Siły Powietrzne (Siły Powietrzne) są zawsze w czołówce postępu naukowego i technologicznego. Nic dziwnego, że tak zaawansowana technologicznie broń, jak lasery, nie ominęła tego typu sił zbrojnych.
Historia broni laserowej na lotniskowcach zaczyna się w latach 70. XX wieku. Amerykańska firma Avco Everett stworzyła laser gazowo-dynamiczny o mocy 30-60 kW, którego wymiary umożliwiły umieszczenie go na pokładzie dużego samolotu. Jako taki wybrano tankowiec KS-135. Laser został zainstalowany w 1973 roku, po czym samolot otrzymał status laboratorium latającego i oznaczenie NKC-135A. Instalację laserową umieszczono w kadłubie. W górnej części korpusu zamontowana jest owiewka, która osłania obrotową wieżę chłodnicą i systemem oznaczania celu.
Do 1978 roku moc lasera pokładowego została zwiększona 10 razy, a także zwiększono dopływ płynu roboczego do lasera i paliwa, aby zapewnić czas naświetlania 20-30 sekund. W 1981 roku podjęto pierwsze próby trafienia wiązką laserową w latający cel bezzałogowy „Rrebee” i pocisk powietrze-powietrze „Sidewinder”, które zakończyły się bezskutecznie.
Samolot został ponownie zmodernizowany iw 1983 roku powtórzono testy. Podczas testów pięć pocisków Sidewinder lecących w kierunku samolotu z prędkością 3218 km/h zostało zniszczonych przez wiązkę laserową z NKC-135A. Podczas innych testów w tym samym roku laser NKC-135A zniszczył cel poddźwiękowy BQM-34A, który na małej wysokości symulował atak na okręt US Navy.
Mniej więcej w tym samym czasie, gdy powstawał samolot NKC-135A, ZSRR opracował również projekt samolotu nośnika broni laserowej - kompleksu A-60, który opisano w pierwszej części artykułu. W tej chwili stan prac nad tym programem jest nieznany.
W 2002 roku w Stanach Zjednoczonych otwarto nowy program - ABL (Airborne Laser) do umieszczania broni laserowej na samolotach. Głównym zadaniem programu jest stworzenie powietrznego komponentu systemu obrony przeciwrakietowej (ABM) do niszczenia wrogich rakiet balistycznych w początkowej fazie lotu, kiedy pocisk jest najbardziej wrażliwy. W tym celu konieczne było uzyskanie zasięgu rażenia celu rzędu 400-500 km.
Na lotniskowiec wybrano duży samolot Boeing 747, który po modyfikacji otrzymał nazwę prototyp Attack Laser model 1-A (YAL-1A). Na pokładzie zamontowano cztery instalacje laserowe - laser skanujący, laser zapewniający dokładne celowanie, laser do analizy wpływu atmosfery na zniekształcenie trajektorii wiązki oraz główny bojowy laser wysokoenergetyczny HEL (High Energy Laser).
Laser HEL składa się z 6 modułów energetycznych - laserów chemicznych z czynnikiem roboczym opartym na tlenie i jodze metalu, generujących promieniowanie o długości fali 1,3 mikrona. System celowania i ustawiania ostrości składa się ze 127 luster, soczewek i filtrów świetlnych. Moc lasera wynosi około jednego megawata.
Program napotkał wiele trudności technicznych, a koszty przekroczyły wszelkie oczekiwania i wynosiły od siedmiu do trzynastu miliardów dolarów. Podczas opracowywania programu osiągnięto ograniczone wyniki, w szczególności zniszczono kilka treningowych pocisków balistycznych z silnikiem rakietowym na paliwo ciekłe (LPRE) i paliwem stałym. Zasięg zniszczeń wynosił około 80-100 km.
Za główny powód zamknięcia programu można uznać użycie celowo mało obiecującego lasera chemicznego. Amunicja do lasera HEL jest ograniczona zapasami komponentów chemicznych na pokładzie i wynosi 20-40 "strzałów". Podczas pracy lasera HEL generowana jest ogromna ilość ciepła, które odprowadzane jest na zewnątrz za pomocą dyszy Lavala, która wytwarza strumień ogrzanych gazów wypływający z prędkością 5-krotną prędkość dźwięku (1800 m/s). Połączenie wysokich temperatur i wybuchowych elementów lasera może prowadzić do tragicznych konsekwencji.
To samo stanie się z rosyjskim programem A-60, jeśli będzie on kontynuowany przy użyciu opracowanego wcześniej lasera gazowo-dynamicznego.
Jednak programu ABL nie można uznać za całkowicie bezużyteczny. W jego trakcie zdobyto bezcenne doświadczenie dotyczące zachowania się promieniowania laserowego w atmosferze, opracowano nowe materiały, układy optyczne, systemy chłodzenia i inne elementy, które będą potrzebne w przyszłych obiecujących projektach wysokoenergetycznej broni laserowej w powietrzu.
Jak już wspomniano w pierwszej części artykułu, obecnie istnieje tendencja do odchodzenia od laserów chemicznych na rzecz laserów półprzewodnikowych i światłowodowych, do których nie trzeba nosić osobnej amunicji, a zasilanie zapewniane przez nośnik laserowy jest wystarczający.
W Stanach Zjednoczonych istnieje kilka programów związanych z laserami powietrznymi. Jednym z takich programów jest program rozwoju modułów broni laserowej do instalacji na samolotach bojowych i bezzałogowych statkach powietrznych - HEL, realizowany na zlecenie agencji DARPA przez General Atomics Aeronautical System i Textron Systems.
General Atomics Aeronautica współpracuje z Lockheed Martin nad projektem ciekłego lasera. Pod koniec 2007 roku prototyp osiągnął moc 15 kW. Textron Systems pracuje nad własnym prototypem lasera na ciele stałym na bazie ceramiki o nazwie ThinZag.
Efektem końcowym programu powinien być moduł laserowy o mocy 75-150 kW w postaci kontenera, w którym zainstalowane są baterie litowo-jonowe, układ chłodzenia cieczą, emitery laserowe, a także układ zbieżności, naprowadzania i retencji wiązki na cel. Moduły można integrować w celu uzyskania wymaganej mocy końcowej.
Podobnie jak wszystkie programy rozwoju broni zaawansowanej technologicznie, program HEL boryka się z opóźnieniami w realizacji.
W 2014 roku Lockheed Martin wraz z DARPA rozpoczął testy w locie obiecującej broni laserowej Aero-adaptacyjnej kontroli wiązki optyczno-optycznej (ABC) dla lotniskowców. W ramach tego programu na eksperymentalnym samolocie laboratoryjnym testowane są technologie naprowadzania wysokoenergetycznej broni laserowej w zakresie 360 stopni.
W najbliższej przyszłości Siły Powietrzne USA rozważają integrację broni laserowej w najnowszym myśliwcu stealth F-35, a później w innych samolotach bojowych. Firma Lockheed Martin planuje opracować modułowy laser światłowodowy o mocy około 100 kW i współczynniku konwersji energii elektrycznej na energię optyczną ponad 40%, z późniejszą instalacją na F-35. W tym celu Lockheed Martin i Laboratorium Badawcze Sił Powietrznych USA podpisały kontrakt o wartości 26,3 mln USD. Do 2021 roku Lockheed Martin musi dostarczyć klientowi prototyp lasera bojowego o nazwie SHIELD, który będzie można zamontować na myśliwcach.
Rozważa się kilka opcji umieszczenia broni laserowej na F-35. Jednym z nich jest umieszczenie systemów laserowych w lokalizacji wentylatora podnośnika w F-35B lub dużego zbiornika paliwa, który znajduje się w tym samym miejscu w wariantach F-35A i F-35C. Dla F-35B będzie to oznaczać usunięcie możliwości pionowego startu i lądowania (tryb STOVL), dla F-35A i F-35C odpowiednie zmniejszenie zasięgu lotu.
Proponuje się wykorzystanie wału napędowego silnika F-35B, który zwykle napędza wentylator wyciągowy, do napędu generatora o mocy ponad 500 kW (w trybie STOVL wał napędowy zapewnia do 20 MW mocy na wale do wentylatora wciągnika). Taki generator zajmie część wewnętrznej objętości wentylatora podnoszącego, pozostała przestrzeń zostanie wykorzystana na umieszczenie systemów generowania lasera, optyki itp.
Według innej wersji broń laserowa i generator zostaną umieszczone konformalnie wewnątrz korpusu wśród istniejących jednostek, z wyjściem promieniowania przez kanał światłowodowy na przód samolotu.
Inną opcją jest możliwość umieszczenia broni laserowej w podwieszanym pojemniku, podobnym do tworzonego w ramach programu HEL, w przypadku, gdyby w danych wymiarach można było stworzyć laser o akceptowalnych parametrach.
Tak czy inaczej, w toku prac można zaimplementować zarówno te omówione powyżej, jak i zupełnie inne opcje realizacji integracji broni laserowej na samolocie F-35.
W Stanach Zjednoczonych istnieje kilka planów rozwoju broni laserowej. Pomimo wcześniejszych oświadczeń sił powietrznych USA o uzyskaniu prototypów do lat 2020-2021, lata 2025-2030 można uznać za bardziej realistyczne daty pojawienia się obiecującej broni laserowej na lotniskowcach. Do tego czasu można spodziewać się pojawienia się na uzbrojeniu myśliwców broni laserowej o mocy ok. 100 kW, do 2040 moc może wzrosnąć do 300-500 kW.
Obecność kilku programów broni laserowej w Siłach Powietrznych USA jednocześnie wskazuje na ich duże zainteresowanie tym rodzajem broni i zmniejsza ryzyko dla Sił Powietrznych w przypadku niepowodzenia jednego lub więcej projektów.
Jakie są konsekwencje pojawienia się broni laserowej na pokładzie samolotów taktycznych? Biorąc pod uwagę możliwości nowoczesnych systemów naprowadzania radarowego i optycznego, zapewni to przede wszystkim samoobronę myśliwca przed nadlatującymi pociskami wroga. Jeśli na pokładzie znajduje się laser o mocy 100-300 kW, można przypuszczalnie zniszczyć 2-4 nadlatujące pociski powietrze-powietrze lub ziemia-powietrze. W połączeniu z bronią rakietową typu CUDA znacznie zwiększają się szanse na przetrwanie na polu bitwy samolotu wyposażonego w broń laserową.
Maksymalne uszkodzenia bronią laserową można zadać pociskom z naprowadzaniem termicznym i optycznym, ponieważ ich wydajność zależy bezpośrednio od działania czułej matrycy. Użycie filtrów optycznych dla określonej długości fali nie pomoże, ponieważ wróg najprawdopodobniej użyje laserów różnych typów, z których wszystkie filtry nie mogą być zrealizowane. Dodatkowo pochłonięcie energii lasera przez filtr o mocy ok. 100 kW najprawdopodobniej spowoduje jego zniszczenie.
Pociski z głowicą naprowadzającą radar zostaną trafione, ale z mniejszej odległości. Nie wiadomo, w jaki sposób owiewka przezroczysta dla promieniowania zareaguje na promieniowanie laserowe o dużej mocy, może być podatna na taki efekt.
W tym przypadku jedyną szansą wroga, którego samolot nie jest wyposażony w broń laserową, jest „napełnienie” przeciwnika tyloma pociskami powietrze-powietrze, że broń laserowa i pociski przeciwrakietowe CUDA nie mogą wspólnie przechwycić.
Pojawienie się potężnych laserów na samolotach „wyzeruje” wszystkie istniejące przenośne systemy rakietowe obrony powietrznej (MANPADS) z naprowadzaniem termicznym, takie jak „Igla” lub „Stinger”, znacznie zmniejszy możliwości systemów obrony powietrznej z pociskami z naprowadzaniem optycznym lub termicznym, i będzie wymagać zwiększenia liczby pocisków w salwie. Najprawdopodobniej pociski ziemia-powietrze systemów obrony powietrznej dalekiego zasięgu można również trafić laserem, tj. zwiększy się również ich zużycie podczas strzelania do samolotu wyposażonego w broń laserową.
Zastosowanie ochrony przeciwlaserowej w pociskach powietrze-powietrze i ziemia-powietrze sprawi, że będą one cięższe i większe, co wpłynie na ich zasięg i manewrowość. Nie powinieneś polegać na powłoce lustrzanej, praktycznie nie będzie to miało sensu, wymagane będą zupełnie inne rozwiązania.
W przypadku przejścia z walki powietrznej na manewrowanie na krótkim dystansie samolot z bronią laserową na pokładzie będzie miał niezaprzeczalną przewagę. Z bliskiej odległości system naprowadzania wiązki laserowej będzie w stanie skierować wiązkę na wrażliwe punkty wrogiego samolotu - pilota, stacje optyczne i radarowe, elementy sterujące, broń na zewnętrznym zawiesiu. Pod wieloma względami neguje to potrzebę supermanewrowości, ponieważ bez względu na to, jak się obracasz, nadal będziesz zastępować jedną lub drugą stronę, a przemieszczenie wiązki laserowej będzie miało celowo większą prędkość kątową.
Wyposażenie bombowców strategicznych (bombowców przenoszących pociski) w defensywną broń laserową znacząco wpłynie na sytuację w powietrzu. W dawnych czasach integralną częścią bombowca strategicznego było szybkostrzelne działo lotnicze umieszczone w ogonie samolotu. W przyszłości zrezygnowano z niego na rzecz instalowania zaawansowanych systemów walki elektronicznej. Jednak nawet bombowiec z ukrycia lub naddźwiękowy, jeśli zostanie wykryty przez wrogie myśliwce, prawdopodobnie zostanie zestrzelony. Obecnie jedynym skutecznym rozwiązaniem jest wystrzeliwanie broni rakietowej poza strefę działania obrony powietrznej i samolotów wroga.
Pojawienie się broni laserowej w uzbrojeniu defensywnym bombowca mogłoby radykalnie zmienić sytuację. Jeśli na myśliwcu można zainstalować jeden laser o mocy 100-300 kW, to na bombowcu takich kompleksów można zainstalować 2-4 jednostki. Umożliwi to prowadzenie samoobrony jednocześnie od 4 do 16 pocisków wroga atakujących z różnych kierunków. Należy wziąć pod uwagę fakt, że twórcy aktywnie pracują nad możliwością wspólnego użycia broni laserowej z kilku emiterów, po jednym celu na raz. W związku z tym skoordynowana praca broni laserowej o łącznej mocy 400 kW - 1,2 MW pozwoli bombowcowi na zniszczenie atakujących myśliwców z odległości 50-100 km.
Wzrost mocy i wydajności laserów w latach 2040-2050 mógłby ożywić ideę ciężkiego samolotu, podobnego do tego opracowanego w sowieckim projekcie A-60 i amerykańskim programie ABL. Jako środek obrony przeciwrakietowej przed rakietami balistycznymi nie będzie on skuteczny, ale można mu powierzyć równie ważne zadania.
Po zainstalowaniu na pokładzie swego rodzaju „baterii laserowej”, obejmującej 5-10 laserów o mocy 500 kW – 1 MW, łączna moc promieniowania laserowego, jaką nośnik może skoncentrować na celu, wyniesie 5-10 MW. To skutecznie poradzi sobie z prawie wszystkimi celami powietrznymi w odległości 200-500 km. Na liście celów znajdą się przede wszystkim samoloty AWACS, samoloty walki elektronicznej, samoloty do tankowania, a następnie załogowe i bezzałogowe samoloty taktyczne.
W przypadku oddzielnego użycia laserów można przechwycić dużą liczbę celów, takich jak pociski manewrujące, pociski powietrze-powietrze lub pociski ziemia-powietrze.
Do czego może doprowadzić nasycenie pola walki powietrznej laserami bojowymi i jak wpłynie to na wygląd lotnictwa bojowego?
Konieczność ochrony termicznej, przesłon ochronnych do czujników, wzrost cech masy i rozmiarów stosowanej broni, może prowadzić do wzrostu gabarytów lotnictwa taktycznego, zmniejszenia manewrowości samolotów i ich uzbrojenia. Lekkie załogowe samoloty bojowe znikną jako klasa.
W końcu można dostać coś w rodzaju „latających fortec” z II wojny światowej, owiniętych ochroną termiczną, uzbrojonych w broń laserową zamiast karabinów maszynowych i szybkie rakiety ochronne zamiast bomb lotniczych.
Istnieje wiele przeszkód we wdrażaniu broni laserowej, ale aktywne inwestycje w tym kierunku sugerują, że zostaną osiągnięte pozytywne rezultaty. W podróży trwającej prawie 50 lat, od momentu rozpoczęcia pierwszych prac nad lotniczą bronią laserową, aż do dnia dzisiejszego, możliwości technologiczne znacznie wzrosły. Pojawiły się nowe materiały, napędy, zasilacze, moc obliczeniowa wzrosła o kilka rzędów wielkości, a baza teoretyczna poszerzyła się.
Pozostaje mieć nadzieję, że nie tylko Stany Zjednoczone i ich sojusznicy będą dysponować obiecującą bronią laserową, ale że w odpowiednim czasie wejdą one do służby w rosyjskich siłach powietrznych.
