Letectvo (Air Force) je vždy na čele vedeckého a technologického pokroku. Nie je prekvapujúce, že také špičkové zbrane, ako sú lasery, neobišli ani tento typ ozbrojených síl.
História laserových zbraní na lietadlových lodiach sa začína v 70. rokoch XX. Americká spoločnosť Avco Everett vytvorila plynový dynamický laser s výkonom 30-60 kW, ktorého rozmery umožňovali umiestniť ho na palubu veľkého lietadla. Ako také bolo zvolené cisternové lietadlo KS-135. Laser bol nainštalovaný v roku 1973, potom lietadlo získalo status lietajúceho laboratória a označenie NKC-135A. Laserové zariadenie bolo umiestnené v trupe. V hornej časti tela je nainštalovaná kapotáž, ktorá zakrývala rotujúcu vežu chladičom a systémom označovania cieľov.
Do roku 1978 sa výkon palubného laseru zvýšil 10-krát a zvýšil sa aj prísun pracovnej tekutiny do lasera a paliva, aby sa zabezpečil čas žiarenia 20-30 sekúnd. V roku 1981 sa uskutočnili prvé pokusy o zásah laserovým lúčom lietajúceho bezpilotného cieľa „Rrebee“a rakety vzduch-vzduch „Sidewinder“, ktoré sa skončili márne.
Lietadlo bolo opäť modernizované a v roku 1983 sa testy opakovali. Pri testoch bolo laserovým lúčom z NKC-135A zničených päť striel Sidewinder letiacich v smere lietadla rýchlosťou 3218 km / h. Pri ďalších testoch v tom istom roku laser NKC-135A zničil podzvukový cieľ BQM-34A, ktorý v malej výške simuloval útok na loď amerického námorníctva.
Približne v tom čase, keď sa vytváralo lietadlo NKC-135A, ZSSR vypracoval aj projekt lietadla na nosenie laserových zbraní-komplex A-60, ktorý je popísaný v prvej časti článku. V súčasnosti nie je stav práce na tomto programe známy.
V roku 2002 bol v USA otvorený nový program - ABL (Airborne Laser) na umiestnenie laserových zbraní do lietadiel. Hlavnou úlohou programu je vytvoriť vzdušnú súčasť systému protiraketovej obrany (ABM) na zničenie nepriateľských balistických rakiet v počiatočnej fáze letu, keď je raketa najzraniteľnejšia. Na to bolo potrebné dosiahnuť cieľový dosah ničenia rádovo 400-500 km.
Ako nosič bolo zvolené veľké lietadlo Boeing 747, ktoré po úprave dostalo názov prototyp Attack Laser model 1-A (YAL-1A). Na palubu boli namontované štyri laserové inštalácie - skenovací laser, laser na zaistenie presného zamerania, laser na analýzu účinku atmosféry na skreslenie trajektórie lúča a hlavný bojový vysokoenergetický laser HEL (High Energy Laser).
Laser HEL sa skladá zo 6 energetických modulov - chemických laserov s pracovným médiom na báze kyslíka a kovového jódu, generujúcich žiarenie s vlnovou dĺžkou 1,3 mikrónu. Zameriavací a zaostrovací systém obsahuje 127 zrkadiel, šošovky a svetelné filtre. Výkon lasera je asi jeden megawatt.
Program mal množstvo technických problémov, pričom náklady prekročili všetky očakávania a pohybovali sa od sedem do trinásť miliárd dolárov. Počas vývoja programu boli dosiahnuté obmedzené výsledky, najmä bolo zničených niekoľko cvičných balistických rakiet s raketovým motorom na kvapalné palivo (LPRE) a tuhým palivom. Rozsah zničenia bol asi 80-100 km.
Za hlavný dôvod ukončenia programu možno považovať použitie zámerne neperspektívneho chemického laseru. Laserová munícia HEL je obmedzená dodávkami chemických komponentov na palube a predstavuje 20-40 „výstrelov“. Keď laser HEL funguje, generuje sa obrovské množstvo tepla, ktoré je odvádzané von pomocou Lavalovej trysky, ktorá vytvára prúd zahriatych plynov prúdiaci von 5 -násobkom rýchlosti zvuku (1 800 m / s). Kombinácia vysokých teplôt a výbušných laserových komponentov môže viesť k tragickým následkom.
To isté sa stane s ruským programom A-60, ak bude pokračovať pomocou predtým vyvinutého plynového dynamického laseru.
Program ABL však nemožno považovať za úplne zbytočný. V priebehu neho boli získané neoceniteľné skúsenosti o správaní sa laserového žiarenia v atmosfére, boli vyvinuté nové materiály, optické systémy, chladiace systémy a ďalšie prvky, ktoré budú žiadané v budúcich sľubných projektoch vysokoenergetických vzduchových laserových zbraní.
Ako už bolo uvedené v prvej časti článku, v súčasnosti existuje tendencia upúšťať od chemických laserov v prospech tuhých a vláknových laserov, pre ktoré nepotrebujete nosiť samostatnú muníciu, a napájania, ktoré poskytuje stačí laserový nosič.
V USA existuje niekoľko leteckých laserových programov. Jedným z takýchto programov je program na vývoj modulov laserových zbraní pre inštaláciu na bojové lietadlá a bezpilotné prostriedky - HEL, ktorý na objednávku agentúry DARPA realizujú spoločnosti General Atomics Aeronautical System a Textron Systems.
General Atomics Aeronautica spolupracuje s Lockheed Martin na vývoji projektu kvapalného laseru. Do konca roku 2007 dosiahol prototyp 15 kW. Spoločnosť Textron Systems pracuje na vlastnom prototype polovodičového lasera s keramickým základom s názvom ThinZag.
Konečným výsledkom programu by mal byť laserový modul 75-150 kW vo forme kontajnera, v ktorom sú nainštalované lítium-iónové batérie, kvapalinový chladiaci systém, laserové žiariče, ako aj konvergenčný, navádzací a retenčný systém lúča na cieľ. Moduly je možné integrovať, aby sa dosiahol požadovaný konečný výkon.
Rovnako ako všetky programy vývoja špičkových zbraní, program HEL čelí oneskoreniu implementácie.
V roku 2014 spoločnosť Lockheed Martin spolu s DARPA zahájila letové testy sľubnej laserovej zbrane Aero-adaptive Aero-optic Beam Control (ABC) pre lietadlové lode. V rámci tohto programu sa testujú technológie na vedenie vysokoenergetických laserových zbraní v rozsahu 360 stupňov na experimentálnom laboratórnom lietadle.
Americké vojenské letectvo v blízkej budúcnosti uvažuje o integrácii laserových zbraní na najnovšiu tajnú stíhačku F-35, neskôr aj na ďalšie bojové lietadlá. Spoločnosť Lockheed Martin plánuje vyvinúť modulárny vláknový laser s výkonom asi 100 kW a konverzným faktorom elektrickej energie na optickú energiu s viac ako 40%s následnou inštaláciou na letúne F-35. Za týmto účelom spoločnosť Lockheed Martin a americké výskumné laboratórium leteckých síl podpísali zmluvu v hodnote 26,3 milióna dolárov. Do roku 2021 musí spoločnosť Lockheed Martin poskytnúť zákazníkovi prototyp bojového laseru s názvom SHIELD, ktorý je možné namontovať na stíhačky.
Uvažuje sa o niekoľkých možnostiach umiestnenia laserových zbraní na letúne F-35. Jeden z nich zahŕňa umiestnenie laserových systémov na miesto výťahového ventilátora vo F-35B alebo veľkej palivovej nádrži, ktorá sa nachádza na rovnakom mieste vo variantoch F-35A a F-35C. Pri F-35B to bude znamenať odstránenie možnosti vertikálneho vzletu a pristátia (režim STOVL), pri F-35A a F-35C zodpovedajúci pokles letového dosahu.
Navrhuje sa použiť hnací hriadeľ motora F-35B, ktorý zvyčajne poháňa ventilátor zdviháka, na pohon generátora s výkonom viac ako 500 kW (v režime STOVL poskytuje hnací hriadeľ až 20 MW výkonu hriadeľa ventilátoru zdviháka). Takýto generátor zaberie časť vnútorného objemu zdvíhacieho ventilátora, zostávajúci priestor bude použitý na umiestnenie systémov generovania laseru, optiky atď.
Podľa ďalšej verzie budú laserové zbrane a generátor konformne umiestnené vo vnútri tela medzi existujúcimi jednotkami s vyžarovacím výkonom cez kanál z optických vlákien do prednej časti lietadla.
Ďalšou možnosťou je možnosť umiestnenia laserových zbraní do zaveseného kontajnera, podobného, aký je vytvorený v rámci programu HEL, v prípade, že v daných rozmeroch môže byť vytvorený laser prijateľných charakteristík.
Tak či onak, v priebehu práce je možné implementovať vyššie uvedené aj úplne odlišné možnosti implementácie integrácie laserových zbraní do lietadla F-35.
V USA existuje niekoľko plánov vývoja laserových zbraní. Napriek predtým vysloveným vyhláseniam amerického letectva o získaní prototypov do rokov 2020-2021, možno roky 2025-2030 považovať za realistickejšie dátumy výskytu sľubných laserových zbraní na lietadlových lodiach. Do tejto doby možno očakávať vzhľad laserových zbraní s kapacitou asi 100 kW v prevádzke s bojovými lietadlami, do roku 2040 sa výkon môže zvýšiť na 300-500 kW.
Prítomnosť niekoľkých programov laserových zbraní v americkom letectve súčasne naznačuje ich vysoký záujem o tento typ zbraní a znižuje riziká pre letectvo, ak jeden alebo viac projektov zlyhá.
Aké sú dôsledky výskytu laserových zbraní na palube taktických lietadiel? Vzhľadom na možnosti moderných radarových a optických navádzacích systémov to v prvom rade zabezpečí sebaobranu bojovníka pred prichádzajúcimi nepriateľskými raketami. Ak je na palube laser s výkonom 100-300 kW, je možné pravdepodobne zničiť 2-4 rakety typu vzduch-vzduch alebo zem-vzduch. V kombinácii s raketovými zbraňami typu CUDA sa výrazne zvyšuje šanca lietadla vybaveného laserovými zbraňami prežiť na bojisku.
Maximálne poškodenie laserovými zbraňami je možné spôsobiť raketám s tepelným a optickým navádzaním, pretože ich výkon priamo závisí od fungovania citlivej matice. Použitie optických filtrov na určitú vlnovú dĺžku nepomôže, pretože nepriateľ bude s najväčšou pravdepodobnosťou používať lasery rôznych typov, pričom všetky filtre nie je možné realizovať. Absorpcia laserovej energie filtrom s výkonom asi 100 kW navyše pravdepodobne spôsobí jeho zničenie.
Rakety s radarovou navádzacou hlavou budú zasiahnuté, ale na kratší dosah. Nie je známe, ako bude rádiopriehľadná kapotáž reagovať na vysokovýkonné laserové žiarenie, môže byť na takýto účinok citlivá.
V tomto prípade je jedinou šancou nepriateľa, ktorého lietadlo nie je vybavené laserovými zbraňami, „nabiť“protivníka toľkými raketami vzduch-vzduch, ktoré laserové zbrane a protirakety CUDA nedokážu spoločne zachytiť.
Vzhľad výkonných laserov v lietadlách „vynuluje“všetky existujúce prenosné raketové systémy protivzdušnej obrany (MANPADS) s tepelným navádzaním, ako sú „Igla“alebo „Stinger“, výrazne zníži možnosti systémov protivzdušnej obrany s raketami s optickým alebo tepelným navádzaním, a bude vyžadovať zvýšenie počtu rakiet v salve. Laserové rakety s dlhým dosahom s najväčšou pravdepodobnosťou môžu byť zasiahnuté aj laserom, t.j. zvýši sa aj ich spotreba pri streľbe na lietadlo vybavené laserovými zbraňami.
Vďaka použitiu anti-laserovej ochrany na raketách vzduch-vzduch a raketách zem-vzduch budú ťažšie a väčšie, čo ovplyvní ich dosah a ovládateľnosť. Nemali by ste sa spoliehať na zrkadlový povlak, nebude z neho prakticky žiadny zmysel, budú potrebné úplne iné riešenia.
V prípade prechodu z leteckého boja na manévrovanie krátkeho dosahu bude mať lietadlo s laserovými zbraňami na palube nepopierateľnú výhodu. V blízkej vzdialenosti bude systém navádzania laserového lúča schopný zamerať lúč na zraniteľné body nepriateľského lietadla - pilotné, optické a radarové stanice, ovládacie prvky, zbrane na vonkajšom závese. V mnohých ohľadoch to vyvracia potrebu super-manévrovateľnosti, pretože bez ohľadu na to, ako sa otočíte, stále nahradíte jednu alebo druhú stranu a posun laserového lúča bude mať zámerne vyššiu uhlovú rýchlosť.
Vybavenie strategických bombardérov (raketonosných bombardérov) obrannými laserovými zbraňami výrazne ovplyvní situáciu vo vzduchu. V dávnych dobách bolo neoddeliteľnou súčasťou strategického bombardéra rýchlopalné letecké delo v chvoste lietadla. V budúcnosti sa od neho upustilo v prospech inštalácie pokročilých systémov elektronického boja. Avšak aj kradmý alebo nadzvukový bombardér, ak ho detegujú nepriateľské stíhačky, bude pravdepodobne zostrelený. Jediným efektívnym riešením je teraz vypustiť raketové zbrane mimo zónu pôsobenia protivzdušnej obrany a nepriateľských lietadiel.
Vzhľad laserových zbraní v obrannej výzbroji bombardéra môže situáciu radikálne zmeniť. Ak je na stíhačku možné nainštalovať jeden laser s výkonom 100-300 kW, potom na bombardér takýchto komplexov je možné nainštalovať 2-4 jednotky. To umožní súčasne vykonávať sebaobranu od 4 do 16 nepriateľských rakiet útočiacich z rôznych smerov. Je potrebné vziať do úvahy skutočnosť, že vývojári aktívne pracujú na možnosti spoločného použitia laserových zbraní z niekoľkých žiaričov, jedného cieľa naraz. V súlade s tým koordinovaná práca laserových zbraní s celkovým výkonom 400 kW - 1, 2 MW umožní bombardéru zničiť útočiace stíhače zo vzdialenosti 50 - 100 km.
Zvýšenie výkonu a účinnosti laserov do roku 2040-2050 by mohlo oživiť myšlienku ťažkého lietadla, podobnú tej, ktorá bola vyvinutá v sovietskom projekte A-60 a americkom programe ABL. Ako prostriedok protiraketovej obrany proti balistickým raketám je nepravdepodobné, že by bol účinný, ale môžu mu byť priradené rovnako dôležité úlohy.
Pri inštalácii na palubu druhu „laserovej batérie“vrátane 5-10 laserov s výkonom 500 kW-1 MW bude celkový výkon laserového žiarenia, na ktoré sa môže nosič sústrediť, 5-10 MW. To si efektívne poradí s takmer akýmikoľvek vzdušnými cieľmi na vzdialenosť 200-500 km. Do zoznamu cieľov budú zaradené predovšetkým lietadlá AWACS, elektronické bojové lietadlá, tankovacie lietadlá a potom taktické lietadlá s posádkou a bez posádky.
Pri oddelenom použití laserov môže byť zachytené veľké množstvo cieľov, ako sú riadené strely, rakety vzduch-vzduch alebo rakety zem-vzduch.
K čomu môže viesť nasýtenie vzdušného bojiska bojovými lasermi a ako to ovplyvní vzhľad bojového letectva?
Potreba tepelnej ochrany, ochranné clony pre senzory, zvýšenie hmotnostných a rozmerových charakteristík použitých zbraní môže viesť k zvýšeniu veľkosti taktického letectva, zníženiu ovládateľnosti lietadiel a ich zbraní. Ľahké bojové lietadlo s posádkou zmizne ako trieda.
Nakoniec môžete získať niečo ako „lietajúce pevnosti“druhej svetovej vojny, zabalené do tepelnej ochrany, vyzbrojené laserovými zbraňami namiesto guľometov a vysoko chránenými raketami namiesto leteckých bômb.
Implementácii laserových zbraní bráni mnoho prekážok, ale aktívne investície v tomto smere naznačujú, že sa dosiahnu pozitívne výsledky. Na ceste takmer 50 rokov, od začiatku prvých prác na leteckých laserových zbraniach, a až do dnešných dní sa technologické možnosti výrazne zvýšili. Objavili sa nové materiály, pohony, napájacie zdroje, výpočtový výkon sa zvýšil o niekoľko rádov a teoretická základňa sa rozšírila.
Zostáva dúfať, že nielen Spojené štáty a ich spojenci budú mať sľubné laserové zbrane, ale že vstúpia do služby u ruského letectva včas.
