18 февраля, 2011

Век лучевого оружия и сверхмощных энергий

Сегодня специалисты в большинстве случаев предпочитают рассматривать в качестве ОНФП оружие направленной энергии, в первую очередь радиочастотное, лазерное и ускорительное оружие, использующее в качестве поражающего фактора лучевую энергию.

В США работы по созданию радиочастотного оружия официально обозначены с принятием DARPA в 1986 г. программ, направленных на разработку боевых средств с источниками электромагнитного излучения. Они получили наименование РЧО – радиочастотного оружия (Radio Frequency – RF) и микроволнового (High Power Microwave Weapons – HPMW) излучения высокой мощности (по американской классификации – RF/HPM-оружие).

Это перспективный вид оружия, основанный на использовании мощного электромагнитного импульса (ЭМИ) или серии импульсов, негативно воздействующих на радиоэлектронные компоненты вооружения и военной техники. Появление СВЧ-оружия обусловлено тем, что существующие и создаваемые системы вооружения и образцы военной техники в силу их функционального назначения оснащены большим количеством электронной аппаратуры, уязвимой к поражающему действию такого излучения.

Впервые об ЭМИ, способном наносить поражение различным техническим устройствам, стало известно в ходе испытаний ядерного оружия. Изучение его свойств подтолкнуло ученых к поискам других источников получения мощных импульсов излучения. Например, в 1950-х гг. академик Андрей Сахаров предложил принцип устройства неядерной электромагнитной бомбы, в которой мощный ЭМИ образуется в результате сжатия магнитного поля соленоида взрывом химического взрывчатого вещества (ВВ).

В настоящее время у нас и за рубежом создан ряд СВЧ-генераторов большой мощности, которые способны выводить из строя радиоэлектронные средства (РЭС) оружия и боевой техники, приводя к функциональному поражению носителей этих средств. СВЧ-излучения оказались очень эффективными при воздействии на элементы телекоммуникационных систем, на порядок эффективнее мощного лазерного излучения.

Эффект воздействия лазерного излучения сводится к тепловому воздействию, поэтому оно пропорционально интенсивности потока, в то время как действие СВЧ-излучения проявляется в виде полевого пробоя в полупроводниковых элементах и эффект пропорционален электрическому полю в потоке СВЧ-волны, вследствие чего это воздействие намного эффективнее. С усложнением и миниатюризацией РЭС понижается их устойчивость к СВЧ-воздействиям, повышая тем самым актуальность создания СВЧ-оружия.

Преимущества СВЧ-оружия (RF/HPM) по сравнению с традиционными типами оружия практически такие же, как и лазерного: световая скорость доставки поражающей энергии к цели, высокая скорость реагирования, потенциально большой запас поражающей энергии и циклов применения, значительная дальность воздействия при функциональном поражении цели. Однако оно в отличие от ЛО имеет свои особенности:

– СВЧ-оружие – оружие площадное, так как его зона поражения определяется шириной диаграммы направленности антенны и дальностью до цели;

– не требует такой высокой точности прицеливания, как ЛО или обычные боеприпасы;

– маневренное, способное практически мгновенно перенацеливаться на другие цели;

– может воздействовать на несколько целей одновременно;

– практически нечувствительно к туману, дождю, снегу, состоянию атмосферы;

– источником электрической энергии могут быть силовые установки носителя (например двигатели самолета);

– не наносит вреда окружающей среде;

– экономически выгодное и дешевое с учетом боевой эксплуатации, не требующее создания заводов по производству боеприпасов, их складирования и утилизации.

СВЧ-оружие может применяться не только как оборонительное для защиты отдельных объектов, но и как наступательное, входящее в состав атакующих комплексов вооружения.

Успехи в разработке мощных и компактных генераторов СВЧ-излучения послужили основой для развертывания в США НИОКР по практическому созданию RF/HPM-оружия.

На основе анализа существующих и разрабатываемых видов СВЧ-оружия и способов его боевого применения сформирована общая схема их классификации и выявлена общая динамика развития таких систем в США на ближайшую перспективу (см. таблицу).

Развернутые в США исследования по созданию СВЧ-оружия проводятся в интересах всех видов вооруженных сил США. Результаты некоторых работ уже вышли на создание реально действующих боевых систем. Ведущую роль в этих работах занимают ВВС США, создавшие образцы СВЧ-оружия однократного действия взрывного типа, которые с успехом использовались при проведении боевых операций. Так, во время войны в зоне Персидского залива в 1991 г. ВМС США применяли крылатые ракеты «Томагавк» с ЭМИ-боеголовками для подавления радиоэлектронных средств противника, особенно РЛС системы ПВО. В самом начале войны с Ираком в 2003 г. взрывом одной ЭМИ-бомбы (E-бомбы) была выведена из строя вся электронная аппаратура телецентра в Багдаде.

Сердцем Е-бомбы является микроволновый генератор (High-power microwave, HPM), который выполняет функцию преобразования и накопления энергии, получаемой от взрыва заряда пластиковой взрывчатки. Накопленная энергия преобразуется в энергию электромагнитных волн, излучаемую антенной системой в необходимом направлении с заданным углом расхождения. E-бомба способна выработать электромагнитный импульс с пиковой мощностью 35 МГвт, длительностью 100–150 наносекунд на частоте 6 ГГц.

ВВС в составе средств воздушного базирования проводятся испытания образцов СВЧ-оружия для поражения систем боевого управления, связи и освещения обстановки, радиотехнических средств ПВО. В интересах поражения ОТР, МБР и КА не только отрабатывается концепция боевого применения СВЧ-оружия космического базирования для ПРО и ПКО, но ведутся наземные испытания отдельных образцов и комплексов этого оружия.

Советский тяжелый спутник «Скиф» с боевым лазером

ВМФ отрабатывает корабельные комплексы СВЧ-оружия для защиты кораблей от ВТО. В рамках решения этих задач американские фирмы разрабатывают импульсные генераторы с энергией излучения в несколько мегаджоулей, генераторы взрывного типа с обжатием электромагнитного поля энергией взрыва, совместно с заказчиками проводится оценка уязвимости систем ВВТ от СВЧ-воздействий.

Большие исследования ведутся по линии использования СВЧ-средств в качестве оружия нелетального действия. Уже разработан ряд образцов такого оружия. Например, компанией Raytheon создан образец микроволнового оружия Silent Guardian («Бесшумный страж») для вооруженных сил США, вызывающий сильнейшие болевые ощущения у тех, кто окажется в зоне действия этого прибора. В ходе испытаний прототип прибора обращал в бегство даже самых закаленных десантников. Raytheon предполагает продавать это устройство вооруженным силам США и их союзникам. Это оружие может быть использовано войсками США в крупных городах для разгона агрессивно настроенных толп. Их развернут также возле важных военных объектов, чтобы предотвратить проникновение на них боевых групп противника.

Отдельные фирмы США ведут широкий круг исследований в области СВЧ-оружия на собственные средства. Среди этих работ упоминаются и такие исследования, как создание плазмоидов для борьбы с воздушно-космическими объектами.

Здесь следует отметить, что уникальная технология создания плазменного оружия на основе плазмоидов впервые в мире разработана в нашей стране. Эта технология была запатентована дипломом на открытие № 007 1987 г., выданным ОАО «НИИРП» и Физико-техническому институту им. Иоффе. Суть открытия состояла в экспериментально доказанной возможности создания в атмосфере над защищаемым объектом (территорией) с помощью мощного СВЧ-излучения с Земли локальных плазменных образований (плазмоидов), способных осуществлять аэродинамическое воздействие на быстролетящие объекты.

Проведенные экспериментальные работы в ряде НИИ и КБ подтвердили научную новизну теоретических проработок и практическую реализуемость принципиально новой технологии борьбы с воздушно-космическими целями.

На базе выполненных работ в ОАО «НИИРП» был разработан возможный облик боевого комплекса плазменного оружия (КПО) для перехвата боевых блоков стратегических ракет. Предложенный авторами метод боевого применения КПО заключался в том, что в выбранной точке траектории боевого блока (ББ) синфазно фокусируется мощное СВЧ-излучение нескольких генераторов, зажигается плазма и создается плазмоид. Его положение корректируется относительно цели. Боевой блок, наталкиваясь на плазмоид, претерпевает огромные динамические перегрузки и разрушается (или отклоняется).

К достоинствам такого оружия можно отнести большое быстродействие, высокую пропускную способность, большой ресурс «выстрелов», экологическую чистоту и широкие возможности двойного применения. Однако недостаток требуемого финансирования, отсутствие мощных компактных источников СВЧ-энергии не позволили воплотить разработки института в действующий образец комплекса.

Проект создания отечественного плазменного оружия докладывался высшему политическому и военному руководству страны. Его концепция получила поддержку президента России Бориса Ельцина и премьер-министра Виктора Черномырдина. В 1993 г. Борис Ельцин на основе разработок НИИРП предложил президенту США Б. Клинтону совместно разработать экспериментальный КПО и провести на нем полномасштабные испытания российской технологии плазменного оружия. На протяжении нескольких лет велись интенсивные консультации сторон, однако продолжения этих переговоров не последовало.

Не исключается, что наше предложение подтолкнуло США на создание комплекса ионосферных исследований «Арфа» (штат Аляска), ныне известного под названием HAARP (High freguencu Active Auroral Research Program). Осуществляемые на нем с 1997 г. исследования позицируются как мирное изучение ионосферы. Но наши и зарубежные эксперты высказывают обоснованные утверждения о военной направленности этих исследований.

В ОАО «НИИРП» сохраняется научный задел по созданию КПО, продолжаются исследования свойств плазмы и ее взаимодействия с различными преградами. Получены новые интересные результаты, исследуются возможные направления их прикладного применения. С учетом достижений в области создания мощных СВЧ-генераторов и сравнительно дешевых компактных источников электрической энергии основной недостаток КПО – его высокая стоимость – снижается, а эффективность боевого применения возрастает. Таким образом, появляется возможность возрождения исследований в области КПО уже на новом технологическом уровне.

Что же касается отечественного СВЧ-оружия, следует отметить несомненную актуальность и востребованность его создания. Успехи наших НИИ и КБ в части разработок мощных и компактных СВЧ-генераторов позволяют создавать отечественное СВЧ-оружие, не уступающее лучшим зарубежным образцам.

Лазеры или квантовые генераторы – это мощные излучатели электромагнитной энергии оптического диапазона. Поражающее действие лазерного луча достигается в результате нагревания до высоких температур материалов объекта, вызывающего его поражение, повреждения чувствительных элементов вооружения и военной техники, ослепление органов зрения и термический ожог кожи человека.

Для космоса, где отсутствуют атмосферные потери, лазер видится эффективным средством борьбы с высокоскоростными космическими аппаратами, гиперзвуковой авиацией, межконтинентальными баллистическими ракетами, БРПЛ, оперативно-тактическими и тактическими ракетами (ОТР и ТР), а также с другими воздушными и космическими целями на дальностях от нескольких сотен до нескольких тысяч километров.

Лазерное оружие космического базирования (ЛОКБ) и сегодня рассматривается Пентагоном как одно из наиболее перспективных средств ПРО и ПКО.

Группа сенаторов США пытается восстановить в военном бюджете финансирование программы по созданию базирующейся в космосе противоракетной системы. И не исключено, что на этой платформе будет размещено лазерное оружие класса «космос-космос», а также «космос-земля», разрабатываемое по проекту «Звезда смерти». Реализация этой программы тесно увязывается с результатами испытаний авиационного лазерного оружия с последующим заимствованием его отработанных элементов и интеграцией их в перспективную систему ЛОКБ.

В настоящее время основные работы по созданию мощного ЛО сосредоточены на программе ABL (Airborne Laser) – бортового авиационного лазерного оружия. Такой лазер уже создан и проходит испытания на самолете YAL-1 «Боинг-747-400F». Заказчиком выступает Агентство противоракетной обороны. В многоэшелонированной системе ПРО США главная роль отводится первому эшелону, средства которого должны поражать МБР сразу после старта в течение первых 3–5 минут полета, то есть до разведения боеголовок.

Считается, что на этом участке траектории полета МБР представляют собой крупные и достаточно уязвимые цели, которые проще обнаружить и уничтожить. При этом в результате их поражения будут выводиться из строя сразу все боеголовки, установленные на МБР с разделяющимися головными частями.

Тем самым достигается максимальная боевая эффективность ПРО. Особенно уязвимы на активном участке траектории жидкотопливные МБР. Лазерный луч, нагревая корпус ракеты, повышает внутреннее давление топлива в баках, что приводит к взрыву. Возможно также разрушение корпуса ракеты, ослабленного сильным нагревом, от нагрузок, возникающих при высоких скоростях полета и маневрировании. Таким образом, уничтожить цель представляется возможным и без полного прожигания корпуса ракеты.

11 февраля 2010 года после завершения наземной отработки лазера впервые состоялись натурные испытания боевого авиационного лазерного оружия, размещенного на борту самолета Boeing 747-400F, по поражению МБР.

Баллистическая жидкотопливная ракета была запущена с морской платформы, в то время как самолет Boeing 747-400F находился в 200–300 км от места старта. За считаные секунды шесть инфракрасных сенсоров системы обнаружили ракетный старт. Твердотельный лазер взял ракету на сопровождение, а второй такой же лазер и адаптивная оптика помогли компьютеру оценить искажения, вносимые атмосферой. После этого мощный луч мегаваттного лазера разогрел ракету и вызвал необратимое нарушение ее конструкции. Весь процесс занял менее двух минут с момента запуска. Примерно через час с наземной установки была запущена вторая, твердотопливная ракета. Лазерная установка также сработала успешно, но без воздействия мощного луча.

В дальнейшем Пентагон планировал создать эскадрилью в составе семи таких самолетов, которые будут находиться на постоянном боевом дежурстве в районах, которые американская администрация считает потенциально опасными. В случае запуска с территории потенциального противника баллистических ракет они будут уничтожаться лазерами еще до момента отделения боеголовок с ядерными или другими зарядами. Из-за недостаточной доводки программы ее статус вновь понизили до «демонстрации технологий». Однако сразу же после успешных испытаний Агентство по противоракетной обороне запросило у конгресса 1 млрд. долл. на продолжение программы испытаний Boeing 747-400F в 2011 г. Не исключена возможность проверки воздействия лазерного излучения этого комплекса на ИСЗ.

В перспективе боевые лазеры должны составить основу американской ПРО, которая позволит поражать несколько вражеских ракет одновременно. В феврале 2008 г. один из ведущих военно-промышленных консорциумов Martin-Boeing-TRW подписал контракт на разработку космической лазерной станции с расчетом проведения первых испытаний в 2012 г. (и завершения полного цикла работ к 2020 г.)

Словом, лазерное оружие рассматривается как одно из основных средств перехвата ракет на последующем этапе реализации программы создания ПРО. В ВМС США отрабатывается лазерное оружие корабельного базирования еще большей мощности. В этом году лучом лазерной пушки, установленной на одном из боевых кораблей, были сбиты четыре беспилотных летательных аппарата.

В нашей стране работы по созданию лазерного оружия также велись начиная с 1970-х гг., при этом с опережением по отдельным направлениям. СМИ неоднократно публиковали обзорные статьи об этих работах, в частности о том, как ЦКБ «Алмаз» разрабатывал комплекс ЛО А-60 с размещением на самолете Ил-76МД, «Альтаир» создавал ЛО корабельного базирования, а кооперация КБ и НИИ Министерства общего машиностроения – космический аппарат 17Ф19Д «Скиф-Д» с боевым лазером на борту.

Накопленный научно-технический задел в области создания ЛО позволяет при соответствующем политическом решении развернуть успешные НИОКР по разработке образцов ЛО в интересах всех видов и родов войск Вооруженных Сил Российской Федерации.

Пучковое оружие – это различные ускорители заряженных или нейтральных частиц (электронов, протонов, нейтральных атомов водорода), сфокусированных в остронаправленный пучок. Обладая высокой энергией, такой пучок способен радиационным (ионизирующим) и термомеханическим воздействием разрушить оболочки корпусов летательных аппаратов и баллистических ракет, инициировать рентгеновское излучение, вывести из строя бортовое электронное оборудование, повредить молекулярную структуру организма человека.

Центром научных исследований в этой области стали Лос-Аламосская и Ливерморская национальные лаборатории США. Эксперименты сначала проводились на ускорителе ATS, затем на более мощных ускорителях. В Ливерморской лаборатории предпринимались успешные попытки получить поток высокоэнергетических электронов, по мощности в сотни раз превосходящий получаемый в исследовательских ускорителях. В этой же лаборатории в рамках программы «Антигона» было экспериментально установлено, что электронный пучок почти без рассеяния распространяется по ионизированному каналу, предварительно созданному лучом лазера в атмосфере.

В военно-прикладном плане исследования по пучковому оружию начались ВМС США с целью создать морскую боевую станцию для борьбы с противокорабельными ракетами (ПКР). Серия коротких импульсов должна была сформировать канал в атмосфере, сквозь который заряженные частицы могли бы распространяться почти беспрепятственно. Считалось, что импульсный пучок электронов, распространяясь через атмосферный канал, может поразить ракету на расстоянии 1–5 км. При энергии выстрела 1–10 МДж ракета получит механические повреждения, при энергии 0,1–0,5 МДж может произойти подрыв боезаряда, а при энергии 0,01 МДж может быть повреждена электронная аппаратура ракеты.

Основными недостатками пучкового оружия являются низкий КПД, большие потери в воздухе и сравнительно небольшая дальность действия в приземных слоях атмосферы. Эти недостатки резко ограничивают создание наземных боевых комплексов, а большая масса конструкции и огромный расход энергии пока ограничивают применение в космосе.

Однако использовать пучки заряженных частиц в космосе считается бесперспективным. Такие пучки имеют заметную расходимость из-за кулоновского отталкивания одноименно заряженных частиц, а во-вторых, траектория заряженного пучка искривляется при взаимодействии с магнитным полем Земли. При ведении морского боя это незаметно, но на расстояниях в тысячи километров оба эти эффекта становятся весьма существенными. Для создания космической ПРО предпочтительнее использовать пучки нейтральных атомов (водорода, дейтерия), которые в виде ионов предварительно разгоняются в обычных ускорителях.

К наиболее вероятным объектам поражения пучкового оружия американские военные относят баллистические и крылатые ракеты, космические аппараты, самолеты, электронное оборудование различных систем вооружения и военной техники, живую силу противника. Предполагается, что с помощью мощного потока электронов можно также осуществлять подрыв боеприпасов с взрывчатым веществом, расплавлять ядерные заряды головных частей боеприпасов. Ускорители частиц могут явиться надежным средством селекции атакующих боеголовок ракет противника на фоне облака ложных целей.

Главное – для создания реально действующего ускорительного оружия необходимо наличие очень мощных источников энергии.

И здесь наряду с традиционными источниками в кругах ученых обсуждается почти фантастическая идея – создать источник энергии на базе искусственного распада протона (ИРП). При ИРП освобождается почти в сотню раз больше энергии, чем при термоядерном взрыве. В отличие от реакции ядерного деления протонные распады не требуют критических значений масс. Топливом для протонного генератора сможет служить любое вещество, которое перед использованием будет превращаться в плазму.

Всего двести миллиграммов любого вещества содержит энергию, эквивалентную двадцати килотоннам тротилового эквивалента. Теоретически мощность лучевого оружия на базе использования энергии реакции ИРП не имеет пределов. Можно предположить, что в случае реализации протонной идеи претерпит изменения само термоядерное оружие, а уж потом появится источник энергии. В перспективе протонно-ускорительное оружие может превратиться в космическое оружие планетарного масштаба.

Пока космическое ускорительное оружие с традиционными источниками питания находится на стадии разработки концепции. Возможное принятие его на вооружение относят к 2015 г. Оно может найти применение для нарушения устойчивости орбитальной космической группировки, поражения одиночных БР на заатмосферном участке без срабатывания аппаратуры ядерного подрыва, уничтожения других средств воздушно-космического нападения и разведки.

Нанесение ударов из космоса рассматривается США как реальная форма боевых действий космических сил. Так, американцами запущен экспериментальный микроспутник XSS-11, который может выводить из строя спутники-разведчики и спутники телекоммуникаций потенциальных противников. Военные также разрабатывают программу бомбардировки поверхности Земли из космоса. Предполагается, что специальный орбитальный аппарат может нести на борту вооружения для отстрела снарядов с особо твердой оболочкой, изготовленные из титана или вольфрама. Такие снаряды будут лететь со скоростью более 3 тыс. м в сек и, попадая в цель, создавать энергию небольшого ядерного взрыва.

Это не единственное оружие, которое будет использовать наступательная орбитальная группировка США. Основными видами аппаратов, предназначенных для космических военных целей, станут:

– лазерные аппараты на орбитальных платформах (выполнение задач противоспутниковой обороны, нанесение селективных ударов по наземным целям);

– боевые спутники-«телохранители» (сопровождение и защита наиболее важных космических объектов);

– кинетико-энергетическое оружие (борьба против спутников противника, перехват межконтинентальных баллистических ракет);

– космические перехватчики наземного базирования (выполнение задач противоспутниковой обороны, уничтожение боеголовок МБР);

– воздушно-космические корабли (выполнение задач противоспутниковой обороны, борьба с МБР и самолетами);

– микроволновое оружие космического базирования (вывод из строя электроцепей в командно-контрольных центрах и иных объектах);

– беспилотные орбитальные космические аппараты (борьба со спутниками противника, поражение важных наземных целей);

– космические мины (создание в космосе минных полей для поражения спутников противника).

В феврале 2010 г. в США был опубликован «Обзорный доклад Министерства обороны США по программе ПРО», в котором рассматриваются военные аспекты космических исследований на ближайшие годы и на более длительную перспективу. В нем нашли отражение практически все направления создания космического оружия, в том числе и лучевого ОНФП.

Россия не должна стоять в стороне от прогресса в области создания ОНФП.