导弹防御机构寻求“空中激光器2.0”的高飞可无人机

你可以把失效的YAL-1想象成机载激光概念的“模拟”版本,用一架携带固态激光的无人高空飞行无人机作为数字版本。

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波比Zapka /开始

这是21世纪最可怕的失败之一。基于747-400的YAL-1机载激光器看起来确实是未来武器系统的一部分,但最终它是一个悲惨的和金钱的失败。总而言之,这个项目花了15年,如果算上之前的测试平台,还要再花10年,而且开发的资金超过50亿美元,几乎没有现成的战争作战能力。到2011年喷气式飞机退役时,它确实可以在助推阶段击落弹道导弹,但距离太短,条件太窄,无法使系统有效作战。但是现在美国导弹防御局(MDA)想要对这一概念进行第二次尝试——这一次是利用固体激光技术和无人驾驶飞机系统近年来不可否认的重大进步,这很可能使这一概念最终成熟。

YAL-1使用了一个巨大的、复杂的、耗油的系统化学氧碘激光器(线圈)去做导弹杀手的工作。747-400的大小需要容纳巨大的复杂系统和它的所有化学物质,即使如此,YAL-1在一次突击中也只能提供大约20次全功率射击。在操作上也存在问题。al -1舰队的采购和运营成本极其高昂。特别是当提供对敌方区域的连续掩护时。国防部长鲍勃·盖茨坚持要取消al -1项目,他说10到20架al -1的机队每架将花费15亿美元,每架每年需要1亿美元来运作。盖茨在削减预算之前总结道,“我认识的所有人都认为这是一个可行的概念。”

即使部署了这样一支AL-1部队,敌国也只能将他们的弹道导弹移动到AL-1激光器相对较短的射程之外。同时,如何从整体上击败这样的系统也是相当清楚的。仅仅在突然发射前击落机载激光器就会完全否定它的能力,而且一架沿敌方边界连续飞行的波音747至少可以说是一个不难获得的目标。因此,al -1作战将需要持续的战斗机覆盖和电子干扰,甚至压制敌人的防空(SEAD)支持。整个概念是简单的不现实的,但使用某种类型的飞行激光来解决推进阶段拦截挑战似乎仍然是唯一的方法。

Soracat /开始

YAL-1,去掉了引擎和传感器,现在闲置在AMARG。

从耶鲁-1的短暂寿命到今天,定向能量有了重大飞跃。体积小得多、重量轻得多的固体激光技术在国防领域风靡一时,这种技术使用电力而不是化学物质作为能源。事实上,固体激光领域的进步是如此的深远以至于武装不仅仅是地面车辆,但战斗机,如武装直升机,高性能战士和攻击直升机,高度动态战术激光系统现在有很多概念正在开发和测试中。与此同时,无人驾驶飞机的技术也在不断发展光学和雷达有效载荷它们能够在战场上或战场附近携带。特别是高海拔、长航时(HALE) RQ-4“全球鹰”(Global Hawk)最终成为一种可操作的情报收集系统,可以与它的载人竞争对手U-2“龙女士”(Dragon Lady)相匹敌。

这两种技术,特别是黑尔无人机和固体激光器,是导弹防御局想结合的机载激光2.0项排序网络系统能够闲逛很高超过或接近敌人领空,准备击落剧院弹道导弹,甚至高速洲际弹道导弹上,在飞行中最脆弱的阶段。这当然是导弹的助推阶段,当它以最低的飞行速度在明亮的热气流上方上升时。

使用HALE平台,基于半自治的运算概念而它的弹夹深度也只受它所能产生的电量的限制。此外,它的操作高度将比YAL-1高出约2万英尺,这使它的视线更长,在稀薄的大气层中光束失真更低,但也能在绝大多数天气条件下飞行。这也将有助于其红外跟踪系统在更大范围内捕获目标。

在一个业务征集贴在在6月13日的FedBizOpps.gov网站上,导弹防御局明确定义了一个测试系统的标准,他们希望在不久的将来基于这个概念进行测试。这个帖子写着:

美国导弹防御局(MDA)高级技术理事会对工业能力感兴趣,希望在2023年提供高空长航时(HALE)无人机。需要一架具有更大有效载荷能力的HALE飞机将高能激光系统有效载荷携带到高空进行成熟的推进阶段拦截(BPI)。在当前的低功率激光演示(LPLD)工作之后,该RFI的结果将为未来成熟的BPI技术和能力提供方案选项。拟议中的飞机应该能够保持持续积极的地面控制,预计将在夏威夷的太平洋导弹靶场和加利福尼亚州的爱德华兹空军基地操作。无人平台非常受欢迎;然而,载人概念将考虑适当的理由。

与正在进行的BPI技术成熟和示范项目并行,机载高能激光BPI能力的BMDS能力需求正在开发中。根据迄今为止的分析,第2段。下面描述了实现健壮BPI功能的理想平台特性。MDA对长期的平台方法感兴趣,以满足第2段的全部性能。在实现这些性能参数方面取得重大进展的中期解决方案。要求不满足这些参数的概念包括将来改进性能的选项(如果适用)。

在此BAA/RFI下,不同能力和/或风险水平的多个白皮书和/或建议是可接受的。鼓励承包商将拟议的飞机设计的替代用途和潜在商业化的信息以及潜在的政府和/或非政府共同赞助者包括在内。在评估未来的概念和任何即将进行的收购时,诸如成本、生命周期的可承受性和进一步的商业化将是重要的考虑因素。

性能参数

•站内高度大于63,000英尺

•在站点的飞行持续时间大于36小时(加上到站点的假设3000公里的飞行时间)

•飞行巡航速度低于0.45马赫在基地高度

•负载能力至少5000磅和多达12500磅

•在不损失平台高度的情况下,负载功率至少为140千瓦,最高可达280千瓦,持续时间超过30分钟

•支持1至2米孔径的光学有效载荷

•低海拔振动:角位移小于50µrad

•保持持续积极的地面控制

乍一看,这些要求看起来最适合Q-4“全球鹰”,或者更具体地说,它的性能增强衍生物。通过使用这种飞机,它将为MDA提供一种“现成的”和经过验证的HALE解决方案。一个已经投入使用的系统——这一事实可以帮助我们看到这种能力在最短的时间和花费下从实验转变为可操作。

美国空军

RQ-4B是一个大型的、经过验证的HALE解决方案,尽管它可能需要增强以满足MDA的所有需求。

还有一种可能性是,像Scaled这样的公司可以在他们成功的载人飞机的基础上,提供更新的无人飞机普罗透斯飞机。Proteus是许多高空传感器的试验台,包括今天在全球鹰家族飞机上发现的传感器。该公司已经多次扩大了设计规模,在一个案例中,太空项目。

另一方面,在作战形式中,穿透HALE能力将是理想的,因为它可以允许这样的激光系统在冲突或紧张局势加剧时接近其潜在目标。

躲闪

“全球鹰”的多平台雷达技术插入计划雷达悬挂在“Proteus”下。

洛克希德已经推动美国空军无人驾驶的“TR-X”HALE概念它具有低可观察的特性,并使用了许多U-2 Dragon Lady的组件。最初,这架飞机是替代RQ-4的选择,这样做,洛克希德锁定了他们自喷气机时代黎明以来拥有的任务设置。但是同样的概念可以适应导弹防御局的需要,如果U-2在未来十年退役,这是很有可能的,MDA可能会获得这些剩余的飞机,并围绕TR-X的配置进行改造,以满足他们的需要。这样做可以节省资金和降低风险相比,一个“干净的”设计。

洛克希德臭鼬工厂

TR-X概念艺术。

与此同时,一架U-2S可以被改装用于测试,与RQ-4相比,这架飞机已经具备了优越的高度和有效载荷牵引能力。臭鼬工厂也已经在考虑制造可选载人U-2型.这可以作为测试项目中任意载人或无人U-2S和完全重新配置的TR-X之间的桥梁。

也许最诱人的,至少对于一个终极平台的解决方案,是美国空军的秘密的HALE隐形飞行翼飞机,被称为RQ-180。诺斯罗普·格鲁曼公司的这种飞机的存在,松散地类似于高空战略侦察对手的中等高度和更小,但也隐身,战术侦察面向rq - 170 Sentinel,几乎完全被证实了美国空军。目前,它可能只会以很小的数量投入使用。它和这里讨论的所有其他选项的不同之处在于,它在无线电和红外光谱上的高度低可观测性,以及它的极端操作高度,允许它渗透和徘徊在敌人领空的深处,同时保持长时间不被发现。

将这样一个平台用于MDA的推进阶段拦截任务将是很有吸引力的,因为该系统可以充分利用目前有限的激光功率和射程,能够更接近潜在目标。它还能够提供比对峙系统更好的区域覆盖,对峙系统必须沿着边境飞行。此外,在类似rq -180的平台上部署这样的系统,使其在冲突期间更有生存能力,甚至可以用来对付在自己领土上作战的敌机。

据说,rq - 180,或任何它的正式名称,仍然是一个高度区划项目,所以MDA能够整合一个实验性的激光在这个早期阶段是高度怀疑,除非这样做也是在一层神秘的外衣。但最终,导弹防御局的激光技术很可能最终将这种能力转移到具体的这种空中资产上。

无论MDA最终会为他们的HALE平台带来什么,听起来他们似乎正沿着一条令人兴奋的轨道实现它。助推段拦截/杀伤一直是导弹防御的“圣杯”。能够用敌人弹道导弹的残余物淋浴敌人是一种强大的战略威慑。与现有的混合中途拦截(sm - 3地基导弹防御拦截系统)及终端拦截(THAAD它将完成一个“端到端的”系列导弹防御层,可以在地区部署以对抗流氓国家。

这种系统在今天可能特别有用,因为它将提供在获得宝贵的飞行试验数据之前击落金正恩的试验导弹的能力,即使导弹射向陡峭的轨迹越过朝鲜领土。它还可以允许这样的交战发生,而不需要向导弹本身发射任何形式的炮弹。

因此,经过几十年的发展,机载激光的概念似乎终于要成熟了。如果这些“机载激光2.0”无人机成为世界上最棘手的热点地区上空的固定设备,也不要感到惊讶。

联系作者:Tyler@thedrive.com