Viime aikoihin asti laserin rooli rajoittui suurelta osin etäisyys- ja valaistustietojen toimittamiseen, merkintöjen ja merkintäkohteiden puoliaktiiviseen kotiutumiseen tai sädeohjattujen ohjusten kurssin korjaamiseen. Lisäksi lasereita käytetään menestyksekkäästi sokaisevina laitteina useissa sovelluksissa, joissa on etäsulakkeet, sekä järjestelmissä infrapuna-aseiden hallittujen vastatoimien suorittamiseksi infrapunaohjattuja ohjuksia vastaan.
Suojaa lasereilta voivat tarjota anturit, jotka voivat havaita, tunnistaa ja määrittää lähteen sijainnin, keinot, jotka estävät havaitsemista ja estävät näin tiedon keräämisen, ja lopuksi suodattimet, jotka estävät optisten järjestelmien, mukaan lukien ihmissilmä, vaurioitumisen. Tällä hetkellä suuritehoiset laserjärjestelmät tai suuritehoiset laserit (englanti, HEL-High Energy Laser), jotka pystyvät tuhoamaan kohteita, kuten pieniä droneja ja ammuksia, ja vahingoittamaan suuria järjestelmiä, ovat massiivisen operatiivisen käyttöönoton partaalla, ja kehittäjät ja rakenteiden suunnittelussa kannattaa jo miettiä tarkkaan, miten niitä voidaan torjua.
Epäilemättä Yhdysvallat toteuttaa suurimman osan laserohjelmista, mutta Venäjä, Kiina, Saksa, Israel ja Iso -Britannia työskentelevät myös vastaavien järjestelmien parissa, ja kongressin tiedustelupalvelun mukaan Yhdysvalloilla ei todennäköisesti ole selvää etua täällä.
Merijärjestelmät
Alkuvaiheessa suurin osa laserien operatiivisesta käytöstä sota -aluksilla vähenee todennäköisesti taisteluun droneja, miehittämättömiä veneitä ja nopeita taisteluveneitä vastaan, mikä edellyttää suhteellisen pienitehoisia järjestelmiä. Laivanvastaisten ohjusten ja jopa lentokoneiden ampuminen vaatii tehokkaampia 150 kW: n luokan aseita.
Yhdysvaltain laivasto, tämän tekniikan innokkain kannattaja, rahoittaa useita laser -asejärjestelmiä yhdellä suurella SNLWS (Surface Navy Laser Weapon System) -ohjelmalla. Maaliskuussa 2018 Lockheed Martin sai sopimuksen ensimmäisestä järjestelmästä eli ensimmäisestä vaiheesta. Tämän 150 miljoonan dollarin sopimuksen mukaisesti se suunnittelee, valmistaa ja toimittaa kaksi suuren energian laseria ja integroitua optista häikäisintä valvontalaitteilla (HELIOS), yhden asennettavaksi Arleigh Burke -luokan hävittäjälle ja toisen testattavaksi rannalla. Sopimus sisältää myös mahdollisuuden hankkia 14 muuta HELIOS -järjestelmää. Kokeilujen onnistumisen jälkeen nämä vaihtoehdot nostavat sopimuksen arvon noin 943 miljoonaan dollariin.
"HELIOS-ohjelma on ensimmäinen laatuaan, jossa on integroitu laseraseet, pitkän kantaman tiedustelu ja valvonta sekä drone-esto-ominaisuudet, jotka lisäävät dramaattisesti tilannetietoisuutta ja Yhdysvaltain laivaston käytettävissä olevia kerrospuolustusvaihtoehtoja", sanoi viraston tiedottaja. Asejärjestelmät ja anturit.
HELIOS-ohjelmaan kuuluu 60 kW: n kuituoptinen laser taisteluun ilma-aluksia ja pieniä veneitä vastaan, pitkän kantaman tiedustelu- ja valvonta-anturijärjestelmä, joka on integroitu laivan Aegis-taistelujärjestelmään, ja pienitehoinen sokaiseva laser, joka häiritsee vihollisdroonien valvontajärjestelmiä. Päälaserilla on kuulemma jopa 150 kW: n kasvupotentiaali.
Osana ensimmäistä vaihetta Lockheed Martin toimittaa kaksi HELIOS-järjestelmää testattavaksi vuoteen 2020 mennessä, toisen asennettavaksi Arleigh Burke -luokan hävittäjälle ja toisen maan testaamiseen White Sandsilla.
Häikäisevä ODIN
Toinen järjestelmä on pienitehoinen laserlaitteisto ODIN (Optical Dazzling Interdictor, Navy - Navy - optinen sokaisilaite), joka on suunniteltu UAV -antureiden sokeuttamiseen ja poistamiseen käytöstä. Yhdysvaltain laivaston mukaan ODIN-järjestelmän pääkomponentteihin kuuluu säteen kohdistuslaite, joka puolestaan sisältää teleskooppisen osajärjestelmän ja matalavasteiset peilit, kaksi lasersäteilijää ja anturisarjan karkeaa ja tarkkaa kohdistusta varten, kuten HELIOSissa., tiedusteluun ja tarkkailuun.
Kolmas järjestelmä, joka tunnetaan nimellä SSL-TM (Solid-State Laser-Technology Maturation), on tehokkaampi Laser Weapon System (LaWS) -ohjelman kehittämisohjelma, jonka mukaan 30 kW: n laser asennettiin arvioitavaksi laskeutumisaluksella San Antiono. Vuonna 2015 Northrop Grumman valittiin osaksi SSL-TM-ohjelmaa kehittämään 150 kW: n ase, joka asennetaan San Antonio -luokan alukseen vuoden 2019 aikana.
Nykyisiin suunnitelmiin kuuluu teknologian kehittäminen SNLWS: n toisen vaiheen tukemiseksi ja HELIOS -alaohjelman edelleen kehittäminen. Suunnitteilla on myös SNLWS -hankkeen kolmas vaihe, jossa laseraseiden tehoa lisätään entisestään.
Neljäs järjestelmä, nimetty RHEL (Ruggedised High Energy Laser), on myös valmisteilla. Alkuteho on myös 150 kW, mutta se toteuttaa erilaisen arkkitehtuurin, joka pystyy käsittelemään enemmän tehoa tulevaisuudessa. Yhdysvaltain laivasto aikoo käyttää noin 300 miljoonaa dollaria vuonna 2019 näihin asejärjestelmiin.
Kokeelliset ajoneuvojärjestelmät
Lockheed Martin Athenen kannettavan maalaserin prototyyppi on osoittanut kykynsä ampua pieniä droneja. Yhtiö julkaisi videon, jossa laser ampuu alas viisi droonia peräkkäin ja pyrkii joka kerta ajoneuvojen pystysuoraan häntään.
Ottaessaan UAV: ta tai pientä venettä käyttäjä varmistaa visuaalisesti, että kohde on vihollinen, ja valitsee tarkan infrapuna -anturin avulla kohdistuspisteen. Yhtiön mukaan Athena-järjestelmä toimii nopeasti liikkuvissa kohteissa, esimerkiksi ohjuksissa ja miinoissa, ilman itsenäistä ohjainta. Vaikka Athena on edelleen prototyyppi, yritys väittää, että karkaistu versio soveltuu taistelukäyttöön.
Järjestelmä käyttää Lockheed Martinin kehittämää 30 kW: n ALADIN (Accelerated Laser Demonstration Initiative) -kuitulaseria. ALADIN -järjestelmässä useat lasermoduulit toimivat yhdessä, ja tämän kokoonpanon avulla on suhteellisen helppoa skaalata aseen teho korkeammille arvoille.
Toinen järjestelmä, jota tällä kertaa kehitetään Yhdysvaltain armeijalle, toimi hyvin vuoden 2018 alussa järjestetyssä MFIX -harjoituksessa (Maneuver Fires Integrated Experiments). Tämä asejärjestelmä sai nimityksen MEHEL (Mobile Experimental High Energy Laser). Se on 5 kW: n Boeing -laserjärjestelmä, joka on asennettu Stryker 8x8 -panssariajoneuvoon. MEHEL-järjestelmä on osoittanut kykynsä ampua alas pieniä helikoptereita ja lentokoneen tyyppisiä droneja horisontin ylä- ja alapuolelle MFIX-harjoituksen aikana sekä onnistuneesti osua maakohteisiin.
Yhdysvaltain armeijan MEHEL -laser -asejärjestelmä on suunniteltu asennettavaksi taistelualustalle. Se käyttää kaupallista kuitulaseria, joka voi tuottaa 10 kW tehoa. Sitä ohjataan säteenohjausjärjestelmillä, jotka koostuvat teleskooppisesta optisesta järjestelmästä, jonka aukko on 10 cm, ja vakautetusta erittäin tarkasta ohjaus- ja seurantajärjestelmästä. Kohteen haun ja seurannan tarjoavat infrapunakamerat, joissa on laaja ja kapea näkökenttä, sekä Ku -kaistan tutka.
Elokuussa 2014 Raytheon ja Yhdysvaltain merijalkaväki (ILC) alkoivat testata HEL-järjestelmää asennettaviksi Corpsin pieniin taktisiin ajoneuvoihin matalalentoisia droneja ja vastaavia kohteita vastaan osana Directed Energy On-the-Move Future Naval Capability -ohjelmaa. Vuonna 2010 demonstraatiotestien järjestelmän prototyyppi onnistui ampumaan alas neljä dronia.
Raytheonin mukaan tällaisen pienikokoisen aseen päätekniikka on tasomainen aalto-ohjain (PWG). "Käyttämällä yhtä PWG: tä, joka on kooltaan ja muodoltaan samanlainen kuin 50 cm: n viivain, suuritehoiset laserit tuottavat tarpeeksi tehoa pienten lentokoneiden tehokkaaseen käyttöön."
Lyhyellä aikavälillä on mahdollista ottaa käyttöön tällainen alusta lupaavan maanpäällisen ilmapuolustusjärjestelmän GBADS FWS (Ground Based Air Defense, Future Weapon System) muodossa, jota ILC kehittää. JLTV (Joint Light Tactical Vehicle) -panssariajoneuvoon asennettu tutkaohjattu laser voi täydentää elektronista sodankäyntijärjestelmää ja Stinger-ohjuksia.
Saksalainen Rheinmetall-yhtiö on tehnyt paljon työtä kehittääkseen useita laser-asejärjestelmiä ja operatiivisia konsepteja maanpäälliseen ilmapuolustukseen, hitaisiin ja matalalentokohteisiin, ohjaamattomien ohjusten, tykistökuorien ja miinojen sieppaamiseen, räjähteiden neutralointiin ja skaalautumiseen. ei-tappavia vaikutuksia useisiin toiminta-alueiden uhkiin, kun laserit, joiden kapasiteetti on 10, 20, 20 ja 50 kW, on asennettu demonstraatiotarkoituksiin ajoneuvoihin, mukaan lukien tela- ja pyörillä varustetut panssaroidut ajoneuvot ja kuorma-auto.
Yhtiö on tehnyt paljon töitä lasereiden integroimiseksi tunnettuihin ilmatorjuntajärjestelmiinsä korostaen samalla, että ainakin lyhyellä ja keskipitkällä aikavälillä ne pikemminkin täydentävät aseita ja ohjuksia kuin korvaavat ne. Yksi Rheinmetallin tärkeimmistä kehityksistä on säteen suuntaus. Tämä tekniikka mahdollistaa useiden laserien energian keskittämisen yhteen kohteeseen, minkä ansiosta koko järjestelmä voi keskittyä uhkaavimpaan laasti-, ohjus-, risteilyohjus- tai hyökkäyskoneeseen ja siirtyä seuraavaan kohteeseen; nämä kyvyt esiteltiin yleisölle vuonna 2013. Täysin toimiva HEL -järjestelmä voidaan kehittää seuraavan kymmenen vuoden aikana.
Myös Israel investoi voimakkaasti tähän tekniikkaan. Rafael Advanced Defense Systems on kehittänyt HEL-prototyypin nimeltä Iron Beam, joka käyttää 10 kW: n kuitulaseria, mutta on laajennettavissa "satoihin kilowatteihin" torjumaan UAV-laitteita ja lyhyen kantaman ohjuksia ja miinoja. Yhtiön mukaan Iron Beam -järjestelmä koostuu kahdesta laserlaitteistosta kahdella eri kuorma -autolla yhden ohjuksen sieppaamiseksi, ja on huomattava, että useampia säteitä voidaan käyttää suurempiin kohteisiin. Viesti osoittaa, että järjestelmä saattaa olla valmis vuoteen 2020 mennessä.
Pienempi Drone Dome -järjestelmä on suunniteltu havaitsemaan ja poistamaan käytöstä pieniä droneja RF -häirinnän kautta; se voi sisältää myös 5 kW: n laserin, joka pystyy ampumaan alas vastaavia kohteita jopa 2 km: n etäisyydellä.
Kiinalaiset ja venäläiset laserit
Kiina kehittää aktiivisesti kuorma -autojen ja taktisten alustojen mobiilijärjestelmiä. Kiinalaiset yritykset, mukaan lukien Poly Technologies, Silent Hunter ja Guorong-I, ovat innokkaita näyttämään ne messuilla ja lähettämään testivideoita verkkoon. Esimerkiksi esitettiin video, jossa Guorong-I-järjestelmä polttaa testilevyn, jota kantoi pieni nelikopteri, mahdollisesti DJI Phantom -linjalta, ja koputtaa sitten droonin itse.
Uskotaan, että Kiina työskentelee myös suurempien alusjärjestelmien parissa, mahdollisesti asennettuina uudelle risteilijälle Tour 055.
Venäjän armeijan mukaan heillä on jo laser -aseita käytössä. Venäjän federaation varapääministeri Juri Borisov julisti jo vuonna 2016, etteivät ne olleet kokeellisia malleja, vaan sotilasaseita.
Oletetaan, että Venäjä kehittää useita laserjärjestelmiä ja muita suunnattuja energia -aseita, laserjärjestelmiä lentokoneita vastaan. Raporttien mukaan kuudennen sukupolven taistelukoneisiin on tarkoitus asentaa suurempitehoinen laser, joka asiantuntijoiden mukaan otetaan käyttöön vasta 2030 -luvulla.
Ilma -sovellukset
Vaikka aluksista tuli luonteeltaan ensimmäisiä liikkuvia alustoja suuritehoisten laseraseiden asentamiseen, koska ne pystyivät ottamaan suuren massan ja tuottamaan tarvittavan määrän sähköä, laserjärjestelmien käytännön tunkeutumisprosessi taktinen ilmailu on nyt alkanut.
Kesällä 2017 tehtiin ensimmäiset täysin integroidun suuritehoisen laserin testit, joiden aikana Raytheonin suunnittelema yksikkö poltti maakohteen Apache-helikopterilla. Raytheonin ja Yhdysvaltain armeijan yhteistyössä White Sands Special Operations Commandin kanssa suorittamissa testihyökkäyksissä helikopteri osui kohteisiin eri korkeuksilta eri nopeuksilla, eri lentotiloissa ja 1,4 km: n kaltevalla alueella.
Raytheon on mukauttanut versiota optoelektronisesta asemastaan MTS (Multispectral Targeting System) optoelektronisesta asemastaan voidakseen tarjota kohdetietoja, parantaa tilannetietoisuutta ja säteenhallintaa.
Tärkeä osa testejä oli määrittää, kuinka hyvin tekniikka kestää ulkoisia vaikutuksia, kuten pääroottorin tärinää, suihkuja ja pölyä, jotta tämä voitaisiin ottaa huomioon kehittyneitä aseita kehitettäessä.
Suihkulaserit
Yhdysvaltain ilmavoimat tutkivat mahdollisuutta käyttää HEL-tekniikkaa taktisten lentokoneiden suojaamiseen ilma-ilma- tai maa-ilma-ohjuksilta osana Shield-ohjelmaa (Self-protect High Energy Laser Demonstrator), jonka yhteydessä Yhdysvaltain ilmavoimien tutkimuslaboratorio myönsi marraskuussa 2017 Lockheed Martinille sopimuksen konttijärjestelmästä, joka testataan suihkukoneella vuoteen 2021 mennessä. Yksi suunnittelutavoitteista on koota usean kilowatin kuitulaseri rajoitetusti käytettävissä olevaan tilaan. Työ keskittyy kolmeen osajärjestelmään. Ensimmäinen sai nimityksen STRAFE (SHiELD Turret Research in Aero Effects) ja se on palkkiohjausjärjestelmä; toinen osajärjestelmä LPRD (Laser Pod Research & Development) on säiliö, johon mahtuu laser-, virtalähde- ja jäähdytysjärjestelmät; ja kolmas on itse LANCE (Laser Advancements for Next-generation Compact Environments) laser-asennus.
Brittiläinen Dragonfire
Jos kaikki menee suunnitelmien mukaan, vuonna 2019 nähdään ensimmäiset Dragonfre-kokeilut, HEL-prototyyppi, jonka MBDA: n johtama konsortio on kehittänyt Ison-Britannian hallitukselle. ja Marshall AOG. Suunniteltuun mielenosoitukseen olisi sisällyttävä koko testijakso maa- ja merialueilla, kohteen hankkimisesta tuhoamiseen.
Asejärjestelmä perustuu skaalautuvaan kuitulaser -arkkitehtuuriin, jossa on yhtenäinen säteilytekniikka ja vastaava vaiheohjausjärjestelmä. QinetiQ-yhtiön mukaan tämän tekniikan avulla voit luoda erittäin tarkan lasersäteilyn lähteen, joka voidaan suunnata liikkuvaan kohteeseen ja tuottaa sille suuri energiatiheys ilmakehän turbulenssista huolimatta, mikä mahdollistaa lyöntiajan lyhentämisen ja valikoima. Dragonfren skaalautuva arkkitehtuuri mahdollistaa laserkanavien määrän lisäämisen siten, että syntyneet vaihtoehdot voidaan räätälöidä vastaamaan monenlaisia piirejä ja integroimaan erilaisiin meri-, maa- ja ilma -alustoihin.
Kevyt tekniikan suoja
Lasereilla aseina on positiivisia ja negatiivisia puolia. Säde kulkee valon nopeudella, joten ei ole merkittäviä lentoajan komplikaatioita, jotka vaikuttavat negatiivisesti kohdistusprosessiin. Jos aseiden kompleksin seurantaosajärjestelmä voidaan pitää kohteen päällä, se voi ohjata lasersäteen siihen ja pitää sitä vaaditun ajan. Säteen pitäminen maalissa on erittäin tärkeää, koska monissa tapauksissa järjestelmä voi kestää jonkin aikaa kohteen lämmittämiseen ja halutun vaikutuksen aikaansaamiseen. Tässä tapauksessa kohde saa mahdollisuuden "tuntea" hyökkäyksen ja käyttää asianmukaisia vastatoimia. Ongelmat syntyvät myös ilmakehästä itsestään, koska säteen kulkua estävät ilmiöt, kuten vesihöyry, saostuminen, pöly ja itse ilma (esimerkiksi ilmiö, kuten sameus), imevät ja taittavat eri tavalla eri aallonpituuksilla, mikä vaikuttaa negatiivisesti laserin tehokkaaseen kantamaan ja sen kykyyn keskittyä energiaan kohteeseen.
Luonnollisesti Yhdysvaltain armeija etsii keinoja suojata omaisuutensa lasereilta ja muilta suunnatuilta energia -aseilta. Merivoimien tutkimusosasto toteuttaa suurta ohjelmaa suunnattujen energia -aseiden torjumiseksi. Siinä tarkastellaan mahdollisia teknologiapohjaisia vastatoimia, joita saattaa tulla saataville tällaisten uhkien torjumiseksi vuosina 2020–2025, mukaan lukien materiaalit ja erityyppiset verhot.
Suojamateriaalit voivat esimerkiksi sisältää heijastavia ja ablatiivisia tai tuhoavia pinnoitteita. Hajoavia pinnoitteita, jotka yleensä perustuvat polymeereihin ja metalleihin, käytetään tyypillisesti avaruuspohjaisissa kiinteissä ponneaineissa ja paluuajoneuvoissa. Verhot tai esteet käyttävät tavallisesti vettä tai savua hajottamaan lasersäde ja vähentämään tavoitteen saavuttavan energian määrää.
Muut vastatoimenpiteet ovat alkaneet näkyä, jotka aktiivisen häirinnän periaatteen mukaan häiritsevät laserjärjestelmän toimintaa ja estävät sitä pitämästä säteen kohdepaikalla, esimerkiksi laserien käyttö suojatulla alustalla. Joidenkin tietojen mukaan tätä suuntaa käsitteli Adsys Controls. Kuitenkin yritys kuvailee tällä hetkellä Helios -järjestelmäänsä "passiivisesti suunnattua energia -asejärjestelmää", mutta mainitsematta nimenomaisesti lasereita. Adsysin mukaan. Helios, anturisarja, joka on asennettu suuriin droneihin, tarjoaa täydellisen analyysin saapuvasta säteestä, mukaan lukien sen sijainti ja voimakkuus. "Näillä tiedoilla se häiritsee passiivisesti vihollista, suojaa ajoneuvoa ja sen hyötykuormaa."
Tietoa laseraseiden torjuntatavoista suojataan huolellisesti, mutta yksi asia on selvä: uusi teknologinen taistelu vaikutus- ja vastatoimista on alkanut.