?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry Share Next Entry
Лазеры против беспилотников: альтернативы нет? (часть 1)
andrej_kraft
Пик первоначального интереса к разработке боевых лазеров пришелся на конец 1980-х – 1990-е годы, когда высокоэнергетические лазеры (High-Energy Laser – HEL) наземного, воздушного и космического базирования рассматривались многими военными экспертами в качестве важных элементов перспективных систем эшелонированной противоракетной обороны.


23 марта 1983 президент США Р. РЕЙГАН впервые публично озвучил идею Стратегической оборонной инициативы (СОИ). Цель программы - создание средств обороны, способных перехватывать и уничтожать баллистические ракеты противника прежде, чем они достигнут территории США.

Однако большинство первоначальных оценок и расчетов не удалось подтвердить на практике. Оказалось, что высокоэнергетические лазеры (ВЭЛ) обладают целым рядом трудноустранимых недостатков, к основным из которых относятся высокая энергоемкость и значительная зависимость эффективности стрельбы от состояния атмосферы, особенно при сложных гидрометеорологических условиях. Испытания демонстрационных образцов показали, что уровень достигнутых технологий на практике не позволял большего, чем борьба с небольшими целями на ближних дистанциях. А поскольку в тот период времени на вооружении ведущих стран мира находилось значительное количество зенитных огневых средств различных типов, способных эффективно бороться в ближней зоне ПВО со всем спектром существующих средств воздушного нападения (СВН), дальнейшие разработки лазерного оружия руководством большинства иностранных государств были признаны нецелесообразными. Дополнительную немаловажную роль в такой тенденции сыграло повсеместное сокращение военных бюджетов из-за общего снижения геополитической напряженности в конце 1990-х – начале 2000-х годов, а также начавшийся в 2007 году мировой финансово-экономический кризис. В результате этого активные НИОКР по созданию боевых ВЭЛ продолжались только в США и Израиле.

Собственно, считая, что ситуация заморозилась в таком состоянии, лет десять я практически совсем не интересовался темой, пока не ознакомился с постом в блоге alex_leshy Бреши в Железном куполе закроет Железный луч.

Стоило совсем немного погуглить после этого, как выяснилось, что в течение последних лет работы по боевым лазерам резко активизировались сразу в нескольких странах. Вначале, по опыту военных действий в Афганистане и на Ближнем Востоке, но особенно в последнее время, на фоне конфликта на Украине. При этом оказалась высоко востребованной ранее уже подтвержденная эффективность лазерного оружия именно на малых дальностях против небольших воздушных целей в связи с использованием противоборствующими сторонами беспилотных летательных аппаратов (БЛА) для ведения воздушной разведки и корректировки артиллерийского огня.

Предпосылки к возобновлению и активизации НИОКР

Раньше других стран с данной проблемой столкнулись в Израиле. Первоначально, боевые лазеры привлекли внимание военного руководства этой страны в связи с необходимостью предотвращения обстрелов неуправляемыми ракетами (НУР) "Кассам", использование для борьбы с которыми ЗУР системы ПВО "Айрон дом" (Iron Dome – железный купол) оказалось крайне высокозатратным. Для уничтожения одной самодельной НУР, изготовленной в кустарных условиях с затратами не более 5 тыс. долл., необходим залп до двух ЗУР стоимостью около 100 тыс. долл. каждая. Всего за три года с 2011 по 2014 год системой ПВО "Железный купол" было успешно сбито около 1200 воздушных целей, при этом только на закупку новых ракет, без стоимости их обслуживания, эксплуатации и прочих издержек, Израиль израсходовал не менее 100 млн. долларов.

В последнее время проблема существенно обострилась в связи со все более широким применением палестинскими боевиками БЛА. Так, в июле 2014 года боевики организации ХАМАС запустили в сторону территории Израиля два БЛА. Система ПВО страны их успешно обнаружила и сбила, однако данный факт привел к серьезному разбирательству в руководстве страны. Как выяснилось, для уничтожения двух БЛА типа "Абадил-1" (Abadil-1) иранского производства, ценой менее 50 тыс. долларов за единицу, использовался ЗРК "Пэтриот" с запуском четырех ЗУР, стоимостью около 3 млн. долл. каждая.

15111501
БЛА "Абадил- 1" (слева) и "Мохаджер-1" (справа) иранского производства на вооружении палестинских боевиков

Потенциальная острота проблемы стала еще более очевидной по итогам изучения первого опыта военных действий на востоке Украины. Начиная со второй половины 2014 года обе противоборствующие стороны массировано применяют беспилотную авиацию, в основном, для ведения тактической разведки. В частности, применение нашли как системы советской разработки Ту-143 "Рейс" и новые украинские модели А1-С "Фурия", так и БЛА различных типов российского производства, и аппараты некоторых иностранных армий.

15111502
Некоторые типы серийных БЛА, использовавшихся в украинском конфликте: Ту-143 "Рейс", А1-С "Фурия", "Застава", "Гранат"

Но по оценкам наблюдателей, в настоящее время более половины используемых в конфликте БЛА представляют собой различные коммерческие модели, находящиеся в открытой продаже без каких-либо ограничений. При этом их общее количество, одновременно находящееся в воздухе вдоль всей линии фронта по обе ее стороны, может достигать нескольких десятков единиц. Имея относительно невысокие летно-технические характеристики, такие системы позволяют вести наблюдение с высот 50-200 метров на удалении до нескольких километров от базовой станции. Тем самым ими вполне успешно и эффективно решаются задачи ближней воздушной разведки и корректировки артиллерийского огня, создавая тем самым значительные трудности действиям противостоящей стороны на тактическом уровне.

15111503
Различные варианты коммерческих БЛА, использовавшихся в украинском конфликте

При этом представители обеих сторон конфликта подтверждают крайнюю сложность и высокую затратность борьбы с такой угрозой. Большинство систем оказались не в состоянии засекать БЛА в полете, а при выходе на визуальный контакт зенитные установки ЗУ-23-2 и стрелковое оружие неэффективны для их поражения.



Системы самонаведения ПЗРК крайне редко способны захватить такую цель из-за ее низкого уровня теплового излучения, но и в этом случае трудно добиться прямого попадания в столь миниатюрную цель, а значит не срабатывает контактный взрыватель ракеты.

После инцидента с малайзийским "Боингом" в ВС Украины был введен официальный запрет на использование ЗРК "Бук" в зоне АТО, поэтому из стоящих на вооружении средств ПВО единственными эффективными средствами борьбы с БЛА остались мобильные ЗРК "Оса-АКМ". В частности, именно ими обеспечивается уничтожение БЛА, регулярно совершающих полеты над аэродромом Краматорска, где базируется штаб АТО.

АПД: такими темпами скоро закончатся ракеты. И кто будет охранять артиллерию? Экипаж данного офицера за 6 месяцев сбил 12 (!!!) БЛА нашего противника в районе Станицы. Летали на расстоянии от 1,5 км до 3 км. Ранее цена одной ракеты была 7000 у.е., сейчас почему-то резко подняли ее цену до 56000 у.е. Отсюда

Кстати, были отмечен как минимум один случай, когда к выводу из строя бортовых электронных систем БЛА привело одно только облучение РЛС ЗРК "Оса" такой воздушной цели при взятии её на сопровождение, тем самым сыграв роль своеобразного высокоэнергетического пучкового оружия.

За три года боевых действий на Донбассе украинские зенитчики уничтожили 21 вражеский беспилотник. Об этом рассказал начальник зенитных ракетных войск Воздушных сил ВС Украины Дмитрий Карпенко.

На упрек журналиста, что "борьба с БПЛА - не главная задача ЗРВ", и, по выводам экспертов, использовать ЗРК против беспилотных летательных аппаратов неэффективно, генерал-майор Карпенко заявил: "Да. И главным их аргументом является слишком высокая стоимость ракеты, чтобы тратить ее на такую ​​«несерьезную» цель...

В любом случае, при использования противником коммерческих моделей БЛА стоимостью от нескольких сотен до 3-5 тыс. долл., для их уничтожения необходимы затраты по оценочной стоимости единицы ПЗРК "Игла" около 30 тыс. долл., ПЗРК "Стингер" – 135 тыс. долл., ЗУР 9М33 ЗРК "Оса" – до 100 тыс. долл. и т.д., то есть отрицательный экономический эффект может достигать 1-2 порядков.

Разного рода "бюджетные" варианты особого эффекта не обещают: картечь, шрапнель, ловчие сети, БЛА-перехватчики. В подразделениях народной милиции ЛНР пытаются использовать для борьбы с БЛА двухместные мотодельтапланы. При этом пилот маневрирует, сближаясь с летательным аппаратом противника до минимальной дистанции, а стрелок поражает его несущие элементы конструкции зарядом дроби из гладкоствольного ружья.

Но всё это эрзац, который не обещает скорого и успешного решения проблемы, масштабы которой будут только нарастать.

По оценке РУМО США за последние десять лет только официальное число беспилотных авиационных систем на вооружении армий всех стран мира выросло с приблизительно 20 типов систем и 800 единиц БЛА в 1999 году до более 200 типов и около 10000 БЛА в 2010 году. В настоящее время приняты на вооружение или разрабатываются системы БЛА в более чем 30 странах. Причем даже довольно отсталые в научном и производственном отношении государства могут использовать развитие и доступность соответствующих готовых коммерческих технологий. Этот же фактор в совокупности с их относительной дешевизной на открытом и слабо контролируемом интернет-рынке обусловливает и рост угрозы массового применения БЛА террористическими организациями и разного рода вооруженными антиправительственными группировками. При этом более 90% таких беспилотных систем относятся к классу мини- и микро-БЛА, то есть небольших летательных аппаратов ближнего радиуса действия, а затраты на применение по ним эффективных традиционных (зенитно-ракетных) систем тактической ПВО сохраняются на прежнем, довольно высоком уровне. И в ближайшей перспективе не ожидается их удешевление до сопоставимого уровня.

Именно в связи с указанными обстоятельствами военные специалисты ряда ведущих иностранных государств вновь проявляют значительный интерес к разработкам оружия направленной энергий на основе боевых лазеров.

Израиль

Судя по всему, в настоящее время именно Израиль добился наибольших успехов в разработке и внедрении боевых лазеров в систему ближней ПВО.

В период 1996-2005 годов как самостоятельно, так и в рамках совместной с США программы ПРО "Наутилус" (Nautilus) на разработку ВЭЛ ими было затрачено более 300 млн. долларов. При этом в ходе испытаний первых прототипов выявлены значительные проблемы по энергоемкости лазеров, зависимости эффективности их стрельбы от гидрометеообстановки и по сложности поражения групповых целей, например, после залпа НУР из РСЗО. Еще один очень большой минус – отсутствовала мобильность лазерного оборудования, что сильно влияло на территориальные возможности обороны с его помощью.

После выхода США из совместной программы "Наутилус", накопленный в ходе ее реализации опыт позволил израильским специалистам самостоятельно продолжить НИОКР по программе MTHEL (Mobile Tactical High Energy Laser). Благодаря крупному вложению израильских властей, лазерная "пушка" к 2007 году была доведена до ума. Разработанный комплекс лазерного оружия следующего поколения успешно прошел испытания, обеспечив при этом гарантированное поражение различных целей на дальностях до 2,0 км, включая способность новой системы производить серию выстрелов по групповой воздушной цели.

11 февраля 2014 года на авиасалоне в Сингапуре в экспозиции авиакосмического концерна "Рафаэль" (Rafael Advanced Defense Systems Ltd) был представлен первый прототип лазерного зенитного комплекса, получившего условное обозначение "Айрон бим" (Iron Beam – железный луч). Все оборудование комплекса размещается в одном автономном модуле и может использоваться как стационарно, так и размещаться на любых колесных или гусеничных шасси транспортных средств различных типов, способных к перевозке стандартного десятифутового грузового контейнера (standard 10'×8' ISO container), для чего модуль оснащен специальными креплениями. В качестве средства поражения используется поворотная система из твердотельных лазеров малой мощности около 10-15 кВт. Одна зенитная батарея комплекса "Айрон бим" будет состоять из двух лазерных установок, РЛС наведения и центра управления стрельбой.

15111504
Лазерный зенитный комплекс "Айрон бим"

В оборонном ведомстве Израиля заявили о принятии комплекса на вооружение и постановке на боевое дежурство первой лазерной батареи "Айрон бим" уже в текущем году. Планируется, что новые комплексы будут развертываться вокруг важных объектов совместно с ЗРК "Айрон дом" для уничтожения на дальностях 2-4 километра БЛА, НУР и минометных боеприпасов, которые на таких дистанциях существующие средства наземной ПВО эффективно перехватывать не способны.

При разработке и принятии системы на вооружение немаловажную роль сыграли экономические соображения, так как "Айрон бим" значительно проще в обслуживании и эксплуатации, чем зенитно-ракетные комплексы, а затраты на один выстрел боевого лазера не превышают 100 долларов.

При этом специалисты "Рафаэль" продолжают доработку и совершенствование новой системы, планируя в ближайшие 3-4 года довести мощность ВЭЛ следующего поколения до 100 кВт с увеличением гарантированной дальности перехвата до 15-18 километров, и при этом со снижением стоимость одного выстрела до всего 2,0 долларов.

В случае успешного завершения этих работ к 2020-2023 году, можно ожидать появления у Израиля лазерных мобильных систем, способных заменить ЗРК малой и средней дальности против всего спектра потенциально опасных воздушных целей, включая самолеты, вертолеты и боевые БЛА.

Германия

Ведущими разработчиками лазерного вооружения в ФРГ являются концерн "Рейнметалл" и германское отделение европейского авиакосмического концерна MBDA.

Компания "Рейнметалл эйр дифенз"

Первые НИОКР в этом направлении были связаны с особенностями военной операции НАТО в Афганистане, где базы германских контингентов в районах Мазар-и-Шариф и Кундуз регулярно подвергались беспокоящим обстрелам повстанцев из минометов и РСЗО. На тот период Бундесвер не имел эффективной системы вооружения для перехвата небольших атакующих боеприпасов, и по заданию МО Германии в марте 2007 года срочно началась разработка системы ПВО ближнего радиуса действия NBS (Nächstbereichschutzsystem) "Мантис" (MANTIS – Modular, Automatic and Network-capable Targeting and Interception System). Головным подрядчиком работ была выбрана компания "Рейнметалл эйр дифенз" (Rheinmetall Air Defence) - бывшая швейцарская компания "Эрликон" (Oerlikon Contraves Defence), приобретенная концерном "Рейнметалл" в 2000 году.

Разработка заняла всего 12 месяцев и первый прототип уже летом 2008 года был успешно испытан в Турции, в обстановке, максимально приближенной к ФГУ Афганистана. Первая батарея "Мантис" поступила на вооружение в декабре 2012 года. Она представляла собой стационарный полностью автоматизированный зенитный артиллерийский комплекс, состоящий из шести модулей 35-мм артиллерийских установок, двух РЛС системы управления огнем и командного пункта.

15111505
Зенитный комплекс "Мантис"

Однако еще на этапе НИОКР было установлено, что артиллерийские системы не в равной мере эффективны для поражения всего спектра различных типов атакующих СВН. Поэтому практически сразу специалисты "Рейнметалл" предложили оснастить "Мантис" и другими средствами поражения, включая зенитные ракеты и боевые лазеры, что позволяла концепция открытой архитектуры комплекса, обеспечивающая интеграцию в его состав до восьми боевых модулей различных типов.

Первый прототип боевого ВЭЛ мощностью 5 кВт был создан в 2010 году, однако он не удовлетворял требованиям заказчика по целому ряду параметров. В дальнейшем конструкторы пошли по пути как увеличения мощности излучателя, так и объединения в единый блок нескольких лазерных генераторов, наращивая, таким образом, общую мощность устройства.

В 2012 году были изготовлены два технологических прототипа с мощностью лучей 20 кВт и 30 кВт. Соответственно, пять лазеров по 10 кВт каждый обеспечивали суммарную мощность этих двух установок 50 кВт. В серии испытаний, проведенных в конце того же года, демонстрационный образец успешно разрезал стальную балку толщиной 15 мм на дистанции 1 км, обнаружил, отследил и уничтожил БЛА на дальности 2 км, а также разрушил летящий на скорости 50 м/с стальной шар диаметром 82 мм, выпущенный по настильной траектории из пневматической установки, имитируя минометный боеприпас.

15111506
Первые прототипы лазерных модулей (2012)

В октябре 2013 года новый прототип мощностью 30 кВт был испытан в комплексе со средствами обнаружения системы "Мантис", при этом были достигнуты следующие результаты:

1. Прототип уничтожил в полете несколько одиночных стальных шаров диаметром 82 мм на увеличенной до 3 км дальности.
2. Система в автоматическом режиме обнаружила, классифицировала, взяла на сопровождение и уничтожила стальные шары диаметром 82 мм, выпущенные серией. При этом в первой серии были поражены пять шаров из пяти, а во второй – четыре из пяти.
3. На пониженной мощности излучатель нейтрализовал разведывательный БЛА, ослепив и выведя из строя его оптикоэлектронные датчики.
4. В сценарии, воспроизводящем групповую воздушную атаку, все три реактивных БЛА типа JT-240 были сбиты в быстрой последовательности.

15111507
Испытания прототипа по групповой воздушной цели из трех БЛА

Одновременно прошли демонстрационные испытания три мобильных варианта ВЭЛ (Mobile HEL Effector), разработанных специалистами компании:

Container L – ВЭЛ мощностью 20 кВт из двух генераторов по 10 кВт в защищенном контейнере на шасси грузовика "Татра" 8×8;
Wheel XX – одиночный излучатель изменяемой мощности 5/10 кВт на шасси БТР "Боксер" 8×8;
Track V – лазерная установка мощностью 1 кВт на шасси гусеничного БТР M113.

15111508
Мобильные варианты боевых лазеров компании "Рейнметалл"

Дальнейшие планы компании "Рейнметалл" включали создание на базе технологического прототипа серийного образца лазерного модуля "Мантис" с ВЭЛ суммарной мощностью до 60 кВт, и с перспективой доведения этого показателя до 100-120 кВт в течение ближайших трех-пяти лет.

15111509
Новый прототип лазерного модуля комплекса ПВО "Мантис" (2014)

15111511
Развитие боевых лазеров компании "Рейнметалл"



Однако именно в этот период темпы работ резко сократились из-за прекращения дальнейшего госфинансирования программы. В связи с выводом войск НАТО из Афганистана руководство Германии приняло решение о нецелесообразности дальнейшего развития системы "Мантис", закупив всего три батареи зенитных комплексов этого типа и только с артиллерийскими модулями.

В настоящее время руководство "Рейнметалл" продолжает исследования технологий ВЭЛ, рассчитывая предложить вариант зенитной лазерной установки для оснащения кораблей ВМС Германии, а также в инициативном порядке продвигает свою продукцию на мировом рынке ВВТ. Например, 5/10 кВт лазер на шасси многоцелевой бронированной машины "Боксер" 8х8 был представлен в экспозиции корпорации на выставке "IDEX-2015".

Германское отделение концерна MBDA

В последнее время в ФРГ также значительно активизировались НИОКР по технологиям ВЭЛ германского отделения европейской корпорации MBDA (MBDA Deutschland). Работы в этой области ведутся специалистами компании более десяти лет в рамках контракта с Европейским оборонным агентством (European Defence Agency – EDA) и Федеральным управлением закупки и поддержки высокотехнологичного оборудования ВС ФРГ (Federal Office of Bundeswehr Equipment, Information Technology and In-Service Support англ., BAAINBw нем.). Кроме того, с целью ускорения работ компания вложила в развитие программы значительные собственные средства.

Начав в 2007 году, исследователи сразу отказались от громоздких химических лазеров в пользу гораздо более компактных полупроводниковых, за счет чего сразу подняли мощность своего лабораторного лазера до 5 кВт, с которым уже можно было работать. Оптическую систему линз, поглощавшую слишком много энергии, в 2008 году заменили на зеркало Кассегрена для фокусировки излучения нескольких генераторов, чтобы увеличить их общую мощность. С использованием четырех излучателей этот показатель составил 20 кВт, а к 2011 году его подняли до 40 кВт. Мощность одиночного лазера достигла 10 кВт, при этом считается, что без особых сложностей ее можно довести до 20 кВт и даже несколько выше.

15111512
Прототипы ВЭЛ компании MBDA мощностью 10 кВт (вверху) и 40 кВт (внизу)



15111513
РЛС SPEXER 2000 (слева) и ОЭС MEOS II (справа) системы наведения ВЭЛ компании MBDA

Основной задачей проведенных весной 2015 г. испытаний стала проверка системы наведения в составе РЛС SPEXER 2000 и совмещенной с ней комбинированной ИК-ТВ ОЭС MEOS II, обе производства компании "Кассидиан" (Cassidian). При этом РЛС успешно обнаруживала и передавала на сопровождение ОЭС малоразмерные воздушные цели на удалении до 2,3 км и на высотах до 1000 метров, после чего ВЭЛ за 3,39 секунды уничтожил в воздухе небольшой БЛА на расстоянии 500 м. Достигнуто существенное сокращение финансовых затрат на один выстрел установки, цена которого не превышает одного доллара.



Как указывалось выше, НИОКР MBDA частично финансируются МО ФРГ, при этом в последние годы именно борьба с БЛА считается в военном ведомстве Германии одной из основных задач нового комплекса, имея в виду пример недавнего инцидента, когда в сентябре 2013 года в Дрездене Пиратская партия Германии в знак протеста против правительственной слежки запустила микро-БЛА, долетевший до подиума, на котором выступала канцлер Ангела Меркель, и севший у ее ног. Служба охраны не имела возможности это предотвратить.

15111513_1

В июне с.г. на Парижском авиашоу руководство компании MBDA озвучило свои дальнейшие планы о намерении создать в течение ближайших пяти лет прототип лазерной системы ближней ПВО мощностью 60 кВт, эффективной на дальностях до пяти километров. Система управления комплекса будет включать РЛС первичного обнаружения, затем цель подсвечивается отдельным лазерным целеуказателем, по данным которого ВЭЛ точно наводится на цель. Важной характеристикой установки считается возможность масштабирования излучаемой энергии ВЭЛ. Вначале на больших дальностях цель будет облучаться модулированным оптическим сигналом, вынуждая оператора вывести БЛА из опасной зоны. Если предупреждение не подействует, может производиться ослепление или вывод из строя оптикоэлектронных средств на дальностях до 2,5 км. И лишь затем будет производиться уничтожение БЛА.

Модульная конструкция позволяет объединять в пучке до десяти лазерных генераторов. Тем не менее, исходя из ограничений по массе, габаритам, потребляемой мощности и охлаждению системы, оптимальным количеством считается 4-6 излучателей, обеспечивающих общую мощность установки около 100-150 кВт, что обеспечит эффективную дальность поражения от 3 до 5 км. Достигнутая к настоящему времени энергоэфективность составляет около 30%, поэтому для работы такой системы потребуется 400-500 кВт энергии аккумулятора или генератора. Тем не менее, сохраняется возможность повышения коэффициента отражения за счет использования новых технологий нанесения покрытий. В качестве аккумулятора энергии, возможно, более целесообразно будет использовать не электрические батареи, а механические маховики. В качестве носителя системы в контейнерном исполнении планируется использовать колесные шасси 6×6 или 8×8 транспортных средств ЗРК MEADS.

15111514
Автомобили 8×8 и 6×6 ЗРК MEADS

MBDA1
MBDA

В настоящее время руководство MBDA ожидает нового финансирования от МО Германии для продолжения работ, при этом не исключая сотрудничества по развитию технологий ВЭЛ с компанией "Рейнметалл".

окончание следует



Счетчик посещений Counter.CO.KZ