L'Air Force (Air Force) è sempre in prima linea nel progresso scientifico e tecnologico. Non sorprende che armi ad alta tecnologia come i laser non abbiano aggirato questo tipo di forze armate.
La storia delle armi laser sulle portaerei inizia negli anni '70 del XX secolo. La società americana Avco Everett ha creato un laser gas-dinamico con una potenza di 30-60 kW, le cui dimensioni hanno permesso di posizionarlo a bordo di un grande aereo. L'aereo cisterna KS-135 è stato scelto come tale. Il laser è stato installato nel 1973, dopo di che l'aereo ha ricevuto lo status di laboratorio volante e la designazione NKC-135A L'installazione del laser è stata posizionata nella fusoliera. Una carenatura è installata nella parte superiore del corpo, che copriva la torretta rotante con un radiatore e un sistema di designazione del bersaglio.
Nel 1978, la potenza del laser di bordo è stata aumentata di 10 volte e anche la fornitura del fluido di lavoro per il laser e il carburante è stata aumentata per garantire il tempo di radiazione di 20-30 secondi. Nel 1981 furono fatti i primi tentativi di colpire con un raggio laser un bersaglio volante senza pilota "Rrebee" e un missile aria-aria "Sidewinder", che si concluse invano.
Il velivolo fu nuovamente modernizzato e nel 1983 furono ripetuti i test. Durante i test, cinque missili Sidewinder che volavano in direzione dell'aereo a una velocità di 3218 km / h sono stati distrutti da un raggio laser dell'NKC-135A. Durante altri test nello stesso anno, il laser NKC-135A ha distrutto un bersaglio subsonico BQM-34A, che a bassa quota simulava un attacco a una nave della Marina degli Stati Uniti.
Nello stesso periodo in cui veniva creato l'aereo NKC-135A, l'URSS ha anche elaborato un progetto per un aereo da trasporto di armi laser: il complesso A-60, descritto nella prima parte dell'articolo. Al momento, lo stato dei lavori su questo programma è sconosciuto.
Nel 2002 è stato aperto un nuovo programma negli Stati Uniti - ABL (Airborne Laser) per posizionare armi laser sugli aerei. Il compito principale del programma è creare una componente aerea del sistema di difesa antimissile (ABM) per distruggere i missili balistici nemici nella fase iniziale del volo, quando il missile è più vulnerabile. Per questo, era necessario ottenere un raggio di distruzione del bersaglio dell'ordine di 400-500 km.
Come vettore è stato scelto un grande aereo Boeing 747, che, dopo la modifica, ha ricevuto il nome di prototipo Attack Laser modello 1-A (YAL-1A). A bordo sono state montate quattro installazioni laser: un laser a scansione, un laser per garantire un puntamento preciso, un laser per analizzare l'effetto dell'atmosfera sulla distorsione della traiettoria del raggio e il principale laser da combattimento ad alta energia HEL (High Energy Laser).
Il laser HEL è costituito da 6 moduli energetici: laser chimici con un mezzo di lavoro a base di ossigeno e iodio metallico, che genera radiazioni con una lunghezza d'onda di 1,3 micron. Il sistema di puntamento e messa a fuoco comprende 127 specchi, lenti e filtri luminosi. La potenza del laser è di circa un megawatt.
Il programma ha incontrato numerose difficoltà tecniche, con costi superiori a ogni aspettativa e oscillanti tra i sette ei tredici miliardi di dollari. Durante lo sviluppo del programma, sono stati ottenuti risultati limitati, in particolare, sono stati distrutti diversi missili balistici da addestramento con un motore a razzo a propellente liquido (LPRE) e combustibile solido. Il raggio di distruzione era di circa 80-100 km.
Il motivo principale per la chiusura del programma può essere considerato l'uso di un laser chimico volutamente poco promettente. Le munizioni laser HEL sono limitate dalle forniture di componenti chimici a bordo e ammontano a 20-40 "colpi". Quando il laser HEL è in funzione, viene generata un'enorme quantità di calore, che viene rimossa all'esterno tramite un ugello Laval, che crea un flusso di gas riscaldati che fuoriesce ad una velocità di 5 volte la velocità del suono (1800 m / s). La combinazione di alte temperature e componenti laser esplosivi può portare a conseguenze tragiche.
Lo stesso accadrà con il programma russo A-60, se si continuerà a utilizzare il laser gas-dinamico precedentemente sviluppato.
Tuttavia, il programma ABL non può essere considerato del tutto inutile. Nel corso di esso, è stata acquisita una preziosa esperienza sul comportamento della radiazione laser nell'atmosfera, sono stati sviluppati nuovi materiali, sistemi ottici, sistemi di raffreddamento e altri elementi che saranno richiesti in futuri progetti promettenti di armi laser aeree ad alta energia.
Come già accennato nella prima parte dell'articolo, attualmente si tende ad abbandonare i laser chimici a favore dei laser a stato solido e a fibra, per i quali non è necessario portare con sé una munizione separata, e l'alimentazione fornita dal il vettore laser è sufficiente.
Ci sono diversi programmi laser in volo negli Stati Uniti. Uno di questi programmi è il programma per lo sviluppo di moduli di armi laser per l'installazione su aerei da combattimento e velivoli senza pilota - HEL, implementato per ordine dell'agenzia DARPA da General Atomics Aeronautical System e Textron Systems.
General Atomics Aeronautica sta lavorando con Lockheed Martin per sviluppare un progetto di laser liquido. Alla fine del 2007, il prototipo ha raggiunto i 15 kW. Textron Systems sta lavorando al proprio prototipo per un laser a stato solido a base di ceramica chiamato ThinZag.
Il risultato finale del programma dovrebbe essere un modulo laser da 75-150 kW sotto forma di contenitore, in cui sono installate batterie agli ioni di litio, un sistema di raffreddamento a liquido, emettitori laser, nonché un sistema di convergenza, guida e ritenzione del raggio sul bersaglio. I moduli possono essere integrati per ottenere la potenza finale richiesta.
Come tutti i programmi di sviluppo di armi ad alta tecnologia, il programma HEL deve far fronte a ritardi di attuazione.
Nel 2014, Lockheed Martin, insieme a DARPA, ha iniziato i test di volo della promettente arma laser Aero-adaptive Aero-optic Beam Control (ABC) per portaerei. Nell'ambito di questo programma, le tecnologie per la guida di armi laser ad alta energia nel raggio di 360 gradi vengono testate su un velivolo da laboratorio sperimentale.
Nel prossimo futuro, l'aeronautica statunitense sta valutando l'integrazione di armi laser sull'ultimo caccia stealth F-35 e in seguito su altri aerei da combattimento. La società Lockheed Martin prevede di sviluppare un laser in fibra modulare con una potenza di circa 100 kW e un fattore di conversione dell'energia elettrica in energia ottica superiore al 40%, con successiva installazione sull'F-35. Per questo, Lockheed Martin e l'US Air Force Research Laboratory hanno firmato un contratto del valore di $ 26,3 milioni. Entro il 2021, Lockheed Martin deve fornire al cliente un prototipo di laser da combattimento, soprannominato SHIELD, che può essere montato sui caccia.
Sono allo studio diverse opzioni per il posizionamento di armi laser sull'F-35. Uno di questi prevede il posizionamento di sistemi laser nella posizione della ventola di sollevamento nell'F-35B o nel grande serbatoio del carburante, che si trova nella stessa posizione nelle varianti F-35A e F-35C. Per l'F-35B, ciò significherà l'eliminazione della possibilità di decollo e atterraggio verticale (modalità STOVL), per l'F-35A e l'F-35C, una corrispondente diminuzione del raggio di volo.
Si propone di utilizzare l'albero motore del motore F-35B, che di solito aziona la ventola del paranco, per azionare un generatore con una capacità superiore a 500 kW (in modalità STOVL, l'albero motore fornisce fino a 20 MW di potenza all'albero al ventilatore di sollevamento). Tale generatore occuperà parte del volume interno della ventola di sollevamento, lo spazio rimanente sarà utilizzato per ospitare sistemi di generazione laser, ottiche, ecc.
Secondo un'altra versione, l'arma laser e il generatore saranno posizionati in modo conforme all'interno del corpo tra le unità esistenti, con l'emissione di radiazioni attraverso un canale in fibra ottica verso la parte anteriore dell'aeromobile.
Un'altra opzione è la possibilità di posizionare armi laser in un contenitore sospeso, simile a quello creato nell'ambito del programma HEL, nel caso in cui si possa creare un laser di caratteristiche accettabili nelle dimensioni date.
In un modo o nell'altro, nel corso del lavoro, possono essere implementate sia quelle discusse sopra che opzioni completamente diverse per implementare l'integrazione di armi laser sull'aereo F-35.
Negli Stati Uniti esistono diverse tabelle di marcia per lo sviluppo di armi laser. Nonostante le dichiarazioni precedentemente rilasciate dall'aeronautica statunitense sull'ottenimento di prototipi entro il 2020-2021, il 2025-2030 può essere considerato date più realistiche per la comparsa di promettenti armi laser sulle portaerei. A questo punto, ci si può aspettare la comparsa di armi laser con una capacità di circa 100 kW in servizio con aerei da combattimento di tipo da combattimento, entro il 2040, la potenza potrebbe aumentare a 300-500 kW.
La presenza di diversi programmi di armi laser nell'aeronautica statunitense contemporaneamente indica il loro alto interesse per questo tipo di arma e riduce i rischi per l'aeronautica militare se uno o più progetti falliscono.
Quali sono le conseguenze della comparsa di armi laser a bordo di aerei tattici? Tenendo conto delle capacità dei moderni sistemi di guida radar e ottica, ciò, prima di tutto, garantirà l'autodifesa del combattente dai missili nemici in arrivo. Se a bordo è presente un laser da 100-300 kW, è probabile che 2-4 missili aria-aria o terra-aria in arrivo possano essere distrutti. In combinazione con armi missilistiche di tipo CUDA, le possibilità di sopravvivenza sul campo di battaglia di un aereo equipaggiato con armi laser sono notevolmente aumentate.
Il massimo danno dalle armi laser può essere inflitto ai missili con guida termica e ottica, poiché le loro prestazioni dipendono direttamente dal funzionamento della matrice sensibile. L'uso di filtri ottici, per una certa lunghezza d'onda, non aiuterà, poiché molto probabilmente il nemico utilizzerà laser di diversi tipi, da tutti i filtri non possono essere realizzati. Inoltre, è probabile che l'assorbimento di energia laser da parte del filtro con una potenza di circa 100 kW ne causi la distruzione.
I missili con una testa di ricerca radar verranno colpiti, ma a una distanza inferiore. Non è noto come reagirà la carenatura radiotrasparente alle radiazioni laser ad alta potenza, potrebbe essere vulnerabile a tale effetto.
In questo caso, l'unica possibilità del nemico, il cui aereo non è equipaggiato con armi laser, è di "riempire" l'avversario con così tanti missili aria-aria che armi laser e antimissili CUDA non possono intercettare congiuntamente.
La comparsa di potenti laser sugli aerei "azzera" tutti i sistemi missilistici di difesa aerea portatili esistenti (MANPADS) con guida termica come "Igla" o "Stinger", ridurrà significativamente le capacità dei sistemi di difesa aerea con missili con guida ottica o termica, e richiederà un aumento del numero di missili in una salva. Molto probabilmente, anche i missili terra-aria dei sistemi di difesa aerea a lungo raggio possono essere colpiti con un laser, ad es. aumenterà anche il loro consumo quando si spara a un aereo equipaggiato con armi laser.
L'uso della protezione anti-laser sui missili aria-aria e terra-aria li renderà più pesanti e più grandi, il che influenzerà la loro portata e manovrabilità. Non dovresti fare affidamento su un rivestimento a specchio, non avrà praticamente alcun senso, saranno necessarie soluzioni completamente diverse.
In caso di transizione dal combattimento aereo alle manovre a corto raggio, un aereo con armi laser a bordo avrà un innegabile vantaggio. A distanza ravvicinata, il sistema di guida del raggio laser sarà in grado di puntare il raggio nei punti vulnerabili dell'aereo nemico: il pilota, le stazioni ottiche e radar, i controlli, le armi su un'imbracatura esterna. Per molti aspetti, questo nega la necessità di una super manovrabilità, poiché non importa come ti giri, continuerai a sostituire l'uno o l'altro lato e lo spostamento del raggio laser avrà una velocità angolare volutamente maggiore.
Equipaggiare i bombardieri strategici (bombardieri che trasportano missili) con armi laser difensive influenzerà in modo significativo la situazione in aria. Ai vecchi tempi, parte integrante di un bombardiere strategico era un cannone aereo a fuoco rapido nella coda di un aereo. In futuro, è stato abbandonato a favore dell'installazione di sistemi avanzati di guerra elettronica. Tuttavia, anche un bombardiere furtivo o supersonico, se rilevato dai caccia nemici, rischia di essere abbattuto. L'unica soluzione efficace ora è lanciare armi missilistiche al di fuori della zona di azione della difesa aerea e degli aerei nemici.
La comparsa di armi laser nell'armamento difensivo di un bombardiere potrebbe cambiare radicalmente la situazione. Se è possibile installare un laser da 100-300 kW su un combattente, è possibile installare 2-4 unità su un bombardiere di tali complessi. Ciò consentirà di eseguire l'autodifesa contemporaneamente da 4 a 16 missili nemici che attaccano da direzioni diverse. È necessario tenere conto del fatto che gli sviluppatori stanno lavorando attivamente sulla possibilità dell'uso congiunto di armi laser da più emettitori, un bersaglio alla volta. Di conseguenza, il lavoro coordinato delle armi laser, con una potenza totale di 400 kW - 1, 2 MW, consentirà al bombardiere di distruggere i combattenti attaccanti da una distanza di 50-100 km.
L'aumento della potenza e dell'efficienza dei laser entro il 2040-2050 potrebbe far rivivere l'idea di un aereo pesante, simile a quello sviluppato nel progetto sovietico A-60 e nel programma americano ABL. Come mezzo di difesa missilistica contro i missili balistici, è improbabile che sia efficace, ma può essere assegnato a compiti altrettanto importanti.
Quando viene installata a bordo una sorta di "batteria laser", comprendente 5-10 laser con una potenza di 500 kW - 1 MW, la potenza totale della radiazione laser, che il vettore può concentrare sul bersaglio, sarà di 5-10 MW. Questo si occuperà efficacemente di quasi tutti i bersagli aerei a una distanza di 200-500 km. Prima di tutto, nell'elenco dei bersagli saranno inclusi gli aerei AWACS, gli aerei da guerra elettronica, i velivoli per il rifornimento di carburante e poi gli aerei tattici con e senza equipaggio.
Nell'uso separato dei laser, è possibile intercettare un gran numero di bersagli come missili da crociera, missili aria-aria o missili terra-aria.
A cosa può portare la saturazione del campo di battaglia aereo con i laser da combattimento e in che modo ciò influenzerà l'aspetto dell'aviazione da combattimento?
La necessità di protezione termica, otturatori protettivi per i sensori, un aumento delle caratteristiche di peso e dimensioni delle armi utilizzate, può portare ad un aumento delle dimensioni dell'aviazione tattica, a una diminuzione della manovrabilità degli aerei e delle loro armi. Gli aerei da combattimento con equipaggio leggero scompariranno come classe.
Alla fine, puoi ottenere qualcosa come "fortezze volanti" della seconda guerra mondiale, avvolte in una protezione termica, armate con armi laser invece di mitragliatrici e missili protetti ad alta velocità invece di bombe ad aria compressa.
Ci sono molti ostacoli all'implementazione delle armi laser, ma investimenti attivi in questa direzione suggeriscono che saranno raggiunti risultati positivi. In un viaggio di quasi 50 anni, dal momento in cui è iniziato il primo lavoro sulle armi laser per l'aviazione, e fino ai giorni nostri, le capacità tecnologiche sono aumentate in modo significativo. Sono comparsi nuovi materiali, unità, alimentatori, la potenza di calcolo è aumentata di diversi ordini di grandezza e la base teorica si è ampliata.
Resta da sperare che non solo gli Stati Uniti e i suoi alleati dispongano di armi laser promettenti, ma che entreranno in servizio con l'aeronautica russa in modo tempestivo.
