متداول ترین روش برای خنثی سازی یا از بین بردن هر سیستمی ، تمرکز انرژی کافی بر روی آن است … و این را می توان به روش های مختلف انجام داد. تا به حال ، در حوزه نظامی ، رایج ترین آن ضربه فیزیکی یک پرتابه بود ، که از نظر انرژی و خواص مکانیکی باعث ایجاد خسارت کافی برای نابودی یا ناتوانی هدف و یا کاهش قابل ملاحظه قابلیت های رزمی آن می شد
یکی از معایب این روش این است که برای ضربه زدن به یک هدف متحرک ، لازم است مقدار سرب مورد نیاز برای برخورد پرتابه با هدف را تخمین بزنید ، زیرا زمان مشخصی از لحظه شلیک به هدف خواهد گذشت. ضربه ، بسته به سرعت و فاصله اولیه. اما داشتن سلاحی که در واقع زمان پرواز آن صفر باشد ، رویای هر سربازی است.
با این حال ، این سلاح از قبل وجود دارد و نام آن LASER (مخفف عبارت Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) است - روشی برای تمرکز انرژی بر روی یک هدف به دلیل پرتوی نوری که با آن "سرعت نور" مسافتی را طی می کند. " بنابراین ، مشکل پیش بینی در این مورد دیگر در ابتدا وجود ندارد.
از آنجا که هیچ سیستم کاملی وجود ندارد ، چندین مشکل وجود دارد که باید برای استفاده از "لیزر" به عنوان یک سلاح حل شود. میزان انرژی ذخیره شده بر روی هدف متناسب با قدرت تابش لیزر و زمان نگهداری پرتو روی هدف است. بنابراین ، ردیابی هدف مشکل اصلی می شود. همچنین ، قدرت سیستم مشکلات خاص خود را دارد که مستقیماً به اندازه و مصرف برق مربوط می شود ، زیرا ارتش ، به طور معمول ، به سیستم های تلفن همراه نیاز دارد ، یعنی این "تاسیسات لیزری" باید در پلت فرم ادغام شود. سلاح های لیزری با خروجی بسیار بالا با مصرف انرژی کم و اندازه محدود حداقل در حال حاضر یک رویا است.
در همان زمان ، آزمایش LFEX (لیزر برای آزمایش احتراق سریع) چند سال پیش در ژاپن انجام شد. یک پرتو با قدرت دو پتاوات ، به عبارت دیگر ، یک کوادریلیون (1015) وات ، یک دوره زمانی فوق کوتاه فعال شد ، یک پیکو ثانیه (1012 ثانیه) به گفته دانشمندان ژاپنی ، انرژی مورد نیاز برای این فعال سازی معادل انرژی مورد نیاز برای تغذیه مایکروویو به مدت دو ثانیه است. در این مرحله ، خوب است فریاد بزنید "Eureka!" زیرا همه مشکلات به نظر می رسد حل شده است. اما آنجا نبود ، مزاحمت از طرف اندازه به اینجا وارد شد ، زیرا برای دستیابی به توان 2 پتاوات ، سیستم LFEX به یک کیس به طول 100 متر نیاز دارد. بنابراین ، بسیاری از شرکت های سیستم لیزری سعی می کنند معادله اندازه قدرت و انرژی را به روش های مختلف حل کنند. در نتیجه ، سیستم های تسلیحاتی بیشتر و بیشتر در حال ظهور هستند ، در حالی که به نظر می رسد مقاومت روانی در برابر این دسته جدید از سلاح های نظامی در حال کاهش است.
آلمان در محل کار
در اروپا ، دو گروه اصلی به رهبری Rheinmetall و MBDA بر روی لیزرهای HEL (لیزر با انرژی بالا) با انرژی بالا کار می کنند و آنها را سلاح های دفاعی و تهاجمی می دانند. در پاییز سال 2013 ، تیم آلمانی تظاهرات گسترده ای را در محل آزمایش خود در اچسنبودن سوئیس برگزار کرد که در آن لیزرهای پرانرژی روی انواع سکوها نصب شده بود. Mobile HEL Effector Track V کلاس 5 کیلووات بر روی حامل پرسنل زرهی M113 ، Mobile HEL Effector Wheel XX کلاس 20 کیلو وات بر روی خودروی زرهی جهانی GTK Boxer 8x8 نصب شد و در نهایت ، Mobile HEL Effector Container L کلاس 50 کیلو وات در ظرف تقویت شده Drehtainer بر روی شاسی کامیون Tatra 8x8.
نکته قابل توجه این است که نمایشگر سلاح لیزری 30 کیلوواتی ثابت روی برج اسلحه Skyshield نصب شده است و توانایی دفع حملات متعدد از اشیاء از نوع RAM (موشک های بدون هدایت ، توپ و خمپاره) و هواپیماهای بدون سرنشین را نشان داده است. سکوی چرخ دار توانایی خود را برای خنثی سازی پهپادها در فاصله حداکثر 1500 متری نشان داده است و همچنین برای منفجر کردن یک کارتریج در کمربند فشنگ به منظور ایجاد "فنی" در مسلسل کالیبر بزرگ استفاده شد. اگر در مورد سیستم ردیابی صحبت کنیم ، از آن برای خنثی سازی IED ها و رفع موانع ، به عنوان مثال ، سوزاندن سیم خاردار از فاصله طولانی استفاده شد. یک سیستم قوی تر در یک ظرف برای ایجاد اختلال در عملکرد سیستم های اپتوالکترونیکی در فاصله حداکثر 2 کیلومتر استفاده شد.
در همان زمان ، نصب برجک ثابت توانست یک خمپاره 82 میلیمتری را در فاصله یک کیلومتری بسوزاند و تیر را به مدت 4 ثانیه روی هدف نگه دارد. علاوه بر این ، نصب 90 درصد از گلوله های فولادی را با مواد منفجره و شبیه سازی گلوله های خمپاره 82 میلیمتری که پشت سر هم پشت سر هم شلیک شده بودند ، مورد اصابت قرار داد. همچنین ، نصب اسکورت و سه پهپاد جت را منهدم کرد. Rheinmetall به توسعه سیستم های انرژی جهت دار ادامه داد و چندین سیستم و دستگاه جدید را در IDEX 2017 ارائه کرد. به گفته کارشناسان Rheinmetall ، تعداد قابل توجهی از سیستم های تسلیحاتی لیزری در پنج سال گذشته وارد بازار شده است. بسته به پلتفرم ، روش آزمایش مشخصات نظامی بسیار شبیه به آن است که برای سیستم های نوری استفاده می شود. کارشناسان خاطرنشان کردند: "در مورد سیستم های زمینی ، ما معتقدیم که در مرحله TRL 5-6 (نمونه نمایشی فناوری) هستیم." کار مربوط به سیستم های ایمنی است. با این حال ، اوضاع به سرعت در حال تغییر است و این شرکت معتقد است "طی هشت سال گذشته ما آنچه را که در 600 سال گذشته در زمینه تفنگ انجام شده است انجام داده ایم." Rheinmetall علاوه بر کاربردهای زمینی ، روی سیستم های دریایی نیز کار می کند. در سال 2015 ، سلاح های لیزری بر روی یک کشتی منسوخ آزمایش شد. این اولین آزمایش لیزر در اروپا به عنوان بخشی از ماموریت های کشتی به ساحل است.
در مفهوم "زیر پاتریوت" ("زیر مجموعه پاتریوت" ، راه حلی برای خنثی سازی دارایی های نظامی که توسط سیستم های پدافند هوایی بزرگتر بر اساس سیستم های موشکی قابل توقف نیستند) ، Rheinmetall علاوه بر موشک ها و اسلحه ها ، یک لیزر را نیز ادغام می کند. در برج Skyshield این لیزر 30 کیلوواتی قابل تنظیم برای مقابله با پهپادها استفاده می شود و به ویژه در برابر حملات گسترده م effectiveثر است. اعتقاد بر این است که یک پرتو 20 کیلو واتی برای استفاده در چنین هواپیماهایی ، به ویژه هواپیماهای سبک ، کافی است ، که ممکن است بزرگترین تهدید را تحت مفهوم "Under Patriot" ایجاد کند. فرآیند ذوب در فاصله ای رخ می دهد ، در حالی که مدارهای الکترونیکی هواپیمای بدون سرنشین غیرفعال هستند یا آسیب فاجعه بار به مواد رخ می دهد. دقت مورد نیاز 3 سانتی متر در فاصله یک کیلومتری است که به گفته Rheinmetall قابل دستیابی است. این پیش بینی تصویب یک نصب کلاس 1 در عرض دو تا سه سال است.
یک پایه لیزری 10 کیلوواتی بر روی پایه جدید تفنگ شناور تثبیت شده Sea Snake-27 نصب شد. Rheinmetall یک برنامه کاربردی برای چنین لیزری - برش از طریق دکل های راداری یا آنتن های رادیویی دشمن - مانند معادل لیزری شلیک هشدار دهنده از توپ را پیشنهاد کرده است.یک لیزر مشابه نیز بر روی نمونه اولیه یک برج کنترل از راه دور بسیار سبک ساخته شده است که کاملاً از فیبر کربن ساخته شده است ، وزن آن تنها 80 کیلوگرم با محرک ها و اپترونیک است و ظرفیت بار آن 150 کیلوگرم است. آخرین و مهمترین ، کوچکترین سیستم لیزری در این نمایش با قدرت 3 کیلو وات در ایستگاه تسلیحاتی از راه دور نصب شده بر روی برجک تانک مدرن Leopard 2 (IED) ارائه شد. به گفته Rheinmetall ، بازار در حال حاضر منتظر سیستم های لیزری کلاس 1 است. حداکثر قدرت در اینجا مشکلی ایجاد نمی کند ، سیستم های اضافی را می توان در یک مفهوم مدولار ترکیب کرد ، به عنوان مثال دو قطره چکان 50 یا 3 کیلو وات می توان برای دستیابی به سطوح قدرت بالاتر نصب کرد. ….
این شرکت همچنین در حال کار بر روی فناوری هایی است که می توانند تا حدودی اثرات آب و هوا را بر روی پرتو جبران کنند. قدرت بالای 100 کیلو وات برای مقابله با موشک ها ، گلوله های توپخانه و گلوله خمپاره و همچنین برای کور کردن سیستم های اپتوالکترونیکی در محدوده قابل توجه در نظر گرفته شده است. برای کار دوم ، اعتقاد بر این است که خروجی توان قابل تنظیم مطلوب است ، بنابراین در انرژی برای "شلیک" مکرر صرفه جویی می شود. Rheinmetall در حال همکاری نزدیک با Bundeswehr آلمان بر روی برنامه ای برای توسعه تاسیسات لیزری با انرژی بالا است.
بریتانیای کبیر نیز تلاش می کند
در ژانویه 2017 ، وزارت دفاع بریتانیا اعلام کرد که توافقنامه ای برای توسعه سلاح لیزری تظاهرات با گروه صنعتی ویژه ایجاد شده به نام Dragonfire امضا کرده است. گروه Dragonfire به رهبری MBDA از این نظر شکل گرفت که هیچ شرکتی نمی تواند به طور مستقل برنامه آزمایشگاه علوم و فناوری دفاعی (DSTL) را اجرا کند. بنابراین ، این راه حل بهترین شیوه های صنعت بریتانیا را گرد هم می آورد: MBDA تخصص خود را در سیستم اصلی سلاح ، سیستم کنترل پیشرفته سلاح ، سیستم های تصویربرداری ارائه می دهد و تلاش های خود را با QinetiQ (تحقیقات و فناوری منبع لیزری) ، Selex / Leonardo هماهنگ می کند. (اپتیک های مدرن ، تعیین هدف و سیستم های ردیابی هدف) ، GKN (فناوری های نوآورانه ذخیره انرژی) ، BAE Systems و Marshall Land Systems (ادغام سکوهای دریایی و زمینی) و Arke (تعمیر و نگهداری در کل عمر مفید). آزمایش های نمایشی برنامه ریزی شده برای سال 2019 نشان می دهد که سلاح های لیزری قادر به مقابله با اهداف معمولی از راه دور ، چه در خشکی و چه در دریا هستند.
این قرارداد به ارزش 35 میلیون یورو به این گروه صنعتی اجازه می دهد تا از فناوری های مختلف استفاده کرده و قابلیت های سیستم را برای شناسایی ، ردیابی و خنثی سازی اهداف در فواصل مختلف ، در شرایط آب و هوایی متغیر ، در آب و زمین آزمایش کند. هدف این است که انگلستان قابلیت های قابل توجهی در سیستم های تسلیحاتی لیزری با انرژی بالا ارائه دهد. این امر پایه و اساس مزیت عملیاتی ارائه شده توسط فناوری و همچنین صادرات رایگان چنین سیستم هایی در حمایت از برنامه رفاه است که در بازنگری استراتژیک دفاع و امنیت بریتانیا در سال 2015 شرح داده شده است. برای 2019 ، با شکست اهداف معمولی در خشکی. و در دریا تظاهرات شامل برنامه ریزی اولیه ماموریت رزمی و تشخیص هدف ، انتقال پرتو لیزر به دستگاه کنترل ، هدایت و ردیابی آن ، ارزیابی میزان آسیب های رزمی و همچنین نشان دادن امکان انتقال به مرحله بعدی است. چرخهاین پروژه نه تنها به تصمیم گیری در مورد آینده برنامه کمک می کند ، بلکه به DSTL نیز کمک می کند تا یک برنامه راه اندازی ایجاد کند که اگر با موفقیت آزمایش شود ، در اواسط سال 2020 پیش بینی می شود. آزمایشگاه DSTL بریتانیا علاوه بر برنامه Dragonfire ، برنامه دیگری را برای آزمایش تأثیر سلاح های لیزری بر اهداف احتمالی انواع مختلف اجرا می کند. اولین آزمایشها روی یک خمپاره 82 میلیمتری انجام شد.
دوباره آلمان
MBDA ، سازنده موشک اروپایی ، به طور فعال با دولت آلمان و ارتش در زمینه تسلیحات لیزری همکاری می کند. وی با شروع یک نمونه اولیه از فناوری در سال 2010 ، پیشگام یک پرتو 5 کیلو واتی بود و سپس این دو را به صورت مکانیکی به هم متصل کرد تا یک پرتو 10 کیلو واتی تولید کند. در سال 2012 ، یک آزمایشگاه جدید مجهز به چهار لیزر 10 کیلوواتی برای انجام آزمایش هایی برای رهگیری موشک ، گلوله توپخانه و مهمات خمپاره بود. آزمایشات در پایان سال 2012 انجام شد ، مهندسان سعی کردند این نصب را در چندین آزمایش در رشته آزمایش در کوه های آلپ ادغام کنند ، اما قطعاً نامیدن این سیستم تلفن همراه دشوار بود. بنابراین ، گام بعدی توسعه نمونه اولیه ای بود که به راحتی در این زمینه مستقر شود. در سال 2014-2016 ، دانشمندان و مهندسان در محل آزمایش Schrobenhausen روی آن بسیار کار کردند ، که منجر به اولین آزمایشات با سیستم جدید شد ، که در اکتبر سال گذشته انجام شد.
این آزمایشها در پایگاه آموزشی پوتلوس در دریای بالتیک انجام شد و مهمتر از همه ، آنها با هدف آزمایش سیستم هدایت و تصحیح تیرها با اهداف ضربه ای شبیه سازی شده در فواصل مختلف انجام شد. برای این منظور از یک کوادکوپتر به عنوان یک هدف هوایی استفاده شد. انتخاب این سایت آزمایش ، قبل از هر چیز ، با ملاحظات امنیتی و همچنین با این واقعیت است که ناوگان در حال حاضر بیشترین فعالیت را در توسعه تاسیسات تسلیحات لیزری دارند. نسخه ی نمایشی جدید در یک ظرف ISO 20ft نصب شد. دلیل این امر کاهش هزینه ها است ، زیرا در این مورد برخلاف نصب سیستم بر روی پلت فرم نظامی ، نیازی به کارهای یکپارچه سازی زیادی نیست. در این حالت ، سیستم لیزر کل حجم داخل ظرف را اشغال نمی کند. یکی دیگر از اقدامات صرفه جویی در هزینه ، تصمیم عدم ادغام منبع تغذیه در خود نیروگاه آزمایشی بود ، اگرچه حجم اضافی موجود اجازه می دهد که در صورت لزوم انجام شود. حجم اضافی همچنین می تواند مکانیزمی را برای پایین آوردن قسمت بالای دستگاه هدایت لیزری به داخل ظرف حمل و نقل اضافه کند. همه این راه حل ها را می توان در سیستم موجود در سرویس پیاده سازی کرد. MBDA آلمان در حال حاضر منتظر مرحله بعدی آزمایش است که کل سیستم را آزمایش می کند ، از جمله تولید یک پرتو لیزری قوی. این باید در اواخر 2017-اوایل 2018 اتفاق بیفتد.
واحد تظاهرات جدید مبتنی بر یک سیستم تولید تیر و یک دستگاه هدایت کننده است ، این دو دستگاه به طور مکانیکی از یکدیگر جدا شده اند. منبع فعلی یک لیزر فیبر 10 کیلوواتی است که در ظرف به همراه تمام تجهیزات ، رایانه ها و سیستم حذف حرارت و غیره تعبیه شده است. پرتو لیزر از طریق فیبر نوری به یک دستگاه هدایت می شود. از تجربه ای که قبلاً توسط MBDA به دست آورده بود در اینجا استفاده شد. با این حال ، برخی از قطعات به طور خاص برای این سیستم لیزری توسعه یافته اند ، که به طور قابل توجهی دقت ، سرعت زاویه ای و شتاب را در مقایسه با سیستم های استاندارد بهبود می بخشد. جداسازی این دو عنصر همچنین امکان پوشش مداوم آزیموت 360 درجه را فراهم می کند ، در حالی که زاویه های ارتفاع از +90 درجه تا -90 درجه متغیر است ، بنابراین بخشی از بیش از 180 درجه را پوشش می دهد. به منظور بهینه سازی واحد هدف پرتو ، یک سیستم نوری تلسکوپی نیز در آن ادغام شده است.سرعت و سرعت انحراف در هنگام برخورد با اهداف بسیار مانورپذیر مانند پهپادهای کوچک و کوچک و هنگام دفع حملات گسترده بسیار مهم است. عامل کلیدی دیگر قدرت است ، زیرا هرچه قدرت بیشتر باشد ، زمان کمتری برای از بین بردن / خنثی سازی هدف صرف می شود. در این راستا ، توسعه دهندگان سعی کرده اند اطمینان حاصل کنند که مجموعه آزمایشی جدید می تواند منابع مختلف لیزری را بپذیرد ، که در صورت ترکیب ، می تواند قدرت خروجی را افزایش دهد. علاوه بر این ، جداسازی ژنراتور لیزری و دستگاه هدایت کننده در آینده به شما این امکان را می دهد تا انواع جدیدی از ژنراتورهای لیزری با چگالی انرژی بیشتری را بپذیرید ، که این امر باعث می شود قدرت بیشتری در یک ماژول کوچکتر بسته بندی شود. MBDA آلمان توسعه منابع را از نزدیک زیر نظر دارد ، زیرا کیفیت تیرها یک عامل کلیدی است. همانند تنظیمات آزمایشگاهی قبلی ، فقط از آینه هایی استفاده شده است که به راحتی می توانند قدرت بیشتری را نسبت به لنزها تحمل کنند ، دومی به دلیل مشکلات حرارتی از سیستم حذف شد. بنابراین دستگاه راهنما می تواند قدرت بیش از 50 کیلو وات را تحمل کند. اگرچه حد نظری 120-150 کیلو وات کاملاً واقعی به نظر می رسد.
MBDA آلمان معتقد است که سیستم ضد پهپاد باید دارای توان خروجی 20 تا 50 کیلو وات باشد. همان مقدار انرژی برای مبارزه با قایق های تندرو ، هدف مورد نظر ناوگان مورد نیاز است. این شرکت سرمایه گذاری زیادی در زمینه ردیابی فناوری برای مقابله با هواپیماهای بدون سرنشین با وزن برخاست کمتر از 50 کیلوگرم انجام داده است. در مورد رهگیری موشک ها ، گلوله های توپخانه و مهمات خمپاره ای که در ابتدا یکی از وظایف اصلی تاسیسات لیزری محسوب می شد ، مشتریان متوجه شدند که توسعه چنین سیستم هایی بر اساس لیزرها در حال حاضر همچنان مشکل ساز است. در نتیجه ، اولویت های اکثر ارتش تغییر کرده است. سیستم جدید مورد آزمایش در سطح آمادگی TRL -5 (نشان دهنده فناوری) است - "فناوری اثبات شده در محیط مناسب". برای به دست آوردن یک نمونه اولیه کامل ، سیستم باید در جهت سازگاری با عملکرد در شرایط نامطلوب تصفیه شود ، در حالی که برخی از اجزای تجاری خارج از قفسه باید برای انجام وظایف نظامی واجد شرایط باشند.
MBDA آلمان در حال حاضر برنامه ای را برای سری بعدی آزمایشات در پایان امسال یا اوایل سال آینده تکمیل می کند. این کار در تماس نزدیک با Bundeswehr انجام می شود ، که تا حدی این برنامه را تأمین مالی می کند. زمان آن فرا رسیده است که یک قرارداد واقعی یک سیستم قابل اجرا و آماده برای دسته ای ایجاد کند که نه تنها بودجه را تامین کند ، بلکه الزامات واضحی را نیز مشخص کند. MBDA آلمان معتقد است که با دریافت چنین قراردادی ، سیستم در اوایل سال 2020 آماده خواهد شد.
خارج از اروپا
بسیاری از سیستم های لیزری در ایالات متحده توسعه یافته است. در سال 2014 ، سیستم لیزری نصب شده بر روی USS Ponce ، مستقر در خلیج فارس ، آزمایش شد. سیستم لیزری 33 کیلوواتی LaWS (سیستم تسلیحاتی لیزری) که توسط Kratos توسعه یافته است ، با موفقیت به سمت قایق ها و هواپیماهای بدون سرنشین شلیک کرد. لاکهید مارتین در همان دوره سیستم ADAM (منطقه دفاع ضد موشک) خود را توسعه داد ، این نمونه اولیه سلاح لیزری برای جنگ در فاصله نزدیک با موشک های خانگی ، هواپیماهای بدون سرنشین و قایق ها طراحی شد. او توانایی خود را برای ردیابی اهداف در فواصل بیش از 5 کیلومتر و نابودی آنها در فواصل حداکثر 2 کیلومتر نشان داد. در پایان سال 2015 ، لاکهید واحد جدید Athena 30 kW خود را بر اساس فناوری ADAM رونمایی کرد. اطلاعات کمی در مورد برنامه های تسلیحات لیزری روسیه وجود دارد. در ژانویه 2017 ، یوری بوریسوف ، معاون وزیر دفاع اعلام کرد که این کشور در حال توسعه لیزر و دیگر سلاح های با تکنولوژی بالا است و دانشمندان روسی پیشرفت چشمگیری در زمینه فناوری لیزر داشته اند.و جزئیات بیشتر …
