Den vanligste måten å nøytralisere eller ødelegge ethvert system er å konsentrere nok energi om det … Og dette kan gjøres på forskjellige måter. Inntil nå, på militærområdet, var den vanligste den fysiske virkningen av et prosjektil, hvis energi og mekaniske egenskaper garanterte påføring av skade som var tilstrekkelig til å ødelegge eller inhabilisere målet eller redusere kampmulighetene betydelig
En av ulempene med denne tilnærmingen er at for å treffe et mål i bevegelse er det nødvendig å estimere mengden bly som kreves for å møte prosjektilet med målet, siden en viss tid vil gå fra øyeblikket av skuddet til målet slå, avhengig av startfarten og distansen. Men å ha et våpen som faktisk har null flytid er drømmen til enhver soldat.
Dette våpenet eksisterer imidlertid allerede, og navnet er LASER (forkortelse for Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) - en metode for å konsentrere energi på et mål på grunn av en lysstråle som beveger seg et stykke til det med "lysets hastighet" ". Dermed er forventningsproblemet i dette tilfellet ikke lenger opprinnelig tilstede.
Siden det ikke er noe perfekt system, er det flere problemer som må løses for å bruke "laseren" som et våpen. Mengden energi som beholdes på målet er proporsjonal med laserstrålens effekt og tiden strålen beholdes på målet. Dermed blir målsporing hovedproblemet. Systemets kraft bringer også sine egne problemer, direkte knyttet til størrelse og strømforbruk, fordi militæret som regel trenger mobile systemer, det vil si at disse "laserinstallasjonene" må integreres i plattformen. Ekstremt høytytende laservåpen med lavt strømforbruk og begrenset størrelse er fortsatt en drøm, i hvert fall for nå.
Samtidig ble LFEX (Laser for Fast Ignition Experiment) eksperiment utført i Japan for et par år siden. En stråle med en effekt på to petawatt, med andre ord, en kvadrillion (1015) watt, ble en ultrakort tidsperiode aktivert, ett pikosekund (1012 sekunder). Ifølge japanske forskere var energien som kreves for denne aktiveringen ekvivalent med energien som kreves for å drive mikrobølgeovnen i to sekunder. På dette tidspunktet ville det være godt å rope "Eureka!" Ettersom alle problemer ser ut til å være løst. Men det var ikke der, plagen snek seg her fra siden av størrelsen, for for å oppnå en effekt på 2 petawatt trenger LFEX -systemet en 100 meter lang sak. Dermed prøver mange lasersystemfirmaer å løse ligningen makt-energi-størrelse på forskjellige måter. Som et resultat dukker det opp flere og flere våpensystemer, mens psykologisk motstand mot denne nye kategorien militære våpen ser ut til å avta.
Tyskland på jobb
I Europa jobber to hovedgrupper, ledet av Rheinmetall og MBDA, med HEN-lasere med høy energi (High Energy Laser), og betrakter dem som defensive og offensive våpen. Høsten 2013 holdt det tyske teamet en omfattende demonstrasjon på deres sveitsiske Ochsenboden teststed, der høyenergilasere ble installert på forskjellige typer plattformer. Mobile HEL Effector Track V klasse 5 kW ble installert på M113 pansret personellbærer, Mobile HEL Effector Wheel XX klasse 20 kW på det universelle pansrede kjøretøyet GTK Boxer 8x8, og til slutt ble Mobile HEL Effector Container L klasse 50 kW installert i forsterket Drehtainer -beholder på chassiset til Tatra 8x8 -lastebilen.
Spesielt bemerkelsesverdig er den 30 kW stasjonære Laser Weapon Demonstrator installert på Skyshield kanontårn og har vist evnen til å avvise flere angrep fra objekter av RAM-type (ustyrte missiler, artilleri og mørtel) og droner. Hjulplattformen har vist sin evne til å nøytralisere UAV i en avstand på opptil 1500 meter, og ble også brukt til å detonere en patron i et patronbelte med det formål "teknisk" fastkjøring av et maskinkanon i stor kaliber. Hvis vi snakker om det sporede systemet, ble det brukt til å nøytralisere IED -er og fjerne hindringer, for eksempel å brenne piggtråd på lang avstand. Et kraftigere system i en container ble brukt til å forstyrre driften av optoelektroniske systemer i en avstand på opptil 2 km.
Samtidig klarte den stasjonære tårninstallasjonen å brenne ut en 82 mm mørtelrunde i en avstand på en kilometer og holde strålen på målet i 4 sekunder. Videre traff installasjonen 90% av stålkulene med sprengstoff, og etterlignet 82 mm mørtelrunder, som ble avfyrt i et utbrudd etter hverandre. Installasjonen tok også imot eskorte og ødela tre jet UAVer. Rheinmetall fortsatte å utvikle styrte energisystemer og presenterte flere nye systemer og enheter på IDEX 2017. Ifølge eksperter fra Rheinmetall har et betydelig antall laservåpensystemer kommet inn på markedet de siste fem årene. Avhengig av plattformen ligner den militære spesifikasjonstestmetoden nøye den som ble brukt for optokoblingssystemer. "Når det gjelder bakkesystemer, tror vi at vi er på stadiet av TRL 5-6 (teknologisk demonstrasjonsprøve)," sa ekspertene og understreket at ytterligere innsats bør rettes mot vekt og størrelse og energiforbrukskarakteristikker, og de største arbeidet er knyttet til sikkerhetssystemer. Situasjonen endrer seg imidlertid ganske raskt, og "i løpet av de siste åtte årene har vi gjort det som har blitt gjort innen rifler de siste 600 årene," mener selskapet. I tillegg til landapplikasjoner jobber Rheinmetall også med marine systemer. I 2015 ble laservåpen testet ombord på et fartøy som ble tatt ut av drift; Dette er de første testene av en laser i Europa som en del av skip-til-land-oppdrag.
I konseptet "Below Patriot" ("Below the Patriot complex", en løsning for å nøytralisere militære eiendeler som ikke kan stoppes av større luftforsvarssystemer basert på missilsystemer), integrerer Rheinmetall, i tillegg til missiler og våpen, en laser installert i Skyshield -tårnet. Denne 30 kW -laseren som kan tilpasses, brukes til å motvirke UAV -er og er spesielt effektiv mot massive angrep. Det antas at en 20 kW stråle er tilstrekkelig for bruk på slike fly, spesielt lette, som kan utgjøre den største trusselen under "Below Patriot" -konseptet. Smelteprosessen skjer på avstand, mens de elektroniske kretsene til dronen er deaktivert eller katastrofal skade på materialet oppstår. Den nødvendige nøyaktigheten er 3 cm i en avstand på en kilometer, noe som ifølge Rheinmetall er oppnåelig; den forutsier adopsjon av en klasse 1 -installasjon innen to til tre år.
Et 10-kW laserfeste ble installert på toppen av det nye Sea Snake-27 stabiliserte skipsbårne pistolfeste. Rheinmetall har foreslått en praktisk anvendelse for en slik laser - skjæring gjennom radarmaster eller fiendtlige radioantenner - noe som laserekvivalenten til et advarselsskudd fra en kanon. En lignende laser ble også presentert på en prototype av et ultralett fjernstyrt tårn laget helt av karbonfiber, som veier bare 80 kg med aktuatorer og optikk og har en lastekapasitet på 150 kg. Sist, men ikke minst, ble det minste lasersystemet i dette showet med en effekt på 3 kW presentert i en fjernstyrt våpenstasjon montert på tårnet til en modernisert Leopard 2 -tank. IED). Ifølge Rheinmetall venter markedet for øyeblikket på lasersystemer i klasse 1. Maksimal effekt er ikke et problem her, flere systemer kan kombineres i et modulkonsept, for eksempel kan to 50 kW eller tre 30 kW emittere installeres for å oppnå høyere effektnivåer …
Selskapet jobber også med teknologier som delvis kan kompensere for værpåvirkning på bjelken. En høy effekt på omtrent 100 kW vurderes for oppgavene med å bekjempe missiler, artilleriskjell og mørtelrunder, samt for å blende optoelektroniske systemer på betydelige områder. For den andre oppgaven antas det at en justerbar effekt er ønskelig, og sparer dermed energi for gjentatt "avfyring". Rheinmetall jobber tett med den tyske Bundeswehr om et program for å utvikle et nytt laseranlegg med høy energi.
Storbritannia prøver også
I januar 2017 kunngjorde det britiske forsvarsdepartementet at det hadde signert en avtale om å utvikle et demonstrasjonslaservåpen med en spesialopprettet industrigruppe kjent som Dragonfire. Dragonfire -gruppen, ledet av MBDA, ble dannet ut fra forståelsen om at ingen bedrifter uavhengig kan utføre programmet Defense Science and Technology Laboratory (DSTL). Dermed samler denne løsningen den beste praksisen i den britiske industrien: MBDA vil tilby sin ekspertise innen hovedvåpensystemet, avansert våpenkontrollsystem, bildesystemer og koordinere innsatsen med QinetiQ (laserkildeforskning og teknologidemonstrasjon), Selex / Leonardo (moderne optikk, målbetegnelse og målsporingssystemer), GKN (innovative energilagringsteknologier), BAE Systems og Marshall Land Systems (integrasjon av sjø- og landplattformer) og Arke (vedlikehold gjennom hele levetiden). Demonstrasjonstester planlagt for 2019 vil vise at laservåpen er i stand til å håndtere typiske mål på avstand, både på land og til sjøs.
Kontrakten til en verdi av 35 millioner euro vil tillate denne industrigruppen å bruke forskjellige teknologier og teste systemets evner til å oppdage, spore og nøytralisere mål på forskjellige avstander, i endrede værforhold, på vann og land. Målet er å gi Storbritannia betydelige evner innen laserenes våpensystemer med høy energi. Dette vil legge grunnlaget for den operasjonelle fordelen teknologien gir, samt gratis eksport av slike systemer til støtte for velstandsprogrammet beskrevet i Storbritannias strategiske gjennomgang 2015 for forsvar og sikkerhet. For 2019, med tap av typiske mål på land og til sjøs. Demonstrasjonene vil omfatte innledende planlegging av et kampoppdrag og måldeteksjon, overføring av en laserstråle til en kontrollenhet, dens veiledning og sporing, en vurdering av graden av kampskader, samt en demonstrasjon av muligheten for å flytte til neste syklus. Prosjektet vil ikke bare hjelpe til med å bestemme programmets fremtid, men vil også hjelpe DSTL med å etablere en igangkjøringsplan som, hvis den blir vellykket testet, projiseres rundt midten av 2020-årene. I tillegg til Dragonfire -programmet, implementerer det britiske DSTL Laboratory et tilleggsprogram for å teste effekten av laservåpen på sannsynlige mål av forskjellige typer; de første testene ble utført på et 82 mm mørtel.
Tyskland igjen
Den europeiske missilprodusenten, MBDA, samarbeider aktivt med den tyske regjeringen og militæret om laservåpen. Fra en prototypeteknologidemonstrasjon i 2010, var hun banebrytende for en enkelt 5 kW stråle og koblet deretter mekanisk sammen de to for å produsere en 10 kW stråle. I 2012 ble et nytt laboratorieanlegg utstyrt med fire lasere på 10 kW for å utføre eksperimenter for å fange opp missiler, artilleriskjell og mørtelammunisjon. Tester ble utført i slutten av 2012, ingeniører prøvde å integrere denne installasjonen i flere containere i en serie tester i Alpene, men det var definitivt vanskelig å kalle dette systemet for mobil. Dermed var det neste trinnet å utvikle en prototype som enkelt kan distribueres i feltet. I 2014-2016 jobbet forskere og ingeniører hardt med det på Schrobenhausen-teststedet, noe som resulterte i de første forsøkene med det nye systemet, som ble utført i oktober i fjor.
Testene ble utført på Putlos treningsbase i Østersjøen, og fremfor alt var de rettet mot å teste veilednings- og strålekorreksjonssystemet med simulerte treffmål på forskjellige avstander; for dette ble et quadcopter brukt som et luftmål. Valget av dette teststedet var først og fremst forbundet med sikkerhetshensyn, så vel som at flåtene for tiden er mest aktivt engasjert i utviklingen av laservåpeninstallasjoner. Den nye demoen ble installert i en 20ft ISO -beholder; årsaken til dette er å redusere kostnadene, siden det i dette tilfellet ikke krevde mye integreringsarbeid, i motsetning til å installere systemet på en militær plattform. I dette tilfellet opptar ikke lasersystemet hele volumet inne i beholderen. Et annet kostnadsbesparende tiltak var beslutningen om ikke å integrere strømforsyningen i selve pilotanlegget, selv om det tilgjengelige overflødige volumet ville gjøre det mulig å gjøre det om nødvendig. Det ekstra volumet kan også gjøre det mulig å legge til en mekanisme for å senke toppen av laserstyringsenheten inn i det indre av transportbeholderen. Alle disse løsningene kan implementeres i systemet som allerede er i bruk. MBDA Tyskland venter for tiden på neste fase av testing, som skal teste hele systemet, inkludert generering av en kraftig laserstråle. Dette bør skje i slutten av 2017-begynnelsen av 2018.
Den nye demonstrasjonsenheten er basert på et strålegenereringssystem og en styreenhet, de to enhetene er mekanisk atskilt fra hverandre. Den nåværende kilden er en 10 kW fiberlaser innebygd i beholderen sammen med alt utstyr, datamaskiner og varmefjerningssystem, etc. Laserstrålen projiseres gjennom en fiberoptikk inn i en styreenhet. Erfaringen fra MBDA ble allerede brukt her. Noen deler har imidlertid blitt utviklet spesielt for dette lasersystemet, noe som forbedrer nøyaktigheten, vinkelhastigheten og akselerasjonen betydelig sammenlignet med standardsystemer. Å skille de to elementene gir også mulighet for 360 ° kontinuerlig azimutdekning, mens høydevinklene varierer fra + 90 ° til -90 °, og dekker dermed en sektor på mer enn 180 °. For å optimalisere strålesiktingsenheten er et teleskopisk optisk system også integrert i den. Akselerasjon og girhastighet er nøkkelen når du arbeider med svært manøvrerbare mål som mikro- og mini UAV, og når det gjelder å avvise massive angrep. En annen nøkkelfaktor er makt, for jo høyere effekt, desto mindre tid tar det å ødelegge / nøytralisere målet. I denne forbindelse har utviklerne forsøkt å sikre at det nye eksperimentelle oppsettet kan godta forskjellige laserkilder, som, når de kombineres, kan øke utgangseffekten. I tillegg vil avkoblingen av lasergeneratoren og styreenheten i fremtiden tillate nye typer lasergeneratorer med høyere energitetthet, noe som gjør det mulig å pakke mer strøm i en mindre modul. MBDA Tyskland følger nøye med på utviklingen av energiforsyninger, ettersom strålekvalitet fortsatt er en nøkkelfaktor. Som med det forrige laboratorieoppsettet, ble det bare brukt speil som lett kan håndtere mer strøm enn linser, sistnevnte ble fjernet fra systemet på grunn av termiske problemer. Styringsenheten tåler dermed en effekt på mer enn 50 kW. Selv om den teoretiske grensen på 120-150 kW virker ganske realistisk.
MBDA Tyskland mener at anti-UAV-systemet bør ha en utgangseffekt på 20 til 50 kW; den samme mengden energi er nødvendig for å bekjempe hurtigbåter, det foretrukne målet for flåten. Selskapet har investert stort i sporingsteknologi for å håndtere droner med en startvekt på mindre enn 50 kg. Når det gjelder avlytting av missiler, artilleriskjell og morterammunisjon, som opprinnelig ble ansett som en av hovedoppgavene til laserinstallasjoner, innså kundene at utviklingen av slike systemer basert på lasere fortsatt er ganske problematisk for øyeblikket. Som et resultat har prioritetene til det meste av militæret endret seg. Det nye systemet som testes er på beredskapsnivået TRL -5 (Technology Demonstrator) - "teknologi bevist i riktig miljø". For å få en fullverdig prototype må systemet raffineres i retning av tilpasningsevne til drift under ugunstige forhold, mens noen kommersielle komponenter på hyllen må kvalifiseres for militære oppgaver.
MBDA Tyskland utvikler for tiden et program for den neste serien med tester som skal fullføres i slutten av dette året eller begynnelsen av neste år; dette arbeidet utføres i nær kontakt med Bundeswehr, som delvis finansierer dette programmet. Det er på tide at en faktisk kontrakt utvikler et brukbart, batch-klart system som ikke bare gir finansiering, men også definerer klare krav. MBDA Tyskland tror at systemet vil være klart på begynnelsen av 2020 -tallet ved mottak av en slik kontrakt.
Utenfor Europa
Mange lasersystemer er utviklet i USA. I 2014 ble lasersystemet installert på USS Ponce, stasjonert i Persiabukta, testet. 33 kW LaWS (Laser Weapon System) lasersystem utviklet av Kratos skjøt vellykket mot små båter og droner. Lockheed Martin utviklet sitt ADAM (Area Defense Anti-Munitions) system i samme periode, dette prototypen laservåpen ble designet for å kjempe på nært hold med hjemmelagde missiler, droner og båter. Han demonstrerte sin evne til å spore mål på avstander på mer enn 5 km og ødelegge dem på avstander på opptil 2 km. På slutten av 2015 presenterte Lockheed sin nye Athena 30 kW -enhet basert på ADAM -teknologi. Lite er kjent om russiske laservåpenprogrammer. I januar 2017 kunngjorde viseforsvarsminister Yuri Borisov at landet driver med utvikling av laser og andre høyteknologiske våpen og at russiske forskere har gjort et betydelig gjennombrudd innen laserteknologi. Og ingen flere detaljer …
