DSEI 2015 көрмесінде ұсынылған Boxer 8x8 бойынша Rheinmetall компаниясының 20 кВт лазері
Техникалық прогресс енді көлік құралдарына орнатылған лазерлік қару-жарақ жүйесі шындыққа айналған кезде маңызды белеске жетті. Бұл жауынгерлік күшейту жүйелерінің қалай дамып келе жатқанын қарастырайық
Автокөліктерге орнатылған қару-бұл әлемдегі кез-келген қақтығыстарға қатысатын тұрақты армиялар мен тұрақты емес «асимметриялық» құралымдар қолданатын арзан бағадағы жауынгерлік құрал.
Соңғы уақытқа дейін жауынгерлік машиналарға қару орнату нұсқалары пулеметтер мен әр түрлі формадағы артиллериялық жүйелермен шектелді. Алайда, бұл жерде жағдай ұсақ ұшақтар мен оқ -дәрілерді ауада жағуға жеткілікті қуаты бар лазерлік жүйелердің немесе бағытталған энергия жүйелерінің пайда болуымен өзгере бастады.
Мұндай жүйелер үшін көлемді энергия жинақтағыш қондырғыларды орналастыру әрқашан күрделі мәселе болды, бірақ соңғы оқиғалар лазерлерді тіпті үлкен джипке орнатуға мүмкіндік беретін мөлшерге дейін азайтуға ықпал етті.
Технологиялық революция
1990 жылдары талшықты-оптикалық байланыста технологиялық революция болды, бұл жоғары қуатты қатты лазерлердің дамуын жеделдетіп, он жылдан кейін өнеркәсіптік өңдеуде маркалау, кесу, дәнекерлеу және балқыту сияқты қосымшаларды тапты.
Бұл лазерлер жақын қашықтықта өте тиімді болды, бірақ өнеркәсіпке бұл технологияны масштабтаудың және бірнеше жүз, тіпті мыңдаған метр қашықтықтағы нысандарды кесіп, еріте алатын футуристік қаруды жасаудың жолын табу уақыт талабы болды.
Американың қорғаныс алпауыты Локхид Мартин дәл осылай жасады. Жартылай өткізгішті өндіру, күн батареялары мен автокөліктерді дәнекерлеудің жаңа технологиясына сүйене отырып, компания өзінің лазерлік машинасын шығарды, ол өзінің коммерциялық предшественниктерінен жүздеген есе қуатты.
Роберт Афзал, осы компанияның аға ғылыми қызметкері былай дейді: «Зерттеушілердің көп жылдық алып еңбегімен дайындалған бүгінгі күні бұл салада нағыз революция жүріп жатыр. Біз лазерлік технологияның дайын екендігіне сенімдіміз, енді біз тактикалық көліктерге сәйкес келетін жеткілікті қуатты және кішкентай лазер жасай аламыз ».
«Бұрынғы лазерлер тым үлкен болды - олар тұтас станциялар еді. Бірақ жоғары сапалы сәулесі бар тиімділігі жоғары талшықты лазерлік технологияның пайда болуымен біз ақырында осы машиналарға сәйкес келетін жұмбақтың соңғы бөлігін аламыз ».
Азаматтық өнеркәсіп бірнеше киловатт лазерлерді қолданды, бірақ Афзал әскери лазерлердің қуаты 10-100 кВт болуы керек екенін атап өтті.
«Біз талшықты лазерлердің қуатын масштабтауға мүмкіндік беретін технологияны әзірледік, бұл үлкен талшықты лазерді құру арқылы ғана емес, сонымен қатар әскерилерге қажет қуатқа жету үшін бірнеше киловатт модульдерді біріктіру арқылы».
Оның айтуынша, лазер сәулелік комбинацияға негізделген, бұл процесс бірнеше лазерлік модульдерді біріктіріп, жоғары қуатты, жоғары сапалы сәулені қалыптастырады, ол бірнеше жеке 10 кВт лазерлерге қарағанда тиімдірек және өлімге әкеледі.
Ақ коллимирленген сәуле
Жарық сәулесінің призма арқылы өту процесін сипаттай отырып, ол түрлі түсті ағындарға сындыра отырып, былай түсіндірді: «Егер сізде осы призмаға дәл бұрышпен енген бірнеше лазерлік сәулелер болса, олардың әрқайсысы сәл өзгеше болады. Бұл призманың үстіне бірігіп, ақ коллимацияланған сәуле пайда болады ».
«Бұл біз жасайтын іс, бірақ призманың орнына біз сол функцияны орындайтын дифракциялық тор деп аталатын басқа оптикалық элементті қолданамыз. Яғни, біз әрқайсысы толқын ұзындығынан сәл өзгеше жоғары қуатты лазерлік модульдерді құрастырамыз, содан кейін оларды дифракциялық тордан шағылыстыра отырып біріктіреміз, ал шығыс кезінде біз бір қуатты лазер сәулесін аламыз ».
Афзал шын мәнінде мұндай шешім-бұл телекоммуникация секторының толқын ұзындығына бөлінетін мультиплекстеу технологиясы, өнеркәсіптік өндірістен жоғары қуатты талшықты лазерлермен біріктірілгенін айтты.
«Талшықты лазер - бұл ең тиімді және қуатты лазер», - деді ол. -Яғни, біз 15-18%тиімділікке ие болған кезде 10-15 жыл бұрын тіпті армандамаған 30%-дан асатын толық электрлік тиімділік туралы айтып отырмыз. Бұл қуат пен салқындауға байланысты, сондықтан бұл жүйелер енді кішірейіп кетуі мүмкін. Лазер енді үлкен лазер салу арқылы емес, жаңа модульдерді қосу арқылы масштабталады ».
АҚШ армиясы жақында Lockheed Martin компаниясын ATHENA (Advanced Test High Energy Asset) қондырғысы негізінде жоғары қуатты лазерлік қару жүйесін құруға шақырды, оны компанияның жеңіл тактикалық машиналарының біріне орнатуға болады.
Былтырғы сынақтар кезінде 30 кВт талшықты лазерлік прототип шағын пикап машинасының қозғалтқышын сәтті істен шығарып, торды бір мильден бірнеше секундта жанып кетті. Сынақ кезінде нақты жұмыс жағдайын имитациялау үшін пикап қозғалтқышы жұмыс істеп тұрған кезде беріліс платформасына орнатылды.
Жаңа ұрпақ
2015 жылдың қазанында Lockheed жоғары қуатты модульді лазерлердің жаңа буынын шығара бастағанын хабарлады, оның бірінші қуаты 60 кВт американдық армияның тактикалық машинасына орнатылады.
Афзал армияның зениттік миссияларға, зымырандарға, артиллериялық снарядтар мен минометтік оқ-дәрілерге және ұшқышсыз ұшақтарға автокөлікке орнатылған лазер қондырғысы келетінін айтты. «Біз стратегиялық мағынада зымыран шабуылынан гөрі қорғаныстың тактикалық деңгейін қарастырамыз».
Локхидтің айтуынша, модульдік шешім қуатты нақты тапсырма мен қауіптің қажеттілігіне қарай реттеуге мүмкіндік береді. Армияның қосымша модульдерді қосуға және қуатын 60 кВт -тан 120 кВт -қа дейін ұлғайтуға мүмкіндігі бар.
Афзал жалғастырды: «Архитектура сіздің талаптарыңызға сәйкес келеді: сізге 30 кВт, 50 кВт немесе 100 кВт қажет пе? Бұл сервер сөресіндегі сервер модульдері сияқты. Біз бұл икемді архитектура деп санаймыз - толық көлемді өндіріс үшін қолайлы. Бұл сізге жүйені өз қалауыңыз бойынша баптауға мүмкіндік беретін қайта-қайта құруға болатын модуль алуға мүмкіндік береді ».
«Жүйе сіз қолданғыңыз келетін кез келген көлік құралына бейімделеді, сондықтан бұл технология соншалықты әсерлі, себебі ол сәулеттің икемділігі сіз таңдаған нәрсені өзгертпестен әр түрлі көліктерге бейімделуге мүмкіндік береді. Бұл, мысалы, жауынгерлік бригаданы да, жетілдірілген операциялық базаны да қамтамасыз ететін жүйені алуға мүмкіндік береді ».
Жүйеде жоғары репродуктивті модульдерге жиналған коммерциялық талшықты лазерлер қолданылады, бұл оны өте қолжетімді етеді. Бірнеше талшықты лазерлік модульдерді қолдану ұсақ ақаулардың ықтималдығын, сонымен қатар техникалық қызмет көрсету мен жөндеудің құны мен көлемін азайтады.
Тактикалық көлікке орнатылған жауынгерлік лазердің ұрыс даласында қашан пайда болуы мүмкін деген сұраққа Афзал шамамен уақыт аралығын ұсынды: «Біз лазерімізді 2016 жылдың соңында жеткізуді жоспарлап отырмыз. Осыдан кейін армия біраз уақыт өз жұмысын жасайды, содан кейін біз көреміз ».
Лазердің тартымдылығы
Тактикалық бағытталған энергетикалық қарудың бірнеше сипаттамалары бар, ол оларды қазіргі заманғы әскери күштер үшін өте тартымды етеді, оның ішінде «оқ -дәрілердің» төмен бағасы мен олардың жылдамдығы, дәлдігі мен қолданудың қарапайымдылығы.
«Біріншіден, бұл өте төмен кепілдік шығынмен өте дәл қару, бұл маңызды», - деп қосты Афзал. «Жарық жылдамдығы нысанды бірден сәулелендіруге мүмкіндік береді, демек, сіз маневрлік нысанаға өте аласыз, яғни кейде сәулені кинетикалық оқ -дәрілер көтере алмайтын нысанда ұстай аласыз».
Мүмкін, ең маңызды артықшылығы - бір тиімді «атудың» төмен бағасы.
«Бұл кезде сіз қымбат және қуатты қорғаныс кинетикалық қару -жарақтарды көптеген арзан қауіптерге жұмсағыңыз келмейді», - деп жалғастырды Афзал. - Біз лазерлік қаруды кинетикалық жүйеге қосымша ретінде қарастырамыз. Біз лазерлік жүйені төмен қарқындылықтағы төмен қарқындылықтағы көптеген қатерлерге қарсы қолданатын боламыз деп ойлаймыз, осылайша кинетикалық журналды шабуылдаушы кешенге, брондалған, ұзақ қашықтыққа қауіп төндіреді ».
Афзал лазерлік қаруды ұрыс кеңістігінде сенсорлық желінің жедел басқару жүйесінде орналастыруға болатынын болжайды, бұл оған бастапқы мақсатты белгілеуді қамтамасыз етеді.
«Біріншіден, белгілі бір жүйе қауіптің пайда болуы туралы хабарлауы керек, содан кейін командалық және басқару операторы қандай қарсы шараны қолдану керектігін шешеді, нысанды анықтайды, оған лазер лақтырады және радиолокациялық деректерге сәйкес нысанды құлыптайды., содан кейін оператор монитордағы нысанды көріп, лазердің жұмыс істеп тұрғанын көрсетуге шешім қабылдайды ».
«Бұл салада көптеген проблемалар жинақталды, өйткені бүкіл әлемдегі әскерилер ондаған жылдар бұрын лазерлік қару туралы өздері туралы қиялдаған болатын, және мәселе неге бізде бүгін жоқ? Менің ойымша, мұның басты себебі - бізде тактикалық көліктерге орналастыру үшін жеткілікті шағын және қуатты лазерлік қару компонентін жасау технологиясының болмауы ».
Қорытынды кезеңдер
Сонымен қатар, Boeing бірнеше жыл бойы АҚШ армиясының жоғары энергиялы лазерлік мобильді демонстраторында (HEL MD) жұмыс істеді, ол қазір дамудың соңғы сатысында. Жүк көлігінің шассиіне орнатылған лазер басқарылмайтын зымырандарға, артиллериялық снарядтарға, миналар мен ұшқышсыз ұшақтарға қарсы қорғаныс жүйесі ретінде әрекет етіп, әскер шешуі мүмкін қауіптерге жоғары қуатты сәулені бағыттайды. Бұл жүйе әзірге дәлдікке қол жеткізді, ол сенсорларды дрондарды жоя алады, бұл 2013 жылы White Sands Proving Ground -да 10 кВт лазерді көрсету кезінде және 2014 жылы Eglin AFB -де қайтадан көрсетілді.
Әскери сипаттамаларға сәйкес, HEL MD толық жүйесі әскери көлікке орнатылатын жоғары қуатты тиімді лазерден және ауыр жүктемеден тұрады. Жүйе басқа да қирату құралдарымен бірге белгілі бір аймақтарды қорғауды жүзеге асыра алады, мейлі ол алға базалар, теңіз флоттары, әуе базалары және басқа да құрылымдар.
Boeing модификацияланған ауыр қозғалмалы тактикалық жүк көлігіне (HEMTT) орнатылатын соңғы прототипке біріктіру үшін бірнеше жүйені әзірлеп жатыр.
Бұл ішкі жүйелерге лазер; сәулені басқару; нәр беруші; жылу алмасуды басқару жүйесі мен шайқасты басқару жүйесі.
АҚШ армиясының ғарыштық қорғаныс қолбасшылығы HEL MD -ны кезең -кезеңмен дамытады. Кіші жүйелердің қуаты мен технологиялық дамуын арттыру мақсатында алдағы бірнеше жылда лазер, электрмен жабдықтау және жылу алмасу жүйесі жетілдірілетін болады.
Технология жақсарған сайын компоненттердің модульдік сипаты жақсартылған бағыттау және бақылау мүмкіндіктерімен біріктірілген қуатты лазерлерді енгізуге мүмкіндік береді.
Толық цикл
Boeing хабарлауынша, HEL MD сәулелік бағыттаушысы «аспанға» қамтуды қамтамасыз етеді, себебі ол 360 ° айналады және көлденеңнен нысанаға түсу үшін көліктің төбесінен жоғары көтеріледі. Нысаналардың үздіксіз жойылуы жылу алмасу мен электрмен жабдықтау жүйелерінің көмегімен жеңілдетілген.
Бүкіл жүйе дизель отынымен жұмыс істейді; яғни қарудың «оқ -дәрілерін» толықтыру үшін қажет нәрсе - тез арада жанармай құю. HEL MD жүйесінің литий-ионды аккумуляторлары 60 кВт дизель генераторымен зарядталады, сондықтан армияда жанармай болған кезде ол шексіз жұмыс істей алады.
Жүйені автокөлік жүргізушісі мен зауыт операторы ноутбук пен Xbox типті приставканы пайдаланып басқарады. Қазіргі демо -модельде 10 кВт класты лазер қолданылады. Дегенмен, жақын арада лазер 50 кВт сыныбында орнатылады, ал тағы екі жылда оның қуаты 100 кВт -қа дейін артады.
Boeing бұған дейін американдық әскерге арналған кішірек лазер қондырғысын жасап, оны Boeing Laser Avenger деп аталатын AN / TWQ-1 Avenger брондалған машинасына орнатқан. Ұшқышсыз ұшу аппараттарымен күресу және қолдан жасалған жарылғыш құрылғыларды залалсыздандыру үшін 1 кВт қатты күйдегі лазер қолданылады. Жүйе осылай жұмыс істейді: ол қуаты аз жарылыс кезінде жарылғыш зат жанғанға дейін лазер сәулесінің қуатын біртіндеп ұлғайта отырып, жол шетіндегі ПЖҚ немесе жарылмаған снарядқа бағытталған. 2009 жылғы сынақтар кезінде Laser Avenger жүйесі Ирак пен Ауғанстанда кездесетін 50 осындай құрылғыны сәтті жойды. Сонымен қатар, бұл жүйенің жұмысының кезекті демонстрациясы жүргізілді, оның барысында ол бірнеше ұсақ дрондарды жойды.
Боинг лазерлік кек алушы
Үш жылдық жоспар
Rheinmetall неміс қорғаныс компаниясының хабарлауынша, үш жылдан кейін ол нарыққа автокөлікке орнатылған өзінің жоғары қуатты жоғары энергиялы лазерін (HEL) ұсынады.
2013 жылы Швейцарияда жүргізілген бірқатар сынақтардан кейін, компания сәулелік модульдердің бағдарламалық мүмкіндіктерін және лазердің технологиясын кеңейту бойынша жұмыс жасады, содан кейін оның жердегі нысандармен күресуге арналған лазерлік жүйесі, сондай -ақ жердегі әуе қорғанысы дайын болуы мүмкін. 2018 ж.
Жылжымалы HEL платформасы ретінде жұмыс істеу үшін үш машина таңдалды. Boxer бронетранспортерімен бірге 1 кВт лазерлі модификацияланған M113 бронетранспортеры (Mobile HEL Effector Track V) мен 10 кВт екі лазерлі Tatra 8x8 жүк көлігі (Mobile HEL Effector Wheel XX) өздерінің сипаттамаларын көрсетті.
Барлық үш лазерлік платформа
GTK Boxer бронетранспортеріне орнатылған 20 кВт лазер HEL атқарушы модулімен ерекшеленеді, оның артықшылығы модульдік дизайн принципінде. Рейнметаллдың айтуынша, боксшының қуаты 20 кВт -тан асатын лазер әлі жоқ, бірақ бірнеше лазерлерді сәулені теңестіру технологиясын қолдану оның жалпы қуатын арттыруы мүмкін. Сонымен қатар, тиімді Box Box 100 HEL қондырғылары 100 кВт -тан жоғары тиімді жүйе құруға болады.
2013 жылы жүргізілген демо -сынақтар кезінде Boxer көлігінің экипажы HEL лазерлік қондырғысының мүмкіндіктерін растады, пулеметшіге қауіп төндірмей, пикапқа орнатылған ауыр пулеметті өшірді (төмендегі сурет). Сонымен қатар, Skyguard радиолокациялық станциясымен бірлесе отырып, Tatra Mobile Effector Wheel XX жүк көлігіне қондырылуы тікұшақ түріндегі ҰҚА бейтараптандырудың барлық кезеңдерін көрсетті.
Тікұшақ айлақтарын залалсыздандыру SkyGuard радарының көмегімен жүзеге асырылды, ол нысанды анықтап, анықтады. Әрі қарай, HEL Boxer қондырғысы одан деректерді алды, өрескел және дәл бақылау жүргізді, содан кейін нысанды жою үшін басып алды.
Boeing HEL MD лазерлік жүйесі АҚШ -тың ракеталық және ғарыштық қорғаныс қолбасшылығымен келісімшартқа отыр
Теңізді зерттеу
Америка Құрама Штаттары Әскери-теңіз күштерінің Ғылыми-зерттеу және дамыту басқармасы (ONR) автокөлікке орнатылған қатты күйдегі жауынгерлік лазерін сынап жатыр, бұл Жердегі әуе қорғанысынан бағытталған қозғалыстағы энергия (GBAD OTM). Шын мәнінде, бұл жүйе тактикалық көлік құралына орнатылған және экспедициялық күштерді жаудың ұшқышсыз ұшу аппараттарынан қорғауға арналған жоғары қуатты лазер.
Ұшқышсыз ұшу аппараттарының көбеюін ескере отырып, АҚШ теңіз корпусы жауынгерлік бөлімшелер ауадан бақылау мен барлауды жүргізетін қарсыластарынан қорғануға мәжбүр болады деп болжайды.
GBAD OTM жүйесі HMMWV және JLTV (Joint Light Tactical Vehicle) сияқты жеңіл тактикалық көліктерге орнатуға арналған. ONR мәліметтері бойынша, GBAD OTM бағдарламасы теңізшілерді қарсыластың барлауы мен дрондардың шабуылынан сақтай алатын дәстүрлі жүйелерге балама құруға бағытталған. GBAD OTM жүйесінің компоненттері, соның ішінде лазер, сәулеге бағытталған құрылғы, аккумуляторлар, радарлар, салқындату мен басқару жүйесі ONR, Әскери -теңіз күштерінің Dahlgren жер үсті қаруын дамыту орталығы және бірнеше өнеркәсіптік кәсіпорындармен бірлесіп жасалған.
Бағдарламаның мақсаты - бұл барлық компоненттерді біртұтас кешенге біріктіру, ол жеңіл тактикалық бронетранспортерлерге орнатылатындай шағын болады, бірақ қауіп -қатерлермен күресуге жеткілікті қуатты болады.
Кең қолдану
Вашингтондағы «Теңіз-әуе-ғарыш-2015» конференциясы кезінде ONR әскерлерін қорғау бағдарламаларының жетекшісі Ли Мастроаиани тілшілермен сөйлескенде лазерлер әуе қорғанысының барлық спектріндегі қауіптерді тиімді түрде жоя алатынын түсіндірді. зымырандар, артиллериялық снарядтар, минометтік оқ -дәрілер, ұшқышсыз ұшу аппараттары, көлік құралдары мен ПЖҚ. «Алайда, ең алдымен, GBAD жүйесі біздің жауынгерлік бөлімшелерімізге қауіп төндіретін шағын көлемді ұшқышсыз ұшқышсыз ұшқыш аппараттармен күресуге арналған».
«GBAD OTM жүйесі үш негізгі компоненттен тұрады: қауіпті анықтайтын 3 осьті радарлық бақылау станциясы; зымыран немесе артиллериялық қару қолданылған жағдайда қауіпті қалай бейтараптандыру керектігін анықтайтын және шешетін командалық -басқару бөлімі; және лазерлі нақты платформа ».
Мастроаниани GBAD бағдарламасы жағдайында жеңіл жауынгерлік көлікке орнатылған ұшқышсыз басқару аппараттарын жоюға арналған жоғары қуатты лазерді жасауға баса назар аударылатынын атап өтті.
«Мұндай шешімнің пайдасына маңызды дәлел бар, ол - мұндай қауіптердің бағасы төмен, яғни бұл жағдайда қымбат ракеталарды қолдану біздің проблемаға деген көзқарасымызға сәйкес келмейді. Сондықтан, импульсі бір тиын тұратын лазерді қолдана отырып, арзан қару -жарақ жүйесімен арзан қатерлермен қауіпсіз түрде күресуге болады. Тұтастай алғанда, бағдарламаның мәні теңіз корпусының жауынгерлік операцияларын қолдау мақсатында қозғалыста болған кезде де осындай нысандармен күресу болып табылады ».
Мастройанидің айтуынша, ONR АҚШ әскери -теңіз күштері Парсы шығанағында Понс кемесіне орнатқан LaWS (Laser Weapon System) демонстрациялық қондырғысының бірнеше компоненттерін қолданды.
«Біз болжамды болдырмау принципін, кейбір негізгі технологиялар мен бағдарламалық қамтамасыз етуді қолданамыз, бірақ басқа да көптеген проблемалар бар», - деп қосты Мастрояни. - USS Ponce кемесіне келетін болсақ, онда көп орын бар, ал менде жеңіл тактикалық көлікке жүйені орнату қажет болған кезде салмақ, өлшем және қуат тұтыну сипаттамалары бойынша көптеген мәселелер бар. Менде сәулені бағыттаушы құрылғы, қуат көзі, салқындату жүйелері, бағыттау және мақсатты белгілеу бар, және мұның бәрі үйлесімді түрде және «штепсельсіз» жұмыс істеуі керек, сондықтан бұл жеке жобада көптеген мәселелерді шешу қажет ».
ONR мәліметтері бойынша, жүйенің кейбір компоненттері әр түрлі көлемдегі дрондарды анықтау мен бақылау үшін сынақтарда қолданылған, ал бүкіл жүйе 30 кВт лазерге ауысқанда аралық шешім болып табылатын 10 кВт лазермен сыналған. 30 кВт жүйенің далалық сынақтары 2016 жылы өтеді, бұл кезде бағдарлама қарапайым анықтау мен қадағалаудан жеңіл әскери машиналардан оқ атуға көшу мақсатында кешенді сынақтар басталады.
