激光任务
安装在Boxer 20x8上的Rheinmetall的8 kW激光器在DSEI 2015上展出
当激光武器系统成为现实时，技术进步现已达到一个里程碑。 让我们来看看这些系统如何增强战斗能力。
车载武器是增强作战能力的廉价工具，常规军队和参与世界几乎所有冲突的不规则“不对称”编队都使用这种武器。
直到最近，在战车上安装武器的选择仅限于机枪和各种形式的火炮系统。 然而，随着激光系统或定向能量系统的出现，这里的情况开始发生变化，具有足够的能量来烧毁空中的小型飞机和弹药。
为这样的系统放置笨重的能量存储块一直是一个严重的问题，但最近的发展有助于减小激光器的尺寸，使它们甚至可以安装在大型吉普车上。
技术革命
在90中，光纤通信发生了一场技术革命，加速了高功率固态激光器的发展，十年后，激光器应用于工业加工 - 品牌，切割，焊接和熔化。
这些激光器在短距离内非常有效，但业界找到一种方法来扩展这项技术并创造一个未来主义是一个时间问题。 武器它可以在数百甚至数千米的距离内切割和熔化目标。
美国国防巨头洛克希德马丁就是这样做的。 基于半导体，太阳能电池和汽车焊接的新生产技术，该公司开发了一种专为军事目的而设计的激光设备，其功率比其商业前辈高出数百倍。
该公司的高级研究员罗伯特·阿夫扎尔（Robert Afzal）表示：“在这一领域，今天正在进行一场真正的革命，这项革命是通过多年巨大的研究工作而制定的。 而且我们相信激光技术最终已经准备就绪，因为我们现在能够创造出足够强大且足够小的激光，可以安装在战术机器上。“
“以前的激光器太大了 - 它们都是整个电台。 但随着高性能光纤激光技术和高质量光束的出现，我们终于得到了最后一块拼图，以便将它安装在这样的机器上。“
民用工业使用了几千瓦的激光器，但Afzal说军用激光器的额定功率应为10-100 kW。
“我们开发了一种技术，可以让我们扩大光纤激光器的功率，不仅可以构建更大的光纤激光器，还可以组合几千瓦级的模块来实现必要的军事力量。”
他说，激光是基于光线的增加 - 这个过程结合了多个激光模块，可以形成一个高功率和高质量的光束，提供比10 kW的几个单独激光更高的效率和杀伤力。
白色准直光束
他描述了将光束通过棱镜，折射成许多色彩流的过程，他解释说：“如果你有几个激光束，每个都有一个略微不同的颜色，准确地以所需的角度进入这个棱镜，它们都来自这个棱镜与覆盖层将形成所谓的白色准直光束“。
“基本上我们这样做，但我们使用另一种称为衍射光栅的光学元件代替棱镜，它执行相同的功能。 也就是说，我们构建高功率激光器模块，每个模块的波长略有不同，然后我们将它们组合起来，从衍射光栅反射，在输出端我们得到一个高功率激光束。“
Afzal表示，实际上这种解决方案是电信行业的光谱压缩技术，结合工业生产的高功率光纤激光器。
“光纤激光器是迄今为止开发的最有效和最强大的激光器，”他说。 - 也就是说，我们谈的是总电效率超过30％，这不是多年前10-15的梦想，当时我们的效率是15-18％。 这极大地影响了功率和冷却，因此这些系统现在可以变得更小。 现在，激光器不是通过构建大型激光器来扩展的，而是通过添加新模块来实现。“
美国陆军最近“招募”了洛克希德·马丁公司，以其ATHENA（高级测试高能资产）系统为基础，创建了一个高功率激光武器系统，该系统可以安装在该公司的轻型战术机器上。
在去年的测试中，功率为30 kW的原型光纤激光器成功地禁用了一个小型拾取引擎 - 从几英里的一英里，它通过格栅燃烧。 为了模拟测试期间的实际操作条件，在发动机运转和齿轮啮合的情况下将皮卡安装在平台上。
新一代
10月，洛克希德宣布正在推出新一代大功率模块化激光器的生产，其中第一台功率为2015 kW的激光器将被安装在美国军队的战术机器上。
Afzal表示，军方希望在车辆上部署激光装置，用于防空任务，打击导弹，炮弹和迫击炮弹药以及无人机。 “在战略意义上，我们更多地关注防御的战术层面而不是导弹防御。”
根据洛克希德的说法，模块化解决方案允许您根据特定任务和威胁的需要更改功率。 军队有能力增加更多模块，并将功率从60 kW增加到120 kW。
Afzal继续说道：“该架构按比例缩放以满足您的需求：您想要30 kW，50 kW还是100 kW？ 它就像服务器机架中的服务器模块。 我们相信这是一种灵活的架构 - 它更适合全面生产。 它允许您获得可以一次又一次重新创建的模块，这允许您为自定义系统。“
“该系统适用于您目前想要使用的任何车辆，这就是为什么这项技术如此令人印象深刻，因为它允许为不同的汽车定制架构的灵活性，而无需对您的决定进行重大修改。 例如，这使您可以获得一个系统来支持战斗旅和前线作战基地。“
该系统使用商用光纤激光器组装成易于重复的模块，这使它非常实惠。 使用多个光纤激光器模块还可以降低轻微故障的可能性，以及维护和维修的成本和数量。
当被问及战斗机上安装的战斗激光器何时出现在战场上时，Afzal提出了一个大致的时间框架：“我们计划在2016结束时安装我们的激光器。 在那之后，军队将在一段时间内完成其工作，然后我们将会看到。“
激光吸引力
战术定向能武器的几个特点使其对现代武装部队非常有吸引力，包括“弹药”的低成本及其速度，准确性和可用性。
“首先，它是一种非常准确的武器，具有潜在的非常低的附带损害，这很重要，”Afzal补充道。 “光速可以让你立即照射一个目标，因此你可以击中高度机动的目标，也就是说，你可以将光束保持在目标，有时动能弹药无法应对。”
也许最重要的优势是一次有效“射击”的低成本。
“目前你不想在廉价的多重威胁上花费昂贵而强大的防御性动能武器，”Afzal继续道。 - 我们认为激光武器是动力系统的补充。 我们假设您将使用激光系统来抵抗大量低强度的廉价威胁，让您的动力车间以复杂的装甲攻击您，并具有大范围的威胁。“
Afzal建议激光武器可以部署在运营管理传感器网络的战斗空间中，这将为他提供最初的目标指定。
“首先，某个系统必须报告威胁的出现，然后战斗控制操作员决定使用哪种对策，确定目标，将激光传输到目标并根据雷达捕获目标，之后操作员在监视器上看到目标，激光会发挥作用。“
“这个领域积累了很多问题，因为全世界的军队十年前都已经想到了激光武器，问题就是为什么我们今天没有它们。 我认为主要原因是我们没有技术来制造一种足够小且功能强大的武器激光组件，可放置在战术机器上。“
最后阶段
与此同时，波音公司还花了数年时间致力于美国陆军的高能激光机动演示器 (HEL MD)，该演示器目前处于开发的最后阶段。 安装在卡车上的激光器向军队可能应对的威胁发射高功率光束，充当拦截火箭、炮弹、地雷和无人机的系统。 这个系统现在已经达到了可以摧毁传感器的精度 无人机, 10 年在白沙进行的 2013 千瓦激光演示以及 2014 年在埃格林空军基地的演示中均有展示。
根据军方的技术要求，完成的HEL MD系统将包括一个高功率的激光器和适合在不利条件下运行的子系统，这些子系统将安装在部队车辆上。 该系统将能够与其他破坏手段一起执行某些区域的保护，无论是先进基地，海军设施，空军基地和其他结构。
波音公司正在开发几种系统，以集成到最终原型中，该系统将安装在改装的重型地形卡车重型膨胀机动战术卡车（HEMTT）上。
这些子系统包括激光器; 光束控制; 电源; 传热控制系统和控制系统。
美国陆军的火箭和太空防御指挥部分阶段开发了HEL MD。 激光器，电源系统和热交换系统将在未来几年内得到改进，以提高子系统的功率和技术复杂性。
随着技术的进步，组件的模块化特性将允许引入更强大的激光器，并集成了改进的定位和跟踪功能。
完整周期
根据波音公司的说法，HEL MD光束导向装置覆盖了“整个天空”，因为它旋转了所有的360°，并且它升高到车顶以上以捕捉超视距目标。 热交换和电源系统简化了目标的持续破坏。
整个系统使用柴油; 也就是说，补充武器“弹药”所需的一切都是快速加油。 HEL MD系统的锂离子电池使用柴油发电机为60 kW充电，因此，只要军队中有燃料，它就可以无限期运行。
系统由机器的驱动程序和使用膝上型计算机和Xbox型控制台的安装操作员控制。 目前的演示模型使用激光等级10-kW。 但是，在不久的将来，激光器将安装50千瓦级，而在另外两年内，其功率将增加到100千瓦。
波音此前曾为美国军队开发了一种较小的激光机，并将其安装在一架名为波音激光复仇者的AN / TWQ-1复仇者装甲车上。 功率为1 kW的固态激光器用于对抗无人机并中和简易爆炸装置（IED）。 该系统的工作方式如下：它针对道路一侧的简易爆炸装置或未爆炸弹药，激光束的功率逐渐增加，直到爆炸在低功率爆炸过程中烧毁。 在2009测试期间，激光复仇者系统成功地摧毁了50这类设备，类似于在伊拉克和阿富汗发现的设备。 此外，还有另一个系统示范，在此期间它摧毁了几架小型无人机。
激光安装波音激光复仇者
三年计划
根据德国国防公司Rheinmetall的说法，它将在三年内向市场提供安装在车辆上的高功率高能激光（HEL）激光器。
在瑞士2013进行了一系列测试后，该公司致力于扩展光束形成模块软件的功能和激光技术本身，之后预测其激光系统可以对抗地面目标以及地面防御。在2018年。
作为一个移动平台，HEL被选中了三辆车。 与Boxer装甲车一起，其性能通过改进的M113 BTR与1-kW激光（Mobile HEL Effector Track V）和Tatra 8x8卡车以及两个10-kW激光器（Mobile HEL Effector Wheel XX）得到证明。
这三个都是三个激光动力平台。
安装在GTK Boxer装甲车上的20 kW激光器以HEL执行模块为特色，其优点是其模块化结构原理。 Rheinmetall表示Boxer还没有安装功率大于20 kW的激光器，尽管使用光线匹配技术的几种激光器的组合可以增加其总功率。 此外，可以组合多个Boxer HEL装置，这将创建一个有效功率高于100 kW的系统。
在2013进行的演示测试期间，Boxer工作人员确认了HEL激光机的功能，禁用安装在皮卡车上的大口径机枪，而不会给机枪手带来风险（下图）。 此外，与Skyguard雷达协同工作，安装在Tatra Mobile Effector Wheel XX卡车上，展示了直升机型无人机中和的所有阶段。
Helipad中和使用SkyGuard雷达进行，该雷达检测并识别目标。 接下来，HEL Boxer的安装从中接收数据，执行粗略和准确的维护，然后捕获目标以进行销毁。
波音公司的HEL MD激光系统是根据与美国导弹和太空防御司令部的合同开发的
海洋研究
美国海军研究管理局（ONR）正在测试自己的车载固态战斗激光器，被指定为地面防空定向能量移动（GBAD OTM）。 事实上，该系统是一种安装在战术机器上的高功率激光器，旨在保护远征军免受敌方无人机的攻击。
鉴于无人驾驶的使用越来越广泛 飞机 在美国海军陆战队的指挥系统中，作战部队将越来越多地被迫防御来自空中进行监视和侦察的对手。
GBAD OTM系统设计用于安装在轻型战术车辆上，例如HMMWV和JLTV（联合轻型战术车辆）。 根据ONR办公室的说法，GBAD OTM计划旨在创建一种替代传统系统，以保护步兵免受敌方侦察和攻击无人机的攻击。 GBR OTM系统的组件，包括激光器，光束导向器，电池，雷达，冷却和控制系统，正由ONR，Dalgren海军武器开发中心和几家工业企业联合开发。
该计划的目标是将所有这些组件统一到一个单一的复合体中，这个复合体足够小，可以安装在轻型战术装甲车上，但足以抵御预期的威胁。
广泛使用
作为华盛顿海空宇宙2015会议的一部分，ONR办公室保护部队的负责人Lee Mastroyiani在与记者的对话中解释说，激光可以有效地摧毁整个防空领域的威胁，包括导弹，炮弹，迫击炮弹药，无人机，运输手段和简易爆炸装置。 “然而，首先，GBAD系统旨在打击对我们的作战部队构成威胁的小型无人机。”
“GBAD OTM系统由三个主要部分组成：一个识别威胁的三坐标跟踪雷达站; 指挥和控制单位，负责查明并决定在使用导弹或火炮武器时如何消除威胁; 和激光平台本身。“
Mastroyanni指出，在GBAD计划的情况下，重点是开发一种高功率激光器来摧毁安装在轻型战车上的无人机。
“有一个充分的理由支持这样的解决方案，即这种威胁的成本很低，也就是说，在这种情况下使用昂贵的导弹并不符合我们对问题的看法。 因此，使用价格只有一分钱冲动的激光，您可以安全地使用廉价武器系统来应对廉价威胁。 总的来说，该计划的实质是即使在行动中也要对抗类似目标，以支持海军陆战队的作战行动。“
根据Mastroiani的说法，ONR使用了LaWS（激光武器系统）演示装置的几个部件，美国海军在波斯湾的庞塞舰上安装了该部件。
“我们使用可预测避免的原则，一些关键技术和软件，但也存在许多其他问题，”Mastroiani补充说。 - 对于USS庞塞号船，有足够的空间和其他一切，而当系统需要放置在轻型战术车辆上时，我在重量和尺寸以及耗电特性方面存在很多问题。 我有一个光束导向装置，电源，冷却系统，引导和目标指定，所有这些应该协调一致地工作，没有间隙，因此在这个特定项目中需要解决各种问题的海洋。“
根据ONR Control，该系统的一些组件用于检测和跟踪各种尺寸无人机的测试，整个系统使用10 kW激光器进行测试，这是切换到30 kW激光器时的中间解决方案。 计划30 kW电力系统的现场测试将在2016年进行，届时该计划将开始全面测试，从简单的探测和跟踪转向轻型部队车辆的射击。
使用的材料：
www.lockheedmartin.com
www.boeing.com
www.rheinmetall.com
www.onr.navy.mil
www.wikipedia.org
ru.wikipedia.org
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