Laserrelvasüsteemid pole kaugeltki uuest kontseptsioonist, kuid nende igapäevases arendamises on endiselt olulisi probleeme.
David Jamesi Cranfieldi ülikoolist (Ühendkuningriik) sõnul jagunevad sellised süsteemid kahte laiasse kategooriasse. Esimene hõlmab relvi, mis on loodud ulatuste ja muude optiliste andurite haaramiseks, teine aga keskendub võitlusele juhitavate rakettide ja droonide vastu. Teise kategooria süsteemid köidavad sõjaväelaste tähelepanu üha enam, kuna laserrelvad muutuvad tõhusamaks ja energiaallikad vähenevad. James märkis:
"Nendel süsteemidel on mitmeid eeliseid. Nad pakuvad peaaegu lõpmatut laskemoona … kui toide töötab, siis lasersüsteem jätkab tööd. Neid on suhteliselt lihtne kasutada, mis tähendab, et personali koolitusprotsess ei ole liiga keeruline."
Merelt maale
Nagu James märkis, on viimastel aastakümnetel selles valdkonnas tehtud märkimisväärset tööd, eriti merendussektoris, kus mitmed programmid kaaluvad laserite kasutamise otstarbekust selliste ohtude vastu võitlemiseks nagu mereväe UAV -d või väikelaevad.
Esimesena ilmusid laevapõhised süsteemid, kuna neil on lihtne juurdepääs suure võimsusega jõuallikale, samas kui laserrelvade tõhususe suurenemine muudab need maavägedele üha kättesaadavamaks. Seda näitab kõige selgemalt Ameerika armee projekt prototüübi loomiseks ja esimese lahinglasersüsteemi kasutuselevõtmiseks. Aastal 2022 paigaldatakse neljale soomukile Stryker 50 kW võimsusega süsteemid, et toetada mobiilse lühimaa õhutõrje ülesandeid, mis on tähistatud lahingubrigaadide kaitseks M-SHORAD (Maneuver-Short-Range Air Defense). UAV -dest, juhitamatutest rakettidest, suurtükiväe- ja mörditule- ning lennundushelikopteritest.
"Nüüd on aeg viia suunatud energiarelvad lahinguväljale," ütles lepingu sõlmimise ajal USA armee hüpersooniliste, suunatud energia- ja kosmoserelvade büroo direktor Neil Thurgood. - Armee tunnistab vajadust suunatud energialaserite järele, mis on ette nähtud armee moderniseerimiskavas. See pole enam uurimis- ega tutvustustegevus. See on strateegiline võitlusvõime ja oleme õigel teel, mis viib selle otse sõdurite kätte."
Nagu märkis James, võivad sellised arengud aidata täita lünka potentsiaalsetes lahinguvõimetes, eriti seoses UAV -dega. Kui lahinguväljale ilmub suur hulk droone, peavad maismaaväed suutma ohuga toime tulla. Praegu lahendatakse seda ülesannet tulistades väikerelvi ja kuulipildujaid väga lähedalt, kuigi on ilmne, et sihitud tulekahju on siin väga raske läbi viia. Kineetiline alternatiiv oleks maa-õhk raketid. Kuid erinevalt rakettidest on droonide tootmine ja käitamine palju odavam.
"Majanduslikud plussid on see, et teil ei ole tulutoov kasutada rakette drooniparve vastu, sest raketid saavad siis väga kiiresti otsa. Peate oma raketiarsenali hoidma tähtsamate sihtmärkide, näiteks lennukite või helikopterite jaoks."
Teine laserite eelis on nende kiirus.
"Kuna" laskemoon "liigub valguse kiirusel, siis tegelikult, kui asetate tala isegi hetkeks sihtmärgile, tabate drooni … isegi kui see ületab teie vaatevälja kohutava kiirusega, suunake laser vaenlase platvormile - ja sihtmärk on teie."
Olenemata ohust
Sama meelt on ka USA armee suunatud energiaprojektide büroo juht Craig Robin, kes lisab, et ka laserrelvasüsteemid on ohtude suhtes tundetud.
"Enamik materjale ei hoia kõrget temperatuuri, kui keskendute laserile miinile või droonile, on teie löök surmav."
Kõik see annab muidugi rahalisest seisukohast eeliseid, kuid samas võivad lasersüsteemid vähendada sõjaväe materiaalse ja tehnilise varustuse hulka.
“Mis puudutab kineetilisi vahendeid, siis tuleb teha rakette, hooldada rakette, need maha kanda. See ei kehti ilmselgelt toitega relvasüsteemide kohta, see tähendab, et need vähendavad oluliselt logistilist koormust."
Robini kontor on osa armee kiirvõimete ja kriitiliste tehnoloogiate büroost (RCCTO). Thurgoodi juhtimisel töötab organisatsioon selle nimel, et kaasata uusi tehnoloogiaid eksperimentaalsetesse arendustesse, mis võivad sõduriteni jõuda. Selle tegevuse keskmes on suunatud energia.
M-SHORAD laseriga seotud töös kasutati eelmise projekti MHHEL (Multi-Mission High-Energy Laser) arendusi, mis nägid ette ka 50 kW võimsusega laseri paigaldamise Strykeri masinale ja ühe prototüübi tootmise. aastal 2021. RCCTO otsustas aga projekti ulatust laiendada, seega on praegu plaanis kasutusele võtta neli laserit. Koostöös peatöövõtjaga Kord Technologies võistlevad Raytheon ja Northrop Grumman selle projekti kallal oma M-SHORAD prototüüpidega.
RCCTO osaleb teistes suunatud energiaprojektides. Põhirõhk on kaitsel kaudtule eest, mille tagab sõidukile Stryker paigaldatud relvasüsteem. See projekt on tuntud kui kaudne tulekaitsevõime-suure energiatarbega laser, see on suure energiatarbega laser-taktikaliste sõidukite demonstraatoriprogrammi edasiarendus, et liikuda 100 kW süsteemilt 300 kW laserile ja tarnida see vägedele aastaks 2024.
Armee paigaldas Strykeri masinale varem projekti MEHEL (Mobile Experimental High-Energy Laser) raames 10-kW laserit, mis moodustas aluse tööks M-SHORADiga.
Otsus relvade võimsuse suurendamiseks põhines edukal arendusprotsessil. Nagu Robin selgitas: "Tehnoloogia küpsuse osas on tööstuse investeeringud aidanud kiirendada kogu protsessi ja saavutada häid tulemusi."
Kiudoptika
Scott Schnorrenberg Kord Technologiesist ütles, et tahkislaseritelt on läinud üle spektriliselt kombineeritud kiudseadmetele, "mis on oluliselt tõhusamad ja väiksema suurusega". Ta lisas, et suurt rolli mängivad ilmsed edusammud suure võimsusega akude, elektritootmise ja soojusjuhtimissüsteemide osas, mis võimaldab suhteliselt väikestele lahingumasinatele paigaldada väga võimsaid lasersüsteeme.
Kord keskendub praegu tehnoloogia arendamisele uurimis- ja arendustegevuse faasis ning selle kasutamisele prototüüpide väljatöötamisel ja järgnevates tootmistoodetes. Schnorrenberg juhtis tähelepanu ka laserite logistilistele eelistele, märkides, et "need on varustatud ka võimsate anduritega, mis pakuvad lahinguväljal täiendavat teabe kogumise ja sihtimise võimalust". Ta usub, et pärast süsteemide kasutuselevõttu projekti M-SHORAD ja muude programmide jaoks peaks lähiaastatel laserite ulatus laienema.
„Näete, et laserid arenevad kiiresti, laienevad teistele platvormidele ja laiendavad nende ülesannete valikut, näiteks lõhkekehade hävitamist, vastumeetmeid luurevarade vastu, täpset sihtimist, kontsentreeritud kiirgusvõimsust ja kiiret andmeedastust. Potentsiaalsete sihtmärkide laienev valik aitab kahtlemata kaasa põhiplatvormide hulga suurenemisele, millele lasersüsteemid paigaldatakse."
Raytheoni suure võimsusega laserite juht Evan Hunt märkis ka võimalust sihtmärkide jälgimiseks lasersüsteemidega.
„Pärast drooni ähvardusena tuvastamist saate ühe nupuvajutusega selle koheselt maha tulistada ja see on nii lühiajaline protsess, kus droon hakkab samal ajal nupule vajutamisega alla kukkuma. See on revolutsiooniline viis sihtmärkide tabamiseks võrreldes traditsioonilise laskemoonaga, mis võib mööda minna ja eri suundades tükkideks lennata."
"Me räägime uut tüüpi tehnoloogiast, mis võimaldab üsna iseseisvalt tuvastada, jälgida, tuvastada ja kaasata sihtmärke viisil, mida saab potentsiaalselt kasutada isegi tööstus- või elamupiirkondade suhteliselt lähedal, põhjustamata suurt hävitamist."
Droonide tulistamine
Koos projektis M-SHORAD osalemisega pöörab Raytheon erilist tähelepanu laserrelvade väljatöötamisele, et võidelda väikese suurusega droonidega, eriti oma kontseptsioonis „laser-luitevanker”-võimas laser koos multispektraalse vaatlusega. oma disainiga süsteem, mis on paigaldatud maastikusõidukile Polaris MRZR.
Süsteemi toodetakse USA õhujõudude jaoks ning kolme platvormi tarnimine on planeeritud 2020. aastaks. Sama aasta lõpus paigutatakse need kolm mobiilset üksust välismaale operatiivseks hindamiseks.
Raytheon tulistas arvukate õhujõudude ja sõjaväenäituste ajal oma vankrist alla rohkem kui 100 drooni. Õhuvägi saaks süsteemi kasutada mitmete ülesannete täitmiseks, näiteks võiks auto parkida raja lõpus, et õhuruumi siseneda soovimatuid UAV -sid ummistada või hävitada. Hunt märkis:
"Laserid on tõepoolest osutunud kõige täpsemaks ja tõhusamaks vahendiks droonide otseseks löömiseks. Omaduste "võlukombinatsioon" võimaldab teil väga täpselt ja odavalt mitmel droonil korraga vaikselt ja diskreetselt välja lülitada, nii et need pole nii hävitavad kui kineetilised relvad."
Enne laserrelvade kasutuselevõtmist märkimisväärsetes kogustes on vaja lahendada mitmeid kiireloomulisi ülesandeid. Robin märkis, et laser ise on üks kolmest relvapaigaldise olulisest elemendist koos kiirguse regulaatoriga, mis suunab tala täpselt ohule ja sellega kaasneb, ning energia tootmise ja haldamise alamsüsteemiga. Viimane alamsüsteem peaks olema sõidukitesse paigaldamiseks piisavalt kompaktne, kuigi sel juhul saab ära kasutada autotööstuse arenguid, eelkõige akusüsteemide arendamist, mis aitasid kaasa elektrisõidukite kiirele arengule. "Soovite oma elektriautoga pikemat aega sama kiirusega sõita, mis on väga sarnane sellele, kuidas soovite, et laser töötaks," jätkas Hunt. "Selle tehnoloogia ja laserite nõuded on sarnased ja kattuvad siin."
Jamesi sõnul on piiravaks teguriks toitesüsteemide suuruse vähenemine. Ta eeldab, et USA armee ja selle partnerid seisavad silmitsi väljakutsetega, mis on seotud sellise varustuse Strykerisse paigutamisega. Lisaks märkis ta, et kõik M-SHORADi süsteemi sihtmärgid ei ole ühesugused ja on küsimusi selle kohta, millist kahju taset eri tüüpi platvormide puhul nõutakse.
"Kui need on lihtsalt droonid, mida te jahtite, siis see kitsendab selles mõttes sihtmärkide vahemikku, vähendab materjalide valikut, millest need on valmistatud. Kui see on väga suur droon, siis võib-olla tasub kasutada maa-õhk raketti."
Teisest küljest on Jamesi sõnul kaugus kõige olulisem tegur, mida tuleb arvestada: mida suuremat kaugust tahate kahjustada, seda rohkem on vaja energiat. Ta märkas, et atmosfäär on täis erinevaid osakesi, mis hajutavad valgust, see tähendab, et sajaprotsendilist valguse läbilaskvust ei toimu kunagi. Ühe kilomeetri kaugusel võib atmosfäär olla 85% läbilaskev, see tähendab, et 15% valgusest ei jõua sihtmärgini. Enam kui 5 km kaugusel võivad kaotused olla 50%, "st pooled footonitest lähevad lihtsalt kaduma, laserkiir kaotab tugevuse ega jõua sihtmärgini."
Õpi võitlema
"Sõjaliste kasutajate peamine väljakutse on koolitus laieneva sihtmärkidega tegelemiseks," ütles Northrop Grummani õhutõrje direktor Chris Frye, kuigi märkis, et nad eemalduvad eksperimentaalsetest tehnoloogia tutvustustest ja lähevad üle tegelikule ekspluateerimisele. sõdur. "Võimaldab tehnoloogiat kasutusele võtta, kohandada ja täiustada." Lisaks projektile M-SHORAD on Northrop Grumman teinud koostööd USA armeega mitmete muude suunatud energiaprogrammidega, samuti mereväe teadus- ja arendusbüroo, DARPA, õhuväelabori ja teiste klientidega.
"Keskendutakse keerukate baasisüsteemide ehitamisele," lisas Fry. "See ei puuduta ainult laserit, vaid kogu süsteemi: radarit, juhtimis- ja juhtimissüsteemi, võrku, platvormi, tootmist ja võimsuse juhtimist. Kõigi nende komponentide maksimaalne efektiivsus ja nende koos töötamine on süsteemi potentsiaali maksimeerimiseks olulised.”
Northrop Grumman ütles, et kuigi süsteemide kaal, suurus ja energiatarve on viimase kümne aasta jooksul oluliselt vähenenud, loodavad nad seda protsessi lähiaastatel kiirendada. Samuti on märkimisväärselt suurenenud lasersüsteemide võime jälgida ohte ja "hoida footoneid sihtmärgil nii kaua, kui see on vajalik soovitud efekti saavutamiseks".
Loomine
Schnorrenberg ütles, et praegu on suurim väljakutse tootmispiirangud. Praeguseks väljatöötatud lasersüsteemide piiratud arvu tõttu on tootmisbaas välja arendamata, see tähendab, et suuremahuliste tootmisstsenaariumide jaoks on veel vaja lõpetada kõige olulisemad komponendid.
"USA valitsus investeerib selle probleemi lahendamiseks tootmisrajatistesse," lisas ta. "Lõppkokkuvõttes pakub tööstus selle baasi arendamiseks täidesaatvaid mehhanisme."
See on võti USA armee programmi M-SHORAD eesmärkide seadmisel. Lepingu teadaandes märgiti, et Northrop Grummani ja Raytheoni valik "edendab konkurentsi ja stimuleerib suunatud energiasüsteemide tööstusbaasi".
James loodab, et laser areneb järgnevatel aastatel sõjarelvana isemoodi. Kuigi ta kahtleb, et laserid töötavad täiesti eraldi süsteemidena, usub ta, et neist saab kindlasti märkimisväärne lisand teistele relvadele. On ebatõenäoline, et näiteks õhutõrjesüsteemid koosneksid ainult laseritest, kuid neist saab osa laiemast süsteemist, mis hõlmab rakette. Lisaks soovivad sõjaväelased sihtmärkide vastu võitlemiseks ülilühikestel vahemaadel suure tõenäosusega lahkuda eraldi sõdurist.
"Võib -olla jäävad laserid igaveseks põhisüsteemi osaks."
"Selleks, et laserid oleksid tõesti tõhusad ja USA sõjaväele kasulikumad, peavad nende kulud langema," ütles Robin. Igasugusel nišiturult tekkival tehnoloogial on aja jooksul siiski olulisem roll.
"Kuna prototüüpide ja demonstratsioonkatsete arv kasvab - mitte ainult sõjaväes, vaid ka muud tüüpi relvajõududes -, oleme peagi selle turu laienemise ja laserrelvasüsteemide kulude vähenemise tunnistajaks."
