Техника и вооружение 2003 09

Эти недостатки попытались преодолеть путем увеличения темпов стрельбы (частоты пусков). Теоретически ракеты ПРО имеют вероятность поражения цели одним выстрелом порядка 0,9, а практически — только 0.6–0.7 с учетом мер противодействия, поэтому обычно осуществляют два залпа (пуска). Хотя системы самонаведения значительно увеличивают дальность действия ракет, но к недостаткам ракет ПРО можно отнести большое время ответной реакции, превышающее 5 с от момента обнаружения цели до запуска ракеты, которое в основном уходит на ориентацию систем самонаведения, меньшую скорость по сравнению с обычными снарядами и строго ограниченный боезапас. Из-за ограниченной скорости (-1000 м/с) проходит не менее 5-10 с с момента запуска до поражения цели, после чего может быть принято решение и выполнены другие необходимые операции. Сравнительно высокая скорость мишеней, снарядов или ракет означает, что необходим временной расчет траектории слежения или упреждения, или же необходимо использовать дорогостоящие головки самонаведения.

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 взлетающих ракет.

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 впервые продемонстрировал работу рубинового лазера, и сразу же начались интенсивные разработки различных лазеров для широкого военного и промышленного применения. Вскоре появились:

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– N_2-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.