Najbežnejším spôsobom neutralizácie alebo zničenia akéhokoľvek systému je sústrediť naň dostatok energie … A dá sa to urobiť rôznymi spôsobmi. Doteraz bol vo vojenskej sfére najčastejším fyzický náraz projektilu, ktorého energetické a mechanické vlastnosti zaručovali ujmu dostatočnú na zničenie alebo zneškodnenie cieľa alebo výrazné zníženie jeho bojových schopností
Jednou z nevýhod tohto prístupu je, že na zasiahnutie pohybujúceho sa cieľa je potrebné odhadnúť množstvo olova potrebné na splnenie projektilu s cieľom, pretože od okamihu výstrelu na cieľ uplynie určitý čas biť, v závislosti od počiatočnej rýchlosti a vzdialenosti. Ale mať zbraň, ktorá má v skutočnosti nulový čas letu, je snom každého vojaka.
Táto zbraň však už existuje a jej názov je LASER (skratka pre zosilnenie svetla stimulovanou emisiou žiarenia) - metóda koncentrácie energie na cieľ v dôsledku svetelného lúča, ktorý k nemu prejde vzdialenosť „rýchlosťou svetla““. Problém očakávania v tomto prípade už spočiatku neexistuje.
Pretože neexistuje dokonalý systém, existuje niekoľko problémov, ktoré je potrebné vyriešiť, aby bolo možné použiť „laser“ako zbraň. Množstvo energie zadržanej na cieli je úmerné sile laserového žiarenia a času, ktorý lúč udržiava na cieli. Hlavným problémom sa tak stáva sledovanie cieľa. Sila systému tiež prináša svoje vlastné problémy, priamo súvisiace s veľkosťou a spotrebou energie, pretože armáda spravidla potrebuje mobilné systémy, to znamená, že tieto „laserové inštalácie“musia byť integrované do platformy. Extrémne vysoký výkon laserových zbraní s nízkou spotrebou energie a obmedzenou veľkosťou zostáva snom, aspoň nateraz.
V Japonsku sa pred niekoľkými rokmi súčasne uskutočnil experiment LFEX (Laser for Fast Ignition Experiment). Lúč so silou dvoch petawattov, inými slovami, kvadrillion (1015) wattov, bolo aktivované ultrakrátke časové obdobie, jednu pikosekundu (1012 sekúnd). Podľa japonských vedcov bola energia potrebná na túto aktiváciu ekvivalentom energie potrebnej na napájanie mikrovlnnej rúry na dve sekundy. V tomto mieste by bolo dobré zakričať „Heuréka!“Keďže všetky problémy sa zdajú byť vyriešené. Ale nebolo to, nepríjemnosť sa sem vkradla zo strany veľkosti, pretože na to, aby systém LFEX dosiahol výkon 2 petawatty, potrebuje puzdro dlhé 100 metrov. Mnoho spoločností zaoberajúcich sa laserovými systémami sa preto pokúša vyriešiť rovnicu veľkosti energie a energie rôznymi spôsobmi. V dôsledku toho vzniká stále viac zbraňových systémov, pričom sa zdá, že psychologická odolnosť voči tejto novej kategórii vojenských zbraní klesá.
Nemecko v práci
V Európe dve hlavné skupiny vedené spoločnosťami Rheinmetall a MBDA pracujú na vysokoenergetických laseroch HEL (High Energy Laser), ktoré ich považujú za obranné a útočné zbrane. Na jeseň roku 2013 usporiadal nemecký tím na svojom švajčiarskom testovacom mieste Ochsenboden rozsiahlu ukážku, v ktorej boli na rôzne typy platforiem nainštalované vysokoenergetické lasery. Na obrnený transportér M113 bol nainštalovaný mobilný efektový pás HEL triedy V 5 kW, na univerzálne obrnené vozidlo GTK Boxer 8x8 bol nasadený efektový efektový kotúč HEL triedy XX 20 kW a nakoniec bol v zosilnený kontajner Drehtainer na podvozku nákladného auta Tatra 8x8.
Zvlášť pozoruhodný je 30 kW stacionárny laserový zbraňový demonštrátor nainštalovaný na veži zbraní Skyshield a preukázal schopnosť odraziť viacero útokov od predmetov typu RAM (neriadené strely, delostrelecké a mínometné granáty) a dronov. Plošina s kolesami ukázala svoju schopnosť neutralizovať UAV na vzdialenosť až 1 500 metrov a slúžila aj na odpálenie nábojnice v nábojovom páse za účelom „technického“zaseknutia guľometu veľkého kalibru. Ak hovoríme o pásovom systéme, potom slúžil na neutralizáciu IED a odstraňovanie prekážok, napríklad pri pálení ostnatého drôtu na veľkú vzdialenosť. Na narušenie prevádzky optoelektronických systémov na vzdialenosť až 2 km bol použitý výkonnejší systém v kontajneri.
Stacionárne vežové zariadenie zároveň dokázalo spáliť mínometný náboj 82 mm na vzdialenosť jedného kilometra, pričom lúč zostal na terči 4 sekundy. Ďalej zariadenie zasiahlo 90% oceľových gúľ výbušninami, napodobňujúcimi 82 mm mínometné náboje, ktoré boli odpaľované v sérii za sebou. Inštalácia tiež prevzala sprievod a zničila tri prúdové UAV. Spoločnosť Rheinmetall pokračovala vo vývoji smerovaných energetických systémov a na výstave IDEX 2017 predstavila niekoľko nových systémov a zariadení. Podľa expertov z Rheinmetall vstúpil na trh za posledných päť rokov značný počet laserových zbraňových systémov. V závislosti od platformy sa metodika testovania vojenských špecifikácií veľmi podobá metodike používanej pre systémy s optočlenmi. "Pokiaľ ide o pozemné systémy, domnievame sa, že sme vo fáze TRL 5-6 (ukážka technológie)," uviedli experti a zdôraznili, že ďalšie úsilie by sa malo zamerať na hmotnosť a veľkosť a charakteristiky spotreby energie a na to, že práca súvisí s bezpečnostnými systémami. Situácia sa však pomerne rýchlo mení a „za posledných osem rokov sme urobili to, čo sa za posledných 600 rokov urobilo v oblasti pušiek,“domnieva sa spoločnosť. Okrem pozemných aplikácií pracuje Rheinmetall aj na námorných systémoch. V roku 2015 boli laserové zbrane testované na palube vyradeného plavidla; toto sú prvé testy lasera v Európe v rámci misií loď-pobrežie.
Rheinmetall vo svojom koncepte „Below Patriot“(„Under Patriot complex“, riešenie na neutralizáciu vojenských prostriedkov, ktoré nemožno zastaviť väčšími systémami protivzdušnej obrany založenými na raketových systémoch), integruje okrem rakiet a zbraní aj nainštalovaný laser vo veži Skyshield. Tento prispôsobiteľný 30 kW laser sa používa na boj proti UAV a je obzvlášť účinný proti masívnym útokom. Verí sa, že 20 kW lúč je dostačujúci na použitie v takýchto lietadlách, obzvlášť ľahkých, ktoré môžu predstavovať najväčšiu hrozbu v rámci konceptu „Below Patriot“. Proces tavenia prebieha na diaľku, pričom sú elektronické obvody dronu deaktivované alebo dôjde k katastrofickému poškodeniu materiálu. Požadovaná presnosť je 3 cm na vzdialenosť jedného kilometra, čo je podľa Rheinmetalla dosiahnuteľné; predpovedá prijatie zariadenia triedy 1 do dvoch až troch rokov.
Na nový stabilizovaný držiak na palubnú zbraň Sea Snake-27 bol nainštalovaný laserový držiak s výkonom 10 kW. Spoločnosť Rheinmetall navrhla praktickú aplikáciu pre takýto laser - rezanie radarových stožiarov alebo nepriateľských rádiových antén - niečo ako laserový ekvivalent varovného výstrelu z dela. Podobný laser bol predstavený aj na prototype ultraľahkej diaľkovo ovládanej veže vyrobenej výlučne z uhlíkových vlákien, ktorá s pohonmi a optikou váži iba 80 kg a má nosnosť 150 kg. V neposlednom rade bol najmenší laserový systém v tejto šou s výkonom 3 kW predstavený v diaľkovo ovládanej zbraňovej stanici namontovanej na veži modernizovaného tanku Leopard 2. IED). Podľa spoločnosti Rheinmetall trh v súčasnosti čaká na laserové systémy triedy 1. Maximálny výkon tu nie je problém, dodatočné systémy je možné kombinovať v modulárnom koncepte, napríklad na dosiahnutie vyšších úrovní výkonu je možné nainštalovať dva 50 kW alebo tri 30 kW žiariče …
Spoločnosť pracuje aj na technológiách, ktoré môžu čiastočne kompenzovať vplyvy počasia na lúč. Vysoký výkon asi 100 kW sa zvažuje pre úlohy boja proti raketám, delostreleckým granátom a mínometným nábojom, ako aj pre zaslepovanie optoelektronických systémov vo významných dosahoch. Pri druhej úlohe sa verí, že je žiaduci nastaviteľný výstupný výkon, čím sa šetrí energia na opakované „vypaľovanie“. Rheinmetall úzko spolupracuje s nemeckým Bundeswehrom na programe vývoja nového vysokoenergetického laserového zariadenia.
Skúša to aj Veľká Británia
V januári 2017 britské ministerstvo obrany oznámilo, že podpísalo dohodu o vývoji demonštračnej laserovej zbrane so špeciálne vytvorenou priemyselnou skupinou známou ako Dragonfire. Skupina Dragonfire vedená MBDA bola vytvorená z pochopenia, že žiadna spoločnosť nemôže nezávisle vykonávať program Laboratórium obrannej vedy a technológie (DSTL). Toto riešenie teda spája osvedčené postupy britského priemyslu: MBDA poskytne svoje odborné znalosti v oblasti hlavného zbraňového systému, pokročilého systému riadenia zbraní, zobrazovacích systémov a koordinuje svoje úsilie s QinetiQ (výskum laserových zdrojov a demonštrácia technológie), Selex / Leonardo (moderná optika, systémy určovania cieľov a sledovania cieľov), GKN (inovatívne technológie skladovania energie), BAE Systems a Marshall Land Systems (integrácia námorných a pozemných platforiem) a Arke (údržba počas celej životnosti). Demonštračné testy naplánované na rok 2019 ukážu, že laserové zbrane sú schopné zvládnuť typické ciele na diaľku, a to na súši aj na mori.
Kontrakt v hodnote 35 miliónov eur umožní tejto priemyselnej skupine využívať rôzne technológie a testovať schopnosti systému na detekciu, sledovanie a neutralizáciu cieľov na rôznych vzdialenostiach, v meniacich sa poveternostných podmienkach, na vode a na súši. Cieľom je poskytnúť Spojenému kráľovstvu významné schopnosti v oblasti vysokoenergetických laserových zbraňových systémov. To položí základ pre operačnú výhodu poskytovanú technológiou, ako aj pre voľný export takýchto systémov na podporu programu Prosperity opísaného v britskom strategickom prehľade obrany a bezpečnosti z roku 2015. na rok 2019 s porážkou typických cieľov na pevnine a na mori. Ukážky budú zahŕňať počiatočné plánovanie bojovej misie a detekciu cieľa, prenos laserového lúča do riadiaceho zariadenia, jeho navádzanie a sledovanie, posúdenie stupňa poškodenia v boji a tiež ukážku možnosti prechodu na ďalší cyklu. Projekt pomôže nielen pri rozhodovaní o budúcnosti programu, ale tiež pomôže DSTL vytvoriť plán uvedenia do prevádzky, ktorý, ak bude úspešne testovaný, je naplánovaný zhruba v polovici roka 2020. Okrem programu Dragonfire implementuje britské laboratórium DSTL ďalší program na testovanie vplyvu laserových zbraní na pravdepodobné ciele rôznych typov; prvé testy boli vykonané na 82 mm mínometnej škrupine.
Opäť Nemecko
Európsky výrobca rakiet MBDA aktívne spolupracuje s nemeckou vládou a armádou na laserových zbraniach. Začínajúc na demonštrácii prototypu technológie v roku 2010, bola priekopníkom jedného lúča s výkonom 5 kW a potom tieto dva mechanicky spojila, aby vytvorili lúč s výkonom 10 kW. V roku 2012 bolo nové laboratórne zariadenie vybavené štyrmi 10-kW lasermi na vykonávanie pokusov o zachytenie rakiet, delostreleckých granátov a mínometnej munície. Testy boli vykonané na konci roku 2012, inžinieri sa pokúsili integrovať túto inštaláciu do niekoľkých kontajnerov v sérii testov v Alpách, ale bolo rozhodne ťažké nazvať tento systém mobilným. Ďalším krokom teda bolo vyvinúť prototyp, ktorý by bolo možné ľahko nasadiť v teréne. V rokoch 2014-2016 na tom vedci a inžinieri tvrdo pracovali na testovacom mieste Schrobenhausen, ktoré vyústilo do prvých experimentov s novým systémom, ktoré sa uskutočnili v októbri minulého roku.
Testy boli vykonávané na výcvikovej základni Putlos v Baltskom mori a predovšetkým boli zamerané na testovanie systému navádzania a korekcie lúča so simulovanými cieľmi zasahovania na rôzne vzdialenosti; Na tento účel bola ako vzdušný cieľ použitá kvadrokoptéra. Voľba tohto testovacieho miesta bola v prvom rade spojená s bezpečnostnými aspektmi, ako aj so skutočnosťou, že flotily sa v súčasnosti najaktívnejšie zaoberajú vývojom inštalácií laserových zbraní. Nové demo bolo nainštalované v 20 stopovom ISO kontajneri; Dôvodom je zníženie nákladov, pretože v tomto prípade to nevyžaduje veľa integračných prác, na rozdiel od inštalácie systému na vojenskú platformu. V tomto prípade laserový systém nezaberá celý objem vo vnútri nádoby. Ďalším opatrením šetriacim náklady bolo rozhodnutie neintegrovať napájanie do samotného pilotného zariadenia, aj keď dostupný prebytočný objem by to v prípade potreby umožnil. Extra objem by tiež mohol umožniť pridanie mechanizmu na zníženie hornej časti zariadenia na vedenie lasera do vnútra prepravného kontajnera. Všetky tieto riešenia je možné implementovať do systému, ktorý je už v prevádzke. MBDA Germany v súčasnosti čaká ďalšia fáza testovania, ktorá otestuje celý systém vrátane generovania silného laserového lúča. Malo by sa to stať koncom roka 2017-začiatkom roku 2018.
Nová demonštračná jednotka je založená na systéme generujúcom lúč a vodiacom zariadení, tieto dve zariadenia sú od seba mechanicky oddelené. Zdrojom prúdu je jeden 10 kW vláknový laser zabudovaný v kontajneri spolu so všetkým zariadením, počítačmi a systémom na odvod tepla atď. Laserový lúč je premietaný cez optické vlákno do vodiaceho zariadenia. Tu sa použili skúsenosti, ktoré už MBDA získal. Niektoré časti však boli vyvinuté špeciálne pre tento laserový systém, ktorý v porovnaní so štandardnými systémami výrazne zlepšuje presnosť, uhlovú rýchlosť a zrýchlenie. Oddelenie týchto dvoch prvkov tiež umožňuje 360 ° súvislé pokrytie azimutu, zatiaľ čo výškové uhly sa pohybujú od + 90 ° do -90 °, čím pokrývajú sektor viac ako 180 °. Aby sa optimalizovala jednotka mierenia lúča, je do nej integrovaný aj teleskopický optický systém. Zrýchlenie a rýchlosť vybočenia sú kľúčové pri riešení vysoko manévrovateľných cieľov, akými sú mikro a mini UAV, a pokiaľ ide o odpudzovanie masívnych útokov. Ďalším kľúčovým faktorom je sila, pretože čím vyšší je výkon, tým menej času trvá zničenie / neutralizácia cieľa. V tejto súvislosti sa vývojári pokúsili zaistiť, aby nové experimentálne usporiadanie mohlo prijímať rôzne laserové zdroje, ktoré v kombinácii môžu zvýšiť výstupný výkon. Oddelenie laserového generátora a vodiaceho zariadenia navyše umožní v budúcnosti prijať nové typy laserových generátorov s vyššou hustotou energie, čo umožní zabaliť viac energie do menšieho modulu. Spoločnosť MBDA Germany pozorne sleduje vývoj dodávok energie, pretože kvalita lúča zostáva kľúčovým faktorom. Rovnako ako pri predchádzajúcom laboratórnom nastavení boli použité iba zrkadlá, ktoré dokážu ľahko zvládnuť väčší výkon ako šošovky, tie boli zo systému odstránené kvôli teplotným problémom. Vodiace zariadenie tak môže vydržať výkon viac ako 50 kW. Aj keď sa teoretický limit 120-150 kW zdá byť celkom realistický.
MBDA Nemecko sa domnieva, že systém anti-UAV by mal mať výstupný výkon 20 až 50 kW; rovnaké množstvo energie je potrebné na boj s rýchloloďami, preferovaným cieľom flotily. Spoločnosť výrazne investovala do technológie sledovania, aby sa vysporiadala s dronmi so vzletovou hmotnosťou nižšou ako 50 kg. Pokiaľ ide o zachytávanie striel, delostreleckých granátov a mínometnej munície, ktoré bolo pôvodne považované za jednu z hlavných úloh laserových inštalácií, zákazníci si uvedomili, že vývoj takýchto systémov na báze laserov zostáva v súčasnosti dosť problematický. V dôsledku toho sa priority väčšiny armády zmenili. Nový testovaný systém je na úrovni pripravenosti TRL -5 (Technology Demonstrator) - „technológia osvedčená v správnom prostredí“. Aby sa získal plnohodnotný prototyp, je potrebné systém zdokonaliť v smere adaptability na prevádzku v nepriaznivých podmienkach, zatiaľ čo niektoré štandardné komerčné komponenty musia byť kvalifikované na vojenské úlohy.
MBDA Germany v súčasnej dobe vyvíja program pre ďalšiu sériu testov, ktoré majú byť dokončené koncom tohto alebo začiatkom budúceho roka; táto práca sa vykonáva v úzkom kontakte s Bundeswehrom, ktorý tento program čiastočne financuje. Je načase, aby skutočná zmluva vyvinula funkčný a dávkovo pripravený systém, ktorý nielenže poskytne financovanie, ale aj definuje jasné požiadavky. MBDA Nemecko verí, že po prijatí takejto zmluvy bude systém pripravený začiatkom roku 2020.
Mimo Európy
V USA bolo vyvinutých mnoho laserových systémov. V roku 2014 bol testovaný laserový systém nainštalovaný na lodi USS Ponce umiestnenej v Perzskom zálive. 33 kW laserový systém LaWS (Laser Weapon System) vyvinutý spoločnosťou Kratos úspešne strieľal do malých člnov a dronov. Spoločnosť Lockheed Martin vyvinula v tom istom období svoj systém ADAM (Area Defense Anti-Munitions), tento prototyp laserovej zbrane bol navrhnutý tak, aby bojoval zblízka s domácimi raketami, dronmi a loďami. Predviedol svoju schopnosť sledovať ciele na vzdialenosti viac ako 5 km a ničiť ich na vzdialenosť až 2 km. Koncom roka 2015 spoločnosť Lockheed predstavila svoju novú 30 kW jednotku Athena založenú na technológii ADAM. O ruských programoch laserových zbraní sa toho vie málo. V januári 2017 námestník ministra obrany Jurij Borisov oznámil, že krajina sa zaoberá vývojom laserových a iných špičkových zbraní a že ruskí vedci urobili významný prielom v oblasti laserovej technológie. A žiadne ďalšie podrobnosti …
