Die Air Force (Air Force) ist immer an der Spitze des wissenschaftlichen und technologischen Fortschritts. Es ist nicht verwunderlich, dass solche Hightech-Waffen wie Laser diese Art von Streitkräften nicht umgangen haben.
Die Geschichte der Laserwaffen auf Flugzeugträgern beginnt in den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts. Die amerikanische Firma Avco Everett hat einen gasdynamischen Laser mit einer Leistung von 30-60 kW entwickelt, dessen Abmessungen es ermöglichten, ihn an Bord eines großen Flugzeugs zu platzieren. Als solches wurde das Tankflugzeug KS-135 gewählt. Der Laser wurde 1973 installiert, danach erhielt das Flugzeug den Status eines fliegenden Labors und die Bezeichnung NKC-135A. Die Laserinstallation wurde im Rumpf platziert. Im oberen Teil der Karosserie ist eine Verkleidung installiert, die den rotierenden Turm mit einem Kühler und einem Zielbezeichnungssystem bedeckt.
Bis 1978 wurde die Leistung des Onboard-Lasers um das Zehnfache erhöht und auch die Zufuhr von Arbeitsflüssigkeit für Laser und Treibstoff wurde erhöht, um die Bestrahlungszeit von 20-30 Sekunden zu gewährleisten. 1981 wurden die ersten Versuche unternommen, mit einem Laserstrahl ein fliegendes unbemanntes Ziel "Rrebee" und eine Luft-Luft-Rakete "Sidewinder" zu treffen, was jedoch vergeblich endete.
Das Flugzeug wurde erneut modernisiert und 1983 wurden die Tests wiederholt. Während der Tests wurden fünf Sidewinder-Raketen, die mit einer Geschwindigkeit von 3218 km / h in Richtung des Flugzeugs flogen, durch einen Laserstrahl des NKC-135A zerstört. Während anderer Tests im selben Jahr zerstörte der NKC-135A-Laser ein BQM-34A-Unterschallziel, das in geringer Höhe einen Angriff auf ein Schiff der US-Marine simulierte.
Ungefähr zur gleichen Zeit, als das Flugzeug NKC-135A entwickelt wurde, arbeitete die UdSSR auch ein Projekt für ein Laserwaffenträgerflugzeug aus - den A-60-Komplex, der im ersten Teil des Artikels beschrieben wird. Der Stand der Arbeiten an diesem Programm ist derzeit nicht bekannt.
Im Jahr 2002 wurde in den Vereinigten Staaten ein neues Programm eröffnet - ABL (Airborne Laser) zum Platzieren von Laserwaffen in Flugzeugen. Die Hauptaufgabe des Programms besteht darin, eine Luftkomponente des Raketenabwehrsystems (ABM) zu schaffen, um feindliche ballistische Raketen in der Anfangsphase des Fluges zu zerstören, wenn die Rakete am verwundbarsten ist. Dazu war es erforderlich, eine Zielzerstörungsreichweite in der Größenordnung von 400-500 km zu erreichen.
Als Träger wurde ein großes Boeing 747-Flugzeug gewählt, das nach der Modifikation den Namen Prototyp Attack Laser Model 1-A (YAL-1A) erhielt. An Bord waren vier Laserinstallationen montiert - ein Scanning-Laser, ein Laser zur Gewährleistung einer genauen Zielerfassung, ein Laser zur Analyse der Auswirkungen der Atmosphäre auf die Verzerrung der Strahlbahn und der Hauptkampf-Hochenergielaser HEL (High Energy Laser).
Der HEL-Laser besteht aus 6 Energiemodulen - chemischen Lasern mit einem Arbeitsmedium auf Basis von Sauerstoff und Metalljod, die Strahlung mit einer Wellenlänge von 1,3 Mikrometer erzeugen. Das Ziel- und Fokussiersystem umfasst 127 Spiegel, Linsen und Lichtfilter. Die Laserleistung beträgt etwa ein Megawatt.
Das Programm hatte zahlreiche technische Schwierigkeiten, wobei die Kosten alle Erwartungen übertrafen und zwischen sieben und dreizehn Milliarden Dollar lagen. Während der Entwicklung des Programms wurden nur begrenzte Ergebnisse erzielt, insbesondere wurden mehrere ballistische Trainingsraketen mit einem Flüssigtreibstoffraketenmotor (LPRE) und Festbrennstoff zerstört. Die Reichweite der Zerstörung betrug etwa 80-100 km.
Als Hauptgrund für die Schließung des Programms kann der Einsatz eines bewusst wenig erfolgversprechenden chemischen Lasers angesehen werden. Die HEL-Lasermunition ist durch die Lieferung chemischer Komponenten an Bord begrenzt und beträgt 20-40 "Schüsse". Beim Betrieb des HEL-Lasers wird eine enorme Wärmemenge erzeugt, die mit einer Laval-Düse nach außen abgeführt wird, wodurch ein Strom erhitzter Gase erzeugt wird, der mit einer 5-fachen Schallgeschwindigkeit (1800 m / s) ausströmt.. Die Kombination von hohen Temperaturen und feuerexplosiven Laserkomponenten kann zu tragischen Folgen führen.
Das gleiche wird mit dem russischen A-60-Programm passieren, wenn es mit dem zuvor entwickelten gasdynamischen Laser weitergeführt wird.
Das ABL-Programm kann jedoch nicht als völlig nutzlos angesehen werden. Dabei wurden unschätzbare Erfahrungen zum Verhalten von Laserstrahlung in der Atmosphäre gesammelt, neue Materialien, optische Systeme, Kühlsysteme und andere Elemente entwickelt, die bei zukünftigen vielversprechenden Projekten von hochenergetischen luftgestützten Laserwaffen gefragt sein werden.
Wie bereits im ersten Teil des Artikels erwähnt, gibt es derzeit die Tendenz, chemische Laser zugunsten von Festkörper- und Faserlasern aufzugeben, für die Sie keine separate Munition mitführen müssen, und die Stromversorgung durch die Laserträger ist ausreichend.
In den Vereinigten Staaten gibt es mehrere luftgestützte Laserprogramme. Eines dieser Programme ist das Programm zur Entwicklung von Laserwaffenmodulen zum Einbau in Kampfflugzeuge und unbemannte Luftfahrzeuge - HEL, das im Auftrag der DARPA-Agentur von General Atomics Aeronautical System und Textron Systems durchgeführt wurde.
General Atomics Aeronautica arbeitet mit Lockheed Martin an der Entwicklung eines Flüssiglaserprojekts. Bis Ende 2007 erreichte der Prototyp 15 kW. Textron Systems arbeitet an einem eigenen Prototyp für einen keramikbasierten Festkörperlaser namens ThinZag.
Das Endergebnis des Programms sollte ein 75-150 kW Lasermodul in Form eines Containers sein, in dem Lithium-Ionen-Batterien installiert sind, ein Flüssigkeitskühlsystem, Laserstrahler sowie ein Strahlkonvergenz-, Führungs- und Haltesystem am Ziel. Module können integriert werden, um die erforderliche Endleistung zu erhalten.
Wie alle High-Tech-Waffenentwicklungsprogramme sieht sich auch das HEL-Programm mit Verzögerungen bei der Umsetzung konfrontiert.
2014 begann Lockheed Martin zusammen mit DARPA mit Flugtests der vielversprechenden Laserwaffe Aero-adaptive Aero-optic Beam Control (ABC) für Flugzeugträger. Im Rahmen dieses Programms werden Technologien zur Führung von hochenergetischen Laserwaffen im Bereich von 360 Grad an einem experimentellen Laborflugzeug getestet.
In naher Zukunft erwägt die US Air Force die Integration von Laserwaffen in den neuesten Tarnkappenjäger F-35 und später in andere Kampfflugzeuge. Die Firma Lockheed Martin plant die Entwicklung eines modularen Faserlasers mit einer Leistung von ca. 100 kW und einem Umwandlungsfaktor von elektrischer Energie in optische Energie von über 40 % mit anschließender Installation auf der F-35. Dafür unterzeichneten Lockheed Martin und das US Air Force Research Laboratory einen Vertrag über 26,3 Millionen US-Dollar. Bis 2021 muss Lockheed Martin dem Kunden einen Prototyp eines Kampflasers namens SHIELD zur Verfügung stellen, der an Jägern montiert werden kann.
Mehrere Optionen für die Platzierung von Laserwaffen auf der F-35 werden in Betracht gezogen. Eine davon ist die Platzierung von Lasersystemen an der Stelle des Hubgebläses bei der F-35B oder des großen Kraftstofftanks, der sich bei den Varianten F-35A und F-35C an derselben Stelle befindet. Für die F-35B bedeutet dies den Wegfall der Möglichkeit des senkrechten Starts und der Landung (STOVL-Modus), für die F-35A und F-35C eine entsprechende Verringerung der Flugreichweite.
Es wird vorgeschlagen, die Antriebswelle des F-35B-Motors, der normalerweise das Hubgebläse antreibt, zum Antrieb eines Generators mit einer Leistung von mehr als 500 kW zu verwenden (im STOVL-Modus liefert die Antriebswelle bis zu 20 MW Wellenleistung zum Hubgebläse). Ein solcher Generator nimmt einen Teil des Innenvolumens des Hubgebläses ein, der verbleibende Platz wird zur Unterbringung von Lasererzeugungssystemen, Optiken usw. verwendet.
Gemäß einer anderen Version werden die Laserwaffe und der Generator konform im Inneren des Körpers zwischen den vorhandenen Einheiten platziert, wobei die Strahlung durch einen Glasfaserkanal an die Vorderseite des Flugzeugs abgegeben wird.
Eine andere Möglichkeit ist die Möglichkeit, Laserwaffen in einem hängenden Container zu platzieren, ähnlich dem, der im Rahmen des HEL-Programms erstellt wurde, falls ein Laser mit akzeptablen Eigenschaften in den angegebenen Abmessungen hergestellt werden kann.
So oder so lassen sich im Laufe der Arbeit sowohl die oben diskutierten als auch ganz unterschiedliche Möglichkeiten zur Umsetzung der Integration von Laserwaffen in das Flugzeug F-35 umsetzen.
In den USA gibt es mehrere Roadmaps für die Entwicklung von Laserwaffen. Trotz der zuvor gemachten Aussagen der US-Luftwaffe zum Erhalt von Prototypen bis 2020-2021 können 2025-2030 als realistischere Termine für das Auftauchen vielversprechender Laserwaffen auf Flugzeugträgern angesehen werden. Zu diesem Zeitpunkt kann man mit dem Erscheinen von Laserwaffen mit einer Leistung von etwa 100 kW im Einsatz bei Kampfflugzeugen des Jagdtyps rechnen, bis 2040 kann die Leistung auf 300-500 kW steigen.
Die gleichzeitige Präsenz mehrerer Laserwaffenprogramme bei der US Air Force zeigt ihr hohes Interesse an diesem Waffentyp und reduziert die Risiken für die Air Force, wenn ein oder mehrere Projekte scheitern.
Welche Folgen hat das Auftauchen von Laserwaffen an Bord von taktischen Flugzeugen? Unter Berücksichtigung der Fähigkeiten moderner Radar- und optischer Leitsysteme wird dies vor allem die Selbstverteidigung des Jägers vor ankommenden feindlichen Raketen gewährleisten. Befindet sich ein 100-300 kW Laser an Bord, können vermutlich 2-4 ankommende Luft-Luft- oder Boden-Luft-Raketen zerstört werden. In Kombination mit CUDA-Raketenwaffen werden die Überlebenschancen eines mit Laserwaffen ausgestatteten Flugzeugs auf dem Schlachtfeld erheblich erhöht.
Der maximale Schaden durch Laserwaffen kann Raketen mit thermischer und optischer Führung zugefügt werden, da ihre Leistung direkt von der Funktion der empfindlichen Matrix abhängt. Die Verwendung optischer Filter für eine bestimmte Wellenlänge wird nicht helfen, da der Feind höchstwahrscheinlich Laser verschiedener Typen verwenden wird, da alle Filterungen nicht realisiert werden können. Außerdem führt die Absorption von Laserenergie durch den Filter mit einer Leistung von etwa 100 kW wahrscheinlich zu dessen Zerstörung.
Raketen mit einem Radarzielsuchkopf werden getroffen, jedoch in geringerer Reichweite. Es ist nicht bekannt, wie die funktransparente Verkleidung auf Hochleistungslaserstrahlung reagiert, sie kann anfällig für einen solchen Effekt sein.
In diesem Fall besteht die einzige Chance des Gegners, dessen Flugzeug nicht mit Laserwaffen ausgestattet ist, darin, den Gegner mit so vielen Luft-Luft-Raketen „aufzufüllen“, dass Laserwaffen und CUDA-Abwehrraketen nicht gemeinsam abfangen können.
Das Erscheinen leistungsstarker Laser in Flugzeugen wird alle bestehenden tragbaren Flugabwehrraketensysteme (MANPADS) mit thermischer Führung wie "Igla" oder "Stinger" "zersetzen", die Fähigkeiten von Luftverteidigungssystemen mit Flugkörpern mit optischer oder thermischer Führung erheblich reduzieren. und erfordert eine Erhöhung der Anzahl von Raketen in einer Salve. Höchstwahrscheinlich können auch Boden-Luft-Raketen von Langstrecken-Luftverteidigungssystemen mit einem Laser getroffen werden, d.h. ihr Verbrauch beim Beschuss eines mit Laserwaffen ausgestatteten Flugzeugs wird ebenfalls zunehmen.
Die Verwendung von Anti-Laser-Schutz bei Luft-Luft-Raketen und Boden-Luft-Raketen macht sie schwerer und größer, was ihre Reichweite und Manövrierfähigkeit beeinträchtigt. Auf eine Verspiegelung sollten Sie sich nicht verlassen, es macht praktisch keinen Sinn, es sind ganz andere Lösungen erforderlich.
Im Falle eines Übergangs vom Luftkampf zum Manöver auf kurze Distanz wird ein Flugzeug mit Laserwaffen an Bord einen unbestreitbaren Vorteil haben. Im Nahbereich kann das Laserstrahlleitsystem den Strahl auf die verwundbaren Stellen des feindlichen Flugzeugs richten - den Piloten, optische und Radarstationen, Kontrollen, Waffen an einer externen Schlinge. Damit entfällt in vielerlei Hinsicht die Notwendigkeit einer Super-Manövrierfähigkeit, denn egal wie man umdreht, man ersetzt immer noch die eine oder andere Seite und die Verschiebung des Laserstrahls hat eine bewusst höhere Winkelgeschwindigkeit.
Die Ausrüstung strategischer Bomber (Raketenbomber) mit defensiven Laserwaffen wird die Situation in der Luft erheblich beeinflussen. Früher war eine Schnellfeuerkanone im Heck eines Flugzeugs ein wesentlicher Bestandteil eines strategischen Bombers. In Zukunft wurde es zugunsten der Installation fortschrittlicher elektronischer Kriegsführungssysteme aufgegeben. Aber selbst ein Tarn- oder Überschallbomber wird wahrscheinlich abgeschossen, wenn er von feindlichen Jägern entdeckt wird. Die einzige wirksame Lösung besteht jetzt darin, Raketenwaffen außerhalb des Aktionsbereichs der Luftverteidigung und feindlicher Flugzeuge abzufeuern.
Das Auftauchen von Laserwaffen in der Abwehrbewaffnung eines Bombers könnte die Situation radikal verändern. Wenn ein 100-300-kW-Laser an einem Jäger installiert werden kann, können 2-4 Einheiten an einem Bomber solcher Komplexe installiert werden. Dies ermöglicht die gleichzeitige Selbstverteidigung von 4 bis 16 feindlichen Raketen, die aus verschiedenen Richtungen angreifen. Es ist zu berücksichtigen, dass die Entwickler aktiv an der Möglichkeit des gemeinsamen Einsatzes von Laserwaffen mehrerer Emittenten für ein Ziel nach dem anderen arbeiten. Dementsprechend ermöglicht die koordinierte Arbeit von Laserwaffen mit einer Gesamtleistung von 400 kW - 1,2 MW dem Bomber, angreifende Jäger aus einer Entfernung von 50-100 km zu zerstören.
Die Steigerung der Leistung und Effizienz von Lasern bis 2040-2050 könnte die Idee eines schweren Flugzeugs wiederbeleben, ähnlich dem, das im sowjetischen A-60-Projekt und dem amerikanischen ABL-Programm entwickelt wurde. Als Mittel zur Raketenabwehr gegen ballistische Flugkörper ist es unwahrscheinlich, wirksam zu sein, aber es können ebenso wichtige Aufgaben übertragen werden.
Wenn an Bord eine Art "Laserbatterie" installiert ist, die 5-10 Laser mit einer Leistung von 500 kW - 1 MW umfasst, beträgt die Gesamtleistung der Laserstrahlung, die der Träger auf das Ziel konzentrieren kann, 5-10 MW. Dies wird effektiv mit fast allen Luftzielen in einer Entfernung von 200-500 km fertig werden. In die Zielliste werden zunächst AWACS-Flugzeuge, elektronische Kampfflugzeuge, Betankungsflugzeuge und dann bemannte und unbemannte taktische Flugzeuge aufgenommen.
Beim separaten Einsatz von Lasern kann eine Vielzahl von Zielen wie Marschflugkörper, Luft-Luft-Raketen oder Boden-Luft-Raketen abgefangen werden.
Wozu kann die Sättigung des Luftgefechtsfeldes mit Kampflasern führen und wie wird sich dies auf das Erscheinungsbild der Kampffliegerei auswirken?
Der Bedarf an Wärmeschutz, Schutzblenden für Sensoren, eine Erhöhung der Gewichts- und Größeneigenschaften der verwendeten Waffen kann zu einer Vergrößerung der taktischen Luftfahrt und einer Verringerung der Manövrierfähigkeit von Flugzeugen und ihren Waffen führen. Leichte bemannte Kampfflugzeuge werden als Klasse verschwinden.
Am Ende bekommt man so etwas wie "Fliegende Festungen" des Zweiten Weltkriegs, eingehüllt in Wärmeschutz, bewaffnet mit Laserwaffen statt Maschinengewehren und geschützten Hochgeschwindigkeitsraketen statt Luftbomben.
Es gibt viele Hindernisse für die Einführung von Laserwaffen, aber aktive Investitionen in diese Richtung lassen darauf schließen, dass positive Ergebnisse erzielt werden. Auf einer Reise von fast 50 Jahren, von dem Moment an, als die ersten Arbeiten an Laserwaffen für die Luftfahrt begannen, haben sich die technologischen Fähigkeiten bis heute erheblich verbessert. Neue Materialien, Laufwerke, Netzteile sind aufgetaucht, die Rechenleistung ist um mehrere Größenordnungen gestiegen und die theoretische Basis hat sich erweitert.
Es bleibt zu hoffen, dass nicht nur die USA und ihre Verbündeten über vielversprechende Laserwaffen verfügen, sondern auch rechtzeitig bei der russischen Luftwaffe in Dienst gestellt werden.
