Помоги проекту - поделись книгой:
Взлет и посадка летательного аппарата выполняются по-самолетному. Возможно также использование катапульты и парашютной системы. Управление полетом осуществляется автоматически по программе либо по командам оператора наземной станции, обеспечивающей управление несколькими аппаратами одновременно.
В состав разведывательной системы входят восемь БПЛА, наземные станции управления полетом, приема и обработки разведданных, комплект модульного разведывательного оборудования, станция подготовки БПЛА к вылету, поисково-спасательное и вспомогательное наземное оборудование.
В Советском Союзе к разработке беспилотных летательных аппаратов-разведчиков приступили в конце 50-х гг. В начале 60-х гг. на вооружение поступило первое поколение таких устройств — БПЛА Ла-17Р и Ту-123 «Ястреб».
Для предполетной подготовки и запуска Ла-17Р использовали стартовую установку СУТР-1, созданную на базе лафета зенитного орудия С-60. Управление самолетом в полете осуществлял автопилот по заранее введенной в него программе и по радиокомандам с наземной станции. Каких-либо средств приземления аппарат не имел и повторное его применение не предусматривалось. Последние экземпляры самолета были сняты с вооружения в начале 80-х гг.
Задание на разработку комплекса дальней беспилотной разведки Ту-123 «Ястреб» ОКБ Туполева получило в 1959 г. Основу этого комплекса составил самолет с высокой сверхзвуковой скоростью и дальностью полета около 4000 км, оснащенный высокоэффективным фото- и радиотехническим разведывательным оборудованием. К примеру, фотоаппаратура позволяла опознавать шпалы железнодорожного полотна на снимках, сделанных с высоты 20 км при скорости полета 2700 км/ч. В 1964 г. «Ястреб» успешно прошел испытания в НИИ ВВС. Комплекс производился серийно в Воронеже и находился в эксплуатации до 1979 г.
Из находящихся в настоящее время в эксплуатации БПЛА следует выделить разведывательные комплексы Ту-143 «Рейс» и Ту-141 «Стриж».
Комплекс Ту-143 (ВР-3) был принят на вооружение ВВС в 1982 г. и производился серийно до 1989 г. Всего было произведено около 1000 самолетов этого типа. Длина аппарата составляет 8,06 м, размах крыла — 2,24 м, стартовая масса — 1230 кг, посадочная — 1012 кг. Скорость полета — до 925 км/ч, дальность полета — 150 км.
Для перевозки и старта «Рейса» используется самоходная пусковая установка СПУ-143. Полет и посадка аппарата производятся по заранее введенной в блок управления программе. После посадки разведчик может быть подготовлен для повторного вылета.
В 1994 г. в производство запущен усовершенствованный вариант разведчика — Ту-243 «Рейс-Д». Новый самолет имеет лучшие летно-технические характеристики и более совершенное спецоборудование. Благодаря этому эффективность комплекса повышена более чем в 2,5 раза.
Многоразовый комплекс беспилотной воздушной разведки оперативного назначения ВР-2 (Ту-141) «Стриж:» закончил программу испытаний в 1977 г. Его серийное производство велось в Воронеже. По аэродинамической схеме этот аппарат подобен «Рейсу», но имеет большие габариты, стартовую массу, запас топлива, дальность и продолжительность полета. Основной метод ведения разведки — аэрофотосъемка.
В настоящее время АНПК имени Туполева ведет разработку третьего поколения БПЛА разведывательного назначения. На выставке МАКС-95 был представлен экспериментальный аппарат Ту-300. В его носовой части размещено радио- и оптоэлектронное оборудование. Крыло самолета выполнено складным, что облегчает транспортировку аппарата. Для старта служат два твердотопливных ускорителя.
ОКБ им. Яковлева выполняет проектирование двух ДПЛА — «Альбатрос» и «Малиновка». Вертикально взлетающий «Альбатрос» предназначен для корабельного и наземного базирования. Он имеет два поворотных в вертикальной плоскости трехлопастных винта большого диаметра. Блок оптоэлектронных разведывательных датчиков размещен на поворотной шарообразной турели в носовой части фюзеляжа. Состав бортового оборудования обеспечивает возможность воздушного наблюдения и разведки в любое время суток.
Миниатюрный ДПЛА «Малиновка», предназначенный для длительного воздушного наблюдения и разведки, стартует из транспортно-пускового контейнера, что в большой степени облегчает его боевое применение. Приземление производится с помощью парашютной системы. Силовая установка этого аппарата, расположенная в хвостовой части сплющенного, «камбалообразного» фюзеляжа, снабжена двухлопастным воздушным винтом. Блок разведывательных датчиков установлен в поворотной турели полусферической формы, расположенной под фюзеляжем.
ОКБ им. Камова ведет разработку перспективного дистанционно управляемого вертолета Ка-137, входящего в состав многоцелевого беспилотного разведывательного комплекса МБВК-137. Комплекс включает передвижной пункт управления, позволяющий одновременно управлять полетом двух ДПЛА, и транспортно-эксплуатационную машину, на которой размещено два контейнера с вертолетами, кран для погрузки и выгрузки летательных аппаратов, а также сменные комплексы целевого бортового оборудования.
Вертолет Ка-137 выполнен по соосной схеме с двухлопастными винтами. Использование такой схеме в сочетании со сферообразным фюзеляжем позволило создать достаточно компактный летательный аппарат с высокими летно-техническими характеристиками.
Ка-137 оснащен цифровой системой автоматического управления, выполненной с использованием элементов искусственного интеллекта. Бортовая навигационная система с блоком спутниковой навигации обеспечивает автоматический полет по сложному профилю.
Целевая нагрузка нормальной массой 50 кг вы-полена в виде быстросменных модулей с телевизионной, тепловизионной, радиолокационной и другой аппаратурой. Модули могут устанавливаться на ДПЛА непосредственно перед вылетом, исходя из характера решаемых задач. С нормальной целевой нагрузкой в 50 кг вертолет способен патрулировать в течение четырех часов на удалении до 50 км от передвижного пункта управления.
Обучение управлению такими устройствами намного проще, чем подготовка летчиков-истребителей. Считается, что для подготовки оператора дистанционного центра управления достаточно четыре раза осуществить практическое управление полетом беспилотного аппарата с общим налетом 8 ч, в то время как летчику самолета на отработку техники пилотирования требуется совершить 60 полетов с общим налетом не менее 120 ч.
Разработка инфракрасной аппаратуры, аппаратуры, работающей в условиях слабой освещенности, и компактной радиолокационной станции с высокой разрешающей способностью обеспечит беспилотным летательным аппаратам обзор в любых метеоусловиях.
Таким образом, основные достоинства беспилотных летательных аппаратов заключаются в том, что они имеют сравнительно невысокую стоимость, значительно меньшие расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание, чем у пилотируемых самолетов, и могут выполнять боевые задачи в гораздо более тяжелых условиях по сравнению с пилотируемыми самолетами, имеют высокую живучесть. Они могут действовать в зонах, не доступных для других летательных аппаратов.
В связи с этим на беспилотные летательные аппараты возлагаются большие надежды и в большой войне. В частности, в иностранной печати утверждается, что буквально через несколько минут после получения сигнала о начале военных действий они могут быть запущены в воздух и включиться в борьбу с противником на суше, на море и даже в воздухе. Они могут ставить мины непосредственно перед кораблями, выходящими из баз, наносить удары по радиолокационным станциям системы ПВО, сбрасывать противорадиолокационные отражатели и создавать активные помехи радиолокационным станциям обнаружения и наведения зенитных ракет, обеспечивая относительно безопасные действия пилотируемых ударных самолетов. Они могут наносить удары по аэродромам и хорошо защищенным целям. Благодаря быстрым и решительным действиям беспилотных аппаратов можно сорвать наступление противника в течение первого часа ведения боевых действий и вывести из строя средства его противовоздушной обороны.
Использование их в большом количестве может значительно повысить эффективность действий пилотируемых самолетов, особенно при хорошо отработанных совместных действиях пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов.
В настоящее время беспилотный летательный аппарат имеет некоторые преимущества перед крылатой ракетой: он может вести поиск и опознавать цель перед применением бортового оружия. Беспилотный летательный аппарат, вооруженный противокорабельной торпедой или ракетой с самонаведением на конечном участке ее полета, может стать сильной противокорабельной ударной системой дальнего действия. Более того, беспилотные летательные аппараты могли бы сбрасывать гидроакустические буи и передавать информацию о подводной угрозе на корабль управления. Они представляют собой идеальное средство для загоризонтного целеуказания ракетному оружию и наведения противокорабельных ракет на цель на конечных участках их полета на предельную дальность. С кораблей беспилотные летательные аппараты могут применяться для нанесения ударов по наземным целям, ведения борьбы с танками, выдачи целеуказания, в том числе для управляемых артиллерийских снарядов, и, конечно, для ведения радиоэлектронной борьбы в качестве ложных целей при поддержке флотом действий сухопутных войск.
В начале 90-х годов в министерстве обороны США шла горячая полемика о возможности применения автоматических и дистанционно управляемых летающих устройств в качестве замены боевой авиации, управляемой человеком. Сторонники такого варианта развития делают упор на меньшую стоимость летающих роботов, а также на большую экономию средств, необходимых для обучения высококвалифицированных пилотов (а это миллионы долларов на каждого), что дает возможность их производства в больших количествах. Сторонники же продолжения развития пилотируемых боевых самолетов и вертолетов приводят множество аргументов против.
Во-первых, без участия человека теряется способность быстрой реакции на нештатные ситуации, которых в реальном бою может быть множество. Во-вторых, хотя беспилотные и дистанционно управляемые аппараты дешевле, в бою ожидаются их гораздо большие по сравнению с обычной авиацией потери. В-третьих, дистанционно управляемые устройства нуждаются в постоянной связи с Землей, что делает их весьма уязвимыми, в то время как беспилотные аппараты должны быть сперва запрограммированы, что полностью лишает их гибкости в изменяющейся обстановке боя.
Опыт, полученный Израилем во время применения таких устройств в долине Бекаа в 1982 г., показал, что летающие роботы способны занять достойное место среди обычной авиации. Одна из привлекательных сторон дистанционно управляемых устройств для командиров заключается в том, что они могут сами координировать их действия. В то же время военно-воздушные силы сопротивляются внедрению этой новой техники примерно таким же образом, как в 20-е—30-е годы кавалерия сопротивлялась внедрению механизированных войск.
В настоящее время министерство обороны США имеет крупную и многостороннюю программу разработки беспилотных (ранее они назывались дистанционно управляемыми) летательных аппаратов. Совместно с Израилем ведется работа по созданию широкого спектра таких аппаратов, которые условно разделены на 3 группы:
В настоящее время в США активно ведутся исследования и опытные разработки, направленные на создание на базе современных технологий беспилотных летательных аппаратов с большой продолжительностью полета. Их намечается использовать для решения задач воздушной разведки и обеспечения противоракетной обороны на ТВД. Разработка аппаратов этого типа началась во второй половине 60-х годов. В последующие годы было построено и испытано несколько экспериментальных образцов (XQM-93A «Компас Дуэлл», YQM-98A «Компас Коуп», GNAT-750, «Кондор» и другие). Два аппарата GNAT-750, разработанные фирмой «Дженерал атомикс», в начале 90-х годов были приобретены ЦРУ и после модернизации, включающей установку на них телевизионных и ИК-камер, другого бортового оборудования, использовались в 1994 г. в Албании, а также зимой 1994/1995 г. в Боснии. Эти аппараты получили наименование «Тайер-1». С их помощью добывалась информация о местонахождении подразделений бронетанковой техники, позиций артиллерии и ЗРК конфликтующих сторон, о прохождении конвоев ООН.
За разработку аппаратов второй группы до сих пор борются несколько фирм. Министерство обороны США в последнее время также проявляет большой интерес к аппаратам этого типа. В соответствии с принятым планом развития беспилотных разведывательных средств предусматривается создание разведывательных БПЛА большой продолжительности полета в рамках двух основных проектов: МАЕ (Medium Altitude Endurance — БПЛА для барражирования на средних высотах) и НАЕ (High Altitude Endurance — на больших высотах).
По проекту МАЕ разрабатывается летательный аппарат (получил обозначение «Тайер-2» или «Преда-тор»), высота патрулирования которого около 7,5 км в течение не менее 24 ч. Для ускорения работ в основу его конструкции положен БПЛА GNAT-750. Он выполнен по нормальной аэродинамической схеме и оснащен хвостовым оперением, имеющим форму перевернутой буквы V. В качестве силовой установки на БПЛА «Тайер-2» использован поршневой двигатель Rotax-912 мощностью 80–85 л. с. с толкающим воздушным винтом.
В состав бортового оборудования аппарата входит инерциальная навигационная система с коррекцией по данным космической радионавигационной системы НАВСТАР и малогабаритная ЭВМ. Разведывательное оборудование включает ТВ и ИК камеры с разрешающей способностью около 16 см, размещаемые на гиростабилизированной платформе, лазерный целеуказатель, а также РЛС с синтезированной апертурой (разрешающая способность не более 30 см). Передача данных осуществляется в масштабе времени, близком к реальному, с помощью аппаратуры спутниковой системы связи. Взлет и посадка аппарата выполняются по-самолетному с использованием колесного шасси, управление полетом автоматическое в соответствии с программой или по командам оператора.
Фирма «Дженерал атомикс», занимающаяся разработкой аппарата, заключила с министерством обороны США контракт (32 млн. долларов) на строительство и производство в течение трех лет десяти БПЛА и трех наземных станций управления. Часть этих БПЛА с июля 1995 года используется для ведения воздушной разведки в Боснии.
По проекту НАЕ ведется также разработка БПЛА «Тайер-2+», предназначенного для ведения воздушной разведки с высоты около 20 км. Согласно требованиям он должен обеспечивать решение задач видовой разведки района боевых действий, оценку результатов нанесения ударов, осуществлять радиоэлектронное противодействие средствам ПВО, а также радиолокационное обнаружение и идентификацию целей. В качестве разведывательного оборудования предполагается использовать РЛС с синтезированной апертурой, телевизионную и ИК камеры. По оценкам американских специалистов, данный аппарат за 1 ч полета обеспечит наблюдение за территорией площадью около 9000 км2.
Взлет и посадка аппарата будут осуществляться по-самолетному с помощью трехстоечного колесного шасси. Управление полетом автоматическое в соответствии с программой.
Разработку БПЛА ведет фирма «Теле-дайн», получившая по результатам конкурса в мае 1995. контракт на сумму 164 млн. долларов. По оценкам экспертов, стоимость одного БПЛА составит около 10 млн. долларов. Первый испытательный полет БПЛА намечается осуществить в декабре 1997 г.
По ранее разрабатываемой программе к третьей группе должен был относиться большой и дорогой летательный аппарат, в котором была бы использована технология «стелс». Работа над ним была прекращена еще на теоретической стадии, а все наработки планируется использовать в последующих, менее амбициозных проектах.
С июня 1994 г. компании «Локхид» и «Боинг» приступили к созданию малозаметного БПЛА большой продолжительности полета группы «Тайер-3-» под названием «Даркстар», предназначенного для сбора данных об особо важных и сильно защищенных объектах. Предполагаемая стоимость одного устройства будет составлять 10 млн. долл. Несомое на его борту оборудование включает мультичастотный радар и электрооптические сенсоры, а также средства связи, в том числе через спутник. Первый полет опытного образца, во время которого он в течение 20 минут находился в воздухе и совершал маневры в полностью автономном режиме, состоялся 29 марта 1996 г. Во время второго полета 22 апреля 1996 г. «Даркстар» потерпел аварию во время взлета, что задержало всю программу на несколько месяцев.
Характеристики данного аппарата таковы:
— двигатель — турбореактивный, FJ44 мощностью 862 кгс;
— масса — не более 3900 кг;
— длина — 4,57 м, размах крыльев — 21 м, высота — 1,5 м;
— скорость — дозвуковая;
— потолок — 13700 м (возможно выше);
— дальность полета — 3700 км или более. Разрабатывается также устройство под рабочим наименованием «РАПТОР», которое должно летать на большой высоте в течение длительного периода времени. Его функцией является уничтожение тактических ракет на стадии ускорения, а в качестве носителей предусматриваются беспилотные летательные аппараты второй или третьей группы. Демонстрацию опытного образца такого перехватчика планировалось провести в 1995–1996 гг.
Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) и американская самолетостроительная фирма «Макдоннелл Дуглас» 19 марта 1996 г. впервые продемонстрировали в г. Сент-Луис беспилотный летательный аппарат совместной разработки, имеющий нетрадиционную аэродинамическую схему. Он представляет собой модель нового экспериментального истребителя Х-36, уменьшенную до 28 % размера реального образца. Особенностями конструкции этого БПЛА являются отсутствие вертикального киля и горизонтального хвостового оперения, использование системы отклонения вектора тяги и широкое применение технологии «стелс». По заявлению разработчиков, кроме значительного снижения заметности самолета в радиолокационном диапазоне, это обеспечивает уменьшение лобового сопротивления и массы конструкции при сохранении приемлемых маневренных характеристик за счет применения отклонения вектора тяги и раскрывающихся двухсекционных элеронов, подобных тем, что имеются на бомбардировщике В-2А.
Еще одно устройство, создаваемое компанией «Белл Хеликоптер Текстрон» и носящее название «Игл Ай», использует разработанную для морской авиации технологию изменяемого положения винтов. При этом во время взлета двигатели расположены вертикально, как у вертолета, а после поворачиваются в горизонтальное положение, превращая данный летательный аппарат в самолет и существенно увеличивая скорость полета. Особенностью его является полностью убираемое шасси. Первый полет «Игл Ай» состоялся в июле 1993 г.
Ниже приведены его технические данные:
— масса — около 1 т;
— длина — 5 м, размах крыльев — 4 м, высота при вертикальном положении двигателей — 1,6 м;
— диаметр винтов — 2,5 м;
— скорость максимальная — 370 км/ч, крейсерская — 185 км/ч;
— потолок — 6000 м и выше;
— длительность полета — 8 часов с полезной нагрузкой 45 кг датчиков.
Беспилотные боевые летательные аппараты будут разрабатываться с использованием технологии «стелс», иметь высокоэффективное оборудование и выдерживать значительные перегрузки. Их задачи не должны ограничиваться только разведкой. Предполагается, что такие летательные аппараты смогут вытеснить некоторые виды обычных боевых самолетов. Беспилотный ударный самолет сможет выдерживать, как минимум, в 2 раза большие перегрузки, чем обычный. При этом его скорость будет достигать более 10 000 км/ч. Обладая высокой маневренностью, эти самолеты смогут легко уклоняться от атакующих ракет. Они станут более незаметными для радиолокационных станций за счет изменения конфигурации фюзеляжа, которая на нынешних летательных аппаратах диктуется присутствием летчика в кабине.
Глава 3
КОСМИЧЕСКОЕ ОРУЖИЕ
Как все начиналось
То, о чем раньше можно было прочитать лишь в фантастических книгах, теперь совершенно свободно обсуждается в правительственных, научных, военных кругах и на кухнях. Отдельные компании вовсю распродают звезды и астероиды, даже не предлагая взамен бус и побрякушек тамошним туземцам. Всерьез рассматриваются проекты строительства военных орбитальных станций и планетарных защитных щитов, даже составлены сметы и графики подвоза стройматериалов. Как же случилось, что полубезумные фантазии корифеев боевой фантастики грозят теперь обернуться явью?
С тех пор, как в околоземное пространство был запущен первый спутник, идея использовать космос в военных целях обрела право на существование. Возможность нанести удар, находясь прямо над целью (пускай даже на высоте сотен и тысяч километров), является весьма заманчивой для военных. Для решения проблемы доставки смертельного груза в заданную точку, находящуюся в глубине территории противника, были придуманы межконтинентальные баллистические ракеты (МБР), стратегические бомбардировщики и подводные лодки. Но и они не давали стопроцентной гарантии в случае начала полномасштабной (читай — третьей мировой) войны. Оружие же, безнаказанно висящее в пространстве, отделяемое от стратегических целей лишь атмосферой и поражающее мишень мгновенно (как лазеры) — это реальная возможность нанесения упреждающего удара, который лишит противника шансов на достойный ответ.
Уже в 50-х годах это понимали все, и в целях сохранения шаткого равновесия между Востоком и Западом в рамках только-только появившегося космического права было достигнуто несколько соглашений. К ним относятся полный запрет на использование в военных целях Луны и других небесных тел, в том числе запрет на строительство там военных баз, и частичный запрет на использование в военных целях околоземного пространства.
Постепенно акцент в футуристических прогнозах и теоретических разработках начал смещаться с наступательного оружия к оборонительному, которое позволило бы защитить от вражеских ракет большой дальности всю территорию страны или хотя бы наиболее важные объекты. Одновременно приобрели реальные очертания программы использования космоса в целях сбора и передачи информации.
Как и в любой другой области военных исследований, одной из главных движущих сил в развитии космических программ явился страх, что «они» уже намного впереди и готовы поставить в многолетнем соревновании двух систем победную точку. Заместитель министра обороны США по вопросам исследований и разработок Р. Деллауэр неоднократно заявлял: «Лучевое оружие разрабатывается в СССР с 60-х годов по десяткам направлений», а «отец» программы СОИ генерал Дж. Абрахамсон на слушаниях в конгрессе по вопросам финансирования военных программ Пентагона на 1985 г. сказал: «В разработках программ, аналогичных СОИ, в СССР участвуют десятки тысяч специалистов». Ходили даже слухи, что Советский Союз не только разработал прототипы лучевого оружия, но и опробовал его во вьетнамо-китайской войне 1979 г.
США тоже имели многочисленные наработки в этой области. Уже в 1972 г. фирма АВКО сообщила о создании лазера, способного резать листы дюралюминия толщиной в несколько сантиметров со скоростью 2–3 метра в минуту.
В конце 70-х годов мощности химических лазеров достигли нескольких мегаватт и появилась практическая возможность их использования в качестве новых видов оружия, предназначенного для «наземного» использования — поражения самолетов и ракет противника в атмосфере, уничтожения маший, бронетранспортеров и кораблей противника. С начала 80-х годов ВВС США ведут разработку мощного лазера воздушного базирования. В 1983 г. во время испытания лазера мощностью 400 киловатт, установленного на одном из самолетов, были сбиты 5 ракет типа «Сайдвиндер» на расстоянии в 5—10 миль. Аналогичный лазер разработан для ВМС США.
Итак, как только позволила технология, американцы начали строить реальные планы создания космических оборонительных систем, и в июне 1983 г. было создано Космическое командование ВМС США.
В январе 1984 г. президент Рейган подписал директиву Совета национальной безопасности о проведении НИОКР по противоракетным системам космического базирования.
В апреле 1984 г. была сформирована дирекция программы «звездных войн» во главе с генералом Дж. Абрахамсоном, а в ноябре того же года в интересах «улучшения планирования» было создано Объединенное космическое командование США во главе с министром обороны К. Уайнбергером.
— Космос — новый театр военных действий, — констатировал генерал-лейтенант Ричард Генри, в ту пору заместитель начальника космического командования.
— Космическая война неизбежна, — пошел еще дальше другой представитель космического командования полковник Э. Валнвеган.
А что же Советский Союз? На первых порах, по крайней мере официально, советское правительство и министерство обороны отнеслись к американским программам достаточно скептически и с осуждением. В 1986 г. группа советских ученых опубликовала свои расчеты, по которым техническая сложность и стоимость полномасштабной программы создания «космического щита» превосходили все мыслимые пределы.
Однако многие на Западе не исключают возможность того, что Михаил Горбачев начал активную борьбу за разрядку с целью высвобождения средств на развитие новых видов вооружений, в том числе космических, в противовес программе СОИ. В 1992 г. президент Российской Федерации Борис Ельцин подписал указ об образовании военно-космических сил РФ. В их задачи входит в основном обеспечение спутниковой связи и ведение космической разведки, но возможно, что лишь развал Советского Союза помешал отечественным специалистам разработать нечто подобное американской программе вывода вооружений на земную орбиту.
Теперь рассмотрим технические аспекты, на которых базировались творцы программы «звездных войн».
Боевые системы электромагнитного излучения
Оптические лазеры
Основной упор в программе СОИ сделан на создание новых видов оружия, использующих в качестве поражающего фактора электромагнитное излучение различных диапазонов спектра: от радиоволн до гамма-излучения. Основным преимуществом такого оружия является практически мгновенное достижение цели, т. к. электромагнитное излучение распространяется со скоростью света. Это позволяет наносить удар неожиданно и быстро с большого расстояния. Кроме того, исчезает необходимость в расчете траектории движения цели с целью упреждения ее движения. Появляется принципиальная возможность уничтожать взлетающие МБР на активном (разгонном) участке их траектории в течение первых 5 минут после старта. Именно поэтому лазерным оружием предполагалось оснастить первый эшелон системы ПРО.
Разрушающее воздействие оптического лазерного излучения основано прежде всего на тепловом нагреве ракет (прожигание топливных баков, электроники и систем управления) и действии ударной («шоковой») волны, которая возникает при попадании на поверхность ракеты импульсного лазерного излучения. В последнем случае ударная волна выводит из строя электронику и системы наведения ракеты, а также может повлечь детонацию взрывчатого вещества в боеголовке. Применение пассивных мер защиты (зеркальных и поглощающих покрытий, экранов и т. д.) значительно снижает поражающее воздействие излучения низких энергий, однако, становятся бесполезными при дальнейшем повышении мощности лазерного излучения.
Идея использовать мощный луч света в качестве оружия восходит еще к Архимеду, но реальную почву эта идея обрела лишь в 1961 г. с появлением первых лазеров. В 1967 г. был разработан первый газодинамический лазер, который продемонстрировал реальность возможности использования лазеров как оружия. Основными его элементами являются: камера сгорания, в которой образуется горячий газ; система сверхзвуковых сопел, после прохождения которых газ, быстро расширяясь, охлаждается и переходит в состояние с инверсной населенностью энергетических уровней; оптическая полость, где и происходит генерация лазерного излучения. В этой полости перпендикулярно потоку газа расположены два плоских зеркала, образующих оптический резонатор. Для пропускания излучения из полости диаметр одного из зеркал чуть меньше, чем у другого.
Близки по конструкции к газодинамическому лазеру химический и электроразрядный: в них также через объем резонатора с большой скоростью прокачивается возбужденная рабочая смесь, только источником их возбуждения является соответственно химическая реакция или электрический разряд. Наиболее подходящим для поражения боеголовок в космическом пространстве считается химический лазер на реакции водорода с фтором. Если же в этом лазере вместо водорода использовать его тяжелый изотоп дейтерий, то излучение будет иметь длину волны не 2,7 мкм, а 3,8 мкм, т. е. попадет в «окно прозрачности» земной атмосферы (3,6–4 мкм) и сможет почти беспрепятственно достигать земной поверхности.
Сложную задачу представляет фокусировка лазерного луча на цель.
С точки зрения фокусировки луча более предпочтительными являются оптические и ультрафиолетовые (УФ) лазеры. Наиболее перспективными среди них считают эксимерные лазеры на молекулах фтористого аргона и фтористого криптона. Эти молекулы-эксимеры могут существовать только в возбужденном состоянии: после излучения фотона они разрушаются. Излучение таких лазеров лежит в диапазоне от 2000 до 3000 ангстрем и поэтому земная атмосфера для него непрозрачна. Внешний источник энергии у эксимерных лазеров — электрический разряд, пучок ускоренных электронов, поток нейтронов от ядерного реактора или, возможно, от ядерного взрыва.
Самым крупным недостатком газовых лазеров всех типов является большое выделение тепла в их рабочем объеме. Это ограничивает повышение мощности на единицу массы таких лазеров. Перспективным в этом отношении считается лазер на свободных электронах, в котором усиление излучения происходит за счет его взаимодействия с пучком электронов, движущимся в периодическом магнитном поле. Можно также использовать такие лазеры как усилители мощности другого лазера, самостоятельных генераторов и умножителей частоты. Поскольку электроны летят в вакууме, не происходит разогрева прибора, как у обычных лазеров. Большим достоинством является также то, что частота генерации у лазера на свободных электронах может перестраиваться в широком спектральном диапазоне от миллиметровой до УФ-области, что делает защиту от излучения большой проблемой.
Идея эта не нова и давно используется в радиотехнике для создания мощных генераторов и усилителей сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона. Относительно высокий ожидаемый коэффициент полезного действия этих усилителей в оптическом и инфракрасном диапазонах длин волн весьма высок — до 30–40 процентов, что по данным американских источников еще до конца столетия позволит получить лазерное излучение мощностью до 100 мегаватт.
Стремление использовать в лазерном оружии коротковолновое излучение связано с тем, что оно хорошо поглощается любыми материалами. Например, титановое покрытие почти полностью отражает ИК-излучение, но поглощает ультрафиолет. Однако УФ-лазеры тяжелы и требуют громоздких источников энергии.
Поделиться книгой: