Det vanligaste sättet att neutralisera eller förstöra något system är att koncentrera tillräckligt med energi på det … Och detta kan göras på olika sätt. Fram till nu, på det militära området, var den vanligaste den fysiska påverkan av en projektil, vars energi och mekaniska egenskaper garanterade skador som var tillräckliga för att förstöra eller oförmåga målet eller avsevärt minska dess stridsförmåga
En av nackdelarna med detta tillvägagångssätt är att för att träffa ett rörligt mål är det nödvändigt att uppskatta mängden bly som krävs för att möta projektilen med målet, eftersom en viss tid kommer att gå från skottets ögonblick till målet slå, beroende på initial hastighet och distans. Men att ha ett vapen som faktiskt har noll flygtid är en soldats dröm.
Detta vapen finns dock redan och namnet är LASER (förkortning för ljusförstärkning genom stimulerad strålning) - en metod för att koncentrera energi på ett mål på grund av en ljusstråle som färdas ett avstånd till det med "ljusets hastighet" ". Således är problemet med förväntan i detta fall inte längre initialt närvarande.
Eftersom det inte finns något perfekt system finns det flera problem som måste åtgärdas för att kunna använda "lasern" som ett vapen. Mängden energi som finns kvar på målet är proportionell mot laserstrålningens effekt och den tid som strålen bibehålls på målet. Således blir målspårning det största problemet. Systemets kraft ger också sina egna problem, direkt relaterade till storlek och strömförbrukning, eftersom militären i regel behöver mobila system, det vill säga dessa "laserinstallationer" måste integreras i plattformen. Extremt högeffektiva laservapen med låg strömförbrukning och begränsad storlek förblir en dröm, åtminstone för tillfället.
Samtidigt utfördes LFEX -experimentet (Laser for Fast Ignition Experiment) i Japan för ett par år sedan. En stråle med en effekt på två petawatt, med andra ord, en kvadriljion (1015) watt aktiverades en ultrakort tidsperiod, en pikosekund (1012 sekunder). Enligt japanska forskare var energin som krävs för denna aktivering ekvivalent med den energi som krävs för att driva mikrovågsugnen i två sekunder. Vid det här laget skulle det vara bra att skrika "Eureka!" Eftersom alla problem verkar vara lösta. Men det var inte där, besväret smög sig hit från sidan av storleken, för att för att uppnå en effekt på 2 petawatt behöver LFEX -systemet ett 100 meter långt fodral. Således försöker många lasersystemföretag att lösa ekvationen energi-storlek på olika sätt. Som ett resultat dyker allt fler vapensystem upp, medan det psykologiska motståndet mot denna nya kategori militära vapen verkar minska.
Tyskland på jobbet
I Europa arbetar två huvudgrupper, med Rheinmetall och MBDA i spetsen, på högenergi-HEL-lasrar (High Energy Laser) som betraktar dem som defensiva och offensiva vapen. Hösten 2013 höll det tyska teamet en omfattande demonstration på deras schweiziska testplats i Ochsenboden, där högenergilasrar installerades på olika typer av plattformar. Mobile HEL Effector Track V klass 5 kW installerades på M113 pansarbärare, Mobile HEL Effector Wheel XX klass 20 kW på universalpansarfordonet GTK Boxer 8x8, och slutligen installerades Mobile HEL Effector Container L klass 50 kW i förstärkt Drehtainer -behållare på chassit på Tatra 8x8 -lastbilen.
Av särskild uppmärksamhet är den 30 kW stationära laservapendemonstratorn installerad på Skyshield-pistoltornet och har visat förmågan att avvisa flera attacker från objekt av RAM-typ (ostyrda missiler, artilleri och murbruk) och drönare. Hjulplattformen har visat sin förmåga att neutralisera UAV på ett avstånd av upp till 1500 meter, och användes också för att detonera en patron i ett patronbälte för "teknisk" fastkörning av ett storkaliber maskingevär. Om vi pratar om det spårade systemet, så användes det för att neutralisera IED och rensa hinder, till exempel att bränna taggtråd från en lång sträcka. Ett kraftfullare system i en container användes för att störa driften av optoelektroniska system på ett avstånd av upp till 2 km.
Samtidigt kunde den stationära torninstallationen bränna ut en 82 mm mortelrunda på en kilometers avstånd och hålla strålen på målet i 4 sekunder. Vidare träffade installationen 90% av stålkulorna med sprängämnen och imiterade 82 mm mortelrundor, som avfyrades i ett skur efter varandra. Installationen tog också emot eskort och förstörde tre jet UAV. Rheinmetall fortsatte att utveckla riktade energisystem och presenterade flera nya system och enheter vid IDEX 2017. Enligt experter från Rheinmetall har ett betydande antal laservapensystem kommit in på marknaden under de senaste fem åren. Beroende på plattformen liknar den militära specifikationstestmetoden mycket den som används för optokopplingssystem. "När det gäller marksystem tror vi att vi befinner oss i stadiet av TRL 5-6 (teknikdemonstrationsprov)", noterade experterna och betonade att ytterligare ansträngningar bör riktas mot vikt och storlek och energiförbrukningsegenskaper, och de största arbetet är relaterat till säkerhetssystem. Situationen förändras dock ganska snabbt och "under de senaste åtta åren har vi gjort vad som har gjorts inom området gevär under de senaste 600 åren", anser företaget. Förutom landapplikationer arbetar Rheinmetall också med marina system. 2015 testades laservapen ombord på ett avvecklat fartyg; detta är de första testerna av en laser i Europa som en del av skepp-till-land-uppdrag.
I konceptet "Below Patriot" ("Below the Patriot complex", en lösning för att neutralisera militära tillgångar som inte kan stoppas av större luftförsvarssystem baserade på missilsystem), integrerar Rheinmetall, förutom missiler och vapen, en laser installerad i Skyshield -tornet. Denna anpassningsbara 30 kW laser används för att motverka UAV och är särskilt effektiv mot massiva attacker. Man tror att en 20 kW stråle är tillräcklig för användning på sådana flygplan, särskilt ljusa, vilket kan utgöra det största hotet under konceptet "Below Patriot". Smältprocessen sker på avstånd, medan elektroniska kretsar i drönaren är inaktiverade eller katastrofala skador på materialet uppstår. Den nödvändiga noggrannheten är 3 cm på ett avstånd av en kilometer, vilket enligt Rheinmetall är uppnåeligt; den förutspår antagandet av en klass 1 -installation inom två till tre år.
Ett 10-kW laserfäste installerades ovanpå det nya Sea Snake-27 stabiliserade skeppsburna fäste. Rheinmetall har föreslagit en praktisk tillämpning för en sådan laser - att skära igenom radarmaster eller fiendens radioantenner - ungefär som laserekvivalenten till ett varningsskott från en kanon. En liknande laser presenterades också på en prototyp av ett ultralätt fjärrstyrt torn helt och hållet av kolfiber, som bara väger 80 kg med ställdon och optik och har en lastkapacitet på 150 kg. Sist men inte minst presenterades det minsta lasersystemet i denna show med en effekt på 3 kW i en fjärrstyrd vapenstation monterad på tornet på en moderniserad Leopard 2 -tank. IED). Enligt Rheinmetall väntar marknaden för närvarande på lasersystem i klass 1. Maximal effekt är inte ett problem här, ytterligare system kan kombineras i ett modulkoncept, till exempel kan två 50 kW eller tre 30 kW emitter installeras för att uppnå högre effektnivåer …
Företaget arbetar också med teknik som delvis kan kompensera för väderpåverkan på strålen. En hög effekt på cirka 100 kW övervägs för uppgiften att bekämpa missiler, artilleriskal och mortelrundor, såväl som för blindning av optoelektroniska system vid betydande avstånd. För den andra uppgiften tror man att en justerbar effekt är önskvärd, vilket sparar energi för upprepad "avfyrning". Rheinmetall har ett nära samarbete med tyska Bundeswehr om ett program för att utveckla en ny högenergilaseranläggning.
Storbritannien försöker också
I januari 2017 meddelade det brittiska försvarsdepartementet att det hade tecknat ett avtal om att utveckla ett demonstrationslaservapen med en speciellt skapad industrigrupp som kallas Dragonfire. Dragonfire -gruppen, ledd av MBDA, bildades utifrån förståelsen att inget företag självständigt kan genomföra programmet Defence Science and Technology Laboratory (DSTL). Således sammanför denna lösning den bästa praxisen i den brittiska industrin: MBDA kommer att tillhandahålla sin expertis inom huvudvapensystemet, avancerade vapenkontrollsystem, bildsystem och samordna sina ansträngningar med QinetiQ (laserkällforskning och teknologidemonstration), Selex / Leonardo (modern optik, målbeteckning och målspårningssystem), GKN (innovativ energilagringsteknik), BAE Systems och Marshall Land Systems (integration av havs- och landplattformar) och Arke (underhåll under hela livslängden). Demonstrationstester planerade för 2019 visar att laservapen kan hantera typiska mål på avstånd, både på land och till sjöss.
Kontraktet värt 35 miljoner euro gör det möjligt för denna industrikoncern att använda olika tekniker och testa systemets förmåga att upptäcka, spåra och neutralisera mål på olika avstånd, i förändrade väderförhållanden, på vatten och mark. Målet är att förse Storbritannien med betydande kapacitet inom högenergilaservapensystem. Detta kommer att lägga grunden för den operativa fördel som tekniken ger, samt fri export av sådana system till stöd för välståndsprogrammet som beskrivs i Storbritanniens strategiska översyn 2015 för försvar och säkerhet. För 2019, med nederlag för typiska mål på land och till sjöss. Demonstrationerna kommer att omfatta inledande planering av ett stridsuppdrag och måldetektering, överföring av en laserstråle till en kontrollenhet, dess vägledning och spårning, en bedömning av graden av stridsskador, samt en demonstration av möjligheten att gå vidare till nästa cykel. Projektet kommer inte bara att hjälpa till att bestämma programmets framtid, utan det kommer också att hjälpa DSTL att upprätta en idrifttagningsplan som, om den framgångsrikt testas, projiceras runt mitten av 2020-talet. Förutom Dragonfire -programmet genomför det brittiska DSTL Laboratory ett ytterligare program för att testa laservapenens inverkan på troliga mål av olika slag; de första testerna utfördes på ett 82 mm murbruk.
Tyskland igen
Den europeiska missiltillverkaren, MBDA, samarbetar aktivt med den tyska regeringen och militären om laservapen. Började med en prototypteknologisk demonstration 2010, var hon pionjär för en enda 5 kW -stråle och kopplade sedan mekaniskt ihop de två för att producera en 10 kW -stråle. År 2012 utrustades en ny laboratorieanläggning med fyra lasrar på 10 kW för att genomföra experiment för att avlyssna missiler, artilleri och munter. Tester utfördes i slutet av 2012, ingenjörer försökte integrera denna installation i flera behållare i en serie tester i Alperna, men det var definitivt svårt att kalla detta system för mobil. Således var nästa steg att utveckla en prototyp som enkelt kan användas i fältet. Under 2014-2016 arbetade forskare och ingenjörer hårt med det på testplatsen Schrobenhausen, vilket resulterade i de första experimenten med det nya systemet, som genomfördes i oktober förra året.
Testerna utfördes på Putlos träningsbas i Östersjön och framför allt syftade de till att testa vägledning och strålkorrigeringssystem med simulerade träffmål på olika avstånd; för detta användes en quadcopter som ett luftmål. Valet av denna testplats var först och främst förknippat med säkerhetshänsyn, liksom med att flottorna för närvarande är mest aktivt engagerade i utvecklingen av laservapeninstallationer. Den nya demon installerades i en 20ft ISO -behållare; anledningen till detta är att minska kostnaderna, eftersom det i detta fall inte krävde mycket integrationsarbete, i motsats till att installera systemet på en militär plattform. I detta fall upptar inte lasersystemet hela volymen inuti behållaren. En annan kostnadsbesparande åtgärd var beslutet att inte integrera strömförsörjningen i själva pilotanläggningen, även om den tillgängliga överflödiga volymen skulle göra det möjligt att göra det vid behov. Den extra volymen kan också göra det möjligt att lägga till en mekanism för att sänka toppen av laserguidenheten in i transportbehållarens insida. Alla dessa lösningar kan implementeras i systemet som redan används. MBDA Tyskland väntar för närvarande på nästa testfas, som kommer att testa hela systemet, inklusive generering av en kraftfull laserstråle. Detta bör ske i slutet av 2017-början av 2018.
Den nya demonstrationsenheten är baserad på ett strålgenererande system och en styranordning, de två enheterna är mekaniskt separerade från varandra. Den nuvarande källan är en 10 kW fiberlaser inbyggd i behållaren tillsammans med all utrustning, datorer och värmeborttagningssystem etc. Laserstrålen projiceras genom en fiberoptik in i en styranordning. De erfarenheter som redan gjorts av MBDA användes här. Vissa delar har emellertid utvecklats specifikt för detta lasersystem, vilket avsevärt förbättrar noggrannhet, vinkelhastighet och acceleration jämfört med standardsystem. Att separera de två elementen möjliggör också 360 ° kontinuerlig azimut -täckning, medan höjdvinklarna sträcker sig från + 90 ° till -90 °, vilket täcker en sektor på mer än 180 °. För att optimera strålriktningsenheten är ett teleskopiskt optiskt system också integrerat i den. Acceleration och girhastighet är avgörande när man hanterar mycket manövrerbara mål som mikro- och mini -UAV, och när det gäller att avvärja massiva attacker. En annan nyckelfaktor är makt, eftersom ju högre effekt desto mindre tid tar det att förstöra / neutralisera målet. I detta avseende har utvecklarna försökt se till att den nya experimentella installationen kan acceptera olika laserkällor, som i kombination kan öka uteffekten. Dessutom kommer avkopplingen av lasergeneratorn och styranordningen att göra det möjligt att i framtiden acceptera nya typer av lasergeneratorer med en högre energitäthet, vilket gör det möjligt att packa mer kraft i en mindre modul. MBDA Tyskland följer noga utvecklingen av energiförsörjningen, eftersom strålkvaliteten fortfarande är en nyckelfaktor. Som med den tidigare laboratorieinställningen användes endast speglar som enkelt kan hantera mer effekt än linser, de senare togs bort från systemet på grund av termiska problem. Styrenheten tål därmed en effekt på mer än 50 kW. Även om den teoretiska gränsen på 120-150 kW verkar ganska realistisk.
MBDA Tyskland anser att anti-UAV-systemet bör ha en uteffekt på 20 till 50 kW; samma mängd energi behövs för att bekämpa motorbåtar, flottans föredragna mål. Företaget har satsat stort på spårningsteknik för att hantera drönare med en startvikt på mindre än 50 kg. När det gäller avlyssning av missiler, artilleriskal och mortelammunition, som ursprungligen ansågs vara en av huvuduppgifterna för laserinstallationer, insåg kunderna att utvecklingen av sådana system baserade på lasrar fortfarande är ganska problematisk för tillfället. Som ett resultat har prioriteringarna för de flesta av militären förändrats. Det nya systemet som testas ligger på beredskapsnivån TRL -5 (Technology Demonstrator) -”teknik bevisad i rätt miljö”. För att få en fullfjädrad prototyp måste systemet förädlas i riktning mot anpassning till drift under ogynnsamma förhållanden, medan vissa kommersiella komponenter från hyllan måste kvalificeras för militära uppgifter.
MBDA Tyskland utvecklar för närvarande ett program för nästa serie tester som ska slutföras i slutet av detta år eller i början av nästa år; detta arbete utförs i nära kontakt med Bundeswehr, som delvis finansierar detta program. Det är dags för ett faktiskt kontrakt att utveckla ett fungerande, batch-klart system som inte bara kommer att ge finansiering, utan också definierar tydliga krav. MBDA Tyskland tror att systemet efter att ha mottagit ett sådant kontrakt kommer att vara klart i början av 2020 -talet.
Utanför Europa
Många lasersystem har utvecklats i USA. År 2014 testades lasersystemet installerat på USS Ponce, stationerat i Persiska viken. 33 kW LaWS (Laser Weapon System) lasersystem utvecklat av Kratos avfyrade framgångsrikt mot små båtar och drönare. Lockheed Martin utvecklade sitt ADAM-system (Area Defense Anti-Munitions) under samma period, detta prototyplaservapen designades för att slåss på nära håll med hemgjorda missiler, drönare och båtar. Han demonstrerade sin förmåga att spåra mål på avstånd på mer än 5 km och förstöra dem på avstånd på upp till 2 km. I slutet av 2015 presenterade Lockheed sin nya Athena 30 kW -enhet baserad på ADAM -teknik. Lite är känt om ryska laservapenprogram. I januari 2017 meddelade vice försvarsminister Yuri Borisov att landet är engagerat i utvecklingen av laser och andra högteknologiska vapen och att ryska forskare har gjort ett betydande genombrott inom laserteknik. Och inga fler detaljer …
