Техника и вооружение 2003 09
Шрифт:
По мнению МО США, система ПВО должна отвечать следующим главным требованиям:
— время обнаружения цели — не более 1,5 с;
— способность обнаружения и сопровождения многих целей;
— автоматическая индикация цели — не более 0,1 с;
— время прицеливания — не более 0,5 с для первой цели и не более 0.1 с для соседних целей из одной группы;
— максимальная скорость доставки поражающего средства (минимальное время полета);
— минимальное время, обеспечивающее эффективное поражение целей;
— контроль поражения цели.
Проблемы сокращения времени обнаружения и индикации цели имеют в данном случае принципиальное значение могут быть решены за счет уменьшения массы или использования вертикально
Физически максимально возможная скорость «полета» лучевых «снарядов» — скорость света -300000 км/с, при которой время задержки пренебрежимо мало — 3,3 мке/км. Единственный вид оружия, обладающий подобной скоростью, — лазерное или пучковое оружие. Но пучки заряженных частиц в атмосфере распространяться не могут, а вот лазерное оружие (ЛО) практически без задержки поражает цель. Время эффективного воздействия составляет от 0,1 с до нескольких секунд и необходимо для накопления поглощенной энергии излучения, чтобы поразить цель. Это время пренебрежимо мало по сравнению с временем полета отдельных снарядов. Как правило, в системе ЛО сам лазер жестко фиксируется, а для отслеживания целей, наведения и перенацеливания луча используют поворотное зеркало или систему зеркал с минимальной массой. Благодаря этому время наведения значительно сокращается.
На типичных для космических систем лазерного или пучкового оружия дальностях в тысячи километров время распространения поражающих факторов от источника до цели составляет сотые доли секунды, за которые цель сможет переместиться всего лишь па несколько десятков метров (На космических дальностях -1000 км и более угол упреждения составляет 0.5–1,0.10- 5 рад). Этим практически исключается возможность маневрирования цели для ухода от поражения и значительно упрощается задача прогнозирования траектории цели по сравнению с обычными средствами противоракетной (ПРО) и противокосмической обороны (ПКО).
К преимуществам систем ЛО следует отнести:
— ведение «огня» «прямой наводкой» в связи с отсутствием углов упреждения:
— быстрый (практически мгновенный) перенос поражающей энергии от источника к цели и такое же мгновенное получение данных об эффективности «стрельбы»;
— оперативный выбор точки прицеливания и наблюдения (оптимизация эффективности управления «огнем»):
— большая точность поражения малоразмерной скоростной цели:
— довольно большой (по сравнению с другими видами оружия) диапазон достижения цели без существенной задержки доставки энергии или уменьшения эффективности;
— эффективное ведение огня при круговом обзоре (360 град.), минимум затрат времени на изменение точки прицеливания как по горизонтали (360 град.), так и по вертикали, высокая скорострельность, точность попадания без существенного изменения при длительном прицеливании;
— низкая стоимость «выстрела» (порядка 500 долл.). минимальный разброс при прицеливании в одну точку.
Но, как известно, «бесплатный сыр бывает только в мышеловке», так и система лазерного оружия имеет свои недостатки и проблемы, к которым относятся:
— ограниченная эффективность действия по бронированным целям, хотя системы ЛО весьма эффективны против их электронно-оптических датчиков и могут быть успешно использованы как целеуказатели против ракет с инфракрасными головками самонаведения (ПК ГОН);
— максимальная точность сопровождения цели со свободной линией прицеливания возможна только во время боевой работы;
— противодействие со стороны противника;
— использование ЭВМ в боевых условиях;
— обеспечение топливом и энергией и их размещение, особенно для мобильных систем.
Еще задолго до того, как реальные мощности лазеров стали приближаться к требуемым для решения чисто боевых задач, лазеры нашли широкое применение в разнообразных оптических информационных системах, в том числе и военного назначения. В 1960 г. Т.Н. Мэйман на фирме Hughes Aircraft
в 1961 г. — гелий-неоновый (HeNe) лазер. генерирующий в красной области спектра;
в 1962 г. — полупроводниковый инжекционный ОаАs-лазер:
в 1964 г. — СО — лазер и твердотельный лазер на стекле с неодимом (Nd: YAG).
Экспериментальная лазерная система тактического оружия MTU на гусеничном бронетранспортере LVTP-7 морской пехоты. На вставке изображен лазерный целеуказатель фирмы Hughes Установленный на танке или самолете, он направляет лазерный пучок на цель — тактическую ракету, оснащенную ГСН. которая наводится на цель по отраженному лазерному излучению
Мобильная экспериментальная лазерная система оружия MTU Армии США 1 — башня для размещения оптической системы прицеливания и слежения: 2 — РЛС обнаружения цели; 3 — жалюзи системы охлаждения лазера
Испытания лазерной установки MTU по вертолету
Уже к концу 1970 гг. вооруженные силы США располагали лазерными дальномерами, устройствами для подсвета целей, и оружием с лазерной системой высокоточного наведения бомб и снарядов по лучу и тд. В конце 60-х годов в дальнейших разработках типов мазеров были заложены основы создания высокоэнергстических лазеров, пригодных для использования в системах лазерного оружия. Были созданы:
в 1965 г. — фотодиссоциационный йодный лазер, разработанный фирмой UTRG (United Technology Research Center);
в 1968 г. — газодинамический СО.-лазер (фирма Avco Everett);
в 1969 г. — химический «водород- фтор» и «дейтерий-фтор» лазер (IIF/DF) разработки фирмы ITRC.
Газодинамический лазер (ГДЛ) стал первым высокомощным генератором лазерного излучения. Теоретические предпосылки для его создания в 1963 г. изложили Н.Г.Басов и A.П. Ораевский, высказавшие предположение о том, что инверсию населенностей в молекулярных системах можно создавать путем быстрого нагрева или охлаждения газа. Затем в 1965 г. И. Герл и А. Гертцберг предположили, что инверсию населенностей можно получить при быстром расширении первоначально нагретого газа в сверхзвуковом сопле Идею успешно использовала научно- исследовательская лаборатория Everett при создании мощного газодинамического лазера непрерывного действия, заработавшего в 1966 г. Это был первый газодинамический лазер на смеси CO2– N2-H2O. Он работал по принципу открытого цикла, выбрасывая в атмосферу отработанные азот и углекислый газ. Низкий КПД газодинамического лазера (менее 1 %) являлся серьезным недостатком в тех случаях, когда общее время работы превышало 20–30 с. так как требовался большой запас топлива и рабочего тела. В начале 1968 г. в лабораториях фирм Everett п United Aircraft Corp. были продемонстрированы экспериментальные ГДЛ, создающие в непрерывном режиме излучение мощностью в десятки киловатт. В апреле 1970 г. специалисты лаборатории Avco Everett сообщили о получении на ГДП излучения мощностью 30 кВт в одномодовом режиме и 60 кВт — в многомодовом.