L'Armée de l'Air (Air Force) est toujours à la pointe du progrès scientifique et technologique. Il n'est pas surprenant que des armes de haute technologie comme les lasers n'aient pas contourné ce type de forces armées.
L'histoire des armes laser sur les porte-avions commence dans les années 70 du XXe siècle. La société américaine Avco Everett a créé un laser à gaz dynamique d'une puissance de 30 à 60 kW, dont les dimensions ont permis de le placer à bord d'un gros avion. L'avion ravitailleur KS-135 a été choisi comme tel. Le laser a été installé en 1973, après quoi l'avion a reçu le statut de laboratoire volant et la désignation NKC-135A. L'installation laser a été placée dans le fuselage. Un carénage est installé dans la partie supérieure du corps, qui recouvrait la tourelle rotative d'un radiateur et d'un système de désignation de cible.
En 1978, la puissance du laser embarqué a été multipliée par 10 et l'alimentation en fluide de travail pour le laser et le carburant a également été augmentée afin d'assurer un temps de rayonnement de 20 à 30 secondes. En 1981, les premières tentatives ont été faites pour toucher avec un faisceau laser une cible volante sans pilote "Rrebee" et un missile air-air "Sidewinder", qui se sont soldées en vain.
L'avion a été à nouveau modernisé et en 1983 les tests ont été répétés. Lors des tests, cinq missiles Sidewinder volant en direction de l'avion à une vitesse de 3218 km/h ont été détruits par un faisceau laser du NKC-135A. Au cours d'autres tests de la même année, le laser NKC-135A a détruit une cible subsonique BQM-34A, qui à basse altitude simulait une attaque contre un navire de la marine américaine.
À peu près au même moment où l'avion NKC-135A a été créé, l'URSS a également élaboré un projet d'avion porte-armes laser - le complexe A-60, qui est décrit dans la première partie de l'article. Pour le moment, l'état des travaux sur ce programme est inconnu.
En 2002, un nouveau programme a été ouvert aux États-Unis - ABL (Airborne Laser) pour placer des armes laser sur les avions. La tâche principale du programme est de créer une composante aérienne du système de défense antimissile (ABM) pour détruire les missiles balistiques ennemis dans la phase initiale du vol, lorsque le missile est le plus vulnérable. Pour cela, il fallait obtenir une portée de destruction de cible de l'ordre de 400-500 km.
Un gros Boeing 747 a été choisi comme transporteur, qui, après modification, a reçu le nom de prototype Attack Laser model 1-A (YAL-1A). Quatre installations laser ont été montées à bord - un laser à balayage, un laser pour assurer un ciblage précis, un laser pour analyser l'effet de l'atmosphère sur la distorsion de la trajectoire du faisceau et le principal laser de combat à haute énergie HEL (High Energy Laser).
Le laser HEL se compose de 6 modules d'énergie - des lasers chimiques avec un milieu de travail à base d'oxygène et d'iode métallique, générant un rayonnement d'une longueur d'onde de 1,3 micron. Le système de visée et de mise au point comprend 127 miroirs, lentilles et filtres de lumière. La puissance du laser est d'environ un mégawatt.
Le programme a connu de nombreuses difficultés techniques, avec des coûts dépassant toutes les attentes et allant de sept à treize milliards de dollars. Au cours du développement du programme, des résultats limités ont été obtenus, en particulier, plusieurs missiles balistiques d'entraînement avec moteur-fusée à propergol liquide (LPRE) et à combustible solide ont été détruits. La portée de la destruction était d'environ 80-100 km.
La principale raison de la fermeture du programme peut être considérée comme l'utilisation d'un laser chimique délibérément peu prometteur. Les munitions laser HEL sont limitées par les approvisionnements en composants chimiques à bord et représentent 20 à 40 « coups ». Lorsque le laser HEL fonctionne, une énorme quantité de chaleur est générée, qui est évacuée vers l'extérieur à l'aide d'une buse Laval, ce qui crée un flux de gaz chauffés s'écoulant à une vitesse 5 fois supérieure à la vitesse du son (1800 m / s). La combinaison de températures élevées et de composants laser explosifs peut avoir des conséquences tragiques.
La même chose se produira avec le programme russe A-60, s'il est poursuivi en utilisant le laser à gaz dynamique précédemment développé.
Cependant, le programme ABL ne peut pas être considéré comme complètement inutile. Au cours de celle-ci, une expérience inestimable a été acquise sur le comportement du rayonnement laser dans l'atmosphère, de nouveaux matériaux, systèmes optiques, systèmes de refroidissement et autres éléments ont été développés qui seront demandés dans les futurs projets prometteurs d'armes laser aéroportées à haute énergie.
Comme déjà mentionné dans la première partie de l'article, il existe actuellement une tendance à abandonner les lasers chimiques au profit des lasers à solide et à fibre, pour lesquels vous n'avez pas besoin de transporter une munition séparée, et l'alimentation fournie par le le support laser est suffisant.
Il existe plusieurs programmes de laser aéroporté aux États-Unis. L'un de ces programmes est le programme de développement de modules d'armes laser à installer sur des avions de combat et des véhicules aériens sans pilote - HEL, mis en œuvre sur ordre de l'agence DARPA par General Atomics Aeronautical System et Textron Systems.
General Atomics Aeronautica travaille avec Lockheed Martin pour développer un projet de laser liquide. Fin 2007, le prototype atteint 15 kW. Textron Systems travaille sur son propre prototype de laser à solide à base de céramique appelé ThinZag.
Le résultat final du programme devrait être un module laser de 75-150 kW sous la forme d'un conteneur, dans lequel sont installées des batteries lithium-ion, un système de refroidissement liquide, des émetteurs laser, ainsi qu'un système de convergence, de guidage et de rétention du faisceau. sur la cible. Des modules peuvent être intégrés pour obtenir la puissance finale requise.
Comme tous les programmes de développement d'armes de haute technologie, le programme HEL connaît des retards de mise en œuvre.
En 2014, Lockheed Martin, en collaboration avec la DARPA, a commencé les essais en vol de l'arme laser prometteuse Aero-Adaptive Aero-optic Beam Control (ABC) pour les porte-avions. Dans le cadre de ce programme, des technologies de guidage d'armes laser à haute énergie dans une plage de 360 degrés sont testées sur un avion de laboratoire expérimental.
Dans un avenir proche, l'US Air Force envisage l'intégration d'armes laser sur le dernier chasseur furtif F-35, et plus tard sur d'autres avions de combat. La société Lockheed Martin envisage de développer un laser à fibre modulaire d'une puissance d'environ 100 kW et d'un facteur de conversion de l'énergie électrique en énergie optique de plus de 40 %, avec une installation ultérieure sur le F-35. Pour cela, Lockheed Martin et l'US Air Force Research Laboratory ont signé un contrat d'une valeur de 26,3 millions de dollars. D'ici 2021, Lockheed Martin doit fournir au client un prototype de laser de combat, baptisé SHIELD, pouvant être monté sur des chasseurs.
Plusieurs options pour le placement d'armes laser sur le F-35 sont à l'étude. L'un d'eux consiste à placer des systèmes laser à l'emplacement du ventilateur de levage dans le F-35B ou du grand réservoir de carburant, qui est situé au même endroit dans les variantes F-35A et F-35C. Pour le F-35B, cela signifiera la suppression de la possibilité de décollage et d'atterrissage verticaux (mode STOVL), pour les F-35A et F-35C, une diminution correspondante de la plage de vol.
Il est proposé d'utiliser l'arbre d'entraînement du moteur F-35B, qui entraîne généralement le ventilateur de levage, pour entraîner un générateur d'une capacité supérieure à 500 kW (en mode STOVL, l'arbre d'entraînement fournit jusqu'à 20 MW de puissance à l'arbre au ventilateur de levage). Un tel générateur occupera une partie du volume interne du ventilateur de levage, l'espace restant sera utilisé pour accueillir des systèmes de génération laser, des optiques, etc.
Selon une autre version, l'arme laser et le générateur seront placés de manière conforme à l'intérieur du corps parmi les unités existantes, avec un rayonnement émis à travers un canal à fibre optique vers l'avant de l'avion.
Une autre option est la possibilité de placer des armes laser dans un conteneur suspendu, similaire à celui créé dans le cadre du programme HEL, dans le cas où un laser de caractéristiques acceptables peut être créé dans les dimensions données.
D'une manière ou d'une autre, au cours des travaux, à la fois celles discutées ci-dessus et des options complètement différentes pour la mise en œuvre de l'intégration d'armes laser sur l'avion F-35 peuvent être mises en œuvre.
Aux États-Unis, il existe plusieurs feuilles de route pour le développement d'armes laser. Malgré les déclarations antérieures de l'US Air Force concernant l'obtention de prototypes d'ici 2020-2021, 2025-2030 peuvent être considérées comme des dates plus réalistes pour l'apparition d'armes laser prometteuses sur les porte-avions. D'ici là, on peut s'attendre à l'apparition d'armes laser d'une capacité d'environ 100 kW en service avec des avions de combat de type chasseur, d'ici 2040, la puissance pourrait passer à 300-500 kW.
La présence de plusieurs programmes d'armes laser dans l'US Air Force à la fois indique leur grand intérêt pour ce type d'arme, et réduit les risques pour l'Air Force en cas d'échec d'un ou plusieurs projets.
Quelles sont les conséquences de l'apparition d'armes laser à bord d'avions tactiques ? Compte tenu des capacités des systèmes de guidage radar et optique modernes, cela assurera tout d'abord l'autodéfense du chasseur contre les missiles ennemis entrants. S'il y a un laser de 100 à 300 kW à bord, 2 à 4 missiles air-air ou sol-air entrants peuvent vraisemblablement être détruits. Combiné avec des armes de missiles de type CUDA, les chances d'un avion équipé d'armes laser de survivre sur le champ de bataille sont grandement augmentées.
Les dégâts maximaux des armes laser peuvent être infligés aux missiles à guidage thermique et optique, car leurs performances dépendent directement du fonctionnement de la matrice sensible. L'utilisation de filtres optiques, pour une certaine longueur d'onde, n'aidera pas, car l'ennemi utilisera très probablement des lasers de différents types, de tous les filtrages ne pouvant être réalisés. De plus, l'absorption d'énergie laser par le filtre d'une puissance d'environ 100 kW est susceptible de provoquer sa destruction.
Les missiles équipés d'un autodirecteur radar seront touchés, mais à une portée plus courte. On ne sait pas comment le carénage radio-transparent réagira au rayonnement laser de haute puissance, il peut être vulnérable à un tel effet.
Dans ce cas, la seule chance de l'ennemi, dont l'avion n'est pas équipé d'armes laser, est de « remplir » l'adversaire de tant de missiles air-air que les armes laser et les anti-missiles CUDA ne peuvent pas intercepter conjointement.
L'apparition de lasers puissants sur les avions va « mettre à zéro » tous les systèmes portables de missiles de défense aérienne (MANPADS) existants à guidage thermique tels que « Igla » ou « Stinger », réduira considérablement les capacités des systèmes de défense aérienne à missiles à guidage optique ou thermique, et nécessitera une augmentation du nombre de missiles dans une salve. Très probablement, les missiles sol-air des systèmes de défense aérienne à longue portée peuvent également être touchés avec un laser, c'est-à-dire. leur consommation lors du tir sur un avion équipé d'armes laser augmentera également.
L'utilisation d'une protection anti-laser sur les missiles air-air et les missiles sol-air les rendra plus lourds et plus gros, ce qui affectera leur portée et leur maniabilité. Vous ne devez pas compter sur un revêtement miroir, cela n'aura pratiquement aucun sens, des solutions complètement différentes seront nécessaires.
En cas de passage du combat aérien aux manœuvres à courte portée, un avion avec des armes laser à bord aura un avantage indéniable. À courte portée, le système de guidage par faisceau laser pourra pointer le faisceau sur les points vulnérables de l'avion ennemi - le pilote, les stations optiques et radar, les commandes, les armes sur une élingue externe. À bien des égards, cela annule le besoin de super-maniabilité, car peu importe la façon dont vous vous retournez, vous substituerez toujours l'un ou l'autre côté, et le déplacement du faisceau laser aura une vitesse angulaire délibérément plus élevée.
Équiper les bombardiers stratégiques (bombardiers porteurs de missiles) d'armes laser défensives affectera considérablement la situation dans les airs. Autrefois, une partie intégrante d'un bombardier stratégique était un canon d'avion à tir rapide dans la queue d'un avion. À l'avenir, il a été abandonné au profit de l'installation de systèmes de guerre électronique avancés. Cependant, même un bombardier furtif ou supersonique, s'il est détecté par des chasseurs ennemis, est susceptible d'être abattu. La seule solution efficace aujourd'hui est de lancer des armes de missiles en dehors de la zone d'action de la défense aérienne et des avions ennemis.
L'apparition d'armes laser dans l'armement défensif d'un bombardier pourrait radicalement changer la donne. Si un laser de 100 à 300 kW peut être installé sur un chasseur, alors 2 à 4 unités peuvent être installées sur un bombardier de ces complexes. Cela permettra d'effectuer l'autodéfense simultanément de 4 à 16 missiles ennemis attaquant de différentes directions. Il faut tenir compte du fait que les développeurs travaillent activement sur la possibilité d'utiliser conjointement des armes laser de plusieurs émetteurs, une cible à la fois. En conséquence, le travail coordonné des armes laser, d'une puissance totale de 400 kW - 1, 2 MW, permettra au bombardier de détruire les chasseurs attaquants à une distance de 50 à 100 km.
L'augmentation de la puissance et de l'efficacité des lasers d'ici 2040-2050 pourrait relancer l'idée d'un avion lourd, similaire à celui développé dans le projet soviétique A-60 et le programme américain ABL. En tant que moyen de défense antimissile contre les missiles balistiques, il est peu probable qu'il soit efficace, mais il peut se voir confier des tâches tout aussi importantes.
Lorsqu'elle est installée à bord d'une sorte de "batterie laser", comprenant 5 à 10 lasers d'une puissance de 500 kW à 1 MW, la puissance totale du rayonnement laser, que le porteur peut concentrer sur la cible, sera de 5 à 10 MW. Cela traitera efficacement de presque toutes les cibles aériennes à une distance de 200 à 500 km. Tout d'abord, les avions AWACS, les avions de guerre électronique, les avions de ravitaillement, puis les avions tactiques avec et sans pilote seront inclus dans la liste des cibles.
Dans l'utilisation séparée des lasers, un grand nombre de cibles telles que les missiles de croisière, les missiles air-air ou les missiles sol-air peuvent être interceptés.
À quoi peut conduire la saturation du champ de bataille aérien en lasers de combat et comment cela affectera-t-il l'apparition de l'aviation de combat ?
Le besoin de protection thermique, d'obturateurs de protection pour les capteurs, une augmentation des caractéristiques de poids et de taille des armes utilisées, peuvent entraîner une augmentation de la taille de l'aviation tactique, une diminution de la manœuvrabilité des aéronefs et de leurs armes. Les avions de combat légers avec équipage disparaîtront en tant que classe.
En fin de compte, vous pouvez obtenir quelque chose comme des "forteresses volantes" de la Seconde Guerre mondiale, enveloppées dans une protection thermique, armées d'armes laser au lieu de mitrailleuses et de missiles protégés à grande vitesse au lieu de bombes aériennes.
Il existe de nombreux obstacles à la mise en œuvre d'armes laser, mais des investissements actifs dans cette direction suggèrent que des résultats positifs seront obtenus. Au cours d'un voyage de près de 50 ans, depuis le début des premiers travaux sur les armes laser de l'aviation et jusqu'à nos jours, les capacités technologiques ont considérablement augmenté. De nouveaux matériaux, lecteurs, alimentations sont apparus, la puissance de calcul a augmenté de plusieurs ordres de grandeur et la base théorique s'est élargie.
Il reste à espérer que non seulement les États-Unis et leurs alliés disposeront d'armes laser prometteuses, mais qu'ils entreront en service dans l'armée de l'air russe en temps voulu.
