Экспериментальный корабль «Си Шадоу»
Совершенствование ракетного вооружения кораблей ведется главным образом по пути его универсализации. В этих целях разрабатываются так называемые «корабельные системы ближней обороны» и многоцелевые системы средней дальности, вооружение которыми кораблей планируется начать в 90-х годах. Ведутся работы по созданию новых типов крылатых ракет с целью заменить существующие в период 1990–2000 гг. В новых разработках предполагается широкое распространение на надводных кораблях различного рода пусковых контейнеров. Кроме того, вырисовывается тенденция к дальнейшему усилению огневой мощи кораблей путем увеличения числа базируемых на их борту крылатых ракет. Запуск ракет нескольких типов планируется производить из одних и тех же установок вертикального пуска.
Непрерывно идет процесс повышения качества ракетной техники. Одновременно разрабатываются средства и методы защиты от этого оружия главным образом с помощью новых средств радиоэлектронной борьбы, зенитно-ракетного и артиллерийского оружия.
Развитие современных корабельных зенитных артиллерийских комплексов в настоящее время идет по пути полной автоматизации процессов стрельбы (включая обнаружение целей, наблюдение за ними, выработку исходных данных для стрельбы, выделение наиболее опасных из целей, наведение артиллерийских установок и управление огнем), повышения скорострельности, увеличения калибра и числа стволов, количества патронов в магазинах, дальнейшего совершенствования радиовзрывателей. Решение проблемы повышения эффективности стрельбы по низколетящим целям зарубежные специалисты видят в создании РЛС раннего обнаружения и автоматического сопровождения малоразмерных целей, сопряжении этих РЛС с артиллерийскими комплексами посредством АСУ, а также в разработке принципиально новых видов корабельной артиллерии и лазерного оружия.
В настоящее время в ВМС США разрабатывается 127-мм артустановка, в которой предусматривается возможность внедрения перспективных технологий и технических решений в ходе последующих модернизаций. Главным среди таких потенциальных усовершенствований считается применение электротермохимической пушки (ЭТХП), создаваемой на базе технологии CAP (Combustion Augmented Plasma — усиленное плазмой горение), которая является гибридом электротермической и жидкотопливной технологий. В такой пушке около 80 % дульной энергии образуется в результате сгорания двухкомпонентного жидкого метательного вещества и 20 % — за счет ионизированной плазмы, создаваемой мощным дуговым разрядом. По оценке специалистов министерства обороны США и фирмы-разработчицы, применение технологии САР может обеспечить двукратное увеличение эффективной дальности стрельбы, 50-процентное повышение начальной скорости и более высокую дульную энергию снарядов. Кроме того, путем регулирования скорости горения метательного вещества с помощью изменения частоты и мощности подводимых электрических импульсов создается возможность оптимизировать процесс выстрела таким образом, чтобы избежать больших значений максимального давления в канале ствола орудия и тем самым снизить величину перегрузок, действующих на снаряд, то есть получить «мягкий» выстрел при стрельбе гипероскоростным боеприпасом и «полку» давления, обеспечивающую сообщение снаряду большой энергии.
По мнению специалистов фирмы, с принятием на вооружение крейсеров и эскадренных миноносцев АУ с корабельной электротермохимической пушкой среднего калибра они получат возможность поражать морские и береговые цели на дистанциях, равных максимальной дальности стрельбы 406 мм трехорудийных башенных АУ линейного корабля типа «Айова».
Экспериментальная электротермическая пушка со снятым кожухом
В 1990 г. фирма «Фуд машинэри энд кемикл» по контракту, заключенному с ВМС США на сумму 4,6 млн. долларов, приступила к проектированию демонстрационного образца корабельной 60-мм одноорудийной зенитной АУ с ЭТХП на стандартном станке «Вулкан — Фаланкс», которая будет вести стрельбу гиперскоростным боеприпасом массой 3,5 кг с командной системой наведения. Для обеспечения гарантированного поражения цели корабельная система управления огнем сможет одновременно сопровождать выпущенные снаряды и атакующую корабль воздушную цель, а также осуществлять корректировку траектории снарядов. Работы по созданию данного образца завершились в 1994 г., после чего начались его стрельбовые испытания по маневрирующим целям с дозвуковой скоростью полета. При наличии положительных результатов может развернуться полномасштабная разработка зенитно-артиллерийских комплексов с ЭТХП.
К концу 80-х годов был достигнут большой прогресс в развитии противокорабельных управляемых ракет с различными головками самонаведения, что вызвало необходимость создания новой противоракетной обороны надводных кораблей. По мнению американских специалистов, для авиационно-ракетных ударов по надводным кораблям будет характерно массированное применение различных видов управляемого оружия в сочетании с активными средствами радиоэлектронного противодействия. Существующие сейчас системы ПРО и ПВО надводных кораблей, созданные базирующиеся в основном на использовании комплексов артиллерийского и зенитного ракетного оружия, уже не в полной мере способны справляться с защитой от нападения с воздуха. Дальность действия ЗРК, состоящих на вооружении американских кораблей, не превышает 120 км, скорость полета зенитных управляемых ракет (ЗУР) равна М = 3. Время полета ЗУР до дальней границы зоны поражения при этом достигает 2 мин. Для комплексов лазерного оружия время распространения поражающего излучения на максимальную для зенитных ракетных комплексов дальность составляет всего около 0,6 мс, а с учетом необходимости удержания лазерного луча на цели до ее поражения — 1–2 с (в будущем до 0,1 с).
Одним из достоинств лазерного оружия является практически неограниченное количество выстрелов. Однако на боевую эффективность лазерного оружия морского (наземного) базирования оказывает негативное влияние земная атмосфера, которая вносит существенные искажения при распространении в ней поражающего излучения, что требует применения специальных устройств для его коррекции.
В конце 80-х годов началось широкомасштабное математическое моделирование боевых действий на океанских ТВД с помощью лазеров различных типов. В этих целях используются специально созданные экспериментально-исследовательские комплексы, а также лабораторные стенды с оптическими компонентами для высокоэнергетических лазеров. Кроме того, широко применяются результаты моделирования, полученные в рамках программы СОИ, в частности методы обнаружения и сопровождения целей, наведения лазерного луча и управления им, а также алгоритмы, обеспечивающие переход от грубого сопровождения по факелу работающего двигателя ракеты к точному сопровождению ее корпуса, выбор наиболее уязвимой точки прицеливания и удержания на ней высокоэнергетического лазерного луча в течение требуемого для поражения времени, быстрое перенацеливание при борьбе с групповыми целями различных типов и оценка степени поражения каждой из них.
Экспериментальный газовый инфракрасный лазер MIRACL
В 1989 г. в лазерном испытательном центре Уайт-Сэндз проводились эксперименты с использованием полностью укомплектованной установки MIRACL по перехвату радиоуправляемых мишеней типа BQM-34, имитирующих полет противокорабельных ракет на дозвуковых скоростях. В дальнейшем осуществлялись перехваты сверхзвуковых ракет «Вандал», имитирующих ПКР, на малых высотах со скоростями до М=2. В ходе испытаний, проводимых в 1991 г., уточнялись критерии поражения ракет различных классов и самолетов, а в 1992–1993 гг. эти критерии проходили практическое подтверждение в процессе перехватов беспилотных летательных аппаратов, имитировавших применение противокорабельных ракет.
В конце 1993 г. началась широкомасштабная разработка конструкции боевой корабельной лазерной установки для проведения в морских условиях экспериментов по поражению реальных целей. Для этого американские специалисты сформулировали следующие требования: мощность выходного излучения несколько мегаватт в непрерывном режиме генерации; работа лазера не должна влиять на эффективность действия других корабельных систем и агрегатов; необходимо создать модульную конструкцию, чтобы оснащать лазерным оружием корабли различных классов, в частности крейсера типа «Тикондерога»; рабочий диапазон температур окружающего воздуха от —40 до +55 °C. при влажности 0—95 %. Основными элементами разрабатываемой установки являются собственно генератор излучения с оптическим резонатором, система формирования и наведения лазерного луча на цель, а также подсистемы хранения и подачи компонентов лазерного топлива и отвода отработанных реагентов.
Американские разработчики оценили возможность размещения высокоэнергетического химического лазера на корабле в строго определенном объеме, который, по их замыслу, не должен превышать соответствующих параметров 127-мм одноорудийной башенной артиллерийской установки Мк45 или ракетной установки вертикального пуска Мк41. Согласно расчетам, при запасе лазерного топлива на 100 с непрерывной работы (30–90 «выстрелов» в зависимости от дальности до цели) установка будет иметь массу на 15 % меньшую, чем АУ Мк45. Для уменьшения размеров сопловой блок генератора лазерного излучения имеет V-образную форму. Оптический резонатор конструктивно размещен на силовых элементах корпуса корабля, что обеспечивает требуемую жесткость крепления, необходимую для любых оптических систем.
По оценкам американских специалистов, подсистема управления лазерным лучом в установке MIRACL уже в настоящее время обеспечивает требуемые характеристики по компенсации дрожания луча вследствие вибрации корпуса корабля при работе его силовой установки и других обеспечивающих систем, узлов и агрегатов. Серийным вариантом системы формирования излучения будет SLBD, модифицированная с учетом требований по влагонепроницаемости компактности и массе.