Пожалуй, самой громкой премьерой проходившего в Великобритании Международного авиасалона Фарнборо-2010 стало представление американской компанией Raytheon тактической лазерной системы оружия Laws. Поскольку обнародованные о ней сведения носили весьма общий характер, наш автор взял на себя труд разобраться, что же в реальности представляет собой LaWS.
На Фарнборо-2010 американская компания Raytheon представила тактическую лазерную систему оружия — LaWS (Laser Weapon System), объединённую с корабельной автоматической артиллерийской установкой CIWS Phalanx. Данная система во время испытаний, проведённых в мае 2010 г. в море возле острова Сан-Николас, расположенного недалеко от берегов Калифорнии, обнаружила, захватила, взяла на сопровождение и поразила цель, в качестве которой выступал беспилотный летательный аппарат (БЛА). Всего было поражено четыре БЛА, летевших на разных высотах и дальностях. Конкретных данных по высоте, скорости и дальности сбитых беспилотников компания Raytheon не разглашает, назвав их "Закрытыми". Тем не менее представители фирмы дали понять, что параметры полёта БЛА были такими же, как в реальных боевых условиях. Тем не менее, по сообщениям британских СМИ, один из БЛА, летящий со скоростью 480 км/ч, был поражён на дальности 3,2 км. Испытания проводипись под руководством команды Naval Sea Systems Command (NAVSEA), которая также руководила процессом разработки и создания опытного образца системы LaWS.
В течение нескольких лет Военно-морской флот США испытывал различные виды лучевого и энергетического оружия, применение которого подняло бы самооборону судов на новый качественный уровень. Теперь, после серии успешных испытаний лазерной системы LaWS, намеченная военными цель стала гораздо ближе. Естественно, что испытания у Сан-Николаса далеко не первые, когда с помощью лазерного оружия была поражена летающая цель. Но данный случай примечателен тем, что луч лазера, используемого рядом с поверхностью моря, подвергается воздействию нескольких факторов, отрицательно влияющих на его распространение, и которые отсутствуют на суше или в воздухе. Основным из них можно считать высокую влажность воздуха и наличие мельчайших капель солёной морской воды, которые рассеивают и поглощают энергию лазерного луча и в некоторых случаях снижают его мощность настолько, что он уже становится не в состоянии поразить какую-либо цель. При стрельбе вдоль поверхности моря условия распространения лазерного луча ещё хуже, поэтому для поражения кораблей и низколетящих целей, таких как противокорабельные ракеты, требуется ещё большая мощность.
Другая проблема использования лазерного луча, с которой впервые столкнулись разработчики в 1960-х гг, при попытке сбить русский «Миг", это то, что поверхность самолёта может отразить часть энергии лазерного луча, снизив его эффективность. Но, по мнению Майка Буена, вице-президента компании Raytheon Missile Systems, «это преодолимая проблема. Каждый материал отражает, но вы можете преодолеть это мощностью лазера. Как только вы перейдёте определённый порог, измеряемый множеством киловатт, тогда лазер сделает то, для чего он предназначен. Как только материал начинает нагреваться, это сказывается на его отражающей способности, что приводит к большему поглощению энергии целью и в конечном итоге ведёт к её разрушению». Поэтому с момента появления лазеров, разработка боевых образцов всегда была связана с проблемой увеличения их мощности.
Первоначальна, для получения большего количества энергии, лазеры, используемые в военных целей, были в основном химическими, т.е. запитывались энергией химической реакции, так как в этом случае энергоотдача была больше. Однако для их работы было необходимо оборудование больших размеров и большое количество топлива, причём это топливо было зачастую токсичным. Твёрдотельные лазеры, запитываемые электричеством, более компактны. Но до недавнего времени, они не могли обеспечить тех же уровней энергии, что и химические лазеры, что ограничивало их применение в военных целях. Ещё несколько лет назад большим достижением считался луч электрического лазера мощностью в 10 кВт. Теперь же разработчикам LaWS удалось поднять эту характеристику до 50 кВт, и это не предел.
Успешные испытания лазерной системы LaWS около острова Сан-Николас стали практическим доказательством того, что мощности луча этой установки, вырабатываемого с помощью электричества, достаточно для уничтожения хотя бы таких целей, как БЛА. Сейчас вопрос о разработке относительно дешёвых средств для борьбы с БЛА встаёт особенно остро, так как ни одна военная операция, проведённая в последнее время, не обходилась без их участия. Более того, в перспективе предполагается массовое использование недорогих БЛА в качестве носителей ударных средств для массированных атак. «Поскольку в будущих военных столкновениях БЛА будут использоваться всё чаще для разведки или атак на военно-морской флот, необходимо разработать меры защиты от них», считает Майк Буен. Учитывая невысокую стоимость лазерного «выстрела» и практически неисчерпаемый «боезапас», применение лазера для борьбы с БЛА может оказаться лучшим вариантом.
Представленная на выставке в Фарнборо-2010 установка по сути совокупность лазерной системы LaWS с хорошо известной и широко распространённой по всему миру корабельной артиллерийской установкой Mark 15 Phalanx («Фаланга») CIWS (Close-In Weapon System — «орудийная система ближнего боя»).
Комплекс CIWS стоит на вооружении более 400 кораблей двадцати стран мира и предназначен для борьбы с противокорабельными ракетами, летящими с дозвуковой скоростью полёта. Комплекс состоит из 20-мм шестиствольной автоматической пушки «Вулкан» с темпом стрельбы 4500 выстр/мин, двух РЛС, поворотной платформы с приводами, системы управления и других элементов. Эффективная дальность стрельбы установки около 1,5 км. Дальность действия системы Mark 15 CIWS Phalanx ограничена дальностью стрельбы её 20-мм автоматических пушек. Установка дополнительного лазера не только расширит радиус действия системы, но и позволит системе в будущем, после доработки и увеличения мощности, более эффективно поражать противокорабельные ракеты, идущие над поверхностью моря, и вражеские самолёты. И если с помощью лазера системе не удастся поразить цель на дальней дистанции, то автоматические орудия довершат начатое, как только цель окажется в радиусе их поражения. По словам Буена «система Phalanx работает как последняя линия обороны. Если вы сможете добавить лазер к ней, вы получите больший радиус действия и неограниченный боезапас».
В системе LaWS компания Raytheon использовала шесть серийных коммерческих лазеров, применяемых в автомобильной промышленности, излучения которых одновременно фокусируются на цели для создания единого мощного луча. По данным Raytheon, LaWS представляет собой систему твёрдотельных стекловолоконных лазеров суммарной мощностью около 50 кВт, Лазерная система, большая часть которой расположена под палубой, генерирует невидимый луч. Видна только лишь область нагрева, когда луч попал на цель.
Для испытаний системы LaWS в мае 2010 г, лазер был смонтирован на стабилизированной платформе артиллерийского комплекса CIWS Phalanx Block 1В1, системы обнаружения и наведения которого использовались для работы лазера. Модификации подверглось только программное обеспечение системы расчёта упреждения стрельбы, так как луч лазера, в отличие от снарядов, не отклоняется от прямой линии и достигает цели гораздо быстрее. Оператор осуществлял слежение за целью с помощью оптической системы, а радары обеспечивали лазерную систему данными по дальности цели и другим параметрам. Когда Phalanx захватила БЛА на автоматическое сопровождение, лазер поразил цель. По заявлению президента Raytheon Missile Systems Тейлора Лоуренса, «эти испытания обосновали функциональную жизнеспособность комбинации Phalanx-LaWS на море».
Компания Raytheon на протяжении нескольких лет постоянно работает также и над сухопутным вариантом лазерной системы LaWS, объединив её с мобильной установкой Centurion C-RAM {Counter-Rocket, Artillery, Mortar), являющейся сухопутным вариантом комплекса CIWS Phalanx.
Разработка Centurion началась по требованию американских военных с мая 2004 г. для защиты от ракетных атак и миномётных обстрелов войск и баз США, находящихся в Ираке, Комплекс CIWS Phalanx был достаточно быстро модифицирован и для мобильности установлен вместе со всем необходимым, включая кабину управления и генератор, на трейлере. В 2005 г. Centurion уже был развёрнут в Ираке, По сообщению представителя Raytheon, за три года с 2005 по 2008 г. комплексы Centurion успешно отразили 105 атак, в основном миномётных. На основании успешного применения комплексов, в сентябре 2008 г. были заказаны ещё 23 системы.
В комбинации с Centurion (демонстрационный вариант системы LaWS) Laser Centurion Demonstrator был испытан на полигоне White Sands Missile Range в 2009 г. Лазерная установка была установлена вместо автоматической пушки «Вулкан». Установка доказала способность проникновения лазерного луча через бронированное покрытие, работая даже не на полную мощность. Ранее, во время испытаний лазером мощностью 20 кВт на дальности 500 м были разрушены две мины 60-мм миномётов. Установка сможет применяться против боеприпасов, выпущенных из миномётов.
По сообщениям компании Raytheon, в будущем, когда разработка будет завершена, система LaWS, как в морском, так и в сухопутном вариантах, сможет поражать противокорабельные ракеты, БЛА, миномётные мины, небольшие надводные корабли. Последнее станет весьма актуальным в связи с участившимися нападениями пиратов на небольших быстроходных судах. Поступление в войска ожидается в 2016 г. Таким образом, по мнению иностранных специалистов, создание системы LaWS — это важный шаг на пути разработки и практического применения боевых электрических лазеров.
Представленная на выставке в Фарнборо-2010 установка LaWS далеко не единственное и не самое выдающееся достижение в области создания лазерного оружия. Кроме рассмотренной выше установки, в США и других странах мира работы по созданию боевых лазеров развёртываются всё шире и шире.
Американской оборонной корпорацией Northrop Grumman разработан твёрдотельный электрический лазер мощностью уже около 100 кВт. Для твёрдотельных электрических лазеров это очень серьёзная мощность. Многие специалисты считают именно 100 кВт символическим порогом реально полезного боевого лазера, позволяющего пробивать металлические оболочки со значительного расстояния. Лазер разрабатывается в рамках военной программы JHPSSL (Joint High Power Solid-State Laser — «Модульный высокомощный твёрдотельный лазер»).
Установка-демонстратор JHPSSL состоит из цепи лазерных усилителей общим числом семь и мощностью каждого порядка 15 кВт, что в сумме и даёт 105,5 кВт. Компания особо подчёркивает модульность установки, позволяющей на этой базе строить лазеры различного уровня мощности в зависимости от назначений. В военном применении могут оказаться полезными и лазеры в 25 и 50 кВт, отмечают специалисты Northrop Grumman, добавляя, тем не менее, что конструкция нынешнего демонстратора JHPSSL предусматривает подключение восьмого усилителя, что повысит мощность луча до феноменальных (для твёрдотельных систем) 120 кВт, Пока что лазер представляет собой лабораторную установку, но в скором времени Northrop Grumman планирует перенести испытания своего лазера из лабораторных условий в полевые и, в частности, протестировать возможности нового лазерного оружия по уничтожению ракет. Одним из вариантов применения разрабатываемой лазерной установки может быть высокомобильная наземная лазерная система Talon, предназначенная для отражения ракетных, артиллерийских, миномётных и других воздушных атак. Кроме того, высокоточная система лазерного наведения может быть использована как разведывательный комплекс для определения точки пуска неуправляемых ракет, артиллерийских снарядов и мин. Энергия, необходимая для генерирования лазерного луча, может вырабатываться двигателем самолёта или танка.
В настоящее время наиболее активные исследования в этой области проводит американский концерн Boeing, который создаёт лазерные установки Laser Avenger, MATRIX, Advanced Tactical Laser, Airborne Laser.
Laser Avenger — совмещённое оружие, объединяющее в себе боевой лазер и зенитно-ракетный комплекс Avenger, установленный на модифицированной бронемашине HMMWV. Комплекс Laser Avenger предполагается использовать в качестве средства нейтрализации самодельных взрывных устройств и неразорвавшихся артиллерийских снарядов, а также для борьбы с БЛА, В ходе тестов в 2007 г. Laser Avenger успешно поразил пять самодельных взрывных устройств, а в 2008 и 2009 гг. — небольшие беспилотные летательные аппараты. Однако, как подчеркнул представитель корпорации, для применения лазера против воздушных целей мощность лазерной системы пришлось удвоить, а также улучшить системы обнаружения и слежения.
Как отметил директор программы, представляющий корпорацию Boeing, беспилотные летательнью аппараты, оснащённые средствами ведения разведки и поражения, представляют всё большую угрозу на поле боя. Laser Avenger способен применять против таких целей своё вооружение, не раскрывая при этом позиции войск. Таким образом, можно будет уничтожать беспплотники противника, не подвергая при этом опасности другие подразделения, находящиеся вблизи бронемашины.
22-24 сентября 2009 г. Boeing совместно с Армией США провёл успешные испытания Laser Avenger no уничтожению 50 самодельных взрывных устройств, расположенных на разных дальностях. Угол атаки лазера во всех случаях различался. Преимущество такого использования Laser Avenger заключается в том, что солдатам не надо выходить из машины или дожидаться бригаду сапёров, чтобы продолжать выполнение задания. Это было уже четвёртое успешное испытание лазерной пушки Laser Avenger.
Помимо Laser Avenger, Boeing также ведёт разработку системы MATRIX (Mobile Active Targeting Resource for Integrated experiments), способную генерировать луч повышенной яркости. MATRIX, разработанная совместно Boeing и специалистами ВМС CLLIA, представляет собой мобильную платформу, оборудованную лазером и радаром. Это оружие способно сопровождать несколько целей одновременно. В ходе испытания, проведённого в мае 2009 г., система MATRIX сумела поразить пять беспилотников, летящих на разных дальностях.
Корпорация Boeing также разрабатывает высокоэнергетический химический лазер ATL (Advanced Tactical Laser), установленный на борту самолёта С-130Н. Инфракрасный лазер массой 5,5 т, способен донести «тепло паяльной лампы» на дальность более чем 30 км. Дальность 30 км может оказаться достаточной, чтобы позволить самолёту избежать поражения тактическими зенитными комплексами, особенно в ночных условиях. Летом 2009 г. были проведены испытания ATL по неподвижной цели, в качестве которой был использован автомобиль. В сентябре 2009 г. Boeing и ВВС США провели очередной этап испытаний, в ходе которого впервые удалось поразить лазером движущуюся наземную цель.
Наиболее мощный лазер мегаваттного класса воздушного базирования — Airborne Laser (ABL) создаётся в интересах американского Агентства противоракетной обороны (Missile Defense Agency). Корпорация Boeing разрабатывает модификацию самолёта B747-400F, пригодную для применения лазера. Northrop Grumman разрабатывает химический кислородно-йодный лазер COIL (Chemical Oxygen Iodine Laser) высокой мощности. Lockheed Martin — систему точного наведения. Лазер излучает инфракрасный луч с длиной волны 1,315 мкм, который менее всего рассеивается в облаках. Дальность действия лазера 320 км.
В феврале 2010 г. были проведены испытания Airborne Laser. В ходе испытаний лазер сбил на разгонном участке полёта две баллистические ракеты, имитирующие ракеты условного противника. Первая ракета, запущенная с мобильной платформы в море, была жидкотопливной, вторая, запущенная через час с острова Сан-Николас — твёрдотопливной.
Вскоре после пуска первой ракеты боевой лазер был наведён на цель. Бортовая лазерная система сначала сфокусировала слабый лазерный луч на ракете, после чего послала ещё один, при помощи которого была осуществлена оценка влияния атмосферы на точность попадания. Вслед за этим по ракете был произведён «выстрел» лазерным лучом в попную мощность. На все эти операции было потрачено около двух минут. Аналогичные операции были проведены и для поражения второй ракеты. Стоимость проекта по разработке лазера Airborne Laser, начатого в 1996 г., превысила 5 млрд долпаров США.
В марте 2010 г. компания Boeing сообщила о завершении предварительного проектирования другого типа лазера — на свободных электронах FEL (Free Electron Laser), который может быть использован на перспективных кораблях ВМС США. В лазере FEL будет генерироваться лазерное излучение, способное вывести из строя или полностью уничтожить цель.
Лазеры на свободных электронах работают на принципе использования магнитотормозного излучения ускоренных частиц (синхротронный эффект, наблюдаемый при изменении направления их движения). Для получения лазерного излучения пропускают пучок высокоэнергетических монохроматических (обладающих одинаковой энергией) электронов через специальное устройство — «магнитную гребёнку», заставляющую электроны совершать синусоидальные колебания с заданной частотой. «Магнитная гребёнка» представляет собой набор магнитов, создающих переменное магнитное поле. Попадая в поперечное магнитное поле, электроны в результате «тормозного эффекта» испускают излучение определённой длины волны. Длина волны излучения зависит от энергии электронов и характеристики «магнитной гребёнки». Изменяя эти параметры, можно получить на выходе излучение с разной длиной волны.
По оценкам специалистов поступление лазерных систем на вооружение боевых самолётов, танков и кораблей может начаться уже через несколько лет. Можно сказать, что с середины текущего десятилетия произойдёт качественный скачок в области вооружения и начнётся постепенное отмирание традиционных видов вооружения, таких как ракетно-артиллерийское. Американские военные не скрывают, что будущее за оружием направленной энергии, и в отличие от России, не жалеют денег на развитие этих проектов.
