|
Перспективы развития лазерного оружия США
Полковник Г. Соколов
Исследования и разработки в области лазерного оружия, которое можно отнести к оружию, основанному на новых (неиспользовавшихся до настоящего времени в средствах вооруженной борьбы) физических принципах, занимают в США достаточно большое место в перспективных НИОКР, связанных с созданием современных ВВТ. Потенциально высокая боевая эффективность при приемлемых стоимостных характеристиках явилась определяющим фактором для перехода к реализации программ разработки комплексов лазерного оружия различного предназначения и базирования с целью последующего принятия на вооружение.
Проблемой высокоэнергетических лазеров в США занимаются преимущественно в целях создания лазерного оружия для противоракетной, противовоздушной и противокосмической обороны. Американская сторона считает, что средства данного типа могут быть эффективно использованы в космосе для решения такой боевой задач, как поражение баллистических ракет на начальном (активном) участке траектории их полета, а также функциональное подавление оптико-электронных устройств космических аппаратов (КА) противника. Лазерное оружие воздушного базирования рассматривается как одно из перспективных активных средств ПРО на ТВД. В США также проводятся сравнительно небольшие разработки по лазерному оружию противокосмической обороны наземного базирования. Кроме того, США совместно с Израилем проводят работы в интересах создания комплекса лазерного оружия тактического назначения.
Лазерное оружие космического базирования (ЛОКБ) рассматривается в настоящее время в МО США как одно из наиболее перспективных средств борьбы с МБР, БРПЛ, оперативно-тактическими и тактическими ракетами (ОТР и ТР) на начальном участке траекторий их полета, а также с другими воздушными и космическими целями на дальностях от нескольких сотен до нескольких тысяч километров. НИОКР в программе ПРО в этой области ведутся по двум основным направлениям - это разработка высокоэнергетического химического лазера и системы обнаружения, сопровождения, наведения лазерного луча на цель и управления огнем (ОСН и УО). Ниже приведены расчетные тактико-технические характеристики перспективного комплекса ЛОКБ: лазерная среда (NF3 и D2 с Не), запас «горючего» на 200-500 с непрерывной работы, длина волны излучения 2,7 мкм, мощность лазера 5-10 МВт, высота орбиты 800-1 300 км, наклонение орбиты 40°, площадь покрытия одного КА около 1/10 поверхности Земли, дальность 4 000 км (до 12 000 км), диаметр «пятна» 0,3-1,0 м (в фокусе), минимальная высота поражения выше 3 000 м (ограничена поглощением ИК-излучения парами Н2О), длительность одного выстрела около 10 с, среднее время перенацеливания 1 с, масса комплекса 35 тыс. кг, состав группировки - 20 КА (наклонение орбиты 40°) и 10 (такое же число переотражающих орбитальных зеркал).
Основной объем работ по первому направлению выполняет в настоящее время фирма TRW с использованием высокоэнергетического (мощность излучения более 2 МВт) фтористоводородного лазера «Альфа», который начал функционировать на полную мощность в 1991 году. Кроме этого лазера были разработаны формирующая оптическая система (ФОС) LODE (Large Optics Demonstration Experiment) с главным адаптивным сегментным зеркалом LAMP (Large Advanced Mirror Program) с апертурой 4 м.
В начале 90-х годов по результатам уже проведенных работ по ЛОКБ агентством по ПРО (АПРО) был сформирован план дальнейших исследований и разработок в этой области, включавший в себя следующие этапы:
- интеграция лазера «Альфа» и формирующей оптической системы LODE на основе зеркала LAMP - программа ALI (Alpha/LAMP Integration);
- объединение аппаратурных и программных компонентов системы ОСН и УО
и проведение испытаний;
- интеграция установки ALI и системы ОСН и УО и проведение испытаний.
- создание на основе разработанных технологий и НИОКР демонстрационного
образца ЛОКБ, а также проведение наземных и полетных испытаний.
До конца 1994 года в рамках программы ALI на установке «Альфа» было проведено около 10 испытаний по генерации лазерного излучения полной мощности. В сентябре 1996 года, после двухгодичного перерыва, были про¬ведены новые автономные испытания по генерации лазерного излучения. При этом продолжительность генерации излучения составляла 5 с. В марте 2000 года в интересах подготовки космического эксперимента было проведено 22-е испытание, продолжавшееся 6 с. В начале 2001 года проведена новая серия испытаний с использованием ФОС и системы коррекции и юстировки лазерного луча.
В феврале 1999 года агентство ПРО совместно с группой фирм («Боинг», «Локхид-Мартин», «Спэйс» и TRW) подписало контракт на сумму 127 млн долларов, предусматривавший проведение первой фазы НИОКР (до февраля 2000-го) - создание демонстрационного образца ЛОКБ и проведение по¬следующего комплексного космического эксперимента IFX (Integrated Flight Experiment) для определения возможностей такого оружия по поражению БР. Контрактом предусматривалась также процедура выбора места проведения наземных испытаний, для которого, по оценкам директора агентства ПРО, намечалось использовать один из следующих объектов: Редстоунский арсе¬нал (штат Алабама), станцию слежения на м. Канаверал, космический центр им. Кеннеди (Флорида), космический центр им. Стенниса (Миссисипи). В итоге был выбран последний.
Как отмечалось в зарубежных СМИ, программой подготовки эксперимента IFX предусматривались проведение испытаний лазера фирмы TRW, а также разработка, изготовление и отладка систем управления лучом, управления зеркалом и разработка сверхзвукового газового низкотемпературного охладителя HYLTE (Hypersonic Low Temperature). Основные элементы системы ОСН и УО намечалось в значительной степени заимствовать у комплекса лазерного оружия воздушного базирования (ЛОВБ), разрабатываемого той же группой компаний. Эксперимент IFX первоначально был запланирован на 2012 год. Сбор данных о целях, возможностях их обнаружения, сопровождения, а также лазерного целеуказания и управления предполагалось осуществить с использованием высотного аэростата, создаваемого в рамках программы НАВЕ (High Altitude Balloon Experiment), запуск которого намечен в период 2004-2005 годы. При успешном завершении серии испытаний агентство ПРО и ВВС планировали подписание дополнительного контракта по проведению последующих этапов комплексного космического эксперимента IFX. Специалисты ВВС намерены осуществить эксперимент в 2013 году. Этот выбор обусловлен тем, что они рассчитывали провести дополнительные исследования по технологии системы генерации излучения и ФОС и не планировали использовать в демонстрационном образце существующие технологии.
В рамках подготовки эксперимента было разработано новое самоохлаждающееся сопло, предназначенное для впрыска реагентов лазерной смеси в резонаторный объем. Сопло позволяет на 30 проц. повысить выходную мощность лазера при том же расходе реагентов. Была также разработана технология производства кремниевых монокристаллических зеркал и нанесения на них покрытия.
Демонстрационная модель должна была иметь оптику размером 2,4-3,2 м, а серийный образец - 8-12 м. Масса демонстрационного образца составит 17,5 т, длина-20,12 м и диаметр -4,57 м. Зеркалами, имеющими специальное покрытие с коэффициентом отражения 0,999, а также конструкцией КА занимается фирма «Локхид-Мартин».
Необходимо отметить, что остаются нерешенными проблемы, связанные с ЛОКБ: например, такая, как вывод полномасштабного образца ЛО на орбиту. Суть проблемы заключается в том, что главное зеркало формирующей оптической системы будет иметь слишком большой диаметр. Возможным выходом из этого положения является разработка и создание складного зеркала, которое будет умещаться в грузовом отсеке ракеты-носителя и разворачиваться при выводе комплекса ЛОКБ на расчетную орбиту. Кроме того, необходимо решить проблему дозаправки комплекса ЛОКБ компонентами смеси на орбите. Это обусловлено тем, что в ближайшей перспективе ключевым компонентом комплекса ЛОКБ будет химический лазер. В данном типе лазера генерация излучения происходит за счет химической реакции компонентов лазерной смеси, запасы которой на борту комплекса ЛО конечны. Кроме того, даже в мирное время потребуется периодически производить контрольные выстрелы.
В октябре 2002 года АПРО решило прекратить подготовку комплексного космического эксперимента IFX. Масштаб НИОКР по разработке ЛОКБ было решено резко сократить. Официальные представители агентства мотивировали это реструктуризацией его деятельности с тем, чтобы сосредоточить усилия на более перспективных и быстрее реализуемых проектах. В связи с этим управление программой ЛОКБ было распущено в сентябре 2002 года, а все работы по данному направлению были переданы во вновь созданное управление, получившее наименование «Лазерные технологии». Такое решение американской стороны может быть объяснено только тем, что те перспективные технические и конструктивно-схемные решения, которые планировалось использовать при создании демонстрационного образца ЛОКБ, не отвечали, даже при условии дальнейшей доработки, требованиям полномасштабного образца.
Лазерное оружие воздушного базирования, разрабатываемое на базе химического кислород-йодного (О21) лазера, предназначено в первую очередь для поражения тактических и оперативно-тактических ракет на активном участке траектории полета в системе ПРО/ПВО на ТВД. Главными достоинствами такого лазера считаются малая длина волны излучения (1,315 мкм) и высокое значение энергосъема. При этом саму лазерную установку предполагается сделать модульной, что существенно облегчит ее монтаж, а также последующие ремонт и модернизацию. Всего, согласно планам руководства ВВС, предусматривается иметь семь полностью боеготовых самолетов к 2010 году.
Эффективность разрабатываемого ЛОВБ зависит от метеоусловий, в которых оно будет применяться. Основными метеорологическими факторами, способными оказать влияние на использование комплексов ЛОВБ в интересах решения задач ПРО на ТВД, являются наличие облаков и турбулентность атмосферы. Очевидно, что для уменьшения влияния этих факторов самолет в процессе решения боевых задач должен находиться выше слоя облачности.
В ноябре 1996 года ВВС США заключили контракт стоимостью 1,1 млрд долларов на 77 месяцев с группой фирм («Боинг», TRW и «Локхид-Мартин») во главе с первой из них, предусматривающий создание демонстрационного образца комплекса ЛОВБ1, получившего наименование YAL-1, на базе грузового варианта самолета Боинг 747-400F. В этом проекте предполагается использовать максимальное количество наиболее перспективных наработок в данной области, среди которых кислород-йодный (О21) лазер фирмы TRW, оптика и система управления лазерным лучом фирмы «Локхид-Мартин», наработки фирмы «Боинг» по интеграции отдельных компонентов и систем в единый комплекс и другие. Кроме того, «Боинг» разработала поворотную турельную установку для ЛОВБ массой 5,9 т с сектором прицеливания 120° и главным зеркалом диаметром 1,5 м, а также блистер, прикрывающий ее. В процессе испытаний блистера были продемонстрированы его хорошие аэродинамические параметры. Окно (массой 160 кг и диаметром 1,8 м) для турели лазерной установки, сквозь которое луч лазера будет выходить наружу, было изготовлено и отполировано фирмой «Брашер системз» и окончательно доведено до требуемой конфигурации компанией «Корнинг». После изготовления окна была начата сборка турели, в которую помимо окна входят блистер (изготовлен из композиционного материала), главное зеркало ФОС и вспомогательная оптика.
Планируется, что комплекс ЛОВБ будет автономно обнаруживать стартующую ракету, используя пассивную инфракрасную систему поиска и сопровождения цели. Информация от нее будет передаваться системе контроля и управления лазерным лучом.
Очевидно, однако, что окончательный ответ о возможности обнаружения стартующей БР с борта комплекса ЛО, наведения лазерного луча на цель и поражения баллистической ракеты может дать только проведение комплексного полетного эксперимента с участием демонстрационного образца ЛОВБ.
В конце 1998 года фирма TRW завершила испытания нового прототипа модуля. Данный прототип с массой, удовлетворяющей требованиям к ЛОВБ, в ходе испытаний на 10 проц. превысил расчетную мощность (несколько сотен киловатт). В январе 2002 года было проведено очередное испытание уже готового лазерного модуля (ЛМ), во время которого его максимальная мощность превысила на 18 проц. расчетную. Один из шести таких модулей уже находился в тот момент на авиабазе Эдварде (штат Калифорния). Предполагается, что демонстрационный образец будет иметь на борту 6 таких модулей, а полностью оборудованный самолет-носитель будет нести 14 ЛМ.
Кроме основного комплекс ЛОВБ будет иметь на борту несколько обеспечивающих лазеров меньшей мощности. В частности, три лазера киловаттного класса будут контролировать возмущение атмосферы между комплексом ЛОВБ и целью, и на основе полученных данных будет проводиться коррекция прохождения лазерного луча. Другой лазер, также киловаттного класса, предназначен для получения информации о цели и выбирает на ней точку прицеливания. Еще один лазер на двуокиси углерода входит в систему измерения дальности АРС (AR.S - Active Ranging System), обеспечивая данные по углу возвышения, скорости, дальности и другим параметрам. В настоящее время система АРС проходит климатические испытания в условиях, близких к боевым.
Планируется, что комплекс ЛОВБ будет иметь следующие характеристики: запас химических компонентов топлива силового лазера на борту самолета-носителя до 40 выстрелов; среднее время облучения цели 3-5 с; мощность лазера 3 МВт; максимальная дальность поражения БР до 600 км; среднее время при¬бытия в район боевых действий 48 ч.
В начале 2000 года новый Боинг 747-400F был доставлен для переоборудования в отделение фирмы в г. Уичита (штат Канзас) для создания на его основе демонстрационного образца комплекса ЛОВБ. При проведении работ выяснилось, что корпус самолет придется подвергнуть гораздо большему переоборудованию, чем изначально планировалось. Проблемы возникли при монтаже лазерной установки из-за ее массы и габаритов. Этот факт сказался на сроках проведения работ. Поэтому АПРО решило перенести испытания на 2004-2005 годы.
В начале 2001 года фирма «Локхид-Мартин» закончила строительство нового испытательного центра в г. Саннивейл (штат Калифорния), предназначенного для проведения испытаний системы контроля и управления лазерным лучом. Полностью готовая система была доставлена на АвБ Эдварде для оснащения демонстрационного образца YAL-1 в 2002 году. В целом вместе с турелью система весит около 15 т.
11 декабря 2002 года комплекс YAL-1 участвовал в испытаниях в рамках создания системы ПРО Североамериканского континента. С помощью бортовых датчиков, находясь на высоте 11,5 км, он осуществлял наблюдение за полетом ракеты-мишени с расстояния 480 км. В начале 2003 года комплекс ЛОВБ, взлетев с авиабазы Эдварде, осуществил успешную дозаправку топливом в воздухе с тактическим транспортно-заправочным самолетом КС-135. Возможность дозаправки позволит в перспективе увеличить время барражирования в районе боевых действий.
АПРО в настоящее время рассматривает возможность выполнения комплексом ЛОВБ дополнительных боевых задач, таких как подавление (поражение) наземных целей, уничтожение крылатых ракет, а также летательных аппаратов противника.
Зарубежные аналитики убеждены в том, что окончательный ответ на вопрос о том, насколько реализуема концепция ЛОВБ, может быть получен только после проведения комплексных летных испытаний (в том числе по поражению ракет-мишеней, имитирующих ТР и ОТР, на активном участке траектории полета) демонстрационного образца, которые перенесены на 2005 год. По результатам испытаний специалисты АПРО будут принимать решение о целесообразности полномасштабного производства комплексов ЛОВБ.
Как отмечается в западной печати, в ходе разработки ЛОВБ для ПРО в министерстве обороны США стали проявлять интерес к созданию комплекса тактического лазерного оружия воздушного базирования. В частности, в 1999 году фирма «Боинг» проводила испытания опытного образца лазерной установки мощностью около 300 кВт, который был размещен на борту транспортно-десантного самолета короткого/вертикального взлета и посадки V-22.
В процессе исследований лазер функционировал со средней мощностью 20 кВт. Как заявили впоследствии представители фирмы, при наличии заказа полномасштабный образец такого оружия мог бы быть разработан и изготовлен в течение двух лет. Предполагается, что комплекс оружия будет иметь мощность лазерного излучения до 100-500 кВт и дальность поражения до 10 км при стрельбе с земли по воздушным целям и 20 км при стрельбе с воздуха по земле либо по воздушным целям. Комплекс предусматривается размещать на борту самолета V-22 «Оспрей», вертолета СН-47 «Чинук», а также самолета сил специальных операций АС-130. Кроме того, рассматривается вопрос о возможности использования в комплексе тактического лазерного оружия твердотельного лазера, разрабатываемого фирмами «Рэйтеон» и TRW для ВВС США. Испытания демонстрационного образца такого лазера мощностью 25 кВт запланированы на 2004 год. Официальные лица МО США заявляют, что заинтересованность Пентагона в данном оружии достаточно велика.
Комплекс лазерного оружия ПКО наземного базирования. Исследования в интересах изучения возможности создания лазерного оружия противокосмической обороны были начаты в США во второй половине 80-х годов. При про¬ведении экспериментальных работ предусматривалось использовать установку HELSTF на полигоне Уайт-Сэндз, в которую входят химический фтордейтериевый лазер MIRACL (Mid Infra-Red Advanced Chemical Laser) мегаваттного класса и система управления лазерным лучом «Си Лайт». Для проведения работ по программе установка была усовершенствована. Однако в начале 90-х годов финансирование программы было сокращено в пользу программы разработки противоспутникового оружия кинетической энергии. Поэтому все работы на установке HELSTF были приостановлены.
Работы были возобновлены лишь в 1997 году. Очередной эксперимент был проведен 17 октября 1997 года. Отработавший свой срок космический аппарат MSTI-3 был подвергнут воздействию высокоэнергетического излучения лазера MIRACL. Министерство обороны США объявило, что эксперимент прошел успешно. При этом отмечалось, что в нем был задействован второй химический фтордейтериевый лазер LPCL (Low Power Chemical Laser) меньшей мощности (около 30 кВт). Фактически большая часть информации о результатах воздействия лазерного излучения на КА была получена после его облучения лучом лазера LPCL, который используется обычно для сопровождения КА. Этот лазер потребовался потому, что КА MSTI-3 при облучении его лазером MIRACL не смог обеспечить пере¬дачу на Землю требуемых данных. MIRACL был поврежден при проведении эксперимента, что не дало возможность провести повторное облучение КА, пока тот находился в зоне видимости. Лазер LPCL был задействован в процессе проведения эксперимента 3 раза.
Целью экспериментов по облучению КА MSTI-3 лучом высокоэнергетического лазера было исследование ряда вопросов, в частности воздействия луча мощного лазера ПКО «противника» на КА, принадлежащие США, в том числе воздействия луча лазера на матрицу чувствительных элементов оптического датчика КА, предназначенного для сопровождения БР на среднем участке траектории полета. Кроме того, в процессе экспериментов предполагалось собрать данные об уязвимости КА при воздействии лазерного излучения с целью выработки требований к их защите, проверки существующих моделей, предназначенных для оценки мер защиты КА. Все эксперименты предполагалось провести без повреждения оптико-электронной аппаратуры MSTI-3.
В МО США в рамках составления перспективных (на период после 2010 года) рассматривается вопрос о создании перебазируемого наземного лазерного ком¬плекса, чьей задачей будет ослепление «недружественных» КА, пролетающих над районами боевых действий войск США и их союзников.
Комплекс лазерного оружия ПВО. Исследования в области создания комплекса ПВО малой дальности на основе высокоэнергетического химического лазера начались в США с середины 90-х годов во многом благодаря Израилю, который весьма заинтересован в данном виде оружия как средстве надежной защиты своих поселений от неуправляемых реактивных снарядов (НУРС) реактивных систем залпового огня (РСЗО). Работы по соответствующей программе «Наутилус», позже переименованной в THEL (Tactical High Energy Laser)2, были начаты в США в 1995 году. С американской стороны основным подрядчиком является фирма TRW, с израильской - компании «Тадиран», IAI и «Рафаэль».
На начальном этапе работ по программе THEL использовалась экспериментальная установка, в которую входят химический фтордейтериевый лазер MIRACL и система управления лазерным лучом «Си Лайт». Первоначально планировалось, что комплекс лазерного оружия на основе этого лазера будет мобильным и располагаться на тяжелом грузовом автомобиле либо БМП «Брэдли». Предусматривалось, что он сможет поражать в первую очередь НУРС, а также ряд низколетящих воздушных целей, в том числе НУРС, с вероятностью, близкой к единице, на расстоянии до 5-6 км (среднее время облучения НУРС до ее подрыва около 3 с). Комплекс должен был быть авиатранспортабельным и перевозиться самолетами типа С-130.
В силу возникших при реализации программы THEL технических трудностей сроки работ были сдвинуты в сторону увеличения. Кроме того, первый образец в силу своих массогабаритных характеристик был стационарным. Как отмечалось в западных СМИ, 6 июня 2000 года на полигоне Уайт-Сэндз были проведены успешные испытания опытного образца комплекса ЛО, в ходе которых удалось поразить цель - 122-мм снаряд РСЗО. Всего в процессе испытаний лазер THEL поразил 28 НУРС, запускаемых поодиночке и группами, а также 5 артиллерийских снарядов. Три основных компонента системы: химический дейтерий-фторный лазер, оптическая система управления лазерным лучом и пункт боевого управления и связи - были разработаны отдельно, не интегрированы в единый комплекс на полигоне Уайт-Сэндз в конце 1999 года. После успешных испытаний Израиль и США приняли решение перейти к следующему этапу - созданию мобильного варианта лазера MTHEL (Mobile Tactical High Energy Laser) на базе тягача М-119, что позволит развертывать его в сжатые сроки на наиболее опасных в плане ракетных атак направлениях. В качестве головного подрядчика была выбрана фирма «Нортроп-Грумман».
Массу мобильного комплекса предполагается уменьшить в 5 раз по сравнению со стационарным вариантом. Американская сторона намерена разработать создать собственный тактический лазер (массой в 10 раз меньшей, чем у комплекса THEL), который мог бы транспортироваться самолетами С-130 и развертываться или свертываться в интересах поддержки войск. Этот вариант по сравнению с израильским является более сложным и для реализации потребует большего времени и материальных средств. Тем не менее обе стороны намерены искать компромиссный вариант и продолжить совместные работы. Прототип комплекса MTHEL планируется создать к 2008 году. В этот период уже созданный стационарный химический лазер THEL будет находиться на полигоне Уайт-Сэндз, где на нем будут отрабатываться отдельные компоненты будущего проекта и улучшаться его поражающие характеристики.
В перспективе планируется вместо химического лазера, имеющего серьезный недостаток, заключающийся в необходимости пополнения в боевых условиях токсичных химических компонентов топлива силового лазера, перейти на твердотельный лазер, имеющий среднюю мощность не менее 100 кВт, работы над которым ведутся в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса для СВ США. Опытный образец такого лазера мощностью 10 кВт в конце 2001 года был доставлен на полигон Уайт-Сэндз для проведения испытаний. Твердотельный лазер большей мощности (100 кВт) планируется испытать в 2007 году. По оценкам американских экспертов, стоимость одного выстрела химического лазера составляет 4-8 тыс. долларов, а переход на твердотельный лазер позволит снизить ее в 2-3 раза. Таким образом, несмотря на чрезвычайную сложность задачи, в США проводятся интенсивные НИОКР по созданию комплексов лазерного оружия различного назначения и различных видов базирования. Зарубежные специалисты ставят под сомнение успех этих работ, поскольку до сих пор нет ни одного реально действующего и принятого на вооружение комплекса
ЗВО№2 2004 С. 41-48
Смотрите также
|
