Vũ khí Laser: Hải quân. Phần 4
Thử nghiệm lắp đặt một tia laser vũ khí trên tàu ở Liên Xô đã được thực hiện từ những năm 70 của thế kỷ XX.
Năm 1976, các điều khoản tham chiếu (TOR) đã được phê duyệt cho việc chuyển đổi tàu đổ bộ Project 770 SDK-20 thành tàu thử nghiệm Foros (Dự án 10030) với hệ thống laser Akvilon. Năm 1984, con tàu mang tên OS-90 "Foros" trở thành một phần của Biển Đen hạm đội Liên Xô và tại sân tập Feodosia, lần đầu tiên ở những câu chuyện Hải quân Liên Xô thực hiện bắn thử nghiệm từ súng laser Akvilon. Trận bắn thành công, tên lửa bay thấp đã bị tia laze phát hiện và tiêu diệt kịp thời.
Sau đó, tổ hợp Akvilon được lắp đặt trên một tàu pháo cỡ nhỏ được chế tạo theo dự án sửa đổi 12081. Sức mạnh của tổ hợp bị giảm xuống, mục đích của nó là vô hiệu hóa các phương tiện quang-điện tử và làm hỏng các cơ quan tầm nhìn của nhân viên chống đổ bộ của đối phương. phòng thủ.
Đồng thời, dự án Aidar đang được thực hiện để tạo ra hệ thống lắp đặt laser trên tàu mạnh nhất ở Liên Xô. Năm 1978, tàu sân bay chở gỗ "Vostok-3" được chuyển đổi thành tàu sân bay vũ khí laser - tàu "Dikson" (dự án 05961). Để làm nguồn cung cấp năng lượng cho hệ thống laser Aidar, ba động cơ phản lực từ máy bay Tu-154 đã được lắp đặt trên tàu.
Trong các cuộc thử nghiệm vào năm 1980, một tia laser salvo đã được bắn vào một mục tiêu ở khoảng cách 4 km. Mục tiêu đã bị bắn trúng lần đầu tiên, nhưng không ai trong số những người có mặt nhìn thấy chính chùm tia và sự phá hủy mục tiêu có thể nhìn thấy được. Cú đánh được ghi lại bởi một cảm biến nhiệt gắn trên mục tiêu, hiệu suất chùm tia là 5%, có lẽ một phần đáng kể năng lượng chùm tia đã bị hấp thụ bởi sự bốc hơi ẩm từ mặt biển.
Tại Mỹ, việc nghiên cứu chế tạo vũ khí laser chiến đấu cũng đã được thực hiện từ những năm 70 của thế kỷ trước, khi chương trình ASMD (Phòng thủ tên lửa chống hạm) bắt đầu. Ban đầu, công việc được thực hiện trên laser động khí, nhưng sau đó trọng tâm chuyển sang laser hóa học.
Năm 1973, TRW bắt đầu nghiên cứu thử nghiệm một tia laser deuterium florua sóng liên tục NACL (Navy ARPA Chemical Laser), với công suất khoảng 100 kW. Công việc nghiên cứu và phát triển (R&D) về tổ hợp NACL được thực hiện cho đến năm 1976.
Năm 1977, Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ mở chương trình Sea Light, nhằm phát triển hệ thống laser năng lượng cao với công suất lên đến 2 MW. Kết quả là, một thiết bị đa giác của laser hóa học florua-deuterium "MIRACL" (Mid-IniaRed Advanced Chemical Laser) đã được tạo ra, hoạt động trong chế độ phát bức xạ liên tục, với công suất đầu ra tối đa là 2,2 MW ở bước sóng 3,8 μm, các thử nghiệm đầu tiên của nó được tổ chức vào tháng 1980 năm XNUMX.
Năm 1989, tại Trung tâm Thử nghiệm White Sands, các thí nghiệm đã được tiến hành bằng cách sử dụng tổ hợp laser MIRACL để đánh chặn các mục tiêu được điều khiển bằng sóng vô tuyến kiểu BQM-34, mô phỏng đường bay của tên lửa chống hạm (ASM) ở tốc độ cận âm. Sau đó, tên lửa Vandal siêu thanh (M = 2) bị đánh chặn, bắt chước một cuộc tấn công của tên lửa chống hạm ở độ cao thấp. Trong các cuộc thử nghiệm được thực hiện từ năm 1991 đến năm 1993, các nhà phát triển đã chỉ rõ các tiêu chí đánh tên lửa thuộc nhiều lớp khác nhau, đồng thời tiến hành đánh chặn thực tế các máy bay không người lái (UAV) mô phỏng việc sử dụng tên lửa chống hạm của đối phương.
Vào cuối những năm 1990, việc sử dụng laser hóa học làm vũ khí trên tàu đã bị bỏ rơi do nhu cầu lưu trữ và sử dụng các thành phần độc hại. (rất có thể cũng do sự phức tạp tổng thể của việc vận hành và bảo dưỡng vũ khí loại này).
Sau đó, Hải quân Hoa Kỳ và các nước NATO khác tập trung vào laser, được cung cấp năng lượng điện.
Là một phần của chương trình SSL-TM, Raytheon đã tạo ra một phức hợp laser trình diễn LaWS (Hệ thống vũ khí laser) với công suất 33 kW. Trong các cuộc thử nghiệm vào năm 2012, tổ hợp LaWS, từ tàu khu trục (EM) Dewey (thuộc loại Arleigh Burke), đã bắn trúng 12 mục tiêu BQM-I74A.
Phức hợp LaWS có dạng mô-đun, sức mạnh thu được bằng cách tổng hợp các chùm tia laser hồng ngoại trạng thái rắn công suất thấp hơn. Các tia laser được đặt trong một vỏ lớn duy nhất. Từ năm 2014, hệ thống laser LaWS đã được lắp đặt trên tàu USS Ponce (LPD-15) để đánh giá tác động của điều kiện hoạt động thực tế đối với hoạt động và hiệu quả của vũ khí. Đến năm 2017, công suất của khu phức hợp được nâng lên 100 kW.
Trình diễn laser LaWS
Hiện tại, một số công ty Mỹ, bao gồm Northrop Grumman, Boeing và Locheed Martin, đang phát triển các hệ thống tự vệ trên tàu bằng laser dựa trên tia laser thể rắn và sợi quang. Để giảm thiểu rủi ro, Hải quân Mỹ đang đồng thời thực hiện một số chương trình nhằm thu được vũ khí laser. Do việc đổi tên như một phần của việc chuyển nhượng dự án từ công ty này sang công ty khác, hoặc sáp nhập các dự án nên có thể có sự trùng lặp về tên gọi.
Northrop Grumman Corporation đang làm việc trên một loại laser chiến đấu mô-đun, được chỉ định là MLD (Trình diễn Laser Hàng hải). Công suất laser ban đầu là 15 kW, thiết kế mô-đun cho phép bạn có tổng công suất lên đến 105 kW. Trong tương lai, công suất đầu ra của nhà máy có thể nâng lên 300-600 kW.
Boeing đã được trao hợp đồng trị giá 29,5 triệu USD để phát triển một hệ thống dẫn đường bằng chùm tia laser có thể cung cấp khả năng nhắm mục tiêu chính xác cho các vũ khí laser của Hải quân Mỹ.
Vào năm 2019, chương trình SNLWS để lắp đặt tia laser thể rắn có công suất từ 60 kW trở lên trên các tàu khu trục URO lớp Arleigh Burke đã được phân bổ 190 triệu USD từ ngân sách. Nó được dự kiến trang bị 2020 tàu khu trục, Hải quân dự kiến sẽ có tàu khu trục đầu tiên được trang bị vũ khí laser vào cuối năm XNUMX.
Tập đoàn Locheed Martin đã được trao hợp đồng trị giá 150 triệu USD (có thể nâng cấp lên 942,8 triệu USD) để cung cấp vũ khí laser năng lượng cao HELIOS cho Hải quân Hoa Kỳ. Các kế hoạch bao gồm thử nghiệm trên tàu khu trục lớp Arleigh Burke vào năm 2019-2020 (có lẽ đây chỉ là trong khuôn khổ của chương trình SNLWS).
Ngoài ra còn có thông tin về chương trình lắp đặt vũ khí laser 150 kilowatt trên UDC loại San Antonio và chương trình vũ khí laser RHEL (Ruggedized High Energy Laser) có công suất 150 kW trở lên.
Theo giới truyền thông Mỹ, dự án chế tạo khinh hạm đầy hứa hẹn FFG (X) của Hải quân Mỹ bao gồm yêu cầu lắp đặt một tia laser chiến đấu 150 kW (hoặc đặt trước một nơi để lắp đặt), được điều khiển bởi hệ thống chiến đấu COMBATSS-21.
Ngoài Hoa Kỳ, mối quan tâm lớn nhất đến laser trên biển được thể hiện bởi cựu "tình nhân của biển" - Vương quốc Anh. Việc thiếu ngành công nghiệp laser không cho phép dự án tự triển khai, liên quan đến việc, vào năm 2016, Bộ Quốc phòng Anh đã thông báo về một cuộc đấu thầu để phát triển một thiết bị trình diễn công nghệ LDEW (Laser Directed Energy Weapon), đã được giành bởi công ty MBDA Deutschland của Đức. Vào năm 2017, tập đoàn đã giới thiệu một nguyên mẫu kích thước đầy đủ của laser LDEW.
Trước đó vào năm 2016, MBDA Deutschland đã giới thiệu tổ hợp laser hiệu ứng Laser, có thể được lắp đặt trên các tàu sân bay trên bộ và trên biển và được thiết kế để tiêu diệt UAV, tên lửa và đạn cối. Khu phức hợp cung cấp khả năng phòng thủ trong khu vực 360 độ, có thời gian phản ứng tối thiểu và có thể đẩy lùi các cuộc tấn công đến từ các hướng khác nhau. Công ty báo cáo rằng tia laser của họ có tiềm năng phát triển rất lớn.
Peter Heilmeyer, Trưởng phòng Kinh doanh và Phát triển Kinh doanh cho biết.
Các công ty Đức ngang hàng và có thể vượt qua các công ty Mỹ trong cuộc chạy đua vũ trang laser, và hoàn toàn có khả năng trở thành người đầu tiên giới thiệu không chỉ các hệ thống laser đất, nhưng cũng dựa trên biển.
Tại Pháp, dự án Advansea đầy hứa hẹn của DCNS đang được xem xét sử dụng công nghệ động cơ đẩy hoàn toàn bằng điện. Dự án Advansea được lên kế hoạch trang bị một máy phát điện 20 megawatt có khả năng đáp ứng nhu cầu của các loại vũ khí laser tiên tiến.
Ở Nga, theo các phương tiện truyền thông đưa tin, vũ khí laser có thể được đặt trên một tàu khu trục hạt nhân đầy hứa hẹn "Leader". Một mặt, nhà máy điện hạt nhân cho thấy có đủ năng lượng để cung cấp năng lượng cho vũ khí laser, mặt khác, dự án này đang ở giai đoạn thiết kế sơ bộ, và rõ ràng là còn quá sớm để nói về bất cứ điều gì cụ thể.
Riêng biệt, cần nêu bật dự án của Mỹ về laser điện tử tự do - Free Electron Laser (FEL), được phát triển vì lợi ích của Hải quân Mỹ. Vũ khí laser loại này có những điểm khác biệt đáng kể so với các loại laser khác.
Bức xạ trong laze electron tự do được tạo ra bởi một chùm electron đơn năng chuyển động trong một hệ thống tuần hoàn làm lệch hướng điện trường hoặc từ trường. Bằng cách thay đổi năng lượng của chùm điện tử, cũng như cường độ của từ trường và khoảng cách giữa các nam châm, có thể thay đổi tần số của bức xạ laze trên một phạm vi rộng, thu được bức xạ trong phạm vi từ tia X đến vi sóng ở đầu ra.
Các tia laser điện tử tự do có kích thước lớn, điều này gây khó khăn cho việc đặt chúng trên các hạt tải điện có kích thước nhỏ. Theo nghĩa này, các tàu mặt nước lớn là vật mang tối ưu của loại laser này.
Boeing đang phát triển laser FEL cho Hải quân Hoa Kỳ. Một nguyên mẫu laser FEL 14kW đã được trình diễn vào năm 2011. Hiện tại, vẫn chưa rõ tình trạng hoạt động của tia laser này, người ta đã lên kế hoạch tăng dần công suất bức xạ lên đến 1 MW. Khó khăn chính là việc tạo ra một bộ phun điện tử có công suất cần thiết.
Mặc dù thực tế là kích thước của laser FEL sẽ vượt quá kích thước của laser có công suất tương đương dựa trên các công nghệ khác (trạng thái rắn, sợi quang), khả năng thay đổi tần số bức xạ của nó trong một phạm vi rộng sẽ cho phép bạn chọn bước sóng, phù hợp với điều kiện thời tiết và loại mục tiêu bị đánh trúng. Rất khó để mong đợi sự xuất hiện của laser FEL đủ công suất trong tương lai gần, mà là sau năm 2030.
So với các loại hình lực lượng vũ trang khác, việc triển khai vũ khí laser trên tàu chiến có cả ưu điểm và nhược điểm của nó.
Trên các tàu hiện có, sức mạnh của vũ khí laser có thể được lắp đặt trong quá trình nâng cấp bị hạn chế bởi khả năng của máy phát điện. Các tàu mới nhất và hứa hẹn nhất đang được phát triển trên cơ sở công nghệ động cơ điện, sẽ cung cấp đủ điện cho vũ khí laser.
Có nhiều không gian trên tàu hơn so với tàu sân bay trên mặt đất và trên không, không có vấn đề gì với việc bố trí các thiết bị cỡ lớn. Và cuối cùng là các cơ hội để cung cấp khả năng làm mát hiệu quả cho thiết bị laser.
Mặt khác, các con tàu đang ở trong một môi trường xâm thực - nước biển, sương muối. Độ ẩm cao trên mặt biển sẽ làm giảm đáng kể công suất của bức xạ laser khi đánh trúng mục tiêu trên mặt nước, và do đó công suất tối thiểu của vũ khí laser phù hợp để bố trí trên tàu có thể ước tính khoảng 100 kW.
Đối với các tàu, nhu cầu tấn công các mục tiêu "rẻ tiền", chẳng hạn như mìn và tên lửa không điều khiển, không quá quan trọng, những vũ khí như vậy chỉ có thể gây ra mối đe dọa hạn chế trong căn cứ của chúng. Ngoài ra, mối đe dọa do thủ công nhỏ gây ra không thể được coi là lý do biện minh cho việc triển khai vũ khí laser, mặc dù trong một số trường hợp, chúng có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng.
Các UAV cỡ nhỏ gây ra mối đe dọa nhất định đối với tàu, vừa là phương tiện trinh sát, vừa là phương tiện tiêu diệt các điểm dễ bị tấn công của tàu, ví dụ như radar. Việc đánh bại các UAV như vậy bằng vũ khí tên lửa và pháo có thể rất khó khăn, và trong trường hợp này, sự hiện diện của vũ khí phòng thủ laser trên tàu sẽ giải quyết triệt để vấn đề này.
Tên lửa chống hạm (ASM), chống lại loại vũ khí laser có thể được sử dụng, có thể được chia thành hai phân nhóm:
- tên lửa chống hạm cận âm và siêu thanh bay thấp;
- Tên lửa chống hạm siêu thanh và siêu thanh tấn công từ trên cao, bao gồm cả dọc theo quỹ đạo khí cầu.
Đối với tên lửa chống hạm bay thấp, trở ngại đối với vũ khí laser sẽ là độ cong của bề mặt trái đất, giới hạn tầm bắn trực tiếp và độ bão hòa của bầu khí quyển thấp hơn với hơi nước, làm giảm sức mạnh của chùm tia.
Để tăng diện tích bị ảnh hưởng, các phương án đặt các phần tử phát ra của vũ khí laser trên cấu trúc thượng tầng đang được xem xét. Sức mạnh của tia laser thích hợp để tiêu diệt tên lửa chống hạm bay thấp hiện đại rất có thể sẽ từ 300 kW.
Vùng tiêu diệt của tên lửa chống hạm tấn công dọc theo quỹ đạo độ cao sẽ chỉ bị giới hạn bởi sức mạnh của bức xạ laser và khả năng của hệ thống dẫn đường.
Mục tiêu khó khăn nhất sẽ là tên lửa chống hạm siêu thanh, vì thời gian tối thiểu ở khu vực bị ảnh hưởng, và vì sự hiện diện của lớp bảo vệ nhiệt thường xuyên. Tuy nhiên, lớp bảo vệ nhiệt được tối ưu hóa để làm nóng vỏ tên lửa chống hạm trong quá trình bay, và các kilowatt tăng thêm rõ ràng sẽ không mang lại lợi ích cho tên lửa.
Nhu cầu đảm bảo tiêu diệt tên lửa chống hạm siêu thanh sẽ đòi hỏi phải bố trí các tia laser có công suất trên 1 MW trên tàu, giải pháp tốt nhất sẽ là laser điện tử tự do. Ngoài ra, vũ khí laser có sức mạnh như vậy có thể được sử dụng để chống lại tàu vũ trụ quỹ đạo thấp.
Đôi khi, các ấn phẩm quân sự, bao gồm cả Military Review, thảo luận thông tin về tính bảo mật yếu kém của tên lửa chống hạm có đầu hỗ trợ radar (RL GOS), chống nhiễu điện tử và màn che được sử dụng từ trên tàu. Giải pháp cho vấn đề này là sử dụng một bộ tìm kiếm đa phương diện, bao gồm cả các kênh truyền hình và hình ảnh nhiệt. Sự hiện diện của vũ khí laser trên tàu, ngay cả với công suất tối thiểu khoảng 100 kW, có thể vô hiệu hóa lợi thế của tên lửa chống hạm với thiết bị tìm kiếm đa phương diện, do làm mù vĩnh viễn hoặc tạm thời các ma trận nhạy cảm.
Tại Hoa Kỳ, các biến thể của súng laser âm thanh đang được phát triển để có thể tái tạo các rung động âm thanh cường độ cao ở một khoảng cách đáng kể so với nguồn bức xạ. Có lẽ, dựa trên những công nghệ này, tia laser trên tàu có thể được sử dụng để tạo ra nhiễu âm thanh hoặc mồi nhử cho các sonars và ngư lôi của đối phương.
Súng laser âm thanh nguyên mẫu
Như vậy, có thể cho rằng sự xuất hiện của vũ khí laser trên tàu chiến sẽ giúp chúng có thể tăng khả năng chống chịu với mọi loại phương tiện tấn công.
Trở ngại chính của việc đặt vũ khí laser trên tàu là thiếu nguồn điện cần thiết. Về vấn đề này, sự xuất hiện của vũ khí laser thực sự hiệu quả rất có thể sẽ chỉ bắt đầu với việc đưa vào trang bị những con tàu đầy hứa hẹn với công nghệ đẩy hoàn toàn bằng điện.
Các tàu hiện đại hóa có thể được trang bị một số lượng laser hạn chế với công suất từ 100-300 kW.
Trên tàu ngầm, việc bố trí vũ khí laser có công suất từ 300 kW trở lên với đầu ra bức xạ thông qua thiết bị đầu cuối đặt trên kính tiềm vọng sẽ cho phép tàu ngầm thực hiện việc phá hủy từ độ sâu của kính tiềm vọng. hàng không phương tiện chống tàu ngầm của kẻ thù - máy bay và trực thăng của lực lượng phòng thủ chống tàu ngầm (ASD).
Việc tăng thêm công suất của tia laser, từ 1 MW trở lên, sẽ làm cho nó có thể phá hủy hoặc phá hủy hoàn toàn các tàu vũ trụ quỹ đạo thấp, theo chỉ định mục tiêu bên ngoài. Lợi thế của việc đặt các loại vũ khí này trên tàu ngầm là khả năng tàng hình cao và khả năng tiếp cận toàn cầu của tàu sân bay. Khả năng di chuyển trong Đại dương Thế giới với phạm vi không giới hạn sẽ cho phép tàu ngầm mang vũ khí laser tiếp cận một điểm tối ưu để tiêu diệt vệ tinh không gian, có tính đến quỹ đạo bay của nó. Và việc giữ bí mật sẽ khiến đối phương khó đưa ra yêu sách (à, tàu vũ trụ đã mất tác dụng, làm sao chứng minh được ai đã bắn hạ nó, nếu rõ ràng là không có lực lượng vũ trang nào ở vùng này).
Nhìn chung, ở giai đoạn đầu, hải quân sẽ ít được hưởng lợi hơn từ việc trang bị vũ khí laser so với các nhánh khác của lực lượng vũ trang. Tuy nhiên, trong tương lai, khi các tên lửa chống hạm tiếp tục được cải tiến, các hệ thống laser sẽ trở thành một phần không thể thiếu trong lực lượng phòng không / phòng thủ tên lửa của các tàu nổi, và có thể là cả tàu ngầm.
Năm 1976, các điều khoản tham chiếu (TOR) đã được phê duyệt cho việc chuyển đổi tàu đổ bộ Project 770 SDK-20 thành tàu thử nghiệm Foros (Dự án 10030) với hệ thống laser Akvilon. Năm 1984, con tàu mang tên OS-90 "Foros" trở thành một phần của Biển Đen hạm đội Liên Xô và tại sân tập Feodosia, lần đầu tiên ở những câu chuyện Hải quân Liên Xô thực hiện bắn thử nghiệm từ súng laser Akvilon. Trận bắn thành công, tên lửa bay thấp đã bị tia laze phát hiện và tiêu diệt kịp thời.
Dự án 10030 "Foros" với phức hợp laser "Akvilon"
Sau đó, tổ hợp Akvilon được lắp đặt trên một tàu pháo cỡ nhỏ được chế tạo theo dự án sửa đổi 12081. Sức mạnh của tổ hợp bị giảm xuống, mục đích của nó là vô hiệu hóa các phương tiện quang-điện tử và làm hỏng các cơ quan tầm nhìn của nhân viên chống đổ bộ của đối phương. phòng thủ.
Tàu pháo cỡ nhỏ 12081 với hệ thống laser Akvilon
Đồng thời, dự án Aidar đang được thực hiện để tạo ra hệ thống lắp đặt laser trên tàu mạnh nhất ở Liên Xô. Năm 1978, tàu sân bay chở gỗ "Vostok-3" được chuyển đổi thành tàu sân bay vũ khí laser - tàu "Dikson" (dự án 05961). Để làm nguồn cung cấp năng lượng cho hệ thống laser Aidar, ba động cơ phản lực từ máy bay Tu-154 đã được lắp đặt trên tàu.
Trong các cuộc thử nghiệm vào năm 1980, một tia laser salvo đã được bắn vào một mục tiêu ở khoảng cách 4 km. Mục tiêu đã bị bắn trúng lần đầu tiên, nhưng không ai trong số những người có mặt nhìn thấy chính chùm tia và sự phá hủy mục tiêu có thể nhìn thấy được. Cú đánh được ghi lại bởi một cảm biến nhiệt gắn trên mục tiêu, hiệu suất chùm tia là 5%, có lẽ một phần đáng kể năng lượng chùm tia đã bị hấp thụ bởi sự bốc hơi ẩm từ mặt biển.
Tại Mỹ, việc nghiên cứu chế tạo vũ khí laser chiến đấu cũng đã được thực hiện từ những năm 70 của thế kỷ trước, khi chương trình ASMD (Phòng thủ tên lửa chống hạm) bắt đầu. Ban đầu, công việc được thực hiện trên laser động khí, nhưng sau đó trọng tâm chuyển sang laser hóa học.
Năm 1973, TRW bắt đầu nghiên cứu thử nghiệm một tia laser deuterium florua sóng liên tục NACL (Navy ARPA Chemical Laser), với công suất khoảng 100 kW. Công việc nghiên cứu và phát triển (R&D) về tổ hợp NACL được thực hiện cho đến năm 1976.
Năm 1977, Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ mở chương trình Sea Light, nhằm phát triển hệ thống laser năng lượng cao với công suất lên đến 2 MW. Kết quả là, một thiết bị đa giác của laser hóa học florua-deuterium "MIRACL" (Mid-IniaRed Advanced Chemical Laser) đã được tạo ra, hoạt động trong chế độ phát bức xạ liên tục, với công suất đầu ra tối đa là 2,2 MW ở bước sóng 3,8 μm, các thử nghiệm đầu tiên của nó được tổ chức vào tháng 1980 năm XNUMX.
Năm 1989, tại Trung tâm Thử nghiệm White Sands, các thí nghiệm đã được tiến hành bằng cách sử dụng tổ hợp laser MIRACL để đánh chặn các mục tiêu được điều khiển bằng sóng vô tuyến kiểu BQM-34, mô phỏng đường bay của tên lửa chống hạm (ASM) ở tốc độ cận âm. Sau đó, tên lửa Vandal siêu thanh (M = 2) bị đánh chặn, bắt chước một cuộc tấn công của tên lửa chống hạm ở độ cao thấp. Trong các cuộc thử nghiệm được thực hiện từ năm 1991 đến năm 1993, các nhà phát triển đã chỉ rõ các tiêu chí đánh tên lửa thuộc nhiều lớp khác nhau, đồng thời tiến hành đánh chặn thực tế các máy bay không người lái (UAV) mô phỏng việc sử dụng tên lửa chống hạm của đối phương.
Phức hợp laser «MIRACL»
Vào cuối những năm 1990, việc sử dụng laser hóa học làm vũ khí trên tàu đã bị bỏ rơi do nhu cầu lưu trữ và sử dụng các thành phần độc hại. (rất có thể cũng do sự phức tạp tổng thể của việc vận hành và bảo dưỡng vũ khí loại này).
Sau đó, Hải quân Hoa Kỳ và các nước NATO khác tập trung vào laser, được cung cấp năng lượng điện.
Là một phần của chương trình SSL-TM, Raytheon đã tạo ra một phức hợp laser trình diễn LaWS (Hệ thống vũ khí laser) với công suất 33 kW. Trong các cuộc thử nghiệm vào năm 2012, tổ hợp LaWS, từ tàu khu trục (EM) Dewey (thuộc loại Arleigh Burke), đã bắn trúng 12 mục tiêu BQM-I74A.
Phức hợp LaWS có dạng mô-đun, sức mạnh thu được bằng cách tổng hợp các chùm tia laser hồng ngoại trạng thái rắn công suất thấp hơn. Các tia laser được đặt trong một vỏ lớn duy nhất. Từ năm 2014, hệ thống laser LaWS đã được lắp đặt trên tàu USS Ponce (LPD-15) để đánh giá tác động của điều kiện hoạt động thực tế đối với hoạt động và hiệu quả của vũ khí. Đến năm 2017, công suất của khu phức hợp được nâng lên 100 kW.
Phức hợp laser LaWS
Trình diễn laser LaWS
Hiện tại, một số công ty Mỹ, bao gồm Northrop Grumman, Boeing và Locheed Martin, đang phát triển các hệ thống tự vệ trên tàu bằng laser dựa trên tia laser thể rắn và sợi quang. Để giảm thiểu rủi ro, Hải quân Mỹ đang đồng thời thực hiện một số chương trình nhằm thu được vũ khí laser. Do việc đổi tên như một phần của việc chuyển nhượng dự án từ công ty này sang công ty khác, hoặc sáp nhập các dự án nên có thể có sự trùng lặp về tên gọi.
Northrop Grumman Corporation đang làm việc trên một loại laser chiến đấu mô-đun, được chỉ định là MLD (Trình diễn Laser Hàng hải). Công suất laser ban đầu là 15 kW, thiết kế mô-đun cho phép bạn có tổng công suất lên đến 105 kW. Trong tương lai, công suất đầu ra của nhà máy có thể nâng lên 300-600 kW.
Boeing đã được trao hợp đồng trị giá 29,5 triệu USD để phát triển một hệ thống dẫn đường bằng chùm tia laser có thể cung cấp khả năng nhắm mục tiêu chính xác cho các vũ khí laser của Hải quân Mỹ.
Vào năm 2019, chương trình SNLWS để lắp đặt tia laser thể rắn có công suất từ 60 kW trở lên trên các tàu khu trục URO lớp Arleigh Burke đã được phân bổ 190 triệu USD từ ngân sách. Nó được dự kiến trang bị 2020 tàu khu trục, Hải quân dự kiến sẽ có tàu khu trục đầu tiên được trang bị vũ khí laser vào cuối năm XNUMX.
Tập đoàn Locheed Martin đã được trao hợp đồng trị giá 150 triệu USD (có thể nâng cấp lên 942,8 triệu USD) để cung cấp vũ khí laser năng lượng cao HELIOS cho Hải quân Hoa Kỳ. Các kế hoạch bao gồm thử nghiệm trên tàu khu trục lớp Arleigh Burke vào năm 2019-2020 (có lẽ đây chỉ là trong khuôn khổ của chương trình SNLWS).
Ngoài ra còn có thông tin về chương trình lắp đặt vũ khí laser 150 kilowatt trên UDC loại San Antonio và chương trình vũ khí laser RHEL (Ruggedized High Energy Laser) có công suất 150 kW trở lên.
Sự xuất hiện của một tia laser chiến đấu thử nghiệm trên tàu khu trục Arleigh Burke URO dự kiến vào năm 2020
Theo giới truyền thông Mỹ, dự án chế tạo khinh hạm đầy hứa hẹn FFG (X) của Hải quân Mỹ bao gồm yêu cầu lắp đặt một tia laser chiến đấu 150 kW (hoặc đặt trước một nơi để lắp đặt), được điều khiển bởi hệ thống chiến đấu COMBATSS-21.
Phức hợp laser LaWS trong dự án tàu khu trục nhỏ đầy triển vọng FFG (X) của Lockheed Martin
Ngoài Hoa Kỳ, mối quan tâm lớn nhất đến laser trên biển được thể hiện bởi cựu "tình nhân của biển" - Vương quốc Anh. Việc thiếu ngành công nghiệp laser không cho phép dự án tự triển khai, liên quan đến việc, vào năm 2016, Bộ Quốc phòng Anh đã thông báo về một cuộc đấu thầu để phát triển một thiết bị trình diễn công nghệ LDEW (Laser Directed Energy Weapon), đã được giành bởi công ty MBDA Deutschland của Đức. Vào năm 2017, tập đoàn đã giới thiệu một nguyên mẫu kích thước đầy đủ của laser LDEW.
Nguyên mẫu laser LDEW
Trước đó vào năm 2016, MBDA Deutschland đã giới thiệu tổ hợp laser hiệu ứng Laser, có thể được lắp đặt trên các tàu sân bay trên bộ và trên biển và được thiết kế để tiêu diệt UAV, tên lửa và đạn cối. Khu phức hợp cung cấp khả năng phòng thủ trong khu vực 360 độ, có thời gian phản ứng tối thiểu và có thể đẩy lùi các cuộc tấn công đến từ các hướng khác nhau. Công ty báo cáo rằng tia laser của họ có tiềm năng phát triển rất lớn.
“Gần đây, MBDA Deutschland đã đầu tư rất nhiều từ ngân sách của mình vào việc tạo ra các công nghệ laser. Chúng tôi đã đạt được những kết quả đáng kể so với các công ty khác ”,
Peter Heilmeyer, Trưởng phòng Kinh doanh và Phát triển Kinh doanh cho biết.
Công ty "Hiệu ứng laser" phức hợp laser trên tàu MBDA Deutschland
Các công ty Đức ngang hàng và có thể vượt qua các công ty Mỹ trong cuộc chạy đua vũ trang laser, và hoàn toàn có khả năng trở thành người đầu tiên giới thiệu không chỉ các hệ thống laser đất, nhưng cũng dựa trên biển.
Tại Pháp, dự án Advansea đầy hứa hẹn của DCNS đang được xem xét sử dụng công nghệ động cơ đẩy hoàn toàn bằng điện. Dự án Advansea được lên kế hoạch trang bị một máy phát điện 20 megawatt có khả năng đáp ứng nhu cầu của các loại vũ khí laser tiên tiến.
Dự án tàu chiến trang bị vũ khí laser của Pháp "Advansea"
Ở Nga, theo các phương tiện truyền thông đưa tin, vũ khí laser có thể được đặt trên một tàu khu trục hạt nhân đầy hứa hẹn "Leader". Một mặt, nhà máy điện hạt nhân cho thấy có đủ năng lượng để cung cấp năng lượng cho vũ khí laser, mặt khác, dự án này đang ở giai đoạn thiết kế sơ bộ, và rõ ràng là còn quá sớm để nói về bất cứ điều gì cụ thể.
Khái niệm về tàu khu trục hạt nhân "Thủ lĩnh"
Riêng biệt, cần nêu bật dự án của Mỹ về laser điện tử tự do - Free Electron Laser (FEL), được phát triển vì lợi ích của Hải quân Mỹ. Vũ khí laser loại này có những điểm khác biệt đáng kể so với các loại laser khác.
Bức xạ trong laze electron tự do được tạo ra bởi một chùm electron đơn năng chuyển động trong một hệ thống tuần hoàn làm lệch hướng điện trường hoặc từ trường. Bằng cách thay đổi năng lượng của chùm điện tử, cũng như cường độ của từ trường và khoảng cách giữa các nam châm, có thể thay đổi tần số của bức xạ laze trên một phạm vi rộng, thu được bức xạ trong phạm vi từ tia X đến vi sóng ở đầu ra.
Nguyên lý hoạt động của tia laser điện tử tự do
Các tia laser điện tử tự do có kích thước lớn, điều này gây khó khăn cho việc đặt chúng trên các hạt tải điện có kích thước nhỏ. Theo nghĩa này, các tàu mặt nước lớn là vật mang tối ưu của loại laser này.
Boeing đang phát triển laser FEL cho Hải quân Hoa Kỳ. Một nguyên mẫu laser FEL 14kW đã được trình diễn vào năm 2011. Hiện tại, vẫn chưa rõ tình trạng hoạt động của tia laser này, người ta đã lên kế hoạch tăng dần công suất bức xạ lên đến 1 MW. Khó khăn chính là việc tạo ra một bộ phun điện tử có công suất cần thiết.
Mặc dù thực tế là kích thước của laser FEL sẽ vượt quá kích thước của laser có công suất tương đương dựa trên các công nghệ khác (trạng thái rắn, sợi quang), khả năng thay đổi tần số bức xạ của nó trong một phạm vi rộng sẽ cho phép bạn chọn bước sóng, phù hợp với điều kiện thời tiết và loại mục tiêu bị đánh trúng. Rất khó để mong đợi sự xuất hiện của laser FEL đủ công suất trong tương lai gần, mà là sau năm 2030.
So với các loại hình lực lượng vũ trang khác, việc triển khai vũ khí laser trên tàu chiến có cả ưu điểm và nhược điểm của nó.
Trên các tàu hiện có, sức mạnh của vũ khí laser có thể được lắp đặt trong quá trình nâng cấp bị hạn chế bởi khả năng của máy phát điện. Các tàu mới nhất và hứa hẹn nhất đang được phát triển trên cơ sở công nghệ động cơ điện, sẽ cung cấp đủ điện cho vũ khí laser.
Có nhiều không gian trên tàu hơn so với tàu sân bay trên mặt đất và trên không, không có vấn đề gì với việc bố trí các thiết bị cỡ lớn. Và cuối cùng là các cơ hội để cung cấp khả năng làm mát hiệu quả cho thiết bị laser.
Mặt khác, các con tàu đang ở trong một môi trường xâm thực - nước biển, sương muối. Độ ẩm cao trên mặt biển sẽ làm giảm đáng kể công suất của bức xạ laser khi đánh trúng mục tiêu trên mặt nước, và do đó công suất tối thiểu của vũ khí laser phù hợp để bố trí trên tàu có thể ước tính khoảng 100 kW.
Đối với các tàu, nhu cầu tấn công các mục tiêu "rẻ tiền", chẳng hạn như mìn và tên lửa không điều khiển, không quá quan trọng, những vũ khí như vậy chỉ có thể gây ra mối đe dọa hạn chế trong căn cứ của chúng. Ngoài ra, mối đe dọa do thủ công nhỏ gây ra không thể được coi là lý do biện minh cho việc triển khai vũ khí laser, mặc dù trong một số trường hợp, chúng có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng.
Hậu quả của vụ tấn công khủng bố vào tàu khu trục URO "Cole" của Hải quân Mỹ, thực hiện ngày 12/2000/17 tại cảng Yemen bằng xuồng máy, XNUMX thủy thủ thiệt mạng, hàng chục người khác bị thương, tàu nhận thiệt hại đáng kể (nhân tiện, Google đưa ra kết quả ít hơn đáng kể so với Yandex)
Các UAV cỡ nhỏ gây ra mối đe dọa nhất định đối với tàu, vừa là phương tiện trinh sát, vừa là phương tiện tiêu diệt các điểm dễ bị tấn công của tàu, ví dụ như radar. Việc đánh bại các UAV như vậy bằng vũ khí tên lửa và pháo có thể rất khó khăn, và trong trường hợp này, sự hiện diện của vũ khí phòng thủ laser trên tàu sẽ giải quyết triệt để vấn đề này.
Tên lửa chống hạm (ASM), chống lại loại vũ khí laser có thể được sử dụng, có thể được chia thành hai phân nhóm:
- tên lửa chống hạm cận âm và siêu thanh bay thấp;
- Tên lửa chống hạm siêu thanh và siêu thanh tấn công từ trên cao, bao gồm cả dọc theo quỹ đạo khí cầu.
Đối với tên lửa chống hạm bay thấp, trở ngại đối với vũ khí laser sẽ là độ cong của bề mặt trái đất, giới hạn tầm bắn trực tiếp và độ bão hòa của bầu khí quyển thấp hơn với hơi nước, làm giảm sức mạnh của chùm tia.
Để tăng diện tích bị ảnh hưởng, các phương án đặt các phần tử phát ra của vũ khí laser trên cấu trúc thượng tầng đang được xem xét. Sức mạnh của tia laser thích hợp để tiêu diệt tên lửa chống hạm bay thấp hiện đại rất có thể sẽ từ 300 kW.
Trong thiết kế ý tưởng của tàu chiến Dreadnought 2050 của tương lai, vị trí đặt vũ khí laser được cho là trên tàu UAV, được cung cấp điện qua cáp từ tàu sân bay
Vùng tiêu diệt của tên lửa chống hạm tấn công dọc theo quỹ đạo độ cao sẽ chỉ bị giới hạn bởi sức mạnh của bức xạ laser và khả năng của hệ thống dẫn đường.
Mục tiêu khó khăn nhất sẽ là tên lửa chống hạm siêu thanh, vì thời gian tối thiểu ở khu vực bị ảnh hưởng, và vì sự hiện diện của lớp bảo vệ nhiệt thường xuyên. Tuy nhiên, lớp bảo vệ nhiệt được tối ưu hóa để làm nóng vỏ tên lửa chống hạm trong quá trình bay, và các kilowatt tăng thêm rõ ràng sẽ không mang lại lợi ích cho tên lửa.
Nhu cầu đảm bảo tiêu diệt tên lửa chống hạm siêu thanh sẽ đòi hỏi phải bố trí các tia laser có công suất trên 1 MW trên tàu, giải pháp tốt nhất sẽ là laser điện tử tự do. Ngoài ra, vũ khí laser có sức mạnh như vậy có thể được sử dụng để chống lại tàu vũ trụ quỹ đạo thấp.
Đôi khi, các ấn phẩm quân sự, bao gồm cả Military Review, thảo luận thông tin về tính bảo mật yếu kém của tên lửa chống hạm có đầu hỗ trợ radar (RL GOS), chống nhiễu điện tử và màn che được sử dụng từ trên tàu. Giải pháp cho vấn đề này là sử dụng một bộ tìm kiếm đa phương diện, bao gồm cả các kênh truyền hình và hình ảnh nhiệt. Sự hiện diện của vũ khí laser trên tàu, ngay cả với công suất tối thiểu khoảng 100 kW, có thể vô hiệu hóa lợi thế của tên lửa chống hạm với thiết bị tìm kiếm đa phương diện, do làm mù vĩnh viễn hoặc tạm thời các ma trận nhạy cảm.
Tại Hoa Kỳ, các biến thể của súng laser âm thanh đang được phát triển để có thể tái tạo các rung động âm thanh cường độ cao ở một khoảng cách đáng kể so với nguồn bức xạ. Có lẽ, dựa trên những công nghệ này, tia laser trên tàu có thể được sử dụng để tạo ra nhiễu âm thanh hoặc mồi nhử cho các sonars và ngư lôi của đối phương.
Súng laser âm thanh nguyên mẫu
Như vậy, có thể cho rằng sự xuất hiện của vũ khí laser trên tàu chiến sẽ giúp chúng có thể tăng khả năng chống chịu với mọi loại phương tiện tấn công.
Trở ngại chính của việc đặt vũ khí laser trên tàu là thiếu nguồn điện cần thiết. Về vấn đề này, sự xuất hiện của vũ khí laser thực sự hiệu quả rất có thể sẽ chỉ bắt đầu với việc đưa vào trang bị những con tàu đầy hứa hẹn với công nghệ đẩy hoàn toàn bằng điện.
Các tàu hiện đại hóa có thể được trang bị một số lượng laser hạn chế với công suất từ 100-300 kW.
Trên tàu ngầm, việc bố trí vũ khí laser có công suất từ 300 kW trở lên với đầu ra bức xạ thông qua thiết bị đầu cuối đặt trên kính tiềm vọng sẽ cho phép tàu ngầm thực hiện việc phá hủy từ độ sâu của kính tiềm vọng. hàng không phương tiện chống tàu ngầm của kẻ thù - máy bay và trực thăng của lực lượng phòng thủ chống tàu ngầm (ASD).
Việc tăng thêm công suất của tia laser, từ 1 MW trở lên, sẽ làm cho nó có thể phá hủy hoặc phá hủy hoàn toàn các tàu vũ trụ quỹ đạo thấp, theo chỉ định mục tiêu bên ngoài. Lợi thế của việc đặt các loại vũ khí này trên tàu ngầm là khả năng tàng hình cao và khả năng tiếp cận toàn cầu của tàu sân bay. Khả năng di chuyển trong Đại dương Thế giới với phạm vi không giới hạn sẽ cho phép tàu ngầm mang vũ khí laser tiếp cận một điểm tối ưu để tiêu diệt vệ tinh không gian, có tính đến quỹ đạo bay của nó. Và việc giữ bí mật sẽ khiến đối phương khó đưa ra yêu sách (à, tàu vũ trụ đã mất tác dụng, làm sao chứng minh được ai đã bắn hạ nó, nếu rõ ràng là không có lực lượng vũ trang nào ở vùng này).
Nhìn chung, ở giai đoạn đầu, hải quân sẽ ít được hưởng lợi hơn từ việc trang bị vũ khí laser so với các nhánh khác của lực lượng vũ trang. Tuy nhiên, trong tương lai, khi các tên lửa chống hạm tiếp tục được cải tiến, các hệ thống laser sẽ trở thành một phần không thể thiếu trong lực lượng phòng không / phòng thủ tên lửa của các tàu nổi, và có thể là cả tàu ngầm.
- Andrey Mitrofanov
- nevskii-bastion.ru, pentagonus.ru, topwar.ru, militaryarms.ru, Tạp chí Quân sự nước ngoài
- Vũ khí laser: công nghệ, lịch sử, trạng thái, triển vọng. Phần 1
Vũ khí Laser: Các viễn cảnh trong Không quân. Phần 2
Vũ khí laze: lực lượng mặt đất và phòng không. Phần 3
tin tức