Den mest almindelige måde at neutralisere eller ødelægge ethvert system på er at koncentrere nok energi om det … Og dette kan gøres på forskellige måder. Indtil nu, på militærområdet, var den mest almindelige den fysiske påvirkning af et projektil, hvis energi og mekaniske egenskaber garanterede skade, der var tilstrækkelig til at ødelægge eller invalidisere målet eller reducere dets kampkapacitet betydeligt
En af ulemperne ved denne fremgangsmåde er, at for at ramme et bevægeligt mål er det nødvendigt at estimere mængden af bly, der kræves for at møde projektilet med målet, da der vil gå en vis tid fra skudets øjeblik til målet slå, afhængigt af den indledende hastighed og afstand. Men at have et våben, der faktisk har nul flyvetid, er enhver soldats drøm.
Dette våben eksisterer imidlertid allerede, og navnet er LASER (forkortelse for Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) - en metode til at koncentrere energi på et mål på grund af en lysstråle, der bevæger sig et stykke til det ved "lysets hastighed" ". Således er problemet med forventning i dette tilfælde ikke længere i første omgang til stede.
Da der ikke er noget perfekt system, er der flere problemer, der skal løses for at bruge "laseren" som et våben. Mængden af energi, der tilbageholdes på målet, er proportional med laserstrålens effekt og den tid, strålen bevares på målet. Målsporing bliver således hovedproblemet. Systemets magt bringer også sine egne problemer, direkte relateret til størrelsen og strømforbruget, fordi militæret som regel har brug for mobile systemer, det vil sige, at disse "laserinstallationer" skal integreres i platformen. Ekstremt høje output laservåben med lavt strømforbrug og begrænset størrelse forbliver en drøm, i hvert fald for nu.
På samme tid blev LFEX (Laser for Fast Ignition Experiment) eksperimentet udført i Japan for et par år siden. En stråle med en effekt på to petawatt, med andre ord, en kvadrillion (1015) watt, blev en ultrakort tidsperiode aktiveret, et picosekund (1012 sekunder). Ifølge japanske forskere var energien, der kræves til denne aktivering, ækvivalent med den energi, der kræves for at drive mikrobølgeovnen i to sekunder. På dette tidspunkt ville det være godt at råbe "Eureka!" Da alle problemer ser ud til at være løst. Men det var der ikke, generet sneg sig her fra siden af størrelsen, for for at opnå en effekt på 2 petawatt, har LFEX -systemet brug for en 100 meter lang kasse. Således forsøger adskillige lasersystemvirksomheder at løse ligningen magt-energi-størrelse på forskellige måder. Som et resultat dukker flere og flere våbensystemer op, mens den psykologiske modstand mod denne nye kategori af militære våben ser ud til at falde.
Tyskland på arbejde
I Europa arbejder to hovedgrupper, ledet af Rheinmetall og MBDA, på højenergi HEL (High Energy Laser) lasere, der betragter dem som defensive og offensive våben. I efteråret 2013 holdt det tyske team en omfattende demonstration på deres schweiziske Ochsenboden-teststed, hvor der blev installeret højenergilasere på forskellige typer platforme. Mobile HEL Effector Track V klasse 5 kW blev installeret på M113 pansrede mandskabsvogne, Mobile HEL Effector Wheel XX klasse 20 kW på det universelle pansrede køretøj GTK Boxer 8x8, og endelig blev Mobile HEL Effector Container L klasse 50 kW installeret i forstærket Drehtainer container på chassiset af Tatra 8x8 lastbilen.
Af særlig opmærksomhed er den 30 kW stationære Laser Weapon Demonstrator installeret på Skyshield-kanontårnet og har demonstreret evnen til at afvise flere angreb fra RAM-objekter (ustyrede missiler, artilleri og mørtel) og droner. Hjulplatformen har vist sin evne til at neutralisere UAV'er i en afstand på op til 1500 meter og blev også brugt til at detonere en patron i et patronbælte med henblik på "teknisk" fastklemning af et maskinkanon i stor kaliber. Hvis vi taler om det sporede system, så blev det brugt til at neutralisere IED'er og rydde forhindringer, for eksempel at brænde pigtråd på lang afstand. Et mere kraftfuldt system i en container blev brugt til at afbryde driften af optoelektroniske systemer i en afstand på op til 2 km.
På samme tid var det stationære tårninstallation i stand til at brænde en 82 mm mørtelrunde ud i en afstand på en kilometer og holde strålen på målet i 4 sekunder. Yderligere ramte installationen 90% af stålkuglerne med sprængstof og efterlignede 82 mm mørtelrunder, der blev affyret i et brist efter hinanden. Installationen tog også escort og ødelagde tre jet UAV'er. Rheinmetall fortsatte med at udvikle styrede energisystemer og præsenterede flere nye systemer og enheder på IDEX 2017. Ifølge eksperter fra Rheinmetall er et betydeligt antal laservåbensystemer kommet ind på markedet i de sidste fem år. Afhængigt af platformen ligner den militære specifikationstestmetode meget den, der bruges til optokoblingssystemer. "Med hensyn til jordsystemer mener vi, at vi er på stadiet af TRL 5-6 (teknologisk demonstrationsprøve)," bemærkede eksperterne og understregede, at yderligere indsats bør rettes mod vægt og størrelse og energiforbrugsegenskaber, og de største arbejdet er relateret til sikkerhedssystemer. Situationen ændrer sig dog ret hurtigt, og "i løbet af de sidste otte år har vi gjort, hvad der er blevet gjort inden for rifler i de sidste 600 år," mener virksomheden. Udover landanvendelser arbejder Rheinmetall også på marine systemer. I 2015 blev laservåben testet ombord på et nedlagt fartøj; det er de første tests af en laser i Europa som en del af missioner fra skib til land.
I sit koncept "Under Patriot" ("Under Patriot -komplekset", en løsning til neutralisering af militære aktiver, der ikke kan stoppes af større luftforsvarssystemer baseret på missilsystemer), integrerer Rheinmetall ud over missiler og kanoner en laser installeret i Skyshield -tårnet. Denne 30 kW -laser, der kan tilpasses, bruges til at modvirke UAV'er og er særlig effektiv mod massive angreb. Det menes, at en 20 kW stråle er tilstrækkelig til brug på sådanne fly, især lette, som kan udgøre den største trussel under konceptet "Below Patriot". Smelteprocessen sker på afstand, mens dronens elektroniske kredsløb er deaktiveret, eller katastrofal skade på materialet opstår. Den krævede nøjagtighed er 3 cm i en afstand på en kilometer, hvilket ifølge Rheinmetall er opnåeligt; den forudsiger vedtagelsen af en klasse 1 -installation inden for to til tre år.
Et 10-kW laserbeslag blev installeret oven på den nye Sea Snake-27 stabiliserede skibsbårne pistolmontering. Rheinmetall har foreslået en praktisk anvendelse til en sådan laser - skæring gennem radarmaster eller fjendtlige radioantenner - sådan noget som laserækvivalenten til et advarselsskud fra en kanon. En lignende laser blev også præsenteret på en prototype af et ultralet fjernstyret tårn udelukkende af kulfiber, der vejer kun 80 kg med aktuatorer og optronik og har en lasteevne på 150 kg. Sidst men ikke mindst blev det mindste lasersystem i dette show med en effekt på 3 kW præsenteret i en fjernstyret våbenstation monteret på tårnet i en moderniseret Leopard 2 -tank. IED). Ifølge Rheinmetall afventer markedet i øjeblikket lasersystemer i klasse 1. Maksimal effekt er ikke et problem her, yderligere systemer kan kombineres i et modulært koncept, for eksempel kan to 50 kW eller tre 30 kW emittere installeres for at opnå højere effektniveauer …
Virksomheden arbejder også på teknologier, der delvist kan kompensere for vejrpåvirkninger på bjælken. En høj effekt på omkring 100 kW overvejes til opgaverne med at bekæmpe missiler, artilleri -granater og mørtelrunder samt til blindning af optoelektroniske systemer i betydelige områder. For den anden opgave menes det, at en justerbar effekt er ønskelig, hvilket sparer energi for gentagen "fyring". Rheinmetall arbejder tæt sammen med den tyske Bundeswehr om et program til udvikling af en ny højenergilaserfacilitet.
Storbritannien prøver også
I januar 2017 meddelte det britiske forsvarsministerium, at det havde underskrevet en aftale om at udvikle et demonstrationslaservåben med en specielt oprettet industrikoncern kendt som Dragonfire. Dragonfire -gruppen, ledet af MBDA, blev dannet ud fra den opfattelse, at ingen virksomheder uafhængigt kan udføre programmet Defense Science and Technology Laboratory (DSTL). Således samler denne løsning den bedste praksis i den britiske industri: MBDA vil levere sin ekspertise inden for hovedvåbensystemet, avanceret våbenkontrolsystem, billeddannelsessystemer og koordinere sin indsats med QinetiQ (laserkildeforskning og teknologidemonstration), Selex / Leonardo (moderne optik, målbetegnelse og målsporingssystemer), GKN (innovative energilagringsteknologier), BAE Systems og Marshall Land Systems (integration af hav- og landplatforme) og Arke (vedligeholdelse gennem hele levetiden). Demonstrationstest planlagt til 2019 viser, at laservåben er i stand til at håndtere typiske mål på afstand, både på land og til søs.
Kontrakten til en værdi af 35 millioner euro giver denne industrigruppe mulighed for at bruge forskellige teknologier og teste systemets muligheder for at opdage, spore og neutralisere mål på forskellige afstande, under skiftende vejrforhold, på vand og land. Målet er at give Storbritannien betydelige muligheder inden for laserenergisystemer med høj energi. Dette vil lægge grundlaget for den operationelle fordel, som teknologien giver, samt fri eksport af sådanne systemer til støtte for velstandsprogrammet beskrevet i Storbritanniens strategiske gennemgang af 2015 for forsvar og sikkerhed. For 2019, med typiske mål på land og til søs. Demonstrationer vil omfatte indledende planlægning af en kampmission og måldetektion, transmission af en laserstråle til en kontrolenhed, dens vejledning og sporing, en vurdering af graden af kampskader samt en demonstration af muligheden for at flytte til den næste cyklus. Projektet vil ikke kun hjælpe med at bestemme programmets fremtid, men det vil også hjælpe DSTL med at etablere en idriftsættelsesplan, der, hvis den testes med succes, projiceres omkring midten af 2020'erne. Ud over Dragonfire -programmet implementerer det britiske DSTL Laboratory et yderligere program til at teste laservåbens indvirkning på sandsynlige mål af forskellige typer; de første test blev udført på en 82 mm mørtel.
Tyskland igen
Den europæiske missilproducent, MBDA, samarbejder aktivt med den tyske regering og militæret om laservåben. Begyndende med en prototype teknologidemonstration i 2010, var hun banebrydende for en enkelt 5 kW stråle og derefter mekanisk forbundet de to for at producere en 10 kW stråle. I 2012 blev et nyt laboratoriefacilitet udstyret med fire lasere på 10 kW til at udføre forsøg med at opsnappe missiler, artilleri-granater og morterammunition. Test blev udført i slutningen af 2012, ingeniører forsøgte at integrere denne installation i flere containere i en række tests i Alperne, men det var bestemt svært at kalde dette system for mobil. Således var det næste trin at udvikle en prototype, der let kunne indsættes i feltet. I 2014-2016 arbejdede forskere og ingeniører hårdt på det på teststedet Schrobenhausen, hvilket resulterede i de første forsøg med det nye system, der blev udført i oktober sidste år.
Testene blev udført på Putlos træningsbase i Østersøen, og først og fremmest var de rettet mod at teste styrings- og strålekorrektionssystemet med simulerede slagmål på forskellige afstande; til dette blev en quadcopter brugt som et luftmål. Valget af dette teststed var først og fremmest forbundet med sikkerhedsmæssige overvejelser samt med, at flåderne i øjeblikket er mest aktivt involveret i udviklingen af laservåbeninstallationer. Den nye demo blev installeret i en 20ft ISO container; årsagen til dette er at reducere omkostningerne, da det i dette tilfælde ikke krævede meget integrationsarbejde, i modsætning til at installere systemet på en militær platform. I dette tilfælde optager lasersystemet ikke hele volumen inde i beholderen. En anden omkostningsbesparende foranstaltning var beslutningen om ikke at integrere strømforsyningen i selve pilotanlægget, selvom det tilgængelige overskydende volumen ville gøre det muligt om nødvendigt. Det ekstra volumen kan også tillade, at der tilføjes en mekanisme til at sænke toppen af laserstyringsindretningen ind i det indre af forsendelsesbeholderen. Alle disse løsninger kan implementeres i systemet, der allerede er i drift. MBDA Tyskland afventer i øjeblikket den næste testfase, som vil teste hele systemet, herunder generering af en kraftig laserstråle. Dette skulle ske sidst i 2017-begyndelsen af 2018.
Den nye demonstrationsenhed er baseret på et strålegenererende system og en styreanordning, de to enheder er mekanisk adskilt fra hinanden. Den nuværende kilde er en 10 kW fiberlaser indbygget i containeren sammen med alt udstyr, computere og varmefjernelsessystem osv. Laserstrålen projiceres gennem en fiberoptik ind i en styreanordning. De erfaringer, MBDA allerede har opnået, blev brugt her. Nogle dele er imidlertid udviklet specifikt til dette lasersystem, hvilket forbedrer nøjagtighed, vinkelhastighed og acceleration betydeligt i forhold til standardsystemer. Adskillelsen af de to elementer giver også mulighed for 360 ° kontinuerlig azimutdækning, mens højdevinkler spænder fra + 90 ° til -90 ° og dækker dermed en sektor på mere end 180 °. For at optimere strålen sigteenhed er et teleskopisk optisk system også integreret i det. Acceleration og yaw rate er nøglen, når man håndterer meget manøvredygtige mål som mikro- og mini -UAV'er, og når det kommer til at afvise massive angreb. En anden nøglefaktor er magt, for jo højere effekt, jo mindre tid tager det at ødelægge / neutralisere målet. I denne forbindelse har udviklerne forsøgt at sikre, at det nye eksperimentelle setup kunne acceptere forskellige laserkilder, som, når de kombineres, kan øge udgangseffekten. Derudover vil afkoblingen af lasergeneratoren og styreanordningen i fremtiden tillade nye typer lasergeneratorer med en højere energitæthed, hvilket gør det muligt at pakke mere strøm i et mindre modul. MBDA Tyskland følger nøje udviklingen i energiforsyninger, da strålekvalitet fortsat er en nøglefaktor. Som med den tidligere laboratorieopsætning blev der kun brugt spejle, der let kan håndtere mere strøm end linser, sidstnævnte blev fjernet fra systemet på grund af termiske problemer. Styringen kan således modstå en effekt på mere end 50 kW. Selvom den teoretiske grænse på 120-150 kW virker ganske realistisk.
MBDA Tyskland mener, at anti-UAV-systemet bør have en udgangseffekt på 20 til 50 kW; den samme mængde energi er nødvendig for at bekæmpe speedbåde, det foretrukne mål for flåden. Virksomheden har investeret stort i sporingsteknologi for at klare droner med en startvægt på mindre end 50 kg. Hvad angår aflytning af missiler, artilleri -granater og morterammunition, der oprindeligt blev betragtet som en af hovedopgaverne ved laserinstallationer, indså kunderne, at udviklingen af sådanne systemer baseret på lasere stadig er temmelig problematisk i øjeblikket. Som et resultat heraf har prioriteterne for de fleste i militæret ændret sig. Det nye system, der testes, er på TRL -5 (Technology Demonstrator) parathedsniveau - "teknologi bevist i det rigtige miljø". For at få en fuldgyldig prototype skal systemet raffineres i retning af tilpasningsevne til drift under ugunstige forhold, mens nogle kommercielle komponenter på hylden skal kvalificeres til militære opgaver.
MBDA Tyskland er i øjeblikket ved at udvikle et program til den næste række tests, der skal afsluttes i slutningen af dette år eller begyndelsen af næste år; dette arbejde udføres i tæt kontakt med Bundeswehr, som delvist finansierer dette program. Det er på tide, at en egentlig kontrakt udvikler et brugbart, batch-parat system, der ikke kun giver finansiering, men også definerer klare krav. MBDA Tyskland mener, at systemet ved modtagelse af en sådan kontrakt vil være klar i begyndelsen af 2020'erne.
Uden for Europa
Mange lasersystemer er blevet udviklet i USA. I 2014 blev lasersystemet installeret på USS Ponce, stationeret i Den Persiske Golf, testet. 33 kW LaWS (Laser Weapon System) lasersystem udviklet af Kratos affyrede med succes mod små både og droner. Lockheed Martin udviklede sit ADAM (Area Defense Anti-Munitions) system i samme periode, dette prototype laservåben blev designet til at kæmpe på nært hold med hjemmelavede missiler, droner og både. Han demonstrerede sin evne til at spore mål på afstande på mere end 5 km og ødelægge dem på afstande på op til 2 km. I slutningen af 2015 afslørede Lockheed sin nye Athena 30 kW -enhed baseret på ADAM -teknologi. Lidt er kendt om russiske laservåbenprogrammer. I januar 2017 meddelte viceforsvarsminister Yuri Borisov, at landet beskæftiger sig med udvikling af laser og andre højteknologiske våben, og at russiske forskere har gjort et betydeligt gennembrud inden for laserteknologi. Og ikke flere detaljer …
