W pierwszym artykule rozważaliśmy możliwość przeciwdziałania samolotom wyposażonym w broń laserową przy użyciu taktyki masowych wystrzeliwania pocisków powietrze-powietrze (VV) dalekiego i średniego zasięgu w celu przesycenia możliwości broni laserowej i przechwytujących strajk. Dowiedzieliśmy się również, że piloci powinni starać się unikać walki w zwarciu samolotem wyposażonym w broń laserową. Jednak wraz ze wzrostem mocy broni laserowej taki scenariusz działań wojennych może okazać się nieskuteczny, co będzie wymagało przemyślenia wyglądu samolotów bojowych w celu uzyskania przewagi powietrznej.
Jaki wpływ na wygląd samolotów bojowych będzie miało seryjne wprowadzenie broni laserowej? Jednym z wymagań stawianych statkom powietrznym szóstej generacji jest opcjonalne pilotowanie, czyli możliwość obsługi statku powietrznego z pilotem lub bez. Możliwość stworzenia sztucznej inteligencji zdolnej do podejmowania złożonych decyzji w bitwie rodzi znacznie więcej pytań niż perspektywy stworzenia razem broni laserowej, działa szynowego i samolotów hipersonicznych, ale jeśli chodzi o kokpit, prawdopodobnie ulegnie dramatycznym zmianom.
1. Kokpit
Obecność broni laserowej na wrogu będzie wymagała ukrycia pilota wewnątrz korpusu samolotu, bez użycia przezroczystych struktur. Pilotowanie będzie realizowane przy użyciu technologii przezroczystego pancerza
Nie powinno być problemów z wdrożeniem tej technologii, biorąc pod uwagę, że w rzeczywistości jest ona już używana w myśliwcach rodziny F-35 i najwyraźniej będzie aktywnie rozwijana w przyszłości. Oprócz Stanów Zjednoczonych prace nad stworzeniem „przezroczystej zbroi” prowadzone są w Wielkiej Brytanii, Izraelu, Rosji i innych krajach.
2. Środki rozpoznania i prowadzenia
Ze względu na brak przezroczystego kokpitu i duże prawdopodobieństwo trafienia w urządzenia rozpoznania optycznego bronią laserową, będą one musiały być wielokrotnie cofane, z separacją do różnych punktów kadłuba i zapewniając ochronę w postaci szybkich kurtyn, które natychmiast zamykają się w przypadku uderzenia promieniowania laserowego lub innych metod fizycznej ochrony wrażliwych elementów optycznych
Do 2050 r. podstawą środków rozpoznawczych będzie najprawdopodobniej antena radiowo-optyczna z fazowanym układem antenowym (ROFAR). Szczegóły dotyczące wszystkich możliwości tej technologii nie są jeszcze znane, ale możliwe jest, że potencjalne pojawienie się ROFAR położy kres wszystkim istniejącym technologiom zmniejszania sygnatury. Jeśli pojawią się trudności z ROFAR, to na obiecujących samolotach zostaną zastosowane zaawansowane modele stacji radarowych z aktywnymi antenami fazowanymi (radar z AFAR).
3. Rozmieszczenie broni
Konieczność osiągnięcia naddźwiękowej prędkości przelotowej, zmniejszenia widoczności i ochrony broni przed trafieniem bronią laserową będzie wymagała ich umieszczenia w wewnętrznych przedziałach
Współczesne samoloty są wyjątkowo gęste. Wpływa to negatywnie na wygodę ich późniejszej modernizacji oraz ogranicza ładunek amunicji. Jest to szczególnie widoczne na przykładzie myśliwców z wewnętrznymi komorami na broń. Na drugim końcu „skali” można postawić amerykański bombowiec B-52, który ze względu na nadmierną wytrzymałość i objętość konstrukcji, od ponad pół wieku z powodzeniem modernizuje się i najprawdopodobniej znacznie przetrwa. super drogie, niepozorne odpowiedniki. W sytuacji z bronią laserową bardzo gęsty układ może stać się dodatkowym źródłem problemów, co będzie wymagało zwiększenia rozmiarów obiecującego samolotu bojowego.
4. Ochrona przed laserem
Wbrew opinii, że przed promieniowaniem laserowym można się uchronić zwykłym „srebrem”, aby uchronić się przed silnym promieniowaniem, trzeba będzie zastosować specjalną obudowę, która składa się z kilku warstw
Na przykład może to być warstwa zewnętrzna o wysokiej przewodności cieplnej, zdolna do „rozmazywania” efektu cieplnego lasera na ciele, zachowując swoje właściwości przy ogrzewaniu wysokotemperaturowym, oraz warstwa wewnętrzna zapewniająca izolację termiczną wnętrza wolumeny.
Należy pamiętać, że taka powłoka musi być odporna na wieloletnią eksploatację w różnych warunkach klimatycznych, wytrzymywać przeciążenia powstające w locie, cykliczne obciążenia termiczne i wibracyjne. Stworzenie takiej ochrony to złożone zadanie naukowo-techniczne, które będzie aktualizowane wraz ze wzrostem mocy broni laserowej. Można założyć, że jego grubość będzie rzędu lub więcej niż centymetra, co przy gabarytach samolotu i konieczności jego zamontowania doda masy całej konstrukcji płatowca.
5. Broń laserowa
Na podstawie tempa rozwoju samolotu można przyjąć, że w zależności od wielkości samolotu, do 2050 roku można na nim zainstalować 1-2 lasery o mocy 300-500 kW, z możliwością promieniowanie w dolnej i górnej płaszczyźnie samolotu, co umożliwi realizację prawie okrągłego obszaru dotkniętego chorobą
Najprawdopodobniej będą to lasery światłowodowe na podczerwień, o łącznej mocy kilku emiterów. Wdrożenie naprowadzania będzie obejmowało celowanie wzrokiem pilota oraz zautomatyzowane algorytmy wyboru wrażliwych punktów docelowych.
6. Źródła energii elektrycznej dla broni laserowej i innych systemów pokładowych
Zasilanie laserów w energię elektryczną będzie najprawdopodobniej zapewnione przez odprowadzenie energii z wałów wirujących silników turbogazowych
Sama technologia przekierowania części mocy jest zaimplementowana w myśliwcu pionowego startu i lądowania F-35B, aby zapewnić działanie wentylatora podnoszącego. Jak wspomniano w poprzednim artykule, zgodnie z tym schematem można zbudować wariant F-35 z bronią laserową. Zmniejszenie zasięgu i nośności w tym przypadku rekompensowane jest wyjątkowymi możliwościami, jakie daje obecność na pokładzie broni laserowej.
W ramach programu ASuMED w Niemczech powstał prototyp w pełni nadprzewodzącego synchronicznego silnika lotniczego o mocy 1 megawata i gęstości mocy 20 kilowatów na kilogram. Biorąc pod uwagę odwracalność synchronicznych maszyn elektrycznych, w oparciu o tę technologię można stworzyć kompaktowe generatory elektryczne do zasilania broni laserowej o minimalnych wymiarach i wysokiej wydajności.
7. Waga i wymiary
Konieczność zainstalowania broni laserowej, generatorów mocy dla nich, obecność dużych zatok na broń i masywnej powłoki antylaserowej doprowadzi do wzrostu wielkości i masy startowej obiecujących samolotów bojowych
Generalnie nie można nie zauważyć obecnej tendencji do zwiększania rozmiarów i masy samolotów bojowych. Na przykład masa F-35 jest półtora razy większa od masy jego poprzednika, F-16, podobna sytuacja ma miejsce w przypadku myśliwców F-15 i F-22. Można założyć, że masa startowa obiecującego myśliwca wielofunkcyjnego w 2050 roku może wynieść od 50 do 100 ton, co jest porównywalne z patrolującym myśliwcem przechwytującym Tu-128, niezrealizowanym projektem wielofunkcyjnego myśliwca dalekiego zasięgu MiG-7.01 lub bombowiec przenoszący rakiety Tu-22M3. Wzrost masy i wielkości obiecujących samolotów bojowych doprowadzi do spadku ich manewrowości. Jednak biorąc pod uwagę obecność broni laserowej i wysoce zwrotnych pocisków przeciwrakietowych, własna manewrowość obiecujących samolotów bojowych nie będzie już miała większego znaczenia.
8. Silniki
Jest wysoce prawdopodobne, że obiecujący samolot będzie dwusilnikowy. Całkowity ciąg silników musi zapewniać lot z prędkością ponaddźwiękową bez użycia dopalacza
W trybie odbioru mocy do zasilania broni laserowej charakterystyka lotu samolotu ulegnie zmniejszeniu. Możliwe, że do 2050 r. zostaną rozwiązane problemy techniczne i zaczną być instalowane na samolotach pulsujące silniki odrzutowe (PUVRD) lub obrotowe silniki detonacyjne. Niewykluczone, że na niektórych typach obiecujących silników lotniczych nie będzie możliwe zaimplementowanie bezpośredniej przystawki odbioru mocy do zasilania broni laserowej, co będzie wymagało zainstalowania w tym celu osobnego generatora z kompaktowym silnikiem turbogazowym.
Co jakiś czas pojawiają się informacje o wdrożeniu na samolotach szóstej generacji możliwości lotu z prędkością naddźwiękową. Oczywiście na przełomie 2050 roku samoloty naddźwiękowe mogą być wdrożone, ale obecnie wszystkie projekty obiecujących bombowców są realizowane w wersji poddźwiękowej, nie wszystkim krajom udaje się wdrożyć nawet stabilny lot przelotowy myśliwców z prędkością naddźwiękową, a wszystkie projekty samolotów naddźwiękowych napotykają na poważne trudności techniczne. Tak więc, chociaż samoloty naddźwiękowe nie zostały właściwie opracowane nawet w postaci jednorazowych pocisków i głowic, trudno mówić o naddźwiękowej prędkości lotu dla obiecujących załogowych samolotów bojowych.
9. Schemat aerodynamiczny
Układ obiecującego samolotu bojowego zostanie zoptymalizowany w oparciu o konieczność zainstalowania ochrony przeciwlaserowej i utrzymania wysokiej prędkości przelotowej naddźwiękowej. Jeśli na przełomie 2050 r. uda się osiągnąć sukcesy w tworzeniu samolotów naddźwiękowych, to będzie to czynnik decydujący o wyborze układu samolotu.
Na podstawie istniejących trendów możemy założyć odrzucenie ogona pionowego, brak przedniego ogona poziomego (PGO). W tej chwili wiąże się to przede wszystkim z wdrażaniem technologii stealth, ale w przyszłości decydującym czynnikiem może być ochrona przed obciążeniami termicznymi wynikającymi z dużych prędkości lotu oraz napromieniowaniem bronią laserową.
10. Uzbrojenie
Podobnie jak uzbrojenie okrętów wojennych, uzbrojenie obiecujących systemów lotniczych będzie obejmować systemy obronne i ofensywne. Pociski Hypersonic V-V wyposażone w ochronę przeciwlaserową będą używane jako broń ofensywna do pokonania wrogich samolotów na długich i średnich dystansach. W przypadku braku możliwości ochrony radaru pocisku przed niszczącymi czynnikami promieniowania laserowego, pocisk będzie naprowadzany przez nośnik chronionym kanałem radiowym lub po „ścieżce laserowej”.
Niewielkie, wysoce zwrotne pociski przeciwrakietowe będą używane jako broń defensywna. Mogą być również używane w walce w zwarciu z samolotami wroga. W podobny sposób zostanie wykorzystana broń laserowa - jako priorytet do pokonania atakujących pocisków wroga lub do niszczenia wrogich samolotów z bliskiej odległości.
Na przełomie 2050 roku może pojawić się pytanie o wyposażenie kompleksów lotniczych w inny rodzaj broni oparty na nowych zasadach fizycznych – działo szynowe (RP). W chwili obecnej działa szynowe są uważane za element uzbrojenia okrętów nawodnych. Początkowo planowano, że będą uzbrojone w najnowsze amerykańskie niszczyciele typu Zumwalt, ale pojawiające się trudności techniczne opóźniły wprowadzenie tej broni. Niemniej jednak działa kolejowe są aktywnie testowane w wielu krajach na całym świecie, w tym w Stanach Zjednoczonych, Turcji i Chinach. W czerwcu 2019 r. pomyślnie przetestowano działo szynowe EMRG, które jest opracowywane w interesie marynarki wojennej USA. W najbliższej przyszłości planowane jest przeprowadzenie testów bezpośrednio na okrętach US Navy.
W przeciwieństwie do okrętów, które wymagają dużego kalibru 155 mm i zasięgu ognia około 400-500 km, na samolotach bojowych kaliber działa szynowego może być znacznie zmniejszony i wynosi około 30-40 mm. Strzelanie powinno odbywać się pociskami prowadzonymi w technologii „laser trail” na odległość około 100-200 km. Taka broń umożliwi trafienie wrogiego samolotu chronionego bronią laserową, ponieważ duża prędkość i mały rozmiar pocisku działa szynowego utrudni jego wykrycie i zniszczenie. Obecność systemu sterowania w pocisku dla RP nie wynika z konieczności pokonania wysoce zwrotnych celów, ale z konieczności kompensacji odchylenia osi RP podczas strzelania, zrekompensowania warunków atmosferycznych i możliwości zmiany kurs celu w granicach około 5-15 stopni.
Działo szynowe można umieścić wzdłuż osi samolotu, aby uzyskać maksymalną długość sekcji przyspieszającej lufy. Osobne pytanie nasuwa się o magazynach energii dla takiej broni, ponieważ nawet moc generatorów 1-2 MW zasilających broń laserową najprawdopodobniej nie wystarczy do zasilania działa szynowego. Trzeba zrozumieć, że działo szynowe jest technologicznie bardziej złożone, nawet w porównaniu z bronią laserową. Jeśli pojawienie się RP na okrętach praktycznie nie budzi wątpliwości, to jego adaptacja dla lotniskowców może być dość trudna.
Bliska przyszłość
Mówiąc o samolotach bojowych przyszłości nie można nie wspomnieć o dwóch obiecujących projektach. Przede wszystkim jest to obiecujący amerykański bombowiec strategiczny B-21 Raider. Jego poprzednik, bombowiec B-2, opracowywany w ścisłej tajemnicy, wprowadził do świata lotnictwa rekordowo niski obszar efektywnego rozproszenia (EPR) jak na tak ogromną maszynę. Możliwe, że B-21, który ma go zastąpić, również będzie zawierał przełomowe rozwiązania. Na przykład może być wyposażony w defensywną broń laserową oraz możliwość niszczenia wrogich samolotów za pomocą potężnego radaru powietrznego z pociskami AFAR i dalekiego zasięgu V-V. Jeśli te możliwości zostaną zrealizowane, B-21 Raider będzie koncepcyjnie zbliżony do wyglądu obiecującego samolotu bojowego omówionego w tym artykule (obronne LO, duży ładunek amunicji).
W Rosji cyklicznie dyskutowany jest rozwój ideologicznego następcy MiG-31 - obiecującego kompleksu samolotów przechwytujących dalekiego zasięgu (PAK DP). Nieistniejąca w Internecie maszyna została nazwana MiG-41. Na chwilę obecną nie ukształtował się ostatecznie wygląd PAK DP. Zakłada się, że będzie to maszyna ciężka o prędkości lotu ponad 3500 km/h i zasięgu lotu około 7000 km. Według innych źródeł maksymalna prędkość może wynosić 4-4,5 M, czyli 5000-5500 km/h. Jest całkiem możliwe, że biorąc pod uwagę przewidywany czas rozwoju PAK DP - 2025-2030, jego konstrukcja uwzględni potencjalne zagrożenia, jakie stwarza broń laserowa rozmieszczona na samolotach wroga.
wnioski
Przewidywanie pojawienia się kompleksu lotnictwa bojowego przez tak długi czas jest dość trudne. Czy w 1920 roku można wiarygodnie przewidzieć wygląd MiG-15 lub MiG-17 na podstawie wyglądu drewnianych dwupłatowców? Czym są silniki odrzutowe, radary, broń kierowana? Tylko śrubka, karabin maszynowy, lornetka! Albo przewidzieć w 1945 r. pojawienie się maszyn MiG-25/F-15, które pojawiły się po około 30 latach?
Złożoność prognozowania wiąże się zarówno z dużym ryzykiem technicznym, jakie towarzyszy rozwojowi zasadniczo nowych technologii, takich jak broń laserowa, działo szynowe czy silnik detonacyjny, jak i z nieprzewidywalnym pojawieniem się zupełnie nowych technologii, które mogą radykalnie zmienić wygląd obiecujących systemów lotniczych.
Szacowany wygląd kompleksu lotnictwa bojowego 2050 powstał na podstawie ekstrapolacji możliwości istniejących technologii, które są obecnie na początkowym etapie ich rozwoju.
Czynnikiem, który w dużej mierze determinuje pojawienie się obiecującego kompleksu lotniczego 2050 r., jest rozwój broni laserowej. Logiczny łańcuch w tworzeniu wyglądu obiecującego kompleksu lotniczego okazuje się w przybliżeniu następujący:
- pojawienie się laserów 100-300 kW na istniejących myśliwcach piątej generacji w połączeniu z małymi pociskami przeciwrakietowymi typu CUDA (2025-2035);
- szkolenie i/lub prawdziwe bitwy powietrzne samolotów wyposażonych w samoloty;
- nieuchronność BVB w wyniku małego zapasu amunicji samolotu piątej generacji w połączeniu ze skutecznym przechwytywaniem pocisków V-V LO i pocisków przeciwrakietowych;
- wysokie prawdopodobieństwo wzajemnej porażki samolotów LO w BVB;
- konieczność schronienia pilota w zamkniętym kokpicie i redundancja czujników;
- potrzeba ochrony przeciwlaserowej samolotów i broni;
- konieczność zwiększenia amunicji;
- wzrost wielkości i wagi samolotu.
Jak w każdej konfrontacji „miecza i tarczy”, pojawienie się obiecujących samolotów bojowych będzie zdeterminowane zaawansowanym rozwojem broni laserowej lub środków ochrony przed nimi. W przypadku, gdyby możliwości broni laserowej przewyższyły możliwości środków ochrony przed nimi (powłoki, poszycia), wygląd obiecujących samolotów bojowych przesunie się na omawiany w tym artykule. W przeciwnej wersji wygląd obiecujących samolotów bojowych będzie bliższy istniejącym koncepcjom stosunkowo kompaktowych i zwrotnych samolotów.
