Опубликовано 04 февраля 2024, 08:46
10 мин.

Лазеры — единственный ответ дронам

Лазерное оружие: что это такое в реальности
Лазерное оружие давно уже практика, а не научная фантастика, а за последние 30 лет передовые армии мира вплотную приблизились к реальному лазерному оружию. Что оно собой представляет ? Что может? Какие у него недостатки?

Большинство людей, далёких от военных технологий, и по сей день остаются во мнении, что лазер как оружие — это элемент научно-фантастического кино.

С другой стороны, лазеры активно используются примерно с 80-х годов в промышленности, а с 90-х и в бытовой технике (например, компакт-диски, информация с которых считывается лазером). Потом и медицина (диагностика, коррекция зрения, хирургия), навигация, космические исследования. Сегодня вы можете найти кучу видео, где лазером выжигают орнаменты на безделушках — в общем, штука ходовая.

Но в военном деле лазер тоже используют давно, а последние лет пять о нём говорят уже как о перспективном геймчейджере (game changer, или мяняющий игру). Лазерное оружие способно эффективно и куда более экономично заменить собой целые классы вооружений. Почему и каким образом — сейчас поговорим.

Проект лазера в 100 кВт для армии США — именно такую мощность считают оптимальной для реальных поражающих возможностей и компенсации влияния окружающей среды

Проект лазера в 100 кВт для армии США — именно такую мощность считают оптимальной для реальных поражающих возможностей и компенсации влияния окружающей среды

Что такое лазер

Обычно приходится в наших материалах о сложном оружии что-то показать и подробно описать, а тут вы все прекрасно понимаете, что это такое… по крайней мере, внешне. Я тоже тот ещё физик, но без объяснения природы лазера обойтись не получится.

Итак, лазер — это явление вынужденного излучения. Среди элементарных частиц есть такое явление (фундаментальная частица) как фотон: эта частица не имеет массы и размера, а существует только в движении со скоростью света. Фотонами, если просто, создаётся видимый нами мир, мы поглощаем разные формы их излучения. Но это спонтанные излучения.

А бывают вынужденные — это и есть лазер. В таком излучении атом излучает фотон под воздействием другого фотона, усиливая свет в одном направлении. Строение лазера имеет три основных элемента:

  • система накачки — источник питания

  • активная среда — процесс перехода энергии из источника питания в собственно лазер

  • оптический резонатор — повышает мощность и стабилизирует интенсивность излучения

© Понятно, что наше объяснение такой сложной и объёмной темы не может дать особенного понимания, поэтому вот вам небольшая, но содержательная программа о лазере

Это примитивно, даже не на пальцах, но этого в нашем материале хватит.

Лазер в военном деле

Вы удивитесь, но лазерный пистолет таки был в своё время разработан, в СССР в 1984 году. Он полагался для непредвиденных ситуаций в космосе и им планировали вооружать космонавтов — обычный пистолет в невесомости мало полезен. Таким оружием можно было повредить оптические датчики или временно повредить зрение противнику. Однако штука была дорогая, а практический толк сомнителен.

Широко лазеры в военном деле применялись как целеуказатели (ЛЦ или ЛЦУ). Это не только пресловутая красная точка на лбу противника перед фатальным выстрелом, но и наведение бомб и ракет.

Тактический лазер

Лазерный прицел — как правило, относится к пресловутому «тактическому обвесу». В отличие от обычных и оптических прицелов, лазерный позволяет достоверно убедится, что объект в зоне поражения. Это аспекты ближнего боя, когда требуется высокая скорость моторно-зрительной координации, часто стрельба из неустойчивых положений или нужна быстрая реакция на ситуацию.

Обычно это часть оснащения полицейского спецназа, так как позволяет быстро поразить преступника, держащего людей в заложниках, или просто ликвидировать объект с минимальной скоростью и издержками. Военные тоже используют ЛЦ, — как правило, в миссиях диверсионного характера или «стелс-миссиях».

Эти лазеры бывают как в видимом, так и невидимом (инфракрасном) диапазоне. Последний невидим для противника, если тот не оснащён ночным видением (ПНВ). Для самого же стрелка нужен ПНВ, так как без него эффективность применения ЛЦ ниже, равно как и с ПНВ трудно использовать обычные прицелы — такой вот симбиоз.

Кроме того, бегающие лазерные точки серьёзно деморализуют противника и повышается вероятность их сдачи без боя, о чём говорят исследования и статистика.

Лазеры повышают точность и быстродействие, однако в некоторых случаях ведут к демаскировке (как правило, при хорошем свете). Так же лазеры эффективны на близких дистанциях, а вот на более дальних, где полёт пули сложнее и требует баллистических расчетов, упреждения и поправок, прямой луч малополезен.

Лазерное наведение

Является компонентом Систем Управления Огнём (СУО), как правило, в боевой авиации, и это один из видов высокоточного оружия. Применение лазерного наведения для авиационных бомб началось аж с 1960-х годов.

Пилот с помощью лазерного целеуказателя наводится на цель, а корректируемая бомба принимает отражённый импульс и точно знает куда падать (точнее, планировать). С ракетами, которые имеют двигатель и куда лучше управляются, это работает ещё эффективнее.

Правда, есть и недостаток, и он существенный — пилот (или оператор вооружений) должен всё время «подсвечивать» цель, пока бомба или ракета идёт к цели. Ну а цель, в свою очередь, должна оставаться в поле видимости пилота. Это мешает боевой машине совершать защитные маневры при использовании противником средств ПВО, да и действенно ЛЦ в основном по неподвижным объектам.

Часто для того, чтобы не подвергать самолёт повышенному риску, используется наземная группа спецназа, которая и «подсвечивает» цель для бомб и ракет. Но в целом, лазерное наведение остаётся скорее приоритетом в локальных ассимитричных войнах, где противник почти не обладает эффективными зенитными средствами. В войне на равных всё становится гораздо сложнее.

Этот принцип ещё с 70-х, а в наши дни уже довольно широко, использует артиллерия крупных калибров. Однако проблема «подсветки» здесь ещё труднее, при этом слишком дорогие боеприпасы. Поэтому в последние годы стали чаще ориентироваться на спутниковую навигацию, хотя, например, российские высокоточные корректируемые снаряды «Краснополь» обладают опцией лазерного наведения.

Кроме авиации и артиллерии, схожим принципом обладают противотанковые ракетные комплексы (ПТРК) поколения 2+ (например, российские Корнеты) — точно так же оператор удерживает лазерную метку на цели до попадания. И недостатки те же — оператор в зоне поражения противником, его легче обнаружить системами противодействия танка (ну, если танк современный, конечно).

Лазеры как элемент защиты

ZTZ-99

ZTZ-99

Современные танки защищаются не только бронёй, но и активными элементами защиты. Мы об этом пишем почти во всех статьях про танки, поэтому повторяться не будем, а опишем главное тут. Как сказано выше, ЛЦ используют операторы противотанковых ракет, ставя лазерную метку на вражеский танк.

А танк может обладать датчиками, которые считывают это наведение и способны моментально высчитать источник. Китайские танки ZTZ-99 способны направить к источнику ответный лазерный импульс высокой мощности, который выводит из строя электронно-оптическую систему наведения и повреждает зрение оператора.

Схожим принципом пользуются и «антиснайперские» комплексы — они способны сканировать пространство и при попадании в оптику преломляются, мгновенно получая данные о стрелке и его координатах.

Лазерный дальномер

Это важнейший компонент СУО большинства машин — от прицельного комплекса рядового пехотинца до самого современного танка или самолёта. Лазерный луч способен очень точно оценить расстояние до цели, что даёт максимально точные вводные для прицеливания.

Лазерный дальномер — неотъемлемый атрибут снайпинга

Лазерный дальномер — неотъемлемый атрибут снайпинга

Эти данные может использовать сам стрелок или наводчик, но чаще всего они направляются в баллистические вычислители, которые делают это работу быстрее и экономят время, обеспечивая более вероятное поражение.

Новая эпоха лазерного оружия

Всё, что мы описали выше, является скорее компонентами вооружений. Как бы оружие в целом, но не оружие само по себе. А ведь лазер может быть и поражающим элементом!

Сегодня, например, существуют системы «нелетального» поражения, как элемент полицейского вооружения. Своеобразное лазерное ружьё способно нанести ожог или даже зажечь одежду на преступнике. Таким образом, преступнику тут же станет не до своих преступных дел. Ожог лазером очень болезненный, а убить или сильно травмировать он не может, поэтому в ряде случаев это более приоритетный инструмент, чем огнестрел.

Но это всё мелочи. Довольно рано стало понятно, что лазерный луч — оружие с существенным потенциалом

PHASR — ослепляющее лазерное ружьё

PHASR — ослепляющее лазерное ружьё

  • высокая точность, никакой зависимости от законов баллистики

  • лазерному лучу сегодня никак нельзя противодействовать, кроме как увеличить толщину защиты от прожигания, что, разумеется, может быть критичным для многих видов корпуса ракет, самолётов и защитной экипировки

  • максимальное быстродействие по цели при первом обнаружении, наведение и поражение предельно автоматизированы

Все эти великолепные характеристики портит один существенный фактор. Нужна очень большая мощность лазерного луча, в противном случае ему не хватит сил прожечь или поджечь цель. Кроме того, на мощность излучения влияет погода и расстояние. Поэтому лазерное оружие (ЛО) требует огромных запасов питания, которое делает подобное вооружение крайне громоздким, не мобильным, заметным.

Тем не менее, разработки систем именно поражающего лазера начались с момента появления первых рабочих прототипов, а серьёзные системы появились уже в 80-е. Основные рода войск, который должен был использовать лазер — ПВО и ПРО, и это не удивительно.

Вариант состава дивизиона С-400, и это только часть необходимой техники, которая непосредственно участвует в бою

Вариант состава дивизиона С-400, и это только часть необходимой техники, которая непосредственно участвует в бою

«Традиционный» перехват, связанный с радиолокацией, где разные типы радиолокационные станции ведут разведку неба и наводят зенитные ракеты, не даёт результат близкий к 100%, в чём вы и по сегодняшним событиям знаете. Кроме того, зенитные-ракетные комплексы требуют много личного состава, техники и оборудования. Наконец, зенитная ракета разрывается рядом с целью и поражает её осколками — это не всегда гарантирует сбивание.

Лазерные комплексы, при всей потенциальной громоздкости, могли бы дать больший результат — прямой луч способен доставать на огромных дистанциях с высокой точностью даже очень мелкие объекты.

СССР и Россия

СССР имел проекты лазерного оружия для войсковой ПВО (работающей вместе с наземными войсками непосредственно) и ПВО страны (защищает важные стратегические объекты и регионы на границе). Войсковая ПВО получала лазеры на гусеничном шасси типа СЛК Сангвин или 1К17 Сжатие. Они предназначались для защиты от армейской авиации и перспективных вооружений, вроде тех же БПЛА.

Прототип войскового лазера 1K17 Сжатие

Прототип войскового лазера 1K17 Сжатие

ПВО страны (ПРО) должно было получить комплекс «Терра». Это уже сложный комплекс для перехвата ракет средней и большой дальности. Для таких задач требовалась серьёзная энергетическая инфраструктура, так как мощность излучения должна была составить 500 кВт — и это в 1976 году! Современные мобильные комплексы, кстати, имеют мощность от 10 до 50-70 кВт. Такая мощь в теории позволяла атаковать межконтинентальные баллистические ракеты и спутники на низкой орбите.

Но войсковые лазеры оказались малоприменимы на сложных ландшафтах, а при сложных погодных условиях не хватало мощности покрыть достаточные дистанции. Проект Терра-3 был реализован в Казахстане, но на его будущее повлиял распад СССР, независимость республики и недостаток финансирования. Теперь это руины.

Сейчас РФ имеет на оснащении лазерные комплексы Пересвет — его предполагаемая мощность составляет 100 кВт, что даёт возможность перехвата на дистанции до 1 500 км. Предполагается их использовать как средство прикрытия объектов РВСН (ядерное оружие) от потенциальных атак БПЛА и их наведения низкоорбитальными спутниками.

США

В США и НАТО почти все аэрокосмические корпорации предлагали свои проекты лазерного оружия. Дальше всех пошли Northrop Grumman и DARPA. Первый предложил мощный лазер для флота, который в 2019 году довели до мощности в 150 кВт, и для его размещения предполагаются корабли классом не ниже эсминца — они должны будут предоставить прикрытие флотских группировок от беспилотных воздушных и водных дронов.

DARPA готова поставлять лазеры средней мощности около 60 кВт, но достаточно компактные для размещения на широком спектре носителей. Тем не менее, минимальная мощность, достаточная для прожигания серьёзных летательных аппаратов, должна составлять не менее 100 кВт, поэтому пока системе ещё предстоит пройти через много испытаний.

Остальные

Серьёзно приблизились к разработке потенциально успешных проектов Франция, Британия, Германия Китай и Израиль. Однако пока их разработки не имеют достаточных мощностей в сравнении с российскими или американскими аналогами.

При этом израильтяне, во время одной из ракетных атак в октябре 2023 года, продемонстрировали лазеры в деле. Ещё за год до этого ЦАХАЛ отчитался об успешном опыте поражения ракет, бомб и даже отдельных снарядов и собирался немедленно включить лазеры в систему ПВО «Железный купол». Несмотря на то, что часть роликов с работой израильских лазеров оказались компьютерной игрой, многие эксперты считают, что именно во время тех печальных событий было впервые массово и эффективно применено лазерное оружие.

Недостатки и перспективы

Мы привели совсем маленький перечень проектов лазерного оружия, но вы уже наверно подметили: почти все потенциальные цели лазерных ПВО — это дроны.

Лазеры по прежнему страдают принципиальными недостатками

  • высокое потребление энергии, из-за которого пока невозможно создать более-менее компактный и мобильный комплекс с достаточной поражающей мощностью

  • рассеивание в атмосфере, при котором заметно снижается энергия, прямо влияя на поражающие возможности, иными словами «эффект цветения», когда лазер расфокусируется и рассеивает энергию

  • из предыдущего вытекает то, что лазеры работают штатно только при идеальных погодных условиях — песчаные бури, дожди, туманы и прочие осадки заметно снижают эффективность

Как раз эти факторы и похоронили перспективные советские разработки, ровно как и многие эксперементальные проекты американских компаний. Разумеется, есть сложные методы решения таких проблем, но они порождают собой ещё одну — значительную стоимость такого оружия, сильно влияющую на его массовость.

Текущие проекты лазеров мощностью от 50 до 100 кВт, тем не менее, уже становятся вполне «рабочими» прототипами, и армии мира готовы постепенно брать их на вооружение. Но сегодня боевые лазеры занимают довольно узкую нишу — борьба с БПЛА.

В то же самое время классические средства ПВО всё менее эффективно противостоят БПЛА и дронам-камикадзе (численность которых на поле боя всё растёт и растёт). Расход зенитных ракет и работа пушечных комплексов не покрывают надёжно даже относительно компактные театры военных действий.

А вот мощности современных лазеров вполне достаточно для поражения довольно небольших летательных объектов, сделанных из лёгких композитных (в основном различные полимеры) материалов. Лазер — самый актуальный, адекватный, и вероятно самый эффективный способ противостоять дронам в ближайшей перспективе.