Dans le premier article, nous avons envisagé la possibilité de contrer les aéronefs équipés d'armes laser en utilisant la tactique de lancements massifs de missiles air-air (VV) à longue et moyenne portée afin de sursaturer les capacités des armes laser et des intercepteurs à repousser un coup. Nous avons également appris que les pilotes devraient essayer d'esquiver le combat aérien rapproché avec un avion équipé d'armes laser. Cependant, avec l'augmentation de la puissance des armes laser, ce scénario de guerre peut s'avérer inefficace, ce qui nécessitera de repenser l'apparence des avions de combat afin de gagner en supériorité aérienne.
Quel impact aura l'introduction en série des armes laser sur l'apparition des avions de combat ? L'une des exigences énoncées pour les aéronefs de la sixième génération est le pilotage facultatif, c'est-à-dire la capacité d'exploiter l'aéronef avec ou sans pilote. La possibilité de créer une intelligence artificielle capable de prendre des décisions complexes au combat soulève bien plus de questions que les perspectives de création d'armes laser, de canons à rail et d'avions hypersoniques réunis, mais quant au cockpit, il est susceptible de subir des changements spectaculaires.
1. Poste de pilotage
La présence d'une arme laser sur l'ennemi nécessitera que le pilote soit caché à l'intérieur du corps de l'avion, sans utiliser de structures transparentes. Le pilotage sera effectué à l'aide d'une technologie de blindage transparent
La mise en œuvre de cette technologie ne devrait poser aucun problème, étant donné qu'elle est déjà utilisée sur les chasseurs de la famille F-35 et, apparemment, sera activement développée à l'avenir. Outre les États-Unis, des travaux sur la création d'une "armure transparente" sont en cours au Royaume-Uni, en Israël, en Russie et dans d'autres pays.
2. Moyens de reconnaissance et de guidage
En raison de l'absence d'un cockpit transparent et de la forte probabilité de toucher des dispositifs de reconnaissance optique avec des armes laser, ils devront être sauvegardés à plusieurs reprises, avec une séparation en différents points de la coque et une protection sous la forme de rideaux à grande vitesse qui fermer instantanément lorsque le rayonnement laser frappe, ou d'autres méthodes de protection physique des éléments optiques sensibles
D'ici 2050, la base des moyens de reconnaissance sera très probablement une antenne à réseau phasé radio-optique (ROFAR). Les détails sur toutes les possibilités de cette technologie ne sont pas encore connus, mais il est possible que l'émergence potentielle du ROFAR mette fin à toutes les technologies existantes pour réduire la signature. S'il y a des difficultés avec ROFAR, des modèles avancés de stations radar avec des réseaux d'antennes actives en phase (radar avec AFAR) seront utilisés sur des avions prometteurs.
3. Placement des armes
La nécessité d'atteindre une vitesse supersonique de croisière, de réduire la visibilité et de protéger les armes contre les tirs d'armes laser nécessitera leur placement dans les compartiments internes
Les avions modernes sont exceptionnellement denses. Cela affecte négativement la commodité de leur modernisation ultérieure et limite la charge de munitions. Ceci est particulièrement visible dans l'exemple des combattants fabriqués avec des baies d'armes internes. À l'autre extrémité de "l'échelle", vous pouvez placer le bombardier américain B-52, qui, en raison de la résistance et du volume excessifs de la structure, a été modernisé avec succès pendant plus d'un demi-siècle et durera très probablement beaucoup plus longtemps que son contreparties super chères et discrètes. Dans une situation avec des armes laser, une configuration ultra-dense peut devenir une source supplémentaire de problèmes, ce qui nécessitera une augmentation de la taille d'un avion de combat prometteur.
4. Protection anti-laser
Contrairement à l'opinion selon laquelle il est possible de se protéger du rayonnement laser avec un "argent" ordinaire, pour se protéger des rayonnements puissants, vous devrez utiliser un boîtier spécial, qui comprend plusieurs couches
Par exemple, il peut s'agir d'une couche externe à haute conductivité thermique, capable de « maculer » l'effet thermique du laser sur le corps, tout en conservant ses propriétés sous chauffage à haute température, et d'une couche interne qui assure l'isolation thermique de l'intérieur tomes.
Il convient de garder à l'esprit qu'un tel revêtement doit résister à de nombreuses années de fonctionnement dans diverses conditions climatiques, résister aux surcharges en vol, aux charges thermiques et vibratoires cycliques. La création d'une telle protection est une tâche scientifique et technique complexe qui sera actualisée à mesure que la puissance des armes laser augmentera. On peut supposer que son épaisseur sera de l'ordre du centimètre ou plus, ce qui, compte tenu de la taille de l'avion et de la nécessité de le monter, ajoutera de la masse à l'ensemble de la structure de la cellule.
5. Armes laser
Sur la base du taux de développement de l'avion, on peut supposer que, en fonction de la taille de l'avion, d'ici 2050, 1 à 2 lasers d'une puissance de 300 à 500 kW peuvent y être installés, avec la possibilité de sortir rayonnement dans le plan inférieur et supérieur de l'avion, ce qui permettra de mettre en œuvre une zone quasi circulaire de la zone touchée
Très probablement, il s'agira de lasers à fibre infrarouge, avec une puissance combinée de plusieurs émetteurs. La mise en œuvre du guidage comprendra la visée avec le regard du pilote et des algorithmes automatisés pour sélectionner les points cibles vulnérables.
6. Sources d'électricité pour les armes laser et autres systèmes embarqués
L'alimentation des lasers en électricité sera très vraisemblablement assurée par le prélèvement d'énergie sur les arbres de rotation des moteurs à turbine à gaz
En soi, la technologie de détournement d'une partie de la puissance est mise en œuvre dans le chasseur à décollage et atterrissage verticaux F-35B pour assurer le fonctionnement du ventilateur de levage. Comme mentionné dans l'article précédent, c'est selon ce schéma qu'une variante du F-35 avec des armes laser peut être construite. La réduction de la portée et de la capacité d'emport dans ce cas est compensée par les capacités exceptionnelles fournies par la présence d'armes laser à bord.
Dans le cadre du programme ASuMED en Allemagne, un prototype de moteur d'avion synchrone entièrement supraconducteur a été créé, d'une capacité de 1 mégawatt avec une densité de puissance de 20 kilowatts par kilogramme. Compte tenu de la réversibilité des machines électriques synchrones, sur la base de cette technologie, des générateurs électriques compacts peuvent être créés pour alimenter des armes laser avec des dimensions minimales et un rendement élevé.
7. Poids et dimensions
La nécessité d'installer des armes laser, des générateurs d'énergie pour celles-ci, la présence de grandes baies d'armes et un revêtement anti-laser massif entraîneront une augmentation de la taille et du poids au décollage des avions de combat prometteurs
D'une manière générale, on ne peut manquer de remarquer la tendance actuelle à l'augmentation de la taille et de la masse des avions de combat. Par exemple, la masse du F-35 est une fois et demie la masse de son prédécesseur, le F-16, une situation similaire existe avec les chasseurs F-15 et F-22. On peut supposer que le poids au décollage d'un chasseur multifonctionnel prometteur en 2050 pourrait être de 50 à 100 tonnes, ce qui est comparable à celui de l'intercepteur de patrouille Tu-128, le projet non réalisé de l'intercepteur multifonctionnel à longue portée MiG-7.01 ou le bombardier porteur de missiles Tu-22M3. Une augmentation de la masse et de la taille des avions de combat prometteurs entraînera une diminution de leur maniabilité. Cependant, compte tenu de la présence d'armes laser et d'anti-missiles très maniables, la propre maniabilité des avions de combat prometteurs n'aura plus d'importance.
8. Moteurs
Il est fort probable que l'avion prometteur sera bimoteur. La poussée totale des moteurs doit assurer un vol à vitesse supersonique sans utilisation de postcombustion
Dans le mode de prise de force pour alimenter les armes laser, les caractéristiques de vol de l'avion diminueront. D'ici 2050, il est possible que les problèmes techniques soient résolus et que des moteurs à réaction pulsés (PUVRD) ou des moteurs à détonation rotatifs commencent à être installés sur les avions. Il est possible que sur certains types de moteurs d'avion prometteurs, il ne soit pas possible de mettre en œuvre une prise de force directe pour alimenter les armes laser, ce qui nécessitera l'installation d'un générateur séparé avec un moteur à turbine à gaz compact à cet effet.
De temps en temps, il y a des informations sur la mise en œuvre sur l'avion de sixième génération de la possibilité de vol à vitesse hypersonique. Bien sûr, au tournant de 2050, des avions hypersoniques peuvent être mis en œuvre, mais à l'heure actuelle, tous les projets de bombardiers prometteurs sont exécutés dans une version subsonique, tous les pays ne parviennent pas à mettre en œuvre même un vol de croisière stable d'avions de chasse à vitesse supersonique, et tous les projets d'avions hypersoniques sont en proie à d'importantes difficultés techniques. Ainsi, alors que les avions hypersoniques n'ont pas été correctement développés, même sous la forme de missiles et d'ogives jetables, il est difficile de parler de vitesse de vol hypersonique pour des avions de combat habités prometteurs.
9. Schéma aérodynamique
L'aménagement d'un avion de combat prometteur sera optimisé en fonction de la nécessité d'installer une protection anti-laser et de maintenir une vitesse supersonique de croisière élevée. Si, au tournant de 2050, des succès sont obtenus dans la création d'avions hypersoniques, alors ce sera le facteur déterminant dans le choix de la configuration de l'avion.
Sur la base des tendances existantes, nous pouvons supposer le rejet de la queue verticale, l'absence de la queue horizontale avant (PGO). À l'heure actuelle, cela est principalement associé à la mise en œuvre de technologies furtives, mais à l'avenir, le facteur déterminant pourrait être la protection contre les charges thermiques résultant des vitesses de vol élevées et de l'irradiation avec des armes laser.
10. Armement
Comme l'armement des navires de guerre, l'armement des systèmes aéronautiques prometteurs comprendra des systèmes défensifs et offensifs. Les missiles hypersoniques V-V équipés d'une protection anti-laser seront utilisés comme armes offensives pour vaincre les avions ennemis à longue et moyenne portée. S'il n'est pas possible de protéger le radar du missile des facteurs dommageables du rayonnement laser, alors le missile sera guidé par le porteur à travers un canal radio protégé ou le long d'un "trajectoire laser".
Des anti-missiles de petite taille et très maniables seront utilisés comme armes défensives. Ils peuvent également être utilisés en combat aérien rapproché contre des avions ennemis. De la même manière, les armes laser seront utilisées - en priorité pour vaincre les missiles ennemis attaquants ou pour détruire les avions ennemis à courte portée.
Au tournant de 2050, la question peut se poser d'équiper les complexes aéronautiques d'un autre type d'arme basé sur de nouveaux principes physiques - un rail gun (RP). À l'heure actuelle, les canons sur rail sont considérés comme un élément de l'armement des navires de surface. Initialement, il était prévu qu'ils soient armés des derniers destroyers américains de type Zumwalt, mais les difficultés techniques qui se sont posées ont retardé l'introduction de cette arme. Néanmoins, les canons ferroviaires sont activement testés dans de nombreux pays du monde, notamment aux États-Unis, en Turquie et en Chine. En juin 2019, le canon sur rail EMRG, développé dans l'intérêt de l'US Navy, a été testé avec succès. Dans un avenir proche, il est prévu de réaliser des tests directement sur les navires de l'US Navy.
Contrairement aux navires qui nécessitent un gros calibre de 155 mm et une portée de tir d'environ 400 à 500 kilomètres, sur les avions de combat, le calibre d'un canon à rail peut être considérablement réduit et atteindre environ 30 à 40 mm. Le tir doit être effectué avec des projectiles guidés par la technologie "laser trail" à une distance d'environ 100-200 km. De telles armes permettront de frapper des avions ennemis protégés par des armes laser, car la vitesse élevée et la petite taille du projectile du canon à rails rendront difficile sa détection et sa destruction. La présence d'un système de contrôle dans le projectile pour le RP n'est pas due à la nécessité de vaincre des cibles très maniables, mais à la nécessité de compenser la déviation de l'axe RP lors du tir, de compenser les conditions atmosphériques et la possibilité de changer le cours de la cible dans environ 5-15 degrés.
Le canon à rails peut être placé le long de l'axe de l'avion pour obtenir la longueur maximale de la section accélératrice du canon. Une question distincte se pose à propos des dispositifs de stockage d'énergie pour de telles armes, car même la puissance des générateurs de 1 à 2 MW alimentant l'arme laser ne sera probablement pas suffisante pour alimenter le canon à rail. Il faut comprendre qu'un rail gun est technologiquement plus complexe, même en comparaison avec une arme laser. Si l'apparition du RP sur les navires ne fait pratiquement aucun doute, alors son adaptation aux porte-avions peut être assez difficile.
Futur proche
En parlant d'avions de combat du futur, on ne peut manquer de mentionner deux projets prometteurs. Tout d'abord, il s'agit du prometteur bombardier stratégique américain B-21 Raider. Son prédécesseur, le bombardier B-2, qui est développé dans le secret absolu, a ramené le record de zone de dispersion effective (EPR) à un niveau record pour une machine aussi énorme dans le monde de l'aviation. Il est possible que le B-21, qui est en cours de développement pour le remplacer, contienne également des solutions de rupture. Par exemple, il peut être équipé d'armes laser défensives et de la capacité de détruire les avions ennemis à l'aide d'un puissant radar aéroporté avec des missiles AFAR et V-V à longue portée. Si ces capacités sont réalisées, le B-21 Raider sera conceptuellement proche de l'apparence de l'avion de combat prometteur évoqué dans cet article (LO défensif, charge importante de munitions).
En Russie, le développement du successeur idéologique du MiG-31 - un complexe d'avions d'interception à longue portée prometteur (PAK DP) - est périodiquement discuté. La machine inexistante sur Internet s'appelait le MiG-41. Pour le moment, l'apparition du PAK DP n'a pas été définitivement formée. On suppose qu'il s'agira d'un engin lourd avec une vitesse de vol de plus de 3 500 km/h et une autonomie de vol d'environ 7 000 km. Selon d'autres sources, la vitesse maximale peut être de 4 à 4,5 M, c'est-à-dire de 5 000 à 5 500 km/h. Il est tout à fait possible que, compte tenu du calendrier prévu du développement du PAK DP - 2025-2030, sa conception tienne compte des menaces potentielles posées par les armes laser déployées sur les avions ennemis.
conclusions
Prédire l'apparition d'un complexe d'aviation de combat pendant si longtemps est assez difficile. Est-il possible en 1920 de prédire de manière fiable l'apparition du MiG-15 ou du MiG-17 en se basant sur l'apparition de biplans en bois ? Que sont les moteurs à réaction, les radars, les armes guidées ? Seulement une vis, une mitrailleuse, des jumelles ! Ou prédire en 1945 l'apparition des machines MiG-25 / F-15 apparues après environ 30 ans ?
La complexité de la prévision est associée à la fois aux risques techniques élevés qui accompagnent le développement de technologies fondamentalement nouvelles, telles qu'une arme laser, un canon à rail ou un moteur à explosion, et à l'apparition imprévisible de technologies complètement nouvelles qui peuvent changer radicalement l'apparence de systèmes aéronautiques prometteurs.
L'apparence estimée du complexe d'aviation de combat 2050 a été formée sur la base de l'extrapolation des capacités des technologies existantes qui sont actuellement au stade initial de leur développement.
Le facteur qui détermine en grande partie l'apparition du complexe aéronautique prometteur de 2050 est le développement des armes laser. La chaîne logique dans la formation de l'apparition d'un complexe aéronautique prometteur s'avère être approximativement la suivante:
- l'apparition de lasers de 100-300 kW sur les chasseurs de cinquième génération existants, en combinaison avec des missiles anti-missiles de petite taille de type CUDA (2025-2035);
- l'entraînement et/ou les combats aériens réels d'aéronefs équipés d'aéronefs;
- l'inéluctabilité du BVB en raison du faible stock de munitions des avions de cinquième génération en combinaison avec l'interception efficace des missiles et anti-missiles V-V LO;
- forte probabilité de défaite mutuelle des aéronefs de la LO dans le BVB;
- la nécessité d'abriter le pilote dans un cockpit fermé et la redondance des capteurs;
- la nécessité d'une protection anti-laser des aéronefs et des armes;
- la nécessité d'augmenter les munitions;
- l'augmentation de la taille et du poids de l'avion.
Comme dans toute confrontation entre "épée et bouclier", l'apparition d'avions de combat prometteurs sera déterminée par le développement avancé soit d'armes laser, soit de moyens de protection contre celles-ci. Dans le cas où les capacités des armes laser dépasseraient les capacités des moyens de protection contre elles (revêtements, placage), l'apparition d'avions de combat prometteurs se déplacera vers celle évoquée dans cet article. Dans la version inverse, l'apparition d'avions de combat prometteurs se rapprochera des concepts existants d'avions relativement compacts et maniables.
