이야기 레이저 무기 켜짐 항공 미디어는 XX 세기 70 년대부터 시작됩니다. 미국 회사 Avco Everett은 30-60 kW의 출력을 가진 가스 역학 레이저를 만들었으며 그 크기로 대형 항공기에 배치 할 수있었습니다. KS-135 유조선이 선택되었습니다. 레이저는 1973 년에 설치되었고 그 후 항공기는 비행 실험실의 지위와 NKC-135A라는 명칭을 받았으며 레이저 설치는 동체에 배치되었습니다. 선체 상부에 페어링이 설치되어 회전 포탑을 라디에이터 및 표적 지정 시스템으로 덮습니다.
1978에 의해 탑재 된 레이저의 출력은 10 배 증가했으며, 20-30 초의 방출 시간을 보장하기 위해 레이저 및 연료용 작동 매체의 공급도 증가했습니다. 1981에서는 최초의 비행 시도 인 Rrebee 무인 타겟과 결과없이 끝난 레이저 빔이있는 공대공 미사일의 Sidewinder 로켓을 타격했습니다.
항공기는 다시 한번 현대화되었고 테스트는 1983에서 반복되었습니다. 테스트 중에 135 km / h의 속도로 항공기 방향으로 비행하는 5 개의 Sidewinder 미사일이 NKC-3218A 레이저 빔에서 파괴되었습니다. 같은 해 다른 테스트에서 NKC-135A 레이저는 저조도에서 미 해군에 대한 공격을 시뮬레이션 한 아음속 BQM-34A 타겟을 파괴했습니다.
보잉 NKC-135A 항공기 및 히트 대상 - AIM-9 "Sidewinder"미사일 및 무인 타겟 BQM-34A
NKC-135A가 만들어진 같은시기에 소련은 레이저 무기를 탑재 한 항공기 프로젝트 (A-60 단지)를 개발했습니다.이 복합체는 기사의 첫 번째 부분에서 설명했습니다. 현재이 프로그램에 대한 작업 상태는 알려지지 않았습니다.
2002에서는 레이저 무기를 비행기에 탑재하기 위해 미국 - ABL (Airborne Laser)에 새로운 프로그램이 개설되었습니다. 이 프로그램의 주요 목표는 미사일이 가장 취약한 비행 초기 단계에서 적의 탄도 미사일을 공격하기 위해 해독 방어 시스템 (ABM)의 공기 구성 요소를 만드는 것입니다. 이를 위해서는 목표 히트 범위 400-500 km를 획득해야합니다.
대형 항공기 인 Boeing 747가 항공기로 선정되었으며,이 항공기를 개조 한 후 Attack Laser 모델 1-A (YAL-1A)라는 프로토 타입을 선정했습니다. 주사 레이저, 정확한 표적 표적화를 보장하는 레이저, 빔 경로의 왜곡에 대한 대기의 영향을 분석하는 레이저 및 주요 고 에너지 전투 고 에너지 레이저 (HEL)의 네 가지 레이저 시스템이 탑재되었습니다.
HEL 레이저는 6 에너지 모듈로 구성되어 있습니다. 1,3 μm 파장의 방사선을 생성하는 산소 및 금속 요오드를 기반으로하는 작동 매체가 포함 된 화학 레이저입니다. 안내 및 포커싱 시스템에는 127 미러, 렌즈 및 조명 필터가 포함됩니다. 레이저 출력은 약 1 메가 와트입니다.
이 프로그램은 수많은 기술적 어려움을 겪었으며, 비용은 모든 기대를 뛰어 넘었으며 7-13 억 달러에 달했습니다. 프로그램 개발 중에 제한된 결과가 얻어졌으며, 특히 액체 추진 로켓 엔진과 고체 연료를 지닌 여러 탄도 미사일이 파괴되었다. 피해 범위는 약 80-100km입니다.
프로그램 종료의 주된 이유는 고의적으로 예상치 못한 화학 레이저의 사용으로 간주 될 수 있습니다. HEL 레이저 탄약은 기내에있는 화학 성분의 스톡에 의해 제한되며 20-40 "샷"에 해당합니다. HEL 레이저의 작동 중에 엄청난 양의 열이 방출되고, 이는 Laval 노즐의 도움을 받아 외부로 전달되어 5 배의 속도로 소리의 속도 (1800 m / s)로 만료됩니다. 고온과 레이저의 화재 폭발 성분이 결합되면 비극적 인 결과를 초래할 수 있습니다.
이전에 개발 된 기체 역학 레이저를 사용하여 계속한다면 러시아 프로그램 A-60에서도 똑같은 일이 일어날 것입니다.
보잉 YAL-1
그러나 ABL 프로그램은 완전히 쓸모없는 것으로 간주 될 수 없습니다. 이 과정에서 대기 중 레이저 복사의 거동, 새로운 재료, 광학 시스템, 냉각 시스템 및 고 에너지 항공 레이저 무기의 향후 유망한 프로젝트에서 요구되는 기타 요소에 대한 귀중한 경험을 얻었습니다.
이 기사의 첫 번째 부분에서 이미 언급했듯이, 현재 고체 레이저와 광섬유 레이저를 선호하는 화학 레이저를 포기하는 경향이 있는데, 별도의 탄약을 운반 할 필요가없고 레이저 운반기가 제공하는 충분한 전원 공급 장치가 필요합니다.
미국에는 공기 기반 레이저에 대한 몇 가지 프로그램이 있습니다. 그러한 프로그램 중 하나는 DARPA 기관이 General Atomics Aeronautical System 및 Textron Systems에서 위탁 한 전투 용 항공기 및 무인 공중 차량에 설치하기위한 레이저 무기 모듈을 개발하는 프로그램입니다.
일반 Atomics Aeronautica는 록히드 마틴과 함께 액체 레이저 프로젝트를 개발 중입니다. 2007이 끝날 무렵, 프로토 타입의 파워는 15 kW로 나타났습니다. Textron Systems는 ThinZag이라는 세라믹 작동 매체를 사용하여 자체 프로토 타입의 고체 레이저를 개발하고 있습니다.
프로그램의 최종 결과물은 75-150 kW의 힘을 가진 레이저 모듈로, 리튬 이온 배터리, 액체 냉각 시스템, 레이저 이미 터 및 빔 변환, 목표물에 대한 목표 지정 및 유지 시스템이 설치된 컨테이너 형태이어야합니다. 필요한 최종 전력을 얻기 위해 모듈을 통합 할 수 있습니다.
근본적으로 새로운 무기를 개발하는 모든 첨단 프로그램과 마찬가지로 HEL 프로그램은 구현이 지연됩니다.
레이저 모듈 HEL
2014에서 록히드 마틴 (Lockheed Martin)과 DARPA는 항공기 캐리어 용 고급 Aero- 적응 형 Aero-Optic Beam Control (ABC) 레이저 무기의 비행 테스트를 시작했습니다. 이 프로그램의 일환으로 360 범위의 고 에너지 레이저 무기를 대상으로하는 기술이 실험용 실험용 항공기에서 테스트되고 있습니다.
ABC 레이저 테스트 플랫폼
가까운 장래에 미 공군은 레이저 무기를 최신의 보이지 않는 전투기 F-35 및 다른 전투기에 통합하는 것을 고려하고 있습니다. 록히드 마틴 (Lockheed Martin)은 약 100 kW의 출력과 40 %를 초과하는 광 - 광 출력 변환 비율의 모듈러 파이버 레이저를 개발하고 F-35에 장착 할 계획입니다. 이를 위해 록히드 마틴과 미 공군 연구소는 26,3 백만 달러 계약을 체결했습니다. 2021은 Lockheed Martin이 고객에게 SHIELD라고 불리는 원형 전투 용 레이저를 제공해야합니다.이 레이저는 전투기에 장착 할 수 있습니다.
우리는 F-35에 레이저 무기를 배치하기위한 몇 가지 옵션을 고려합니다. 그 중 하나는 F-35B의 리프트 팬 또는 F-35A 및 F-35C 버전의 동일한 위치에있는 대형 연료 탱크에 레이저 시스템을 배치하는 것입니다. F-35B의 경우 F-35A 및 F-35C의 수직 이륙 및 착륙 (STOVL 모드) 가능성을 없애기 때문에 비행 거리가 감소합니다.
이것은 일반적으로 리프트 팬을 구동하는 F-35B 엔진의 구동축을 사용하여 500 kW 이상의 전력으로 발전기를 구동하기위한 것입니다 (STOVL 모드에서 구동축은 최대 20 MW의 리프트 팬에 전달합니다). 이러한 발전기는 리프트 팬의 내부 용적의 일부를 차지하고, 나머지 공간은 레이저, 광학 등을 생성하는 시스템을 수용하는 데 사용됩니다.
리프트 팬의 설치 위치에있는 F-35B에 레이저 무기 설치
다른 버전에 따르면, 레이저 무기와 발전기는 항공기의 앞부분에있는 광섬유 채널을 통해 방사선 출력과 함께 기존 장치 중 선체 내부에 정합 적으로 배치됩니다.
또 다른 옵션은 HEL 프로그램의 프레임 워크에서 생성 된 것과 유사한 매달린 컨테이너에 레이저 무기를 놓을 수있는 가능성입니다. 허용되는 특성의 레이저를 지정된 크기로 만들 수 있습니다.
다목적 항공기 컨테이너 F-35
어쨌든, 작업 과정에서 F-35 항공기에 레이저 무기의 통합을 실현하기위한 위와 같이 완전히 다른 옵션을 구현할 수 있습니다.
미국에는 레이저 무기 개발을위한 몇 가지 "로드맵"이 있습니다. 미 공군이 2020-2021 년의 프로토 타입을 얻는 것에 대해 이전에 작성한 성명에도 불구하고 항공 모함에 첨단 레이저 무기가 출현하는보다 현실적인 날은 2025-2030 년으로 간주 될 수 있습니다. 이 시간까지, 우리는 100 kW 정도의 힘으로 "전투기"형태의 전투기의 전투 항공기 출현을 기대할 수 있으며, 2040에 의해 300-500 kW까지 증가 할 수 있습니다.
미 공군 레이저 무기 개발 로드맵
미국 공군에서 여러 레이저 무기 프로그램이 동시에 존재하는 것은 이러한 유형의 무기에 대한 높은 관심을 나타내며 하나 이상의 프로젝트가 실패 할 경우 공군의 위험을 감소시킵니다.
전략 항공 레이저 무기의 전투기에 출현 한 결과는 어떻게됩니까? 현대의 레이더 및 광학 유도 시설의 기능을 고려하면, 이것은 먼저 전투기가 들어오는 적의 미사일로부터 스스로를 방어 할 수있게 해줍니다. 100-300 kW의 출력을 가진 온보드 레이저가 있다면, X-NUMX-2 공대공 미사일 또는 지상 대공 미사일은 4-XNUMX에 의해 파괴 될 것입니다. CUDA 유형의 미사일 무기와 함께 전장에서 생존 할 레이저 무기가 장착 된 항공기의 가능성은 여러 번 증가합니다.
그들의 성능은 민감한 매트릭스의 기능에 직접적으로 의존하기 때문에 레이저 무기에 의한 최대 손상은 열 및 광학적 유도로 미사일에 가할 수있다. 특정 파장에 대한 광학 필터의 사용은 도움이되지 않습니다. 왜냐하면 적은 모든 종류의 레이저를 사용할 가능성이 높기 때문입니다. 모든 필터링은 아닙니다. 또한, 100 kW 정도의 필터로 레이저 에너지를 흡수하면 파손이 발생할 수 있습니다.
레이더 유도 머리를 가진 미사일은 공격 당할 것이지만 더 짧은 범위에있다. 무전기 페어링이 고출력 레이저 방사에 어떻게 반응하는지는 알려져 있지 않습니다. 아마도 그러한 효과에 취약 할 것입니다.
이 경우, 항공기에 레이저 무기가 장착되어 있지 않은 적의 유일한 기회는 CUDA 형 대포 미사일이 발사 할 수없는 많은 공대공 미사일로 상대방을 "압도"할 수있는 기회입니다.
항공기에 탑재 된 고전력 레이저의 등장으로 광학 또는 열 유도 미사일을 장착 한 대공 미사일의 능력을 현저하게 줄여주는 기존의 인공위성 대공 미사일 시스템 (MANPADS)이 "Igla"또는 "Stinger"유형으로 무력화되어 일제의 미사일 수가 증가해야합니다. 가장 가능성있는 레이저는 장거리 지대공 미사일, 즉 레이저 무기가 장착 된 비행기에서 촬영할 때의 소모량 또한 증가합니다.
공대공 미사일과 지대공 미사일에 대한 반 레이저 (anti-laser) 보호 기능을 사용하면 무겁거나 커져서 범위와 기동 특성에 영향을 미칠 수 있습니다. 당신은 거울 코팅에 의지해서는 안되며, 실제로는 아무런 의미가 없을 것입니다. 완전히 다른 해결책이 필요합니다.
가까운 기동성에서 공중전이 바뀌는 경우, 레이저 무기가 장착 된 항공기는 명백한 이점을 갖게됩니다. 가까운 거리에서 레이저 빔 표적 시스템은 적기의 취약한 지점 (조종사, 광학 및 레이더 방송국, 제어 장치 및 외부 슬링의 무기)에 직접 광선을 조준 할 수 있습니다. 여러 가지면에서이 방법은 수퍼 기동성의 필요성을 없애줍니다. 아무리 돌아서도 한쪽 또는 다른 쪽을 대체 할 수 있으며 레이저 빔의 변위가 의도적으로 더 높은 각속도를 갖기 때문입니다.
전략적 폭격기 (미사일 운반 폭격기)에 방어용 레이저 무기를 장착하면 대기 상황에 큰 영향을 미칩니다. 이전에는 전략 폭격기의 필수적인 부분이 항공기의 꼬리 부분에있는 급속 발사 항공기 대포였습니다. 앞으로는 첨단 전자전 시스템을 설치하는 데 유리하게 버려졌습니다. 그러나 눈에 거슬리지도 않거나 초음속 폭격기조차도 적 전투기에 의해 탐지되면 격추 당할 가능성이 높습니다. 유일한 효과적인 해결책은 지금 방공과 적의 영역 밖에서 로켓 무기를 발사하는 것입니다.
레이저 무기 폭격기의 방어 무기 구성에서 나타나는 모습은 근본적으로 상황을 바꿀 수있다. 단일 100-300 kW 레이저가 전투기에 설치 될 수 있다면, 그러한 복합체의 폭격기는 2-4 유닛의 수에 설치 될 수 있습니다. 이것은 다른 방향에서 공격하는 적 미사일의 4에서 16까지 동시에 자기 방어를 허용합니다. 개발자가 여러 이미 터의 레이저 무기를 한 가지 목적으로 함께 사용할 가능성을 적극적으로 연구하고 있다는 사실을 고려해야합니다. 따라서 400 kW-1,2 MW의 총력을 가진 레이저 무기의 조율 된 작동은 폭격기가 50-100 km의 거리에서 공격하는 전투기를 파괴 할 수있게합니다.
현존하거나 예상되는 폭격기는 레이저 무기의 잠재적 운반자이다.
2040-2050 년 동안의 레이저 전력 및 효율의 증가는 소비에트 프로젝트 A-60 및 미국 ABL 프로그램에서 개발 된 유형과 같은 무거운 항공기에 대한 아이디어를 실현할 수 있습니다. 탄도 미사일에 대한 미사일 방어 수단으로는 효과가있을 것 같지 않지만 똑같이 중요한 임무를 부여 할 수 있습니다.
5 kW 파워의 10-500 레이저 (1 MW)를 포함하여 일종의 "레이저 배터리"가 보드에 설치되면, 캐리어가 타겟에 집중할 수있는 총 레이저 파워는 5-10 MW가됩니다. 이것은 200-500 km 거리에있는 거의 모든 항공기 표적을 효과적으로 다룰 것입니다. 우선, DRLO, EW 항공기, 연료 보급 항공기, 유인 및 무인 전술 항공기가 목표 목록에 포함됩니다.
레이저를 별도로 사용하는 경우 크루즈 미사일, 공대공 미사일 또는 지상 대공 미사일과 같은 다수의 표적을 가로 챌 수 있습니다.
전투 비행장과 비행장의 포화 상태는 어떻게 이어질 수 있으며 전투 항공기의 모양에 어떤 영향을 미칠 수 있습니까?
열 보호, 센서 보호 커튼, 사용 된 무기의 무게 및 크기 특성 증가로 인해 전술 항공기의 크기가 증가하고 항공기 및 무기의 기동성이 저하 될 수 있습니다. 가벼운 유인 전투기는 클래스로 사라질 것입니다.
결국, 제 2 차 세계 대전의 "비행 요새"와 같은 것으로 밝혀 지는데, 폭탄 대신 기관총과 고속 보호 미사일 대신 레이저 무기로 무장 한 열 보호 장치에 싸여 있습니다.
레이저 무기의 구현에는 많은 어려움이 있지만 적극적인 투자는 긍정적 인 결과를 얻을 수 있음을 시사합니다. 거의 50 년 동안 항공 레이저 무기에 대한 최초 연구가 시작된 이래로 현재까지 기술 능력이 크게 향상되었습니다. 새로운 재료, 드라이브, 전원 공급 장치가 나타나고 컴퓨팅 용량이 몇 배 증가하여 이론적 인 기반이 확장되었습니다.
유망한 레이저 무기가 미국과 그 동맹국과 함께있을뿐만 아니라 러시아 연방 공군과 함께 근무할 것으로 기대된다.