Lazerinių ginklų sistemos toli gražu nėra nauja koncepcija, tačiau kai kurios svarbios problemos išlieka jų kasdieniame vystyme.
Pasak Davido Jameso iš Kranfildo universiteto (JK), tokios sistemos skirstomos į dvi plačias kategorijas. Pirmasis apima ginklus, skirtus apimti taikiklius ir kitus optinius jutiklius, o antrasis - kova su nevaldomomis raketomis ir bepiločiais orlaiviais. Antrosios kategorijos sistemos traukia vis daugiau kariuomenės dėmesio, nes lazeriniai ginklai tampa efektyvesni, o energijos šaltiniai mažėja. Jamesas pažymėjo:
„Šios sistemos turi nemažai privalumų. Jie siūlo beveik begalinį šaudmenį … jei maitinimo šaltinis veikia, lazerinė sistema ir toliau veiks. Juos palyginti lengva naudoti, o tai reiškia, kad personalo mokymo procesas nėra pernelyg sudėtingas “.
Nuo jūros iki sausumos
Kaip pažymėjo Džeimsas, per pastaruosius dešimtmečius šioje srityje buvo nuveikta daug darbo, ypač jūrų sektoriuje, kur daugelyje programų svarstoma galimybė panaudoti lazerius kovai su tokiomis grėsmėmis kaip jūrų laivai ar mažos valtys.
Pirmosios pasirodė laivų sistemos, nes jos turi lengvą priėjimą prie didelės galios energijos šaltinio, o padidėjęs lazerinių ginklų efektyvumas daro jas vis labiau prieinamas sausumos pajėgoms. Tai ryškiausiai parodo Amerikos kariuomenės projektas sukurti prototipą ir įdiegti pirmąją kovinę lazerinę sistemą. 2022 m. Keturiose „Stryker“šarvuočiuose bus sumontuotos 50 kW galios sistemos, skirtos mobiliosioms trumpojo nuotolio oro gynybos užduotims vykdyti, M-SHORAD (manevras-trumpojo nuotolio oro gynyba), skirtos kovos brigadoms apsaugoti. iš UAV, nevaldomų raketų, artilerijos ir minosvaidžių ugnies bei aviacijos sraigtasparnio tipo.
„Dabar atėjo laikas į mūšio lauką nukreipti nukreiptą energetinę ginkluotę“, - sakė JAV kariuomenės hipergarsinių, nukreiptų energijos ir kosminių ginklų biuro direktorius Neilas Thurgoodas, skirdamas sutartį. - Armija pripažįsta nukreiptų energijos lazerių poreikį, kuris numatytas kariuomenės modernizavimo plane. Tai nebėra mokslinių tyrimų ar demonstracinė veikla. Tai yra strateginis kovos pajėgumas ir mes einame teisingu keliu, kuris atneš jį tiesiai į karių rankas “.
Kaip pažymėjo Jamesas, tokie įvykiai galėtų padėti užpildyti galimų kovos pajėgumų spragą, ypač kalbant apie UAV. Kai mūšio lauke pasirodo daug bepiločių orlaivių, sausumos kariai turi sugebėti susidoroti su grėsme. Šiuo metu ši užduotis sprendžiama šaudant iš labai arti šaulių ir kulkosvaidžių, nors akivaizdu, kad čia labai sunku vykdyti tikslinę ugnį. Kinetinė alternatyva būtų raketos „oras-oras“. Tačiau, skirtingai nei raketos, bepiločius orlaivius gaminti ir eksploatuoti yra daug pigiau.
„Ekonominiai pliusai yra tai, kad jums nėra pelninga naudoti raketas prieš bepiločių lėktuvų būrį, nes tada raketos labai greitai baigsis. Jūs turite išlaikyti savo raketų arsenalą svarbesniems taikiniams, pavyzdžiui, lėktuvams ar sraigtasparniams “.
Kitas lazerių pranašumas yra jų greitis.
„Kadangi„ šaudmenys “juda šviesos greičiu, iš tikrųjų, jei net akimirksniu uždėsite spindulį ant taikinio, tada trenkitės į droną … net jei jis siaubingai greitai kerta jūsų regėjimo liniją, jūs tiesiog nukreipkite lazerį į priešo platformą - ir taikinys yra jūsų “.
Nepriklausomai nuo grėsmės
JAV kariuomenės Energetikos projektų biuro vadovas Craigas Robinas sutinka ir priduria, kad lazerinių ginklų sistemos taip pat nejautrios grėsmėms.
„Dauguma medžiagų nelaiko aukštos temperatūros, jei sutelksite lazerį į miną ar droną, jūsų smūgis bus mirtinas“.
Visa tai, žinoma, suteikia pranašumų finansiniu požiūriu, tačiau tuo pačiu metu lazerinės sistemos gali sumažinti materialinio ir techninio aprūpinimo kariuomenei kiekį.
„Kalbant apie kinetines priemones, reikia gaminti raketas, prižiūrėti raketas, jas nurašyti. Akivaizdu, kad tai netaikoma elektros energijos tiekiamoms ginklų sistemoms, tai yra, jos žymiai sumažina logistinę naštą “.
Robino biuras yra armijos greitojo pajėgumų ir kritinių technologijų biuro (RCCTO) dalis. Vadovaujant Thurgoodui, organizacija stengiasi įtraukti naujas technologijas į eksperimentinius kūrinius, kurie gali pasiekti karius. Pagrindinis šios veiklos akcentas yra nukreipta energija.
Darbe su lazeriu M-SHORAD buvo panaudoti ankstesnio MHHEL projekto (daugiafunkciniai didelės energijos lazeriai) pokyčiai, pagal kuriuos taip pat buvo galima sumontuoti 50 kW galios lazerį „Stryker“mašinoje ir pagaminti vieną prototipą 2021 metais. Tačiau RCCTO nusprendė išplėsti projekto apimtį, todėl šiuo metu planuojama dislokuoti keturis lazerius. Bendradarbiaudami su pagrindiniu rangovu „Kord Technologies“, „Raytheon“ir „Northrop Grumman“konkuruoja dėl šio projekto su savo „M-SHORAD“prototipais.
RCCTO dalyvauja kituose nukreiptuose energetikos projektuose. Pagrindinis akcentas - apsauga nuo netiesioginės ugnies, kurią suteiks „Stryker“transporto priemonėje įdiegta ginklų sistema. Šis projektas, žinomas kaip netiesioginis priešgaisrinės apsaugos pajėgumas-didelės energijos lazeris, yra tolesnis didelės energijos lazerinių taktinių transporto priemonių demonstravimo programos plėtojimas, siekiant pereiti nuo 100 kW sistemos prie 300 kW lazerio ir pristatyti ją kariams iki 2024 m.
Anksčiau kariuomenė įdiegė 10 kW galios lazerį „Stryker“mašinoje kaip projekto „MEHEL“(Mobilus eksperimentinis didelės energijos lazeris) projektą, kuris buvo pagrindas darbui su „M-SHORAD“.
Sprendimas padidinti ginklų galią buvo pagrįstas sėkmingu kūrimo procesu. Kaip paaiškino Robinas: „Kalbant apie technologijų brandą, pramonės investicijos padėjo pagreitinti visą procesą ir pasiekti gerų rezultatų“.
Skaidulinė optika
Scottas Schnorrenbergas iš „Kord Technologies“teigė, kad nuo kietojo kūno lazerių buvo pereita prie spektrinio kombinuoto pluošto prietaisų, „kurie yra žymiai efektyvesni ir mažesnio dydžio“. Jis pridūrė, kad akivaizdi didelės talpos baterijų, energijos gamybos ir šilumos valdymo sistemų pažanga vaidina svarbų vaidmenį, leidžiantį įdiegti labai galingas lazerines sistemas palyginti mažose kovinėse transporto priemonėse.
Šiuo metu „Kord“sutelkia dėmesį į technologijos kūrimą mokslinių tyrimų ir plėtros etape ir jos naudojimą kuriant prototipus bei vėlesnius gamybos produktus. Schnorrenbergas taip pat atkreipė dėmesį į lazerių logistikos pranašumus, pažymėdamas, kad „jie taip pat aprūpinti galingais jutikliais, suteikiančiais papildomos informacijos rinkimo ir taikymo galimybes mūšio lauke“. Jis mano, kad įdiegus M-SHORAD projekto ir kitų programų sistemas, artimiausiais metais lazerių taikymo sritis turėtų išplėsti.
„Matote, kad lazeriai sparčiai vystosi, plečiasi į kitas platformas ir plečia jų atliekamų misijų spektrą, pavyzdžiui, sprogstamųjų ginklų šalinimą, atsakomąsias priemones prieš žvalgybos turtą, tikslų taikymą, koncentruotą spinduliavimo galią ir greitą duomenų perdavimą. Besiplečiantis galimų tikslų diapazonas neabejotinai prisidės prie pagrindinių platformų, kuriose bus įdiegtos lazerinės sistemos, asortimento padidėjimo “.
Evanas Huntas, „Raytheon“didelės galios lazerių vadovas, taip pat pažymėjo galimybę stebėti taikinį naudojant lazerines sistemas.
„Paspaudus mygtuką, identifikavus droną kaip grėsmę, galite jį akimirksniu numušti, ir tai bus toks trumpalaikis procesas, kai dronas pradeda kristi tuo pačiu metu, kai paspaudžiamas mygtukas. Tai yra revoliucinis būdas pataikyti į taikinius, palyginti su tradiciniais šaudmenimis, kurie gali nepataikyti ir skristi į gabalus skirtingomis kryptimis “.
„Mes kalbame apie naujo tipo technologiją, kuri leidžia visiškai savarankiškai aptikti, sekti, nustatyti ir įtraukti taikinius taip, kad juos būtų galima panaudoti net ir gana arti pramoninių ar gyvenamųjų vietovių, nesukeliant didelės žalos“.
Šaudymas bepiločiais orlaiviais
Kartu su „M-SHORAD“projektu „Raytheon“ypatingą dėmesį skiria lazerinių ginklų, skirtų kovoti su mažo dydžio dronais, kūrimui, visų pirma savo „lazerinio kopų vežimėlio“koncepcijai-galingam lazeriui kartu su daugialypiu matymu savo konstrukcijos sistema, sumontuota visureigyje „Polaris MRZR“.
Sistema gaminama JAV oro pajėgoms, o 2020 m. Planuojama pristatyti tris platformas. Tų pačių metų pabaigoje šie trys mobilieji padaliniai bus dislokuoti užsienyje operatyviniam vertinimui.
Per daugybę oro pajėgų ir karinių šou „Raytheon“iš savo vežimėlio numušė daugiau nei 100 dronų. Oro pajėgos galėtų naudoti sistemą daugeliui užduočių, pavyzdžiui, automobilis galėtų būti pastatytas kilimo ir tūpimo tako gale, kad įstrigtų ar sunaikintų nepageidaujamus UAV, patenkančius į oro erdvę. Huntas pažymėjo:
„Lazeriai tikrai pasirodė esanti pati tiksliausia ir efektyviausia tiesioginio smūgio į dronus priemonė. „Magiškas savybių derinys“leidžia tyliai ir diskretiškai išjungti kelis dronus vienu metu labai tiksliai ir nebrangiai, todėl jie nėra tokie destruktyvūs kaip kinetiniai ginklai “.
Prieš pradedant naudoti lazerinius ginklus dideliais kiekiais, būtina išspręsti keletą skubių užduočių. Robinas pažymėjo, kad pats lazeris yra vienas iš trijų svarbių ginklo įrengimo elementų, kartu su spindulių valdikliu, kuris tiksliai nukreipia spindulį į grėsmę ir lydi jį, taip pat posistemiu, skirtu energijai gaminti ir valdyti. Pastarasis posistemis turėtų būti pakankamai kompaktiškas, kad jį būtų galima montuoti transporto priemonėse, nors šiuo atveju galima pasinaudoti automobilių sektoriaus pasiekimais, ypač kuriant akumuliatorių sistemas, kurios prisidėjo prie sparčios elektrinių transporto priemonių plėtros. „Norite ilgą laiką vairuoti savo elektromobilį tuo pačiu greičiu, o tai labai panašu į tai, kaip norite, kad lazeris veiktų“, - tęsė Huntas. "Šios technologijos ir lazerių reikalavimai yra panašūs ir čia sutampa."
Pasak Jameso, ribojantis veiksnys yra maitinimo sistemų dydžio sumažėjimas. Jis tikisi, kad JAV kariuomenė ir jos partneriai susidurs su tokios įrangos įdėjimo į „Stryker“iššūkiais. Be to, jis pažymėjo, kad ne visi „M-SHORAD“sistemos taikiniai yra vienodi ir kyla klausimų, kokio lygio žalos reikės įvairių tipų platformoms.
„Jei tai tik bepiločiai orlaiviai, kuriuos medžiojate, tai siaurina taikinių diapazoną ta prasme, mažina medžiagų, iš kurių jie pagaminti, asortimentą. Jei tai labai didelis dronas, galbūt verta naudoti raketą „oras-oras“.
Kita vertus, anot Džeimso, atstumas yra svarbiausias veiksnys, į kurį reikia atsižvelgti: kuo didesnį atstumą norite padaryti žalos, tuo daugiau energijos reikia. Jis pastebėjo, kad atmosfera yra pilna įvairių dalelių, kurios išsklaido šviesą, tai yra, niekada nebus šimtaprocentinės šviesos pralaidumo. Vieno kilometro atstumu atmosfera gali būti 85% pralaidi, tai yra, 15% šviesos nepasieks tikslo. Daugiau nei 5 km atstumu nuostoliai gali būti 50%, „tai yra, pusė fotonų tiesiog prarandami, lazerio spindulys praranda savo jėgą ir nepasiekia tikslo“.
Išmok kovoti
„Pagrindinis iššūkis kariniams vartotojams bus mokymasis spręsti besiplečiančius tikslus“, - sakė Chrisas Frye, „Northrop Grumman“artimos oro gynybos direktorius, nors pažymėjo, kad jie atsitraukia nuo eksperimentinių technologijų demonstracijų ir pereina prie tikro išnaudojimo. kareivis. "Leidžia priimti, pritaikyti ir tobulinti technologiją." Be „M-SHORAD“projekto, „Northrop Grumman“dirbo su JAV kariuomene vykdydamas daugybę kitų nukreiptų energetikos programų, taip pat su karinio jūrų laivyno tyrimų ir plėtros biuru, DARPA, Oro pajėgų laboratorija ir kitais klientais.
„Pagrindinis dėmesys skiriamas sudėtingų bazinių sistemų kūrimui“, - pridūrė Fry. „Tai ne tik apie lazerį, bet ir visa sistema: radaras, valdymo ir valdymo sistema, tinklas, platforma, generavimas ir galios valdymas. Siekiant maksimaliai išnaudoti sistemos galimybes, svarbu maksimalus visų šių komponentų efektyvumas ir tai, kaip jie veikia kartu “.
„Northrop Grumman“teigė, kad nors per pastarąjį dešimtmetį sistemų svoris, dydis ir energijos suvartojimas buvo gerokai sumažintas, jie tikisi, kad ateinančiais metais šis procesas paspartės. Be to, žymiai padidėjo lazerinių sistemų gebėjimas sekti grėsmes ir „išlaikyti fotonus taikinyje tiek, kiek reikia norint pasiekti norimą efektą“.
Kūryba
Schnorrenbergas sakė, kad didžiausias iššūkis šiuo metu yra gamybos apribojimai. Dėl riboto iki šiol sukurtų lazerinių sistemų skaičiaus gamybos bazė yra neišvystyta, tai yra, svarbiausius komponentus dar reikia užbaigti, kad būtų galima atlikti didelės apimties gamybos scenarijus.
„JAV vyriausybė investuoja į gamybos įrenginius, kad išspręstų šią problemą“, - pridūrė jis. „Galų gale pramonė galiausiai pateiks vykdomuosius mechanizmus šiai bazei plėtoti“.
Tai yra raktas į JAV kariuomenės užsibrėžtą programos M-SHORAD tikslą. Skelbime apie sutartį buvo pažymėta, kad „Northrop Grumman“ir „Raytheon“atranka „skatins konkurenciją ir skatins nukreiptų energijos sistemų pramoninį pagrindą“.
Jamesas tikisi, kad artimiausiais metais lazeris savaip išsivystys kaip karo ginklas. Nors jis abejoja, kad lazeriai veiks kaip visiškai atskiros sistemos, jis mano, kad jie tikrai taps reikšmingu kitų ginklų priedu. Mažai tikėtina, kad, pavyzdžiui, oro gynybos sistemas sudarys tik lazeriai, tačiau jos taps platesnės sistemos, apimančios raketas, dalimi. Be to, kariai, norėdami kovoti su itin trumpais atstumais, greičiausiai norės palikti atskirą kareivį.
"Galbūt lazeriai amžinai bus pagrindinės sistemos dalis."
„Kad lazeriai būtų tikrai veiksmingi ir naudingesni JAV kariuomenei, jų kaina turi sumažėti“, - sakė Robinas. Tačiau bet kokia iš nišinės rinkos atsirandanti technologija laikui bėgant atliks svarbesnį vaidmenį.
„Augant prototipų ir demonstracinių bandymų skaičiui - ne tik kariuomenėje, bet ir kitų tipų ginkluotosiose pajėgose - netrukus matysime šios rinkos plėtrą ir lazerinių ginklų sistemų kainų mažėjimą“.
