ما هو تأثير الإدخال المتسلسل لأسلحة الليزر على مظهر الطائرات المقاتلة؟ أحد المتطلبات المعلنة لطائرات الجيل السادس هو قابلية القيادة الاختيارية ، أي القدرة على تشغيل الطائرة مع وبدون طيار. تثير إمكانية إنشاء ذكاء اصطناعي قادر على اتخاذ قرارات معقدة في القتال أسئلة أكثر بكثير من احتمالات صنع أسلحة الليزر ومدافع السكك الحديدية والطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت مجتمعة ، ولكن بالنسبة لقمرة القيادة ، فمن المحتمل أن تخضع لتغييرات جذرية.
1. قمرة القيادة
يتطلب وجود أسلحة الليزر في العدو إخفاء الطيار داخل جسم الطائرة ، دون استخدام هياكل شفافة. سيتم تنفيذ التجريب باستخدام تقنية "الدروع الشفافة".
لا ينبغي أن تكون هناك مشاكل في تنفيذ هذه التكنولوجيا ، بالنظر إلى أنها في الواقع مستخدمة بالفعل على مقاتلات عائلة F-35 ، وعلى ما يبدو ، سيتم تطويرها بنشاط في المستقبل. بالإضافة إلى الولايات المتحدة ، يجري العمل على إنشاء "درع شفاف" في المملكة المتحدة وإسرائيل وروسيا ودول أخرى.
خوذة طيار من طراز F-35
2. وسائل الاستطلاع والتوجيه
نظرًا لعدم وجود قمرة القيادة الشفافة والاحتمال الكبير لضرب معدات الاستطلاع البصري بأسلحة الليزر ، فستحتاج إلى أن تكون زائدة عن الحاجة عدة مرات ، مع فصلها إلى نقاط مختلفة من الجسم وحماية على شكل ستائر عالية السرعة على الفور يُغلق عندما يضرب إشعاع الليزر ، أو طرق أخرى للحماية المادية لعناصر البصريات الحساسة.
من المرجح أن يكون أساس الاستطلاع بحلول عام 2050 عبارة عن مجموعة هوائي طور راديو-ضوئي (ROFAR). لا تزال التفاصيل حول جميع إمكانات هذه التكنولوجيا غير معروفة ، ولكن من المحتمل أن يؤدي الظهور المحتمل لـ ROFAR إلى وضع حد لجميع التقنيات الحالية لتقليل الرؤية. في حالة ظهور صعوبات مع ROFAR ، سيتم استخدام نماذج متقدمة من محطات الرادار مع صفائف هوائي مرحلي نشط (الرادار مع AFAR) على الطائرات الواعدة.
3. وضع الأسلحة
إن الحاجة إلى تحقيق سرعة تفوق سرعة الصوت وتقليل الرؤية وحماية الأسلحة من الإصابة بأسلحة الليزر ستتطلب وضعها في مقصورات داخلية.
الطائرات الحديثة لديها تخطيط كثيف بشكل استثنائي. هذا يؤثر سلبًا على راحة التحديث اللاحق ويحد من حمل الذخيرة. هذا ملحوظ بشكل خاص في مثال المقاتلين المصنوعين من فتحات الأسلحة الداخلية. في الطرف الآخر من "المقياس" ، يمكنك وضع قاذفة القنابل الأمريكية B-52 ، والتي ، نظرًا لقوتها المفرطة وحجم بنائها المفرط ، تم تحديثها بنجاح لأكثر من نصف قرن ، وعلى الأرجح ستعمر بشكل كبير. - نظرائهم غير المكلفين. في حالة استخدام أسلحة الليزر ، يمكن أن يصبح التصميم شديد الكثافة مصدرًا إضافيًا للمشاكل ، الأمر الذي يتطلب زيادة في حجم طائرة مقاتلة واعدة.
فتحات الأسلحة الداخلية للمقاتلين متعددي الأدوار الحديث
4. حماية ضد الليزر
على عكس الرأي القائل بأنه من الممكن حماية نفسك من أشعة الليزر باستخدام "عملة فضية" عادية ، للحماية من الإشعاع القوي ، ستحتاج إلى استخدام غلاف خاص يتضمن عدة طبقات.
على سبيل المثال ، يمكن أن تكون طبقة خارجية ذات موصلية حرارية عالية ، قادرة على "تلطيخ" التأثير الحراري لليزر على العلبة ، مع الاحتفاظ بخصائصها أثناء التسخين بدرجة حرارة عالية ، وطبقة داخلية توفر عزلًا حراريًا للأحجام الداخلية .
في الوقت نفسه ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن مثل هذا الطلاء يجب أن يكون مقاومًا للتشغيل طويل الأجل في مختلف الظروف المناخية ، وأن يتحمل الأحمال الزائدة التي تحدث أثناء الطيران ، والأحمال الحرارية الدورية والاهتزازات. يعد إنشاء مثل هذه الحماية مهمة علمية وتقنية معقدة ، سيتم تحديثها مع نمو قوة أسلحة الليزر. يمكن افتراض أن سمكها سيكون في حدود سنتيمتر واحد أو أكثر ، مما سيضيف كتلة إلى هيكل هيكل الطائرة بأكمله ، مع مراعاة حجم الطائرة والحاجة إلى تثبيتها.
يمكن أن يتسبب الطلاء ذو الجودة الرديئة في حدوث الكثير من المشاكل في تشغيل الطائرة
5. أسلحة الليزر
بناءً على معدل تطور الطائرة ، يمكن الافتراض ، اعتمادًا على أبعاد الطائرة ، أنه بحلول عام 2050 يمكن تجهيزها بـ 1-2 ليزر بقوة 300-500 كيلو وات ، مع إمكانية إخراج إشعاع في الطائرات السفلية والعلوية للطائرة ، مما سيجعل من الممكن تنفيذ منطقة متأثرة شبه دائرية.
على الأرجح ، ستكون هذه ليزرات ألياف الأشعة تحت الحمراء ، مع طاقة مشتركة من عدة بواعث. سيشمل التوجيه استهداف عين الطيار والخوارزميات الآلية لاختيار نقاط الهدف الضعيفة.
6. مصادر الطاقة لأسلحة الليزر وأنظمة أخرى على متن الطائرة
من المرجح أن يتم توفير الكهرباء لليزر من خلال إزالة الطاقة من أعمدة الدوران لمحركات التوربينات الغازية.
في حد ذاته ، يتم تنفيذ تقنية إزالة جزء من الطاقة في مقاتلة F-35B VTOL لضمان تشغيل مروحة الرفع. كما ذكر في السابق مقالة، وفقًا لهذا المخطط ، يمكن بناء متغير F-35 بأسلحة الليزر. يقابل الانخفاض في المدى والقدرة الاستيعابية في هذه الحالة القدرات الاستثنائية التي يوفرها وجود أسلحة الليزر على متن الطائرة.
محرك F-35B مزود بمروحة رفع PTO
كجزء من برنامج ASuMED في ألمانيا ، تم إنشاء نموذج أولي لمحرك طائرة متزامن فائق التوصيل بقوة 1 ميغاواط بكثافة طاقة تبلغ 20 كيلوواط لكل كيلوغرام. نظرًا لعكس الآلات الكهربائية المتزامنة ، يمكن استخدام هذه التقنية لإنشاء مولدات كهربائية مدمجة لتشغيل أسلحة الليزر بأبعاد قليلة وكفاءة عالية.
النموذج الأولي لمحرك طائرة متزامن فائق التوصيل
7. خصائص الوزن والحجم
ستؤدي الحاجة إلى تركيب أسلحة الليزر ومولدات الطاقة لها ووجود فتحات أسلحة كبيرة وطلاء ضخم مضاد لليزر إلى زيادة حجم ووزن إقلاع الطائرات المقاتلة الواعدة.
بشكل عام ، من المستحيل عدم ملاحظة الاتجاه الحالي لزيادة حجم وكتلة الطائرات المقاتلة. على سبيل المثال ، وزن الطائرة F-35 هو مرة ونصف وزن سابقتها ، F-16 ، والوضع مشابه لمقاتلات F-15 و F-22. يمكن افتراض أن وزن الإقلاع لمقاتل واعد متعدد الوظائف في عام 2050 يمكن أن يتراوح من 50 إلى 100 طن ، وهو ما يمكن مقارنته بوزن Tu-128 اعتراض التسكع ، وهو المشروع غير المحقق للطائرة MiG-7.01 متعددة الوظائف الطويلة - اعتراضية المدى أو القاذفة الحاملة للصواريخ طراز Tu-22M3. ستؤدي زيادة كتلة وحجم الطائرات المقاتلة الواعدة إلى انخفاض قدرتها على المناورة. ومع ذلك ، مع الأخذ في الاعتبار وجود أسلحة الليزر والصواريخ المضادة للمناورة بشكل كبير ، فإن القدرة على المناورة الخاصة بالطائرات المقاتلة الواعدة لن تكون ذات أهمية كبيرة.
Loitering interceptor Tu-128 ، مشروع اعتراض طويل المدى متعدد الوظائف MiG-7.01 ، قاذفة صواريخ Tu-22M3
8. محركات
مع وجود احتمال كبير ، يمكن القول أن الطائرة الواعدة ستكون ذات محركين. يجب أن يضمن الدفع الكلي للمحركات الطيران بسرعة تفوق سرعة الصوت دون استخدام الحارق اللاحق.
في وضع إقلاع الطاقة لتشغيل أسلحة الليزر ، ستنخفض خصائص طيران الطائرة. بحلول عام 2050 ، من المحتمل أن يتم حل المشكلات الفنية وسيتم تركيب محركات نفاثة نابضة (PuVRD) أو محركات تفجير دوارة على متن الطائرات. من المحتمل أن بعض أنواع محركات الطائرات الواعدة لن تكون قادرة على تنفيذ الإقلاع المباشر للطاقة لتشغيل أسلحة الليزر ، الأمر الذي يتطلب تركيب مولد منفصل بمحرك توربيني غازي مضغوط لهذا الغرض.
من وقت لآخر ، هناك معلومات حول تنفيذ طائرات الجيل السادس لإمكانية الطيران بسرعات تفوق سرعة الصوت. بالطبع ، في مطلع عام 2050 ، يمكن تنفيذ الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ، ولكن في الوقت الحالي ، تم الانتهاء من جميع مشاريع القاذفات الواعدة في الإصدار دون سرعة الصوت ، ولا تتمكن جميع البلدان من تنفيذ حتى رحلة طيران ثابتة لطائرة من النوع المقاتل بسرعة تفوق سرعة الصوت ، وتواجه جميع مشاريع الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت صعوبات فنية كبيرة. وبالتالي ، في حين أن الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت لم يتم تطويرها بشكل صحيح حتى في شكل صواريخ ورؤوس حربية يمكن التخلص منها ، فمن الصعب التحدث عن سرعة الطيران فوق الصوتية للطائرات المقاتلة المأهولة الواعدة.
9. مخطط الديناميكية الهوائية
سيتم تحسين تصميم طائرة مقاتلة واعدة بناءً على الحاجة إلى تثبيت حماية ضد الليزر والحفاظ على سرعة تفوق سرعة الصوت. إذا تم تحقيق النجاح في مطلع الخمسينيات من القرن الماضي في إنشاء طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت ، فسيكون هذا هو العامل الحاسم في اختيار تصميم الطائرة.
بناءً على الاتجاهات الحالية ، يمكننا أن نفترض رفض الذيل العمودي ، وغياب الذيل الأفقي الأمامي (PGO). في الوقت الحالي ، يرجع هذا في المقام الأول إلى تنفيذ تقنيات التخفي ، ولكن في المستقبل ، قد تصبح الحماية من الأحمال الحرارية الناتجة عن سرعة الطيران العالية والتعرض لأسلحة الليزر عاملاً حاسمًا.
10. التسلح
مثل تسليح السفن الحربية ، تسلح واعد طيران ستشمل المجمعات أنظمة دفاعية وهجومية. كأسلحة هجومية ، لتدمير طائرات العدو على المدى الطويل والمتوسط ، سيتم استخدام صواريخ V-V الأسرع من الصوت المزودة بحماية ضد الليزر. إذا لم يكن من الممكن ضمان حماية رادار الصاروخ من العوامل الضارة لإشعاع الليزر ، فسيتم توجيه الصواريخ بواسطة الناقل عبر قناة راديو آمنة أو على طول "مسار الليزر".
سيتم استخدام الصواريخ المضادة للصواريخ صغيرة الحجم عالية المناورة كأسلحة دفاعية. يمكن استخدامها أيضًا في القتال الجوي القريب ضد طائرات العدو. وبالمثل ، سيتم استخدام أسلحة الليزر - كأولوية لتدمير صواريخ العدو المهاجمة ، أو لتدمير طائرات العدو من مسافة قريبة.
في مطلع عام 2050 ، قد يُطرح السؤال حول تزويد أنظمة الطيران بنوع آخر من الأسلحة على أساس المبادئ الفيزيائية الجديدة - مدفع السكك الحديدية (RP). في الوقت الحالي ، تعتبر مدافع السكك الحديدية عنصرًا من عناصر تسليح السفن السطحية. كان من المخطط في الأصل أن يكونوا مسلحين بأحدث المدمرات الأمريكية من نوع Zumwalt ، لكن الصعوبات الفنية التي نشأت أدت إلى تأخير إدخال هذه الأسلحة. ومع ذلك ، يتم اختبار بنادق السكك الحديدية بنشاط في العديد من البلدان حول العالم ، بما في ذلك الولايات المتحدة الأمريكية وتركيا والصين. في يونيو 2019 ، تم اختبار مدفع السكك الحديدية EMRG ، الذي يتم تطويره لصالح البحرية الأمريكية ، بنجاح. في المستقبل القريب ، من المخطط إجراء اختبارات مباشرة على سفن البحرية الأمريكية.
بندقية السكك الحديدية EMRG
على عكس السفن ، التي تتطلب عيارًا كبيرًا يبلغ 155 ملمًا ومدى إطلاق نار يبلغ حوالي 400-500 كيلومتر ، على الطائرات المقاتلة ، يمكن تقليل عيار مدفع السكك الحديدية بشكل كبير ويصل إلى حوالي 30-40 ملم. يجب أن يتم إطلاق النار بواسطة مقذوفات يتم التحكم فيها باستخدام تقنية "الليزر درب" على مسافة حوالي 100-200 كم. سيسمح مثل هذا السلاح بضرب طائرات العدو المحمية بأسلحة الليزر ، لأن السرعة العالية والحجم الصغير لقذيفة المدفع الكهرومغناطيسي سيجعل من الصعب اكتشافها وتدميرها. لا يرجع وجود نظام تحكم في قذيفة RP إلى الحاجة إلى إصابة أهداف شديدة المناورة ، ولكن للتعويض عن انحراف محور RP عند إطلاقه ، للتعويض عن الظروف الجوية وإمكانية تغيير مسار الهدف داخل ترتيب 5-15 درجة.
يمكن وضع مسدس السكة على طول محور الطائرة للحصول على أقصى طول لقسم التعزيز للبرميل. تنشأ قضية منفصلة فيما يتعلق بأجهزة تخزين الطاقة لمثل هذه الأسلحة ، لأنه حتى قوة مولدات 1-2 ميجاوات التي توفر الطاقة لأسلحة الليزر لن تكون على الأرجح كافية لتشغيل مدفع سكة حديد. يجب أن يكون مفهوما أن مسدس السكك الحديدية أكثر تعقيدًا من الناحية التكنولوجية ، حتى مقارنة بأسلحة الليزر. إذا كان مظهر RP على السفن عمليا لا شك فيه ، فإن تكيفه مع حاملات الطائرات يمكن أن يكون معقدًا للغاية.
المستقبل القريب
بالحديث عن الطائرات المقاتلة في المستقبل ، لا يسع المرء إلا أن يذكر مشروعين واعدين. بادئ ذي بدء ، هذه قاذفة استراتيجية أمريكية واعدة من طراز B-21 Raider. سابقتها ، القاذفة B-2 ، التي يتم تطويرها في سرية تامة ، جلبت إلى عالم الطيران منطقة تشتت فعالة منخفضة (ESR) لمثل هذه الآلة الضخمة. من الممكن أن تحتوي الطائرة B-21 التي يتم تطويرها لتحل محلها أيضًا على بعض الحلول المبتكرة. على سبيل المثال ، يمكن تجهيزها بأسلحة ليزر دفاعية والقدرة على تدمير طائرات العدو باستخدام رادار قوي محمول جواً مع AFAR وصواريخ V-V طويلة المدى. إذا تم تنفيذ هذه القدرات ، فإن B-21 Raider سيكون من الناحية النظرية قريبًا من مظهر طائرة مقاتلة واعدة تم النظر فيها في هذه المقالة (طائرة دفاعية ، حمولة ذخيرة كبيرة).
ب 21 رايدر
في روسيا ، تتم مناقشة تطوير خليفة أيديولوجي لـ MiG-31 ، وهو نظام واعد لاعتراض الطائرات بعيد المدى (PAK DP) ، بشكل دوري. كان الجهاز غير الموجود على الإنترنت يسمى MiG-41. في الوقت الحالي ، لم يتم الانتهاء من مظهر PAK DP. من المفترض أن تكون هذه آلة ثقيلة بسرعة طيران تزيد عن 3500 كم / ساعة ومدى طيران يبلغ حوالي 7000 كم. وفقًا لمصادر أخرى ، يمكن أن تكون السرعة القصوى 4-4,5 ماخ ، أي 5000-5500 كم / ساعة. من الممكن تمامًا ، مع مراعاة الإطار الزمني المتوقع لتطوير PAK DP - 2025-2030 ، أن يأخذ تصميمه في الاعتبار التهديدات المحتملة التي تشكلها أسلحة الليزر المنتشرة على طائرات العدو.
أحد مفاهيم PAK DA العديدة
النتائج
من الصعب للغاية توقع ظهور مجمع طيران قتالي لفترة طويلة من الزمن. هل من الممكن التنبؤ بشكل موثوق بمظهر MiG-1920 أو MiG-15 في عام 17 بناءً على مظهر الطائرات ذات السطحين الخشبيين؟ ما المحركات النفاثة والرادارات والأسلحة الموجهة؟ فقط المروحة ، رشاش ، مناظير! أو للتنبؤ في عام 1945 بظهور طرازات MiG-30 / F-25 التي ظهرت بعد حوالي 15 عامًا؟
يرتبط تعقيد التنبؤ بالمخاطر التقنية العالية التي تصاحب تطوير تقنيات جديدة بشكل أساسي ، مثل أسلحة الليزر أو مدافع السكك الحديدية أو محركات التفجير ، وكذلك بالظهور غير المتوقع لتقنيات جديدة تمامًا يمكنها تغيير وجه أنظمة الطيران المتقدمة بشكل جذري .
تم تشكيل المظهر المتوقع لمجمع الطيران القتالي في عام 2050 بناءً على استقراء قدرات التقنيات الحالية التي هي حاليًا في المرحلة الأولية من تطويرها.
العامل الذي يحدد إلى حد كبير ظهور مجمع طيران واعد في عام 2050 هو تطوير أسلحة الليزر. إن السلسلة المنطقية في تكوين مظهر مجمع طيران واعد هي كما يلي:
- ظهور ليزر 100-300 كيلوواط على مقاتلات الجيل الخامس الحالية ، إلى جانب الصواريخ المضادة للصواريخ الصغيرة من نوع CUDA (2025-2035) ؛
- التدريب و / أو المعارك الجوية الحقيقية للطائرات المجهزة بـ LO ؛
- حتمية BVB نتيجة الذخيرة الصغيرة لطائرات الجيل الخامس بالاشتراك مع الاعتراض الفعال لصواريخ V-V LO والصواريخ المضادة ؛
- احتمال كبير للهزيمة المتبادلة لطائرات LO في BVB ؛
- الحاجة إلى إيواء الطيار في قمرة القيادة المغلقة وأجهزة الاستشعار الزائدة عن الحاجة ؛
- الحاجة إلى حماية الطائرات والأسلحة من الليزر ؛
- الحاجة إلى زيادة الذخيرة ؛
- زيادة أبعاد ووزن الطائرة.
كما هو الحال في أي مواجهة "بالسيف والدرع" ، فإن مظهر الطائرات المقاتلة الواعدة سيتحدد من خلال التطوير المتقدم لأسلحة الليزر أو وسائل الحماية ضدها. في حالة تفوق قدرات أسلحة الليزر على قدرات وسائل الحماية ضدها (الطلاءات ، الجلود) ، سيتحول مظهر الطائرات المقاتلة الواعدة إلى ما تم تناوله في هذه المقالة. في الإصدار المعاكس ، سيكون ظهور الطائرات المقاتلة الواعدة أقرب إلى المفاهيم الحالية للطائرات المدمجة نسبيًا والقابلة للمناورة.