أسلحة الليزر: وجهات نظر في سلاح الجو. الجزء 2
دائمًا ما يكون سلاح الجو (القوة الجوية) في طليعة التقدم العلمي والتكنولوجي. ليس من المستغرب أن التكنولوجيا الفائقة سلاحمثل الليزر ، لم يتم تجاوز هذا النوع من القوات المسلحة.
قصة أسلحة الليزر على طيران بدأت وسائل الإعلام في السبعينيات من القرن العشرين. ابتكرت الشركة الأمريكية Avco Everett ليزرًا ديناميكيًا للغاز بقوة 70-30 كيلو واط ، وقد أتاحت أبعاده وضعه على متن طائرة كبيرة. على هذا النحو ، تم اختيار طائرة ناقلة KS-60. تم تركيب الليزر في عام 135 ، وبعد ذلك حصلت الطائرة على حالة مختبر الطيران والتسمية NKC-1973A ، وتقع وحدة الليزر في جسم الطائرة. تم تثبيت فتحة في الجزء العلوي من الهيكل ، والتي غطت البرج الدوار بباعث ونظام تعيين الهدف.
بحلول عام 1978 ، تمت زيادة قوة الليزر الموجود على متن الطائرة 10 مرات ، كما تمت زيادة إمداد سائل العمل لليزر والوقود من أجل توفير وقت إشعاع من 20 إلى 30 ثانية. في عام 1981 ، جرت المحاولات الأولى لضرب هدف Rrebee طائر بدون طيار وصاروخ جانبي بجو-جو بشعاع ليزر ، والذي انتهى دون جدوى.
تم تحديث الطائرة مرة أخرى وفي عام 1983 أعيدت الاختبارات. أثناء الاختبار ، تم تدمير خمسة صواريخ Sidewinder تحلق في اتجاه الطائرة بسرعة 135 كم / ساعة بواسطة شعاع ليزر من NKC-3218A. في اختبارات أخرى في نفس العام ، دمر الليزر NKC-135A هدفًا دون سرعة الصوت BQM-34A يحاكي هجومًا على سفينة تابعة للبحرية الأمريكية على ارتفاع منخفض.
في نفس الوقت تقريبًا الذي تم فيه إنشاء طائرة NKC-135A ، كان مشروع طائرة حاملة أسلحة الليزر ، مجمع A-60 ، قيد الإعداد أيضًا في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، والذي تم وصفه في الجزء الأول من المقال. حالة هذا البرنامج غير معروفة حاليًا.
في عام 2002 ، تم افتتاح برنامج جديد في الولايات المتحدة - ABL (Airborne Laser) لوضع أسلحة الليزر على متن طائرة. الهدف الرئيسي للبرنامج هو إنشاء مكون جوي لنظام الدفاع الصاروخي (ABM) لتدمير الصواريخ الباليستية المعادية في المرحلة الأولى من الرحلة ، عندما يكون الصاروخ أكثر عرضة للخطر. للقيام بذلك ، كان من الضروري الحصول على نطاق اشتباك مستهدف يتراوح بين 400-500 كم.
تم اختيار طائرة بوينج 747 كبيرة لتكون الناقل ، والتي ، بعد التعديل ، حصلت على الاسم - النموذج الأولي من طراز Attack Laser 1-A (YAL-1A). تم تركيب أربع تركيبات ليزر على متن الطائرة - ليزر مسح ضوئي ، ليزر لضمان الاستهداف الدقيق ، ليزر لتحليل تأثير الغلاف الجوي على تشوه مسار الشعاع ، والليزر القتالي الرئيسي عالي الطاقة HEL (ليزر عالي الطاقة).
يتكون ليزر HEL من 6 وحدات طاقة - ليزر كيميائي مع وسيط عمل يعتمد على الأكسجين واليود المعدني ، مما يولد إشعاعًا بطول موجة يبلغ 1,3 ميكرون. يشمل نظام التصويب والتركيز 127 مرآة وعدسة ومرشحات ضوئية. قوة الليزر حوالي واحد ميغاواط.
واجه البرنامج العديد من الصعوبات الفنية ، فاقت التكاليف كل التوقعات وبلغت ما بين سبعة وثلاثة عشر مليار دولار. أثناء تطوير البرنامج ، تم الحصول على نتائج محدودة ، على وجه الخصوص ، تم تدمير العديد من الصواريخ الباليستية التدريبية بمحرك صاروخي سائل (LRE) ووقود صلب. كان مدى الهزيمة حوالي 80-100 كم.
يمكن اعتبار السبب الرئيسي لإغلاق البرنامج هو استخدام ليزر كيميائي غير واعد عن علم. ذخيرة ليزر HEL محدودة بمخزون المكونات الكيميائية الموجودة على متنها وتتراوح بين 20 و 40 "طلقة". يولد ليزر HEL كمية هائلة من الحرارة ، والتي يتم إزالتها إلى الخارج بمساعدة فوهة Laval ، والتي تولد تيارًا من الغازات الساخنة التي تتدفق بسرعة 5 أضعاف سرعة الصوت (1800 م / ث) . يمكن أن يؤدي الجمع بين درجات الحرارة المرتفعة ومكونات الليزر القابلة للاشتعال إلى عواقب مأساوية.
سيحدث نفس الشيء لبرنامج A-60 الروسي إذا استمر في استخدام الليزر الديناميكي الغازي الذي تم تطويره مسبقًا.
ومع ذلك ، لا يمكن اعتبار برنامج ABL عديم الفائدة تمامًا. في سياق ذلك ، تم اكتساب خبرة لا تقدر بثمن في سلوك إشعاع الليزر في الغلاف الجوي ، وتم تطوير مواد جديدة وأنظمة بصرية وأنظمة تبريد وعناصر أخرى ستكون مطلوبة في المشاريع المستقبلية الواعدة لليزر عالي الطاقة الذي يعتمد على الهواء. أسلحة.
كما ذكرنا سابقًا في الجزء الأول من المقالة ، هناك اتجاه في الوقت الحالي للتخلي عن الليزر الكيميائي لصالح الليزرات ذات الحالة الصلبة والليزر الليفي ، حيث لا يلزم حمل ذخيرة منفصلة ، وإمدادات الطاقة التي يوفرها حاملة الليزر كافية.
هناك العديد من برامج الليزر المحمولة جواً في الولايات المتحدة. أحد هذه البرامج هو برنامج تطوير وحدات أسلحة الليزر للتثبيت على الطائرات المقاتلة والمركبات الجوية غير المأهولة - HEL ، الذي تم تنفيذه بأمر من وكالة DARPA من قبل General Atomics Aeronautical System و Textron Systems.
تعمل شركة General Atomics Aeronautica مع شركة Lockheed Martin لتطوير مشروع ليزر سائل. بحلول نهاية عام 2007 ، أظهر النموذج الأولي قوة 15 كيلو واط. تعمل Textron Systems على النموذج الأولي الخاص بها من ليزر الحالة الصلبة باستخدام سائل عامل من السيراميك يسمى ThinZag.
يجب أن تكون النتيجة النهائية للبرنامج وحدة ليزر بقوة 75-150 كيلو وات على شكل حاوية بها بطاريات ليثيوم أيون ونظام تبريد سائل وبواعث ليزر بالإضافة إلى تقارب شعاع وتوجيه واستهداف تم تثبيت النظام. يمكن دمج الوحدات للحصول على الطاقة النهائية المطلوبة.
مثل جميع برامج التكنولوجيا الفائقة لتطوير أسلحة جديدة بشكل أساسي ، يواجه برنامج HEL تأخيرات في التنفيذ.
في عام 2014 ، بدأت شركة لوكهيد مارتن ، بالاشتراك مع DARPA ، اختبارات الطيران لأسلحة الليزر المتقدمة Aero-optic Beam Control (ABC) لحاملات الطائرات. في إطار هذا البرنامج ، يتم اختبار تقنيات توجيه أسلحة الليزر عالية الطاقة في نطاق 360 درجة على طائرة معملية تجريبية.
على المدى القصير ، تدرس القوات الجوية الأمريكية دمج أسلحة الليزر في أحدث مقاتلة شبح من طراز F-35 ، وفي المستقبل على طائرات مقاتلة أخرى. تخطط شركة لوكهيد مارتن لتطوير ليزر ليفي معياري بقوة حوالي 100 كيلو وات ونسبة تحويل كهربائية إلى بصرية تزيد عن 40٪ ، مع التثبيت اللاحق على F-35. لهذا الغرض ، وقعت شركة لوكهيد مارتن ومختبر أبحاث القوات الجوية الأمريكية عقدًا بقيمة 26,3 مليون دولار. بحلول عام 2021 ، يجب على شركة لوكهيد مارتن أن تقدم للعميل نموذجًا أوليًا من الليزر القتالي ، يسمى SHIELD ، والذي يمكن تركيبه على طائرات مقاتلة.
يجري النظر في عدة خيارات لوضع أسلحة الليزر على طائرات F-35. يتضمن أحدها وضع أنظمة الليزر في مروحة رفع F-35B أو خزان وقود كبير ، والذي يقع في نفس المكان في متغيرات F-35A و F-35C. بالنسبة للطائرة F-35B ، فإن هذا يعني إزالة الإقلاع والهبوط العمودي (وضع STOVL) ، بالنسبة للطائرات F-35A و F-35C ، وهو انخفاض مماثل في نطاق الطيران.
الغرض منه هو استخدام عمود الإدارة الخاص بمحرك F-35B ، والذي يقوم عادةً بتشغيل مروحة الرفع ، لتشغيل مولد أعلى من 500 كيلو واط (في وضع STOVL ، يوفر عمود التشغيل ما يصل إلى 20 ميغاواط من طاقة العمود إلى مروحة الرفع) . سيشغل هذا المولد جزءًا من الحجم الداخلي لمروحة الرفع ، وسيتم استخدام المساحة المتبقية لاستيعاب أنظمة توليد الليزر ، والبصريات ، وما إلى ذلك.
وفقًا لإصدار آخر ، سيتم وضع سلاح الليزر والمولد بشكل متوافق داخل الجسم بين الوحدات الموجودة ، مع إخراج الإشعاع عبر قناة ألياف بصرية في مقدمة الطائرة.
خيار آخر هو إمكانية وضع أسلحة الليزر في حاوية معلقة ، مماثلة لتلك التي تم إنشاؤها في إطار برنامج HEL ، إذا كان من الممكن إنشاء ليزر ذي خصائص مقبولة في الأبعاد المحددة.
بطريقة أو بأخرى ، أثناء العمل ، يمكن تنفيذ كل من الخيارات المذكورة أعلاه والمختلفة تمامًا لتنفيذ تكامل أسلحة الليزر على طائرة F-35.
في الولايات المتحدة ، هناك العديد من "خرائط الطريق" لتطوير أسلحة الليزر. على الرغم من التصريحات السابقة لسلاح الجو الأمريكي حول تلقي نماذج أولية بحلول 2020-2021 ، يمكن اعتبار 2025-2030 شروطًا أكثر واقعية لظهور أسلحة الليزر الواعدة على حاملات الطائرات. بحلول هذا الوقت ، يمكننا أن نتوقع ظهور أسلحة الليزر من النوع "المقاتل" في الخدمة مع قوة تبلغ حوالي 100 كيلو وات ، وبحلول عام 2040 قد تزيد الطاقة إلى 300-500 كيلو واط.
يشير وجود العديد من برامج أسلحة الليزر في سلاح الجو الأمريكي في نفس الوقت إلى اهتمامهم الكبير بهذا النوع من الأسلحة ، ويقلل من المخاطر التي يتعرض لها سلاح الجو في حالة فشل مشروع أو أكثر.
ما هي عواقب ظهور أسلحة الليزر على متن الطائرات المقاتلة للطيران التكتيكي؟ مع الأخذ في الاعتبار قدرات الرادار الحديثة ووسائل التوجيه البصري ، فإن هذا ، أولاً وقبل كل شيء ، سيجعل من الممكن ضمان الدفاع عن النفس للمقاتل من صواريخ العدو القادمة. مع وجود ليزر 100-300 كيلوواط على متن الطائرة ، من المفترض أن يتم تدمير 2-4 صواريخ جو - جو أو أرض - جو واردة. بالاقتران مع أسلحة الصواريخ من نوع CUDA ، فإن فرص الطائرة المجهزة بأسلحة الليزر للبقاء على قيد الحياة في ساحة المعركة ستزداد عدة مرات.
يمكن أن تسبب أسلحة الليزر أقصى ضرر للصواريخ ذات التوجيه الحراري والبصري ، لأن أداؤها يعتمد بشكل مباشر على عمل المصفوفة الحساسة. لن يساعد استخدام المرشحات الضوئية لطول موجي معين ، لأن العدو سيستخدم على الأرجح أنواعًا مختلفة من الليزر ، ولا يمكن تنفيذ التصفية من الكل. بالإضافة إلى ذلك ، من المحتمل أن يتسبب امتصاص الفلتر لطاقة الليزر بقوة تصل إلى 100 كيلو وات في تدميره.
ستُضرب الصواريخ برأس صاروخ موجه للرادار ، ولكن على مدى أقصر. من غير المعروف كيف سيتفاعل العرض الشفاف الراديوي مع إشعاع الليزر القوي ، فقد يكون عرضة لمثل هذه التأثيرات.
في هذه الحالة ، فإن الفرصة الوحيدة لعدو لا تكون طائرته مجهزة بأسلحة ليزر هي "إغراق" الخصم بالعديد من صواريخ جو-جو التي لا يمكن لأسلحة الليزر والصواريخ المضادة من نوع CUDA اعتراضها معًا.
سيؤدي ظهور أشعة الليزر القوية على الطائرات إلى "إبطال" جميع أنظمة الصواريخ المضادة للطائرات المحمولة (MANPADS) مع التوجيه الحراري من نوع Igla أو Stinger ، مما يقلل بشكل كبير من قدرات أنظمة الدفاع الجوي بصواريخ التوجيه الضوئية أو الحرارية ، و تتطلب زيادة في عدد الصواريخ في طلقة واحدة. على الأرجح ، يمكن أيضًا ضرب صواريخ أرض - جو لأنظمة الدفاع الجوي بعيدة المدى بواسطة الليزر ، أي. كما سيزداد استهلاكها عند إطلاق النار على طائرة مزودة بأسلحة الليزر.
إن استخدام الحماية المضادة لليزر على صواريخ جو - جو وصواريخ أرض - جو سيجعلها أثقل وأكبر ، مما سيؤثر على مداها وقدرتها على المناورة. يجب ألا تعتمد على طلاء المرآة ، فلن يكون هناك أي معنى عمليًا منه ، وستكون هناك حاجة إلى حلول مختلفة تمامًا.
في حالة الانتقال من القتال الجوي إلى المناورة القريبة ، سيكون للطائرة التي تحمل سلاح ليزر على متنها ميزة لا يمكن إنكارها. من مسافة قريبة ، سيكون نظام توجيه شعاع الليزر قادرًا على توجيه الحزمة إلى النقاط الضعيفة لطائرة العدو - الطيار ، والمحطات البصرية والرادارية ، وأجهزة التحكم ، والأسلحة على الرافعة الخارجية. من نواحٍ عديدة ، يلغي هذا الحاجة إلى القدرة على المناورة الفائقة ، لأنه بغض النظر عن الطريقة التي تستدير بها ، ستظل تستبدل جانبًا أو آخر ، وستكون إزاحة شعاع الليزر لها سرعة زاوية أعلى بشكل متعمد.
سيؤثر تجهيز القاذفات الإستراتيجية (حاملات الصواريخ القاذفة) بأسلحة ليزر دفاعية بشكل كبير على الوضع في الجو. في الأيام الخوالي ، كان جزءًا لا يتجزأ من القاذفة الاستراتيجية عبارة عن مدفع طائرة سريع النيران في قسم ذيل الطائرة. في وقت لاحق تم التخلي عنها لصالح تركيب أنظمة الحرب الإلكترونية المتقدمة. ومع ذلك ، حتى المهاجم غير الواضح أو الأسرع من الصوت ، إذا اكتشفه مقاتلو العدو ، سيتم إسقاطه باحتمالية عالية. الحل الوحيد الفعال الآن هو إطلاق أسلحة صاروخية خارج منطقة تغطية الدفاع الجوي وطيران العدو.
يمكن أن يؤدي ظهور أسلحة الليزر في التسلح الدفاعي للمهاجم إلى تغيير الوضع جذريًا. إذا كان من الممكن تثبيت ليزر 100-300 كيلو واط على مقاتلة ، فيمكن تثبيت هذه الأنظمة على قاذفة بمبلغ 2-4 وحدات. سيسمح ذلك بالدفاع عن النفس في نفس الوقت من 4 إلى 16 صاروخًا للعدو يهاجم من اتجاهات مختلفة. من الضروري مراعاة حقيقة أن المطورين يستكشفون بنشاط إمكانية الاستخدام المشترك لأسلحة الليزر من عدة بواعث لهدف واحد. وفقًا لذلك ، فإن التشغيل المنسق لأسلحة الليزر بقوة إجمالية تبلغ 400 كيلوواط - 1,2 ميغاواط سيسمح للمهاجم بتدمير المقاتلين المهاجمين من مسافة 50-100 كيلومتر.
زيادة قوة وكفاءة الليزر بحلول 2040-2050 يمكن أن تعيد إلى الحياة فكرة طائرة ثقيلة ، مماثلة لتلك التي تم تطويرها في مشروع الاتحاد السوفيتي A-60 وبرنامج ABL الأمريكي. كوسيلة للدفاع المضاد للصواريخ ضد الصواريخ الباليستية ، من غير المرجح أن تكون فعالة ، ولكن لا يمكن تكليفها بمهام أقل أهمية.
عندما يتم تركيب نوع من "بطارية الليزر" على متن الطائرة ، بما في ذلك 5-10 ليزر بقوة 500 كيلو واط - 1 ميغاواط ، فإن إجمالي طاقة إشعاع الليزر التي يمكن أن يركز عليها الناقل على الهدف سيكون 5-10 ميغاواط. هذا سوف يتعامل بشكل فعال مع أي أهداف جوية تقريبًا على مسافة 200-500 كم. بادئ ذي بدء ، ستشمل قائمة الأهداف طائرات أواكس ، والحرب الإلكترونية ، وطائرات الناقلات ، ثم الطائرات التكتيكية المأهولة وغير المأهولة.
في وضع الليزر المنفصل ، يمكن اعتراض عدد كبير من الأهداف مثل صواريخ كروز أو صواريخ جو-جو أو صواريخ أرض-جو.
ما الذي يمكن أن يؤدي إليه تشبع ساحة المعركة بأشعة الليزر القتالية ، وكيف سيؤثر ذلك على مظهر الطيران القتالي؟
يمكن أن تؤدي الحاجة إلى الحماية الحرارية ، والستائر الواقية لأجهزة الاستشعار ، وزيادة وزن وحجم الأسلحة المستخدمة ، إلى زيادة حجم الطيران التكتيكي ، وانخفاض قدرة الطائرات وأسلحتها على المناورة. سوف تختفي الطائرات المقاتلة الخفيفة كفئة.
قد تكون النتيجة النهائية شيئًا مثل "القلاع الطائرة" للحرب العالمية الثانية ، ملفوفة بحماية حرارية ، ومسلحة بأسلحة الليزر بدلاً من المدافع الرشاشة ، والصواريخ المحمية عالية السرعة بدلاً من القنابل الجوية.
هناك العديد من العقبات التي تحول دون تنفيذ أسلحة الليزر ، لكن الاستثمارات النشطة في هذا الاتجاه تشير إلى أنه سيتم تحقيق نتائج إيجابية. على مسار ما يقرب من 50 عامًا ، من اللحظة التي بدأ فيها العمل الأول على أسلحة الليزر للطيران ، حتى يومنا هذا ، زادت القدرات التكنولوجية بشكل كبير. ظهرت مواد جديدة ، ومحركات ، ومصادر طاقة ، وزادت قوة الحوسبة بعدة أوامر من حيث الحجم ، وتوسعت القاعدة النظرية.
يبقى أن نأمل ألا يكون لدى الولايات المتحدة وحلفائها أسلحة ليزر واعدة فحسب ، بل ستدخل أيضًا الخدمة مع القوات الجوية للاتحاد الروسي في الوقت المناسب.
قصة أسلحة الليزر على طيران بدأت وسائل الإعلام في السبعينيات من القرن العشرين. ابتكرت الشركة الأمريكية Avco Everett ليزرًا ديناميكيًا للغاز بقوة 70-30 كيلو واط ، وقد أتاحت أبعاده وضعه على متن طائرة كبيرة. على هذا النحو ، تم اختيار طائرة ناقلة KS-60. تم تركيب الليزر في عام 135 ، وبعد ذلك حصلت الطائرة على حالة مختبر الطيران والتسمية NKC-1973A ، وتقع وحدة الليزر في جسم الطائرة. تم تثبيت فتحة في الجزء العلوي من الهيكل ، والتي غطت البرج الدوار بباعث ونظام تعيين الهدف.
بحلول عام 1978 ، تمت زيادة قوة الليزر الموجود على متن الطائرة 10 مرات ، كما تمت زيادة إمداد سائل العمل لليزر والوقود من أجل توفير وقت إشعاع من 20 إلى 30 ثانية. في عام 1981 ، جرت المحاولات الأولى لضرب هدف Rrebee طائر بدون طيار وصاروخ جانبي بجو-جو بشعاع ليزر ، والذي انتهى دون جدوى.
تم تحديث الطائرة مرة أخرى وفي عام 1983 أعيدت الاختبارات. أثناء الاختبار ، تم تدمير خمسة صواريخ Sidewinder تحلق في اتجاه الطائرة بسرعة 135 كم / ساعة بواسطة شعاع ليزر من NKC-3218A. في اختبارات أخرى في نفس العام ، دمر الليزر NKC-135A هدفًا دون سرعة الصوت BQM-34A يحاكي هجومًا على سفينة تابعة للبحرية الأمريكية على ارتفاع منخفض.
ضربت طائرات Boeing NKC-135A وأهدافها - صاروخ AIM-9 "Sidewinder" و BQM-34A هدف بدون طيار
في نفس الوقت تقريبًا الذي تم فيه إنشاء طائرة NKC-135A ، كان مشروع طائرة حاملة أسلحة الليزر ، مجمع A-60 ، قيد الإعداد أيضًا في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، والذي تم وصفه في الجزء الأول من المقال. حالة هذا البرنامج غير معروفة حاليًا.
في عام 2002 ، تم افتتاح برنامج جديد في الولايات المتحدة - ABL (Airborne Laser) لوضع أسلحة الليزر على متن طائرة. الهدف الرئيسي للبرنامج هو إنشاء مكون جوي لنظام الدفاع الصاروخي (ABM) لتدمير الصواريخ الباليستية المعادية في المرحلة الأولى من الرحلة ، عندما يكون الصاروخ أكثر عرضة للخطر. للقيام بذلك ، كان من الضروري الحصول على نطاق اشتباك مستهدف يتراوح بين 400-500 كم.
تم اختيار طائرة بوينج 747 كبيرة لتكون الناقل ، والتي ، بعد التعديل ، حصلت على الاسم - النموذج الأولي من طراز Attack Laser 1-A (YAL-1A). تم تركيب أربع تركيبات ليزر على متن الطائرة - ليزر مسح ضوئي ، ليزر لضمان الاستهداف الدقيق ، ليزر لتحليل تأثير الغلاف الجوي على تشوه مسار الشعاع ، والليزر القتالي الرئيسي عالي الطاقة HEL (ليزر عالي الطاقة).
يتكون ليزر HEL من 6 وحدات طاقة - ليزر كيميائي مع وسيط عمل يعتمد على الأكسجين واليود المعدني ، مما يولد إشعاعًا بطول موجة يبلغ 1,3 ميكرون. يشمل نظام التصويب والتركيز 127 مرآة وعدسة ومرشحات ضوئية. قوة الليزر حوالي واحد ميغاواط.
واجه البرنامج العديد من الصعوبات الفنية ، فاقت التكاليف كل التوقعات وبلغت ما بين سبعة وثلاثة عشر مليار دولار. أثناء تطوير البرنامج ، تم الحصول على نتائج محدودة ، على وجه الخصوص ، تم تدمير العديد من الصواريخ الباليستية التدريبية بمحرك صاروخي سائل (LRE) ووقود صلب. كان مدى الهزيمة حوالي 80-100 كم.
يمكن اعتبار السبب الرئيسي لإغلاق البرنامج هو استخدام ليزر كيميائي غير واعد عن علم. ذخيرة ليزر HEL محدودة بمخزون المكونات الكيميائية الموجودة على متنها وتتراوح بين 20 و 40 "طلقة". يولد ليزر HEL كمية هائلة من الحرارة ، والتي يتم إزالتها إلى الخارج بمساعدة فوهة Laval ، والتي تولد تيارًا من الغازات الساخنة التي تتدفق بسرعة 5 أضعاف سرعة الصوت (1800 م / ث) . يمكن أن يؤدي الجمع بين درجات الحرارة المرتفعة ومكونات الليزر القابلة للاشتعال إلى عواقب مأساوية.
سيحدث نفس الشيء لبرنامج A-60 الروسي إذا استمر في استخدام الليزر الديناميكي الغازي الذي تم تطويره مسبقًا.
بوينغ YAL-1
ومع ذلك ، لا يمكن اعتبار برنامج ABL عديم الفائدة تمامًا. في سياق ذلك ، تم اكتساب خبرة لا تقدر بثمن في سلوك إشعاع الليزر في الغلاف الجوي ، وتم تطوير مواد جديدة وأنظمة بصرية وأنظمة تبريد وعناصر أخرى ستكون مطلوبة في المشاريع المستقبلية الواعدة لليزر عالي الطاقة الذي يعتمد على الهواء. أسلحة.
كما ذكرنا سابقًا في الجزء الأول من المقالة ، هناك اتجاه في الوقت الحالي للتخلي عن الليزر الكيميائي لصالح الليزرات ذات الحالة الصلبة والليزر الليفي ، حيث لا يلزم حمل ذخيرة منفصلة ، وإمدادات الطاقة التي يوفرها حاملة الليزر كافية.
هناك العديد من برامج الليزر المحمولة جواً في الولايات المتحدة. أحد هذه البرامج هو برنامج تطوير وحدات أسلحة الليزر للتثبيت على الطائرات المقاتلة والمركبات الجوية غير المأهولة - HEL ، الذي تم تنفيذه بأمر من وكالة DARPA من قبل General Atomics Aeronautical System و Textron Systems.
تعمل شركة General Atomics Aeronautica مع شركة Lockheed Martin لتطوير مشروع ليزر سائل. بحلول نهاية عام 2007 ، أظهر النموذج الأولي قوة 15 كيلو واط. تعمل Textron Systems على النموذج الأولي الخاص بها من ليزر الحالة الصلبة باستخدام سائل عامل من السيراميك يسمى ThinZag.
يجب أن تكون النتيجة النهائية للبرنامج وحدة ليزر بقوة 75-150 كيلو وات على شكل حاوية بها بطاريات ليثيوم أيون ونظام تبريد سائل وبواعث ليزر بالإضافة إلى تقارب شعاع وتوجيه واستهداف تم تثبيت النظام. يمكن دمج الوحدات للحصول على الطاقة النهائية المطلوبة.
مثل جميع برامج التكنولوجيا الفائقة لتطوير أسلحة جديدة بشكل أساسي ، يواجه برنامج HEL تأخيرات في التنفيذ.
وحدة الليزر HEL
في عام 2014 ، بدأت شركة لوكهيد مارتن ، بالاشتراك مع DARPA ، اختبارات الطيران لأسلحة الليزر المتقدمة Aero-optic Beam Control (ABC) لحاملات الطائرات. في إطار هذا البرنامج ، يتم اختبار تقنيات توجيه أسلحة الليزر عالية الطاقة في نطاق 360 درجة على طائرة معملية تجريبية.
منصة اختبار الليزر ABC
على المدى القصير ، تدرس القوات الجوية الأمريكية دمج أسلحة الليزر في أحدث مقاتلة شبح من طراز F-35 ، وفي المستقبل على طائرات مقاتلة أخرى. تخطط شركة لوكهيد مارتن لتطوير ليزر ليفي معياري بقوة حوالي 100 كيلو وات ونسبة تحويل كهربائية إلى بصرية تزيد عن 40٪ ، مع التثبيت اللاحق على F-35. لهذا الغرض ، وقعت شركة لوكهيد مارتن ومختبر أبحاث القوات الجوية الأمريكية عقدًا بقيمة 26,3 مليون دولار. بحلول عام 2021 ، يجب على شركة لوكهيد مارتن أن تقدم للعميل نموذجًا أوليًا من الليزر القتالي ، يسمى SHIELD ، والذي يمكن تركيبه على طائرات مقاتلة.
يجري النظر في عدة خيارات لوضع أسلحة الليزر على طائرات F-35. يتضمن أحدها وضع أنظمة الليزر في مروحة رفع F-35B أو خزان وقود كبير ، والذي يقع في نفس المكان في متغيرات F-35A و F-35C. بالنسبة للطائرة F-35B ، فإن هذا يعني إزالة الإقلاع والهبوط العمودي (وضع STOVL) ، بالنسبة للطائرات F-35A و F-35C ، وهو انخفاض مماثل في نطاق الطيران.
الغرض منه هو استخدام عمود الإدارة الخاص بمحرك F-35B ، والذي يقوم عادةً بتشغيل مروحة الرفع ، لتشغيل مولد أعلى من 500 كيلو واط (في وضع STOVL ، يوفر عمود التشغيل ما يصل إلى 20 ميغاواط من طاقة العمود إلى مروحة الرفع) . سيشغل هذا المولد جزءًا من الحجم الداخلي لمروحة الرفع ، وسيتم استخدام المساحة المتبقية لاستيعاب أنظمة توليد الليزر ، والبصريات ، وما إلى ذلك.
تركيب أسلحة الليزر على طائرة F-35B في مكان تركيب مروحة الرفع
وفقًا لإصدار آخر ، سيتم وضع سلاح الليزر والمولد بشكل متوافق داخل الجسم بين الوحدات الموجودة ، مع إخراج الإشعاع عبر قناة ألياف بصرية في مقدمة الطائرة.
خيار آخر هو إمكانية وضع أسلحة الليزر في حاوية معلقة ، مماثلة لتلك التي تم إنشاؤها في إطار برنامج HEL ، إذا كان من الممكن إنشاء ليزر ذي خصائص مقبولة في الأبعاد المحددة.
حاوية بطنية متعددة الأغراض للطائرة F-35
بطريقة أو بأخرى ، أثناء العمل ، يمكن تنفيذ كل من الخيارات المذكورة أعلاه والمختلفة تمامًا لتنفيذ تكامل أسلحة الليزر على طائرة F-35.
في الولايات المتحدة ، هناك العديد من "خرائط الطريق" لتطوير أسلحة الليزر. على الرغم من التصريحات السابقة لسلاح الجو الأمريكي حول تلقي نماذج أولية بحلول 2020-2021 ، يمكن اعتبار 2025-2030 شروطًا أكثر واقعية لظهور أسلحة الليزر الواعدة على حاملات الطائرات. بحلول هذا الوقت ، يمكننا أن نتوقع ظهور أسلحة الليزر من النوع "المقاتل" في الخدمة مع قوة تبلغ حوالي 100 كيلو وات ، وبحلول عام 2040 قد تزيد الطاقة إلى 300-500 كيلو واط.
خارطة طريق القوات الجوية الأمريكية لتطوير أسلحة الليزر
يشير وجود العديد من برامج أسلحة الليزر في سلاح الجو الأمريكي في نفس الوقت إلى اهتمامهم الكبير بهذا النوع من الأسلحة ، ويقلل من المخاطر التي يتعرض لها سلاح الجو في حالة فشل مشروع أو أكثر.
ما هي عواقب ظهور أسلحة الليزر على متن الطائرات المقاتلة للطيران التكتيكي؟ مع الأخذ في الاعتبار قدرات الرادار الحديثة ووسائل التوجيه البصري ، فإن هذا ، أولاً وقبل كل شيء ، سيجعل من الممكن ضمان الدفاع عن النفس للمقاتل من صواريخ العدو القادمة. مع وجود ليزر 100-300 كيلوواط على متن الطائرة ، من المفترض أن يتم تدمير 2-4 صواريخ جو - جو أو أرض - جو واردة. بالاقتران مع أسلحة الصواريخ من نوع CUDA ، فإن فرص الطائرة المجهزة بأسلحة الليزر للبقاء على قيد الحياة في ساحة المعركة ستزداد عدة مرات.
يمكن أن تسبب أسلحة الليزر أقصى ضرر للصواريخ ذات التوجيه الحراري والبصري ، لأن أداؤها يعتمد بشكل مباشر على عمل المصفوفة الحساسة. لن يساعد استخدام المرشحات الضوئية لطول موجي معين ، لأن العدو سيستخدم على الأرجح أنواعًا مختلفة من الليزر ، ولا يمكن تنفيذ التصفية من الكل. بالإضافة إلى ذلك ، من المحتمل أن يتسبب امتصاص الفلتر لطاقة الليزر بقوة تصل إلى 100 كيلو وات في تدميره.
ستُضرب الصواريخ برأس صاروخ موجه للرادار ، ولكن على مدى أقصر. من غير المعروف كيف سيتفاعل العرض الشفاف الراديوي مع إشعاع الليزر القوي ، فقد يكون عرضة لمثل هذه التأثيرات.
في هذه الحالة ، فإن الفرصة الوحيدة لعدو لا تكون طائرته مجهزة بأسلحة ليزر هي "إغراق" الخصم بالعديد من صواريخ جو-جو التي لا يمكن لأسلحة الليزر والصواريخ المضادة من نوع CUDA اعتراضها معًا.
سيؤدي ظهور أشعة الليزر القوية على الطائرات إلى "إبطال" جميع أنظمة الصواريخ المضادة للطائرات المحمولة (MANPADS) مع التوجيه الحراري من نوع Igla أو Stinger ، مما يقلل بشكل كبير من قدرات أنظمة الدفاع الجوي بصواريخ التوجيه الضوئية أو الحرارية ، و تتطلب زيادة في عدد الصواريخ في طلقة واحدة. على الأرجح ، يمكن أيضًا ضرب صواريخ أرض - جو لأنظمة الدفاع الجوي بعيدة المدى بواسطة الليزر ، أي. كما سيزداد استهلاكها عند إطلاق النار على طائرة مزودة بأسلحة الليزر.
إن استخدام الحماية المضادة لليزر على صواريخ جو - جو وصواريخ أرض - جو سيجعلها أثقل وأكبر ، مما سيؤثر على مداها وقدرتها على المناورة. يجب ألا تعتمد على طلاء المرآة ، فلن يكون هناك أي معنى عمليًا منه ، وستكون هناك حاجة إلى حلول مختلفة تمامًا.
في حالة الانتقال من القتال الجوي إلى المناورة القريبة ، سيكون للطائرة التي تحمل سلاح ليزر على متنها ميزة لا يمكن إنكارها. من مسافة قريبة ، سيكون نظام توجيه شعاع الليزر قادرًا على توجيه الحزمة إلى النقاط الضعيفة لطائرة العدو - الطيار ، والمحطات البصرية والرادارية ، وأجهزة التحكم ، والأسلحة على الرافعة الخارجية. من نواحٍ عديدة ، يلغي هذا الحاجة إلى القدرة على المناورة الفائقة ، لأنه بغض النظر عن الطريقة التي تستدير بها ، ستظل تستبدل جانبًا أو آخر ، وستكون إزاحة شعاع الليزر لها سرعة زاوية أعلى بشكل متعمد.
سيؤثر تجهيز القاذفات الإستراتيجية (حاملات الصواريخ القاذفة) بأسلحة ليزر دفاعية بشكل كبير على الوضع في الجو. في الأيام الخوالي ، كان جزءًا لا يتجزأ من القاذفة الاستراتيجية عبارة عن مدفع طائرة سريع النيران في قسم ذيل الطائرة. في وقت لاحق تم التخلي عنها لصالح تركيب أنظمة الحرب الإلكترونية المتقدمة. ومع ذلك ، حتى المهاجم غير الواضح أو الأسرع من الصوت ، إذا اكتشفه مقاتلو العدو ، سيتم إسقاطه باحتمالية عالية. الحل الوحيد الفعال الآن هو إطلاق أسلحة صاروخية خارج منطقة تغطية الدفاع الجوي وطيران العدو.
يمكن أن يؤدي ظهور أسلحة الليزر في التسلح الدفاعي للمهاجم إلى تغيير الوضع جذريًا. إذا كان من الممكن تثبيت ليزر 100-300 كيلو واط على مقاتلة ، فيمكن تثبيت هذه الأنظمة على قاذفة بمبلغ 2-4 وحدات. سيسمح ذلك بالدفاع عن النفس في نفس الوقت من 4 إلى 16 صاروخًا للعدو يهاجم من اتجاهات مختلفة. من الضروري مراعاة حقيقة أن المطورين يستكشفون بنشاط إمكانية الاستخدام المشترك لأسلحة الليزر من عدة بواعث لهدف واحد. وفقًا لذلك ، فإن التشغيل المنسق لأسلحة الليزر بقوة إجمالية تبلغ 400 كيلوواط - 1,2 ميغاواط سيسمح للمهاجم بتدمير المقاتلين المهاجمين من مسافة 50-100 كيلومتر.
القاذفات الحالية والواعدة - ناقلات محتملة لأسلحة الليزر
زيادة قوة وكفاءة الليزر بحلول 2040-2050 يمكن أن تعيد إلى الحياة فكرة طائرة ثقيلة ، مماثلة لتلك التي تم تطويرها في مشروع الاتحاد السوفيتي A-60 وبرنامج ABL الأمريكي. كوسيلة للدفاع المضاد للصواريخ ضد الصواريخ الباليستية ، من غير المرجح أن تكون فعالة ، ولكن لا يمكن تكليفها بمهام أقل أهمية.
عندما يتم تركيب نوع من "بطارية الليزر" على متن الطائرة ، بما في ذلك 5-10 ليزر بقوة 500 كيلو واط - 1 ميغاواط ، فإن إجمالي طاقة إشعاع الليزر التي يمكن أن يركز عليها الناقل على الهدف سيكون 5-10 ميغاواط. هذا سوف يتعامل بشكل فعال مع أي أهداف جوية تقريبًا على مسافة 200-500 كم. بادئ ذي بدء ، ستشمل قائمة الأهداف طائرات أواكس ، والحرب الإلكترونية ، وطائرات الناقلات ، ثم الطائرات التكتيكية المأهولة وغير المأهولة.
في وضع الليزر المنفصل ، يمكن اعتراض عدد كبير من الأهداف مثل صواريخ كروز أو صواريخ جو-جو أو صواريخ أرض-جو.
ما الذي يمكن أن يؤدي إليه تشبع ساحة المعركة بأشعة الليزر القتالية ، وكيف سيؤثر ذلك على مظهر الطيران القتالي؟
يمكن أن تؤدي الحاجة إلى الحماية الحرارية ، والستائر الواقية لأجهزة الاستشعار ، وزيادة وزن وحجم الأسلحة المستخدمة ، إلى زيادة حجم الطيران التكتيكي ، وانخفاض قدرة الطائرات وأسلحتها على المناورة. سوف تختفي الطائرات المقاتلة الخفيفة كفئة.
قد تكون النتيجة النهائية شيئًا مثل "القلاع الطائرة" للحرب العالمية الثانية ، ملفوفة بحماية حرارية ، ومسلحة بأسلحة الليزر بدلاً من المدافع الرشاشة ، والصواريخ المحمية عالية السرعة بدلاً من القنابل الجوية.
هناك العديد من العقبات التي تحول دون تنفيذ أسلحة الليزر ، لكن الاستثمارات النشطة في هذا الاتجاه تشير إلى أنه سيتم تحقيق نتائج إيجابية. على مسار ما يقرب من 50 عامًا ، من اللحظة التي بدأ فيها العمل الأول على أسلحة الليزر للطيران ، حتى يومنا هذا ، زادت القدرات التكنولوجية بشكل كبير. ظهرت مواد جديدة ، ومحركات ، ومصادر طاقة ، وزادت قوة الحوسبة بعدة أوامر من حيث الحجم ، وتوسعت القاعدة النظرية.
يبقى أن نأمل ألا يكون لدى الولايات المتحدة وحلفائها أسلحة ليزر واعدة فحسب ، بل ستدخل أيضًا الخدمة مع القوات الجوية للاتحاد الروسي في الوقت المناسب.
معلومات