше, жалпы қуаты 400 кВт - 1, 2 МВт болатын лазерлік қарудың үйлестірілген жұмысы бомбалаушыға 50-100 км қашықтықтан шабуылдаушы жауынгерлерді жоюға мүмкіндік береді.
2040-2050 жылдарға лазерлердің қуаты мен тиімділігінің артуы кеңестік А-60 жобасында және американдық ABL бағдарламасында жасалған ауыр ұшақ идеясын жандандыруы мүмкін. Баллистикалық зымырандардан зымыранға қарсы қорғаныс құралы ретінде оның тиімділігі екіталай, бірақ оған бірдей маңызды міндеттер жүктелуі мүмкін.
Бортқа «лазерлік аккумулятордың» бір түрін орнатқанда, оның ішінде қуаты 500 кВт-1 МВт 5-10 лазерлерді қосқанда, тасымалдаушы нысанаға шоғырландыра алатын лазерлік сәулеленудің жалпы қуаты 5-10 МВт құрайды. Бұл 200-500 км қашықтықтағы кез келген дерлік әуе нысандарын тиімді шешеді. Нысаналар тізіміне бірінші кезекте AWACS ұшақтары, электронды соғыс ұшақтары, жанармай құюға арналған ұшақтар, содан кейін басқарылатын және басқарылмайтын тактикалық ұшақтар енгізіледі.
Лазерлерді бөлек қолдануда қанатты ракеталар, әуе-әуе зымырандары немесе жер-әуе зымырандары сияқты көптеген нысандарды ұстауға болады.
Әуе шайқас алаңының жауынгерлік лазерлермен қанықтылығы неге әкелуі мүмкін және бұл жауынгерлік авиацияның пайда болуына қалай әсер етеді?
Термиялық қорғанысқа, датчиктерге арналған қорғаныс жапқыштарына қажеттілік, қолданылатын қару -жарақтың салмағы мен өлшемдерінің сипаттамаларының жоғарылауы тактикалық авиация көлемінің ұлғаюына, ұшақтар мен олардың қаруларының маневрлік қабілеттілігінің төмендеуіне әкелуі мүмкін. Жеңіл басқарылатын жауынгерлік ұшақтар сынып ретінде жоғалады.
Ақыр соңында, сіз Екінші дүниежүзілік соғыстың «ұшатын бекіністері» сияқты нәрсені ала аласыз, термиялық қорғаныспен оралған, пулеметтің орнына лазерлік қарумен және әуе бомбасының орнына жоғары жылдамдықты қорғалған зымырандармен қаруланған.
Лазерлік қаруды енгізуге көптеген кедергілер бар, бірақ бұл бағыттағы белсенді инвестициялар оң нәтижелерге қол жеткізуге болатынын көрсетеді. 50 жылға жуық саяхатта, авиациялық лазерлік қару бойынша алғашқы жұмыс басталған сәттен бастап бүгінгі күнге дейін технологиялық мүмкіндіктер айтарлықтай өсті. Жаңа материалдар, дискілер, қуат көздері пайда болды, есептеу қуаты бірнеше рет өсті, теориялық база кеңейді.
АҚШ пен оның одақтастарында перспективалы лазерлік қару болады деп үміттенуге болмайды, бірақ олар Ресей әуе күштерімен қызметке уақытында кіріседі.
