Кіріспе
Boeing YAL 1 әуедегі лазерлік демонстрациялық ұшағы - модификацияланған Boeing 747-400F, ішінде мегаватт класындағы химиялық оттегі-йод лазері (COIL) орнатылған. Ол негізінен тактикалық баллистикалық ракеталарды (TBM) күшейіп келе жатқан кезеңде жою мақсатындағы ракетаға қарсы қорғаныс жүйесі ретінде қолдану мүмкіндігін сынау үшін жасалған. 2004 жылы АҚШ Қорғаныс министрлігі ұшаққа YAL 1A деген атау берді. 2007 жылы YAL 1 ұшағы төмен қуатты лазермен әуедегі нысанаға сынақ атылды. 2010 жылдың қаңтар айында сынақ нысанасын тоқтату үшін жоғары энергиялы лазер қолданылды. 2010 жылы бағдарламаға қаржыландыру тоқтатылып, 2011 жылдың желтоқсанында бағдарлама жабылды. Ұшақ 2012 жылдың 14 ақпанында соңғы рет Аризона штатының Тусон қаласына жақын орналасқан Дэвис-Монтан әуе күштері базасына ұшып келді, онда 309-шы Ғарышпен қызметтесу және жаңарту тобы басқаратын "көне ұшақтар қоймасында" сақтауға қойылды. Барлық қолданылатын бөліктері алынып тасталғаннан кейін 2014 жылдың қыркүйегінде жаратылды.
The Boeing YAL 1 airborne laser testbed was a modified Boeing 747 400F with a megawatt class chemical oxygen iodine laser (COIL) mounted inside. It was primarily designed to test its feasibility as a missile defense system to destroy tactical ballistic missiles (TBMs) while in boost phase. The aircraft was designated YAL 1A in 2004 by the U. S. Department of Defense. The YAL 1 with a low power laser was test fired in flight at an airborne target in 2007. A high energy laser was used to intercept a test target in January 2010, Funding for the program was cut in 2010 and the program was canceled in December 2011. It made its final flight on February 14, 2012, to Davis–Monthan Air Force Base near Tucson, Arizona, to be kept in storage at the "boneyard" operated by the 309th Aerospace Maintenance and Regeneration Group. It was ultimately scrapped in September 2014 after all usable parts were removed.
Шығу тегі
Әуедегі лазерлік зертхана – Boeing NKC 135A ұшағына орнатылған, аз қуатты прототип болды. Ол 1980 жылдары өткізілген сынақтарда бірнеше зымыранды құлатты. Аэропорттық лазер бағдарламасы 1996 жылы АҚШ Әскери-әуе күштерінің Боингтің ABL командасына өнімдік сипаттамаларды анықтау және тәуекелді азайту жөніндегі келісім-шарт беруімен басталды. 2001 жылы бағдарлама АҚШ Зымыранға қарсы қорғаныс агенттігіне (MDA) беріліп, сатып алу бағдарламасына айналдырылды. SIL негізінен COIL-ді операциялық биіктікте модельдеу арқылы сынау үшін салынды, және бағдарламаның осы кезеңінде лазер 50-ден астам рет жұмыс істеді, нақты операциялық жағдайлардағы лазерлік сәулелену ұзақтығына ұқсас нәтижелерге қол жеткізді. Бұл сынақтар жүйеге толыққанды біліктілік берді, осылайша оны нақты ұшаққа интеграциялауға мүмкіндік болды. Сынақтар аяқталғаннан кейін зертхана демонтаждалды, ал 747 200 ұшақ фюзеляжы алынып тасталды. Содан кейін ол әскери пайдалану үшін бастапқы түрлендіру үшін Канзас штатының Вичита қаласындағы Boeing Defense, Space & Security компаниясына жеткізілді. Ұшақ 2002 жылғы 18 шілдеде қайта ұшты. Химиялық оттегі-йод лазерінің (COIL) жердегі сынақтары 2004 жылы сәтті аяқталды. YAL 1 Эдвардс әуе базасындағы 417-ші ұшу сынақ эскадрильясының Әуедегі лазерлік біріктірілген сынақ күштеріне бекітілді.
Сынау
COIL-ден басқа, жүйеге нысананы бақылау үшін екі киловатттық сыныпты лазерлер де кірді. 2007 жылдың 15 наурызында YAL 1 ұшағы осы лазерді ұшып бара жатқанда сәтті атып, нысанасына тиді. Нысана – NC 135E Big Crow сынақ ұшағы, оның фюзеляжында арнайы модификацияланған "тақта" нысанасы бар еді. Сынақ жүйенің әуедегі нысананы бақылау, атмосфералық бұрмалауды өлшеу және оны түзету қабілетін растады. 2009 жылдың 6 сәуірінде өткен баспасөз конференциясында Қорғаныс министрі Роберт Гейтс жоспарланған екінші ABL ұшағын тоқтатуды ұсынды және бағдарламаның Ғылыми-зерттеу және әзірлеу жұмысына (ҒЗӘЖ) қайта оралуы керектігін айтты. "ABL бағдарламасының қолжетімділігі және технологиялық тұрғыдан елеулі мәселелері бар, сондай-ақ бағдарламаның ұсынылып отырған операциялық рөлі күмәнді", - деді Гейтс ұсыныс жасағанда. 2009 жылдың 6 маусымында Калифорния жағалауында сынақ ұшыру жүзеге асырылды. Сол кезде жаңа Әуедегі Лазерлік Ұшақ 2013 жылға қарай пайдалануға дайын болады деп күтілді, егер сынақ сәтті аяқталса. 2009 жылдың 13 тамызында YAL 1 ұшағының ұшу сынағының алғашқысы SHEL-дің құрал-жабдықтармен жабдықталған сынақ зымыранына сәтті атылуымен аяқталды. 2009 жылдың 18 тамызында ұшақтағы жоғары энергиялы лазер алғаш рет ұшып бара жатқанда сәтті іске қосылды. YAL 1 Эдвардс әуе базасынан ұшып шығып, Калифорнияның Жоғарғы Шөлінің үстінен ұшып бара жатқанда жоғары энергиялы лазерін атып жіберді. Лазерлік сәуле кемедегі калориметрге бағытталды, ол сәулені ұстап, оның қуатын өлшеді. 2010 жылдың қаңтар айында жоғары энергиялы лазер ұшу кезінде сынақ зымыранының баламалы қашықтықтағы нысанасын (MARTI) ұшу кезеңінде тосқауылдау үшін пайдаланылды. 2010 жылдың 11 ақпанында Калифорнияның орталық жағалауындағы Пойнт-Мугу Әскери-әуе соғысы орталығының қару-жарақ бөлімінің теңіз аймағында жүргізілген сынақ кезінде жүйе сұйық отынмен жұмыс істейтін баллистикалық зымыранды сәтті жойды. Бірінші зымыран жойылғаннан кейін бір сағаттан аз уақыт өткен соң, екінші зымыран – қатты отынмен жұмыс істейтін конструкция – MDA мәлімдегендей, "сәтті ұшырылды", бірақ жойылмады және барлық сынақ критерийлері орындалды. MDA мәлімдемесінде ABL сегіз күн бұрын ұшу кезінде дәл осындай қатты отынмен жұмыс істейтін зымыранды жойғаны да айтылды. Бұл сынақ – баллистикалық зымыранды ұшудың кез келген кезеңінде энергиялық жүйемен жойған алғашқы оқиға. Кейінірек хабарланғандай, 11 ақпандағы алғашқы ұрыста зымыранды жою үшін күтілгеннен 50% аз уақыт қажет болды, ал бір сағаттан кейін қатты отынмен жұмыс істейтін зымыранның екінші ұрысы "сәуле дұрыс бағытталмаған" проблемасы салдарынан жойылғанға дейін қысқартылуы керек болды.
ҚОЛ
Жүйенің өзегі – алты байланысқан модульден тұратын COIL болды, олардың әрқайсысы SUV көлігінің мөлшерінде. Әр модульдің салмағы шамамен 6500 фунт (3000 кг) құрады. Іске қосылғанда, лазер бес секундтық импульста американдық үйді бір сағаттан астам қуаттандыруға жеткілікті энергия қолданды.
ICBM-ге қарсы және TBM-ге қарсы қолдану
ABL тактикалық баллистикалық зымырандарға (ТБЗ) қарсы қолдану үшін жобаланған. Олар стратегиялық баллистикалық зымырандардан (СБЗ) қысқа қашықтықта ұшып, жылдамдығы да төмен. Қорғаныс агенттігі (MDA) ABL-ді СБЗ-ға қарсы, олардың ұшу кезеңінде қолдануға болатынын ұсынған. Мұндай жағдайға жету үшін ұзаққа созылатын ұшулар қажет болуы мүмкін, және жау территориясынан өтусіз бұл мүмкін болмас еді. Сұйық отынмен жабдықталған СБЗ-дің қабығы жұқа болады және ТБЗ-ге қарағанда ұшу кезеңін ұзақ сақтайды, сондықтан оларды жою оңайырақ болуы мүмкін. Егер ABL жобаланған мақсаттарына жетер болса, онда 600 км қашықтықтағы сұйық отынмен жабдықталған СБЗ-ді жоюға қабілетті болар еді. Ал қатты отынмен жабдықталған СБЗ-ді жою қашықтығы 300 км-ге дейін шектелген болуы мүмкін, бұл көптеген жағдайларда тиімді болмас еді, деп 2003 жылғы Ұлттық зымыран қорғанысы жөніндегі Американдық физикалық қоғамның баяндамасында көрсетілген.
Тоқтату реті
ABL жүйесі зымыранды бастапқы анықтау үшін инфрақызыл сенсорларды қолданды. Бастапқы анықталғаннан кейін, үш аз қуатты іздеу лазері зымыранның траекториясын, жылдамдығын, мақсатын және ауа турбуленттігін есептеп шығарды. Ауа турбуленттілігі лазер сәулелерін бұрып, деформациялайды. ABL адаптивті оптикасы атмосфералық бұрмалауларды жою үшін турбуленттілік өлшемдерін пайдаланады. Ұшақтың алдыңғы бөлігінде орналасқан негізгі лазер 3-5 секундқа дейін атылуы мүмкін, бұл зымыранның ұшып бара жатқанда қирауына себеп болар еді. ABL зымыранды ұшудың соңғы немесе түсіп келе жатқан кезеңінде тоқтатуға арналмаған. Сондықтан, ABL зымыран ұшырылған жерге бірнеше жүз шақырым қашықтықта болуы тиіс еді. Бұл процестің бәрі шамамен 8-12 секунд ішінде жүреді.
Операциялық мән-жайлар
АБЛ нысананы өртеген немесе тозаңдатқан жоқ. Ол зымыран қабығын қыздырып, оны әлсіретті, нәтижесінде жоғары жылдамдықтағы ұшу кезіндегі күш салдарынан бұзылды. Лазерді жоғары қуатпен шығару үшін ракета отынына ұқсас химиялық отын қолданылды. Жоспар бойынша әрбір 747 ұшағы шамамен 20 рет атуға жететін отынды, немесе әлсіз нысаналарға – 40 рет атуға жеткілікті отынды тасымалдауға тиіс болған. Лазерді қайта толтыру үшін YAL-1 ұшағы жерге қонуы керек еді. Ұшақтың өзі ұшу кезінде отынмен толықтырылуы мүмкін болған, бұл оның ұзақ уақыт бойы ауада қалуына мүмкіндік беретін еді. Алдын алағы операциялық жоспарлар АБЛ ұшағын истребительдермен және мүмкін электрондық соғыс ұшақтарымен сүйемелдеуді көздеген. АБЛ ұшағы ұзақ уақыт бойы потенциалды ұшыру алаңдарының (жау мемлекеттерінде орналасқан) маңында орбитада айналуға тиіс еді, лазерді зымырандарға бағыттауға мүмкіндік беретін сегіздік пішінде ұшуға тиіс болған.
Басқа мақсаттарға қарсы қолдану
Теориялық тұрғыдан алғанда, әуедегі лазерді жау ұшақтарына, қанатты зымырандарға немесе тіпті Жердің төмен орбитасындағы спутниктерге қарсы қолдануға болады (қараңыз, спутникке қарсы қару). Дегенмен, YAL 1 инфрақызыл нысананы табу жүйесі баллистикалық зымырандардың (TBM) қоздыру кезеңіндегі ыстық газ шығаруын анықтау үшін жасалған. Спутниктер мен басқа ұшақтардың жылу белгісі әлдеқайда төмен, сондықтан оларды анықтау қиынырақ. Нысананы табу және оны қадағалау қиындықтарынан бөлек, бронетранспорттық құралдар және тіпті ұшақтар сияқты жердегі нысаналар мегаватттық қуаттағы лазермен зақымдануға жеткіліктідей әлсіз емес. Ғалымдар одағының талдауы төмен Жер орбитасындағы спутниктерге қарсы әуедегі лазерді қолдану мүмкіндіктерін қарастырады. Тағы бір бағдарлама, Advanced Tactical Laser, төмен биіктікте ұшуға жақсы бейімделген ұшаққа орнатылған мегаватттық қуаттағы лазерді әуеден жерге қолдануды көздеп отыр.