军事评论

美国人使用激光武器途中的光影和半影

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在多个项目中开发的用于防空和战斗无人机的激光系统的最新测试表明,在未来十年中,激光系统的使用只会扩大。


激光武器系统远非一个新概念,但在日常开发中仍存在一些重大问题。

根据英国克伦菲尔德大学(Crenfield University)的戴维·詹姆斯(David James)的说法,此类系统分为两大类。 首先是 武器旨在吸引瞄准器和其他光学传感器,而第二个重点是打击无制导火箭弹和无人机。 随着激光武器的效率提高和能源的减少,第二类系统吸引了越来越多的军事关注。 詹姆斯指出:

此类系统具有许多优势。 它们提供了几乎无穷无尽的弹药...如果电源系统正常工作,则激光系统将继续运行。 它们相对容易处理,也就是说,员工培训的过程并不太复杂。”


从海到陆


正如James所指出的那样,在过去的几十年中,这一领域已经开展了大量工作,特别是在海事部门,许多计划考虑了使用激光来应对诸如海上无人机或小船等威胁的可行性。

舰载系统首先出现,因为它们可以轻松接入大功率电源,同时提高了激光武器的效力,使地面部队更容易接近。 美国军队创建原型并部署第一个战斗激光系统的项目最清楚地证明了这一点。 为了支持机动短程防空系统的任务,将在50年将2022 kW系统安装在XNUMX辆Stryker装甲车上,该系统被指定为M-SHORAD(机动-短程防空系统),以保护作战旅免受无人机,非制导导弹,火炮和迫击炮弹的袭击,以及 航空 直升机类型。

在签发合同期间,美军高超音速,定向能量和太空武器办公室主任尼尔·特古德说:“现在是向战场交付定向能量武器的时候了。” -陆军认识到对定向能量激光器的需求,这是由陆军的现代化计划提供的。 这不再是研究或示范活动。 这是一个战略战斗机会,我们走在正确的轨道上,这将把它直接带到士兵手中。”


激光可能在未来战场上对付无人机起关键作用

正如詹姆斯指出的那样,这种发展可能有助于填补潜在作战能力的空白,尤其是在无人机方面。 当大量无人机出现在战场上时,地面部队必须能够应对威胁。 当前,尽管很明显在这里直接射击非常困难,但可以通过从近距离发射小型武器和机关枪来解决这个问题。 动力选择是地空导弹。 但是,与导弹不同,无人机的制造和运行成本要便宜得多。

“经济学上的观点是,将导弹用于成群的无人机是无利可图的,因为导弹很快就会消失。 您必须将导弹武库用于更重要的用途,例如飞机或直升机。”

激光的另一个优点是它们的速度。

实际上,“由于“弹药”以光速运动,即使将光束放在目标上一会儿,您也会掉入无人机中……即使光束以惊人的速度越过视线,您也只需将激光对准敌人的平台-你的目标。 ”


无论威胁如何


美国陆军定向能源项目办公室负责人克雷格·罗宾(Craig Robin)同意这一观点,并补充说激光武器系统对威胁也无动于衷。

“大多数材料不保温,如果将激光聚焦在地雷或无人机上,后果将是致命的。”

从财务角度来看,所有这些当然都具有优势,但是同时,激光系统可以减少军用材料和技术用品的数量。

“关于动力手段,您必须制造火箭,必须维修火箭,必须注销。 “这显然不适用于具有能源供应的武器系统,也就是说,它们的后勤负担大大减少了。”

罗宾办公室是RCCTO(快速能力和关键技术办公室)陆军快速能力和关键技术办公室的一部分。 在特古德(Tergud)的领导下,该组织正在努力将新技术引入可能影响士兵的实验性发展。 定向能源是这项活动的主要重点。

在M-SHORAD激光器的工作中,利用了先前的MHHEL(多任务高能激光器)项目的成果,该项目还为在Stryker机器上安装50 kW激光器和2021年制造一个原型提供了条件。 但是,RCCTO决定扩大项目范围,因此目前计划部署四台激光器。 雷神公司和诺斯罗普·格鲁曼公司与科德技术公司的主要承包商合作,是该项目的竞争对手,他们提供了原型M-SHORAD。

RCCTO参与了定向能源领域的其他项目。 主要重点是由安装在Stryker机器上的武器系统提供的间接防火功能。 该项目的目标是被称为间接防火能力-高能激光,代表着高能激光战术车辆演示程序的进一步发展,该项目的目标是从100 kW系统切换到300 kW激光器,并在2024年之前提供给部队。

作为MEHEL(移动实验高能激光)项目的一部分,军队先前在Stryker机器上安装了10 kW激光,这是M-SHORAD工作的基础。

决定增加武装力量的基础是成功的发展。 正如罗宾(Robin)所说:“关于技术的先进性,行业投资已帮助大大加快了整个过程并取得了良好的成果。”

光纤


Kord Technologies的Scott Schnorrenberg说,已经从固态激光器过渡到光谱组合的光纤设备,“它们在高效率方面显着提高,从而减小了尺寸”。 他补充说,在大容量电池,发电系统和热调节领域中的明显进步起着重要作用,可以将非常强大的激光系统安装在相对较小的战车上。

目前,Kord在研发阶段将重点放在技术开发上,并将其用于原型开发和后续系列产品中。 施诺伦贝格还指出了激光在后勤方面的优势,并指出“它们还配备了强大的传感器,以获得在战场上收集信息和指定目标的附加功能。” 他认为,在M-SHORAD项目和其他计划下部署系统后,激光的范围将在未来几年扩大。

美国人使用激光武器途中的光影和半影

在不久的将来,军事用户将需要掌握激光武器系统作战使用的原理。

“您会看到激光器发展迅速,可以捕获其他平台并扩大了任务范围,例如,爆炸物的销毁,对侦察手段的反作用,高精度瞄准,集中的辐射功率和高速数据传输。 无疑,潜在目标范围的扩大无疑将增加安装激光系统的基本平台的范围。”

雷神公司大功率激光部门负责人埃文·亨特(Evan Hunt)也指出,使用激光系统进行目标跟踪的可能性。

“在将无人机识别为威胁后,只需轻触按钮,您就可以立即将其击倒,当按下按钮的同时开始坠毁时,这将是一个快速发展的过程。 “与传统弹药相比,这是一种击中目标的革命性方法,传统弹药很可能不会掉入不同方向并粉碎成碎片。”
“我们正在谈论一种新型技术,该技术可以使您完全独立地检测,跟踪,识别和击中目标,从而即使在相对靠近工业或住宅区的情况下也可以使用,而不会造成严重损害。”


击落无人机


除了参与M-SHORAD项目外,雷神公司还特别关注用于打击小型无人机的激光武器的开发,特别是其“激光沙丘越野车”的概念-一种强大的激光器,结合了安装在越野车上的专有多光谱瞄准系统北极星MRZR。

该系统正在为美国空军制造;到2020年,计划交付三个平台。 同年年底,这三个机动部队将部署到国外进行作战评估。

在空军和陆军的多次演出中,雷神公司从越野车中击落了100多架无人机。 空军可以在许多任务中使用该系统,例如,可以将汽车停在跑道尽头,以干扰或摧毁进入空域的无用无人机。 亨特指出:

激光确实证实了它们是直接损坏无人机的最准确,最有效的手段。 特性的“魔术组合”使您能够以一种非常准确且廉价的方式一次无声地,无声地禁用多架无人机,因此它们不像动能武器那样具有破坏性。”

在大量使用激光武器之前,有必要解决许多紧急问题。 罗宾注意到,激光本身与光束控制器一起是装备装置的三个重要元素之一,光束控制器可将光束准确地对准威胁并伴以威胁,并精确地将其与发电和能源管理子系统结合使用。 后者的子系统应足够紧凑,以安装在车辆上,尽管在这种情况下,您可以利用汽车领域的发展,尤其是电池系统的发展,从而推动了电动汽车的快速发展。 “您想长时间以相同的速度驾驶电动汽车,这与您希望激光器工作的方式非常相似,” Hunt继续说道。 “这项技术和激光器的要求是相似的,在这里它们是重叠的。”

詹姆斯认为,缩小能源系统规模是一个限制因素。 他希望美国陆军及其合作伙伴在将这种设备安装在史赛克机上时会遇到麻烦。 此外,他指出,并非M-SHORAD系统中的所有目标都是相同的,并且对于各种类型的平台将需要多大程度的损坏存在疑问。

“如果这些只是您要寻找的无人机,那么这会缩小目标范围,从而降低了制造它们的材料的名称。 如果这是非常大的无人机,那么也许您应该使用地对空导弹。”

另一方面,James认为,射程是要考虑的最重要因素:要造成损坏的距离越大,则需要的功率就越大。 他指出,大气中充满了各种散射光的粒子,也就是说,永远不会有85%的光透射。 在15公里的距离内,大气可以渗透5%,即50%的光线无法达到目标。 在超过XNUMX km的距离处,损失可能达到XNUMX%,“也就是说,仅损失了一半的光子,激光束失去了强度,无法到达目标。”

学习打架


诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)近程导弹防御系统的专门负责人克里斯·弗莱(Chris Fry)说:“军事用户的主要问题将是进行培训,以应对不断扩大的目标。”尽管他指出,他们正在远离实验和技术演示,而转向士兵的实际使用。 “将使我们能够采用,适应和改进技术。” 除了M-SHORAD项目外,诺斯罗普·格鲁曼公司还与美国陆军开展了许多其他定向能源计划,并与海军研究部,DARPA,空军实验室和其他客户合作。


美军M-SHORAD原型机的开发和部署基于MMHEL项目的工作

Fry补充说:“重点是建立全面的基础系统。” “这不仅与激光有关,而且与整个系统有关:雷达,指挥与控制系统,网络,平台,发电和控制。 所有这些组件的最大效率及其协同工作的方式对于最大化系统的潜力至关重要。”

诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)表示,尽管系统的尺寸和功率特性在过去十年中已大大降低,但他们预计这一过程将在未来几年加速。 激光系统伴随威胁并“将光子保持在目标上尽可能长的时间以提供所需效果的能力”也已大大提高。

创建


施诺伦贝格说,目前最大的挑战是生产限制。 由于迄今为止开发的激光系统数量有限,生产基地尚未开发,也就是说,对于大规模生产场景,仍需要开发最重要的组件。

他补充说:“美国政府正在投资开发制造基地来解决这个问题。” “最终,工业界最终将提供发展这一基础的执行机制。”

这是美国陆军制定M-SHORAD计划目标的关键。 合同公告指出,诺斯罗普·格鲁曼公司和雷神公司的选择“将促进竞争并刺激建立定向能源系统的工业基础。”

詹姆斯希望在未来的几年中,激光能够以自己的方式发展为军事武器。 尽管他怀疑激光是否会作为完全独立的系统工作,但他相信激光一定会成为其他武器的必要补充。 例如,防空系统不太可能仅由激光组成,但它们将成为包括导弹在内的更广泛系统的一部分。 此外,为了与超短距离的目标作战,军方很可能希望留下一名单独的士兵。

“也许激光将永远成为核心系统的一部分。”

罗宾说:“要使激光真正有效并对美国陆军有用,必须降低其成本。” 但是,随着时间的流逝,从利基市场涌现的任何技术都开始发挥更加重要的作用。

“随着原型和演示测试的越来越多-不仅在军队中,而且在其他类型的飞机中,我们都将很快看到这个市场的扩大和激光武器系统成本的下降。”
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  1. 嘉52
    嘉52 22可能是2020 05:44
    +3
    “您想长时间以相同的速度驾驶电动汽车,这与您希望激光器工作的方式非常相似,

    暂时不要做。 类似于汽车,当今所有的激光系统都是混合动力的。 可充电电池提供“瞬时功率”,同时减轻了激光操作期间的电涌。 但是主要的电力来源是由内燃机驱动的发电机。
    1. 克林贡语
      克林贡语 22可能是2020 09:10
      0
      您是激光系统能量组件方面的专家吗?
      这意味着紧凑型激光器需要一个体积小但容量大的电池,例如特斯拉之类的电动汽车,以便您可以将其放入小型汽车中。 所以他们写了一个比喻
      1. 嘉52
        嘉52 22可能是2020 09:41
        0
        您是激光系统能量组件方面的专家吗?

        显然您还没有毕业。 否则,他们会明白
        特别是电池系统的发展为电动汽车的快速发展做出了贡献。 “您想长时间以相同的速度驾驶电动汽车,这与您希望激光器工作的方式非常相似,” Hunt继续说道。 “这项技术和激光器的要求是相似的,在这里它们是重叠的。”

        我们正在谈论的是利用存储的能量来提供完整的电源。 但是现在不是。 没有一个,即使是“特斯拉”紧凑型电池,也不足以创造战斗激光的最佳性能。 我认为未来30年
        紧凑的激光器需要一个小电池

        主要的体积不是电池,不是发电机,甚至不是激光器本身。 大部分空间落在内燃机和冷却系统上
    2. voyaka呃
      voyaka呃 22可能是2020 18:20
      +1
      “但是主要的电力来源是由内燃机驱动的发电机。” ///
      ----
      不仅来自ICE。 它可以是飞机喷气发动机。 还是气
      轮机。 他们通过发电机为电池充电
      或超级电容器。
      但是,当他们准备带子弹的机枪带时,您可以提前准备
      超级电容器块。 激光将具有例如50个发射脉冲。
      1. Nablyudatel2014
        Nablyudatel2014 22可能是2020 22:49
        -4
        voyaka呃(alexey)
        可以提前准备
        超级电容器块。 激光将具有例如50个发射脉冲。
        是 是的,有可能,仅凭“超级电容器”就可以了。发明还不够。有必要为未来的小型武器激光设备提供足够的尺寸,给人的印象是我们离激光机很近,与此同时,作为一种成熟的武器,我们距离它还很远。
        1. voyaka呃
          voyaka呃 22可能是2020 23:33
          0
          我不是说小武器。 机关枪腰带
          仅作为一个一致的例子
          和快速脉冲发射。
          我们正在谈论近距离防空。
          紧凑对他来说并不重要。
          超级电容器已经被发明。
  2. 自由风
    自由风 22可能是2020 07:08
    +4
    激光不容忽视。 20至10年前,他们嘲笑美国人的无人驾驶汽车。 他们笑了起来,陷入了困境。当贝都因人已经准备好了时,他们开始用乱糟糟的东西制作饼干。 同样,对于激光,我们会咯咯地笑,切,切。 是的,锯切了,激光笔是一个20瓦光束的玩具。 在圆形手电筒的尺寸。 借助漫射器附件,“星空”效果可在夜晚将图像投射到云上,但不超过2公里。 在100 m的距离处烧尽视网膜。 当然没有指出。 这是给你的菜。 可以合法购买。 三年前,还没有这样的提议。
    1. Interdum_silentium_volo
      Interdum_silentium_volo 25可能是2020 10:52
      +1
      20年前,俄罗斯军队本身就像“贝都因人”,负担不起任何东西,自然而又通常将资金转移到防空和战略导弹部队的最关键组成部分,而没有为任何二次开发提供资金。从事无人机事业的根源是不正确的,在苏联,铁制的La-17R(59g发展型63g飞行器),Tu-143,Tu-300也有工作。
      看看SS-01 Komar,这是81年的首飞,Bee-1T,Bumblebee-1-侦察无人机。 第一次飞行是在1983年。
      每个人都理解并做了一切,问题只是最终结果,而各种Tu-123,Tu-141都有许多无人机今天没有梦想的潜力。
    2. Alexey LK
      Alexey LK 27可能是2020 04:58
      0
      例如,在20多年前(甚至超过30年前),创建了1K17压缩激光复合体。 因此,如果您或其他人随后大笑,那么有些人就可以取得切实的成果。
  3. 格里高里·格里高里维奇
    格里高里·格里高里维奇 22可能是2020 07:30
    +1
    我想知道激光在灰尘,烟雾,雾中的可靠性如何?
    1. BlackMokona
      BlackMokona 22可能是2020 08:01
      -2
      指导系统在相同条件下的可靠性如何?
    2. AVM
      AVM 22可能是2020 08:02
      0
      Quote:格里高里·格里高里维奇
      我想知道激光在灰尘,烟雾,雾中的可靠性如何?


      在高达约100米的表层出现问题,然后大气的渗透率变得更高。 但是,与直接射击武器一样,不平坦的地形可能会干扰地面上的激光。
      1. 自由风
        自由风 22可能是2020 08:08
        0
        这里很难争论,激光很难在地形周围弯曲。
      2. 嘉52
        嘉52 22可能是2020 11:53
        +2
        在高达约100米的表层出现问题,然后大气的渗透率变得更高。

        从100m及以上开始的蒸汽-水雾(在普通人中为多云)将有助于光束的散射。 这个问题已经讨论过,我不想重复
    3. 加勒比语
      加勒比语 22可能是2020 08:29
      0
      没办法在烟雾中,尘雾不起作用。 但是一点通关就烧死了你...
  4. 操作者
    操作者 22可能是2020 09:40
    +3
    广告标语的外壳中有一个事实真相-地面/表面安装的激光在最后一英里(1-2公里以内,然后在大气中熄灭)可有效抵抗小型光学侦察无人机。

    GPS在光学范围内的低能见度条件下引导的无人驾驶飞机以及执行反天顶演习的“蛇”只能由防空导弹击落。 在这方面,激光的应用范围是补充防空系统,以大腹便便的方式保护导弹免遭一切小物件的伤害。

    PS Peresvet超强机载激光器可与光学侦察卫星的传感器配合使用,不属于防空激光器类别。
    1. ser56
      ser56 22可能是2020 19:44
      0
      Quote:运营商
      在最后一英里(1-2公里内)

      枪不是更好吗? 特别是远程榴弹?
  5. ser56
    ser56 22可能是2020 19:43
    +1
    直接作用激光武器有许多缺点,由于物理原因无法消除。 请求
    1)效率低下,分别是散热问题。
    2)与空气光学击穿相关的功率极限。
    3)有限的镜像资源可用于功能强大的系统。
    4)大气的波长透明窗口有限。
    5)范围受视线限制。
    6)光束的发散,在一定范围内会导致破坏特性的损失...
    光学介质,谐振器,泵系统等都没有问题。 请求
    现在,他们已经将无人机作为激光最有趣的应用,但这是一个结合。
    是什么原因使将辐射传感器和气溶胶球拍放在无人机上很难-将其射向前方并破坏-护送的故障是陈旧的 欺负
  6. 评论已删除。