La Fuerza Aérea (Fuerza Aérea) está siempre a la vanguardia del progreso científico y tecnológico. No es sorprendente que armas de alta tecnología como los láseres no hayan pasado por alto este tipo de fuerzas armadas.
La historia de las armas láser en los portaaviones comienza en los años 70 del siglo XX. La empresa estadounidense Avco Everett creó un láser dinámico de gas con una potencia de 30-60 kW, cuyas dimensiones permitieron colocarlo a bordo de un avión grande. El avión cisterna KS-135 fue elegido como tal. El láser se instaló en 1973, después de lo cual la aeronave recibió el estatus de laboratorio de vuelo y la designación NKC-135A. La instalación del láser se colocó en el fuselaje. Se instala un carenado en la parte superior de la carrocería, que cubría la torreta giratoria con un radiador y un sistema de designación de objetivos.
En 1978, la potencia del láser a bordo se incrementó 10 veces, y el suministro de fluido de trabajo para el láser y el combustible también se incrementó para asegurar un tiempo de radiación de 20 a 30 segundos. En 1981, se hicieron los primeros intentos de golpear con un rayo láser un objetivo volador no tripulado "Rrebee" y un misil aire-aire "Sidewinder", que terminaron en vano.
La aeronave se modernizó nuevamente y en 1983 se repitieron las pruebas. Durante las pruebas, cinco misiles Sidewinder que volaban en la dirección de la aeronave a una velocidad de 3218 km / h fueron destruidos por un rayo láser del NKC-135A. Durante otras pruebas en el mismo año, el láser NKC-135A destruyó un objetivo subsónico BQM-34A, que a baja altitud simulaba un ataque a un barco de la Armada de los EE. UU.
Casi al mismo tiempo que se estaba creando el avión NKC-135A, la URSS también elaboró un proyecto para un avión portador de armas láser: el complejo A-60, que se describe en la primera parte del artículo. Por el momento, se desconoce el estado del trabajo en este programa.
En 2002, se abrió un nuevo programa en los Estados Unidos: ABL (Airborne Laser) para colocar armas láser en aviones. La tarea principal del programa es crear un componente aéreo del sistema de defensa antimisiles (ABM) para destruir los misiles balísticos enemigos en la fase inicial del vuelo, cuando el misil es más vulnerable. Para ello, se requería obtener un rango de destrucción del objetivo del orden de 400-500 km.
Se eligió un gran avión Boeing 747 como portaaviones, que, después de la modificación, recibió el nombre de prototipo Attack Laser modelo 1-A (YAL-1A). Se montaron cuatro instalaciones láser a bordo: un láser de escaneo, un láser para asegurar una orientación precisa, un láser para analizar el efecto de la atmósfera en la distorsión de la trayectoria del rayo y el láser de alta energía de combate principal HEL (High Energy Laser).
El láser HEL consta de 6 módulos de energía: láseres químicos con un medio de trabajo a base de oxígeno y yodo metálico, que generan radiación con una longitud de onda de 1,3 micrones. El sistema de puntería y enfoque incluye 127 espejos, lentes y filtros de luz. La potencia del láser es de aproximadamente un megavatio.
El programa experimentó numerosas dificultades técnicas, con costos que excedieron todas las expectativas y oscilaron entre siete y trece mil millones de dólares. Durante el desarrollo del programa, se obtuvieron resultados limitados, en particular, se destruyeron varios misiles balísticos de entrenamiento con un motor cohete de propulsante líquido (LPRE) y combustible sólido. El rango de destrucción fue de aproximadamente 80-100 km.
La razón principal del cierre del programa puede considerarse el uso de un láser químico deliberadamente poco prometedor. La munición láser HEL está limitada por el suministro de componentes químicos a bordo y asciende a 20-40 "disparos". Cuando el láser HEL funciona, se genera una gran cantidad de calor, que se elimina al exterior mediante una boquilla Laval, que crea una corriente de gases calientes que fluye a una velocidad 5 veces superior a la del sonido (1800 m / s).. La combinación de altas temperaturas y componentes láser explosivos puede tener consecuencias trágicas.
Lo mismo ocurrirá con el programa ruso A-60, si se continúa utilizando el láser dinámico de gas desarrollado anteriormente.
Sin embargo, el programa ABL no puede considerarse completamente inútil. En el transcurso del mismo, se adquirió una experiencia invaluable sobre el comportamiento de la radiación láser en la atmósfera, se desarrollaron nuevos materiales, sistemas ópticos, sistemas de enfriamiento y otros elementos que serán demandados en futuros proyectos prometedores de armas láser aerotransportadas de alta energía.
Como ya se mencionó en la primera parte del artículo, en la actualidad existe una tendencia a abandonar los láseres químicos en favor de los láseres de estado sólido y de fibra, para los cuales no es necesario llevar una munición separada, y la fuente de alimentación proporcionada por el portador láser es suficiente.
Hay varios programas de láser en el aire en los Estados Unidos. Uno de esos programas es el programa para el desarrollo de módulos de armas láser para su instalación en aviones de combate y vehículos aéreos no tripulados - HEL, implementado por orden de la agencia DARPA por General Atomics Aeronautical System y Textron Systems.
General Atomics Aeronautica está trabajando con Lockheed Martin para desarrollar un proyecto de láser líquido. A finales de 2007, el prototipo alcanzó los 15 kW. Textron Systems está trabajando en su propio prototipo para un láser de estado sólido a base de cerámica llamado ThinZag.
El resultado final del programa debe ser un módulo láser de 75-150 kW en forma de contenedor, en el que se instalen baterías de iones de litio, un sistema de refrigeración líquida, emisores láser, así como un sistema de convergencia, guía y retención del haz. en el objetivo. Se pueden integrar módulos para obtener la potencia final requerida.
Como todos los programas de desarrollo de armas de alta tecnología, el programa HEL enfrenta retrasos en su implementación.
En 2014, Lockheed Martin, junto con DARPA, comenzaron las pruebas de vuelo del prometedor arma láser Aero-adaptive Aero-optic Beam Control (ABC) para portaaviones. En el marco de este programa, se están probando tecnologías para el guiado de armas láser de alta energía en el rango de 360 grados en un avión de laboratorio experimental.
En un futuro cercano, la Fuerza Aérea de EE. UU. Está considerando la integración de armas láser en el último caza furtivo F-35 y, más tarde, en otros aviones de combate. La compañía Lockheed Martin planea desarrollar un láser de fibra modular con una potencia de aproximadamente 100 kW y un factor de conversión de energía eléctrica en energía óptica de más del 40%, con posterior instalación en el F-35. Para ello, Lockheed Martin y el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de EE. UU. Firmaron un contrato por valor de 26,3 millones de dólares. Para 2021, Lockheed Martin debe proporcionar al cliente un prototipo de láser de combate, denominado SHIELD, que se puede montar en cazas.
Se están considerando varias opciones para la colocación de armas láser en el F-35. Uno de ellos consiste en colocar sistemas láser en la ubicación del ventilador de elevación en el F-35B o en el tanque de combustible grande, que se encuentra en la misma ubicación en las variantes F-35A y F-35C. Para el F-35B, esto significará la eliminación de la posibilidad de despegue y aterrizaje vertical (modo STOVL), para el F-35A y F-35C, una disminución correspondiente en el rango de vuelo.
Se propone utilizar el eje de transmisión del motor F-35B, que generalmente impulsa el ventilador del polipasto, para impulsar un generador con una capacidad de más de 500 kW (en el modo STOVL, el eje de transmisión proporciona hasta 20 MW de potencia del eje al ventilador del polipasto). Dicho generador ocupará parte del volumen interno del ventilador de elevación, el espacio restante se utilizará para acomodar sistemas de generación láser, ópticas, etc.
Según otra versión, el arma láser y el generador se colocarán de manera conforme dentro del cuerpo entre las unidades existentes, con salida de radiación a través de un canal de fibra óptica hacia la parte delantera de la aeronave.
Otra opción es la posibilidad de colocar armas láser en un contenedor suspendido, similar al creado bajo el programa HEL, en el caso de que se pueda crear un láser de características aceptables en las dimensiones dadas.
De una forma u otra, en el transcurso del trabajo, se pueden implementar tanto las discutidas anteriormente como opciones completamente diferentes para implementar la integración de armas láser en el avión F-35.
En los Estados Unidos, existen varias hojas de ruta para el desarrollo de armas láser. A pesar de las declaraciones realizadas anteriormente por la Fuerza Aérea de EE. UU. Sobre la obtención de prototipos para 2020-2021, 2025-2030 pueden considerarse fechas más realistas para la aparición de armas láser prometedoras en portaaviones. En este momento, se puede esperar la aparición de armas láser con una capacidad de aproximadamente 100 kW en servicio con aviones de combate de tipo caza, para 2040, la potencia puede aumentar a 300-500 kW.
La presencia de varios programas de armas láser en la Fuerza Aérea de los Estados Unidos al mismo tiempo indica su alto interés en este tipo de arma y reduce los riesgos para la Fuerza Aérea si uno o más proyectos fracasan.
¿Cuáles son las consecuencias de la aparición de armas láser a bordo de aviones tácticos? Teniendo en cuenta las capacidades de los sistemas de guía óptica y de radar modernos, esto, en primer lugar, garantizará la autodefensa del caza de los misiles enemigos entrantes. Si hay un láser de 100-300 kW a bordo, presumiblemente se pueden destruir 2-4 misiles aire-aire o tierra-aire entrantes. Combinado con armas de misiles tipo CUDA, las posibilidades de que un avión equipado con armas láser sobreviva en el campo de batalla aumentan considerablemente.
El daño máximo de las armas láser se puede infligir a los misiles con guía térmica y óptica, ya que su rendimiento depende directamente del funcionamiento de la matriz sensible. El uso de filtros ópticos, para una determinada longitud de onda, no ayudará, ya que lo más probable es que el enemigo utilice láseres de diferentes tipos, ya que no se puede realizar ningún filtrado. Además, es probable que la absorción de energía láser por el filtro con una potencia de unos 100 kW provoque su destrucción.
Los misiles con un cabezal de radar guía serán alcanzados, pero a un alcance más corto. No se sabe cómo reaccionará el carenado radio-transparente a la radiación láser de alta potencia, puede ser vulnerable a tal efecto.
En este caso, la única posibilidad del enemigo, cuyo avión no está equipado con armas láser, es "llenar" al oponente con tantos misiles aire-aire que las armas láser y los antimisiles CUDA no puedan interceptar conjuntamente.
La aparición de potentes láseres en los aviones "pondrá a cero" todos los sistemas portátiles de misiles de defensa aérea (MANPADS) existentes con guía térmica como "Igla" o "Stinger", reducirá significativamente las capacidades de los sistemas de defensa aérea con misiles con guía óptica o térmica, y requerirá un aumento en el número de misiles en una salva. Lo más probable es que los misiles tierra-aire de los sistemas de defensa aérea de largo alcance también puedan ser golpeados con un láser, es decir, también aumentará su consumo al disparar a un avión equipado con armas láser.
El uso de protección anti-láser en misiles aire-aire y misiles tierra-aire los hará más pesados y más grandes, lo que afectará su alcance y maniobrabilidad. No debe confiar en un revestimiento de espejo, prácticamente no tendrá sentido, se requerirán soluciones completamente diferentes.
En el caso de una transición del combate aéreo a las maniobras de corto alcance, un avión con armas láser a bordo tendrá una ventaja innegable. A corta distancia, el sistema de guía del rayo láser podrá apuntar el rayo a los puntos vulnerables de la aeronave enemiga: el piloto, las estaciones ópticas y de radar, los controles, las armas en una eslinga externa. En muchos aspectos, esto niega la necesidad de supermaniobrabilidad, ya que no importa cómo gire, seguirá sustituyendo uno u otro lado, y el desplazamiento del rayo láser tendrá una velocidad angular deliberadamente más alta.
Equipar bombarderos estratégicos (bombarderos portadores de misiles) con armas láser defensivas afectará significativamente la situación en el aire. En los viejos tiempos, una parte integral de un bombardero estratégico era un cañón de avión de fuego rápido en la cola de un avión. En el futuro, se abandonó en favor de la instalación de sistemas avanzados de guerra electrónica. Sin embargo, incluso un bombardero furtivo o supersónico, si es detectado por cazas enemigos, es probable que sea derribado. La única solución efectiva ahora es lanzar armas de misiles fuera de la zona de acción de la defensa aérea y los aviones enemigos.
La aparición de armas láser en el armamento defensivo de un bombardero podría cambiar radicalmente la situación. Si se puede instalar un láser de 100-300 kW en un caza, entonces se pueden instalar de 2 a 4 unidades en un bombardero de tales complejos. Esto permitirá realizar autodefensas simultáneamente de 4 a 16 misiles enemigos atacando desde diferentes direcciones. Es necesario tener en cuenta el hecho de que los desarrolladores están trabajando activamente en la posibilidad del uso conjunto de armas láser de varios emisores, un objetivo a la vez. En consecuencia, el trabajo coordinado de las armas láser, con una potencia total de 400 kW - 1, 2 MW, permitirá al bombardero destruir a los combatientes atacantes desde una distancia de 50-100 km.
El aumento de la potencia y la eficiencia de los láseres para 2040-2050 podría revivir la idea de un avión pesado, similar al desarrollado en el proyecto soviético A-60 y el programa ABL estadounidense. Como medio de defensa antimisiles contra misiles balísticos, es poco probable que sea eficaz, pero se le pueden asignar tareas igualmente importantes.
Cuando se instala a bordo una especie de "batería láser", que incluye 5-10 láseres con una potencia de 500 kW - 1 MW, la potencia total de radiación láser, que el portador puede concentrar en el objetivo, será de 5-10 MW. Esto se encargará de manera efectiva de casi cualquier objetivo aéreo a una distancia de 200 a 500 km. En primer lugar, los aviones AWACS, los aviones de guerra electrónica, los aviones de repostaje y luego los aviones tácticos tripulados y no tripulados se incluirán en la lista de objetivos.
En el uso separado de láseres, se puede interceptar una gran cantidad de objetivos como misiles de crucero, misiles aire-aire o misiles tierra-aire.
¿A qué puede conducir la saturación del campo de batalla aéreo con láseres de combate y cómo afectará esto a la apariencia de la aviación de combate?
La necesidad de protección térmica, persianas protectoras para sensores, un aumento en las características de peso y tamaño de las armas utilizadas, puede conducir a un aumento en el tamaño de la aviación táctica, una disminución en la maniobrabilidad de los aviones y sus armas. Los aviones de combate tripulados ligeros desaparecerán como clase.
Al final, puede obtener algo así como "fortalezas voladoras" de la Segunda Guerra Mundial, envuelto en protección térmica, armado con armas láser en lugar de ametralladoras y misiles protegidos de alta velocidad en lugar de bombas de aire.
Existen muchos obstáculos para la implementación de armas láser, pero las inversiones activas en esta dirección sugieren que se lograrán resultados positivos. En un viaje de casi 50 años, desde el momento en que se inició el primer trabajo en armas láser de aviación, y hasta la actualidad, las capacidades tecnológicas se han incrementado significativamente. Han aparecido nuevos materiales, unidades, fuentes de alimentación, la potencia informática se ha incrementado en varios órdenes de magnitud y la base teórica se ha expandido.
Es de esperar que no solo Estados Unidos y sus aliados tengan armas láser prometedoras, sino que entren en servicio con la Fuerza Aérea Rusa de manera oportuna.
