Почему беспилотники сильнее даже боевых лазеров

Беспилотники перевернули представление о войне, и теперь наиболее острой потребностью ведущих стран мира является разработка средств борьбы с ними. Системы противодействия крайне разнообразны: от сеткометов до дронов-перехватчиков, предназначенных для таранного поражения беспилотников. Одним из наиболее экзотических и в то же время многообещающих инструментов такого рода чаще всего упоминают лазерные установки. По аналогии с ЗРК (зенитно-ракетные комплексы) – назовем их ЗЛК (зенитные лазерные комплексы).

Россия по понятным причинам является одним из лидеров в этой области. Так, совсем недавно зампред Совета безопасности России Дмитрий Медведев поручил развернуть в зоне СВО в кратчайшие сроки комплексы противовоздушной обороны на новых физических принципах – после осмотра представленных ему соответствующих образцов. «Я имею в виду комплексы лазерного оружия, предназначенные для поражения целей малого размера», – уточнил Медведев.

Ранее анонсировалось, что лазерное оружие получит и знаменитый комплекс ПВО ближнего действия «Панцирь». Сообщалось также, что в условиях СВО уже был испытан лазерный комплекс «Задира». «В течение пяти секунд беспилотное средство было просто-напросто сожжено», – говорил об этом в 2022 году вице-премьер Юрий Борисов.

Помимо этого, в Соединенных Штатах создается комплекс HELIOS для эсминцев «Арли Берк» с системой «Иджис», с заявленной дальностью действия до 5 км. Совсем недавно он был успешно испытан. Несколько образцов испытываются в Китае. Израильская компания Rafael разрабатывает комплекс Iron Beam, и уже зафиксировано уничтожение им минометной мины в полете. Наконец, Великобритания разрабатывает как минимум два вида ЗЛК – Miysis DIRCM и DragonFire, заявлено об успешных испытаниях данных систем.

К преимуществам лазерного оружия для ПВО относят: низкую стоимость выстрела (на порядки ниже, чем стоимость зенитных ракет); неограниченность боекомплекта; некоторые эксперты относят к преимуществам и скорострельность, но такое утверждение неправильно. Однако мало кто сообщает о некоторых проблемах этого оружия. Недаром, хотя все указанные комплексы находятся в разных степенях готовности к принятию на вооружение или серийному производству – в то то же время нет ни одного, который стал бы обыденностью в войсках или на флоте.

Обратим внимание на слова Юрия Борисова про «Задиру» – уничтожение цели происходит «в течение пяти секунд». Это ключевой момент. Практически все лазеры в современных лазерных комплексах ПВО – непрерывные. То есть им нужно какое-то время «жарить» цель, чтобы сообщить ей достаточное для разрушения количество энергии, и это именно пять-шесть секунд. Сходные цифры и у других систем. Как, кстати говоря, и сходная дальность поражения цели – около 5 км.

На эту тему
• Как беспилотники заменят главную ударную силу армии
• Уроки СВО приводят Британию к лазерному оружию
• Украина оттачивает военную мощь России

Многие полагают, что лазерный луч режет или прожигает цель. Однако это не совсем правильное представление, и для пояснения придется несколько углубиться в физику. Дело в том, что волоконный лазер дает множество лучей, специальная линза сводит их в один (с точки зрения волновой оптики).

При этом в луче образуются, как говорят физики, «перетяжки», он становится похожим на «цепочку сосисок». Это вызывается автоколебаниями в системе. Невооруженным глазом это, конечно, не рассмотреть. Но волновые фронты в луче не выровнены и двигаются относительно друг друга. В результате таких автоколебаний может происходить выравнивание волновых фронтов лазерного луча на поверхности цели, что приводит к резкому увеличению плотности мощности в пятне нагрева. Поверхность цели к этому моменту уже сильно нагрета, и поступившая за малые доли секунды большая энергия приводит к преодолению теплового порога и мгновенному взрывообразному разрушению цели. Этот процесс как раз и занимает пять-шесть секунд.

Объясним еще раз проще. Физика процесса такова, что в течение пяти-шести секунд поверхность цели нагревается, не разрушаясь, а потом в один момент происходит резкое увеличение мощности луча на квадратный сантиметр – и цель взрывается.

При этом лазерные системы должны справиться с архисложной задачей – удержать луч на движущейся цели с высокой точностью. Нужны прецизионные (читай – крайне дорогие) приводы оптической системы, нужна сложнейшая военная электроника.

Можно ли ускорить уничтожение цели, например, с помощью увеличения мощности установки? Теоретически да. В большинстве современных лазерных установок используются лазеры в диапазоне мощности 30-100 кВт. С учетом типового КПД лазера 30-40% для 100-киловаттного лазера нужен генератор мощностью 250-350 кВт. И 60-70% этой электрической мощности превращается в тепловую. Прибавьте тепловыделение двигателя бронетранспортера. Поэтому для малогабаритных шасси (бронетранспортера, грузовика) возникают огромные проблемы с конструированием сложной системы охлаждения, которая тоже потребляет мощность от силовой установки.

Другое решение проблемы увеличения мощности предлагают разработчики израильского оборонного концерна Rafael и немецкого Rheinmetall Defence Electronics. Их установки включают три или четыре лазера, лучи которых сводятся на цели. Однако и такое решение не отменяет сложности с энергопитанием и охлаждением.

Таким образом, лазер достаточной для поражения беспилотников мощности просто из-за физики процесса не будет достаточно компактным для того, чтобы его можно было установить на технику размером с бронетранспортер (танковое гусеничное шасси). Следовательно, увеличение дальности действия мобильных ЗЛК более пяти-семи километров практически невозможно. На кораблях ограничения по электропитанию, габаритам и охлаждению не такие жесткие, именно поэтому корабельные лазерные установки считаются более дальнобойными и перспективными.

Порою утверждается, что лазерное оружие способно повысить эффективность борьбы с роями беспилотников. Однако на самом деле лазерный комплекс по уже указанным причинам способен одновременно обстреливать только одну цель. Для сравнения: «Панцирь-С1» и «Тор-М2» одновременно обстреливают по четыре цели. Цикл стрельбы у ЗЛК тоже не мгновенный – пять секунд на «прожарку», время на поиск и захват другой цели, скажем 10 секунд, принятие решения оператором – еще 5-10 секунд.

Но самое главное – ЗЛК не может стрелять постоянно и непрерывно.

Лазерная установка потребляет во время «выстрела» гораздо большую мощность, чем может выдать бортовой генератор. Эту пиковую нагрузку обслуживают накопители энергии. Они сделаны, как правило, на суперконденсаторах или на системе хранения энергии с маховиком (FESS). Зарядка накопителя занимает десятки секунд и требует перерыва в стрельбе. При этом накопитель выделяет много тепла. Таким образом, минимальный интервал между выстрелами лазера может составлять минуту и более. А с учетом опасности перегрева еще больше. За это время «Панцирь-С1» или «Тор-М2» обстреляют шесть-восемь целей.

Обратим внимание и на то, что ЗЛК позиционируются прежде всего и именно как средство борьбы с беспилотниками, но не с самолетами (вертолетами) противника. Все дело в том, что самолеты имеют гораздо большую скорость – а значит, их куда сложнее поймать и удерживать системой наведения ЗЛК. Да и сами самолеты, вертолеты и крылатые ракеты куда более прочные по сравнению с БПЛА.

Наконец, серьезнейшей проблемой для лазерных оружейных систем является прозрачность атмосферы. Точнее, ее отсутствие в некоторых случаях – туман, дождь, снег, дым и пыль над полем боя делают установку полностью неспособной выполнять свою функцию.

Если ЗРК абсолютно безразлична погода, то лазерный комплекс, видимо, регулярно будет иметь периоды небоеспособности. И его самого придется прикрывать – тем же «Панцирем», например. Что в таком случае останется от «дешевизны выстрела»?

Как поведут себя конструктивно сложные ЗЛК в реальных полевых, а не лабораторных условиях эксплуатации, когда их будут обслуживать не ученые в белых халатах, а обычные военнослужащие? Что будет с юстировкой оптики после пары маневров? Выдержит ли нежная механика с приводами с микронными подачами тряску и толчки при движении? А пыль? На все эти вопросы пока нет обнадеживающих ответов – по крайней мере, в открытом доступе.

Зенитные лазерные комплексы, разумеется, найдут свое место в системах ПВО. Их разработка необходима, и нет сомнений, что хотя бы часть этих систем мы уже вскоре сможем увидеть на поле боя. Но уже понятно, что ЗЛК никогда не станут «абсолютным оружием» против БПЛА.