在门口。 美国人准备部署定向能源系统
洛克希德·马丁公司正在参与名为SHiELD ATD的美国海军计划，该计划将开发一种小型高功率激光系统，用于安装在飞机上并保护它们免受空对空和空对空导弹的攻击
经过数十年的激光技术发展，五角大楼终于处于部署边缘 武器 定向能量。 然而，仍然存在许多问题，阻碍了该技术在部队中的部署。
当美国国防部于今年5月决定将爱国者分部部署到中东以应对他们所谓的伊朗日益严重的威胁时，它部署了已经因周期性轮换而精疲力尽的人员。
当时的副部长对记者说：“关于导弹防御部队，我们中东经常在部署前很长时间就遇到这个问题。”他指出，5月爱国者部队5月份的战斗职责和休息率低于1：1。 年初，战斗任务和休息时间的总比率约为1：1,4，而命令设定的目标是达到1：3的比率。
当美国军队正在寻找减少连续两班制轮换次数并提高战斗准备水平的方法时，议程却提出了同样尖锐的问题，即未来的动能和非动能武器组合将如何影响其作战需求。
“如果您必须与几乎相等的对手进行战斗，那么爱国者联合体将很有效，但最终是否能够削弱或消除威胁？” 也许不是。 因此，随着时间的流逝，您将看到新的机会将被引入我们的导弹防御系统”，
他说，并补充说，未来在定向能武器研发上的重大投资可能会改变军队的战术模式。
“否则，您将继续积聚爱国者的电池，试图应对越来越多的威胁。”
五角大楼已经在寻找定向能源技术了数十年，而且常常看起来“这只鸟已经在笼子里了”。 许多美国军方认为，今天的局势已经发生了根本变化，该领域的最新进展激发了该国武装部队的希望，希望早日为各种战斗任务部署真正的武器系统。
尽管五角大楼对于在不久的将来部署定向能量系统（特别是大功率激光器）感到乐观，但仍有许多未解决的问题。 从战术和战略能力上的差异到与激光的可扩展性或可扩展性以及竞争项目的融资有关的问题，武装部队仍然有许多要克服的地方。
在美国陆军在5演习期间，装有Stryker装甲车的机动装甲车已使用2017-kW激光打击MEUA系统
需求变化
自激光器问世以来已经过去了近六十年，而且国防部几乎一直在寻找开发这种技术的方法，目的是制造下一代武器。 对于防空部队来说，这样的系统有望降低每次失败的成本，同时减少弹药消耗。 例如，如果中国在一艘美国船上发射许多廉价导弹，那么理论上可以使用强大的激光来引导和销毁它们。
洛克希德·马丁公司激光技术领域的领先专家罗伯特·阿夫扎尔博士认为，到目前为止，有两个因素阻碍了激光技术的应用：国防部最初对发展战略武器的重视及其发展不足。
过去，军方在诸如美国空军和导弹防御局共同实施的已关闭的YAL-1机载激光计划等项目中分配了定向能源研究资金。 作为该计划的一部分，在改装的波音747-400F飞机上安装了化学激光器，以在加速阶段拦截弹道导弹。
“当时，重点始终是战略对抗，这需要非常强大的激光系统。” 如今，无人驾驶飞机和小船的激增促使五角大楼对战术系统的短期关注发生了部分转变。 这有助于军队逐步扩展武器系统，以应对新的威胁。
2019在4月，在华盛顿的布鲁金斯学会举行了讨论。 “我对定向能的短期和中期前景不了解，”
2019在4月，在华盛顿的布鲁金斯学会举行了讨论。 “我对定向能的短期和中期前景不了解，”
-注意到该研究所的一位高级研究员。
“显然，定向能量可以在非常非常具体的战术环境中为我们提供帮助。 制造足够大的激光以确保领土导弹防御的想法是不现实的，而使用主动系统保护特定机器则更加现实。”
当时的时任美国陆军大臣指出，定向能源领域的进展“已经超出了您的想象”，而且陆军决定恢复其重型单位的机动防空能力，从而有可能部署新的激光武器。
“基于现有和新出现的威胁，这对我们来说真的是一件大事。 就技术的发展方向而言，我们即将拥有一个可以击落的可部署系统 无人机、小型飞机和类似物体。
雷神公司演示蜂群控制系统 无人驾驶飞机，由带有高能激光和强大微波装置的武器子系统组成
技术障碍
为了创建能够击落无人机的高功率激光系统，需要最广泛的光谱技术。 除基本平台外，雷达还用于检测空中威胁，并使用各种传感器捕获目标。 然后跟踪目标，确定瞄准点，激活激光并将光束保持在该点，直到无人机造成不可接受的损坏。
几十年来，开发这些激光器的研究人员已经能够测试许多概念，包括对化学武器的重大投资，然后将重点转移到缩放光纤激光器上。
“光纤激光器的优点是您可以将这些激光器装配到更小的尺寸。”
-在与记者会晤时说，国防部高级研究计划局（DARPA）办公室主任。
例如，YAL-1 ABL系统使用了高能化学氧碘激光器，尽管它在2010年成功拦截了测试目标，但经过近15年的资助，其开发才停止。 当时，当时的国防部长罗伯特·盖茨公开质疑了ABL的战备状态，并批评了其有效射程。
化学激光器的缺点之一是当消耗化学药品时激光器会停止工作。 “在这种情况下，您的商店是有限的，目标始终是制造能用电的激光器。 毕竟，尽管您有机会通过车载发电机或电池组在平台上发电，但您的激光器仍将工作，” Afzal说。
近年来，美国国防部增加了对光纤激光器开发的投资，但是也遇到了严重的问题，特别是在开发质量和能量特性降低的激光器时。
过去，每次开发人员试图将光纤激光器的功率提高到战斗任务所需的水平时，都会建造大型激光器，特别是产生过多热量的问题。 当激光系统产生光束时，也会产生热量，如果系统无法将其从设备中转移开来，则激光开始过热并且光束质量会变差，这意味着光束无法聚焦在目标上，从而降低了激光效率。
随着军方努力增加电激光的功率，同时又限制了系统的质量尺寸和能耗特性的增长，效率因素便成为了当务之急。 电效率越高，操作和冷却系统所需的能量就越少。
美国陆军从事高功率激光器工作的代表说，尽管发电机通常可以毫无问题地为10 kW系统供电，但是当激光器系统的功率增加时，问题就开始了。 “当将战斗激光器的功率提高到50 kW或更高时，应该已经使用了独特的能源，例如电池等。”
例如，如果您使用效率为100％的30 kW的激光系统，则它将需要300 kW的功率。 但是，如果安装该平台的平台仅产生100 kW的功率，则用户需要电池来弥补差异。 电池放电后，激光会停止工作，直到发电机再次为它们充电为止。
“该系统必须非常有效，从产生能量并将其进一步转换为光子并发送到目标开始，”
-注意到洛克希德·马丁公司的代表。
同时，罗尔斯·罗伊斯（Rolls-Royce）LibertyWorks表示，已经进行了十多年的工作，以集成可用于大功率激光系统的功率和热控制系统，并且最近“取得了重大技术突破”。
罗尔斯·罗伊斯公司的一份声明说，这些突破涉及“电力，热管理，温度控制和监控，即时能源可用性和业务连续性”等领域。 他们补充说，该系统的客户测试将于今年年底开始，如果成功完成，则有可能为陆军计划和军方提供功率控制和散热的模块化集成解决方案。 舰队.
2017年被MEHEL激光系统击落的其中一架无人机
寻找解决方案
DARPA办公室和麻省理工学院的林肯实验室已成功开发出一种小型高功率光纤激光器，该激光器已于今年10月进行了演示。 但是，他们拒绝澄清该项目的详细信息，包括功率级别。
尽管军方和公司都宣称成功开发了军用激光器，但阿夫扎尔说，洛克希德·马丁公司为应对某些技术挑战所做的努力包括“光谱光束组合工艺，这在某种程度上让人联想到《月之暗面》专辑的封面。 Pink Floyd乐队。”
“如果出现结垢问题，我将无法制造100 kW光纤激光器。 该突破之所以成为可能，是因为它有能力使用光束组合技术扩展高功率光纤激光器，而不仅仅是试图制造更大尺寸的更大激光器单元。”
来自几个激光模块的激光束，每个激光束都有特定的波长，穿过类似于棱镜的衍射光栅。 然后，如果所有波长和角度都正确，则不会出现相互吸收，而是会以严格的顺序依次排列波长，其结果是功率成比例地增长，” Afzal解释说。 -您可以通过增加模块或增加每个模块的功率来缩放激光功率，而无需尝试构建大型激光器。 它更像是并行计算，而不是超级计算机。”
雷神公司展示了安装在运输集装箱中的强大的美军微波系统
一起
人们非常关注高功率激光器的潜力，但与此同时，美国军方和工业界看到了使用强大的超高频击落无人机群或将其与激光器结合的潜力。
关键技术办公室的尼尔·特古古德将军对记者说：“结合技术可能是一个很好的解决方案。” -也就是说，您可以用激光打很多物体。 但是我可以用两个激光打更多的目标，我可以用激光和强大的微波打更多的目标。 该领域的工作已经开始。”
雷神公司的能源专家唐·沙利文（Don Sullivan）谈到了这一方向的工作。 他特别指出，雷神公司在Polaris MRZR上结合了高功率激光器和多光谱瞄准系统，同时开发了安装在运输容器中的高功率微波系统。 雷神公司在2017年的陆军机动火力综合实验（MFIX）实验中以及在2018年的美国空军在白沙训练场进行的联合试验中分别展示了这些技术。
沙利文说，激光系统被用来击落长距离飞行的无人机，而强大的微波被用来保护近场并破坏群无人机的攻击。
“当然，空军在执行无人机战斗任务以及其他任务时看到并理解了这两种技术的互补性。”
在2018的三月份，洛克希德·马丁赢得了一份价值150百万美元的合同（包括最多943百万的选件），用于为美国机队开发，生产和供应两个用于2020的HELIOS系统。
在海军中
在质量，体积和能源方面，大型军舰比陆空平台具有明显优势，这使海军军官可以立即启动多个项目。
舰队正在研究海军激光系统系列（NLFoS）激光系统系列，该计划是在不久的将来部署大功率舰船激光系统的一项举措。 这项海军计划包括：SSL-TM（固态激光技术成熟度）技术开发计划；以及 受保护版本的RHEL（坚固型高能激光器）中的150-kW高能激光器； 用于Arleigh Burke项目驱逐舰的光学眩目拦截器光学眩目激光器； 以及HELIOS项目（具有监视功能的高能激光和集成式炫光器）。
根据美国国会研究服务局的报告，该舰队还正在实施HELCAP（高能激光反舰巡航导弹计划）计划，该计划借鉴了NLFoS技术来开发先进的激光武器来打击反舰巡航导弹。
HELIOS计划旨在为水面战斗舰和其他平台提供三套系统：60 kW激光； 监视，侦察和远程信息收集工具，以及用于打击无人机的令人眼花device乱的设备。 与在美国海军舰船上测试的其他激光器（作为附加系统安装在船上）不同，HELIOS将成为该舰战斗系统中不可或缺的一部分。 宙斯盾武器系统将为标准导弹提供火力控制，并根据目标类型对适当武器进行计划和选择。
在2018月份，洛克希德·马丁公司获得了一份价值150百万美元的合同（还有943百万美元的选择权），以在2020年底之前开发，制造和提供两个系统。 在2020年，机队计划对HELIOS项目进行分析，以确保其满足要求。
美国国会服务部的一份报告指出，将激光装置集成到舰船中可能带来许多好处：缩短战斗接触时间，具有对付机动导弹的能力，精确的瞄准和准确的反应，从警告目标到其系统的可逆干扰。 注意，仍然存在潜在的限制。
根据该报告，这些限制包括：仅在直接视线范围内炮击； 大气吸收，散射和湍流问题； 热扩散，当激光加热空气时，会散焦激光束； 抵抗群体攻击，击败坚硬目标和电子抑制系统的困难； 以及对飞机，卫星和人类视觉造成附带损害的风险。
报告中提到的高功率激光武器的潜在缺陷并非海军独有；其他类型的武装部队也面临类似的问题。
就其本身而言，海军陆战队（ILC）规定了战斗，安装在运输集装箱中的波音CLWS（紧凑型激光武器系统）激光系统的作战战术，方法和方法。
波音公司的一位发言人说，它正计划通过将功率从2增加到5 kW来升级CLWS系统。 同时，他指出，功率的增加将减少击落小型无人机所需的时间。 海军希望获得一种能够提供所需功能的非常快速的系统。 他们正在验证这些系统的特性，并为此与我们签订了现代化和增加容量的合同。”
波音还在联合轻型战术车上安装了CLWS激光器
渴望投资
在今年上半年，陆军司令部参与确定当前的定向能源计划，并制定了长期计划，以将项目从开发阶段转移到实际战斗使用阶段。
作为此活动的一部分，Turgud将军获得了45天的时间来澄清所有当前项目并将其收集到一个寄存器中。 这可能导致其中一些被拒绝。 “一旦我们成立了高科技办公室，我就会特别努力地找到所有竞争的定向能源项目。 每个人都在研究所谓的定向能源，我正在努力理解这到底意味着什么以及那里真正发生的事情，”图古德在武装部队委员会的一次听证会上说。
5月底，陆军司令部批准了一项全面计划，该计划增加了各种陆军项目的投资，并加快了激光和微波技术的发展。 在一次新闻发布会上，图尔古德宣布军队已决定加速MMHEL（多任务高能激光）计划，该计划将在短程防空系统的一部分上，在Stryker装甲车上安装50-kW激光。 如果一切都按计划进行，那么到2021年末，陆军将采用四辆带有激光系统的汽车。
尚不清楚哪些计划将被合并或关闭，但是图尔古德说这肯定会发生。 “有些人正在研究150-kW激光器，最终将其安装在卡车，拖车或轮船上。 “我们不需要自己的150 kW激光程序，我们可以将这些项目结合在一起，加快这一过程并为我们的国家节省资源。”
同时，陆军的投资组合中还保留了许多定向能源计划。 例如，陆军使用MEHEL（移动实验高能激光）来加速有前途的激光系统的发展，并开发与这种系统的操作有关的战术技术，作战方法和使用原则。 在MEHEL项目下，陆军在机器上安装了Stryker并测试了10 kW以下的激光器。
2019，由Dynetics领导的小组于5月宣布，已选择其开发100 kW武器系统，并将其安装在HEL高功率激光设置演示开发计划下的FMTV卡车（中型战术车辆系列-中型军用车辆）上TVD（高能激光战术车辆演示器）。 这是陆军为打击导弹，炮弹，迫击炮弹和无人机而设计的定向能量武器工作的一部分。
根据一项为期三年，价值130百万美元的合同，成立了一个三方小组（美国陆军，洛克希德·马丁公司和劳斯莱斯公司），以对该项目进行关键分析，确定最终的激光器设计，然后将系统本身组装并安装在FMTV卡车上6x6，用于在2022的白沙导弹测试场进行现场测试。
该三人计划提高罗尔斯·罗伊斯公司正在开发的电源系统的光纤激光器洛克希德·马丁公司的功率。 同时，劳斯莱斯拒绝透露是否会使用其新的集成能源管理和传热控制系统。
在2018中，陆军宣布将与洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin）一起为无人机配备强大的微波系统，以击落其他无人机。 根据一项价值12,5百万美元的合同，该二人组将开发一种机载反无人机系统。 无人机可能的有效载荷将包括爆炸装置，网络和微波装置。
但是，DARPA办公室主任告诉记者，尽管在定向能源领域取得了进展，但武装部队仍远远没有将技术集成到飞机上，因此，船舶和地面车辆很可能成为第一个基础平台。
三脚架上的波音CLWS激光设备。 ILC还将该系统放入了运输容器中
在天空中
美国空军还正在实施定向能源项目，包括在SHiELD ATD自保护高能激光演示器（先进技术演示器）试点计划下开发的那些计划，该计划提供在飞机上安装小型高功率激光系统以防导弹的能力。地对空和空对空课程。
在今年年初，空军研究实验室宣布，它使用地面试验样品击落数枚导弹时取得了中间成功。 随着技术的发展，美国空军计划使该系统更小，更容易，并使其适用于飞机。
五角大楼和导弹防御局的雄心勃勃的计划是对罗纳德·里根总统的战略防御计划项目的回顾，该项目也被称为“星球大战”，该项目理论上为在太空中部署激光武器系统提供了条件。
今年1月，特朗普政府发表了期待已久的导弹防御评估报告，该报告称赞了导弹防御局在研发定向能武器以拦截弹道导弹上部弹道导弹方面所做的工作。 例如，在2017中，原子能机构要求提供飞行时间长的高空无人机的信息，该无人机的负载能力允许安装强大的激光器，以销毁上层洲际弹道导弹。 在2017中发布的征求建议书规定，无人机将在至少19000米的高度飞行，负载能力至少为2286 kg，可用功率从140 kW到280 kW。 为了为这种无人机创建有希望的安装，原子能机构正在与波音公司，通用原子公司和洛克希德·马丁公司合作，探索在无人机上实施大功率激光技术的可能性。
“对于我们来说，我们特别强调捕获，跟踪和指导，”
-注意到波音代表。
“这些确实是我们在使用化学激光器时获得的关键能力。 波音公司已经在所有系统中证明了这一点，并表明，利用现有技术，您可以创建一个紧凑，高效的捕获，跟踪和制导系统，并将其毫无问题地集成到任何激光设备中，从而显着提高其功能。”
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