Лазерните оръжейни системи далеч не са нова концепция, но някои съществени проблеми остават в ежедневното им развитие.
Според Дейвид Джеймс от Университета в Кранфийлд (Великобритания) такива системи попадат в две широки категории. Първият включва оръжия, предназначени да задействат прицели и други оптични сензори, докато вторият се фокусира върху борбата с неуправляеми ракети и дронове. Системите от втората категория привличат все по -голямо внимание на военните, тъй като лазерните оръжия стават по -ефективни и източниците на енергия намаляват по размер. Джеймс отбеляза:
„Тези системи имат редица предимства. Те предлагат почти безкрайни боеприпаси … ако захранването работи, тогава лазерната система ще продължи да функционира. Те са сравнително лесни за използване, което означава, че процесът на обучение на персонала не е твърде сложен."
От море до суша
Както отбеляза Джеймс, през последните десетилетия в тази област е свършена значителна работа, особено в морския сектор, където редица програми разглеждат възможността за използване на лазери за борба със заплахи като морски безпилотни летателни апарати или малки лодки.
Първо се появиха корабни системи, тъй като те имат лесен достъп до източник на енергия с голяма мощност, докато увеличаването на ефективността на лазерните оръжия ги прави все по-достъпни за сухопътните сили. Това най -ясно се демонстрира от проекта на американската армия за създаване на прототип и разполагане на първата бойна лазерна система. Системи с мощност 50 kW ще бъдат инсталирани на четири бронирани машини Stryker през 2022 г., за да подпомогнат задачите на мобилната противовъздушна отбрана на малък обсег, обозначена с M-SHORAD (маневра-ПВО на къси разстояния) за защита на бойните бригади от безпилотни летателни апарати, неуправляеми ракети, артилерийски и минохвъргачен тип и авиационен хеликоптер тип.
„Сега е моментът да внесем насочените енергийни оръжия на бойното поле“, каза Нийл Търгуд, директор на Службата на САЩ по хиперзвукови, насочени енергийни и космически оръжия по време на възлагането на договора. - Армията признава необходимостта от лазери с насочена енергия, което е предвидено в плана за модернизация на армията. Това вече не е изследователска или демонстрационна дейност. Това е стратегическа бойна способност и ние сме на прав път, който ще я предаде право в ръцете на войниците."
Както отбелязва Джеймс, подобно развитие би могло да помогне за запълване на празнината в потенциалните бойни способности, особено по отношение на БЛА. Когато на бойното поле се появят голям брой дронове, сухопътните войски трябва да могат да се справят със заплахата. В момента тази задача се решава чрез стрелба с малки оръжия и картечници от много близка дистанция, въпреки че е очевидно, че тук е много трудно да се води насочен огън. Кинетична алтернатива биха били ракетите земя-въздух. Въпреки това, за разлика от ракетите, дроновете са много по -евтини за производство и експлоатация.
„Икономическите предимства са, че не е изгодно да използвате ракети срещу рояк дронове, тъй като тогава ракетите ще свършат много бързо. Трябва да запазите ракетния си арсенал за по -важни цели като самолети или хеликоптери."
Друго предимство на лазерите е тяхната скорост.
„Тъй като„ боеприпасите “се движат със скоростта на светлината, всъщност, ако дори за миг поставите лъча върху целта, тогава удряте дрона … дори ако той пресича линията ви на наблюдение със страшна скорост, вие просто насочете лазера към вражеската платформа - и целта е ваша “.
Независимо от заплахата
Крейг Робин, ръководител на Службата за проекти за насочена енергия в армията на САЩ, е съгласен и добавя, че системите за лазерно оръжие също не са чувствителни към заплахи.
"Повечето материали не издържат на висока температура, ако фокусирате лазера върху мина или дрон, ударът ви ще бъде фатален."
Всичко това, разбира се, осигурява предимства от финансова гледна точка, но в същото време лазерните системи могат да намалят количеството материални и технически доставки за военните.
„Що се отнася до кинетичните средства, трябва да правите ракети, да поддържате ракети, да ги отписвате. Това очевидно не се отнася за оръжейни системи с електрозахранване, тоест те значително намаляват логистичната тежест."
Офисът на Робин е част от Армейския офис за бързи способности и критични технологии (RCCTO). Под ръководството на Thurgood организацията работи за включване на нови технологии в експериментални разработки, които могат да достигнат до войниците. Насочената енергия е основният фокус на тази дейност.
В работата по лазера M-SHORAD бяха използвани разработките на предишния проект MHHEL (многомисионен високоенергиен лазер), който също предвиждаше инсталирането на 50 kW лазер на машината Stryker и производството на един прототип през 2021 г. RCCTO обаче реши да разшири обхвата на проекта, така че в момента се планира да бъдат внедрени четири лазера. Работейки заедно с главния изпълнител Kord Technologies, Raytheon и Northrop Grumman се състезават по този проект със своите прототипи M-SHORAD.
RCCTO участва в други насочени енергийни проекти. Основният акцент е върху защитата от непряк огън, който ще бъде осигурен от оръжейната система, инсталирана на превозното средство Stryker. Известен като способност за непряка противопожарна защита-високоенергиен лазер, този проект е по-нататъшно развитие на програмата за високоенергиен лазерен тактически демонстратор на превозни средства, за да премине от 100 kW система на 300 kW лазер и да го достави на войските до 2024 г.
Преди това армията инсталира 10-kW лазер на машината Stryker като част от проекта MEHEL (Mobile Experimental High-Energy Laser), който лежи в основата на работата по M-SHORAD.
Решението за увеличаване на мощността на оръжията се основава на успешния процес на разработка. Както Робин обясни: „По отношение на технологичната зрялост, инвестициите в индустрията помогнаха за ускоряване на целия процес и постигане на добри резултати“.
Оптични влакна
Скот Шноренберг от Kord Technologies каза, че е имало преминаване от твърди лазери към спектрално комбинирани влакнести устройства, „които са значително по-ефективни и имат намален размер“. Той добави, че очевидният напредък в батериите с голям капацитет, системите за производство на електроенергия и термично управление играе голяма роля, позволявайки да се инсталират много мощни лазерни системи на сравнително малки бойни превозни средства.
В момента Kord се фокусира върху развитието на технологията във фазата на научноизследователска и развойна дейност и нейното използване при разработването на прототипи и последващите производствени продукти. Шноренберг също посочи логистичните предимства на лазерите, отбелязвайки, че „те също са оборудвани с мощни сензори, за да осигурят допълнителни възможности за събиране на информация и насочване на бойното поле“. Той смята, че след внедряването на системи за проекта M-SHORAD и други програми, обхватът на лазерите трябва да се разшири през следващите години.
„Виждате, че лазерите се развиват бързо, разширяват се и на други платформи и разширяват обхвата на мисиите, които могат да изпълняват, като изхвърляне на експлозивни боеприпаси, контрамерки срещу разузнавателни средства, прецизно насочване, концентрирана излъчваща мощност и високоскоростна предаване на данни. Разширяващият се диапазон от потенциални цели несъмнено ще допринесе за увеличаване на обхвата на основните платформи, на които ще бъдат инсталирани лазерни системи."
Евън Хънт, ръководител на лазери с висока мощност в Raytheon, също отбеляза възможността за проследяване на целта с лазерни системи.
„С натискането на бутон, след като идентифицирате дрон като заплаха, можете незабавно да го свалите и това ще бъде такъв краткотраен процес, при който дронът започва да пада едновременно с натискането на бутона. Това е революционен начин за поразяване на цели в сравнение с традиционните боеприпаси, които може да пропуснат и да разлетят на парчета в различни посоки."
"Говорим за нов тип технология, която позволява съвсем независимо откриване, проследяване, идентифициране и ангажиране на цели по начин, който потенциално може да се използва дори в относителна близост до промишлени или жилищни райони, без да причинява големи разрушения."
Сваляне на дронове
Заедно с участието в проекта M-SHORAD, Raytheon обръща специално внимание на разработването на лазерни оръжия за борба с дронове с малки размери, по-специално в своята концепция за „лазерна бъги с дюни“-мощен лазер в комбинация с мултиспектрално наблюдение система със собствен дизайн, инсталирана на превозно средство за всички терени Polaris MRZR.
Системата се произвежда за ВВС на САЩ, а доставката на три платформи е планирана за 2020 г. В края на същата година тези три мобилни блока ще бъдат разположени в чужбина за оперативна оценка.
Raytheon свали повече от 100 дронове от количката си по време на многобройни военновъздушни и военни изложения. ВВС биха могли да използват системата за редица задачи, например колата може да бъде паркирана в края на пистата, за да задръсти или унищожи нежелани безпилотни летателни апарати, влизащи във въздушното пространство. Хънт отбеляза:
„Лазерите наистина се доказаха като най -точното и ефективно средство за директно удряне на дронове. "Магическата комбинация" от характеристики ви позволява мълчаливо и дискретно да деактивирате няколко дронове наведнъж по много точен и евтин начин, така че те не са толкова разрушителни, колкото кинетичните оръжия."
Преди лазерните оръжия да влязат в експлоатация в значителни количества, е необходимо да се решат редица спешни задачи. Робин отбеляза, че самият лазер е един от трите важни елемента на оръжейната инсталация, заедно с контролер на лъча, който точно насочва лъча към заплахата и го придружава, и подсистема за генериране и управление на енергия. Последната подсистема трябва да бъде достатъчно компактна за инсталиране в превозни средства, въпреки че в този случай може да се възползва от развитието на автомобилния сектор, по -специално развитието на акумулаторни системи, което допринесе за бързото развитие на електрически превозни средства. „Искате да управлявате електрическата си кола със същата скорост за продължителен период от време, което е много подобно на начина, по който искате да работи лазер“, продължи Хънт. "Изискванията за тази технология и лазерите са сходни и тук се припокриват."
Според Джеймс намаляването на размера на захранващите системи е ограничаващият фактор. Той очаква американската армия и нейните партньори да се изправят пред предизвикателствата при поставянето на такова оборудване в Stryker. Освен това той отбеляза, че не всички цели в системата M-SHORAD са еднакви и има въпроси за това какво ниво на щета ще се изисква за различни видове платформи.
„Ако това са само дронове, които ловувате, то това стеснява обхвата на целите в този смисъл, намалява обхвата на материалите, от които са направени. Ако това е много голям дрон, тогава може би си струва да използвате ракета земя-въздух."
От друга страна, според Джеймс, обхватът е най -важният фактор, който трябва да се вземе предвид: колкото повече разстояние искате да причините щети, толкова повече мощност е необходима. Той забеляза, че атмосферата е пълна с различни частици, които разсейват светлината, тоест никога няма да има стопроцентово пропускане на светлина. На разстояние от един километър атмосферата може да бъде 85% пропусклива, тоест 15% от светлината няма да достигне целта. На разстояние повече от 5 км загубите могат да бъдат 50%, „тоест половината от фотоните просто се губят, лазерният лъч губи силата си и не достига целта“.
Научете се да се биете
„Основното предизвикателство за военните потребители ще бъде обучението за справяне с разширяващия се набор от цели“, каза Крис Фрай, директор на близката ПВО в Northrop Grumman, въпреки че отбеляза, че те се отдалечават от демонстрациите на експериментални технологии и преминават към реална експлоатация. от войник. "Ще позволи да се приеме, адаптира и подобри технологията." В допълнение към проекта M-SHORAD, Northrop Grumman е работил с армията на САЩ по редица други насочени енергийни програми, както и с офиса за научноизследователска и развойна дейност на ВМС, DARPA, лабораторията на ВВС и други клиенти.
„Фокусът е върху изграждането на сложни базови системи“, добави Фрай. „Тук не става въпрос само за лазера, а за цялата система: радар, система за управление и управление, мрежа, платформа, управление на генерацията и мощността. Максималната ефективност на всички тези компоненти и начина, по който работят заедно, е важен, за да се увеличи максимално потенциалът на системата."
Northrop Grumman заяви, че въпреки че теглото, размерът и консумацията на енергия на системите са значително намалени през последното десетилетие, те очакват да ускорят този процес през следващите години. Също така способността на лазерните системи да проследяват заплахите и „да задържат фотоните върху целта толкова дълго, колкото е необходимо, за да осигурят желания ефект“се е увеличила значително.
Създаване
Schnorrenberg каза, че най -голямото предизвикателство в момента са производствените ограничения. Поради ограничения брой лазерни системи, разработени до момента, производствената база е неразвита, тоест най-важните компоненти все още трябва да бъдат финализирани за сценарии за производство на голям обем.
„Правителството на САЩ инвестира в производствени мощности за решаване на този проблем“, добави той. „В крайна сметка индустрията в крайна сметка ще осигури изпълнителни механизми за развитие на тази база.“
Това е ключът към поставянето на целите на американската армия за програмата M-SHORAD. В съобщението за договора се отбелязва, че изборът на Northrop Grumman и Raytheon „ще насърчи конкуренцията и ще стимулира индустриалната основа за насочени енергийни системи“.
Джеймс се надява, че през следващите години лазерът ще се развие като оръжие на войната по свой собствен начин. Въпреки че се съмнява, че лазерите ще работят като напълно отделни системи, той вярва, че те със сигурност ще се превърнат в значително допълнение към други оръжия. Малко вероятно е системите за ПВО например да се състоят само от лазери, но те ще станат част от по -широка система, която ще включва ракети. Освен това, за да се борят с цели на свръх къси разстояния, военните най-вероятно ще искат да напуснат отделен войник.
"Може би лазерите завинаги ще бъдат част от основната система."
„За да направят лазерите наистина ефективни и по -полезни за американската армия, цената им трябва да намалее“, каза Робин. Въпреки това, всяка технология, излизаща от нишовия пазар, ще играе по -важна роля с течение на времето.
„С увеличаването на броя на прототипите и демонстрационните тестове - не само във военните, но и в други видове въоръжени сили - скоро ще станем свидетели на разширяване на този пазар и намаляване на цената на лазерните оръжейни системи.“
