Новые боевые лазеры от General Atomics
Концепт сухопутного лазерного комплекса от General Atomics и Boeing
В США продолжаются работы по созданию нового лазерного оружия. Одной из актуальных задач является разработка боевого лазера с мощностью излучения не менее 300 кВт и с возможностью установки на разных платформах. Одним из участников этой программы является компания General Atomics. Как сообщается, она нашла необходимое решение и теперь занимается проработкой технических вопросов.
Пожелания заказчика
В октябре прошлого года Пентагон объявил о запуске новой программы разработки лазерного оружия, направленной на создание перспективных боевых систем с повышенными характеристиками. К работам привлекли несколько научных организаций и три коммерческие компании, имеющие большой опыт в лазерной отрасли.
Отмечалось, что существующие боевые лазеры, пригодные для монтажа на наземные, надводные или воздушные платформы, развивают мощность не более 100-150 кВт, что далеко не всегда достаточно для решения боевой задачи. В связи с этим новая программа требует создать комплекс с мощностью излучения до 300 кВт с теми же возможностями по монтажу и развертыванию. Такие характеристики позволят лазеру не только бороться с оптикой и легкими БПЛА, но и поражать более сложные воздушные цели.
На проведение всех необходимых работ подрядчикам отводилось три года – готовый лазер должен появиться в 2022 г. Затем может начаться разработка реальных боевых комплексов для сухопутных войск, ВВС и ВМС. Кроме того, к этому времени свои концепты таких систем могут представить компании-участники проекта.
В декабре руководитель темы «направленной энергии» Томас Карр в интервью для Breaking Defense раскрыл некоторые любопытные подробности проекта. Он указал, что все разработчики нового оружия отказались от химических лазеров в пользу электрических систем ввиду их большей эффективности. Также стало известно, что два из трех новых проектов используют существующие технологии, а третий предусматривает развитие новых идей.
Новые разработки
Одним из участников новой программы является компания General Atomics. До недавнего времени она вела работы по перспективному лазеру самостоятельно, с использованием собственных наработок и идей. Однако недавно компания решила объединить усилия с другой организацией для продолжения работ и создания новых образцов.
Один из лазеров типа HEL от GA
В октябре GA сообщила о старте инициативного проекта, разрабатываемого совместно с компанией Boeing. Его результатом станет боевой лазер на основе технологии масштабируемой распределенной накачки. Готовое изделие будет иметь мощность 100 кВт, но в дальнейшем его могут усилить до 250 кВт. При этом лазер будет иметь ограниченные габариты, оптимальные показатели тепловыделения и другие характеристики, позволяющие применять его на разных платформах.
В зарубежных СМИ сообщалось, что технология распределенной накачки будет использована не только в новом совместном проекте. На основе этих идей создадут и 300-киловаттный лазер в рамках программы Пентагона. Унификация двух проектов по ключевым технологиям даст очевидные преимущества. В частности, совместный проект GA и Boeing по созданию лазера меньшей мощности позволит проверить технологию и найти пути ее масштабирования под требования военных. И после этого представить на конкурс армии полноценный работоспособный образец.
Базовые технологии
Для использования в двух проектах предлагается лазер с распределенной накачкой. Технология распределенной накачки является оригинальным вариантом развития твердотельного лазера с твердой средой. В исходном виде твердотельный лазер способен выдавать большую мощность, однако кристалл при этом нагревается, из-за чего требуются эффективная система охлаждения, предотвращающая его деформации и разрушение.
В качестве альтернативы твердотельным лазерам используется волоконный. В этом случае луч образовывается оптоволокном, которое проще охлаждать. Несколько волокон выдают лучи ограниченной мощности, а их объединение позволяет получить нужные характеристики всего комплекса. Однако создание системы, объединяющей множество лучей, является достаточно сложной задачей. Кроме того, расчеты GA показали, что для лазера мощностью 250 кВт необходимо ок. 100 волокон – это делает лазер чрезмерно сложным.
General Atomics предлагает использовать несколько кристаллов, расположенных последовательно, один за другим. Источник энергии должен воздействовать на первый кристалл и создавать лазерное излучение, которое сразу передается на второй элемент активной среды. Он усиливает излучение и выдает его в оптическую систему наведения луча или на следующий кристалл. В теории, технология позволяет последовательно соединять три и более кристалла – как на одной линии, так и с применением промежуточных зеркал.
Лазер с распределенной накачкой проще и удобнее с точки зрения размещения агрегатов. Появляется возможность создания более компактного изделия с достаточной мощностью луча. Также не требуются чрезмерно крупные и сложные средства охлаждения. Представители General Atomics отмечают, что получившийся лазер на 250 или 300 кВт значительно меньше, чем можно было бы ожидать.
Для создания полноценного боевого лазерного комплекса необходимы средства обнаружения и сопровождения цели, а также автоматика наведения, способная удерживать луч на выбранном объекте до его поражения. Подобные технологии уже имеются и неоднократно проверялись в разных проектах. При этом такие задачи могут упрощаться благодаря уменьшению и облегчению излучателя. В то же время, имеются сложности. Неровная дорога, волны и т.д. способны помешать удержанию наводки и затруднить поражение цели. Эти вопросы необходимо решить.
Будущие опыты
Боевые лазеры от GA, создаваемые по заказу Пентагона и в инициативном порядке, планируется использовать на суше, на море и в воздухе. Некоторые концепты такого рода уже показаны, а подробности других пока не раскрываются. В частности, неизвестно, как новые лазеры будут использовать в авиации.
Во всех случаях боевой лазер мощностью 300 кВт будет использоваться в качестве средства противовоздушной обороны ближнего действия. При помощи луча планируется поражать управляемые боеприпасы, крылатые ракеты и летательные аппараты всех классов, прошедшие через зоны ответственности других компонентов ПВО. Кроме того, лазер обеспечит защиту от неуправляемых ракет и артиллерийских снарядов.
Концепт-проект сухопутного лазера от General Atomics предусматривает установку всего необходимого оборудования в стандартном контейнере, пригодном для перевозки на разных платформах. На крыше контейнера в таком случае размещается опорно-поворотное устройство с лазером. Комплекс схожей архитектуры, но без контейнера может применяться на боевых кораблях.
Особенности применения нового лазера в авиации не раскрываются. Сейчас ведется разработка подобного комплекса в виде подвесного контейнера, но GA, по всей видимости, не имеет отношения к этому проекту. Вероятно, лазер нового типа удастся поставить только на самолет по типу AC-130 с соответствующим запасом внутренних объемов и грузоподъемности.
Два проекта
В ближайшие годы компания General Atomics может завершить разработку и вывести на полигон опытный лазер на основе новой технологии мощностью не менее 100 и до 300 кВт, отличающийся малыми габаритами и массой. В 2022 г. это изделие должно будет пройти сравнительные испытания и показать свои преимущества перед двумя другими разработками, что позволит ему перейти на новые стадии разработки.
Примечательно, что General Atomics планирует использовать новую технологию сразу в двух проектах. По-видимому, компания уверена в правильности своих решений и готова доводить их до полноценной эксплуатации. Насколько она права – покажет время. Испытания новых образцов для Пентагона начнутся буквально через пару лет.
Информация