Boeing YAL-1
El Boeing YAL-1 Airborne Laser Testbed (anteriormente Airborne Laser) era un sistema de armas de yodo y oxígeno químico (COIL) de clase megavatio montado dentro de un Boeing 747-400F militar modificado. Fue diseñado principalmente como un sistema de defensa antimisiles para destruir misiles balísticos tácticos (TBM) mientras se encontraba en la fase de impulso. El avión fue designado YAL-1A en 2004 por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos.
El YAL-1 con un láser de baja potencia se probó en vuelo contra un objetivo en el aire en 2007. Se utilizó un láser de alta energía para interceptar un objetivo de prueba en enero de 2010 y, al mes siguiente, destruyó con éxito dos probar misiles. Los fondos para el programa se redujeron en 2010 y el programa se canceló en diciembre de 2011. Hizo su último vuelo el 14 de febrero de 2012 a la Base de la Fuerza Aérea Davis-Monthan en Tucson, Arizona, para almacenarse en el "Cementerio" por el 309º Grupo de Regeneración y Mantenimiento Aeroespacial. Finalmente, se desechó en septiembre de 2014 después de que se retiraron todas las piezas utilizables.
Desarrollo
Orígenes
El laboratorio de láser aerotransportado era un prototipo menos potente instalado en un Boeing NKC-135A. Derribó varios misiles en pruebas realizadas en la década de 1980.
El programa Airborne Laser fue iniciado por la Fuerza Aérea de EE. UU. en 1996 con la adjudicación de un contrato de reducción de riesgos de definición de producto al equipo ABL de Boeing. En 2001, el programa se transfirió a la MDA y se convirtió en un programa de adquisición.
El desarrollo del sistema estaba a cargo de un equipo de contratistas. Boeing Defensa, Espacio & La seguridad proporciona la aeronave, el equipo de gestión y los procesos de integración de sistemas. Northrop Grumman estaba suministrando el COIL y Lockheed Martin estaba suministrando la torreta de morro y el sistema de control de incendios.
En 2001, la Fuerza Aérea adquirió un Air India 747-200 retirado y lo transportó en camión sin alas desde el Aeropuerto de Mojave hasta la Base de la Fuerza Aérea de Edwards, donde el fuselaje se incorporó al edificio del Laboratorio de Integración de Sistemas (SIL) en Edwards&# 39; Birk Flight Test Center, que se utilizará para comprobar el ajuste y probar los diversos componentes. El SIL se construyó principalmente para probar el COIL a una altitud operativa simulada, y durante esa fase del programa, el láser se operó más de 50 veces, logrando duraciones de láser representativas de compromisos operativos reales. Estas pruebas calificaron completamente el sistema para que pudiera integrarse en la aeronave real. Tras la finalización de las pruebas, se desmanteló el laboratorio y se retiró el fuselaje del 747-200.
Boeing completó las modificaciones iniciales de un nuevo 747-400F fuera de la línea de producción en 2002, que culminó con su primer vuelo el 18 de julio de 2002 desde las instalaciones de Boeing en Wichita, Kansas. Las pruebas en tierra del COIL dieron como resultado su disparo exitoso en 2004. El YAL-1 fue asignado a la Fuerza de Prueba Combinada de Láser Aerotransportado del Escuadrón de Pruebas de Vuelo 417 en Edwards AFB.
Pruebas
Además de la BOBINA, el sistema también incluía dos láseres iluminadores de objetivos de clase kilovatio para el seguimiento de objetivos. El 15 de marzo de 2007, el YAL-1 disparó con éxito este láser en vuelo, alcanzando su objetivo. El objetivo era un avión de prueba NC-135E Big Crow que ha sido especialmente modificado con un "letrero" objetivo en su fuselaje. La prueba validó la capacidad del sistema para rastrear un objetivo en el aire y medir y compensar la distorsión atmosférica.
La siguiente fase del programa de prueba implicó el "láser de alta energía sustituto" (SHEL), un sustituto de COIL, y demostró la transición de la iluminación del objetivo al disparo simulado de armas. El sistema COIL se instaló en la aeronave y se sometió a pruebas en tierra en julio de 2008.
En una conferencia de prensa del 6 de abril de 2009, el secretario de Defensa, Robert Gates, recomendó la cancelación del segundo avión ABL planificado y dijo que el programa debería volver a ser un esfuerzo de investigación y desarrollo. "El programa ABL tiene importantes problemas de asequibilidad y tecnología, y la función operativa propuesta del programa es muy cuestionable" Gates dijo al hacer la recomendación.
Hubo un lanzamiento de prueba frente a la costa de California el 6 de junio de 2009. En ese momento se anticipó que el nuevo Airborne Laser Aircraft podría estar listo para operar en 2013 después de una prueba exitosa. El 13 de agosto de 2009, la primera prueba en vuelo del YAL-1 culminó con un lanzamiento exitoso del SHEL a un misil de prueba instrumentado.
El 18 de agosto de 2009, la Agencia de Defensa contra Misiles de EE. UU. (MDA) disparó con éxito el láser de alta energía a bordo del avión en vuelo por primera vez. El YAL-1 despegó de la Base de la Fuerza Aérea Edwards y disparó su láser de alta energía mientras volaba sobre el Alto Desierto de California. El láser se disparó a un calorímetro a bordo, que capturó el haz y midió su potencia.
En enero de 2010, el láser de alta energía se usó en vuelo para interceptar, aunque no destruir, un instrumento objetivo de rango alternativo de misiles (MARTI) de prueba en la fase de impulso del vuelo. El 11 de febrero de 2010, en una prueba en Point Mugu Naval Air Warfare Center-Weapons Division Sea Range frente a la costa central de California, el sistema destruyó con éxito un misil balístico impulsado por combustible líquido. Menos de una hora después de que se destruyera el primer misil, un segundo misil, un diseño de combustible sólido, como anunció la MDA, había sido "activado con éxito", pero no destruido, y se cumplieron todos los criterios de prueba. se había cumplido. El anuncio de la MDA también señaló que ABL había destruido un misil de combustible sólido idéntico en vuelo ocho días antes. Esta prueba fue la primera vez que un sistema de energía dirigida destruyó un misil balístico en cualquier fase de vuelo. Más tarde se informó que el primer enfrentamiento del 11 de febrero requirió un 50% menos de tiempo de permanencia del esperado para destruir el misil, el segundo enfrentamiento con el misil de combustible sólido, menos de una hora después, tuvo que interrumpirse antes de que pudiera destruirse porque de una "desalineación del haz" problema.
Cancelación
El secretario de Defensa Gates resumió las preocupaciones fundamentales con respecto a la practicidad del concepto del programa:
"No conozco a nadie en el Departamento de Defensa, Sr. Tiahrt, que piensa que este programa debería, o lo haría, estar desplegado en el terreno. La realidad es que usted necesitaría un láser algo como 20 a 30 veces más poderoso que el láser químico en el avión ahora mismo para ser capaz de obtener cualquier distancia del sitio de lanzamiento a fuego... Así que, ahora mismo, la ABL tendría que orbitar dentro de las fronteras de Irán para poder intentar utilizar su láser para derribar ese misil en la fase de impulso. Y si fueras a poner en práctica esto estarías mirando 10 a 20 747, a mil millones y medio dólares por cada uno, y $100 millones por año para operar. Y no hay nadie en uniforme que yo sepa quién cree que este es un concepto viable".
La Fuerza Aérea no solicitó más fondos para el Airborne Laser para 2010; El Jefe de Estado Mayor de la Fuerza Aérea, Schwartz, ha dicho que el sistema "no refleja algo que sea operativamente viable".
En diciembre de 2011, se informó que el proyecto se terminaría después de 16 años de desarrollo y un costo de más de US$5 mil millones. Si bien en su forma actual, un láser de potencia relativamente baja montado en un avión sin protección puede no ser un arma práctica o defendible, se considera que el banco de pruebas YAL-1 ha demostrado que las armas de energía montadas en el aire con mayor alcance y potencia podrían ser otra forma viable. de destruir misiles y cohetes balísticos suborbitales que de otro modo serían muy difíciles de interceptar. El 12 de febrero de 2012, el YAL-1 realizó su último vuelo y aterrizó en Davis-Monthan AFB, Arizona, donde se almacenó en AMARG hasta que finalmente se desechó en septiembre de 2014 después de que se retiraron todas las piezas utilizables.
A partir de 2013, se estaban realizando estudios para aplicar las lecciones del YAL-1 mediante el montaje de defensas antimisiles láser en vehículos aéreos de combate no tripulados que podrían volar por encima de los límites de altitud del avión convertido.
Para 2015, la Agencia de Defensa de Misiles había iniciado esfuerzos para desplegar un láser en un UAV de gran altitud. En lugar de un avión de pasajeros tripulado que contiene combustibles químicos volando a 40 000 pies (12 km), disparando un láser de megavatios desde un rango de "decenas de kilómetros" en un misil de fase de impulso, el nuevo concepto imaginó un avión no tripulado que transportaba un láser eléctrico que volaba a 65 000 pies (20 km), disparando el mismo nivel de potencia a objetivos potencialmente de hasta 'cientos de kilómetros' de distancia para la supervivencia contra las defensas aéreas. Mientras que el láser de ABL requirió 55 kg (121 lb) para generar un kW, la MDA quería reducirlo a 2–5 kg (4,4–11,0 lb) por kW, con un total de 5000 lb (2300 kg) por megavatio.. A diferencia del ABL, que requería que su tripulación descansara y recargara combustible químico, un láser eléctrico solo necesitaría generar energía a partir del combustible para disparar, por lo que un UAV con reabastecimiento de combustible en vuelo podría tener una resistencia y un armamento casi inagotables. Un "demostrador de baja potencia" se ha planeado volar en algún momento alrededor de 2021.
Diseño
BOBINA
El corazón del sistema era el COIL, compuesto por seis módulos interconectados, cada uno del tamaño de un SUV. Cada módulo pesaba alrededor de 6500 libras (3000 kg). Cuando se disparó, el láser usó suficiente energía en una ráfaga de cinco segundos para alimentar un hogar estadounidense típico durante más de una hora.
Uso contra misiles balísticos intercontinentales frente a tuneladoras
El ABL fue diseñado para usarse contra misiles balísticos tácticos (TBM). Estos tienen un alcance más corto y vuelan más lentamente que los misiles balísticos intercontinentales. La MDA había sugerido que el ABL podría usarse contra los misiles balísticos intercontinentales durante su fase de refuerzo. Esto podría requerir vuelos mucho más largos para ponerse en posición y podría no ser posible sin volar sobre territorio hostil. Los misiles balísticos intercontinentales de combustible líquido, que tienen revestimientos más delgados y permanecen en la fase de impulso durante más tiempo que las tuneladoras, podrían ser más fáciles de destruir.
Si el ABL hubiera logrado sus objetivos de diseño, podría haber destruido misiles balísticos intercontinentales de combustible líquido a una distancia de hasta 600 km. El rango de destrucción de ICBM de combustible sólido más duro probablemente se habría limitado a 300 km, demasiado corto para ser útil en muchos escenarios, según un informe de 2003 de la Sociedad Estadounidense de Física sobre Defensa Nacional contra Misiles.
Secuencia de intercepción
El sistema ABL utilizó sensores infrarrojos para la detección inicial de misiles. Después de la detección inicial, tres láseres de seguimiento de baja potencia calcularon el rumbo, la velocidad, el punto de mira y la turbulencia del aire del misil. La turbulencia del aire desvía y distorsiona los láseres. La óptica adaptativa ABL utiliza la medición de la turbulencia para compensar los errores atmosféricos. El láser principal, ubicado en una torreta en la nariz del avión, podría dispararse durante 3 a 5 segundos, lo que provocaría que el misil se rompiera en vuelo cerca del área de lanzamiento. El ABL no fue diseñado para interceptar tuneladoras en la fase terminal o de vuelo descendente. Por lo tanto, el ABL tendría que haber estado a unos cientos de kilómetros del punto de lanzamiento del misil. Todo esto habría ocurrido en aproximadamente 8 a 12 segundos.
Consideraciones operativas
El ABL no atravesó ni desintegró su objetivo. Calentó la piel del misil, debilitándola, causando fallas por el estrés del vuelo a alta velocidad. El láser utilizó un combustible químico similar al propulsor de cohetes para generar la alta potencia del láser. Los planes requerían que cada 747 llevara suficiente combustible láser para unos 20 disparos, o tal vez hasta 40 disparos de baja potencia contra frágiles tuneladoras. Para recargar el láser, YAL-1 tendría que aterrizar. El avión en sí podría haber sido reabastecido en vuelo, lo que le habría permitido permanecer en el aire durante largos períodos. Los planes operativos preliminares requerían que el ABL fuera escoltado por cazas y posiblemente aviones de guerra electrónica. El avión ABL probablemente habría tenido que orbitar cerca de posibles sitios de lanzamiento (ubicados en países hostiles) durante largos períodos, volando en un patrón de ocho que le permite al avión mantener el láser apuntado hacia los misiles.
Usar contra otros objetivos
En teoría, un láser aerotransportado podría usarse contra aviones de combate hostiles, misiles de crucero o incluso satélites de órbita terrestre baja (ver arma antisatélite). Sin embargo, el sistema de adquisición de objetivos infrarrojos YAL-1 fue diseñado para detectar el escape caliente de las tuneladoras en fase de impulso. Los satélites y otras aeronaves tienen una firma de calor mucho más baja, lo que los hace más difíciles de detectar. Aparte de la dificultad de adquirir y rastrear un tipo diferente de objetivo, los objetivos terrestres, como los vehículos blindados y posiblemente incluso los aviones, no son lo suficientemente frágiles como para ser dañados por un láser de clase megavatio.
Un análisis realizado por la Unión de Científicos Preocupados analiza el uso potencial del láser aerotransportado contra los satélites de órbita terrestre baja. Otro programa, el láser táctico avanzado, contempla el uso aire-tierra de un láser de clase de megavatios montado en un avión más adecuado para vuelos a baja altitud.
Operadora
(feminine)
Estados Unidos
- Fuerza Aérea de los Estados Unidos
- Escuadrón de prueba de vuelo 417 - Edwards AFB, California
Especificaciones
Datos de
Características generales
- Crew: 6
- Duración: 231 pies 8 en (70,6 m)
- Wingspan: 211 pies 3 en (64,4 m)
- Altura: 63 pies 8 en (19,4 m)
- Airfoil: root: BAC 463 a BAC 468; propina: BAC 469 a BAC 474
- Peso máximo de despegue: 875.000 libras (396.893 kg)
- Powerplant: 4 × General Electric CF6-80C2B5F motores turbofán, 62.000 lbf (276 kN) empuje cada
Rendimiento
- Velocidad máxima: 547,5 kn (630,1 mph, 1,014,0 km/h) a 35.000 pies (11,000 m)
- Velocidad de crucero: 499,5 kn (574,8 mph, 925,1 km/h) a 35.000 pies (11,000 m)
Armamento
- 1 × COIL
Aeronáutica
- 1 × Sistema de detector de infrarrojos ABL
- 2 × láseres de iluminador de blanco
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