Milyen hatással lesz a lézerfegyverek sorozatos bevezetése a harci repülőgépek megjelenésére? A hatodik generációs repülőgépekkel szemben támasztott egyik követelmény az opcionális pilótaképesség, vagyis a repülőgép pilóta nélküli és pilóta nélküli üzemeltetése. A bonyolult harci döntésekre képes mesterséges intelligencia létrehozásának lehetősége sokkal több kérdést vet fel, mint a lézerfegyverek, sínfegyverek és hiperszonikus repülőgépek létrehozásának kilátásai együttvéve, de ami a pilótafülkét illeti, az valószínűleg drámai változásokon megy keresztül.
1. Pilótafülke
A lézerfegyverek jelenléte az ellenségben megköveteli a pilóta elrejtését a repülőgép testében, átlátszó szerkezetek használata nélkül. A kísérletezést "átlátszó páncél" technológiával hajtják végre.
Ennek a technológiának a megvalósításával nem lehet probléma, mivel valójában már használják az F-35 család vadászgépeiben, és úgy tűnik, hogy a jövőben aktívan fejlesztik. Az Egyesült Államokon kívül az Egyesült Királyságban, Izraelben, Oroszországban és más országokban is folyik az "átlátszó páncél" létrehozása.
F-35 pilóta sisak
2. A felderítés és az útmutatás eszközei
Az átlátszó pilótafülke hiánya és az optikai felderítő berendezések lézerfegyverekkel való eltalálásának nagy valószínűsége miatt többszörösen redundánsnak kell lenniük, a test különböző pontjaitól való elválasztással és a nagy sebességű függönyök formájában történő védelemmel, amely azonnal zárja be, ha lézersugárzás éri, vagy más módszerek az érzékeny optikai elemek fizikai védelmére.
A felderítés alapja 2050-re valószínűleg egy rádió-optikai fázisú antennatömb (ROFAR) lesz. Ennek a technológiának az összes képességére vonatkozó részletek még nem ismertek, de lehetséges, hogy a ROFAR potenciális megjelenése véget vet a láthatóság csökkentésére szolgáló összes létező technológiának. Abban az esetben, ha nehézségek merülnek fel a ROFAR-ral, akkor az aktív fázisú antennatömbökkel rendelkező radarállomások fejlett modelljeit (AFAR-ral rendelkező radar) használják az ígéretes repülőgépeken.
3. Fegyverek elhelyezése
Az utazó szuperszonikus sebesség elérése, a láthatóság csökkentése és a fegyverek lézerfegyverek általi ütközés elleni védelme érdekében belső rekeszekben kell elhelyezni őket.
A modern repülőgépek rendkívül sűrű elrendezésűek. Ez negatívan befolyásolja későbbi modernizálásuk kényelmét és korlátozza a lőszerterhelést. Ez különösen észrevehető a belső fegyverterekkel készült vadászgépek példáján. A "skála" másik végére helyezheti az amerikai B-52 bombázót, amelyet túlzott szilárdsága és építési volumene miatt több mint fél évszázada sikeresen modernizáltak, és nagy valószínűséggel jelentősen túl fogja élni ultraát. - drága alacsony profilú társak. A lézerfegyverekkel kapcsolatos helyzetben az ultra-sűrű elrendezés további problémák forrásává válhat, amely megköveteli egy ígéretes harci repülőgép méretének növelését.
Modern többcélú vadászrepülőgépek belső fegyvertere
4. Lézer elleni védelem
Ellentétben azzal a véleménnyel, hogy egy közönséges "ezüst érmével" megvédheti magát a lézersugárzástól, az erős sugárzás elleni védelem érdekében speciális burkolatot kell használnia, amely több rétegből áll.
Ez lehet például egy nagy hővezető képességű külső réteg, amely a lézer hőhatását képes "elkenni" a házon, miközben megőrzi tulajdonságait magas hőmérsékletű melegítés során, valamint egy belső réteg, amely a belső térfogatok hőszigetelését biztosítja. .
Ugyanakkor figyelembe kell venni, hogy egy ilyen bevonatnak ellenállónak kell lennie a hosszú távú működéssel különböző éghajlati viszonyok között, ellenállnia kell a repülés során fellépő túlterheléseknek, a ciklikus hő- és rezgésterheléseknek. Az ilyen védelem létrehozása összetett tudományos és műszaki feladat, amely a lézerfegyverek erejének növekedésével aktualizálódik. Feltételezhető, hogy vastagsága egy centiméter nagyságrendű vagy annál nagyobb lesz, ami a repülőgép méretét és rögzítési igényét figyelembe véve tömeget ad a teljes repülőgépváz szerkezethez.
A rossz minőségű bevonat sok problémát okozhat a repülőgép üzemeltetésében
5. Lézerfegyverek
A repülőgép fejlődési üteme alapján feltételezhető, hogy a repülőgép méreteitől függően 2050-re 1-2 db 300-500 kW teljesítményű lézerrel szerelhető fel, sugárzás kibocsátási lehetőséggel. a repülőgép alsó és felső síkjában, ami lehetővé teszi egy szinte kör alakú érintett terület megvalósítását.
Valószínűleg ezek infravörös szálas lézerek lesznek, több kibocsátó együttes teljesítményével. Az útmutatás magában foglalja a pilóta szemével történő célzást és a sebezhető célpontok kiválasztására szolgáló automatizált algoritmusokat.
6. Lézerfegyverek és egyéb fedélzeti rendszerek áramforrásai
A lézerek villamos energiával való ellátását nagy valószínűséggel a gázturbinás motorok forgótengelyeiből való energia eltávolítása biztosítja.
Önmagában az F-35B VTOL vadászgépben az energia egy részének elterelésének technológiája van megvalósítva, hogy biztosítsa az emelőventilátor működését. Ahogy az előzőben említettük cikk, ennek a sémának megfelelően lehet megépíteni az F-35-ös változatot lézerfegyverekkel. A hatótávolság és teherbíró képesség csökkenését ebben az esetben ellensúlyozzák a lézerfegyverek fedélzeti jelenléte által biztosított kivételes képességek.
F-35B motor emelőventilátor TLT-vel
A németországi ASuMED program részeként egy 1 megawatt teljesítményű, 20 kilowatt/kg teljesítménysűrűségű, teljesen szupravezető szinkron repülőgépmotor prototípusa készült el. Tekintettel a szinkron elektromos gépek megfordíthatóságára, ezzel a technológiával kompakt elektromos generátorokat lehet létrehozni lézerfegyverek meghajtására, minimális méretekkel és nagy hatékonysággal.
Szupravezető szinkron repülőgépmotor prototípusa
7. Súly és méret jellemzői
A lézerfegyverek, a hozzájuk tartozó áramgenerátorok telepítésének szükségessége, a nagy fegyverterek és a hatalmas lézerellenes bevonat jelenléte az ígéretes harci repülőgépek méretének és felszálló tömegének növekedéséhez vezet.
Általában véve lehetetlen nem észrevenni a harci repülőgépek méretének és tömegének növekedésének jelenlegi tendenciáját. Például az F-35 tömege másfélszerese elődjének, az F-16-nak, és hasonló a helyzet az F-15 és F-22 vadászgépekkel is. Feltételezhető, hogy egy ígéretes többfunkciós vadászgép felszálló tömege 2050-ben 50-100 tonna lehet, ami összemérhető a MiG-128 multifunkcionális hosszúságú meg nem valósult projektjének, a Tu-7.01-as lármás elfogónak a súlyával. -hatótávolságú elfogó vagy a Tu-22M3 rakétát szállító bombázó. Az ígéretes harci repülőgépek tömegének és méretének növekedése manőverezőképességük csökkenéséhez vezet. A lézerfegyverek és a nagy manőverezőképességű rakétaelhárítók jelenlétét figyelembe véve azonban az ígéretes harci repülőgépek saját manőverezőképességének már nem lesz jelentős jelentősége.
Tu-128-as elfogó, a MiG-7.01 multifunkcionális nagy hatótávolságú elfogó projektje, a Tu-22M3 bombázó-rakétahordozó
8. Motorok
Nagy valószínűséggel vitatható, hogy az ígéretes repülőgép kétmotoros lesz. A hajtóművek teljes tolóerejének biztosítania kell a szuperszonikus sebességű repülést utóégető használata nélkül.
A lézerfegyverek erőátviteli üzemmódjában a repülőgép repülési jellemzői csökkennek. 2050-re valószínűleg megoldódnak a műszaki problémák, és pulzáló sugárhajtóműveket (PuVRD) vagy rotációs detonációs hajtóműveket telepítenek a repülőgépekre. Lehetséges, hogy egyes ígéretes repülőgép-hajtóművek nem lesznek képesek a lézerfegyverek meghajtására közvetlen erőlevételt megvalósítani, amihez külön generátort kell beépíteni kompakt gázturbinás motorral erre a célra.
Időről időre vannak információk a hatodik generációs repülőgépek megvalósításáról, amelyek lehetővé teszik a hiperszonikus sebességű repülést. Természetesen 2050 fordulóján hiperszonikus repülőgépek is megvalósíthatók, de jelenleg az ígéretes bombázók összes projektje szubszonikus változatban fejeződik be, nem minden országnak sikerül szuperszonikus sebességgel végrehajtani a vadászrepülőgépek stabil cirkáló repülését sem. , és minden hiperszonikus repülőgép-projekt jelentős technikai nehézségekkel küzd. Így, míg a hiperszonikus repülőgépeket még az eldobható rakéták és robbanófejek formájában sem fejlesztették ki megfelelően, az ígéretes emberes harci repülőgépeknél nehéz hiperszonikus repülési sebességről beszélni.
9. Aerodinamikai séma
Egy ígéretes harci repülőgép elrendezését a lézer elleni védelem beépítésének és a nagy utazó szuperszonikus sebesség fenntartásának szükségessége alapján optimalizálják. Ha a 2050-es évek fordulóján sikereket érnek el a hiperszonikus repülőgépek létrehozásában, ez lesz a meghatározó a repülőgép elrendezésének megválasztásában.
A meglévő trendek alapján feltételezhetjük a függőleges farok elutasítását, a front horizontal tail (PGO) hiányát. Jelenleg ez elsősorban a lopakodó technológiák bevezetésének köszönhető, de a jövőben a nagy repülési sebességből adódó hőterhelések és a lézerfegyvereknek való kitettség elleni védelem válhat meghatározóvá.
10. Fegyverzet
Mint a hadihajók fegyverzete, az ígéretesek fegyverzete repülés A komplexumok védelmi és támadórendszereket tartalmaznak majd. Támadó fegyverként az ellenséges repülőgépek nagy és közepes hatótávolságú megsemmisítésére lézeres védelemmel ellátott hiperszonikus V-V rakétákat használnak. Ha nem lehet biztosítani a rakéta radarjának védelmét a lézersugárzás káros tényezőitől, akkor a rakétákat a hordozó egy biztonságos rádiócsatornán vagy a „lézerút” mentén vezeti.
Kis méretű, nagy manőverezőképességű rakétaelhárító fegyvereket használnak majd védelmi fegyverként. Használhatók az ellenséges repülőgépek elleni közeli légiharcban is. Hasonlóképpen lézerfegyvereket is használnak majd – elsődlegesen a támadó ellenséges rakéták megsemmisítésére, vagy az ellenséges repülőgépek közeli megsemmisítésére.
2050 fordulóján felmerülhet a kérdés, hogy a légiközlekedési rendszereket fel kell-e szerelni egy másik, új fizikai elveken alapuló fegyverrel - egy sínágyúval (RP). Jelenleg a sínágyúkat a felszíni hajók fegyverzetének elemének tekintik. Eredetileg a tervek szerint a legújabb, Zumwalt típusú amerikai rombolókkal szerelték fel őket, de a felmerülő technikai nehézségek késleltették ezen fegyverek bevezetését. Ennek ellenére a sínfegyvereket a világ számos országában aktívan tesztelik, beleértve az Egyesült Államokat, Törökországot és Kínát. 2019 júniusában sikeresen tesztelték az EMRG sínágyút, amelyet az amerikai haditengerészet érdekében fejlesztenek. A közeljövőben a tervek szerint közvetlenül az amerikai haditengerészet hajóin hajtanak végre teszteket.
EMRG sínpisztoly
Ellentétben a hajókkal, amelyek nagy, 155 mm-es kalibert és körülbelül 400-500 kilométeres lőtávolságot igényelnek, a harci repülőgépeken a sínfegyver kalibere jelentősen csökkenthető, és körülbelül 30-40 mm-re tehető. A lövöldözést "lézernyom" technológiával vezérelt lövedékekkel kell végezni, körülbelül 100-200 km távolságban. Egy ilyen fegyver lehetővé teszi a lézerfegyverekkel védett ellenséges repülőgépek eltalálását, mivel a vasúti lövedék nagy sebessége és kis mérete megnehezíti annak észlelését és megsemmisítését. A vezérlőrendszer jelenléte az RP lövedékben nem a nagy manőverezőképességű célpontok eltalálása miatt van, hanem azért, hogy kompenzálja az RP tengely eltérését kilövéskor, kompenzálja a légköri viszonyokat és a céltárgy irányának megváltoztatásának lehetőségét a lövedéken belül. 5-15 fokos sorrendben.
A sínpisztoly a repülőgép tengelye mentén helyezhető el, hogy elérje a cső töltőszakaszának maximális hosszát. Külön probléma merül fel az ilyen fegyverek energiatárolóival kapcsolatban, hiszen a lézerfegyverek áramellátását biztosító 1-2 MW-os generátorok teljesítménye nagy valószínűséggel nem lesz elegendő egy sínfegyver meghajtásához. Meg kell érteni, hogy a sínfegyver technológiailag bonyolultabb, még a lézerfegyverekhez képest is. Ha az RP megjelenése a hajókon gyakorlatilag kétségtelen, akkor a repülőgép-hordozókhoz való adaptációja meglehetősen bonyolult lehet.
Közeljövőben
Ha már a jövő harci repülőgépeiről beszélünk, két ígéretes projektet nem lehet megemlíteni. Először is, ez egy ígéretes amerikai stratégiai bombázó, B-21 Raider. Elődje, a B-2-es bombázó, amelyet abszolút titokban fejlesztenek, egy ilyen hatalmas géphez képest rekordalacsony effektív szórási területet (ESR) hozott a repülés világába. Elképzelhető, hogy a helyettesítésére kifejlesztett B-21 is tartalmaz majd áttörő megoldásokat. Például felszerelhető védekező lézerfegyverekkel, és képes megsemmisíteni az ellenséges repülőgépeket egy erős légi radar segítségével, AFAR-ral és nagy hatótávolságú V-V rakétákkal. Ha ezeket a képességeket megvalósítják, a B-21 Raider elvileg közel áll egy ígéretes harci repülőgép megjelenéséhez, amelyet ebben a cikkben tárgyalunk (védelmi repülőgép, nagy lőszerterhelés).
B-21 Raider
Oroszországban időszakonként megvitatásra kerül a MiG-31, egy ígéretes nagy hatótávolságú repülőgép-elfogó rendszer (PAK DP) ideológiai utódjának kidolgozása. Az interneten nem létező gépet MiG-41-nek hívták. Jelenleg a PAK DP megjelenése még nem végleges. Feltételezik, hogy ez egy nehéz gép lesz, amelynek repülési sebessége meghaladja a 3500 km/h-t, és a repülési hatótávolsága körülbelül 7000 km. Más források szerint a maximális sebesség 4-4,5 Mach, azaz 5000-5500 km / h lehet. Nagyon valószínű, hogy figyelembe véve a PAK DP - 2025-2030 - fejlesztésének előrejelzett időkeretét, a tervezése figyelembe veszi az ellenséges repülőgépekre telepített lézerfegyverek által jelentett lehetséges veszélyeket.
Az egyik a sok PAK DA koncepció közül
Álláspontja
Elég nehéz megjósolni egy harci repülési komplexum megjelenését ilyen hosszú időre. Megbízhatóan megjósolható a MiG-1920 vagy a MiG-15 megjelenése 17-ban a fa kétfedelű repülőgépek megjelenése alapján? Milyen sugárhajtóművek, radarok, irányított fegyverek? Csak légcsavar, géppuska, távcső! Vagy megjósolni 1945-ben a körülbelül 30 évvel később megjelent MiG-25 / F-15 típusú járművek megjelenését?
Az előrejelzés bonyolultsága mind az alapvetően új technológiák – például lézerfegyverek, sínágyúk vagy robbanómotorok – kifejlesztését kísérő magas műszaki kockázatokkal, mind pedig a teljesen új technológiák előre nem látható megjelenésével, amelyek radikálisan megváltoztathatják a fejlett légiközlekedési rendszerek arculatát. .
A harci repülési komplexum 2050-re várható megjelenése a meglévő technológiák képességeinek extrapolációja alapján alakul ki, amelyek jelenleg fejlesztésük kezdeti szakaszában vannak.
Az ígéretes légiközlekedési komplexum megjelenését 2050-ben nagymértékben meghatározza a lézerfegyverek fejlesztése. Az ígéretes légiközlekedési komplexum megjelenésének logikai lánca körülbelül a következő:
- 100-300 kW-os lézerek megjelenése a meglévő ötödik generációs vadászgépeken, kis méretű CUDA típusú rakétaelhárítókkal kombinálva (2025-2035);
- LO-val felszerelt repülőgépek kiképzése és/vagy valódi légi csatái;
- a BVB elkerülhetetlensége az ötödik generációs repülőgépek kis mennyiségű lőszere és a V-V LO rakéták és rakétaelhárító hatékony elfogása miatt;
- az LO repülőgépek kölcsönös vereségének nagy valószínűsége a BVB-ben;
- a pilóta zárt pilótafülke és redundáns érzékelők menedékének szükségessége;
- a repülőgép és a fegyverek lézer elleni védelmének szükségessége;
- a lőszer növelésének szükségessége;
- a repülőgép méreteinek és tömegének növekedése.
Mint minden „kard és pajzs” összecsapásnál, az ígéretes harci repülőgépek megjelenését akár a lézerfegyverek, akár az ellenük védő eszközök fejlett fejlesztése határozza meg. Abban az esetben, ha a lézerfegyverek képességei felülmúlják az ellenük védő eszközök (bevonatok, héjak) képességeit, az ígéretes harci repülőgépek megjelenése a jelen cikkben tárgyaltakhoz fog elmozdulni. Az ellenkező változatban az ígéretes harci repülőgépek megjelenése közelebb áll a viszonylag kompakt és manőverezhető repülőgépek meglévő koncepcióihoz.