Lực lượng Phòng không (Không quân) luôn đi đầu trong tiến bộ khoa học công nghệ. Không có gì ngạc nhiên khi các loại vũ khí công nghệ cao như tia laser đã không qua mặt được lực lượng vũ trang này.
Lịch sử của vũ khí laser trên tàu sân bay bắt đầu từ những năm 70 của TK XX. Công ty Avco Everett của Mỹ đã tạo ra một tia laser động khí có công suất 30-60 kW, kích thước của nó giúp có thể đặt nó lên một chiếc máy bay lớn. Máy bay tiếp dầu KS-135 đã được chọn như vậy. Tia laser được lắp đặt vào năm 1973, sau đó máy bay nhận được trạng thái của một phòng thí nghiệm bay và được đặt tên là NKC-135A. Việc lắp đặt tia laser được đặt trong thân máy bay. Một tấm chắn được lắp ở phần trên của thân, bao phủ tháp pháo quay bằng bộ tản nhiệt và hệ thống chỉ định mục tiêu.
Đến năm 1978, công suất của laser trên tàu đã tăng lên 10 lần, đồng thời việc cung cấp chất lỏng hoạt động cho laser và nhiên liệu cũng được tăng lên để đảm bảo thời gian bức xạ từ 20-30 giây. Năm 1981, những nỗ lực đầu tiên đã được thực hiện để bắn trúng mục tiêu không người lái "Rrebee" và tên lửa không đối không "Sidewinder", nhưng đã kết thúc vô ích.
Máy bay được hiện đại hóa một lần nữa và vào năm 1983, các cuộc thử nghiệm đã được lặp lại. Trong các cuộc thử nghiệm, 5 tên lửa Sidewinder bay theo hướng máy bay với tốc độ 3218 km / h đã bị phá hủy bởi chùm tia laze từ NKC-135A. Trong các cuộc thử nghiệm khác cùng năm, NKC-135A laser đã tiêu diệt một mục tiêu cận âm BQM-34A, mục tiêu này ở độ cao thấp mô phỏng một cuộc tấn công vào tàu Hải quân Hoa Kỳ.
Cùng thời điểm chế tạo máy bay NKC-135A, Liên Xô cũng đã xây dựng dự án chế tạo máy bay tác chiến mang vũ khí laser - tổ hợp A-60, được mô tả trong phần đầu của bài báo. Hiện tại vẫn chưa rõ tình hình hoạt động của chương trình này.
Năm 2002, một chương trình mới được mở ra ở Hoa Kỳ - ABL (Laser trên không) để đặt vũ khí laser trên máy bay. Nhiệm vụ chính của chương trình là tạo ra một bộ phận trên không của hệ thống phòng thủ chống tên lửa (ABM) để tiêu diệt tên lửa đạn đạo của đối phương trong giai đoạn đầu của chuyến bay, khi tên lửa này dễ bị tấn công nhất. Để đạt được điều này, nó được yêu cầu phải đạt được phạm vi tiêu diệt mục tiêu là 400-500 km.
Một chiếc máy bay Boeing 747 cỡ lớn đã được chọn làm tàu sân bay, sau khi sửa đổi, nó nhận được tên gọi nguyên mẫu là Attack Laser model 1-A (YAL-1A). Bốn thiết bị laser được gắn trên tàu - một laser quét, một laser để đảm bảo nhắm mục tiêu chính xác, một laser để phân tích ảnh hưởng của khí quyển đến sự biến dạng của quỹ đạo chùm tia và laser năng lượng cao chiến đấu chính HEL (High Energy Laser).
Laser HEL bao gồm 6 mô-đun năng lượng - laze hóa học với môi trường hoạt động dựa trên oxy và iốt kim loại, tạo ra bức xạ có bước sóng 1,3 micron. Hệ thống ngắm và lấy nét bao gồm 127 gương, thấu kính và bộ lọc ánh sáng. Công suất laser là khoảng một megawatt.
Chương trình gặp phải vô số khó khăn về kỹ thuật, với chi phí vượt quá mọi dự kiến và dao động từ bảy đến mười ba tỷ đô la. Trong quá trình phát triển chương trình, các kết quả thu được còn hạn chế, cụ thể là một số tên lửa đạn đạo huấn luyện với động cơ tên lửa đẩy chất lỏng (LPRE) và nhiên liệu rắn đã bị phá hủy. Phạm vi phá hủy khoảng 80-100 km.
Lý do chính của việc đóng cửa chương trình có thể được coi là việc sử dụng một tia laser hóa học có chủ ý. Đạn laser HEL bị giới hạn bởi nguồn cung cấp các thành phần hóa học trên tàu và số lượng lên tới 20-40 "phát". Khi laser HEL hoạt động, một lượng nhiệt khổng lồ được tạo ra, nhiệt lượng này được thoát ra bên ngoài bằng vòi Laval, tạo ra dòng khí đốt nóng chảy ra với tốc độ gấp 5 lần tốc độ âm thanh (1800 m / s). Sự kết hợp giữa nhiệt độ cao và các thành phần laser gây cháy nổ có thể dẫn đến hậu quả thương tâm.
Điều tương tự cũng sẽ xảy ra với chương trình A-60 của Nga, nếu nó được tiếp tục sử dụng laser động khí đã được phát triển trước đó.
Tuy nhiên, chương trình ABL không thể được coi là hoàn toàn vô dụng. Trong quá trình đó, kinh nghiệm vô giá đã thu được về hành vi của bức xạ laser trong khí quyển, các vật liệu mới, hệ thống quang học, hệ thống làm mát và các yếu tố khác sẽ được yêu cầu trong các dự án đầy hứa hẹn trong tương lai về vũ khí laser trên không năng lượng cao.
Như đã đề cập trong phần đầu của bài viết, hiện nay có xu hướng từ bỏ laser hóa học để chuyển sang sử dụng laser thể rắn và laser sợi quang, vì bạn không cần phải mang theo một loại đạn riêng biệt và nguồn điện được cung cấp bởi chất mang laser là đủ.
Có một số chương trình laser trên không ở Hoa Kỳ. Một trong những chương trình như vậy là chương trình phát triển các mô-đun vũ khí laser để lắp đặt trên máy bay chiến đấu và máy bay không người lái - HEL, do General Atomics Aeronautical System và Textron Systems thực hiện theo đơn đặt hàng của cơ quan DARPA.
General Atomics Aeronautica đang làm việc với Lockheed Martin để phát triển một dự án laser lỏng. Đến cuối năm 2007, nguyên mẫu đạt công suất 15 kW. Textron Systems đang làm việc trên nguyên mẫu của riêng mình cho một loại laser thể rắn dựa trên gốm có tên là ThinZag.
Kết quả cuối cùng của chương trình phải là mô-đun laser 75-150 kW ở dạng thùng chứa, trong đó pin lithium-ion được lắp đặt, hệ thống làm mát bằng chất lỏng, bộ phát laser, cũng như hệ thống hội tụ, hướng dẫn và lưu giữ chùm tia. vào mục tiêu. Các mô-đun có thể được tích hợp để có được công suất cuối cùng cần thiết.
Giống như tất cả các chương trình phát triển vũ khí công nghệ cao, chương trình HEL phải đối mặt với sự chậm trễ trong việc triển khai.
Năm 2014, Lockheed Martin cùng với DARPA đã bắt đầu các chuyến bay thử nghiệm vũ khí laser điều khiển chùm tia quang học thích ứng hàng không (ABC) đầy hứa hẹn cho các tàu sân bay. Trong khuôn khổ chương trình này, các công nghệ dẫn đường cho vũ khí laser năng lượng cao trong phạm vi 360 độ đang được thử nghiệm trên một máy bay thí nghiệm thực nghiệm.
Trong tương lai gần, Không quân Mỹ đang xem xét việc tích hợp vũ khí laser trên máy bay chiến đấu tàng hình F-35 mới nhất, và sau này là trên các máy bay chiến đấu khác. Công ty Lockheed Martin có kế hoạch phát triển một loại laser sợi quang mô-đun có công suất khoảng 100 kW và hệ số chuyển đổi năng lượng điện thành quang năng trên 40%, với việc lắp đặt tiếp theo trên F-35. Để thực hiện điều này, Lockheed Martin và Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Không quân Hoa Kỳ đã ký một hợp đồng trị giá 26,3 triệu USD. Đến năm 2021, Lockheed Martin phải cung cấp cho khách hàng một nguyên mẫu laser chiến đấu, có tên là SHIELD, có thể lắp trên máy bay chiến đấu.
Một số phương án bố trí vũ khí laser trên F-35 đang được xem xét. Một trong số đó liên quan đến việc đặt hệ thống laser tại vị trí của quạt nâng trong F-35B hoặc thùng nhiên liệu lớn, được đặt ở cùng vị trí trong các biến thể F-35A và F-35C. Đối với F-35B, điều này đồng nghĩa với việc loại bỏ khả năng cất cánh và hạ cánh thẳng đứng (chế độ STOVL), đối với F-35A và F-35C, phạm vi bay sẽ giảm tương ứng.
Người ta đề xuất sử dụng trục truyền động của động cơ F-35B, thường dẫn động quạt tời, để dẫn động máy phát điện có công suất lớn hơn 500 kW (ở chế độ STOVL, trục truyền động cung cấp công suất trục lên đến 20 MW đến quạt vận thăng). Một máy phát điện như vậy sẽ chiếm một phần thể tích bên trong của quạt nâng, không gian còn lại sẽ được sử dụng để chứa các hệ thống tạo tia laser, quang học, v.v.
Theo một phiên bản khác, vũ khí laser và máy phát điện sẽ được đặt phù hợp bên trong cơ thể giữa các đơn vị hiện có, với đầu ra bức xạ thông qua một kênh cáp quang tới phía trước máy bay.
Một lựa chọn khác là khả năng đặt vũ khí la-de trong một vật chứa lơ lửng, tương tự như vật chứa được tạo ra trong chương trình HEL, trong trường hợp có thể tạo ra một tia la-de có đặc tính chấp nhận được ở các kích thước nhất định.
Bằng cách này hay cách khác, trong quá trình làm việc, cả hai điều đã thảo luận ở trên và các phương án hoàn toàn khác nhau để triển khai tích hợp vũ khí laser trên máy bay F-35 đều có thể được thực hiện.
Tại Hoa Kỳ, có một số lộ trình phát triển vũ khí laser. Bất chấp những tuyên bố trước đây của Không quân Mỹ về việc lấy nguyên mẫu vào năm 2020-2021, 2025-2030 có thể được coi là ngày thực tế hơn cho sự xuất hiện của vũ khí laser đầy hứa hẹn trên tàu sân bay. Đến thời điểm này, người ta có thể mong đợi sự xuất hiện của vũ khí laser công suất khoảng 100 kW phục vụ cho các loại máy bay chiến đấu, đến năm 2040, công suất có thể tăng lên 300-500 kW.
Sự hiện diện của một số chương trình vũ khí laser trong Không quân Mỹ cùng lúc cho thấy họ quan tâm nhiều đến loại vũ khí này và giảm rủi ro cho Không quân nếu một hoặc nhiều dự án thất bại.
Hậu quả của sự xuất hiện của vũ khí laze trên máy bay chiến thuật là gì? Tính đến khả năng của các hệ thống dẫn đường quang học và radar hiện đại, điều này trước hết sẽ đảm bảo khả năng tự bảo vệ của máy bay chiến đấu trước các tên lửa của đối phương. Nếu có một tia laser 100-300 kW trên tàu, 2-4 tên lửa đất đối không hoặc đất đối không tới có thể bị tiêu diệt. Kết hợp với vũ khí tên lửa kiểu CUDA, cơ hội sống sót của máy bay được trang bị vũ khí laser trên chiến trường tăng lên rất nhiều.
Sát thương tối đa của vũ khí laser có thể gây ra đối với tên lửa có dẫn đường nhiệt và quang học, vì hiệu suất của chúng phụ thuộc trực tiếp vào hoạt động của ma trận nhạy cảm. Việc sử dụng các bộ lọc quang học, đối với một bước sóng nhất định, sẽ không giúp ích được gì, vì kẻ thù rất có thể sẽ sử dụng các loại laser khác nhau, từ đó tất cả các bộ lọc đều không thể thực hiện được. Ngoài ra, sự hấp thụ năng lượng laser của bộ lọc có công suất khoảng 100 kW có khả năng gây ra sự phá hủy của nó.
Tên lửa có đầu điều khiển radar sẽ bị bắn trúng, nhưng ở cự ly ngắn hơn. Người ta không biết làm thế nào bộ phận trong suốt vô tuyến sẽ phản ứng với bức xạ laser công suất cao, nó có thể dễ bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng như vậy.
Trong trường hợp này, cơ hội duy nhất của kẻ thù, những máy bay không được trang bị vũ khí laser, là "lấp đầy" đối phương bằng quá nhiều tên lửa không đối không mà vũ khí laser và tên lửa phòng không CUDA không thể cùng đánh chặn.
Sự xuất hiện của tia laser cực mạnh trên máy bay sẽ làm "không" tất cả các hệ thống tên lửa phòng không di động hiện có (MANPADS) có dẫn đường nhiệt như "Igla" hoặc "Stinger", làm giảm đáng kể khả năng của hệ thống phòng không với tên lửa dẫn đường quang hoặc nhiệt, và sẽ yêu cầu tăng số lượng tên lửa trong một cuộc tấn công. Nhiều khả năng, tên lửa đất đối không của hệ thống phòng không tầm xa cũng có thể bị bắn trúng bằng tia laser, tức là lượng tiêu thụ của chúng khi bắn vào một máy bay được trang bị vũ khí laser cũng sẽ tăng lên.
Việc sử dụng bảo vệ chống tia laser trên tên lửa không đối không và tên lửa đất đối không sẽ khiến chúng nặng hơn và lớn hơn, điều này sẽ ảnh hưởng đến tầm hoạt động và khả năng cơ động của chúng. Bạn không nên dựa vào lớp phủ gương, thực tế sẽ không có ý nghĩa gì từ nó, sẽ cần các giải pháp hoàn toàn khác.
Trong trường hợp chuyển từ không chiến sang cơ động tầm ngắn, một máy bay trang bị vũ khí laser trên khoang sẽ có lợi thế không thể phủ nhận. Ở cự ly gần, hệ thống dẫn đường bằng chùm tia laser sẽ có thể hướng chùm tia vào các điểm dễ bị tấn công của máy bay đối phương - phi công, các đài quang học và radar, bộ điều khiển, vũ khí trên dây treo bên ngoài. Theo nhiều khía cạnh, điều này phủ nhận nhu cầu về khả năng siêu cơ động, vì cho dù bạn quay ngược lại như thế nào, bạn vẫn sẽ thay thế bên này hay bên kia, và sự dịch chuyển của chùm tia laze sẽ có vận tốc góc cao hơn một cách có chủ ý.
Việc trang bị cho máy bay ném bom chiến lược (máy bay ném bom mang tên lửa) vũ khí laser phòng thủ sẽ ảnh hưởng đáng kể đến tình hình trên không. Ngày xưa, một bộ phận không thể thiếu của máy bay ném bom chiến lược là pháo máy bay bắn nhanh ở đuôi máy bay. Trong tương lai, nó bị bỏ rơi để ưu tiên lắp đặt các hệ thống tác chiến điện tử tiên tiến. Tuy nhiên, ngay cả một máy bay ném bom tàng hình hoặc siêu thanh, nếu bị máy bay chiến đấu của đối phương phát hiện, đều có khả năng bị bắn hạ. Giải pháp hữu hiệu duy nhất lúc này là phóng vũ khí tên lửa ra ngoài vùng tác chiến của phòng không và máy bay địch.
Sự xuất hiện của vũ khí laser trong vũ khí phòng thủ của máy bay ném bom có thể thay đổi hoàn toàn tình hình. Nếu một tia laser 100-300 kW có thể được lắp đặt trên máy bay chiến đấu, thì 2-4 chiếc có thể được lắp đặt trên máy bay ném bom của các tổ hợp như vậy. Điều này sẽ giúp nó có thể tự vệ đồng thời từ 4 đến 16 tên lửa của đối phương tấn công từ các hướng khác nhau. Cần phải tính đến thực tế là các nhà phát triển đang tích cực nghiên cứu khả năng sử dụng chung vũ khí laser từ nhiều bộ phát, một mục tiêu tại một thời điểm. Theo đó, hoạt động phối hợp của vũ khí laser, với tổng công suất 400 kW - 1,2 MW, sẽ cho phép máy bay ném bom tiêu diệt máy bay chiến đấu tấn công từ khoảng cách 50-100 km.
Sự gia tăng công suất và hiệu quả của tia laser vào năm 2040-2050 có thể làm sống lại ý tưởng về một chiếc máy bay hạng nặng, tương tự như ý tưởng được phát triển trong dự án A-60 của Liên Xô và chương trình ABL của Mỹ. Là phương tiện phòng thủ tên lửa chống lại tên lửa đạn đạo, chưa chắc đã phát huy tác dụng, nhưng có thể được giao những nhiệm vụ quan trọng không kém.
Khi được lắp đặt trên tàu một loại "pin laser", gồm 5-10 tia laser có công suất 500 kW - 1 MW, tổng công suất bức xạ laser mà tàu sân bay có thể tập trung vào mục tiêu sẽ là 5-10 MW. Điều này sẽ đối phó hiệu quả với hầu hết mọi mục tiêu trên không ở khoảng cách 200-500 km. Trước hết, máy bay AWACS, máy bay tác chiến điện tử, máy bay tiếp nhiên liệu, sau đó là máy bay chiến thuật có người lái và không người lái sẽ được đưa vào danh sách mục tiêu.
Trong việc sử dụng riêng biệt tia laser, một số lượng lớn các mục tiêu như tên lửa hành trình, tên lửa không đối không hoặc tên lửa đất đối không có thể bị đánh chặn.
Sự bão hòa của chiến trường trên không với laser chiến đấu có thể dẫn đến điều gì, và điều này sẽ ảnh hưởng như thế nào đến sự xuất hiện của hàng không chiến đấu?
Nhu cầu bảo vệ nhiệt, cửa chớp bảo vệ cho các cảm biến, sự gia tăng các đặc tính về trọng lượng và kích thước của vũ khí được sử dụng, có thể dẫn đến sự gia tăng quy mô của hàng không chiến thuật, giảm khả năng cơ động của máy bay và vũ khí của chúng. Máy bay chiến đấu hạng nhẹ có người lái sẽ biến mất dưới dạng một lớp.
Cuối cùng, bạn có thể nhận được một thứ giống như "pháo đài bay" của Thế chiến thứ hai, được bọc trong lớp bảo vệ nhiệt, trang bị vũ khí laser thay vì súng máy và tên lửa được bảo vệ tốc độ cao thay vì bom hàng không.
Có nhiều trở ngại trong việc triển khai vũ khí laser, nhưng những đầu tư tích cực theo hướng này cho thấy sẽ đạt được những kết quả tích cực. Trên hành trình kéo dài gần 50 năm, kể từ thời điểm bắt đầu nghiên cứu vũ khí laser hàng không đầu tiên, và cho đến ngày nay, khả năng công nghệ đã tăng lên đáng kể. Vật liệu mới, ổ đĩa, nguồn cung cấp điện đã xuất hiện, sức mạnh tính toán đã tăng lên vài bậc, và cơ sở lý thuyết đã mở rộng.
Người ta vẫn hy vọng rằng không chỉ Hoa Kỳ và các đồng minh của họ sẽ có vũ khí laser đầy hứa hẹn, mà chúng sẽ được đưa vào trang bị cho Không quân Nga một cách kịp thời.
