Заявленная США программа “SHiELD” (Self-protect High Energy Laser Demonstrator) является комплексной программой создания истребителя 5 го - 6 го поколения с лазером на борту для его защиты от ракет воздух-воздух и земля-воздух.
Она включает разработку компанией “Northrop Grumman” системы управления лучом лазера, разработку собственно лазера компанией “Lockheed Martin” и интегрирование всей системы лазерного оружия (ЛО) в единый лазерный комплекс компанией “Boeing”. “Аir Force” США планируют получить эти лазерные авиационные комплексы из-за коронавирусной пандемии и технических трудностей только к концу 22-го года. В рамках программы последовательно были созданы твердотельные комплексы ЛО на основе технологии волоконных лазеров с спектральным сложением излучений единичных источников. Было последовательно сообщено о создании лазеров со средней мощностью 30 кВт, потом 60 кВт и даже 100 кВт. Выбор волоконного лазера как единичного элемента сложения мощностей определяется высоким качеством излучения, его компактностью и малыми весовыми характеристиками. На сегодняшний день весовой фактор таких комплексов ЛО доведен до уровня в 5 кг./ кВт. Этот фактор включает оценку веса самого лазера, источника его питания, системы сброса излишнего тепла и всю платформу, держащую элементы системы как единое целое. В планах компании “Lockheed Martin” в дальнейшем довести этот весовой фактор до уровня в 2 кг./ кВт. Приводимые цифры выглядит очень ярко и перспективно для развития тактического ЛО. В планах компании - отработка уже созданного опытного образца лазерной системы в 300 кВт. Для сравнения следует сказать, что комплексы ЛО на газовой, химической и паровой основах, от которых США уже отказались (GDL, СО2, СО, COIL,HF/DF, пары щелочных металлов) дают весовой фактор в пределах 200-400 кг./ кВт, что означает, что мегаваттный комплекс ЛО уже с трудом может быть размещен даже в авиационном носителе типа Геркулес. А для достижения господства в воздухе необходимо создание и оснащение серийной боевой авиации легкими и компактными тактическими комплексами ЛО с весом в пределах нескольких сотен килограмм.
Особое значение весовой фактор приобретает при рассмотрении вопроса оснащения лазерами космических аппаратов, т.к. эта задача уже стоит в повестке дня Министерства обороны США. Согласно накопленному опыту эксплуатации созданных в прошлом комплексов ЛО, подтверждается необходимость создания в дальнейшем лазерных систем с выходной мощностью в несколько десятков МВт. Поэтому только твердотельная технология позволяет уверенно смотреть в будущее. Только имея развитую твердотельную технологию можно говорить о создании всего ряда высокоэнергетических систем ЛО, удовлетворяющего поставленным задачам. Так, комплекс ЛО на твердотельной основе мощностью в 10 МВт с учетом планируемого к реализации весового фактора – 2кг./квт. весил бы в пределах 20 тонн, что уже вполне приемлемо! Тем не менее, используемая США технология сложения лучей волоконных лазеров пригодна только для создания тактического ЛО мощностью до нескольких сотен кВт. Очевидно, что нужна иная конструктивная схема твердотельного лазера, которая позволила бы дальнейшее масштабирование энергетики комплекса ЛО при сохранении характерного для нее весового фактора. Как уже было отмечено выше, лазер на устаревших физико-технических основах прошлого этапа развития лазерной технологии весил бы во многие десятки раз больше. Учитывая выше сказанное, важно сделать ряд выводов, влияющих на общее понимание проблемы создания ЛО в мире:
1. Твердотельная технология в мире вышла на уровень зрелости, позволяющий создание высокоэнергетического тактического ЛО с разумными весами и габаритами. Лазерные комплексы, созданные на газовой, химической и паровой основах, ушли в прошлое. Стало понятно, что легкое и компактное ЛО на их основе получено быть не может. Сегодня хорошо отработанная в США технология тактических комплексов ЛО опирается на волоконный и дисковый типы лазеров, исследования по которым были начаты в России и в дальнейшем значительно развиты в США. Тем не менее, в силу ряда физических ограничений создание компактных и легких комплексов ЛО на указанных основах лимитировано тактическим уровнем мощности. В этом заключается большая ограниченность данных технологий, т.к. не только стратегический уровень мощности, но и многие новые эффективные применения на их основе физически не возможны.
2. Очевидно, что создаваемый США новый авиационный лазерный комплекс ЛО будет способен не только решать задачи собственной защиты от ракетного нападения, но и представит большую угрозу для авиации противника и иных объектов военной техники (ОВТ). Лазерное излучение значительно поглощается и рассеивается в условиях высокой влажности Персидского залива, где было проведено много демонстрационных испытаний тактических комплексов ЛО для борьбы с дронами. Известно, что в этих условиях мощность луча падает втрое на каждой миле дистанции. И это действительно усложняет применение ЛО в условиях большой влажности. Но из этого не следует вывод, заявляемый некоторыми нашими экспертами, что ЛО неэффективно в принципе! Нужно наращивать выходную энергетику комплексов ЛО и уходить на много больший уровень средних мощностей и на более эффективные временные режимы генерируемого ими излучения.
3. Есть и совершенно иные задачи помимо уничтожения дронов. Это использование ЛО в верхних слоях атмосферы и в космосе. На высотах 7-9 км, где ПЗРК представляют меньшую опасность, воздушная среда гораздо более прозрачная и прицельные дальности для уничтожения ОВТ даже для уровня мощности в 100-150 кВт могут составить многие десятки км. А если речь идет о мегаваттном уровне мощностей, то работами в рамках СОИ уже экспериментально доказана реальность диапазона активного оперирования на уровне - 100 км. в силовом и функциональном режимах поражения. Другое дело, что все это, опять же, тактический диапазон дальностей и надо продолжать наращивать мощность ЛО для достижения стратегического уровня дальности в 1000 км и более при соответствующем контроле весов и габаритов в разумных пределах. Ныне в головах ученых и конструкторов доминирует твердотельная основа активного элемента лазера, именно волоконные и дисковые геометрии комплексов тактического и стратегического ЛО определяют их будущее для большинства родов войск.
4. Теперь про космос. Там воздуха и паров воды нет вовсе и, значит, нет поглощения и рассеяния излучения! Эффект воздействия будет упираться только в оптическое качество генерируемого излучения. Но еще надо этот многомегаваттный лазерный комплекс умудриться вывезти в космос. Именно для этого акцент в работах США делается на твердотельной технологии, позволяющей обеспечить весовой фактор менее 5 кг./ кВт. Нужно помнить о поставленной Комитетом начальников штабов США задаче 1го этапа, в которой говорится об установке на боевых аппаратах авиации тактических комплексов ЛО мощностью в 100-150 кВт к концу 2022 года.
5. Несколько слов о механизмах поражения ОВТ. Силовое поражение наверняка гарантирует выполнение боевой задачи уничтожения ОВТ противника. Это очень хорошо становится понятно на следующем примере. Высокоэнергетическое ЛО в силовом режиме, например, отрезает крыло самолета или крылатой ракеты, и оба этих ОВТ гарантированно перестают функционировать. При значительно меньшей энергетике лазера возможно только функциональное поражение ОВТ. Например, у той же ракеты лазер может засветить оптоэлектронную систему наведения на цель. Ракета продолжает лететь и у оператора не может быть абсолютной уверенности в потере ракетой ее навигационной способности достичь цели. А эта уверенность у военных должна быть!!! О функциональном поражении цели мы говорим тогда, когда не можем обеспечить требуемую плотность мощности для силового поражения. Также очевидно, что если создано силовое ЛО, то функциональное ЛО этим фактом уже вполне обеспечено, тем более с увеличенной на порядок величины дистанцией поражения. Важно то, что уровни плотности мощности в этом случае требуются значительно меньшие. Исходя из этого, нужно стремиться к созданию ЛО для силового поражения цели при минимальных весах и габаритах! Функциональное ЛО, как уже говорилось выше, получается в этом случае автоматически. Военные и раньше не любили функциональный механизм поражения цели, и сейчас мало что изменилось в их позиции. Таким образом, функциональное поражение хорошо только тогда, когда силовое объективно невозможно по причине недостатка средней мощности излучения лазера на данной дистанции. И это значит, что разработчикам ЛО необходимо думать о легком и компактном стратегическом ЛО, способном уничтожать ОВТ в силовом режиме, т.е. всегда иметь запас энергии в луче.
6. Попытки спектрального сложения большого числа “волоконников” в США привели к созданию опытного образца ЛО со средней мощностью в 300 кВт. Убедительно показана ограниченность этого подхода в плане дальнейшего масштабирования общей энергетики комплекса ЛО. Украденная в России и запатентованная ученым из Штутгарта твердотельная технология лазера на основе традиционной дисковой геометрии (набор дисков малого диаметра) также не позволяет дальнейшее масштабирование средней мощности единичного модуля, состоящего из нескольких дисков, выше 50 кВт. Единственно верным подходом к созданию стратегического твердотельного ЛО 2го этапа является получение лазерного излучения в едином резонаторе с дисковым активным элементом большого диаметра. Именно на этом пути, богатом физико-техническими и технологическими трудностями, возможно создание всей линейки твердотельных лазерных комплексов от тактического уровня и до стратегического. Моно-модульная технология дискового лазера, предложенная опять же в России, есть решение данной научно-технической проблемы. А это и есть та цель, к которой стремились и стремятся создатели высокоэнергетического ЛО во всем мире. Только в этом случае могут быть решены проблемы стратегического ЛО, которые сегодня выдвигаются на передний план из-за декларируемых США целей создания гиперзвуковых ракет и иных задач, связанных с космосом. Именно этот путь развития стратегического ЛО, начатый совместно с академиками Н.Г. Басовым и А.М. Прохоровым, позволит значительно продвинуться в создании масштабируемых до многомегаваттного уровня энергетики компактных и легких комплексов ЛО. Одновременно с созданием твердотельных моно-модульных лазерных систем с дисковой геометрией активного элемента решение данной задачи должно послужить локомотивом дальнейшего развития ряда предприятий страны и их перехода на 6ой технологический уклад.
Мнения, высказываемые в данной рубрике, могут не совпадать с позицией редакции