Идея применять лазер в боевых целях возникла ещё до появления первого такого устройства на кристалле искусственного рубина в 1960 году. Многие страны вели или ведут сейчас исследовательские программы по этой теме. Каковы их результаты? Где применяются боевые лазеры сейчас, и где их разумно ожидать увидеть в ближайшие годы?
О степени готовности американской системы HELLADS «Компьютерра» писала недавно. Уже в 2014 г. Пентагон намерен оснастить ею первые истребители и бомбардировщики ВВС США. Основное назначение лазеров в данном случае – активная защита самолёта от пущенных в него ракет.
Как опциональное применение HELLADS в отдалённой перспективе указывается перехват крылатых и баллистических ракет, выпущенных по наземным целям. Изначально для решения этой задачи DARPA совместно с Boeing разрабатывала другую программу.
YAL
Программа YAL выглядела как довольно реалистичная попытка перехвата ракет преимущественно малого и среднего радиуса действия с помощью мощного лазера. Она практически неприменима к межконтинентальным баллистическим ракетам (МБР), хотя и берёт начало от Стратегической оборонной инициативы США эпохи восьмидесятых.
Тогда на спутниках предполагалось разместить рентгеновские лазеры, активная среда в которых возбуждалась бы энергией ядерного взрыва. Мощным импульсом планировалось уничтожать МБР и крылатые ракеты противника.
Концепция уничтожения МБР рентгеновским лазером в программе SDI (изображение: globalsecurity.com)Наземные испытания показали крайне низкую эффективность такой схемы. Среди принципиальных недостатков указывался малый КПД (доли процента), большая расходимость пучка, запредельно высокая стоимость одного выстрела и невозможность гарантированного поражения цели.
В программе YAL вместо стационарного спутника лазер разместили на модифицированном самолёте Boeing 747-400F. Тип лазера заменили на химический кислородно-йодный. Он разрабатывался в США специально для военного применения с 1977 года и предназначался главным образом для перехвата ракет во время начальной (активной) фазы их полёта.
Выбранный лазер излучает на длине волны 1315 нм, то есть относится к инфракрасным. Считалось, что химический лазер более предпочтителен, чем твердотельный. Низкое давление и быстрый поток газа упрощают отвод тепла. Это позволяет выполнить установку более компактной системы охлаждения или повышение мощности при тех же габаритах. Однако с химическим лазером возник ряд других технических проблем – таких, как отвод продуктов реакции и перезарядка.
Лазерная турель YAL-1 (фото: Boeing)В огромной турели системы YAL размещаются излучатели боевого мегаваттного лазера COIL (chemical oxygen iodine laser) и маломощные лазеры системы наведения. Сами модули (шесть блоков по 3 тонны каждый) расположены в хвостовой части самолёта.
Первоначально цель фиксируется радаром, затем её траектория уточняется лазером сопровождения TILL. По характеру рассеивания луча вспомогательного лазера BILL определяются и компенсируются атмосферные помехи. С одной заправки химический лазер мог сделать до 20 выстрелов с длительностью импульса до 12 с.
Схема самолёта Boeing 747-400F с боевым лазером (изображение: Boeing)Экспериментальный самолёт Boeing YAL-1 проходил этап доработки в период с 2007 по 2012 гг. в составе 417-й эскадрильи испытательного центра авиабазы «Эдвардс» (штат Калифорния). В 2010 году состоялись его успешные испытания на авиабазе Пойнт-Мугу, завершившиеся перехватом ракет с жидкостным и твердотопливным двигателем.
Дальнейшее развитие программы предполагало увеличение эффективной дальности и расширения списка возможных целей. Среди них указывались управляемые ракеты, БПЛА, практически все пилотируемые летательные аппараты противника и даже низкоорбитальные спутники. Однако к тому времени проект был признан экономически нецелесообразным.
Разработка и испытания уже стоили более 5 млрд. долларов. Каждый такой самолёт в будущем обходился бы казне в 1,5 млрд. однократно и порядка ста миллионов в год на его содержание. Поскольку Boeing YAL-1 сам является лёгкой мишенью, боевой сценарий предполагает его прикрытие звеном истребителей и сопровождение самолётом радиоэлектронной борьбы.
По оценкам Пентагона, такое звено сможет выполнять тактические задачи только при увеличении дальности эффективного поражения лазером в несколько раз. Это означает необходимость повышения мощности лазера уже в десятки раз или соразмерное снижение расходимости пучка. Обе задачи на современном уровне технологий невыполнимы.
Существующие стратегические (Aegis) и тактические (Iron Dome) системы ПРО используют кинетический принцип поражения целей. На сегодня они справляются с перехватом ракет более успешно, чем экспериментальные лазеры.
После нескольких приостановок и перебоев с финансированием, программа YAL была окончательно закрыта в декабре 2011 года. Подобная судьба была и у другой, менее претенциозной программы – ATL.
ATL
Advanced Tactical Laser – младшая сестра проекта YAL. Программа разрабатывалась с 1996 года. Во время обкатки системы в 46-й эскадрильи испытательного центра семитонный прототип размещался на транспортных самолётах серии C-130H Hercules. К 2008 году удалось снизить его массу до 5,5 тонн – тогда же сообщалось об успешном поражении наземной цели на базе ВВС Киртлэнд (Нью-Мексико).
Лазерная система ATL на самолёте C-130H Hercules — художественное представление (изображение: DARPA)Летом 2009 года было проведено испытание с имитацией боевой задачи. Лазер на самолёте Lockheed NC-130H успешно поразил малогабаритную наземную цель.
В будущем лазерная система ATL должна была устанавливаться на тяжёловооруженные самолёты поддержки сухопутных войск Lockheed AC-130. Однако проект в существующем виде был также признан бесперспективным по аналогичным причинам.
Схема лазерной установки ATL (изображение: DARPA)После серии проб и ошибок от химических лазеров Пентагон перешёл к твертодельным и умерил аппетиты. Вместо разработки мегаваттных установок для решения глобальных задач силы DARPA теперь сосредоточены на менее мощных лазерных системах и их роли в локальных конфликтах.
Сейчас основные ставки делаются на проект ADHELS (Architecture for Diode High Energy Laser Systems) и конкретные варианты его применения. Новые программы включают системы стационарного и мобильного наземного базирования, а также универсальную тактическую систему EXCALIBUR.
EXCALIBUR
Современные волоконные лазеры в режиме общего пучка обладают достаточной мощностью для боевых целей при сохранении приемлемых габаритов. Проект EXCALIBUR объединяет три программы DARPA, направленные на улучшение характеристик отдельных компонентов будущей системы. Конечной целью указывается создание массива из волоконных лазеров общей мощностью до 100 кВт и его использование в наземных операциях.
Пушка EXCALIBUR из массива волоконных лазеров (фото: DARPA)Среди преимуществ такого лазерного оружия отмечается высочайшая точность поражения при полном отсутствии сопутствующих повреждений. Это крайне актуально при антитеррористических операциях и боевых действиях в населённых пунктах.
Уже сейчас габариты позволяют устанавливать такую лазерную пушку на вертолёты и бронетехнику. В конце 2012 г. мощность каждого излучателя удалось повысить до 500 Вт. На развитие программы в 2013 г. министерство обороны США выделило 25,8 млн долларов. Это на 1,8 млн долларов больше, чем в прошлом году, и косвенно указывает на перспективность разработок.
Несмотря на провал YAL и ATL, в ближайшие годы ВВС США получит другие лазерные системы – как минимум HELLADS и EXCALIBUR. Для ВМФ и сухопутных войск тоже есть ряд сюрпризов… впрочем, это уже тема другой статьи.