Kui USA kaitseministeerium otsustas selle aasta mais saata Lähis -Itta Patriootide diviisi, et võidelda sellega, mida ta nimetab Iraani kõrgendatud ohuks, saatis ta välja personali, kes oli perioodiliste rotatsioonide tõttu juba liiga kulunud.
"Mis puutub raketitõrjejõududesse, siis seisime Lähis-Idas selle probleemiga regulaarselt silmitsi ammu enne selle lähetamist," ütles toonane aseminister ajakirjanikele, märkides, et Patrioti üksuste kohustusliku puhkeaja suhe oli alla 1: 1. maikuus. Aasta alguses oli üldine lahingukoormuse ja puhkeaja suhe umbes 1: 1, 4, samal ajal kui juhtkond seadis eesmärgiks suhte 1: 3 saavutamise.
Samal ajal kui USA armee otsib viise, kuidas vähendada kahe vahetusega pidevate rotatsioonide arvu ja tõsta lahinguvalmiduse taset, on päevakorras sama pakiline küsimus, kuidas tulevane kineetiliste ja mittekineetiliste relvade kombinatsioon nende lahingut mõjutab. vajadustele.
Kui peate võitlema peaaegu võrdse vastasega, on Patriot tõhus, kuid lõpuks võib see ohtu nõrgendada või neutraliseerida? Võib -olla mitte. Seetõttu näete aja jooksul uusi võimalusi, mis tuuakse meie raketitõrjearsenali,”
- ütles ta ja lisas, et tulevased suured investeeringud suunatud energiarelvade väljatöötamisse võivad muuta armee taktikalist mudelit.
"Vastasel juhul jätkate Patriot patareide kogumist, püüdes võidelda üha uute ohtudega."
Pentagon on aastakümneid jahtinud suunatud energiatehnoloogiaid ja sageli tundus, et lind on juba puuris. Paljud USA sõjaväelased usuvad, et tänaseks on olukord radikaalselt muutunud ja hiljutised edusammud selles valdkonnas annavad riigi relvajõududele lootust tõeliste relvasüsteemide varaseks kasutuselevõtmiseks erinevateks lahinguülesanneteks.
Kuigi Pentagon on pealtnäha optimistlik suunatud energiasüsteemide, eriti suure võimsusega laserite lähitulevikus kasutuselevõtu suhtes, on palju lahendamata probleeme. Alates taktikaliste ja strateegiliste võimete erinevustest kuni laserite mastaapsuse või mastaapsuse ja konkureerivate projektide rahastamise küsimusteni on sõjaväel palju üle saada.
Muutuvad vajadused
Laseri kasutuselevõtust on möödas ligi kuus aastakümmet ja suurema osa sellest ajast on kaitseministeerium otsinud võimalusi selle tehnoloogia arendamiseks eesmärgiga luua järgmise põlvkonna relvad. Õhutõrjejõudude jaoks lubavad sellised süsteemid madalamat hinda ühe kaotuse kohta ja samal ajal ka laskemoona tarbimise vähenemist. Näiteks kui Hiina laseb Ameerika laevale palju odavaid rakette, siis teoreetiliselt võiks nende sihtimiseks ja hävitamiseks kasutada võimsat laserit.
Lockheed Martini lasertehnoloogia juhtivspetsialist dr Robert Afzal usub, et siiani on lasertehnoloogia rakendamist takistanud kaks tegurit: kaitseministeeriumi esialgne rõhuasetus strateegiliste relvade väljatöötamisele ja selle vähearenemine.
Varem on sõjavägi eraldanud vahendeid suunatud energiauuringuteks sellistele projektidele nagu praegu suletud YAL-1 õhulaserprogramm, mida juhivad ühiselt USA õhujõud ja raketitõrjeagentuur. Selle algatuse raames paigaldati modifitseeritud Boeing 747-400F lennukile keemiline laser ballistiliste rakettide tabamiseks kiirendusfaasis.
"Sel ajal oli rõhk alati strateegilisel vastasseisul, mis nõudis väga suuri ja väga võimsaid lasersüsteeme." Tänaseks on mehitamata õhusõidukite ja väikelaevade levik aidanud kaasa osalisele nihkumisele Pentagoni lühiajalisele rõhule taktikalistele süsteemidele. See aitab sõjaväel järk -järgult laiendada relvasüsteeme, pidades silmas uute ohtude käsitlemist.
Aprillis 2019 toimus Washingtonis Brookingsi institutsioonis sel teemal arutelu. "Mul on väike nägemus suunatud energia lühi- ja keskmise tähtajaga väljavaadetest,"
- märkis instituudi vanemteadur.
“Ilmselt võib suunatud energia aidata meid väga -väga spetsiifilises taktikalises keskkonnas. Idee luua piisavalt suur laser territoriaalse raketitõrjesüsteemi tagamiseks on üsna ebareaalne, samas kui konkreetse aktiivse süsteemiga sõiduki kaitse on pisut realistlikum."
Tollane USA armee sekretär märkis, et suunatud energiaga seotud edusammud olid "kaugemal kui võite ette kujutada" ning armee otsus taastada oma rasketele üksustele manööverdatav õhutõrjesüsteem võimaldab kasutada uusi laserrelvi.
„Olemasolevate ja uute ohtude põhjal on see meie jaoks tõesti suur asi. Mis puutub tehnoloogiasse, siis oleme lähedal sellele, et meil on kasutusele võetav süsteem, mis suudab droonid, väikesed lennukid ja sarnased objektid alla tulistada."
Tehnoloogilised tõkked
Droonide tulistamiseks võimekate lasersüsteemide loomiseks on vaja kõige laiema spektriga tehnoloogiaid. Lisaks alusplatvormile kasutatakse õhuohtude tuvastamiseks radarit ja sihtmärgi lukustamiseks erinevaid andureid. Järgmisena jälgitakse sihtmärki, määratakse sihtpunkt, laser aktiveeritakse ja hoiab kiirgust selles punktis, kuni UAV saab lubamatult kahjustada.
Aastakümnete jooksul on neid lasereid arendavad teadlased saanud katsetada mitmeid kontseptsioone, sealhulgas suuri investeeringuid keemiarelvadesse, enne kui keskenduda kiudlaserite skaleerimisele.
"Kiudlaserite eeliseks on see, et saate need laserid mahutada palju väiksemaks,"
- ütles ajakirjanikega kohtumisel DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) büroo direktor.
Näiteks YAL-1 ABL süsteemis kasutati suure energiaga keemilist hapnik-joodlaserit ja kuigi see püüdis 2010. aastal edukalt katse-eesmärgi kinni, lakkas selle arendamine pärast ligi 15-aastast rahastamist. Sel hetkel seadis kaitseminister Robert Gates avalikult kahtluse alla ABL -i operatiivse valmisoleku ja kritiseeris selle tõhusat ulatust.
Keemiliste laserite üks puudusi on see, et laser lakkab töötamast, kui kemikaale tarbitakse. “Sellisel juhul on teil piiratud kauplus ja alati on eesmärk olnud luua elektritoitel töötav laser. Lõppude lõpuks, kui teil on võimalus oma platvormil elektrit toota kas rongisisese generaatori või aku kaudu, töötab teie laser,”ütles Afzal.
Viimastel aastatel on kaitseministeerium suurendanud investeeringuid elektrilise kiudlaseri arendamisse, kuid on silmitsi seisnud ka tõsiste väljakutsetega, eriti vähendatud kaalu, suuruse ja energiatarbega karakteristikutega laseri väljatöötamisel.
Varem ehitasid arendajad iga kord, kui kiudlaseri võimsust suurendati lahinguülesannete jaoks vajalikule tasemele, ehitasid nad suurte mõõtmetega lasereid, mis tekitasid probleeme liigse soojuse tekkega. Kui lasersüsteem genereerib kiir, tekib ka soojus ja kui süsteem ei suuda seda seadmest kõrvale juhtida, hakkab laser üle kuumenema ja valgusvihu kvaliteet halveneb, mis tähendab, et valgusvihk ei saa keskenduda sihtmärk ja laseri efektiivsus väheneb.
Kuna sõjavägi püüab suurendada elektriliste laserite võimsust, piirates samal ajal süsteemide kaalu, suuruse ja energiatarbimise omaduste kasvu, tuleb esiplaanile tõhusus; mida suurem on elektritõhusus, seda vähem kulub süsteemi tööks ja jahutamiseks energiat.
Suure võimsusega laseritega töötava USA armee pressiesindaja ütles, et kuigi generaatorid suudavad tavaliselt 10 kW süsteeme probleemideta toita, siis probleemid algavad siis, kui lasersüsteemide võimsust suurendatakse. "Kui lahinglaseri võimsust suurendatakse 50 kW -ni või rohkem, tuleb juba kasutada unikaalseid energiaallikaid, näiteks patareisid jms süsteeme."
Näiteks kui võtate 100 kW lasersüsteemi, mille kasutegur on umbes 30%, siis vajab see 300 kW võimsust. Kui aga platvorm, millele see on paigaldatud, toodab ainult 100 kW võimsust, vajab kasutaja erinevuse katmiseks patareisid. Kui patareid on tühjad, lakkab laser töötamast, kuni generaator neid uuesti laadib.
"Süsteem peab olema äärmiselt tõhus, alustades energiatootmisest ja selle edasisest muundamisest footoniteks, mis on suunatud eesmärgi poole,"
- ütles ettevõtte Lockheed Martin esindaja.
Vahepeal ütles Rolls-Royce LibertyWorks, et on töötanud juba üle kümne aasta, et integreerida võimsuse ja kuumuse juhtimissüsteem, mida saab kasutada suure võimsusega lasersüsteemides, ning on hiljuti "teinud olulisi tehnoloogilisi läbimurdeid".
Rolls-Royce ütles, et läbimurded hõlmavad selliseid valdkondi nagu "elektrienergia, soojusjuhtimine, temperatuuri reguleerimine ja jälgimine, energia kohene kättesaadavus ja äritegevuse järjepidevus". Nad lisasid, et süsteemi testid kliendi saidil algavad selle aasta lõpus ning kui need on edukalt lõpule viidud, võib osutuda võimalikuks tarnida armee- ja mereväe programmidele võimsuse reguleerimiseks ja soojuse eemaldamiseks modulaarseid integreeritud lahendusi.
Otsib lahendusi
DARPA ja MIT Lincolni labor on edukalt välja töötanud väikese suurusega suure võimsusega kiudlaseri, mida demonstreeriti käesoleva aasta oktoobris. Kuid nad keeldusid selle projekti üksikasju, sealhulgas võimsust, täpsustamast.
Kuigi sõjavägi ja ettevõtted on teatanud sõjaliste laserite väljatöötamisel järjekindlast edust, ütles Afzal, et Lockheed Martini jõupingutused lahendada mõned tehnoloogilised väljakutsed hõlmavad "spektrilise kiirte liitmise protsessi, mis meenutab mõnevõrra albumi" Dark Side of the Moon "kaant "Pink Floydi poolt".
"Ma ei saa teha 100 kW kiudlaserit, kui on probleeme skaleerimisega. Läbimurde tegi võimalikuks võimalus laiendada suure võimsusega kiudlasereid, kasutades talade kombineerimist, mitte lihtsalt suurema ja võimsama lasersüsteemi loomist."
„Mitmest kindla lainepikkusega lasermoodulist pärit laserkiired läbivad difraktsioonivõre, mis näeb välja nagu prisma. Siis, kui kõik lainepikkused ja nurgad on õiged, siis ei toimu vastastikust neeldumist, vaid lainepikkuste joondamist üksteise järel ranges järjestuses, mille tagajärjel võimsus kasvab proportsionaalselt, "selgitas Afzal. - Saate laseri võimsust skaleerida, lisades mooduleid või suurendades iga mooduli võimsust, püüdmata lihtsalt ehitada tohutut laserit. See sarnaneb pigem paralleelse arvutamisega kui superarvutiga."
Koos
Suurt tähelepanu pööratakse suure võimsusega laserite potentsiaalile, kuid samas näevad USA sõjavägi ja tööstus potentsiaali kasutada suure võimsusega mikrolainesagedusi drooniparvede tulistamiseks või laseritega kombineerimiseks.
"Tehnoloogia konsolideerimine võib olla hea lahendus," ütles kriitilise tehnoloogia büroo kindral Neil Thurgood ajakirjanikele. - See tähendab, et saate laseriga lüüa paljusid objekte. Kuid kahe laseriga saan rohkem sihtmärke, laserite ja suure võimsusega mikrolainetega rohkem sihtmärke. Töö selles valdkonnas on juba alanud."
Raytheoni juhitud energiaekspert Don Sullivan rääkis omalt poolt tööst selles suunas. Eelkõige ütles ta, et Raytheon on Polaris MRZR sõidukis ühendanud suure võimsusega laseri multispektraalse vaatlussüsteemiga, arendades samas välja suure võimsusega mikrolaineahjusüsteemi, mis on paigaldatud transpordikonteinerisse. Raytheon demonstreeris neid tehnoloogiaid 2017. aastal armee manöövritulekahjude integreeritud eksperimendi (MFIX) raames 2017. aastal ja töötas koos 2018. aastal USA õhujõudude White Sandsi tõestusväljakutel läbi viidud testide ajal.
Sullivan ütles, et lasersüsteemi kasutati pikkade vahemaade taga lendavate droonide tulistamiseks, samal ajal kui võimsaid mikrolaineid kasutati lähivälja kaitsmiseks ja rünnakute hävitamiseks sülemite UAV -de eest.
"Loomulikult näevad ja mõistavad õhuväed mõlema tehnoloogia täiendavat olemust mitte ainult droonide, vaid ka muude missioonide läbiviimisel."
Mereväes
Mis puutub massi, mahu ja energia küsimustesse, siis oma suurte mõõtmetega sõjalaevadel on siinse maa- ja õhuplatvormi ees selge eelis, mis võimaldas mereväe töötajatel käivitada mitu projekti korraga.
Merevägi tegeleb mereväe lasersüsteemide perekonna (NLFoS) kallal, algatusega võtta lähitulevikus kasutusele suure võimsusega mereväe lasersüsteemid. See mereväe algatus hõlmab: tahkis-lasertehnoloogia küpsemise (SSL-TM) programmi; RHEL (Ruggedized High Energy Laser) 150 kW suure energiaga laser; optiline pimestav laser Optiline pimestav interdiktor projekti Arleigh Burke hävitajatele; projekt ja suure energiaga laser ja integreeritud optiline pimestamisseade koos järelevalvega (HELIOS).
Kongressi uurimisteenistuse aruande kohaselt rakendab merevägi ka High Energy Laser Counter-Anti-Ship Cruise Missile Programme (HELCAP), mis laenab NLFoS-tehnoloogiat, et arendada täiustatud laserrelvi laevavastaste tiibrakettide vastu võitlemiseks.
Programmi HELIOS eesmärk on pakkuda pinnapealseid sõjalaevu ja muid platvorme kolme süsteemiga: 60 kW laser; kaugseire-, luure- ja teabe kogumise seadmed ning pimeseade UAV-de vastu võitlemiseks. Erinevalt teistest USA mereväe laevadel katsetatud laseritest, mis on paigaldatud laevadele lisasüsteemidena, saab HELIOSest laeva võitlussüsteemi lahutamatu osa. Aegise relvasüsteem tagab tulekahju juhtimise standardrakettidele koos sobivate relvade sihtimise ja sihtimisega.
2018. aasta märtsis sõlmiti Lockheed Martiniga 150 miljoni dollari suurune leping (koos 943 miljoni dollari suuruse lisavõimalusega) kahe süsteemi kavandamiseks, tootmiseks ja tarnimiseks 2020. aasta lõpuks. Aastal 2020 plaanib laevastik teha projekti HELIOS analüüsi, et tagada selle vastavus nõuetele.
Kongressi teenistuse aruandes märgitakse, et laserite integreerimine laevadele annab potentsiaalselt palju eeliseid: lühem kokkupuuteaeg, võime tegeleda aktiivselt manööverdavate rakettidega, täpne sihtimine ja täpne reageerimine, alates hoiatusmärkidest kuni nende süsteemide pöörduva häirimiseni. Siiski tuleb märkida, et võimalikud piirangud jäävad alles.
Aruande kohaselt hõlmavad need piirangud järgmist: ainult nägemisulatusest tulistamine; probleemid atmosfääri neeldumisega, hajumine ja turbulents; termiline levimine, kui laser soojendab õhku, mis võib laserkiire teravustada; sülemirünnakute tõrjumise, paadunud sihtmärkide ja elektrooniliste summutussüsteemide tagasilükkamise keerukus; ning õhusõidukite, satelliitide ja inimese nägemise kõrvalkahjustuste oht.
Raportis esile tõstetud suure tootlikkusega laserrelvade võimalikud puudused ei ole mereväele ainuomased ning sarnased probleemid seisavad silmitsi ka teiste relvajõudude harudega.
Marine Corps (ILC) selgitas omalt poolt transpordikonteinerisse paigaldatud Boeing CLWS (Compact Laser Weapon System) lasersüsteemi lahingu kasutamise taktikat, meetodeid ja meetodeid.
Boeingi pressiesindaja ütles, et kavatseb CLWS -süsteemi uuendada, suurendades võimsust 2 kW -lt 5 kW -le. Seda tehes märkis ta, et võimsuse suurenemine vähendaks aega, mis kulub väikeste droonide tulistamiseks. "Merevägi soovib väga kiiret süsteemi, mis suudaks pakkuda soovitud võimalusi. Nad kontrollivad nende süsteemide omadusi ja seetõttu on nad andnud meile lepingu nende ajakohastamiseks ja võimsuse suurendamiseks."
Soov investeerida
Armee juhtkond tegeles selle aasta esimesel poolel praeguste suunatud energiaprogrammide määratlemise ja pikaajalise plaani väljatöötamisega projektide üleviimiseks arendusetapist praktilise lahingukasutuse etappi.
Selle tegevuse raames anti kindral Turgudile 45 päeva aega selgitada ja koguda kõik käimasolevad projektid ühte registrisse. See võib kaasa tuua asjaolu, et osa neist lükatakse tagasi. „Kui asutasime kriitiliste tehnoloogiate büroo, pingutasin eriliselt kõigi konkureerivate suunatud energiaprojektide leidmiseks. Kõik töötavad selle nimel, mida nimetatakse suunatud energiaks, ja ma üritan mõista, mida see tegelikult tähendab ja mis seal tegelikult toimub,”ütles Thurgood relvajõudude komisjoni kuulamistel.
Mai lõpus kiitis armee juhtkond heaks tervikliku plaani, mis näeb ette suuremaid investeeringuid ning laser- ja mikrolainealaste tehnoloogiate kiiremat arendamist erinevates armee projektides. Pressikonverentsil teatas Thurgood, et sõjavägi on otsustanud kiirendada programmi MMHEL (Multi-Mission High Energy Laser), mille raames paigaldatakse Strykeri soomukitele 50 kW võimsusega laserid lähima õhutõrjesüsteemi osana. Kui kõik läheb plaanipäraselt, on 2021. aasta lõpuks armee kasutusele võtnud neli lasersüsteemidega sõidukit.
Praegu pole veel selge, millised algatused liidetakse või suletakse, kuid Thurgood ütles, et see juhtub kindlasti niikuinii. "Mõned inimesed töötavad näiteks 150 kW laseriga, mis lõpuks paigaldatakse veoautole ja haagisele või laevale. Me ei vaja oma 150 kW laserprogrammi, saame selliseid projekte omavahel kombineerida, seda protsessi kiirendada ja oma riigi jaoks ressursse säästa."
Armee portfelli jäävad vahepeal mitmed suunatud energiaalgatused. Näiteks armee kasutas MEHEL (Mobile Experimental High Energy Laser) laserit, et kiirendada paljulubavate lasersüsteemide arengut ning töötada välja selliste süsteemide toimimisega seotud lahingukasutuse taktika, meetodid ja põhimõtted. MEHELi projekti kohaselt paigaldas armee masinale Strykeri ja katsetas lasereid võimsusega kuni 10 kW.
2019. aasta mais teatas Dyneticsi juhitud rühm, et on valitud välja töötama 100 kW relvasüsteem ja paigaldama see FMTV (keskmiste taktikaliste sõidukite perekond) veoautodele suure võimsusega mudelite väljatöötamise programmi raames. HEL -laserpaigaldus TVD (suure energiaga laser -taktikaliste sõidukite demonstraator). Seda rakendatakse osana armee tööst suunatud energiarelvade väljatöötamisel, mis on mõeldud võitlemiseks rakettide, suurtükiväe ja mördi miinide ning droonidega.
Kolmeaastase, 130 miljoni dollari suuruse lepingu alusel moodustati kolmepoolne meeskond (USA armee, Lockheed Martin ja Rolls-Royce), et koostada kriitiline projektiülevaade, mis määrab lõpliku laserprojekti, seejärel valmistab süsteemi ja installib selle FMTV veoauto. 6x6, välitingimustes katsetamiseks White Sandsi raketipargis 2022. aastal.
Kolmik plaanib suurendada Lockheed Martini kiudlaseri võimsust, mille jaoks Rolls-Royce arendab elektrisüsteemi. Samal ajal keeldus Rolls-Royce avalikustamast, kas ta kasutab oma uut integreeritud energiajuhtimise ja soojusvahetuse juhtimissüsteemi.
2018. aastal teatas armee, et teeb eraldi koostööd Lockheed Martiniga, et varustada droonid võimsa mikrolaineheitjaga teiste droonide tulistamiseks. 12,5 miljoni dollari suuruse lepingu alusel töötab duo välja õhusõidukite droonivastase süsteemi. Võimalikud UAV kasulikud koormused hõlmavad lõhkeseadmeid, võrke ja mikrolaineahju.
DARPA büroo direktor ütles aga ajakirjanikele, et vaatamata suunatud energiavaldkonna edusammudele ei ole sõjavägi veel kaugel tehnoloogia integreerimisest lennukisse ning seetõttu muutuvad laevad ja maismaasõidukid tõenäoliselt esimesteks põhiplatvormideks.
Taevas
Ameerika Ühendriikide õhujõud rakendavad ka suunatud energiaprojekte, sealhulgas SHiELD ATD (Self-Protect High Energy Laser Demonstrator-Advanced Technology Demonstrator) prototüüpprogrammi raames välja töötatud projekte, mis näevad ette väikese suure võimsusega lasersüsteemi paigaldamise lennukitele. kaitsta rakettide eest. klass "maa-õhk" ja "õhk-õhk".
Selle aasta alguses teatas õhuväe uurimislabor, et on saavutanud vahepealse edu, kui kasutas maapealset prooviproovi mitme raketi tulistamiseks. Tehnoloogia arenedes kavatseb USA õhujõud süsteemi muuta väiksemaks ja kergemaks ning kohandada lennukite jaoks.
Pentagoni ja raketitõrjeagentuuri ambitsioonikam plaan on tagasivaade president Ronald Reagani strateegilisele kaitsealgatusele, mida tuntakse ka kui Tähesõdu, mis nõuab teoreetiliselt laserrelvasüsteemide kasutuselevõttu kosmoses.
Selle aasta jaanuaris avaldas Trumpi administratsioon kauaoodatud raketitõrjeülevaate, milles kiideti ballistiliste rakettide vastase agentuuri tööd suunatud energiaga relvade väljatöötamisel ballistiliste rakettide tabamiseks võimendusfaasis. Näiteks 2017. aastal esitas agentuur teabenõude pikamaa-kõrglennukite droonide kohta, millel oleks kandevõime võimsate laserite paigaldamiseks, et hävitada ICBM-id võimendusfaasis. 2017. aastal avaldatud ettepanekute taotlus näeb ette, et droon lendab vähemalt 19 000 meetri kõrgusel, selle kandevõime on vähemalt 2286 kg ja saadaolev võimsus 140 kW kuni 280 kW. Selliste droonide jaoks paljutõotava installatsiooni loomiseks teeb agentuur koostööd Boeingi, General Atomicsi ja Lockheed Martiniga ning uurib võimalust rakendada suure võimsusega lasertehnoloogiat UAV-de pardal.
"Meie puhul paneme erilist rõhku jäädvustamisele, jälgimisele ja sihtimisele,"
- ütles Boeingi ettevõtte esindaja.
„Need on tõesti meie põhioskused, mille oleme välja töötanud keemiliste laseritega töötades. Boeing on seda kõikides oma süsteemides demonstreerinud ja näidanud, et olemasolevaid tehnoloogiaid kasutades saate luua kompaktse, ülitõhusa hankimis-, jälgimis- ja sihtimissüsteemi ning integreerida selle sujuvalt igasse laserseadmesse, suurendades seeläbi oluliselt selle võimalusi."
