Рубрики

четверг, 21 февраля 2019 г.

ПЕРЕХОД В НАСТУПЛЕНИЕ: ЛАЗЕРНАЯ УГРОЗА НА ПОЛЕ БОЯ 21 ВЕКА


Себастьен Горка, Ричард Салливан
  
Поле боя в будущем будет все в большей степени управляться лазером. Авторы анализируют угрозу, которую представляют современные наступательные системы для пехоты и техники и делают прогноз потенциальных направлений использования этих систем.


Технология усиления света когерентным излучением (LASER) быстро разрабатывалась в последние годы с эффективным применением в областях медицины, строительства, космического дела и в вооруженных силах. Предназначаемая вначале для использования в сверхточных дальномерах и затем в целеуказателях лазерная технология была эффективно продемонстрирована во время операции "Буря в пустыне". В настоящее время большой интерес проявляется к успешной разработке лазеров для поражения материальной части и живой силы.
Лазеры относятся к классу оружия направленного действия (DEW), которое также включает источники сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения и генераторы пучкового луча. Тогда как в обычном оружии используется химическая или кинетическая энергия в виде снаряда, в оружии направленного действия используются субатомные частицы или электромагнитное излучение, воздействующие со скоростью света (или со скоростью близкой к световой). Основной разницей в применении оружия направленного действия и любого другого обычного оружия является отсутствие звука выстрела и легко опознаваемой сигнатуры выстрела – "ни взрыва, ни дыма".


В наступлении

Использование лазеров в качестве наступательного оружия скоро станет очевидным после начального пробного использования на театре военных действий. С 1970-х годов и далее лазерные целеуказатели (LTD), дальномеры, приборы управления огнем и наблюдения получали все более широкое распространение в западных вооруженных силах. Лазерные целеуказатели, такие как персональные модули наведения с помощью лазера, изготавливаемые фирмой "Пилкингтон" для использования с винтовками "Хекклер и Коч" и М-16 (диапазон 820 нм, ширина один мрад), становились постепенно более компактными, с собственным питанием и с выходной мощностью в диапазоне от одного до 10 мВт. Как эти первые ориентированные на оборону лазеры вошли в область наступательных возможностей, неясно. Изменение в их использовании, возможно, было просто случайным, а не разработкой директив по стратегическим вопросам. К 1980-м годам повреждение зрения от случайного воздействия дальномеров и лазерных целеуказателей начало убеждать военные научно-исследовательские и опытно-конструкторские организации в возможном противопехотном значении этой новой технологии.
В центре исследования поражения зрения лазерами были непосредственное воздействие луча, спектральные отражения, кривые опасных дальностей и увеличенные опасные дальности, но утвержденное намерение этого исследования всегда побуждалось защитными мотивами.  Твердотельные лазеры [на рубиновом кристалле и на алюминиево-иттриевом гранате с примесью неодима (Nd: YAG)], лазеры на двуокиси углерода (СО2) и лазеры полупроводникового типа (все они испытывались и в некоторых случаях использовались) для защитных целей стали ориентированными на наступление.
В стратегической обстановке 1973 г. ВВС США (USAF) сбивали беспилотные летательные аппараты с помощью газодинамических лазеров на двуокиси углерода наземного базирования (100 кВт). Военные ученые США обсуждали тогда возможные "поражения" для гипотетических высокоэнергетических лазеров (HEL) в условиях хорошей погоды (без турбулентности или теплового расплывания). Сочетание технологии на двуокиси углерода и на алюминиево-иттриевом гранате с примесью неодима (СО2 и Nd:YAG) привело к созданию лазерной системы "Роудраннер", охарактеризованной как "обычное обеспечение действий войск". К 1985 г. лазером HEL сбили ракету "Титан-1", родилась "Стратегическая оборонная инициатива" и лазерная технология вступила в беспрецедентную эпоху разработки.

Угроза


Обзоры по военным лазерам имели тенденцию концентрироваться на поражении, наносимом оборудованию, однако в настоящее время в ряде вариантов обстановки активно используется противопехотный характер лазеров. Кроме высокоэнергетических лазеров, хорошо известна и уже рассматривалась угроза оборудованию со стороны лазерной технологии для поражения электронно-оптической аппаратуры. Военно-морские силы Великобритании использовали лазерный прицел ослепления (LDS) на фрегатах класса "Тип 22" и "Линдер", но неясно, был ли он предназначен для выведения из строя электронно-оптических датчиков самолетов противника или для временного ослепления их пилотов (он может делать и то и другое). Краснознаменный флот бывшего Советского Союза, конечно, использовал датчики, действующие против электронно-оптической аппаратуры, на своих крейсерах (их обозначение в НАТО "Скуиз бокс" – концертино). Бывший Советский Союз разработал также неодимовый лазер в качестве мощной меры противодействия против датчиков ИК систем переднего обзора (FLIR) НАТО на дальностях до 20 км. Тем временем США потратили много времени и денежных средств на введение в эксплуатацию системы "Дейзер", которая предназначена для выведения из строя наружных датчиков бронированных целей. Лазерные модули наведения типа UA1134 и UA1137 должны быть компактными и с собственным питанием от одного до 10 мВт и при длинах волн в диапазонах от 670 до 780 нм.
Лазеры обеспечивают также улучшенное наблюдение за полем боя и картографирование, но именно их использование в системах наведения оружия (например, в системе наведения противотанковой ракеты "Хеллфайр") с возможностью целеуказания и обстрела многочисленных целей оказалось применением наибольшего поражающего действия. Лазеры на двуокиси углерода (СО2) обеспечивают лучшее прохождение сквозь задымление, но на практике все лазеры, используемые для наведения являются лазерами типа Nd:YAG. Этот тип лазера, несомненно, рассматривают как самую серьезную угрозу в обычной войне.
Однако, это совершенно другой аспект оценки военной угрозы, которому будет посвящена остальная часть этого обзора. Это аспект, который широко не комментировался в результате двойственной природы военных лазеров, наличия ограниченной информации и отсутствия направленного, обнародованного исследования. В последней категории большая часть имеющейся информации относительно повреждения зрения, вызванного лазером, поступает от случайной офтальмологической или профессиональной подверженности воздействию.

Лазеры в качестве угрозы живой силе

Большинство лазеров определяется по опасности в класс IV по военному стандарту STANAG 3606 или ANSI Z-136. Использование военных лазеров для выполнения подлинно противопехотной задачи является все еще спорным вопросом. Некоторые, например, Андерберг и Бринг в своей статье "Тактическое лазерное оружие и международное право", утверждают, что эта задача выполняется на театре военных действий с появлением переносных лазерных систем США "Дейзер" и "Кобра". Конечно, верно, что лазеры для поражения живой силы были разработаны по технологии, которая берет свое начало в коммерческом секторе или в военных НИОКР по антидатчикам. Эти лазеры являются заманчивым наступательным оружием: имеющаяся технология сделала возможным создание переносного оружия относительно малой мощности, которое имеет нулевое время полета, что делает невозможным маневр уклонения и слишком запоздавшим обнаружение.
Угроза, исходящая от лазеров для поражения живой силы, является результатом их энергии, длины волны, дальности и расходимости, а также условий окружающей среды. Спектр лазерного излучения, который, как считают, находится в пределах диапазона опасности для зрения (OHR), составляет порядка 400-700 нм. Поражение сетчатки глаза лазерами, которые действуют в диапазоне OHR, может быть заметно усилено оптическими приборами, используемыми на поле боя. Например, бинокль М-17 США концентрирует в 24,5 раза больше энергии луча, чем невооруженный глаз. Номинальная дальность опасности воздействия на зрение (NOHD) меняется в соответствии с рядом параметров, а именно, в соответствии с мощностью, длиной волны и типом. Например, типичный лазерный дальномер на алюминиево-иттриевом гранате с примесью неодима может поразить сетчатку глаза на дальности 2 км или при усилении биноклем на дальности 20 км
Разные части глаза обладают разной чувствительностью к поражению и восстановлению после поражения лазером. Длины волн лазеров, поглощаемые сетчаткой глаза в ближней ИК и в видимой областях спектра электромагнитных волн, могут быть разделены на четыре категории воздействия: ослепительный блеск, ослепление вспышкой, тепловые поражения и, наконец, поражения с кровотечением (кровотечение в любую часть глаза, ведущее к слепоте). Ослепительный блеск может временно ошеломить солдата или создать помехи очковому прибору ночного видения и подвесным контейнерам с ИК системой переднего обзора (FLIR). Ослепление вспышкой может вызвать временную скотому (избирательную потерю зрения) в поле зрения, ведущую к снижению зрительной чувствительности, а кровотечение, которое является результатом термо-акустических свойств лазеров, вызывает ударные волны, инициируемые тепловым излучением, в частях глаза. Это воздействие особенно верно для лазеров на СО2, которые, хотя находятся за пределами номинальной дальности опасности воздействия на зрение, вызывают повреждение в результате теплового уширения роговицы в острой обстановке с возможностью образования катаракты (необратимое помутнение хрусталика) и отслоения (потеря поверхностного слоя роговицы) на долгое время. Тяжесть поражения глаза является произведением длины волны лазера и его энергии, которая может быть рассчитана по уравнению Эйнштейна Е=mc2. Хотя воздействие прямого луча составляет самую большую угрозу зрению, представляемую лазерами на поле боя, совсем не безопасно находиться за пределами прямой линии стрельбы. Спектральное отражение от многочисленных поверхностей приводит к кривой опасной дальности (HRC) от линии стрельбы, которая является произведением степени расходимости лазерного луча и коэффициента поверхностей отражения материала, в который он ударяет.     
Кривизна поверхности будет либо фокусировать луч, либо увеличивать его расходимость; расчеты показали, что материал танка имеет коэффициент отражения 4 процента, возрастающий до очень опасных 59 процентов для алюминия. Чистым откровением большей части работы по отражению лазерного луча является то, что солдат, находящийся в пределах 60° угла от линии стрельбы, будет страдать от повреждения зрения в следующих условиях:


Длина волны
500 - 700 нм
Энергия импульса
высокая
Длительность
импульсная
Размер луча на цели
минимальная расходимость
Обстановка на поле боя
без турбулентности / избыточно яркого свечения
Отражающие поверхности
высокий коэффициент отражения
Дальность
менее 1 км


Лазеры в бывшем Советском Союзе

Данные о типе и использовании военных лазеров в бывшем Советском Союзе скудные. НАТО и Российская Федерация признают, что во время распада Советского Союза было более 6000 боевых лазеров на вооружении только сухопутных войск. Высокоэнергетические лазеры были установлены на боевые крейсеры класса "Киров" и, как полагают, были копиями системы "Роудраннер" США мощностью 10 МВт и работающей в диапазоне 9,35 – 10,6 мкм. "Скуиз бокс" российских ВМС, по предположениям, подобны лазерному прицелу ослепления Великобритании, в котором лазер используется как для определения дальности, так и для временного ослепления подлетающего самолета противника. 
Сообщалось, что Третья ударная армия использовала неодимовые лазеры (Nd:YAG 1,064 мкм) для выведения из строя ИК систем переднего обзора НАТО (танки М-1 "Абрамс", "Леопард-2" и "Челленджер" в большой степени зависят от ИК систем переднего обзора их систем управления огнем), но, кроме этого, мало известно о наступательном использовании российских лазеров. 
Советские дальномеры старого образца с рубиновыми лазерами и лазерами на СО2; первые создают излучение в диапазоне опасности для зрения и, хотя длина волны лазеров на двуокиси углерода находится в "безопасной" области (10,59 мкм), способность этих лазеров создавать тепловое воздействие может привести к обширному повреждению зрения. Все эти системы охарактеризованы как номинально защитные и поражающие приборы.

Откровенно наступательные

Первый откровенно наступательный лазер, который должен был поступить на рынок, появился в 1995 г. Это была китайская система ZM-87. Этот лазер, возбуждаемый при 15 МВт, имеет возможность двойной фиксации длины волны в диапазоне опасности для зрения и, как сообщают, способен ослеплять вспышкой на дальности до 10 км в зависимости от погодных условий.
Факторы, ограничивающие разработку наступательного лазерного оружия, были связаны с источниками питания (размеры и выходная мощность) и способностью изменять длину волны, таким образом, обеспечение защиты за счет использования фильтров постоянного пропускания устарело. Обе эти проблемы открыто адресованы разработке более эффективных активных материалов для лазеров, таких как гранат (GD3Ga5O12) и новые перестраиваемые газовые лазеры, а также способности лазеров типа на алюминиево-иттриевом гранате с примесью неодима к "Рамановскому сдвигу", позволяющей им действовать более чем на одной длине волны. Это возможность модулировать длину волны и увеличивать мощность боевых лазеров, которая в настоящее время обеспечивает возможность их использования для выполнения противопехотной задачи. Модуляция длины волны является, вероятно, самым трудным параметром для преодоления мер противодействия.

Меры противодействия и будущее

Сухопутные войска Российской федерации используют в настоящее время лазеры с постоянной частотой генерации, номинально безопасные, такие как лазер на стекле с примесью эрбия IMO и лазер на алюминиево-иттриевом гранате с примесью неодима, использующий эффект Рамана на 1,54 мкм. Однако они могут оказаться обоюдоострым оружием. Так же как лазеры могут быть настроены на безопасную длину волны, так же просто настроить их на длины волны в диапазоне оптической опасности для зрения. Эти перестраиваемые лазеры, которые могут увеличивать мощность без необходимости создания больших блоков питания, оказались самыми трудными для оказания им противодействия.
Большая часть техники НАТО, подверженная риску поражения лазером, в настоящее время защищена от некоторых общих длин волн. Однако основными недостатками лазерных фильтров являются их стоимость и тот факт, что лазеры могут быть настроены на разные длины волн, чтобы расстроить фильтры постоянного пропускания. Стоимость модернизации одного танка М-1 "Абрамс" с целью обеспечения электронно-оптической защиты достигает 30000 долларов США. Боевые бронированные машины М-2/М-3 "Брэдли" имеют в настоящее время некоторую встроенную в них защиту (в качестве стандартной), хотя об этой защите имеется мало подробностей.
Наиболее важными мерами противодействия, которые разрабатываются в настоящее время, являются те, которые связаны с защитой живой силы. Первоначально являясь НИОКР в области защиты летного экипажа, эта технология используется для защиты сухопутного личного состава. Было установлено, что ослепление участников боевых действий является высокоэффективным методом большого снижения боевой эффективности, подавляя медицинские ресурсы и привязывая боевой состав к обязанностям по медицинской помощи. Большинство вызываемых лазером травм может быть обработано на уровне подразделения и естественно будет излечено в течение какого-то времени. Симптомы такого поражения могут включать или сочетать следующее: резкую боль; внезапную потерю зрения; наличие в поле зрения полос или пятен и дезориентировку. Может также произойти общий системный шок. Степень поражения будет определять уровень, на котором лечится это поражение. Личный состав, страдающий от ослепления умеренной вспышкой, например, восстановит нормальное зрение в течение 24-36 часов, если восстановление будет проходить при низкой интенсивности света, и могут лечиться медицинскими командами на уровне батальона. Однако повреждения с обширным отслоением роговицы, ожогами сетчатки и (или) с кровотечением потребуют эвакуации к хирургу-офтальмологу в общем стационарном полевом госпитале на уровне дивизии или корпуса; в крайних случаях этих людей, возможно, потребуется репатриировать. Эти повреждения быстро не излечиваются. Концепция подвижной зоны боевых действий будет представлять нечто, ограниченное нападением с использованием лазеров, предназначенных для ослепления личного состава и выведения техники из строя. Хотя этой технологии еще нет в настоящее время, средства, чтобы залить поле боя лазерным излучением, возможно, уже не слишком далеки в будущем.
Защита личного состава в настоящее время основана на ряде физических устройств. Повязки на глаз, например, будут закрывать один глаз, которым можно воспользоваться, если участник боевых действий ослеплен воздействием лазерного излучения противника; эта довольно грубая защита будет все же означать, что пораженный должен покинуть зону боевых действий. Новые методы включают краски, которые поглощают особые длины волн в оптическом материале, который окрашен в целом с хорошей устойчивостью к солнечному свету, но они ведут к снижению контраста и яркости целей на поле боя для нормального зрения и, вероятно, будут неприемлемы для личного состава. Кроме того, разрабатывались отражающие или интерференционные фильтры, основанные на четвертьволновых диэлектрических компонентах, но они имеют плохую широкоугольную характеристику. Голографические фильтры могут преодолеть эту проблему с навесной защитой, но эта технология еще недостаточно развита в настоящее время для использования.
Лазерную угрозу не следует недооценивать. Двойная возможность повреждать чувствительную, уязвимую аппаратуру, а также вызывать ведение огня на воспрещение использования противником районов делает их разработку привлекательной – невзирая на моральный и этический смыслы по Женевской конвенции использования оружия, предназначенного явно для ослепления участников боевых действий.
Дополнительное опасение вызывается тем, что если такая технология дойдет до армий развитого мира через исследовательские учреждения и разработчиков, то рано или поздно это оружие попадет в террористические организации. Портативные лазеры становятся более привлекательными, особенно для террористов, по нескольким причинам:
их сравнительно небольших габаритов;
отсутствия звука при стрельбе;
невидимого выстрела для тех, кто не находится на линии прицеливания;
отсутствия дымовой сигнатуры;
отсутствия баллистических признаков, остающихся после использования.
Следует заметить, что во время исследований специалисты оценили, что 60 процентов раненых в обычном конфликте в конечном счете выздоравливают.
Если лазерное оружие станет недорогим и, таким образом, распространится, это положение может коренным образом измениться. Если бы лазерное оружие должно было распространиться и использоваться в широком масштабе правительственными или террористическими группами, тогда основные финансовые инвестиции потребовалось бы вкладывать в физические и психологические последствия этого нового способа ведения боевых действий. При создавшемся положении количество поражений зрения, сохраняемое в среднем во время войн в прошлом столетии, стабильно возросло с 0,5 процента почти до семи процентов во время вьетнамского конфликта. Это было вызвано возросшим использованием устройств с повышенным образованием осколков. Согласно заявлению Международного комитета Красного Креста (ICRC) в публикации 1995 г. "Ослепляющее оружие: Газ 1928 г. … Лазер 1999 г.?", при широкомасштабном использовании лазеров в бою это количество может легко возрасти до 50 процентов от всех раненых.
Мы, возможно, в технологическом отношении еще находимся на расстоянии нескольких лет от массового производства переносных наступательных лазерных систем, которые делают имеющееся стрелковое оружие лишним, но современные успехи в этой области привели к сильной отрицательной реакции на эту концепцию. Она включала обсуждения по новым протоколам во время конференции по конвенции 1980 г. о некоторых видах обычного оружия (CCW). В рамках этого процесса Международный комитет Красного Креста сыграл важную роль в разработке Протокола №4, озаглавленного "Протокол по ослепляющему лазерному оружию", вслед за проектом резолюции правительств Швеции и Швейцарии, направленной на запрещение использования лазеров против живой силы. На заседаниях, руководимых
Международным комитетом Красного   Креста,  25  стран    поддержали предложенное запрещение применения лазеров для наступательных средств, сохраняя в то же время их использование для целеуказания и определения дальности. В то же время, когда велись эти переговоры, пригодными, с коммерческой точки зрения, стали две переносимых лазерных установки, предназначенные для ослепления.
Первой из них была разработанная в США система лазерного противодействия (LCMS), предназначенная фирмой "Локхид-Сандерз" для использования совместно с винтовкой для "подавления подсистем управления огнем, оптических и электронно-оптических подсистем противника". Это устройство, по сообщениям, может ослеплять на дальностях до 1 км. Вторая система была смягченно названа "переносное лазерное устройство постановки помех". Она разработана китайской фирмой NORINCO. В рекламной литературе утверждается, что ее лазерные импульсы могут "повреждать или дурманить зрение воина противника и особенно того, кто наводит и стреляет в нас с помощью оптического прибора".





 Рис. 1. Китайское устройство ZM-87 было показано фирмой NORINCO в марте 1995 г. на выставках военной техники в Маниле и Абу-Даби. Дальность, на которой оно может поражать зрение человека, как утверждалось, составляет 2-3 км, при использовании оптической системы 7х  увеличения она может увеличиваться свыше 5 км. Утверждалось, что кратковременное "ослепление вспышкой" возможно на дальностях до 10 км






Последние изложения основных принципов США относительно лазеров появились как результат исследований Пентагона в области желательности лазерного оружия для поражения живой силы, подсказанного частично все возрастающим общественным вниманием, формируемым программой соблюдения прав человека при разработке оружия. После этих исследований и писем Конгресса президенту Клинтону и министру обороны Уильяму Перри США заявили, что они запретят использование лазеров, разработанных специально, чтобы вызывать долговременную потерю неусиленного зрения и что они поддержат международное законодательство по запрещению такого оружия. При этом новом импульсе международный протокол, запрещающий такое оружие, был составлен и принят в конце 1995 г.: впервые с 1868 г. оружие было запрещено до его использования на поле боя.
Хотя для подтверждения протокола требуется как раз 20 подписей, напряжение по ратификации его не было преодолено, лишь одна страна ратифицировала его в первые шесть месяцев существования законченного протокола. В октябре 1996 г. Пентагон сообщил, что он прекратил свою программу по системам лазерного противодействия (по неуказанным причинам), но, по крайней мере, еще девять систем должны пройти этапы исследования и разработки и, возможно, полевых испытаний под такими обозначениями, как  "Сейбр-203", "Стингрей", "Аутрайдер", "Дейзер", "Кобра", "Персей", "Коренет принс" "Кампас хэма" и "Кэмиоу блуджей". Их состояние готовности неизвестно. Полагают, что программа "Сейбр-203", под руководством командования специальных операций США (USSOCOM), использовалась в виде опытного образца морскими пехотинцами США в Сомали. Однако эти сообщения не были официально признаны.
Управляемые автоматически лазеры могут использоваться не только для боевых действий по воспрещению использования противником районов, но также, перед наступательными операциями, для выведения из строя системы обороны противника. Если законы, над которыми в настоящее время работают Андерберг и его коллеги, чтобы запретить разработку лазеров для поражения живой силы, потерпят неудачу, то эти типы оружия могут скоро стать реальностью.

Sebastian Gorka, Richard Sullivan
Assuming The Offensive:
The Laser Threat on the 21st Century Battlefield.
Jane's Intelligence Review, February 1998

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Follow by Email