Лазеры возвращаются

17.02.2014

Василий Сычев

ВВС США не оставляют идеи вооружиться «лучами смерти». В конце февраля 2013 года авиационное командование обнародовало запрос на информацию о возможности создания лазерного оружия для перспективных истребителей, которые будут стоять на вооружении после 2030-го. Запрос был подготовлен Исследовательской лабораторией ВВС США. Первые испытания боевого лазера для истребителей шестого поколения предполагается провести в 2022 году. Аналогичные разработки ведутся и в России.

Lazer

Согласно требованию военных необходимы независимые от авиационной платформы лазер и система, работающие на высотах от уровня моря до 19,8 тысячи метров на скоростях полета от 0,6 до 2,5 числа Маха (690–2900 км/ч). К октябрю 2014-го технологическая готовность лазера должна достичь четвертого уровня, когда все компоненты системы уже созданы и проходят тесты в лабораториях. Пятый уровень – испытания экспериментальных образцов в воздухе – планируется к 2022 году. На вооружение новые системы поступят после 2030-го. Заинтересованные технологические компании должны представить исследовательской лаборатории не только проекты, но и оценку стоимости.

Согласно запросу на информацию Пентагон интересуют три вида перспективного оружия. Первый – маломощные лазеры, использующиеся для подсветки и сопровождения цели, наведения, противодействия системам наблюдения противника. Второй – лазеры средней мощности для самозащиты самолета от ракет. Третий – аппарат высокой мощности для поражения воздушных и наземных целей.

По данным ВВС США, истребители, вооруженные лазерами, должны относительно свободно действовать в закрытых для полетов зонах или там, где запрещены или ограничены маневры (A2/AD – Anti-access /Aarea Denied Operational Environment). Под этим термином США понимают не только борьбу с ПВО и авиацией противника, но и условия, в которых поставка запчастей и провизии сильно затруднена или вовсе невозможна. Сюда же относится отсутствие политического и финансового влияния в регионе.

Американские ВВС и ВМС начали формировать список требований к боевым лазерам в начале 2011 года. Финансирование проекта будущих носителей «лучей смерти» начнется в 2015-м, их параметры пока неизвестны. Ранее военные заявляли, что истребители шестого поколения, вероятно, будут гиперзвуковыми с возможностью опционального пилотирования, малозаметными и сверхманевренными. Вероятно, к программе подключатся компании Lockheed Martin и Boeing.

Реабилитация «лучей смерти»

Американцам предстоит пройти долгий путь создания лазеров, решив множество сложных задач. В частности, это размер установок, тип используемых лучей (с химической, оптической, электрической или другой накачкой), энергообеспечение, фокусировка на расстоянии и прицеливание. Лазер футуристичен, но не лишен недостатков. Его предельная дальность ограничена прямой видимостью, то есть за горизонт не постреляешь. А на деле радиус поражения может оказаться еще меньше, так как мощность луча пропорциональна расстоянию, количеству атмосферных возмущений и взвесей в воздухе.

Кроме того, ученым пока не удалось устранить эффект так называемого пробоя в лазерном луче, значительно снижающего его мощность. Не решена и проблема произвольной самофокусировки луча в какой-либо точке пространства. В этом случае боевая установка будет тратить энергию на разогрев воздуха вместо того, чтобы поразить цель. США уже проводили испытания мощного химического лазера в рамках проекта ABL по созданию системы противоракетной обороны. С конца 70-х годов этим занимался консорциум Boeing, Northrop Grumman и Lockheed Martin. Boeing создавал авиационную платформу под лазер, Northrop Grumman разрабатывал саму установку, а Lockheed Martin – подвижную турель и системы точного наведения. В 1985-м прошли наземные испытания, в ходе которых «луч смерти» нагрел и взорвал неподвижный топливный бак на дистанции один километр.

Эта система была смонтирована на специально модифицированном грузовом самолете Boeing 747-400F. ABL состоял из инфракрасных сенсоров для обнаружения целей, трех лазеров и системы линз для фокусировки луча. Два служебных лазера мощностью по 1 кВт использовались для подсветки цели и оценки атмосферного влияния. Третий, боевой, представлял собой кислородно-йодистый химический лазер мощностью 1 МВт. Испытания системы велись практически ежегодно. В 2009-м ABL впервые проверили на баллистических ракетах. B747 с лазером на борту поднялся в воздух с базы «Эдвардс». Ракету-мишень запустили с острова Сан-Николас у побережья Калифорнии, расположенного примерно в 300 километрах от базы. Бортовые системы «Боинга» засекли ее, навели лазеры и направили луч. Задачи сбить ракету не ставилось, военные хотели проверить способности ABL точно наводиться на летящую цель. Специальные системы на мишени зафиксировали точное попадание.

В феврале 2010 года ABL впервые сбил баллистические ракеты на взлете. Самолет с боевым лазером поднялся с морской базы «Пойнт-Мугу» в Калифорнии, а мишени запустили с мобильной платформы в океане и с острова Сан-Николас. Первая ракета была жидкотопливной, вторая – твердотопливной. По данным Агентства противоракетной обороны США, лазерная система на Boeing 747-400F сработала в три этапа. Сначала шесть инфракрасных сенсоров засекли тепловой след разгоняющейся ракеты и служебный лазер подсвечивал ее. Затем был послан слабый луч для оценки влияния атмосферы на рассеяние и точность попадания. Наконец, включился мегаваттный лазер, который и сбил ракету. В общей сложности на все операции было потрачено около двух минут. Спустя час после уничтожения первой цели была сбита и вторая. Последовательность операций сохранилась прежней.

Испытатели выявили несколько негативных моментов. Во-первых, даже кратковременное применение лазера приводило к сильному нагреву турели и фюзеляжа самолета, что при длительной работе чревато авиакатастрофой. Во-вторых, система ABL слишком медлительна и неспособна совершать последовательно несколько выстрелов по разным целям, в том числе из-за перегрева. Эти технические сложности в теории можно было преодолеть, однако Пентагон закрыл проект, все оборудование демонтировали и самолет-носитель отправили на долгосрочное хранение в Аризону.

Если бы программу ABL продолжили, ее эффективность осталась бы сомнительной, требуется многослойная система ПРО, чтобы передовые элементы находились в непосредственной близости от границ государства-противника. Дело в том, что лазерная система противоракетной обороны может успешно применяться против баллистических ракет только в том случае, если те находятся в активной фазе полета, до разделения боеголовки на несколько боевых блоков с индивидуальным наведением. На заключительном этапе полета баллистической ракеты «луч смерти» с большой долей вероятности окажется неэффективным. Светить на отделившиеся боевые блоки до их уничтожения придется очень долго, так как каждый надежно упрятан в углеродный контейнер, выдерживающий сильный нагрев: конструкция изначально рассчитана на нагрев блоков, падающих на землю с гиперзвуковой скоростью.

Также следует учитывать, что многие государства ведут разработки неуязвимых для систем ПРО межконтинентальных баллистических ракет (МБР). Например, Россия сделала ставку на сокращение активной фазы полета, которая сейчас составляет в среднем от трех до пяти минут. Это означает, что установке ABL пришлось бы вести патрулирование прямо на территории России. Разумеется, это невозможно. Несмотря на закрытие проекта ABL, лазерное оружие наряду с развитием беспилотной авиации остается одним из приоритетов армии США. Boeing создает наземную установку Laser Avenger, которая монтируется на армейский автомобиль Humvee. Испытания показали, что устройство способно уничтожать мины, неподвижные цели и БЛА на разных дальностях. Сами дроны планируется вооружить боевыми лазерами, в том числе перспективный палубный реактивный беспилотник X-47B UCAS-D.

Новое – хорошо забытое старое

Россия тоже решила возобновить разработку боевого авиационного лазера, способного поражать самолеты, спутники и баллистические ракеты. СССР создавал оружие подобного типа еще в 70-х годах. Вообще в Советском Союзе заинтересовались боевыми лазерами в середине 60-х, и к 1973 году было создано специальное конструкторское бюро. Первую установку воздушного базирования разместили на опытном самолете А-60 на базе транспортника Ил-76. Свой первый полет с лазером на борту он совершил в 1983-м. В 1984 году советские летчики поразили лучом первую воздушную мишень, и к 1991-му испытатели имели уже два А-60. Но затем финансирование кончилось и программа была заморожена.

Работы в конструкторских бюро велись фактически по личной инициативе сотрудников. Только в 2009 году о возобновлении работ над авиационным лазером заявил действительный академический советник Академии инженерных наук России Юрий Зайцев. Речь шла все о той же воздушной лаборатории А-60, на которой разместили «ослепляющий лазер». Его задача – воздействие на оптические головки самонаведения баллистических ракет и спутниковые системы наблюдения. Однако пока нет информации о том, удалось ли добиться каких-либо успехов. В 2011 году проект вновь оставили без финансирования, а оборудование с единственного оставшегося А-60 частично демонтировали.

Финансирование лазерных разработок в интересах Минобороны России возобновилось в 2012 году. Теперь на А-60 планируется установить более мощный аппарат. Имеются в виду новые блоки установки 1ЛК222, разработанной «Химпромавтоматикой» (в наземном варианте – «Сокол-Эшелон»). Ее испытания планировались на 2013 год, но сначала носитель должен пройти модернизацию. В военном ведомстве пока не определились, на какие типы самолетов ставить боевые лазеры. Вероятно, это будут военно-транспортные самолеты и бомбардировщики.

Кроме А-60, в России велись многие другие интересные программы. В начале 90-х годов был создан прототип мобильной лазерной пушки на базе самоходной гаубицы «Мста-С». В основе проекта под названием 1К17 «Сжатие» использовался многоканальный твердотельный лазер. По неподтвержденным данным, специально для «Сжатия» был выращен искусственный цилиндрический кристалл рубина массой 30 килограммов. Существует и версия, что телом лазера послужил алюмоиттриевый гранат с добавками неодима.

В 1993 году проект был остановлен. С учетом возросшей сейчас заинтересованности Минобороны перспективными разработками многие наземные и воздушные лазерные комплексы вполне могут получить вторую жизнь. Под подобные цели в октябре 2012-го вице-премьер РФ Дмитрий Рогозин инициировал создание Фонда перспективных исследований. Судя по всему, он не станет жалеть денег на высокорискованные научные исследования и разработки.

Василий Сычев

18.12.2013


Лазеры наземного базирования

По мнению разработчиков из передовых технологических держав, наземные лучевые установки способны обеспечить прикрытие театра военных действий (ТВД) от средств поражения противника и защитить личный состав. России на фоне США и Западной Европы пока похвастаться нечем.

По традиции лидерами в этой области являются США. В частности, «Локхид Мартин» уже в течение трех лет на собственные средства создает опытную систему ADAM (Area Defense Anti-Munitions) для защиты от неуправляемых ракет, беспилотных летательных аппаратов (БЛА) и малоразмерных скоростных катеров. Система может захватывать их на сопровождение на дальности свыше пяти километров, а уничтожать – двух километров. Она действует как автономный комплекс при защите от атакующих ракет, способна перехватывать БЛА при управлении от дополнительной системы.

За океаном

Система создана с применением имеющихся на рынке аппаратных средств, которые интегрированы с архитектурой управления пучком лазера, а также с программным обеспечением и алгоритмами, разработанными специалистами «Локхид Мартин» для противодействия угрозам на ТВД. В прототипе ADAM применяется коммерческий волоконный лазер мощностью 10 кВт. Другие аппаратные средства, в том числе устройство управления пучком и связанные с ним датчики, также относятся к комплектующим с рынка. В течение следующих нескольких месяцев планируется провести дополнительные испытания системы ADAM и определить возможности ее усовершенствования.

lazer

По оценкам экспертов, компания смогла наглядно продемонстрировать, что коммерческий 10-киловаттный лазер совместно с инновационным программным обеспечением управления пучком обладает достаточной мощностью для противодействия угрозам на ближнем рубеже обороны. Мощность 10 кВт сегодня является наивысшей при однорежимной работе и для коммерческих лазеров ее достаточно, как и имеющихся характеристик пучка. Разумеется, при нейтрализации более сложных угроз типа мин или артиллерийских снарядов потребуется большая мощность.

Управление ADAM осуществляется с одного портативного компьютера при минимальном обслуживающем персонале. Кроме того, оно может быть интегрировано в более высокий эшелон боевого управления и пользовательский интерфейс. Сама система размещается в установленном на автомобиле контейнере, хотя спецификация на боевую систему пока не разработана.

В ходе испытаний на полигоне «Локхид Мартин» в Калифорнии ADAM выполнил несколько задач. В 2012 году были уничтожены дрон «Оспри» с размахом крыла примерно 3,5 метра и 11 малокалиберных неуправляемых ракет. Лазерная система захватывала, сопровождала и перехватывала каждую ракету на удалении примерно два километра, как и предусмотрено оперативным сценарием.
В марте-апреле 2013 года система успешно перехватила восемь запущенных ракет на дальности примерно 1,5 километра, сопровождала несколько БЛА на больших дистанциях, демонстрируя возможности аппаратуры.

В декабре уходящего года армия США завершила серию успешных испытаний установленного на автомобильном шасси мобильного демонстратора высокоэнергетического лазера HEL MD (High Energy Laser Mobile Demonstrator) по перехвату минометных мин и беспилотников. Испытания проводились на ракетном полигоне Уайт-Сэндс (штат Нью-Мексико) с 18 ноября по 10 декабря. За это время было успешно перехвачено свыше 90 мин и несколько БЛА.

По словам представителей командования ракетно-космической обороны и стратегического командования, серия полигонных испытаний стала первой масштабной демонстрацией системы HEL MD в автомобильной конфигурации, включающей лазер и устройство управления пучком. При этом применялась усовершенствованная многорежимная РЛС, которая обеспечивала обнаружение и сопровождение воздушных целей, выдавала команды на излучение поражающего импульса.

Помимо «Локхид Мартин» в лазерных разработках последние пять лет активно участвуют компании «Боинг» и «Нортроп Грумман». В 2009 году они получили серию соответствующих контрактов с Пентагоном. Испытания прототипов небольшой и средней мощности завершились в испытательном центре высокоэнергетических лазеров на полигоне Уайт-Сэндс в 2011 году с обнадеживающими результатами по захвату, сопровождению и поражению снарядов. В октябре 2012 года обе компании получили от командования ракетно-космической обороны очередной контракт на продолжение разработки наземного боевого лазера. В рамках соглашения в комплекс HEL MD интегрирован твердотельный лазер мощностью 10 кВт, проведены работы по дальнейшему наращиванию мощности.

К концу 2013 года на Уайт-Сэндс завершилась проверка прототипа высокомощного наземного оружия направленной передачи энергии. Представители армии сообщили, что подтвердилась возможность мобильного твердотельного лазерного оружия противодействовать минометам и БЛА, а также аппаратуре наблюдения и разведки на беспилотниках. В ближайшей перспективе на платформу HEL MD будет интегрирован лазер 50, а затем и 100 кВт. Вспомогательные термо- и энергосистемы модернизируют под эти мощности. Исследователи ожидают, что значительно возрастет эффективная дальность действия системы или уменьшится время ее воздействия на цель. Отметим, что «Боинг» работает не только для армии, но и для ВМС и ВВС.

В Европе

Созданием наземного лазерного оружия также занимаются некоторые высокоразвитые западноевропейские страны. В частности, в Швейцарии и Германии действует проект наземного HEL (High-Energy Laser) компании «Рейнметалл дифенс» (Rheinmetall Defence). 10-киловаттный лазер опробовали еще в 2011 году, а в ноябре 2012-го на полигоне Оксенбоден в Швейцарии испытали новую высокоэнергетическую систему мощностью 50 кВт. Здесь отрабатывали последовательность операций – от обнаружения и сопровождения цели до перехвата.

Компания применяла технологию концентрации на цели пучков нескольких отдельных высокомощных лазеров. Для статических и динамических испытаний использовалась 30-кВт установка на турели зенитной пушки револьверного типа производства «Рейнметалл», а также станция мощностью 20 кВт на неподвижной турели. Статическая конфигурация обеспечивала выходную мощность 50 кВт, что дало пробитие пучком стальной балки толщиной 15 миллиметров на расстоянии 1000 метров. При выходной мощности 30 кВт в динамических испытаниях удалось разрушить стальной шар диаметром 82 миллиметра, перемещающийся со скоростью 50 метров в секунду. На дальности два километра лазер уничтожил пикирующие со скоростью 50 метров в секунду БЛА.

Эксперты отмечают, что проведенные «Рейнметалл дифенс» испытания показали, как далеко в последние годы продвинулся уровень разработок в области военных лазерных систем. В ноябре 2011-го компания проверяла систему мощностью 10 кВт, состоящую из двух лазеров по 5 кВт. А спустя два года исследователи оперируют мощностями 60 кВт и утверждают, что с технической точки зрения нет проблем для появления в перспективе системы мощностью 100 кВт. Так, в 2015-м планируются испытания прототипа мощностью 120 кВт, а к 2020 году может появиться полноценная лазерная система противодействия ракетам, артиллерийским снарядам и минам.

Параллельно компания «MBDA Германия» (MBDA Germany) добилась успеха со своим демонстратором мощностью 10 кВт. Испытания проводились в рамках программы C-RAM (Counter Rocket Artillery Mortar) на полигоне в Оберйеттенберге. Пучок мощностью 10 кВт в реальных условиях окружающей среды достиг движущейся цели на расстоянии 2300 метров и высоте 1000 метров, причем его параметры остались на высоком уровне.

Эксперты полагают, что полученные результаты имеют важное значение в борьбе с ракетными, артиллерийскими и минометными средствами поражения на поле боя. Прежде всего потому, что им трудно противостоять из-за высокой скорости подлета и незначительных демаскирующих признаков, как у минометных снарядов. Требуемые дальности перехвата превышают один километр, средства противодействия должны иметь высокую скорость. Так что лазерное оружие в наибольшей степени подходит для решения этой сложной технической задачи.

Лазеру поля боя требуется высокая выходная мощность высококачественного пучка на дальности один – три километра. MBDA Germany уже испытала установку, в которой мощность 40 кВт достигнута за счет запатентованной схемы соединения пучков волоконно-оптических лазеров. Этот метод геометрической взаимосвязи (geometric coupling principle) не имеет в мире аналогов, обеспечивает низкую расходимость пучка на большом удалении от источника излучения.

Система MBDA Germany прожигала корпус минометной мины и стальную пластину толщиной 40 миллиметров в течение нескольких секунд, а также продемонстрировала большие возможности по сопровождению цели. Представители компании выражают удовлетворение характеристиками лучей, высокой точностью и малыми потерями при сведении в один пучок. Успехи обеих компаний дали надежду специалистам, что высокомощное лазерное оружие вскоре станет важным фактором боевых операций и защиты войск от средств поражения.

Руководитель подразделения MBDA Germany по развитию рынков
и бизнеса Петер Хейльмейер заявил: «Лазерное оружие характеризуется высокой точностью на больших дальностях действия, минимальной стоимостью эксплуатации и отсутствием побочных разрушений при поражении целей».

«MBDA Германия» возглавляет европейский консорциум, который занимается аналогичными разработками, проект финансируется за счет собственных средств и при поддержке федерального бюро по оборонным технологиям и закупкам (BWB). Общее руководство программой с 2009 года осуществляет Европейское оборонное агентство (EDA – European Defence Agency).

Николай Новичков

25.12.2015

✏ Оставить комментарий

Приобрести книги по скидкам:







  • Архивы