Marina de los EE.UU. crea оружие sobre nuevos principios físicos
Parecería que la Marina de los EE. UU. Tiene hoy un conjunto suficiente de medios de protección contra los misiles antiaéreos de crucero y balísticos. Sin embargo, algunos expertos militares dudan de que estas defensas puedan resistir a la nueva generación de misiles alados y balísticos, que se desarrollan en varios países, principalmente en China.
Volley en un millon
El informe de septiembre del servicio de investigación del Congreso de los EE. UU. Está dedicado al análisis de trabajos en el campo de la creación de armas sobre nuevos principios físicos. Este informe muestra claramente la preocupación de los expertos militares de que en varios escenarios de combate con los ataques masivos de barcos de superficie por diversos medios de ataque aéreo, la munición existente de las defensas tradicionales puede, en primer lugar, no ser suficiente, y en segundo lugar, el costo de los misiles antiaéreos navales. ) esta munición es simplemente incomparable con el costo de atacar armas.
Se sabe que los cruceros de misiles de la Armada de los EE. UU. Tienen municiones de misiles 122 y destructores de misiles 90 - 96. Sin embargo, una parte de la cantidad total de armas de misiles está representada por los misiles de crucero Tomahawk para ataques contra objetivos terrestres y armas antisubmarinas. La cantidad restante son los misiles que pueden ser de hasta varias docenas de unidades. Debe tenerse en cuenta: para aumentar la probabilidad de golpear un objetivo aéreo, se pueden lanzar dos misiles, lo que aumenta la tasa de consumo de municiones. En los lanzadores verticales universales de la nave, los misiles de varios tipos se instalan juntos, y por lo tanto, la recarga de la UVPU solo es posible cuando se regresa a la base o en el estacionamiento.
Si analizamos el costo de muestras específicas de misiles navales de la Armada de los EE. UU., Entonces la defensa de una nave de superficie requiere mucho dinero. Por lo tanto, el precio de una unidad de armas de misiles antiaéreos para algunos tipos supera los varios millones de dólares. Por ejemplo, para proteger un barco de los aviones (LA) y los misiles antiaéreos de crucero en la zona cercana, se utilizan misiles RAM (misiles de bastidor en el aire), que cuestan 0,9 millones de dólares por unidad de tesorería, y los misiles ESSM (Misil de gorrión marino evolucionado) para 1,1 - 1,5 millones. Para la protección en la zona media de los misiles antiaéreos de aeronaves y cruceros, así como de los misiles antiaéreos balísticos, el sistema de misiles SM-6 Bloque 1 por un valor de 3,9 millones de dólares se utiliza en el segmento de la trayectoria final. Los misiles estándar SM-3 Bloque 1B (14 millones de dólares por unidad) y el Estándar SM-3 Bloque IIA (más de 20 millones) se utilizan para interceptar ataques de misiles balísticos antiaéreos en el segmento medio de la trayectoria extra-atmosférica.
Para aumentar la efectividad de los medios de defensa de los buques de superficie de la Armada de los EE. UU., Actualmente están trabajando en el campo de las armas láser, las pistolas electromagnéticas y el proyectil de hipervelocidad. La disponibilidad de dichos medios permitirá contrarrestar las armas de ataque aéreo y de superficie.
Poder de la luz
El trabajo de la Armada en el desarrollo de láseres militares de alta potencia alcanzó un nivel que le permite contrarrestar ciertos tipos de objetivos de superficie (SC) y aéreos (CC) a una distancia de aproximadamente 1,6 kilómetros y comenzar su despliegue en buques de guerra (BC) después de algunos años. Los láseres más potentes a bordo de barcos, que estarán listos para el despliegue en los años siguientes, le darán a la antena de la Armada de los EE. UU. La capacidad de contrarrestar el SC y CC a distancias de aproximadamente 16 kilómetros. Estos láseres pueden, además de realizar otras tareas, proporcionar defensa antimisiles para BC en la línea final contra ciertos tipos de misiles balísticos, incluido el nuevo ASBM de misiles balísticos antitanques chinos.
La Armada de los EE. UU. Y el Departamento de Defensa de los EE. UU. Están desarrollando tres tipos de láser que, en principio, pueden usarse en un BC: un láser de fibra de estado sólido SSL (láser de estado sólido), un láser de rendija de SSL y un láser de electrones de electrones de electrones libres (FEL). Uno de los experimentados demostradores láser de fibra SSL desarrollado por la Armada utilizando el programa de armas láser LaWS (Sistema de armas láser). Otra opción es un láser láser SSL de fibra óptica creado con el sistema Tactical Laser System (TLS). Entre el número de programas del Departamento de Defensa de los Estados Unidos para desarrollar un láser de corte SSL con fines militares se encuentra el Programa de demostración de láser marino marítimo (Demostración de láser marítimo).
La Armada también creó un prototipo de láser de electrones libres FEL de baja potencia y actualmente está trabajando en un prototipo de este láser de mayor potencia.
El informe destaca que aunque la Armada está desarrollando tecnologías láser y prototipos de posibles láseres transportados por barcos, y también tiene una visión generalizada de las perspectivas de su desarrollo futuro, en la actualidad no existe un programa específico para comprar versiones en serie de estos lásers o un programa específico que especifique los tiempos específicos de instalación del láser. en ciertos tipos de BC.
Como se señala en el informe, las armas láser tienen ciertas ventajas y una serie de deficiencias en la lucha contra diversos tipos de amenazas, incluidos los misiles balísticos.
Laser - argumentos para
Entre las ventajas de las armas láser - costo. El costo del combustible del barco para generar la energía eléctrica necesaria para un disparo láser bombeado eléctricamente es menos de un dólar por disparo, mientras que el costo de un sistema de defensa de misiles de corto alcance es 0,9: 1,4 millones de dólares, y la defensa de misiles de largo alcance es de varios millones de dólares. El uso de láseres puede dar a BC una alternativa al destruir objetivos menos importantes de tipo UAV, mientras que los misiles se utilizarán para garantizar la destrucción de objetivos más importantes. El BC es un tipo muy costoso de tecnología naval, mientras que contra él el enemigo usa equipo militar relativamente pequeño, botes pequeños, UAV, misiles antiaéreos, misiles balísticos antiaéreos. Por lo tanto, debido al uso de láseres, puede cambiar la proporción del costo de defensa del barco. BK tiene una munición limitada de misiles y armas de artillería, cuyo gasto requerirá la retirada temporal del barco del campo de batalla para reponer las municiones. Las armas láser no tienen restricciones en el número de disparos y pueden usarse para destruir objetivos falsos que se usan activamente para gastar municiones. Un barco prometedor con láser y armas de cohete será más compacto y menos costoso que un barco de URO con una gran cantidad de misiles en lanzadores verticales.
Las armas láser proporcionarán una derrota casi instantánea del objetivo, lo que elimina la necesidad de calcular la trayectoria de intercepción de un objetivo atacante con un antimisil. El objetivo se daña al enfocar el rayo láser en él durante unos segundos, después de lo cual el láser puede reenfocarse en otro objeto. Esto es especialmente importante cuando el BC está operando en la zona costera, cuando se puede disparar con cohetes, artillería y armas de mortero desde distancias relativamente cortas.
Las armas láser pueden golpear objetivos súper maniobrables, superando a los misiles basados en barcos en sus características aerodinámicas.
El láser proporciona un daño lateral mínimo, especialmente cuando se realiza un combate en el área del puerto. Además de las funciones de golpear objetivos, se puede usar un láser para detectar y rastrear objetivos, y para influenciarlos de manera no letal, asegurando la supresión de los sensores ópticos electrónicos a bordo.
Defectos del laser
Entre ellos, la implementación de la intercepción solo dentro de la línea de visión del objetivo y la imposibilidad de la destrucción de los objetivos sobre el horizonte. Limitando la posibilidad de interceptar pequeños objetos con fuerte agitación, lo que los esconde en las crestas de las olas.
La intensidad de la radiación láser que pasa a través de la atmósfera se atenúa debido a la absorción en líneas espectrales de diversos componentes atmosféricos o debido a la dispersión de Rayleigh, así como a las inhomogeneidades macroscópicas asociadas con la turbulencia atmosférica o el calentamiento de la atmósfera por el propio haz. Como resultado de la dispersión en tales inhomogeneidades, el rayo láser puede expandirse, lo que conducirá a una disminución en la densidad de energía, el parámetro más importante que caracteriza la capacidad dañina de un arma láser.
Cuando repele un ataque masivo de un solo láser en un barco, puede que no sea suficiente debido a la necesidad de redirigirlo repetidamente en un período de tiempo limitado. En este sentido, será necesario colocar varios láseres en el campo de batalla del tipo de sistemas de artillería antiaérea (ZAK) de autodefensa en la última línea.
Los láseres de baja potencia de un nivel de kilovatios pueden ser menos efectivos que los láseres más potentes de megavatios al actuar sobre objetivos protegidos (recubrimiento ablativo, superficies altamente reflectantes, rotación del cuerpo, etc.). Aumentar la potencia del láser aumentará su costo y peso. El impacto de un rayo láser en el caso de una falla puede llevar a daños colaterales indeseables y daños a sus aviones o satélites.
El tamaño importa
Sin embargo, los objetivos potenciales para un arma láser pueden ser sensores ópticos-electrónicos, incluidos los utilizados en misiles antiaéreos; pequeñas embarcaciones y embarcaciones; cohetes no guiados, proyectiles, minas, vehículos aéreos no tripulados, aviones tripulados, misiles antiaéreos, misiles balísticos, incluidos los misiles balísticos.
Los láseres con una potencia de salida de aproximadamente 10 kilovatios pueden contrarrestar los vehículos aéreos no tripulados a distancias cercanas, decenas de kilovatios (BLA) y algunos tipos de botes, cien kilovatios (BLA), botes, NUR, proyectiles y minas, cientos de kilovatios (todos los objetivos mencionados anteriormente, así como Aviones tripulados y ciertos tipos de misiles guiados, con una capacidad de varios megavatios, para todos los objetivos mencionados anteriormente, incluidos misiles supersónicos antiaéreos y misiles balísticos a distancias de hasta 18 kilómetros.
Los GC con láseres con potencia sobre kilovatios 300 pueden protegerse no solo a sí mismos, sino también a otros barcos en su área de responsabilidad cuando, por ejemplo, se encuentran en un grupo de ataque basado en transportistas.
De acuerdo con la Marina de los EE. UU., Los cruceros con sistema de defensa contra misiles Aidzhis y destructores (barcos de los tipos CG-47 y DDG-51), así como los buques de muelle de helicópteros (FCD) del tipo LPD de San Antonio tienen un nivel adecuado de suministro de energía Para el combate con armas láser como la de LaWS.
Algunos buques de la Armada de los EE. UU. Podrán usar láseres de tipo SSL con potencia de salida de hasta 100 kilovatios en combate.
Hasta ahora, la Armada no tiene un BC con capacidad de suministro de energía o refrigeración suficiente para garantizar el funcionamiento de los láseres SSL con una potencia de salida superior a los kilovatios 100. Debido al gran tamaño de los láseres FEL, no se pueden colocar en cruceros o destructores existentes. Las dimensiones de los portaaviones y de los buques de asalto anfibios (tipo LHA / LHD) con una cubierta de vuelo grande pueden proporcionar espacio suficiente para alojar un láser de tipo FEL, pero no tienen la fuente de alimentación suficiente para operar un láser de tipo FEL de clase de megavatios.
Según estas condiciones, la Marina en los próximos años deberá determinar los requisitos para los diseños de BC prometedores y las limitaciones impuestas en el caso de la instalación de láseres de a bordo, en particular los láseres SSL con una potencia sobre los kilovatios de 100 y los láseres de FEL.
Estas restricciones llevaron, por ejemplo, a la finalización del programa CG (X) cruiser, ya que este proyecto proporcionó la operación de un láser SSL con una potencia sobre kilovatios 100 y / o un láser tipo megavatio FEL.
Después de completar el programa CG (X), la Armada no anunció ningún plan a largo plazo para adquirir BC capaces de operar un láser de tipo SSL con una potencia sobre kilovatios 100 o un láser FEL.
Portadores de laser
Sin embargo, como se destaca en el informe, las opciones para diseños de barcos que pueden ampliar las capacidades de la Armada para instalar láseres en ellos en los próximos años pueden incluir las siguientes opciones.
Diseñando una nueva versión del destructor DDG-51 Flight III, que la Marina planea comprar en el año fiscal 2016, con suficiente espacio, suministro de energía y capacidades de refrigeración para admitir la potencia láser SSL 200 - 300 kilovatios o más. Esto requerirá la extensión del estuche DDG-51, así como la provisión de espacio para la colocación de equipos láser y generadores eléctricos adicionales y unidades de refrigeración.
Diseñar y comprar un nuevo destructor, que es un desarrollo adicional de la variante DDG-51 Flight III, que garantizará el funcionamiento del láser SSL con una potencia de salida de 200 - kilovatios 300 o más y / o el funcionamiento de un láser FEL de megavatios.
Modificación del diseño de UDC, que se comprará en los próximos años para que sea posible garantizar el funcionamiento del láser SSL con una potencia de 200 - 300 kilovatios y más y / o una clase de láser FEL de megowatt.
Modificación, si es necesario, del diseño de un nuevo portaaviones del tipo Ford (CVN-78) para que el láser SSL pueda funcionar con una potencia de 200 - kilovatios 300 y más y / o un láser FEL de megavatios.
En abril, el NNS 2013 anunció que planeaba instalar un arma láser en el USS Ponce UDC, que se convirtió de un barco de asalto anfibio a uno experimental para el desarrollo tecnológico de un arma láser contra los barcos atacantes y los UAV. En agosto del año pasado, el láser 30 kilovatio se instaló en este barco, que se encuentra en el Golfo Pérsico. De acuerdo con la declaración del Comando Central de las Fuerzas Armadas de los EE. UU., El láser de prueba destruyó con éxito el bote de alta velocidad y los UAV.
Como parte del programa para crear armas láser navales, la Armada inició un proyecto de refinamiento tecnológico del láser de estado sólido SSL-TM (maduración de la tecnología de estado sólido), bajo el cual grupos industriales liderados por BAe Systems (BAE Systems), Northrop Grumman (Northrop Grumman) ) y Raytheon compiten por el desarrollo del 100 de un barco - 150 láser de kilovatio, efectivo contra botes pequeños y un UAV.
El Departamento de I + D de la Armada de los EE. UU. Realizará un análisis exhaustivo de los resultados de las pruebas del láser en UDC Pons para su uso posterior en el programa SSL-TM, cuyo objetivo es crear un prototipo de láser con una potencia de 100: kilovatios 150 para pruebas marinas hasta 2018. Se determinarán las reglas de intercepción y la tecnología de uso de LaWS en condiciones de combate, que luego se deben implementar en muestras más potentes de armas láser.
Aumentar aún más la potencia del láser a 200 - 300 kilovatios permitirá que estas armas contrarresten ciertos tipos de misiles antiaéreos de crucero, y aumentar la potencia de salida hasta varios cientos de kilovatios y hasta un megavatio o más puede hacer que esta arma sea efectiva contra todo tipo de cruceros y misiles balísticos antiaéreos.
Pero incluso si el arma desarrollada basada en láseres de estado sólido tiene el poder suficiente para destruir barcos pequeños, botes y vehículos aéreos no tripulados, pero no puede contrarrestar los misiles antiaéreos alados o balísticos, su aparición en los barcos aumentará su efectividad en el combate. Las armas láser, por ejemplo, reducirán el uso de misiles para interceptar UAV y aumentarán la cantidad de misiles que se pueden usar para contrarrestar misiles anti-buques.
Fuerza de inducción
Además de los láseres de la Armada de estado sólido de 2005, se desarrolla una pistola electromagnética, cuya idea es que la tensión de una fuente de energía se aplica a dos buses ferroviarios paralelos (o coaxiales) de corriente. Cuando el circuito está cerrado, colocando en los neumáticos, por ejemplo, un carro en movimiento, que conduce la corriente y tiene un buen contacto con los neumáticos, surge una corriente eléctrica que induce un campo magnético. Este campo crea presión, que tiende a empujar los conductores que forman el circuito. Pero como los rieles masivos están fijos, el único elemento móvil es el carro, que bajo la acción de la presión comienza a moverse a lo largo de los rieles, de modo que el volumen ocupado por el campo magnético aumenta, es decir, se aleja de la fuente de energía. Mejorar las pistolas EM está destinado a aumentar la velocidad final a los números M = 5,9 - 7,4 a nivel del mar.
Inicialmente, la Armada comenzó a desarrollar pistolas EM como un arma de apoyo costero directo para los marines durante las operaciones anfibias, pero luego reorientó este programa para crear armas EM para protegerse contra RPC. Actualmente, la Armada está financiando el trabajo de BA Systems y General Atomics para crear dos demostradores de armas EM, cuya evaluación comenzó en 2012. Estos dos prototipos están diseñados para lanzar proyectiles con energía 20 - 32 MJ, lo que garantiza el vuelo de un proyectil en un rango de kilómetros 90 - 185.
En abril, la Armada 2014 anunció planes para instalar un prototipo de pistola EM en el año fiscal 2016 a bordo del catamarán de asalto anfibio de asalto anfibio de alta velocidad de alta velocidad Spiehead para pruebas marinas. En enero, 2015 se dio cuenta de los planes de la Marina para adoptar el arma EM durante el período 2020 - 2025. En abril, se informó que la flota estaba considerando la posibilidad de instalar una pistola EM en un nuevo destructor tipo Zumvolt (Zumwalt, DDG-1000) en medio de los 2020-s.
Al final de 2014, el comando de los sistemas navales del Comando de Sistemas Marítimos de la Marina de los Estados Unidos (NAVSEA, por sus siglas en inglés) publicó accidentalmente una solicitud de información de RFI (Solicitud de información) sobre el programa para crear una potente pistola EM de riel. La solicitud se publicó en nombre de la Dirección de Programas de Armas Energéticas Dirigidas y Equipo de Combate Eléctrico de NAVSEA (PMS 405), la gerencia de I + D de la Armada de los EE. UU. (Oficina de Investigación Naval) y la Oficina del Secretario de Defensa. Apareció en el sitio web del gobierno de FedBizOpps 22 en diciembre 2014, y fue cancelado cuatro horas después. Cualquier persona que haya tenido tiempo de familiarizarse con RFI puede tener una idea acerca de las direcciones de desarrollo del programa de cañones EM ferroviarios. En particular, se invitó a las instituciones académicas y de la industria a presentar sus propuestas para el desarrollo de un sensor de sistema de control de pistola EM con pistola FC (sensor de control de incendios) para detectar, rastrear y atacar objetivos aéreos y terrestres y misiles balísticos.
Según RF, el sensor FCS de una pistola EM del riel futuro debe tener un ángulo de visión del escaneo electrónico de más de 90 grados (en azimut y en un plano vertical), rastrear un objetivo con una pequeña superficie de dispersión efectiva (EPR) a largo plazo, rastrear y golpear objetivos balísticos en la atmósfera bloquear las perturbaciones ambientales (clima, terreno y biológico), proporcionar procesamiento de datos para repeler un ataque con misiles balísticos, proporcionar defensa aérea y golpear objetivos de superficie, mientras que atacar blancos vivos y misiles supersónicos lanzados, para llevar a cabo una evaluación cualitativa de los daños de combate. Además, el sensor FCS debe demostrar un cierre rápido del circuito de control de incendios, una mayor resistencia a las contramedidas técnicas y tácticas, el rastreo de alta velocidad y la recopilación de datos, así como la disponibilidad de tecnología suficiente para crear un prototipo en el tercer trimestre del año fiscal 2018 y garantizar su preparación. en 2020 - 2025.
RFI hizo un llamamiento a las empresas industriales e institutos de investigación para que describan los elementos clave y el grado de preparación de sus tecnologías FCS, brinden información sobre su idoneidad para aplicaciones multipropósito, posibles problemas de integración con los sistemas de combate navales existentes y el impacto en la cadena logística.
Se suponía que el centro de investigación de guerra de superficie NAVSEA en Dahlgren (Virginia) aceptaría las propuestas de la industria durante el período 21 - 22 de enero 2015 y daría la respuesta final al febrero 6. Pero ahora, naturalmente, todas estas fechas se desplazan a la derecha.
El Departamento de I + D de la Marina de los Estados Unidos ha iniciado un programa innovador para crear un modelo experimental de un cañón de riel EM en 2005. La primera etapa del programa contemplaba la creación de un lanzador con una vida útil aceptable y una tecnología de potencia de pulso confiable. El trabajo principal se centró en la creación del cañón de la pistola, una fuente de energía, la tecnología ferroviaria. En diciembre, el sistema de demostración 2010-th, desarrollado por SIC en Dahlgren, alcanzó un récord mundial en términos de energía de boca, que era 33 MJ y suficiente para lanzar un proyectil a una distancia de 204 kilómetros.
El primer demostrador de armas EM construido por una empresa industrial pertenece a BAE Systems y tiene el poder de 32 MJ. Este manifestante fue llevado a Dahlgren en enero al 2012 del año, y unos meses más tarde, un prototipo de General Atomiks llegó allí.
Sobre la base de los logros de la primera fase de trabajo en 2012, se inició la segunda fase, durante la cual el trabajo se centró en el desarrollo de equipos y métodos que aseguraron la velocidad de disparo a nivel de disparos de 10 por minuto. Para garantizar una velocidad de disparo constante, es necesario desarrollar e implementar los métodos más efectivos para termorregular la pistola EM.
Las primeras pruebas de los prototipos de pistolas EM desarrolladas por BAE Systems o General Atomics en el mar se llevarán a cabo a bordo del catamarán multiusos de asalto anfibio de alta velocidad JHSV-3 Millinocket (Millinocket). Están programados para el año fiscal 2016 y ofrecen disparos de disparo único. El disparo en modo semiautomático con una pistola EM a bordo totalmente integrada está programado para el año 2018.
Proyectiles Hyper Speed
El desarrollo de un cañón EM también incluye la creación de un proyectil especial de subproceso (HVP) (proyectil de hipervelocidad), que también podría usarse como proyectil naval estándar 127-mm y cañones terrestres 155-mm. Los cruceros de la Marina de los EE. UU., Y hay unidades 22 de ellos, tienen dos, y los destructores (unidades 69) tienen una pistola 127-mm. Tres nuevos destructores DDG-1000 tipo Zumvolt en construcción tienen cada uno dos cañones 155-mm.
Según BAE Systems, el proyectil HVP tiene una longitud de milímetros 609 y una masa de kilogramos 12,7, incluida una carga útil de kilogramos 6,8. La masa de todo el conjunto para ejecutar HVP - 18,1 kilogramo con una longitud de milímetros 660. Los especialistas de BAE Systems dicen que la tasa máxima de carcasas HVP es 20 rondas por minuto desde el calibre Mk45 127 de milímetros y 10 rondas por minuto desde el avanzado cañón 155-mm del destructor DDG 1000, que se designa como AGS (sistema de prueba avanzado). La velocidad de disparo de la pistola EM: seis rondas por minuto.
El rango de disparo de los cañones HVP 127-mm Mk 45 Mod 2 supera el kilómetro 74, y cuando se disparan 155-mm DDG-1000 arma destructor - kilómetros 130. En el caso de disparar estos proyectiles desde el cañón EM, el rango de disparo será más de 185 kilómetros.
La solicitud de la Marina para proporcionar información de RFI a la industria en julio 2015 para la fabricación de un prototipo de pistola EM indicó la masa del kit de lanzamiento HVP dentro de los kilogramos de 22.
Cuando se lanza desde un cañón de artillería 127-mm, un proyectil alcanza una velocidad correspondiente al número M = 3, que es dos veces menos que cuando se dispara desde una pistola EM, pero más del doble que la velocidad de un proyectil 127-mm convencional lanzado desde una pistola Mk 45. Según los expertos, esta velocidad es suficiente para interceptar al menos algunos tipos de misiles antiaéreos de crucero.
Una ventaja del concepto de usar un arma y un proyectil HVP de 127 mm es el hecho de que tales pistolas ya están instaladas en cruceros y destructores de la Armada de los EE. UU., Lo que crea los requisitos previos para la rápida propagación de nuevos proyectiles en la flota a medida que se completa el desarrollo de HVP y esta arma se integra en los sistemas de combate de naves de los tipos anteriores.
Por analogía con las armas láser transportadas por barcos, incluso si los proyectiles de alta velocidad lanzados desde artillería 127-mm no pueden contrarrestar el misil balístico, mejorarán la eficacia de combate de la nave. La presencia de estos proyectiles permitirá que se use un número menor de misiles para contrarrestar el misil de crucero, mientras que aumenta el número de misiles para interceptar misiles balísticos.