Fram till nyligen var laserns roll i stor utsträckning begränsad till att tillhandahålla avstånds- och belysningsdata, markering och markering av mål för halvaktiv homing eller kurskorrigering av strålstyrda missiler. Dessutom används lasrar framgångsrikt som blindningsanordningar, i ett antal applikationer med fjärrsäkringar, liksom i system för kontrollerade motåtgärder av infraröda vapen mot infrarödstyrda missiler.
Skydd från lasrar kan tillhandahållas av sensorer som kan upptäcka, identifiera och bestämma källans placering, innebär att det hindrar observation och därmed förhindrar insamling av information och slutligen filter som förhindrar skador på optiska system, inklusive det mänskliga ögat. För närvarande är lasersystem med hög effekt eller högenergilasrar (engelska, HEL-High Energy Laser), som kan förstöra mål som små drönare och projektiler, och skadar större system, på väg att massiva operativa utplaceringar, och utvecklare och planeringsstrukturer är det redan värt att tänka noga på hur man kan motverka dem.
Utan tvekan genomför USA de flesta laserprogrammen, men Ryssland, Kina, Tyskland, Israel och Storbritannien arbetar också med liknande system, och enligt Congressional Intelligence Service är det osannolikt att USA har en klar fördel här.
Marina system
I de tidiga stadierna kommer det mesta av den operativa användningen av lasrar ombord på krigsfartyg sannolikt att reduceras till kampen mot drönare, obemannade båtar och snabba stridsbåtar, vilket kräver relativt låga kraftsystem. Att skjuta ner missfartygsmissiler och till och med flygplan kommer att kräva kraftfullare vapen av 150 kW-klassen.
US Navy, den mest entusiastiska förespråkaren för denna teknik, finansierar flera laservapensystem under ett stort SNLWS -program (Surface Navy Laser Weapon System). I mars 2018 fick Lockheed Martin ett kontrakt för det första systemet, eller fas ett. Under detta kontrakt på 150 miljoner dollar kommer det att designa, tillverka och leverera två lasrar med hög energi och integrerad optisk bländare med övervakning (HELIOS), en för installation på en förstörare i Arleigh Burke-klass och en för testning. På stranden. Kontraktet innehåller också en option för ytterligare 14 HELIOS -system. Efter att testerna har slutförts kommer dessa alternativ att öka kontraktets värde till cirka 943 miljoner dollar.
"HELIOS-programmet är det första i sitt slag som integrerar laservapen, långdistansspaning och övervakning och antidrönefunktioner för att dramatiskt öka lägesmedvetenheten och lagrade försvarsalternativ tillgängliga för den amerikanska flottan", säger en talesman för Office of Vapensystem. Och sensorer.
HELIOS-programmet innehåller en 60 kW fiberoptisk laser för att bekämpa UAV: er och små båtar, ett långdistansspanings- och övervakningssensorsystem integrerat med fartygets Aegis-stridskontrollsystem och en lågeffektsblindande laser för att störa övervakningssystemen för fiendens drönare. Huvudlasern har enligt uppgift en tillväxtpotential på upp till 150 kW.
Som en del av den första fasen ska Lockheed Martin leverera två HELIOS-system för testning 2020, ett för installation på en förstörare av Arleigh Burke-klass och ett för landtestning på White Sands.
Bländande ODIN
Det andra systemet är en lågeffektiv laserinstallation ODIN (Optical Dazzling Interdictor, Navy - optisk blindningsanordning för marinen), utformad för att blinda och inaktivera UAV -sensorer. Enligt den amerikanska flottan inkluderar huvudkomponenterna i ODIN-systemet en strålriktningsanordning, som i sin tur inkluderar ett teleskopiskt undersystem och lågresponsspeglar, två lasersändare och en uppsättning sensorer för grov och exakt inriktning och, som i HELIOS, för spaning och observation.
Det tredje systemet, känt som SSL-TM (Solid-State Laser-Technology Maturation), är en mer kraftfull utveckling av programmet Laser Weapon System (LaWS), enligt vilket en 30-kW laser installerades för utvärdering vid landningsfartyget San Antiono. År 2015 valdes Northrop Grumman som en del av SSL-TM -programmet för att utveckla ett 150 kW vapen som kommer att installeras på ett fartyg i San Antonio-klass under 2019.
Nuvarande planer inkluderar utveckling av teknik för att stödja den andra fasen av SNLWS och vidareutvecklingen av HELIOS -delprogrammet. Den tredje fasen av SNLWS -projektet är också planerad, med laservapnens kraft ytterligare ökad.
Ett fjärde system, betecknat RHEL (Ruggedised High Energy Laser), är också under förberedelse. Den initiala effekten är också 150 kW, men den kommer att implementera en annan arkitektur som kan hantera mer kraft i framtiden. US Navy planerar att spendera cirka 300 miljoner dollar 2019 på dessa vapensystem.
Experimentella fordonssystem
Prototypen av Lockheed Martin Athenas bärbara marklaser har bevisat sin förmåga att skjuta ner små drönare. Företaget publicerade en video där lasern skjuter ner fem drönare i rad, varje gång med sikte på fordonens vertikala svans.
När du fångar en UAV eller en liten båt, ser operatören visuellt till att objektet är fienden och väljer med hjälp av en korrekt infraröd sensor riktningspunkten. Enligt företaget, för snabba mål, till exempel missiler och gruvor, fungerar Athena-systemet självständigt utan en operatör i kontrollslingan. Även om Athena fortfarande är en prototyp, hävdar företaget att den härdade versionen kommer att vara lämplig för stridsanvändning.
Systemet använder en 30 kW ALADIN (Accelerated Laser Demonstration Initiative) fiberlaser utvecklad av Lockheed Martin. I ALADIN -systemet fungerar flera lasermoduler tillsammans, denna konfiguration gör det relativt enkelt att skala vapnets kraft till högre värden.
Ett annat system, den här gången som utvecklats för den amerikanska armén, fungerade bra i övningen Maneuver Fires Integrated Experiments (MFIX) som hölls i början av 2018. Detta vapensystem fick beteckningen MEHEL (Mobile Experimental High Energy Laser). Det är ett 5 kW Boeing lasersystem installerat på ett Stryker 8x8 pansarfordon. MEHEL-systemet har bevisat sin förmåga att skjuta ner små helikoptrar och flygplanstypiga drönare ovanför och under horisonten under MFIX-övningen, samt framgångsrikt engagera markmål.
Den amerikanska arméns MEHEL laservapensystem är utformat för att monteras på en stridsplattform. Den använder en kommersiell fiberlaser med potential att generera 10 kW effekt. Den styrs med hjälp av strålstyrningssystem, bestående av ett teleskopiskt optiskt system med en bländare på 10 cm och ett stabiliserat styrsystem med hög precision och spårning. Målförvärv och spårning tillhandahålls av infraröda kameror med breda och smala synfält och ett Ku -band -radar.
I augusti 2014 började Raytheon och US Marine Corps (ILC) testa HEL-systemet för installation på Corps små taktiska fordon för att bekämpa lågflygande drönare och liknande mål som en del av programmet Directed Energy On-the-Move Future Naval Capabilities. Tillbaka 2010 lyckades en prototyp av systemet i demonstrationstester skjuta ner fyra drönare.
Enligt Raytheon är huvudtekniken i ett så kompakt vapen en plan vågledare (PWG). "Med hjälp av en enda PWG, liknande i storlek och form som en 50 cm linjal, genererar högenergilasrar tillräckligt med kraft för att effektivt kunna koppla in små flygplan."
På kort sikt är det möjligt att sätta in en sådan plattform i form av ett lovande markbaserat luftförsvarssystem GBADS FWS (Ground Based Air Defense, Future Weapon System), som utvecklas av ILC. Den radarstyrda lasern monterad på det pansarvagnen JLTV (Joint Light Tactical Vehicle) kan komplettera det elektroniska krigföringssystemet och Stinger-missiler.
Det tyska företaget Rheinmetall har gjort mycket arbete med utvecklingen av ett antal laservapensystem och operativa koncept för markbaserat luftförsvar, långsamma och lågflygande mål, avlyssning av ostyrda missiler, artilleriskal och gruvor, neutralisering av sprängämnen och skalbara icke-dödliga effekter på ett antal hot från operationsområden med lasrar med en kapacitet på 10, 20, 20 och 50 kW installerade för demonstrationsändamål på fordon, inklusive bandvagnar och lastbilar.
Företaget har lagt mycket arbete på att integrera lasrar i sina välkända luftförsvarssystem, samtidigt som de betonar att de åtminstone på kort och medellång sikt hellre kommer att komplettera vapen och missiler än att ersätta dem. En av de viktigaste utvecklingen på Rheinmetall är strålinriktning. Denna teknik gör att flera lasers energi kan koncentreras till ett mål, vilket gör det möjligt för hela systemet att fokusera på de mest hotfulla murbruk, missiler, kryssningsmissiler eller attackflygplan och sedan gå vidare till nästa mål; dessa förmågor demonstrerades för allmänheten 2013. Ett fullt fungerande HEL -system kan utvecklas under de kommande tio åren.
Israel investerar också kraftigt i denna teknik. Rafael Advanced Defense Systems har utvecklat en prototyp HEL som kallas Iron Beam, som använder en 10 kW fiberlaser men är utbyggbar till "hundratals kW" för att bekämpa UAV: er och kortdistansmissiler och gruvor. Enligt företaget består Iron Beam -systemet av två laserinstallationer på två olika lastbilar för att fånga upp en missil, och det noteras att flera strålar kan användas på större mål. Meddelandet indikerar att systemet kan vara klart till 2020.
Det mindre Drone Dome -systemet är utformat för att upptäcka och inaktivera små drönare genom RF -störning; den kan också innehålla en 5 kW laser som kan skjuta ner liknande mål i avstånd på upp till 2 km.
Kinesiska och ryska lasrar
Kina utvecklar aktivt mobila system på lastbilar och taktiska plattformar. Kinesiska företag, inklusive Poly Technologies med sina Silent Hunter och Guorong-I, är ivriga att visa dem på mässor och lägga upp testvideor till nätverket. Till exempel visades en video där Guorong-I-systemet bränner en testplatta som bärs av en liten quadcopter, möjligen från DJI Phantom-linjen, och sedan slår ner själva drönaren.
Man tror att Kina också arbetar med större fartygssystem, möjligen installerade på den nya kryssaren Tour 055.
Den ryska militären säger att de redan har laservapen i tjänst. Jurij Borisov, för närvarande vice premiärminister i Ryska federationen, förklarade redan 2016 att dessa inte var experimentella modeller, utan militära vapen.
Det antas att Ryssland utvecklar ett antal lasersystem och andra riktade energivapen, lasersystem för försvar mot flygplan. Enligt rapporter är det planerat att installera en laser med högre effekt på sjätte generationens stridsflygplan, som enligt experter inte kommer att tas i bruk förrän på 2030 -talet.
Luftapplikationer
Även om fartyg till sin natur blev de första mobila plattformarna för installation av kraftfulla laservapen, eftersom de kunde ta en stor massa och ge den nödvändiga mängden elektricitet, blev processen med praktisk penetrering av lasersystem till området för taktisk luftfart har nu börjat.
Sommaren 2017 genomfördes de första testerna av en fullt integrerad högenergilaser, under vilken ett markmål brändes av en Apache-helikopter av en Raytheon-designad enhet. I en serie testkapningar som genomfördes av Raytheon och den amerikanska armén i samarbete med White Sands Special Operations Command, har helikoptern enligt uppgift träffat mål från olika höjder med olika hastigheter, i olika flyglägen och med en lutande räckvidd på 1,4 km.
För att ge målinformation, förbättra lägesmedvetenhet och strålkontroll har Raytheon anpassat en version av sin optoelektroniska station MTS (Multispectral Targeting System).
En viktig del av testerna var att avgöra hur väl tekniken tål yttre påverkan, inklusive vibrationer, strålar och damm från huvudrotorn, för att ta hänsyn till detta när man utvecklar avancerade vapen.
Jetlasrar
Det amerikanska flygvapnet undersöker möjligheten att använda HEL-teknik för att skydda taktiska flygplan från luft-till-luft eller luft-till-luft-missiler som en del av Shield-programmet (Self-protect High Energy Laser Demonstrator), i samband med vilket i I november 2017 tilldelade US Air Force Research Laboratory Lockheed Martin ett kontrakt för ett containersystem som ska testas på en jetfighter år 2021. Ett av designmålen är att montera en fiberkilaser med flera kilowatt i ett begränsat tillgängligt utrymme. Arbetet är inriktat på tre delsystem. Den första fick beteckningen STRAFE (SHiELD Turret Research in Aero Effects) och är ett balkstyrsystem; det andra delsystemet LPRD (Laser Pod Research & Development) är en behållare som rymmer laser, strömförsörjning och kylsystem; och den tredje är själva LANCE (Laser Advancements for Next-generation Compact Environments) laserinstallation.
Brittiskt Dragonfire
Om allt går enligt planerna kommer 2019 att se de första prövningarna av Dragonfre, en HEL-prototyp som utvecklats för den brittiska regeringen av ett konsortium under ledning av MBDA som inkluderar Oinetiq, Leonardo-Finmeccanica och flera brittiska företag, inklusive GKN, Arke, BAE Systems. och Marshall AOG. Den planerade demonstrationen bör innehålla en hel cykel av tester på land och havsområden, från målförvärv till förstörelse.
Vapensystemet kommer att baseras på en skalbar fiberlaserarkitektur med koherent strålteknik och ett motsvarande fasstyrsystem. Enligt företaget QinetiQ tillåter denna teknik dig att skapa en källa för laser med hög precision som kan riktas mot ett rörligt mål och generera en hög energitäthet på den trots atmosfärisk turbulens, vilket gör det möjligt att minska träfftiden och öka räckvidd. Dragonfres skalbara arkitektur gör att antalet laserkanaler kan ökas så att de resulterande varianterna kan anpassas för att hantera en mängd olika kretsar och integreras i en mängd olika marina-, land- och luftplattformar.
Lätt teknikskydd
Lasrar som vapen har positiva och negativa sidor. Strålen färdas med ljusets hastighet, så det finns inga signifikanta flygtidskomplikationer som påverkar riktningsprocessen negativt. Om spårningssystemet för vapenkomplexet kan hållas på målet, kan det rikta laserstrålen mot det och hålla det under erforderlig tid. Att hålla strålen på målet är mycket viktigt, eftersom systemet i många fall kan ta lite tid att värma upp målet och utöva önskad effekt. I det här fallet får målet en chans att "känna" attacken och använda lämpliga motåtgärder. Problem skapas också av själva atmosfären, eftersom fenomen som hindrar strålens passage, inklusive vattenånga, nederbörd, damm, liksom själva luften (till exempel ett fenomen som dis), har olika absorberande och brytande effekter vid olika våglängder, vilket påverkar laserns effektiva räckvidd negativt och dess förmåga att koncentrera energi på målet.
Naturligtvis letar den amerikanska militären efter sätt att skydda sina tillgångar från lasrar och andra riktade energivapen. Naval Research Directorate genomför ett stort program för att motverka riktade energivapen. Den undersöker möjliga teknikbaserade motåtgärder som kan bli tillgängliga för att bekämpa sådana hot mellan 2020 och 2025, inklusive material och olika typer av slöjor.
Skyddande material kan till exempel inkludera reflekterande och ablativa eller destruktiva beläggningar. Nedbrytbara beläggningar, vanligtvis baserade på polymerer och metaller, används vanligtvis i rymdbaserade fasta drivmedel och återinträdesfordon. Gardiner eller hinder brukar använda vatten eller rök för att sprida laserstrålen och minska mängden energi som når målet.
Andra motåtgärder börjar dyka upp, som enligt principen om aktiv störning stör störning av lasersystemet och hindrar det från att hålla strålen på målet, till exempel användning av lasrar ombord på den skyddade plattformen. Denna riktning hanterades, enligt viss information, av Adsys Controls. Företaget beskriver dock för närvarande sitt Helios -system som ett "passivt riktat energivapensystem", men utan att uttryckligen nämna lasrar. Enligt Adsys. Helios, ett sensorkit installerat på stora drönare, ger en fullständig analys av den inkommande strålen, inklusive dess plats och intensitet. "Med den här informationen fastnar det passivt i fienden, skyddar fordonet och dess nyttolast."
Information om medlen för att motverka laservapen skyddas noggrant, men en sak är klar: en ny teknisk kamp om inflytande och motverkan har börjat.