Air Force (Air Force) je vždy v popředí vědeckého a technologického pokroku. Není divu, že tak high-tech zbraně, jako jsou lasery, tento typ ozbrojených sil neobcházely.
Historie laserových zbraní na letadlových lodích začíná v 70. letech 20. století. Americká společnost Avco Everett vytvořila plynový dynamický laser o výkonu 30-60 kW, jehož rozměry umožňovaly jeho umístění na palubu velkého letadla. Jako takový byl vybrán tankerový letoun KS-135. Laser byl instalován v roce 1973, poté letoun získal status létající laboratoře a označení NKC-135A. Laserová instalace byla umístěna v trupu. V horní části těla je instalována kapotáž, která zakryla otáčející se věž chladičem a systémem označování cílů.
V roce 1978 se výkon palubního laseru zvýšil 10krát a také se zvýšila dodávka pracovní tekutiny pro laser a palivo, aby se zajistila doba záření 20-30 sekund. V roce 1981 byly provedeny první pokusy zasáhnout laserovým paprskem létající bezpilotní cíl „Rrebee“a raketu vzduch-vzduch „Sidewinder“, které skončily marně.
Letoun byl znovu modernizován a v roce 1983 se zkoušky opakovaly. Během testů bylo laserem z NKC-135A zničeno pět raket Sidewinder létajících ve směru letounu rychlostí 3218 km / h. Při dalších testech ve stejném roce laser NKC-135A zničil podzvukový cíl BQM-34A, který v malé výšce simuloval útok na loď amerického námořnictva.
Přibližně ve stejné době, kdy vznikal letoun NKC-135A, vypracoval SSSR také projekt laserového letadlového letounu-komplexu A-60, který je popsán v první části článku. V tuto chvíli není znám stav práce na tomto programu.
V roce 2002 byl ve Spojených státech otevřen nový program - ABL (Airborne Laser) pro umístění laserových zbraní do letadel. Hlavním úkolem programu je vytvořit vzdušnou součást systému protiraketové obrany (ABM), která zničí nepřátelské balistické střely v počáteční fázi letu, kdy je raketa nejzranitelnější. K tomu bylo požadováno dosažení cílového dosahu ničení řádově 400-500 km.
Jako nosič byl vybrán velký letoun Boeing 747, který po úpravě dostal název prototyp Attack Laser model 1-A (YAL-1A). Na palubu byly namontovány čtyři laserové instalace - skenovací laser, laser pro zajištění přesného zaměření, laser pro analýzu vlivu atmosféry na zkreslení trajektorie paprsku a hlavní bojový vysokoenergetický laser HEL (High Energy Laser).
Laser HEL se skládá ze 6 energetických modulů - chemických laserů s pracovním médiem na bázi kyslíku a kovového jodu, generujících záření o vlnové délce 1,3 mikronu. Zaměřovací a zaostřovací systém obsahuje 127 zrcadel, čoček a světelných filtrů. Výkon laseru je asi jeden megawatt.
Program zažil řadu technických potíží, přičemž náklady překročily všechna očekávání a pohybovaly se od sedmi do třinácti miliard dolarů. Během vývoje programu byly získány omezené výsledky, zejména bylo zničeno několik cvičných balistických raket s raketovým motorem na kapalné palivo (LPRE) a tuhým palivem. Rozsah zničení byl asi 80-100 km.
Za hlavní důvod uzavření programu lze považovat použití záměrně neperspektivního chemického laseru. Laserová munice HEL je omezena dodávkami chemických komponent na palubě a činí 20–40 „výstřelů“. Když laser HEL funguje, generuje se obrovské množství tepla, které je odváděno ven pomocí Lavalovy trysky, která vytváří proud ohřátých plynů proudící rychlostí 5krát vyšší než rychlost zvuku (1800 m / s). Kombinace vysokých teplot a výbušných laserových komponent může vést k tragickým následkům.
Totéž se stane s ruským programem A-60, pokud bude pokračovat pomocí dříve vyvinutého plynového dynamického laseru.
Program ABL však nelze považovat za zcela zbytečný. V jeho průběhu byly získány neocenitelné zkušenosti o chování laserového záření v atmosféře, byly vyvinuty nové materiály, optické systémy, chladicí systémy a další prvky, které budou žádané v budoucích slibných projektech vysokoenergetických vzdušných laserových zbraní.
Jak již bylo zmíněno v první části článku, v současné době existuje tendence upouštět od chemických laserů ve prospěch pevných a vláknových laserů, u nichž není nutné nosit samostatnou muniční zátěž, a napájení dodávaného laserem dopravce je dostačující.
Ve Spojených státech existuje několik leteckých laserových programů. Jedním z takových programů je program pro vývoj modulů laserových zbraní pro instalaci na bojová letadla a bezpilotní prostředky - HEL, realizovaný na objednávku agentury DARPA společnostmi General Atomics Aeronautical System a Textron Systems.
General Atomics Aeronautica spolupracuje s Lockheed Martin na vývoji projektu kapalného laseru. Do konce roku 2007 dosáhl prototyp 15 kW. Společnost Textron Systems pracuje na vlastním prototypu polovodičového laseru na keramické bázi s názvem ThinZag.
Konečným výsledkem programu by měl být laserový modul 75-150 kW ve formě kontejneru, ve kterém jsou nainstalovány lithium-iontové baterie, kapalinový chladicí systém, laserové zářiče a také systém konvergence paprsku, naváděcí a retenční systém na cíl. Moduly lze integrovat pro získání požadovaného konečného výkonu.
Stejně jako všechny high-tech programy vývoje zbraní čelí program HEL zpoždění implementace.
V roce 2014 zahájila společnost Lockheed Martin společně s DARPA letové zkoušky slibné laserové zbraně Aero-adaptive Aero-optic Beam Control (ABC) pro letadlové lodě. V rámci tohoto programu se na experimentálním laboratorním letadle testují technologie pro vedení vysokoenergetických laserových zbraní v rozsahu 360 stupňů.
Americké vojenské letectvo v blízké budoucnosti zvažuje integraci laserových zbraní na nejnovější stíhací letoun F-35 a později i na další bojová letadla. Společnost Lockheed Martin plánuje vyvinout modulární vláknový laser s výkonem asi 100 kW a konverzním faktorem mezi elektrickými a optickými prvky přes 40%s následnou instalací na letoun F-35. Za tímto účelem společnost Lockheed Martin a výzkumná laboratoř amerického letectva podepsaly smlouvu v hodnotě 26,3 milionu dolarů. Do roku 2021 musí společnost Lockheed Martin poskytnout zákazníkovi prototyp bojového laseru, přezdívaného SHIELD, který lze namontovat na stíhačky.
Uvažuje se o několika možnostech umístění laserových zbraní na letounu F-35. Jeden z nich zahrnuje umístění laserových systémů na místo zvedacího ventilátoru v letounu F-35B nebo velké palivové nádrži, která se nachází na stejném místě u variant F-35A a F-35C. U letounů F-35B to bude znamenat odstranění možnosti vertikálního vzletu a přistání (režim STOVL), u letounů F-35A a F-35C odpovídající snížení letového dosahu.
Navrhuje se použít hnací hřídel motoru F-35B, který obvykle pohání zdvihací ventilátor, k pohonu generátoru s výkonem více než 500 kW (v režimu STOVL poskytuje hnací hřídel až 20 MW výkonu hřídele ventilátoru). Takový generátor zabere část vnitřního objemu zvedacího ventilátoru, zbývající prostor bude použit pro umístění laserových generačních systémů, optiky atd.
Podle jiné verze budou laserová zbraň a generátor konformně umístěny uvnitř těla mezi stávajícími jednotkami s vyzařováním přes kanál optických vláken do přední části letadla.
Další možností je možnost umístění laserových zbraní do zavěšeného kontejneru, podobného tomu, který byl vytvořen v rámci programu HEL, pro případ, že by v daných rozměrech mohl být vytvořen laser přijatelných charakteristik.
Tak či onak, v průběhu práce mohou být implementovány jak ty, které byly diskutovány výše, tak zcela odlišné možnosti implementace integrace laserových zbraní do letounu F-35.
Ve Spojených státech existuje několik plánů vývoje laserových zbraní. Navzdory dřívějším prohlášením amerického letectva o získávání prototypů do let 2020–2021 lze považovat období 2025–2030 za realističtější data pro výskyt slibných laserových zbraní na letadlových lodích. Do této doby lze očekávat vzhled laserových zbraní s kapacitou asi 100 kW ve výzbroji bojových letounů, do roku 2040 se výkon může zvýšit na 300-500 kW.
Přítomnost několika programů laserových zbraní v americkém letectvu současně naznačuje jejich velký zájem o tento typ zbraní a snižuje rizika pro letectvo, pokud jeden nebo více projektů selže.
Jaké jsou důsledky výskytu laserových zbraní na palubě taktických letadel? S ohledem na schopnosti moderních radarových a optických naváděcích systémů to v první řadě zajistí sebeobranu bojovníka před příchozími nepřátelskými raketami. Pokud je na palubě laser o výkonu 100-300 kW, lze pravděpodobně zničit 2–4 rakety typu vzduch-vzduch nebo země-vzduch. V kombinaci s raketovými zbraněmi typu CUDA se výrazně zvyšuje šance letadla s laserovými zbraněmi přežít na bojišti.
Maximální poškození laserových zbraní může být způsobeno raketám s tepelným a optickým naváděním, protože jejich výkon přímo závisí na fungování citlivé matice. Použití optických filtrů pro určitou vlnovou délku nepomůže, protože nepřítel s největší pravděpodobností použije lasery různých typů, ze všech filtrování nelze realizovat. Navíc absorpce laserové energie filtrem o výkonu asi 100 kW pravděpodobně způsobí jeho zničení.
Střely s radarovou naváděcí hlavou budou zasaženy, ale na kratší vzdálenost. Není známo, jak bude radioprůhledná kapotáž reagovat na vysoce výkonné laserové záření, může být vůči takovému účinku náchylná.
V tomto případě je jedinou šancí nepřítele, jehož letadlo není vybaveno laserovými zbraněmi, „naplnit“protivníka tolika raketami vzduch-vzduch, které laserové zbraně a protirakety CUDA nemohou společně zachytit.
Vzhled výkonných laserů na letadlech „vynuluje“všechny stávající přenosné raketové systémy protivzdušné obrany (MANPADS) s tepelným naváděním, jako je „Igla“nebo „Stinger“, výrazně sníží možnosti systémů protivzdušné obrany s raketami s optickým nebo tepelným naváděním, a bude vyžadovat zvýšení počtu střel v salvě. S největší pravděpodobností mohou být rakety země-vzduch dlouhého doletu zasaženy také laserem, tj. zvýší se také jejich spotřeba při střelbě na letadlo vybavené laserovými zbraněmi.
Použití protilaserové ochrany na raketách vzduch-vzduch a raketách země-vzduch způsobí, že budou těžší a větší, což ovlivní jejich dosah a ovladatelnost. Neměli byste spoléhat na zrcadlový povlak, nebude z něj mít prakticky žádný smysl, budou vyžadována zcela jiná řešení.
V případě přechodu ze vzdušného boje na manévrování krátkého dosahu bude mít letadlo s laserovými zbraněmi na palubě nepopiratelnou výhodu. V blízké vzdálenosti bude systém navádění laserového paprsku schopen zaměřit paprsek na zranitelná místa nepřátelského letadla - pilotní, optické a radarové stanice, ovládací prvky, zbraně na vnějším závěsu. V mnoha ohledech to vyvrací potřebu super-manévrovatelnosti, protože bez ohledu na to, jak se otočíte, budete stále nahrazovat jednu nebo druhou stranu a posunutí laserového paprsku bude mít záměrně vyšší úhlovou rychlost.
Vybavení strategických bombardérů (raketonosných bombardérů) obrannými laserovými zbraněmi výrazně ovlivní situaci ve vzduchu. Za starých časů bylo nedílnou součástí strategického bombardéru rychlopalné letadlo v zadní části letadla. V budoucnu se od toho upustilo ve prospěch instalace pokročilých systémů elektronického boje. Nicméně i tajný nebo nadzvukový bombardér, pokud jej odhalí nepřátelští bojovníci, bude pravděpodobně sestřelen. Jediným efektivním řešením je nyní vypustit raketové zbraně mimo zónu působení protivzdušné obrany a nepřátelských letadel.
Vzhled laserových zbraní v obranné výzbroji bombardéru mohl situaci radikálně změnit. Pokud lze na stíhačku instalovat jeden laser o výkonu 100-300 kW, pak lze na bombardér takových komplexů nainstalovat 2-4 jednotky. To umožní provádět sebeobranu současně od 4 do 16 nepřátelských raket útočících z různých směrů. Je třeba vzít v úvahu skutečnost, že vývojáři aktivně pracují na možnosti společného používání laserových zbraní z několika vysílačů, pro jeden cíl. V souladu s tím koordinovaná práce laserových zbraní s celkovým výkonem 400 kW - 1, 2 MW umožní bombardéru zničit útočící stíhače ze vzdálenosti 50-100 km.
Zvýšení výkonu a účinnosti laserů do roku 2040–2050 by mohlo oživit myšlenku těžkého letadla, podobnou té, která byla vyvinuta v sovětském projektu A-60 a americkém programu ABL. Jako prostředek protiraketové obrany proti balistickým střelám je nepravděpodobné, že by byl účinný, ale lze mu přiřadit stejně důležité úkoly.
Když je na palubu nainstalován jakýsi „laserový akumulátor“, včetně 5–10 laserů o výkonu 500 kW-1 MW, bude celkový výkon laserového záření, které se nosič může soustředit na cíl, 5–10 MW. Účinně si tak poradí s téměř jakýmikoli vzdušnými cíli na vzdálenost 200–500 km. Do seznamu cílů budou nejprve zařazena letadla AWACS, letadla elektronického boje, tankovací letadla a poté taktická letadla s posádkou i bez posádky.
Při samostatném používání laserů lze zachytit velké množství cílů, jako jsou řízené střely, rakety vzduch-vzduch nebo rakety země-vzduch.
K čemu může nasycení leteckého bojiště bojovými lasery vést a jak to ovlivní vzhled bojového letectví?
Potřeba tepelné ochrany, ochranných rolet pro senzory, zvýšení hmotnostních a velikostních charakteristik použitých zbraní může vést ke zvýšení velikosti taktického letectví, snížení manévrovatelnosti letadel a jejich zbraní. Lehká bojová letadla s lidskou posádkou zmizí jako třída.
Nakonec můžete získat něco jako „létající pevnosti“druhé světové války, zabalené do tepelných štítů, vyzbrojené laserovými zbraněmi místo kulometů a vysokorychlostními chráněnými raketami místo leteckých bomb.
Zavádění laserových zbraní brání mnoho, ale aktivní investice v tomto směru naznačují, že bude dosaženo pozitivních výsledků. Na cestě téměř 50 let, od chvíle, kdy začala první práce na leteckých laserových zbraních, a až do dnešních dnů se technologické možnosti výrazně zvýšily. Objevily se nové materiály, pohony, napájecí zdroje, výpočetní výkon se zvýšil o několik řádů a teoretická základna se rozšířila.
Zbývá doufat, že nejen Spojené státy a jejich spojenci budou mít slibné laserové zbraně, ale že včas vstoupí do služby u ruského letectva.
