Vũ khí lazer hạng Megawatt trên không trung

Có thể cho rằng công suất cần thiết của laser chiến đấu trong các đặc điểm về trọng lượng và kích thước nhất định đã đạt được, và vấn đề nằm ở quá trình chuyển đổi từ nguyên mẫu sang sản xuất hàng loạt - trong việc đảm bảo tính đơn giản và dễ vận hành cần thiết của những tổ hợp như vậy không phải do giáo sư và tiến sĩ khoa học từ các công ty phát triển, mà là do máy bay chiến đấu thông thường. Vấn đề là các mô hình sản xuất hàng loạt của vũ khí laser chỉ mới bắt đầu xuất hiện và tàu sân bay vẫn chưa có chúng.

Tàu sân bay

Tàu sân bay trang bị vũ khí laser được chia thành chiến lược và chiến thuật. Laser chiến lược bao gồm laser chiến đấu đặt trên máy bay vận tải, công suất của loại laser này có thể đạt tới vài megawatt. Laser chiến thuật bao gồm máy bay chiến thuật và trực thăng. Công suất laser chiến đấu được xem xét sử dụng trên tàu sân bay chiến thuật là hàng chục đến hàng trăm kilowatt. Đối với máy bay chiến thuật, chúng ta có thể mong đợi sự xuất hiện của hệ thống tự vệ laser tích hợp trên máy bay thế hệ thứ sáu, cũng như hệ thống tự vệ laser container treo trên máy bay thế hệ trước. Tất nhiên, khả năng của hệ thống container sẽ kém hơn hệ thống tích hợp, chủ yếu do thực tế là máy bay và trực thăng hiện tại không được trang bị thiết bị cất cánh từ động cơ phản lực tua-bin (TRD) - máy phát điện có khả năng cung cấp năng lượng điện cần thiết cho tia laser mạnh mẽ.

Có thể cho rằng trước hết là vũ khí Laser được lắp trên máy bay ném bom chiến lược mới nhất của Mỹ B-21 Raider. Ít nhất, máy bay này phải có khả năng lắp vũ khí laser và khả năng lấy năng lượng từ động cơ phản lực tua-bin đến máy phát điện. Có thể cho rằng công suất của vũ khí tự vệ laser trên máy bay ném bom B-21 Raider sẽ vào khoảng 100-150 kW, với triển vọng tăng lên 300-500 kW, điều này cung cấp cho máy bay khả năng bảo vệ cao chống lại tên lửa “không đối không” và tên lửa phòng không có điều khiển (SAM) có tầm bắn vài chục km.

Lớp megawatt

Tại Mỹ, đây là dự án Boeing YAL-1, bao gồm một máy bay Boeing 747 được trang bị tia laser hóa học với chất lỏng hoạt động dựa trên oxy và i-ốt kim loại. Công suất dự kiến của tia laser như vậy là khoảng 1 megawatt, với tiềm năng tăng lên 5 megawatt. Dự án đã bị dừng lại chủ yếu do tính phức tạp và nguy hiểm khi làm việc với tia laser oxy-iodine hóa học, cũng như chi phí cao của các thành phần hóa học cần thiết để tạo ra “phát bắn”.

Ở Nga, có một phòng thí nghiệm bay thử nghiệm A-60 (phức hợp 1LK222) dựa trên máy bay Il-76MD và tia laser động lực học khí RD-0600 nặng 760 kg, được sử dụng trên trạm quỹ đạo chiến đấu Skif và đến năm 2011 đã vượt qua một chu kỳ thử nghiệm đầy đủ. Hai động cơ phản lực tuabin AI-0600 nặng 24 kg, mỗi động cơ được sử dụng để bơm tia laser động lực học khí RD-600. Công suất laser khí động RD-0600 ở giai đoạn đầu là 100 kW. Cả laser hóa học và laser động lực khí đều là công nghệ khá “cổ”, người ta tin rằng laser hiện đại chạy bằng năng lượng điện có triển vọng hơn, ví dụ như laser thể rắn, bao gồm cả trường hợp đặc biệt của chúng - laser sợi quang, hiện đang được phát triển tại Mỹ.

Đối với Nga, mọi thứ ở đây phức tạp hơn - thông tin về việc tạo ra laser thể rắn hoặc laser sợi quang thuộc loại nhiều kilowatt ở Nga thực tế không có, các tổ hợp đã được chứng minh trước đây như “Zadira” vẫn chưa xuất hiện ở bất kỳ đâu, thông tin về chúng vẫn chưa được phổ biến - thậm chí không có hình ảnh đáng tin cậy nào về tổ hợp này. Tổ hợp laser di động (MLC), do nhóm chuyên gia từ Viện nghiên cứu nhiệt hạch và đổi mới Troitsk (JSC RF SRC TRINITI) tạo ra và được thiết kế để dọn sạch các khu vực cây cối và cây bụi trong khu vực đường dây truyền tải điện (PTL), cắt cấu trúc kim loại và các ứng dụng tương tự khác. MLC sử dụng tia laser sợi quang ytterbium YLS-20-CT công suất 20.000 kW do công ty Mỹ có nguồn gốc từ Nga là IPG Photonics sản xuất, do đó không thể sử dụng cho mục đích quân sự.

Về tổ hợp laser chiến đấu (BLK) “Peresvet”, chỉ có 3 tùy chọn được xem xét - laser hiện đại (trạng thái rắn/sợi/lỏng) được cung cấp năng lượng bằng nguồn điện, laser khí động và hóa học hoặc laser bơm hạt nhân. Dựa trên thực tế hiện tại, phiên bản có khả năng nhất là laser khí động được lắp đặt trên Peresvet BLK - công nghệ này được phát triển nhất ở Nga. Cho đến nay, không có thông tin đáng tin cậy nào về công suất của Peresvet BLK, trong hầu hết các trường hợp, phạm vi giả định thay đổi từ 1 megawatt (MW) đến 5 MW.

Quay trở lại những năm 1970, Mỹ thử nghiệm một tổ hợp laser dựa trên phòng thí nghiệm bay NKC-135A được trang bị laser khí động, công suất ở giai đoạn đầu là 30-60 kW, và đến năm 1978 tăng lên 400 kW. Cùng thời điểm đó, vào năm 1975, Cục Thiết kế Tự động hóa Hóa học (JSC KBKhA) đã tạo ra một laser khí động dựa trên laser RD-0600 với tổng mức tiêu thụ hỗn hợp khí lên tới 100 kg mỗi giây và công suất bức xạ lên tới 600 kW. Xem xét thời điểm phát triển này được thực hiện, sẽ không quá lạc quan khi cho rằng công suất của tia laser khí động lực học từ Peresvet BLK là khoảng một megawatt hoặc hơn.

Phiên bản hàng không của BLK “Peresvet-A”

Sau khi Peresvet BLK được công bố, thông tin bắt đầu xuất hiện định kỳ trên các nguồn mở rằng chương trình A-60 sẽ được hồi sinh và một tổ hợp laser chiến đấu trên không (ABLC) được tạo ra trên cơ sở Peresvet BLK, và thông tin này đến từ các quan chức cấp cao trong Bộ Quốc phòng Nga. Ví dụ, khả năng thành lập một nhóm không quân chiến đấu đầy hứa hẹn được thiết kế tạo ra một vùng A2AD (chống tiếp cận và phủ nhận khu vực) có độ ổn định cao để hạn chế, phủ nhận tiếp cận và cơ động cho máy bay địch đã được xem xét. Nhóm được chỉ định bao gồm Peresvet-A ABLC, máy bay radar tầm xa (AEW) A-100 Premier, 2 đến 4 máy bay chiến đấu đa chức năng Su-57 và UAV S-70 Okhotnik.

Người ta cho rằng hệ thống tên lửa phòng không Peresvet-A có thể tấn công máy bay địch ở khoảng cách 250-300 km, trong khi nằm ngoài vùng hỏa lực trả đũa của tên lửa không đối không. Tháng 3/2020, Tổ hợp khoa học và kỹ thuật hàng không PJSC Taganrog mang tên GM Beriev cấp bằng sáng chế cho thiết kế của một máy bay mang vũ khí laser, phát triển khái niệm về phòng thí nghiệm A-60. Vị trí của cửa sổ phát bức xạ laser cho thấy rõ ràng rằng tổ hợp này được thiết kế hoạt động trên mục tiêu nằm ở bán cầu trên, tức là trên mạng vệ tinh đối phương. Bản thân laser là trách nhiệm của NPO Almaz, đơn vị phát triển một loại vũ khí laser mới trong 40 năm.

Kết luận

Ai sẽ là người đầu tiên tạo ra một tia laser chiến đấu hạng megawatt, được triển khai hàng loạt trên tàu sân bay - Mỹ hay Nga? Trên thực tế, Mỹ có laser hạng megawatt thử nghiệm trên một tàu sân bay, được tạo ra trong khuôn khổ dự án Boeing YAL-1; trong khi phòng thí nghiệm bay thử nghiệm A-60 của Nga, rõ ràng là gần hơn với phòng thí nghiệm bay NKC-135A của Mỹ. Đồng thời, dự án Boeing YAL-1 đã bị cắt giảm - tuy nhiên, Mỹ - giống như các quốc gia hàng đầu khác trên thế giới - đã từ chối laser hóa học và khí động học để ủng hộ laser hiện đại hoạt động bằng năng lượng điện.

Về lâu dài, điều này chắc chắn mang lại cho họ lợi thế trong lĩnh vực này, nhưng hiện tại dường như không thể tạo ra một tia laser hạng megawatt tấn công dựa trên laser trạng thái rắn hoặc sợi quang. Tuy nhiên, Mỹ đã tiến tới giá trị này, đạt đến mốc 500 kW trên một tổ hợp thử nghiệm trên mặt đất. Có thể cho rằng một loại laser có công suất một megawatt trở lên được các công ty Mỹ tạo ra và lắp trên máy bay vận tải dưới dạng nguyên mẫu trong vòng 5 năm và dưới dạng mô hình sản xuất hàng loạt trong vòng 10 năm.

Cũng có thể cho rằng ở Nga, một ABLC Peresvet thông thường với laser động lực khí có công suất khoảng một megawatt, với cường độ làm việc theo hướng này, có thể được tạo ra trong khung thời gian gần như tương đương - một mẫu thử nghiệm trong 5 năm và một sản phẩm sản xuất hàng loạt trong 10 năm, với điểm khác biệt duy nhất là công nghệ laser động lực khí đã lỗi thời.

Tuy nhiên, xét về mặt thực tế, laser động lực khí khá hữu dụng và thậm chí còn có một số ưu điểm nhất định so với các đối tác công nghệ cao của chúng.