Lézerfegyverrel felszerelt harci repülőgép egy lehetséges koncepciója

2019. március 14. 22:04 - Maga Lenin

A mostani poszt több tekintetben is eltér a korábbiaktól. Ezúttal egy, még csak gyerekcipőben járó technológiához kapcsolódó, saját koncepcióról lesz szó: egy lézerfegyverrel ellátott harci repülőgépéről. Ezt két szakasznyi, összességében jó hosszú rész vezeti fel, megalapozva a maiaktól gyökeresen eltérő technológia használhatóságának hátterét. Ráadásul, a poszt szándékosan nem teljes, és a végén leírt módon, eredeti megjelenéséhez képest egy hét múlva egészült ki.

 

lockheed-laser-defense-system_resize_md.jpg

(forrás)

 

Egy haditechnikai eszköz tervezésének háttere

A poszt tárgyát képező, „elméleti” harci repülőgép figyelmen kívül hagyja az egyik legfontosabb tapasztalatot, melyről oly könnyű megfeledkezni a haditechnika területén, és melyről sajnos gyakran sokak meg is feledkeznek. Ez pedig az, hogy egy harci eszköz nem egymagában áll a csatatéren, ezért nem kizárólag a puszta adatai számítanak egy-egy összecsapás során. (Lásd a Jagdtiger esetét: papíron csodálatos királya a csatatereknek, de gyakorlatilag túlspecializált, ezért sebezhető.) Itt nem arról van szó, hogy ne lenne célszerűbb egy, az egyes területeken számszerűleg erősebb, jobb technikai eszközök alkalmazása. Vagy hogy a jól képzett és motivált személyzet szinte bármilyen, technológiabeli hátrányt ki tudna egyenlíteni. Egy, elsősorban konvencionális, azaz se nem hibrid, se nem kibertérben zajló háborúban vagy nagyon ritka, vagy régen rossz, ha egy-egy harci jármű egymaga kénytelen felvenni a harcot az ellenséggel. (Ezért nincsenek állig felfegyverezve a repülőgép-hordozók, hiszen saját repülőegységük és kísérőhajóik védik meg őket.) Egy harci eszköz tervezésénél figyelembe kell venni a tágabb környezetet is, melyben azt alkalmazzák. Ilyen a nemzetgazdaság teljesítőképessége, a háttéripar lehetőségei, az oktatási színvonal, mely a kezelőkkel szemben támasztott elvárásoknál fontos, és még számos, nagy mértékben befolyásoló, látszólag igen távoli tényező. (Lásd az Iowa osztály esetét a Panama-csatornával és az acélgyárak teljesítőképességével a tervezés és építés idején.) De magában a harcban is fontos, milyen körülmények várják majd az eszközt. Milyenek a támogató egységek, mekkora várható létszámfölényben vagy -hátrányban kell harcolni, áll-e rendelkezésre megfelelő mennyiségű és minőségű utánpótlás, javítókapacitás, stb.

38614875_1846228198797074_4207133367960862720_o.jpg

(forrás)

A USS Iowa csatahajó és a USS Midway repülőgép-hordozó együtt hajózik 1987-ben. Mint a hadihajóépítés csúcsai, mindkét típusnak igen körültekintő, sok tényezőt figyelembe vevő tervezésre van szüksége, hogy sokáig maradhasson hatásos

Összefoglalva és más irányból közelítve a fentieket, a harci eszközök sosem úgy készülnek, hogy a mérnökök leülnek, és a legjobb, elérhető megoldásokat egymásra pakolják. Ez már csak technológiai és gazdasági okokból is alapos mellényúlás lenne. Mindig van egy megrendelői igény, amit ki kell elégíteni, és ennek mentén dolgoznak a tervezőirodák és a gyárak. Ha nem így lenne, a végtelenségig elnyúlnának a fejlesztések, és sosem készülne az adott időszakban bevethető, és akkor megfelelő végtermék. (Erre példa több, német fejlesztési program a ’40-es évekből.)

Vagy, azért nem készül el észszerű idő alatt a végtermék, mert a megrendelő folyton változtatja az igényeit, és/vagy eleve elképesztően nagy elvárásokat támaszt. Az előző és e hiba kombinációja okozta az RAH-66 Comanche program vesztét, és utóbbi sújtja az F-35 (JSF) projektet – hogy csak a legismertebbeket említsük.

 

Ha véletlen mégis valami olyan forradalmi harceszközt készítenek, ami minden korábbit eljelentéktelenít, annak a látszattal ellentétben óriási veszélyei vannak. A legegyszerűbb példa a Dreadnought esete. Az 1906-ban vízre bocsátott, „csupa nagy ágyúval” felszerelt csatahajó annyival jobb volt az összes, korábbi csatahajónál, hogy egyből elavulttá tette őket. Viszont, így a brit haditengerészet előnye a németekkel folytatott fegyverkezési versenyben erre az egyetlen egy csatahajóra csökkent, reményt adva így a németeknek, hogy behozzák riválisukat.

Ez a helyzet elméleti szinten is ismert. A hidegháború időszakában, például az SDI, vagyis az USA területét lefedő, komplex rakétavédelmi rendszer megvalósítása esetén előfordulhatott volna, hogy a Szovjetunió úgy ítéli meg, hogy ez annyira nagy eltérést okoz az addigi erőegyensúlyban, hogy még a rendszer tényleges szolgálatba helyezése előtt célszerűbb számára háborút indítani az USA ellen. Ellenkező esetben ugyanis ez az opció már csak ellenfele számára lesz vállalható, mivel ő meg fogja tudni védeni magát akár egy támadó, akár egy védekező háborúban. Egy ilyen háború az ún. preventív háború kategóriája lenne – azaz szó szerint megelőző háború, mely megelőzi, hogy az ellenfél olyan képességekre tegyen szert, melyek számára – vélhetően legalábbis – behozhatatlan előnyt biztosítanának egy későbbi összecsapás esetén.

strategic-defense-initiative-sdi.jpg

(forrás)

Az SDI egy művészibb ábrázolása, melyen nem csak lézerek szerepelnek

 

Ez a távolba mutató bevezető nem véletlen, hiszen a lézerfegyver, teljes megvalósulása esetén, paradigmaváltáshoz fog vezetni.

 

Amikor mégis hasznos a csak papíron létező tervezet

Azonban, a lehetőségek felmérése érdekében időnként mégis sor kerül eleve megépítésre nem szánt, csak gondolatkísérletként létező tervek felvázolására. Ez hasznos eljárás lehet, mert a mérnököknek mégis alkalma nyílik ötleteik, kreativitásuk kibontakoztatására. Ilyenkor nem korlátozza őket a valódi megrendelői igény, csak a tágabb környezet fent említett limitjei. Ezek a tervek utat mutathatnak a jövőbe, felderíthetnek tévutakat azok komolyabb, ám hiábavaló bejárása nélkül, és napra készen tartják a hadiipar résztvevőit. Az alábbi példa esetében ez a módszer arra is jó, hogy a megrendelő, aki nem végez tényleges hadiipari tevékenységet ilyen szinten, saját maga is tisztában legyen a tőle független magáncégek benyújtotta javaslatok értékével, azokat saját tapasztalatai révén is fel tudja mérni, és értékelni.

Az Egyesült Államok Hadserege Légierejének a Wright Field bázisán működő Materiel Command Aircraft Laboratory-n belüli Engineering Division részlege vázolta fel az MCD-392 interkontinentális bombázót (MCD, azaz Materiel Command Design).

img108.jpg

(forrás)

Egy P-38 Lightning társaságában az MCD-392 – papíron

Azonnal szembetűnőek a méretek. A 85,34 m-es fesztávhoz 663,33 m2 szárnyfelület járt; ez a B-29 kétszerese, a B-36-osnál is egyharmaddal több. A 14,78 m-re magasodó, egyetlen, szintén kifejezetten nagy függőleges vezérsík is feltűnővé, mégis, főleg a háború előtti és eleji, amerikai bombázókhoz hasonlóvá tette a tervet. Számos, szokatlan megoldást alkalmaztak. A nem csak hosszú, hanem nagyon vastag szárnyak tövében bőven jutott hely kiegészítő bombakamráknak, meg persze üzemanyagnak. (Később a sok kis bomba hordozása problémát okozott, mivel előtérbe egyetlen, de nagyon nagy fegyver: az atombomba; lásd a Northrop csupaszárny bombázóterveit.) Teljesen beágyazva helyezték el a motorokat is, szám szerint nyolcat – de lehetne akár 16-ot is írni, mivel ezek valószínűleg a 2600 lóerős Allison V-3420-asok voltak, melyek W elrendezésben két, V-12-es V-1710 motort kapcsoltak össze. Az egymás mögötti, egy-egy ilyen motor egy-egy légcsavart hajtott meg, koaxiális elrendezésben. A légcsavarok gondolákba kerültek, melyek 2 métert is meghaladó átmérőjűek voltak. A belsők toló, a külsők húzó elrendezést valósítottak meg. Az ellentétes végeiken gömb alakú, lövészek kezelte, 4 db 12,7 mm-es nehézgéppuskával ellátott tornyok voltak (1000 lőszer/cső). Az orrban és a törzs végében is hasonló, mégis jóval komolyabb, immár 4 db, 20 mm-es gépágyús fegyverzet védte a bombázót (300 lőszer/cső). (Ez sehol sem valósult meg, hatalmas tömege és légellenállása miatt, pedig a britek is akartak ilyet, már a háború előtt, a Lancasterhez vezető program során.)

img105.jpg

(forrás)

A belső elrendezés rajza. A későbbi tapasztalatok alapján a szárnyakba mélyen beágyazott dugattyús motorok hűtése folyamatosan gondot okozott

img107.jpg

(forrás)

A motorgondola-lövészek nem voltak egész útra bezárva a tornyukba, és a motorok például a B-36-osnál rendszeresen felmerülő, menet közbeni szerelése itt aztán tényleg lehetséges volt

Szerkezetileg fontos volt a bombateher egy részének szárnyba helyezése, mert ez csökkentette a szárnyak közepén normál törzsnél jelentkező, koncentráltabb hajlító erőket. A farokkerekes gép főfutói kibocsátva látszólag kétkerekesek voltak, de valójában két, teljesen független, egy-egy kereket tartó szár volt mindkét szárnyban, ellentétes, oldalirányú nyitással, a B-36 eredeti, hatalmas, egyes kerekeihez hasonlóval. Ez a dupla főfutószáras megoldás ugyancsak a szerkezeti terhelés koncentráltságának enyhítését szolgálta. Erre nagy szükség is volt, mert a gép a papírok szerint fél millió font, azaz 227 tonna tömeggel szállhatott fel. Ebből 98 t volt az önsúly, a lélegzetelállító 54,4 t a bombateher, és mintegy 68 tonna a benzin (a maradék a kenőolaj, az önvédelmi fegyverzet és a személyzet tömege, plusz az egyebek). 6 km-en 550 km/h utazósebességet terveztek, 620 km/h végsebességgel. A hatótáv legalább 9800 km volt, kevés, 7,3 t bombával pedig már 18100 km-t számítottak. A gép egyértelműen a B-36 kategóriája volt, és az azzal versenyző konstrukciókkal hasonlították össze. Léteztek kisebb, de 12 motoros (A), ugyancsak kisebb, de szintén 8 motoros (B), és nagyobb és 12 motoros (C) variációk is a fentin kívül.

img112.jpg

(forrás)

Lenyűgöző méretek, mindenhez képest (is)

img111.jpg

(forrás)

img114.jpg

(forrás)

A képességek összehasonlítása. Valójában a hatalmas, „dupla” motorok sosem működtek jól, és meglehetősen régimódi volt az MCD-392 kialakítása is, nem beszélve az óriási szárny miatti, hihetetlen mértékű légellenállásról, ezért ilyen formában kétséges, hogy ennyivel jobb számokat tudott volna produkálni a B-36-osnál

A poszt konkrét témájához ugyan nincs köze az MCD-392-esnek, de érdekessége miatt megérte a bemutatást. Ez a tanulmány, bár sosem tervezték a tényleges gyártását, azért egy meglévő, és viszonylag konkrét igényre kívánt választ nyújtani. Ez utóbbiban eltér az alábbitól.

 

A „lézeres gép”

A felvázolt harceszköz mindjárt két verzióban is megvalósítható. Ezeket jelölje L1 és L2, vagy együttesen – és az egyszerűség kedvéért – a „lézeres gép” megnevezés. Ez a fejezet a közösen jellemző, általános, fő tulajdonságokat tartalmazza.

 

A szóba jöhető lézerek közül jelenleg a szilárdtest-lézerek, azon belül is elsősorban a száloptikás lézer (fiber laser), de még inkább, a szabadelektron lézer (rövidítése: FEL) tűnik perspektivikusnak. Ezek ugyanis egyszerűbbek és az első típusnál könnyebbek is, mint a korábban, demonstrációs célokra már használt, kémiai lézerek (pl. COIL az YAL-1-esen). A FEL óriási előnye, hogy frekvenciája nagy tartományban változtatható, amivel nem csak a légköri viszonyokhoz, hanem az ellenfél esetleges ellenintézkedéseihez is lehet alkalmazkodni. Ezzel együtt, jelenleg egyáltalán nem állnak készen elég kicsi méretben lézerek a szükséges, nagyjából 0,5-1 MW kimeneti teljesítményű kategóriában.

laserweaponroadmapafrl2015.gif

(forrás)

Még a kimeneti teljesítményre vonatkozó igény sem egészen egyértelmű. Ebben az elvileg 2015-ös anyagban az USAF kutatási részlege csak 0,3 MW-ra teszi a minimum szükséges teljesítményt egy „komolyabb”, „harci” lézerhez, amivel már „kemény” célokat a levegőben messziről, sőt, már a felszínen is harcképtelenné lehet tenni

 

Nagyon lényeges körülmény, hogy a lent körülírt harci repülőgép két, eddig a repülőgépek esetében már többször felmerült feladattípus „közötti” szerepet töltene be. Az imént említett YAL-1 feladata az lett volna, hogy több száz kilométerről lelőjön ballisztikus rakétákat. Ehhez nagyon erős lézerre van szükség, és bár többé-kevésbé ezt megoldották a COIL képében, valójában a kémiai oxigén-jód lézer nem túl praktikus, és összességében nem hozta a kívánt paramétereket. A másik feladat a repülőgépek önvédelme, mégpedig az ellenük indított rakéták fizikai megsemmisítésével. (Ezt jelenleg az infravörös és/vagy ultraibolya tartományú önirányító fejek elvakítása révén való eltérítéssel oldják meg, ez a DIRCM (LAIRCM) rendszer.) Ehhez elegendő a 100 kW-os nagyságrendű energia is, és bár igen gyors és pontos célzást igényel, ez utóbbi képesség a DIRCM rendszerekhez tulajdonképpen már rendelkezésre is áll.

laircm_20_april_2016_jpg_scale_large.jpg

(forrás)

A Northrop Grumman LAIRCM tornya

Az L1 és az L2 tehát e két feladatkör „közé” tartozik. Egy nagyjából 500 kW kimeneti teljesítményű lézerrel több tíz, kedvező esetben akár 100 km-ről is tűz alá lehet venni minden légi célt. A legkönnyebb feladat az ún. HVA, azaz nagy fontosságú légi célok leküzdése. Ezek a tanker és légtérellenőrző típusok, melyek feladatukból és felépítésükből adódóan nem repülnek alacsonyan; általában legalább 8-10 km-en haladnak. Itt már viszonylag ritka a levegő, és a célpont is nagy, könnyen felderíthető, ezért messziről is támadhatóvá válik. Kisebb katonai gépek már jóval alacsonyabban is rendszeresen előfordulnak, de a jelenlegi légiharc-rakétákkal összemérhető, néhány 10 km-es távolságból általánosságban támadhatóak. Nagyon fontos, hogy ezek egyelőre csak rakétákkal támadhatnak vissza, amelyeket elég akár 1 km-re érve is megsemmisíteni – és erre képes a fedélzeti lézer. Gépágyú használatakor ugyancsak annyira meg kell közelítenie a lézeres gépet a támadónak, hogy ott már mindenképpen elég hatékony lesz a lézer, tehát legalábbis hasonló, egyenlő esélyekkel indul a harc. UAV-k, drónok és manőverező robotrepülőgépek támadása szintén lehetséges. Ezek kisebb, alacsonyan repülő, de alapvetően védekezésre képtelen célok. Az esetleg szükséges nagyobb elfogási sebesség és kedvezőbb manőverezőképessége miatt az L2 bevetése célszerűbb ezek ellen. A sűrűbb levegőben a célleküzdés távolsága 10 km körüli, esetleg az alatti. Ugyanakkor e célok kisebb méretei nem jelentenek akadályt a lézernek. Helikoptereknél hasonló a helyzet, kiegészítve az azok esetleges önvédelmi rakétái jelentette veszéllyel. Hatótávon belül egyébként lényegében bármi támadható, ballisztikus rakéták és földi célok is, de főleg utóbbiak esetén, az 500 kW nem tekinthető elegendő teljesítménynek.

screenshot_2019-02-17_airborne_laser_turret.jpg

(forrás)

Nagyjából ilyen lenne, csak kisebb méretben a lézer „tornya”, vagyis az optikai egység, amiből kilép a sugár. A képen az AL-1 tornya. A „lényeg” egyébként a belül található, több száz, kisméretű aktuátor által közel valós időben torzított tükör, amivel a célig mért légköri torzulást kompenzálja nagyrészt a rendszer. Ez forradalmi előrelépés a lézerek alkalmazhatósága terén, de még mindig nem elegendő a célnál az energia ezzel sem

 

A meghajtás ezúttal a szokásosnál is fontosabb, mivel a lézernek (a fent felsorolt fajtáknak) elektromos energiára van szüksége a működéshez. Szerencsére lehet már meglévő technológiára is alapozni: az F-35 V/STOL változataihoz szánt Pratt & Whitney F135-PW-600 gázturbina akár át is vehető, de a -100 és -400-as változatok normál, nem mozgatható fúvócsövével. A lényeg ugyanis a kisnyomású turbinából kicsatolt mintegy 30.000 lóerőnyi (22 MW) (tengely)teljesítmény. Erre alapozva lehet árammal ellátni egy lézert – és ezt a lehetőséget a valóságban is fontolóra vették már az F-35 esetében. Egy feltételezett, 5% hatásfokú lézernél már az F135-össel is előállítható a kellő energia. Egy specifikusan nagy magasságú, kedvező fogyasztásra, egyenletes üzemre, ugyanakkor ilyen, kicsatolható tengelyteljesítményre tervezett hajtóművel még több energia állhat rendelkezésre.

f135-stol.jpg

(forrás)

Az F-135-PW-600 grafikája. Az elöl lévő csőlégcsavar helyett a lézer elektromos generátora lenne, és persze az STOVL módhoz kellő, a kompresszornál lévő kicsatolások elmaradnának

 

A lézeres gép célszerűen nagy magasságban, egyenletesen repül. Előbbi a lézer hatékonyságának megőrzéséhez szükséges, mivel itt ritkább a levegő. A lézerek szinte holttér nélkül tüzelhetnek forgatható toronyba építve, ezért felesleges a jó manőverezhetőség. Ezzel nagy mértékben egyszerűsödik a gép szerkezete, könnyebb, olcsóbb lesz. Ez növeli a hatótávolságot, vagy a járőrözési időt is. Ugyancsak egyszerűbb egy ilyen repülőgépet alacsony észlelhetőségűvé tenni, pláne a szubszonikus L1-nél. Az alacsony észlelhetőség a lézeres gép önvédelmének kulcsa lehet más, szintén lézerrel felszerelt ellenfelekkel szemben. Szintén ezzel összefüggésben, kompozit műanyagok használata mind a burkolat, mind a teherviselő szerkezetnél nagy mértékben lehetséges és szükséges is. Drága titán és nehéz acél alkalmazása csak a futóműveknél és más, a legkoncentráltabb terhelést kapó elemeknél szükséges.

A célokat nagyméretű, előrenéző antennával, és oldalsó, valamint az L2-nél akár hátrafelé néző antennákkal is kiegészített, egyszerre számos célt is követni képes, AESA rendszerű radarral, valamint a teljes gömbfelületet lefedő érzékelőkből álló, passzív infravörös szenzorhálózattal deríti fel és követi az L1 és az L2. (Utóbbira példa egy, már létező technológia, az F-35-ösre telepített DAS, hivatalos nevén AN/AAQ-37.) Mivel a lézerek forgatható toronyba kerülnek, és a manőverezhetőség korlátozott egy korszerű vadászgéphez képest, ezért nagyon fontos, hogy a személyzet, és még inkább a tűzvezető rendszer körkörösen és pontosan tisztában legyen a gép környezetével.

 

A legkorszerűbb, száloptikás, fényjeles, fly-by-light vezérlőrendszer (Kawasaki P-1) elektrohidrosztatikus busztereket (F-35) működtet, melyek hagyományos kormányfelületeket mozgatnak. De elképzelhető, hogy a kormányfelületek aeromorf kialakításúak. Ez esetben nagymértékű és gyors alakváltozásra képes, de a merev szerkezeti elemekkel gyakorlatilag egybeépült, mozgó részekről van szó, melyek csak a szükséges és optimális mértékben térnek ki. Ez csökkenti a légellenállást, egyszerűsíti és könnyebbé teszi a szerkezetet. A hidraulikus rendszer minden esetre teljesen elhagyható, ugyancsak súlycsökkenést jelentve.

A lézer várhatóan továbbra is igen nagy és nehéz, ezért az L1 és az L2 is 30-50 tonna körüli tömegű, előbbi a kisebb, utóbbi a nagyobb értékhez közelebb. Ez azonban nem kirívó, mivel a hasonló hajtóművel ellátott F-35 és az F-22 ugyanebbe a kategóriába esik, és ezek gyorsulása, sebessége elismerten kiváló. E téren feltétlen számításba kell venni a lézeres gépek igen kedvező légellenállását is (akár az U-2-esnél).

 

Az L1 és az L2

A szubszonikus L1 kialakítása csupaszárny. E tartományban ez aerodinamikailag igen hatékony, így a fogyasztás kedvező, a radarkeresztmetszet kicsi. A beömlő a gép tetején van, süllyesztett kivitelben (Boeing MQ-25). A lézertorony ez előtt kap helyet. A törzs vastagsága célszerűen akkora, hogy behúzva épp elférjen a torony, azaz minimális mozgatással legyen kitolható akár felfelé, akár lefelé. Ha van kabin, és nem pilóta nélküli az L1, akkor az elöl kap helyet, míg az orrban az AESA radar fő antennája. Az oldalra néző, kiegészítő antennák elhelyezése problémás lehet, de azért kidudorodások által elég függőleges felület biztosítható ezeknek is.

b_mq-25_n.jpg

(forrás)

A Boeing MQ-25 a süllyesztett beömlőjével

lm_mq-25.png

(forrás)

A Lockheed-féle, a vonatkozó tenderen elbukott MQ-25 számítógépes grafikái. Az L1 összességében ehhez lehetne hasonló, leszámítva ugye a beömlőt, de a kiömlő is lehetne még kisebb észlelhetőségű

lm_mq-25h.jpg

(forrás)

 

A szuperszonikus L2-nél hagyományosabb elrendezés szükséges, mert a csupaszárny kialakítás relatíve vastag profilt eredményezne, ami igen kedvezőtlen légellenállást jelentene nagy sebességnél. Márpedig az L2 esetében kiemelt cél a szupercirkálás, vagyis a tartós, és viszonylag kis fogyasztású, utánégető nélküli, hangsebesség feletti repülési teljesítmény. Ezért az ellenállás csökkentését egyéb tényezőkkel is segíteni kell. A beömlőnyílás felül és hátul helyezkedik el, és nem szabályozott. Leghátul pillangó vezérsíkok (YF-23) biztosítják a gép vezetését, csökkentve a tömeget és az észlelhetőséget is. A két hajtómű egymás alatti, a kis homlokfelület érdekében (akár az English Electric Lightning esetében). A törzs a területszabálynak megfelelő formájú. Maga a szárny kettős nyilazású delta (F-16XL), tekintettel annak kedvező szuperszonikus tulajdonságaira és nagy felületére. Ez mind a nagy hatótáv, mind a nagy repülési magasság, mind pedig az üzemanyag számára kihasználható belső térfogat nagy mérete miatt előnyös. Szubszonikus utazórepülésnél egy hajtómű leállítható.

 

Mire lenne ez használható?

Mivel ma is vannak az adott feladatokra jól használható eszközök, előbb érdemes megvizsgálni, miért előnyösebb ezeknél a lézeres gép. Rögtön ott van, hogy magát a „lövést” nem lehet út közben eltéríteni, megzavarni. De ha lehetne is, nincs rá idő: amíg a légiharc-rakéták 1, legfeljebb 1,2 km/s végsebességre képesek, a lézersugár közel 300.000-szer ilyen gyorsan halad. Ezért nem szükséges előretartást, találkozási pontokat kalkulálni, a találat lényegében azonnali. Manőverezéssel nem lehet előle kitérni, legfeljebb hatékonyságát csökkenteni. A várhatóan használt hullámhosszakon nincs hang és fényhatás, indítási jelenségek. És egyáltalán nem mellesleg, bár maga a lézer elég drága (még), egy lövés a nem kémiai fajtákkal csak pár ezer forintnak megfelelő összeg (a COIL némileg drágább, de még mindig olcsóbb, mint egy rakétaelhárító rakéta). A lézer a fél, elméleti konfigurációkban egy egész tucatnyi rakétát hordozni képes vadászgépekkel szemben sok tucat, potenciálisan limit nélküli számú lövést adhat le.

 

A fentiekből az is látszik, hogy a lézeres gép egymaga nem egy mindent megoldó fegyver. Sűrű felhőzeten, füstön, ködön át nem használható – egyébként csakúgy, mint az infravörös (és televíziós) irányítású eszközök. Ezért a jelenlegi arzenálból radarvezérlésű rakétákkal kell kiegészíteni. Ezt az L1 és L2 esetében a velük repülő, hagyományos vadászgépek hordozzák, bár nem lenne nagy lépés a saját maguk által, belső fegyvertérben szállított, ilyen fegyverzet hozzáadása sem. A lézeres gép elsősorban harci kötelékek kísérőjeként jöhet szóba, hiszen azokat a vadászgépektől és a légi és földi indítású rakétafegyverektől képes megvédeni.

gen6.jpeg

(forrás)

A grafika eredetileg egy, „6. generációsnak” nevezett koncepciót mutat be, de könnyen bele lehet látni a pilótás L1-et is

 

Egy lehetséges forgatókönyv egy F-22 jellegű géppel közös bevetés. Mindkét típus képes hosszan a felhőzet felett (~15 km) repülni, ahol már nem zavar az időjárás. Ezáltal a lézeres gép képes megvédeni bármilyen napszakban és időjárásban a hagyományos társát, mert az azt célzó fegyvereknek a felhők fölé kell emelkedniük.

Egy másik alkalmazási mód lehet a pilóta nélküli eszközök elleni védővadászként való bevetés. Közülük a kisméretű drónok is támadhatóak, és ezek rossz időben való repülési lehetőségei ugyancsak korlátozottak. Azaz nagyjából azonos, viszonylag kedvező időjárás kell mindkettő számára, így pedig amikor a drónok bevethetőek, akkor a lézeres gép is ott lehet ellenük. Nagyon lényeges, hogy a jövőben várható a rajokban alkalmazott drónok használata, amiket hagyományos fegyverekkel nem lehet érdemben elhárítani. Azonban a hajszálpontosan célozható, gyorsan és egymás után sok célt is megsemmisíteni képes, és olcsón tüzelő lézer kiváló eszköz ezek ellen.

Hagyományos robotrepülőgépek esetén már csak a jó időre korlátozódik a lézeres gép bevethetősége ellenük, mert azok természetesen esőben és ködben is repülhetnek (legalábbis a radarral tájékozódóak, bár számos típus itt is infravörös önirányítású). A mostanában slágertémának számító, hiperszonikus fegyvereknél nehéz átlagos hatékonyságot megadni. A kis reakcióidő és a végfázisban az időjárás befolyásolta magasságban való haladás nyilván problémás. Azonban a még a lézeres gép repülési szintjét is meghaladó utazómagasságban kis veszteséggel és jól észlelhetően támadhatóak ezek is, nem beszélve a lézer fénysebesség adta előnyeiről, szemben például egy elfogó rakétával. A látszattal ellentétben ezek a hőtől védett fegyverek is sebezhetőek a lézer energiájától, hiszen az a súrlódási hőn felül visz be energiát, és védekezésként erre is méretezni kellene a hővédelmüket. Márpedig ezeknél a plusz tömeg különösen nehezen tolerálható.

 

Néhány módszer már felmerült a lézerek elleni védekezésként. Ezeket eredetileg direkt nem sorolta fel a poszt - így több mindent lehetett megvitatni a kommentekben.

 

A nyitóképen: ami a leginkább megvalósulhat, és hasonló az L1 és L2-höz, az az F-35 lézerfegyverrel való felszerelése. A teljesítménybeli problémák miatt legalább ennyi, vagy több esélye van a kisebb rakétaelhárító, vagy a kissé erősebb, de külső, önálló konténerként függeszthető megoldásnak a még korábbi sorozatgyártásra. A kép jobb felső részén látható skála egyébként még egy fontos dolgot elárul: a lézerek energiája változtatható, ezért alkalmasak lehetnek nem halálos erejű bevetésre is. Ez napjaink aszimmetrikus háborús viszonyai között nagyon lényeges lehet

Sőt, ami a lézerek esélyeit illeti, a hajókon való alkalmazásnak van igazán lehetősége arra, hogy elsőként létrejöjjön. Azoknál ugyanis a nagy tömeg, és a méretek sem annyira húsbavágóak, mint egy repülőeszköznél. A hangolható FEL légvédelmi és kis, felszíni célok elleni harcra tökéletesen megfelelne, még a tenger feletti sűrű és párás levegőben is. (És természetesen a lenti képen látható piros nyalábokról ezúttal sincs szó a valóságban.)

maxresdefault.jpg

(forrás)

A Raytheon pedig így képzeli el a lézerek védelmi célú, földi telepítésű használatát. A környezet a jelen politikai helyzetből adódik, azt hiszem, de másfelől, nem mellékes, hogy a sivatagos viszonyok között, azaz tiszta időben, alacsony páratartalom mellett a legjobbak a lézer lehetőségei

A kiegészítés a poszthoz, 2019. március 15-én

Kiegészítés az AESA technológiájú radarok révén

Amire az időjárás miatt nem jó a lézer, részben jó lehet egy AESA radar. Elsősorban az amerikai, ötödik generációs vadászgépekhez tartozó, ilyen technológiával készült radarok kapcsán emlegették az előző évtized során, hogy képesek lehetnek fizikailag megrongálni más, elektronikus berendezéseket. Erre elvi lehetőség van, mivel elképzelhető olyan nagy energiájú, egyidejű kisugárzás az 1000 körüli adó-vevő egységgel, mely túláramot indukálhat az ez ellen nem védett áramkörökben. Ilyen lehet éppenséggel az ellenséges repülőeszközök radarja, rakétái, esetleg elektronikus rendszerei. Bár a rádióhullámok ezen tartományának terjedését is befolyásolja a légkör, de nem annyira, mint a lézerét, ezért ez egy rossz időjárási viszonyok között is alkalmazható, kiegészítő fegyverként funkcionálhat, kiterjesztve az L1 és L2 bevetési időszakát, növelve harci – és nem mellesleg gazdasági – értéküket.

raven.jpg

(forrás)

A Gripen újabb, E változatához tervezett, Leonardo-Finmeccanica ES-05 RAVEN típusú AESA radar

 

Lehetséges védekezési módok

Mint minden, támadó fegyverként használt eszköznél, a lézernél is léteznek ellenintézkedések. Először is néhány olyan, mely tulajdonképpen független a lézer alkalmazásától. A megtámadott fél számára a legjobb, ha nem is látszik, mint célpont. Ezt persze igen nehéz megoldani, de alacsony észlelhetőséggel – a fentiek szerint főleg infravörös tartományban – lehet javítani a helyzetet. A radar általi irányzás jelenleg nem az elsődleges forma a lézer célzásához, de, függetlenül magától a lézertől, elektronikai zavarással itt is lehet eredményeket elérni. Ha azonban nem sikerült elkerülni, hogy célba vegyen egy lézersugár, fizikai lehetőségek is léteznek még a védekezésre.

A legegyszerűbbnek az adott tartományban reflektív borítás tűnik. De csak tűnik, számos okból. Egyrészt pontosan ismerni kell a támadó fél lézerének hullámhosszát, ami általában inkább egy kisebb tartomány, nem egy konkrét érték. Már ez nehézzé teszi a dolgot, de a jól hangolható FEL alkalmazhatósága ezt az opciót eleve kiejti. Ha mégis van ilyen burkolatunk, akkor is, ez lehet, hogy egy igen drága anyagból készül. Ha ezen is túllépünk, felszerelve a borítást, megnő a védett eszköz tömege. Ez főleg repülőeszközök esetén szinte megengedhetetlen. És ha ezt is vállaltuk, még mindig ott van, hogy ennek a repülőeszköznek keresztül kell haladnia a légkörön, ami tele van kis magasságban rovarokkal és porral, és szinte mindenhol vízpárával. Mindezek roncsolják a felületet, és rá is rakódnak, beszennyezve azt, azaz reflektivitását erősen rontják.

Ha nem lehet visszaverni a lézerfényt, a hatását kell csökkenteni. Elvileg lehetne belső, célszerűen folyadékhűtéssel védekezni, de ez még a geometriai korlátoktól eltekintve is képtelenség, akkora tömegű lenne egy ilyen megoldás. Ennek fő oka, hogy a lézernyaláb egy hűtőrendszer képességeihez mérten szinte pontszerűen fejti ki a hatását, ez tehát olyan irreális méretű hűtőkapacitást igényelne, ami használhatatlanná degradálná az ilyet hordozó járművet. Manőverezéssel csökkenthető az adott felületre jutó, lézer közölte hőmennyiség. Egy repülőgép viszont folyamatos manőverek közben alkalmatlanná válik a feladata végrehajtására, tehát effektíve olyan, mintha kiiktatta volna a támadó. Rakéták esetén a hossztengely körüli megpörgetés szóba jöhetne, de itt a relatíve kis méretek miatt ez csak annyit jelent, hogy valamivel tovább kell besugározni a célt.

Ablatív, nagy hőmennyiséget elvonó bevonat is elképzelhető. Ezzel viszont úgyszintén tömegproblémák keletkeznek, és ha mégis használják, pótlása logisztikai, üzemeltetési és pénzügyi vonalon gond. Hatásos mennyiségben egyébként sem igazán reális a használata, gyakorlatilag szintén csak az egy célra eső tüzelési időt növelheti meg a lézeres gépek számára.

Ballisztikus rakétáknál elméletileg elképzelhető, hogy a tolóerőt drasztikusan megnövelve, nő a sebesség kis magasságokban is, így pedig csökkentik a lézer hatótávjában töltött időt. Ez viszont aránytalanul megdrágítja a rakétát.

 

Egy, a lézernek egyik legelőnytelenebb példánál maradva, minden, fenti megoldással ellátott (ablatív réteg az tükröző bevonaton, hűtőrendszer, pörgés és extra manőverek, megnövelt sebesség) ballisztikus rakéta esetében, azt találjuk, hogy e fegyver használata már nem fogja megérni, annyira drága. Ez vonatkozik mind a tényleges költségekre, mind a nemzetgazdasági szintű beruházásokra és járulékos kiadásokra. Ugyanez a logika követhető a többi légi fegyverre is.

Összességében tehát, csakúgy, mint bármely más technológiánál, léteznek ellenintézkedések a lézerfegyverrel szemben, de ezek nem tűnnek olyannak, amik eleve biztosan ellehetetlenítik annak hatékony használatát.

f35laser.jpg

(forrás)

Az F-35-ösbe integrált lézerfegyver koncepcionális elrendezése. Ahogyan az L1 és L2 esetében, itt is alulra és felülre is kerül egy-egy optikai egység, a rugalmas tüzelési lehetőségek érdekében. (Egy hasonló megoldási lehetőség ITT.)

 

laser_dogfighting.jpg

 

(forrás)

Elsőre megtévesztő , de a képen nem egy F-35 van, csak egy „általános”, ötödik generációs vadászgép – lézerekkel ellátva. Mi több, egy másik géppel vív épp közelharcot, amint azt a kép eredeti neve is mutatja egyébként („laser_dogfighting”). Ennek egyébként nem sok értelme van, tekintettel a lézer fénysebességére, bár persze egy harci szituációban ilyen közeli találkozás is megeshet. Minden esetre zárásként pont megfelelő montázs

 

Épp a napokban írtak róla, hogy az USA aktuális védelmi felülvizsgálata során ismét említik az F-35-öst, mint ballisztikus rakétákat elhárító fegyverrendszert, és ehhez lézerek használatát is elképzelhetőnek tartják. Bővebben erről ITT.

Miután nemrég egészültek ki, ajánlom a blogról először is a katonai alapú szuperszonikus utasszállítókról szóló sorozat első részét ITT, a legvégén két új fotóval. Egy, a Lockheed C-5-ösön alapuló AAC-t bemutató ábrán kívül egy csodás, animációs videóval bővült a repülőgéphordozó 747-est is bemutató poszt is, mely pedig ITT olvasható.

75 komment
süti beállítások módosítása