Visizplatītākais veids, kā neitralizēt vai iznīcināt jebkuru sistēmu, ir koncentrēt tajā pietiekami daudz enerģijas … Un to var izdarīt dažādos veidos. Līdz šim militārajā jomā visizplatītākā bija šāviņa fiziskā ietekme, kuras enerģētiskās un mehāniskās īpašības garantēja bojājumu nodarīšanu, kas bija pietiekama, lai iznīcinātu vai padarītu rīcībnespējīgu mērķi vai ievērojami samazinātu tā kaujas spējas
Viens no šīs pieejas trūkumiem ir tāds, ka, lai trāpītu kustīgā mērķī, ir jānovērtē svina daudzums, kas vajadzīgs, lai sasniegtu šāviņu ar mērķi, jo no šāviena brīža līdz mērķim paies noteikts laiks sitienu, atkarībā no sākotnējā ātruma un attāluma. Bet, lai būtu ierocis, kuram faktiski nav lidojuma laika, tas ir jebkura karavīra sapnis.
Tomēr šis ierocis jau pastāv, un tā nosaukums ir LASER (saīsinājums no gaismas pastiprināšanas ar stimulētu starojuma emisiju) - metode, kā koncentrēt enerģiju uz mērķi gaismas staru dēļ, kas pārvietojas līdz tam ar gaismas ātrumu . Tādējādi gaidīšanas problēma šajā gadījumā sākotnēji vairs nepastāv.
Tā kā nav ideālas sistēmas, ir vairākas problēmas, kas jārisina, lai izmantotu "lāzeru" kā ieroci. Enerģijas daudzums, kas tiek saglabāts uz mērķa, ir proporcionāls lāzera starojuma jaudai un laikam, kad stars tiek noturēts uz mērķa. Tādējādi mērķa izsekošana kļūst par galveno problēmu. Arī sistēmas jauda rada savas problēmas, kas tieši saistītas ar izmēru un enerģijas patēriņu, jo armijai, kā likums, ir vajadzīgas mobilās sistēmas, tas ir, šīm "lāzera instalācijām" jābūt integrētām platformā. Ārkārtīgi lielas jaudas lāzera ieroči ar zemu enerģijas patēriņu un ierobežotu izmēru vismaz pagaidām paliek sapnis.
Tajā pašā laikā Japānā pirms pāris gadiem tika veikts LFEX (Laser for Fast Ignition Experiment) eksperiments. Stars ar divu petvatu jaudu, citiem vārdiem sakot, kvadriljonu (1015) vatu, tika aktivizēts īpaši īss laika periods, viena pikosekunde (1012 sekundes). Pēc japāņu zinātnieku domām, šai aktivizēšanai nepieciešamā enerģija bija ekvivalenta enerģijai, kas nepieciešama, lai divas sekundes darbinātu mikroviļņu krāsni. Šajā brīdī būtu labi kliegt "Eureka!" Tā kā visas problēmas, šķiet, ir atrisinātas. Bet tā tur nebija, neērtības te ielīda no izmēra puses, jo, lai sasniegtu 2 petvatu jaudu, LFEX sistēmai nepieciešams 100 metrus garš korpuss. Tādējādi daudzi lāzeru sistēmu uzņēmumi mēģina atrisināt jaudas un enerģijas lieluma vienādojumu dažādos veidos. Tā rezultātā parādās arvien vairāk ieroču sistēmu, bet šķiet, ka psiholoģiskā pretestība šai jaunajai militāro ieroču kategorijai samazinās.
Vācija darbā
Eiropā divas galvenās grupas, kuras vada Rheinmetall un MBDA, strādā pie augstas enerģijas HEL (High Energy Laser) lāzeriem, uzskatot tos par aizsardzības un uzbrukuma ieročiem. 2013. gada rudenī Vācijas komanda savā Šveices Ošensbodenes poligonā rīkoja plašu demonstrāciju, kurā uz dažāda veida platformām tika uzstādīti augstas enerģijas lāzeri. Mobilais HEL Effector Track V klases 5 kW tika uzstādīts bruņutransportierim M113, mobilais HEL Effector Wheel XX klase 20 kW universālajam bruņumašīnai GTK Boxer 8x8, un visbeidzot - mobilais HEL Effector Container L klase 50 kW pastiprināts Drehtainer konteiners uz kravas automašīnas Tatra 8x8 šasijas.
Īpaši jāatzīmē 30 kW stacionārais lāzera ieroču demonstrētājs, kas uzstādīts uz šaujamieroča tornīti un ir pierādījis spēju atvairīt vairākus uzbrukumus no RAM tipa objektiem (bez vadāmām raķetēm, artilērijas un mīnmetēju šāviņiem) un bezpilota lidaparātiem. Riteņu platforma ir parādījusi spēju neitralizēt UAV līdz 1500 metru attālumā, un tā tika izmantota arī, lai detonētu kārtridžu patronas joslā, lai "tehniski" iestrēgtu liela kalibra ložmetēju. Ja mēs runājam par izsekoto sistēmu, tad to izmantoja, lai neitralizētu IED un novērstu šķēršļus, piemēram, dedzinot dzeloņstieples no liela attāluma. Jaudīgāka sistēma konteinerā tika izmantota, lai traucētu optoelektronisko sistēmu darbību līdz 2 km attālumā.
Tajā pašā laikā stacionārā torņa iekārta spēja izdegt 82 mm javas kārtu viena kilometra attālumā, turot staru uz mērķi 4 sekundes. Turklāt uzstādīšana trāpīja 90% tērauda lodīšu ar sprāgstvielām, imitējot 82 mm mīnmetēju šāviņus, kas viens pēc otra tika izšauti. Instalācija arī pavadīja eskortu un iznīcināja trīs reaktīvās lidmašīnas. Rheinmetall turpināja izstrādāt virzītas enerģijas sistēmas un IDEX 2017 izstādē prezentēja vairākas jaunas sistēmas un ierīces. Pēc Rheinmetall ekspertu domām, pēdējo piecu gadu laikā tirgū ir ienācis ievērojams skaits lāzera ieroču sistēmu. Atkarībā no platformas militārās specifikācijas pārbaudes metodika ir ļoti līdzīga tai, ko izmantoja optocoupler sistēmām. "Attiecībā uz zemes sistēmām mēs uzskatām, ka esam TRL 5-6 (tehnoloģiju demonstrācijas paraugs) stadijā," atzīmēja eksperti, uzsverot, ka turpmāk jāpieliek pūles svara un izmēra un enerģijas patēriņa īpašībām, un darbs ir saistīts ar drošības sistēmām. Tomēr situācija mainās diezgan ātri, un "pēdējo astoņu gadu laikā mēs esam paveikuši to, kas pēdējo 600 gadu laikā ir izdarīts šautenes jomā", uzskata uzņēmums. Papildus zemes lietojumiem Rheinmetall strādā arī pie jūras sistēmām. 2015. gadā uz ekspluatācijas pārtrauktā kuģa tika pārbaudīti lāzera ieroči; šie ir pirmie lāzera izmēģinājumi Eiropā, veicot misijas no kuģa uz krastu.
Savā koncepcijā "Zem patriota" ("Zem patriotu kompleksa", risinājums neitralizēt militāros līdzekļus, kurus nevar apturēt lielākas pretgaisa aizsardzības sistēmas, kuru pamatā ir raķešu sistēmas), Rheinmetall papildus raķetēm un lielgabaliem integrē lāzeru. Skyshield tornī. Šo pielāgojamo 30 kW lāzeru izmanto, lai apkarotu bezpilota lidaparātus, un tas ir īpaši efektīvs pret masveida uzbrukumiem. Tiek uzskatīts, ka šādām lidmašīnām, īpaši vieglām, pietiek ar 20 kW staru kūli, kas var radīt vislielākos draudus saskaņā ar koncepciju "Zemāk Patriots". Kušanas process notiek attālumā, kamēr drona elektroniskās shēmas ir atspējotas vai materiāls tiek katastrofāli bojāts. Nepieciešamā precizitāte ir 3 cm viena kilometra attālumā, kas, pēc Rheinmetall domām, ir sasniedzams; tas paredz 1. klases iekārtas pieņemšanu divu līdz trīs gadu laikā.
Virs jaunā stabilizētā kuģa šautenes stiprinājuma Sea Snake-27 tika uzstādīts 10 kW lāzera stiprinājums. Rheinmetall ir ierosinājis praktisku pielietojumu šādam lāzeram - griešana caur radara mastiem vai ienaidnieka radioantenām - kaut kas līdzīgs brīdinājuma šāviena lāzera ekvivalentam no lielgabala. Līdzīgs lāzers tika prezentēts arī īpaši viegla tālvadības torņa prototipā, kas pilnībā izgatavots no oglekļa šķiedras, kas ar izpildmehānismiem un optronu sver tikai 80 kg un kravnesība ir 150 kg. Visbeidzot, bet ne mazāk svarīgi, šajā izrādē mazākā lāzera sistēma ar 3 kW jaudu tika prezentēta ar tālvadību kontrolētā ieroču stacijā, kas uzstādīta uz modernizētās Leopard 2 tvertnes torņa. IED). Saskaņā ar Rheinmetall teikto, tirgus šobrīd gaida 1. klases lāzera sistēmas. Maksimālā jauda šeit nav problēma, papildu sistēmas var apvienot modulārā koncepcijā, piemēram, lai uzstādītu augstāku jaudas līmeni, var uzstādīt divus 50 kW vai trīs 30 kW izstarotājus ….
Uzņēmums strādā arī pie tehnoloģijām, kas var daļēji kompensēt laika apstākļu ietekmi uz staru kūli. Liela jauda - aptuveni 100 kW - tiek uzskatīta par uzdevumiem apkarot raķetes, artilērijas šāviņus un mīnmetēju lādiņus, kā arī apžilbināt optoelektroniskās sistēmas ievērojamā diapazonā. Otrajam uzdevumam tiek uzskatīts, ka ir vēlama regulējama jauda, tādējādi ietaupot enerģiju atkārtotai “šaušanai”. Rheinmetall cieši sadarbojas ar Vācijas Bundesvēru, lai izstrādātu jaunu augstas enerģijas lāzera iekārtas izstrādes programmu.
Arī Lielbritānija cenšas
2017. gada janvārī Lielbritānijas Aizsardzības departaments paziņoja, ka ir parakstījis līgumu par demonstrācijas lāzera ieroča izstrādi ar īpaši izveidotu rūpniecisku grupu, kas pazīstama kā Dragonfire. MBDA vadītā grupa Dragonfire tika izveidota, saprotot, ka neviens uzņēmums nevar patstāvīgi izpildīt Aizsardzības zinātnes un tehnoloģiju laboratorijas (DSTL) programmu. Tādējādi šis risinājums apvieno Lielbritānijas industrijas labāko praksi: MBDA sniegs savas zināšanas galvenajā ieroču sistēmā, uzlabotā ieroču kontroles sistēmā, attēlveidošanas sistēmās un saskaņos savus centienus ar QinetiQ (lāzera avota izpēte un tehnoloģiju demonstrācija), Selex / Leonardo (mūsdienīga optika, mērķu noteikšanas un mērķa izsekošanas sistēmas), GKN (novatoriskas enerģijas uzglabāšanas tehnoloģijas), BAE Systems un Marshall Land Systems (jūras un sauszemes platformu integrācija) un Arke (apkope visā ekspluatācijas laikā). Demonstrācijas testi, kas paredzēti 2019. gadā, parādīs, ka lāzera ieroči spēj tikt galā ar tipiskiem mērķiem attālumā gan uz sauszemes, gan jūrā.
Līgums par 35 miljoniem eiro ļaus šai rūpniecības grupai izmantot dažādas tehnoloģijas un pārbaudīt sistēmas iespējas, lai noteiktu, izsekotu un neitralizētu mērķus dažādos attālumos, mainīgos laika apstākļos, uz ūdens un zemes. Mērķis ir nodrošināt Apvienotajai Karalistei ievērojamas iespējas augstas enerģijas lāzera ieroču sistēmās. Tas liks pamatu tehnoloģiju sniegtajām darbības priekšrocībām, kā arī šādu sistēmu bezmaksas eksportam, lai atbalstītu labklājības programmu, kas aprakstīta Apvienotās Karalistes 2015. gada aizsardzības un drošības stratēģiskajā pārskatā. un jūrā. Demonstrācijas ietvers kaujas misijas sākotnējo plānošanu un mērķa noteikšanu, lāzera staru pārraidi uz vadības ierīci, tās vadību un izsekošanu, kaujas bojājumu pakāpes novērtējumu, kā arī iespēju pāriet uz nākamo cikls. Projekts ne tikai palīdzēs izlemt par programmas nākotni, bet arī palīdzēs DSTL izveidot nodošanas ekspluatācijā plānu, kas, ja tas būs veiksmīgi pārbaudīts, tiks prognozēts aptuveni 2020. gadu vidū. Papildus Dragonfire programmai Lielbritānijas DSTL laboratorija īsteno papildu programmu, lai pārbaudītu lāzera ieroču ietekmi uz dažāda veida iespējamiem mērķiem; pirmie testi tika veikti ar 82 mm javas apvalku.
Atkal Vācija
Eiropas raķešu ražotājs MBDA aktīvi sadarbojas ar Vācijas valdību un armiju lāzera ieroču jautājumā. Sākot ar prototipa tehnoloģiju demonstrāciju 2010. gadā, viņa aizsāka vienu 5 kW staru kūli un pēc tam mehāniski savienoja abus, lai iegūtu 10 kW staru kūli. 2012. gadā jauna laboratorijas iekārta tika aprīkota ar četriem 10 kW jaudas lāzeriem, lai veiktu eksperimentus, lai pārtvertu raķetes, artilērijas šāviņus un javas munīciju. Testi tika veikti 2012. gada beigās, inženieri mēģināja šo instalāciju integrēt vairākos konteineros virknē testu Alpos, taču šo sistēmu noteikti bija grūti nosaukt par mobilo. Tādējādi nākamais solis bija izstrādāt prototipu, ko varētu viegli izvietot laukā. 2014.-2016.gadā zinātnieki un inženieri pie tā smagi strādāja Šrbenhauzena izmēģinājumu vietā, kā rezultātā tika veikti pirmie eksperimenti ar jauno sistēmu, kas tika veikti pagājušā gada oktobrī.
Pārbaudes tika veiktas Putlos mācību bāzē Baltijas jūrā, un galvenokārt to mērķis bija pārbaudīt vadības un staru kūļa korekcijas sistēmu ar simulētiem trāpīšanas mērķiem dažādos attālumos; šim nolūkam kā gaisa mērķis tika izmantots kvadkopters. Šīs pārbaudes vietas izvēle, pirmkārt, bija saistīta ar drošības apsvērumiem, kā arī ar to, ka flotes šobrīd visaktīvāk iesaistās lāzera ieroču instalāciju izstrādē. Jaunā demonstrācija tika uzstādīta 20 pēdu ISO konteinerā; Iemesls tam ir izmaksu samazināšana, jo šajā gadījumā tas neprasa daudz integrācijas darbu, nevis sistēmas uzstādīšanu militārā platformā. Šajā gadījumā lāzera sistēma neaizņem visu tilpumu tvertnes iekšpusē. Vēl viens izmaksu ietaupīšanas pasākums bija lēmums neintegrēt elektroapgādi pašā izmēģinājuma iekārtā, lai gan pieejamais liekais apjoms ļautu to izdarīt nepieciešamības gadījumā. Papildu tilpums varētu arī ļaut pievienot mehānismu, lai nolaistu lāzera virzošās ierīces augšpusi pārvadāšanas konteinera iekšpusē. Visus šos risinājumus var ieviest jau izmantotajā sistēmā. MBDA Vācija šobrīd gaida nākamo testēšanas posmu, kurā tiks pārbaudīta visa sistēma, ieskaitot jaudīga lāzera stara ģenerēšanu. Tam vajadzētu notikt 2017. gada beigās-2018. gada sākumā.
Jaunās demonstrācijas vienības pamatā ir staru ģenerēšanas sistēma un virzoša ierīce, abas ierīces ir mehāniski atdalītas viena no otras. Pašreizējais avots ir viens 10 kW šķiedru lāzers, kas iebūvēts konteinerā kopā ar visu aprīkojumu, datoriem un siltuma noņemšanas sistēmu utt. Lāzera stars caur optisko šķiedru tiek projicēts virzošajā ierīcē. Šeit tika izmantota MBDA jau gūtā pieredze. Tomēr dažas detaļas ir izstrādātas tieši šai lāzera sistēmai, kas, salīdzinot ar standarta sistēmām, ievērojami uzlabo precizitāti, leņķisko ātrumu un paātrinājumu. Abu elementu atdalīšana nodrošina arī 360 ° nepārtrauktu azimuta pārklājumu, savukārt pacēluma leņķi svārstās no + 90 ° līdz -90 °, tādējādi aptverot sektoru, kas pārsniedz 180 °. Lai optimizētu staru novirzīšanas bloku, tajā ir integrēta arī teleskopiska optiskā sistēma. Paātrinājums un pagriešanās ātrums ir ļoti svarīgi, strādājot ar ļoti manevrējamiem mērķiem, piemēram, mikro un mini UAV, un, kad runa ir par masveida uzbrukumu atvairīšanu. Vēl viens svarīgs faktors ir jauda, jo jo lielāka jauda, jo mazāk laika nepieciešams mērķa iznīcināšanai / neitralizēšanai. Šajā sakarā izstrādātāji ir centušies nodrošināt, ka jaunā eksperimentālā iestatīšana varētu pieņemt dažādus lāzera avotus, kas kopā var palielināt izejas jaudu. Turklāt lāzera ģeneratora un vadošās ierīces atvienošana nākotnē ļaus pieņemt jauna veida lāzera ģeneratorus ar lielāku enerģijas blīvumu, kas ļauj iepakot lielāku jaudu mazākā modulī. MBDA Vācija rūpīgi uzrauga enerģijas piegādes attīstību, jo staru kūļa kvalitāte joprojām ir galvenais faktors. Tāpat kā iepriekšējā laboratorijas iestatījumā, tika izmantoti tikai spoguļi, kas var viegli apstrādāt vairāk enerģijas nekā lēcas, pēdējie tika noņemti no sistēmas siltuma problēmu dēļ. Vadošā ierīce tādējādi var izturēt jaudu, kas pārsniedz 50 kW. Lai gan teorētiskā robeža 120-150 kW šķiet diezgan reāla.
MBDA Vācija uzskata, ka anti-UAV sistēmas izejas jaudai jābūt no 20 līdz 50 kW; tikpat daudz enerģijas ir nepieciešams, lai apkarotu ātrlaivas, kas ir flotes vēlamais mērķis. Uzņēmums ir ieguldījis lielus līdzekļus izsekošanas tehnoloģijā, lai tiktu galā ar droniem, kuru pacelšanās svars ir mazāks par 50 kg. Runājot par raķešu, artilērijas lādiņu un javas munīcijas pārtveršanu, kas sākotnēji tika uzskatīta par vienu no galvenajiem lāzeriekārtu uzdevumiem, klienti saprata, ka šādu uz lāzeru balstītu sistēmu izstrāde šobrīd ir diezgan problemātiska. Līdz ar to ir mainījušās lielākās daļas militārpersonu prioritātes. Jaunā pārbaudāmā sistēma ir TRL -5 (Technology Demonstrator) gatavības līmenī - “tehnoloģija ir pierādīta pareizajā vidē”. Lai iegūtu pilnvērtīgu prototipu, sistēma ir jāpilnveido virzienā, lai tā varētu pielāgoties darbībai nelabvēlīgos apstākļos, savukārt daži komerciāli komerciāli komponenti ir jākvalificē militāriem uzdevumiem.
MBDA Vācija pašlaik izstrādā programmu nākamajai testu sērijai, kas jāpabeidz šā gada beigās vai nākamā gada sākumā; šis darbs tiek veikts ciešā kontaktā ar Bundesvēru, kas daļēji finansē šo programmu. Pienācis laiks faktiskam līgumam izstrādāt funkcionējošu, partijām gatavu sistēmu, kas ne tikai nodrošinās finansējumu, bet arī noteiks skaidras prasības. MBDA Vācija uzskata, ka pēc šāda līguma saņemšanas sistēma būs gatava 2020. gadu sākumā.
Ārpus Eiropas
ASV ir izstrādātas daudzas lāzera sistēmas. 2014. gadā tika pārbaudīta Persijas līcī izvietotā lāzera sistēma USS Ponce. Kratos izstrādātā 33 kW LaWS (Laser Weapon System) lāzera sistēma veiksmīgi izšāva uz nelielām laivām un bezpilota lidaparātiem. Lockheed Martin tajā pašā laika posmā izstrādāja savu ADAM (Area Defense Anti-Munitions) sistēmu, šis lāzera ieroča prototips tika izstrādāts, lai cīnītos tuvā attālumā ar pašdarinātām raķetēm, bezpilota lidaparātiem un laivām. Viņš parādīja savu spēju izsekot mērķus vairāk nekā 5 km attālumā un iznīcināt tos līdz 2 km attālumā. 2015. gada beigās Lockheed atklāja savu jauno Athena 30 kW vienību, kuras pamatā ir ADAM tehnoloģija. Par Krievijas lāzera ieroču programmām ir maz zināms. Aizsardzības ministra vietnieks Jurijs Borisovs 2017. gada janvārī paziņoja, ka valsts nodarbojas ar lāzera un citu augsto tehnoloģiju ieroču izstrādi un ka Krievijas zinātnieki ir veikuši būtisku izrāvienu lāzertehnoloģijas jomā. Un nav vairāk detaļu …
