A Força Aérea (Força Aérea) está sempre na vanguarda do progresso científico e tecnológico. Não é surpreendente que armas de alta tecnologia como os lasers não tenham contornado esse tipo de forças armadas.
A história das armas a laser em porta-aviões começa na década de 70 do século XX. A empresa americana Avco Everett criou um laser gás-dinâmico com uma potência de 30-60 kW, cujas dimensões permitiam colocá-lo a bordo de uma grande aeronave. O avião-tanque KS-135 foi escolhido como tal. O laser foi instalado em 1973, após o que a aeronave recebeu o status de laboratório voador e a designação NKC-135A, sendo a instalação do laser colocada na fuselagem. Uma carenagem é instalada na parte superior do corpo, que cobriu a torre giratória com um radiador e um sistema de designação de alvo.
Em 1978, a potência do laser a bordo foi aumentada 10 vezes, e o fornecimento do fluido de trabalho para o laser e combustível também foi aumentado para garantir o tempo de radiação de 20-30 segundos. Em 1981, foram feitas as primeiras tentativas de acertar com um feixe de laser um alvo voador não tripulado "Rrebee" e um míssil ar-ar "Sidewinder", que acabou em vão.
A aeronave foi modernizada novamente e em 1983 os testes foram repetidos. Durante os testes, cinco mísseis Sidewinder voando na direção da aeronave a uma velocidade de 3.218 km / h foram destruídos por um feixe de laser do NKC-135A. Durante outros testes no mesmo ano, o laser NKC-135A destruiu um alvo subsônico BQM-34A, que em baixa altitude simulou um ataque a um navio da Marinha dos EUA.
Na mesma época em que a aeronave NKC-135A estava sendo criada, a URSS também elaborou um projeto para um porta-armas a laser - o complexo A-60, que é descrito na primeira parte do artigo. No momento, o status do trabalho neste programa é desconhecido.
Em 2002, um novo programa foi inaugurado nos Estados Unidos - ABL (Airborne Laser) para colocação de armas a laser em aeronaves. A principal tarefa do programa é criar um componente aéreo do sistema de defesa antimísseis (ABM) para destruir mísseis balísticos inimigos na fase inicial do vôo, quando o míssil está mais vulnerável. Para isso, foi necessário obter um alcance de destruição do alvo da ordem de 400-500 km.
Escolheu-se como porta-aviões um Boeing 747 de grande porte que, após modificação, recebeu o nome de protótipo Attack Laser modelo 1-A (YAL-1A). Quatro instalações de laser foram montadas a bordo - um laser de varredura, um laser para garantir um direcionamento preciso, um laser para analisar o efeito da atmosfera na distorção da trajetória do feixe e o principal laser de combate de alta energia HEL (High Energy Laser).
O laser HEL é composto por 6 módulos de energia - lasers químicos com meio de trabalho à base de oxigênio e iodo metálico, gerando radiação com comprimento de onda de 1,3 mícron. O sistema de mira e foco inclui 127 espelhos, lentes e filtros de luz. A potência do laser é de cerca de um megawatt.
O programa passou por inúmeras dificuldades técnicas, com custos acima de todas as expectativas e variaram de sete a treze bilhões de dólares. Durante o desenvolvimento do programa, foram obtidos resultados limitados, em particular, vários mísseis balísticos de treinamento com motor de foguete de propelente líquido (LPRE) e combustível sólido foram destruídos. O alcance da destruição foi de cerca de 80-100 km.
O principal motivo para o encerramento do programa pode ser considerado o uso de um laser químico deliberadamente pouco promissor. A munição do laser HEL é limitada pelo fornecimento de componentes químicos a bordo e atinge 20-40 "tiros". Quando o laser HEL opera, uma grande quantidade de calor é gerada, que é removida para o exterior usando um bico Laval, que cria um fluxo de gases aquecidos fluindo a uma velocidade de 5 vezes a velocidade do som (1800 m / s). A combinação de altas temperaturas e componentes de laser explosivos pode levar a consequências trágicas.
O mesmo acontecerá com o programa russo A-60, se ele for continuado com o laser gás-dinâmico desenvolvido anteriormente.
No entanto, o programa ABL não pode ser considerado totalmente inútil. No decorrer dele, uma experiência inestimável foi adquirida no comportamento da radiação laser na atmosfera, novos materiais, sistemas ópticos, sistemas de resfriamento e outros elementos foram desenvolvidos que estarão em demanda em futuros projetos promissores de armas laser aerotransportadas de alta energia.
Conforme já mencionado na primeira parte do artigo, atualmente há uma tendência de abandonar os lasers químicos em favor dos lasers de estado sólido e de fibra, para os quais não é necessário carregar munição separada e a fonte de alimentação fornecida pelo o portador de laser é suficiente.
Existem vários programas de laser aerotransportado nos Estados Unidos. Um desses programas é o programa de desenvolvimento de módulos de armas a laser para instalação em aeronaves de combate e veículos aéreos não tripulados - HEL, implementado por encomenda da agência DARPA pela General Atomics Aeronautical System e Textron Systems.
A General Atomics Aeronautica está trabalhando com a Lockheed Martin para desenvolver um projeto de laser líquido. No final de 2007, o protótipo atingiu 15 kW. A Textron Systems está trabalhando em seu próprio protótipo para um laser de estado sólido baseado em cerâmica chamado ThinZag.
O resultado final do programa deve ser um módulo laser de 75-150 kW em forma de contêiner, no qual estão instaladas baterias de íon-lítio, sistema de refrigeração líquida, emissores de laser, além de sistema de convergência, orientação e retenção do feixe no alvo. Os módulos podem ser integrados para obter a potência final necessária.
Como todos os programas de desenvolvimento de armas de alta tecnologia, o programa HEL enfrenta atrasos na implementação.
Em 2014, a Lockheed Martin, junto com a DARPA, começou os testes de voo da promissora arma a laser Aero-optic Aero-optic Beam Control (ABC) para porta-aviões. No âmbito deste programa, tecnologias para a orientação de armas a laser de alta energia na faixa de 360 graus estão sendo testadas em uma aeronave experimental de laboratório.
Em um futuro próximo, a Força Aérea dos Estados Unidos está considerando a integração de armas a laser no mais recente caça stealth F-35 e, posteriormente, em outras aeronaves de combate. A empresa Lockheed Martin planeja desenvolver um laser de fibra modular com uma potência de cerca de 100 kW e um fator de conversão de energia elétrica em energia óptica de mais de 40%, com posterior instalação no F-35. Para isso, a Lockheed Martin e o Laboratório de Pesquisa da Força Aérea dos EUA assinaram um contrato no valor de US $ 26,3 milhões. Em 2021, a Lockheed Martin deve fornecer ao cliente um protótipo de laser de combate, denominado SHIELD, que pode ser montado em caças.
Várias opções para a colocação de armas a laser no F-35 estão sendo consideradas. Um deles envolve a colocação de sistemas de laser no local do ventilador de elevação no F-35B ou no tanque de combustível grande, que está localizado no mesmo local nas variantes F-35A e F-35C. Para o F-35B, isso significará a retirada da possibilidade de decolagem e pouso vertical (modo STOVL), para o F-35A e F-35C, uma diminuição correspondente no alcance de vôo.
É proposto o uso do eixo de acionamento do motor F-35B, que normalmente aciona o ventilador da talha, para acionar um gerador com capacidade de mais de 500 kW (no modo STOVL, o eixo de acionamento fornece até 20 MW de potência do eixo para o ventilador da talha). Tal gerador ocupará parte do volume interno do ventilador de levantamento, o espaço restante será usado para acomodar sistemas de geração de laser, óptica, etc.
De acordo com outra versão, a arma de laser e o gerador serão colocados de forma conformada dentro do corpo entre as unidades existentes, com saída de radiação por meio de um canal de fibra ótica até a frente da aeronave.
Outra opção é a possibilidade de colocar armas de laser em um recipiente suspenso, semelhante ao criado no programa HEL, caso um laser de características aceitáveis possa ser criado nas dimensões dadas.
De uma forma ou de outra, no decorrer do trabalho, tanto as discutidas acima quanto opções completamente diferentes para implementar a integração de armas a laser na aeronave F-35 podem ser implementadas.
Nos Estados Unidos, existem vários roteiros para o desenvolvimento de armas a laser. Apesar das declarações feitas anteriormente pela Força Aérea dos Estados Unidos sobre a obtenção de protótipos até 2020-2021, 2025-2030 pode ser considerada datas mais realistas para o aparecimento de promissoras armas a laser em porta-aviões. A essa altura, pode-se esperar o surgimento de armas a laser com capacidade de cerca de 100 kW em serviço com aeronaves de combate do tipo caça, até 2040, a potência pode aumentar para 300-500 kW.
A presença de vários programas de armas a laser na Força Aérea dos Estados Unidos ao mesmo tempo indica seu alto interesse por esse tipo de arma e reduz os riscos para a Força Aérea caso um ou mais projetos falhem.
Quais são as consequências do aparecimento de armas a laser a bordo de aeronaves táticas? Levando em consideração as capacidades dos modernos sistemas de radar e orientação óptica, isso, em primeiro lugar, garantirá a autodefesa do caça contra os mísseis inimigos que se aproximam. Se houver um laser de 100-300 kW a bordo, 2-4 mísseis ar-ar ou superfície-ar podem ser destruídos. Combinado com armas de mísseis do tipo CUDA, as chances de uma aeronave equipada com armas a laser de sobreviver no campo de batalha são bastante aumentadas.
O dano máximo por armas de laser pode ser infligido a mísseis com orientação térmica e óptica, uma vez que seu desempenho depende diretamente do funcionamento da matriz sensível. O uso de filtros óticos, para um determinado comprimento de onda, não ajudará, já que o inimigo muito provavelmente utilizará lasers de diferentes tipos, pois toda a filtragem não pode ser realizada. Além disso, a absorção da energia do laser pelo filtro com uma potência de cerca de 100 kW provavelmente causará sua destruição.
Mísseis com cabeça de radar serão atingidos, mas em um alcance menor. Não se sabe como a carenagem radiotransparente reagirá à radiação laser de alta potência, ela pode ser vulnerável a tal efeito.
Nesse caso, a única chance do inimigo, cuja aeronave não está equipada com armas a laser, é “encher” o oponente com tantos mísseis ar-ar que as armas a laser e os antimísseis CUDA não podem interceptar em conjunto.
O aparecimento de lasers poderosos em aeronaves irá "zerar" todos os sistemas portáteis de mísseis de defesa aérea existentes (MANPADS) com orientação térmica, como "Igla" ou "Stinger", reduzir significativamente as capacidades dos sistemas de defesa aérea com mísseis com orientação óptica ou térmica, e exigirá um aumento no número de mísseis em uma salva. Muito provavelmente, os mísseis superfície-ar de sistemas de defesa aérea de longo alcance também podem ser atingidos com um laser, ou seja, seu consumo ao disparar contra uma aeronave equipada com armas a laser também aumentará.
O uso de proteção anti-laser em mísseis ar-ar e mísseis superfície-ar os tornará mais pesados e maiores, o que afetará seu alcance e capacidade de manobra. Você não deve confiar em um revestimento de espelho, não haverá praticamente nenhum sentido nisso, serão necessárias soluções completamente diferentes.
Em caso de transição do combate aéreo para manobras de curto alcance, uma aeronave com armas a laser a bordo terá uma vantagem inegável. A curta distância, o sistema de orientação do feixe de laser será capaz de apontar o feixe para os pontos vulneráveis da aeronave inimiga - o piloto, estações ópticas e de radar, controles, armas em uma funda externa. Em muitos aspectos, isso nega a necessidade de supermanobrabilidade, já que não importa como você vire, você ainda substituirá um ou o outro lado, e o deslocamento do feixe de laser terá uma velocidade angular deliberadamente mais alta.
Equipar bombardeiros estratégicos (bombardeiros com mísseis) com armas laser defensivas afetará significativamente a situação no ar. Antigamente, uma parte integrante de um bombardeiro estratégico era um canhão de disparo rápido na cauda de uma aeronave. No futuro, foi abandonado em favor da instalação de sistemas avançados de guerra eletrônica. No entanto, mesmo um bombardeiro furtivo ou supersônico, se detectado por caças inimigos, provavelmente será abatido. A única solução eficaz agora é lançar armas de mísseis fora da zona de ação da defesa aérea e aeronaves inimigas.
O aparecimento de armas a laser no armamento defensivo de um bombardeiro pode mudar radicalmente a situação. Se um laser de 100-300 kW pode ser instalado em um caça, então 2-4 unidades podem ser instaladas em um bombardeiro de tais complexos. Isso tornará possível realizar a autodefesa simultaneamente de 4 a 16 mísseis inimigos atacando de diferentes direções. É necessário levar em conta o fato de que os desenvolvedores estão trabalhando ativamente na possibilidade do uso conjunto de armas a laser de vários emissores, um alvo de cada vez. Nesse sentido, o trabalho coordenado de armas a laser, com potência total de 400 kW - 1,2 MW, permitirá ao bombardeiro destruir caças atacantes a uma distância de 50-100 km.
O aumento da potência e da eficiência dos lasers até 2040-2050 poderia reviver a ideia de uma aeronave pesada, semelhante à desenvolvida no projeto soviético A-60 e no programa americano ABL. Como meio de defesa antimísseis contra mísseis balísticos, é improvável que seja eficaz, mas pode receber tarefas igualmente importantes.
Quando instalada a bordo de uma espécie de "bateria laser", incluindo 5-10 lasers com potência de 500 kW - 1 MW, a potência total da radiação laser, que o portador pode concentrar no alvo, será de 5-10 MW. Isso irá efetivamente lidar com quase todos os alvos aéreos a uma distância de 200-500 km. Em primeiro lugar, aeronaves AWACS, aeronaves de guerra eletrônica, aeronaves de reabastecimento e, em seguida, aeronaves táticas tripuladas e não tripuladas serão incluídas na lista de alvos.
No uso separado de lasers, um grande número de alvos, como mísseis de cruzeiro, mísseis ar-ar ou mísseis terra-ar podem ser interceptados.
A que pode levar a saturação do campo de batalha aéreo com lasers de combate e como isso afetará o aparecimento da aviação de combate?
A necessidade de proteção térmica, persianas de proteção para sensores, aumento nas características de peso e tamanho das armas utilizadas, podem levar a um aumento no tamanho da aviação tática, uma diminuição na manobrabilidade das aeronaves e de suas armas. Aeronaves de combate tripuladas leves desaparecerão como uma classe.
No final, você pode obter algo como "fortalezas voadoras" da Segunda Guerra Mundial, envoltas em proteção térmica, armadas com armas a laser em vez de metralhadoras e mísseis protegidos de alta velocidade em vez de bombas aéreas.
Existem muitos obstáculos para a implementação de armas a laser, mas investimentos ativos nesta direção sugerem que resultados positivos serão alcançados. Em uma jornada de quase 50 anos, desde o início dos primeiros trabalhos com armas a laser de aviação, e até os dias atuais, as capacidades tecnológicas aumentaram significativamente. Novos materiais, drives, fontes de alimentação surgiram, o poder de computação aumentou em várias ordens de magnitude e a base teórica se expandiu.
Resta esperar que não apenas os Estados Unidos e seus aliados tenham armas a laser promissoras, mas que entrarão em serviço na Força Aérea Russa em tempo hábil.
