Vietējo karu kaujas laukos mūsdienu pasaulē, sākot no karavīriem un beidzot ar stipri bruņotām galvenajām kaujas tvertnēm, sākot no bunkuriem līdz klasteru mērķiem, visvairāk baidītie ieroči ir visa veida droni un kruīza raķetes. Jo īpaši tā sauktā "pirmās personas perspektīva", tas ir, FPV mikro drones ar ātrāku lidojuma ātrumu, ārkārtīgi elastīgu vadības iespējām un salīdzinoši zemām izmaksām, var izmantot "spietu" taktiku, lai veiktu piesātinājuma uzbrukumus dažādiem mērķi savukārt, līdz mērķis ir pilnībā iznīcināts. Šajā gadījumā dažādu valstu militārie un militārie tehniķi aktīvi izstrādā jaunas anti-dronu sistēmas, lai risinātu gandrīz visuresošos dronu draudus. Starp tiem daudzsološākā un rentablākā anti-drona sistēma ir lielas enerģijas lāzera ierocis.
Tehnoloģija, kas sākās aukstajā karā
Kopš 1960. gada, kad amerikāņu zinātnieks Maimans veiksmīgi izstrādāja pasaulē pirmo rubīna lāzeru un ieguva pirmo lāzera staru cilvēces vēsturē, pasaules militārās spējas ir nākušas klajā ar ideju piemērot šo mākslīgo staru ar spēcīgu virzienu, labu monohromatiskumu un Saskaņotība un ārkārtīgi augsts spilgtums un enerģijas blīvums militāriem spēkiem. Tā kā pirmā valsts pasaulē, kas izgudroja lāzerus, Amerikas Savienotās Valstis, protams, uzņēmās vadību lāzera ieroču attīstībā, un tā aukstā kara sāncensis Padomju Savienība sekoja cieši.
Tomēr saspringtajā konfrontācijas laikā starp austrumiem un rietumiem gan Amerikas Savienotās Valstis, gan Padomju Savienība koncentrējās uz liela mēroga stratēģiskā līmeņa lieljaudas lāzera ieročiem prettelpu un prettellītu. Jo īpaši Amerikas Savienoto Valstu Reigana administrācija ierosināja ārkārtīgi liela mēroga "Zvaigžņu karu" plānu, kura galvenais saturs bija izvietot augstas enerģijas lāzera ieročus kosmosā, uz sauszemes un uz karakuģiem, lai pārtvertu dažāda veida vidēju un Padomju Savienības lielās un starpkontinentālās ballistiskās raķetes.
Vēlāk ar aukstā kara beigām, it īpaši ar pieaugošo raķešu tehnoloģiju briedumu, Amerikas Savienotās Valstis galvenokārt atteicās no stratēģiskā līmeņa augstas enerģijas lāzera ieroču attīstības ar augstām tehniskām grūtībām un ārkārtīgi augstām izmaksām, un Pērkot taktiskā līmeņa augstas enerģijas lāzera ieroču izstrādei ar daudz mazāku kopējo izmēru un svaru, zemām tehniskām grūtībām un salīdzinoši lētām izmaksām. Starp tiem visaktīvākā ir ASV Jūras kara flote. Kopā ar ASV Aizsardzības departamenta un galveno vietējo militāro uzņēmumu zinātnisko pētījumu institūcijām, tā ir uzsākusi vairākus taktiskus augstas enerģijas lāzera ieroču izpētes un attīstības projektus ar dažādiem tehniskiem ceļiem, piemēram, Jūras spēku lāzera ieroču sistēmu (likumi), jūras lāzera demonstrētājs (MLD) un taktiskā lāzera sistēma (TLS).
21. gadsimta sākumā šie taktiskie augstas enerģijas lāzera ieroču pētniecības un attīstības projekti ir ienākuši faktiskajā mašīnas pārbaudes posmā viens pēc otra. Piemēram, likumu lāzera ierocis, ko izstrādājis Amerikas Savienoto Valstu uzņēmums Raytheon Company, tiek apvienoti ar "Phalanx" tuvās aizsardzības sistēmu un uzstādīti vienā pusē no 6- mucas 20 mm gatling pistoles. Maksimālā izejas jauda ir 33 kilovati. Tas ir veiksmīgi nošāvis dronus daudzkārt vairākos jūras testos no 2008. līdz 2010. gadam. Īpaši testā 2010. gada maijā likumi ļoti īsā laikā ātri nošāva 7 mazus dronus 3 kilometru attālumā, pilnībā demonstrējot milzīgo Lāzera ieroču potenciāls anti-dronā.
Var efektīvi tikt galā ar droniem
No darba principa viedokļa droniem lāzera ieroču bojājumu formas galvenokārt tiek sadalītas termiskās ablācijas efektā, šoka viļņu bojājuma efektā un radiācijas bojājuma efektā. Starp tiem vissvarīgākais lāzera ieroču iznīcinošais līdzeklis ir termiskās ablācijas efekts. Kad lāzera stars iedarbojas uz dronu, elektroni tā ādas materiālā iegūst lāzera enerģiju, kas pēc tam rada vardarbīgas sadursmes un pārvēršas siltuma enerģijā. Tā kā lāzera apstarošanas laukuma temperatūra strauji paaugstinās, kad temperatūra ir augstāka par kušanas temperatūru, drona ādas materiāls tiks izkausēts vai pat iztvaicēts.
Vispārīgi runājot, lai pēc iespējas samazinātu fizelāžas svaru, mikro un mazu un vidēja izmēra droni galvenokārt izmanto nemetāliskus kompozītmateriālus, lai izgatavotu ādas. Salīdzinoši lēti materiāli ietver stikla šķiedru, epoksīda sveķus, PE/PP (polietilēns/polipropilēns) utt., Un dažiem augstas klases izmantos oglekļa šķiedru, aramīdu šķiedru utt. Šiem kompozītmateriāliem ir labs izturība, viegls svars un korozija pretestība. Dronu ādas ražošana var labāk ņemt vērā lidojuma veiktspējas vajadzības, svara samazināšanu un pietiekamu izturību. Visaugstākajā augstākajā un vidējā izmēra dronos kā ādas parasti izmanto augstas veiktspējas alumīnija sakausējuma materiālus, kas būtībā ir tādi paši kā ādas materiāli, kurus parasti izmanto apkalpotos gaisa kuģos.
Šo ādas materiālu kausēšanas punkti ir atšķirīgi. Oglekļa šķiedras materiālu kušanas temperatūra ir aptuveni 300 grādu, savukārt alumīnija sakausējumu materiālu kušanas temperatūra parasti var sasniegt aptuveni 600 grādu. Tomēr lāzera stariem ar temperatūru, kas sasniedz tūkstošiem vai pat desmitiem tūkstošu grādu pēc Celsija, pietiek ar tikai milisekundēm ekspozīcijas laika, lai izkausētu un iztvaicētu dažādu dronu ādu. Tā kā āda kūst un iztvaiko, lāzera stars turpinās apstarot drona iekšējo struktūru un aprīkojumu, radot papildu bojājumus un iznīcināšanu atbilstoši dažādām situācijām. Piemēram, kad lāzera stars apstaro dronu vadības sistēmu, tā sadedzinās iekšējās shēmas plates un mikroshēmas, liekot tai pilnībā zaudēt automātisko vadības spēju un avāriju; Kad tas apstaro dažu pašnāvību dronu kaujas galviņu, tas var detonēt iekšējo lādiņu un pilnībā uzspridzināt dronu; Pat ja tas apstaro drona akumulatoru vai degvielas tvertni, tas var izraisīt tā aizdegšanos.
Turklāt trieciena viļņu bojājuma efekts un starojuma bojājuma efekts, ko rada augstas enerģijas lāzera stari, var izraisīt arī lielu bojājumu droniem. Piemēram, trieciena viļņu bojājuma efekts galvenokārt attiecas uz ātrgaitas plazmas strūklu, kas veidojas pēc tam, kad drona ādas vai ķermeņa struktūras materiāls ir izkausēts un iztvaicēts. Lielais radītais trieciena spēks vēl vairāk sabojā drona iekšējo struktūru, izraisot fizelāžas un spārnu salaušanos un pat sadaloties gaisā. Radiācijas bojājuma efekts nozīmē, ka tad, kad plazma tiek izmesta un ietekmēta, tas arī atbrīvos rentgena starus, tādējādi veidojot bojājuma efektu, kas līdzīgs elektromagnētiskajiem impulsiem, kas padarīs drona vadības sistēmas mikroshēmu.
Patiesībā pat daži lāzera ieroči ar zemāku jaudu, kuru lāzera stari nav pietiekami, lai sabojātu drona ādu, var sasniegt arī mērķi padarīt dronu zaudēt kaujas efektivitāti, apstarojot drona visneaizsargātāko daļu, fotoelektrisko sensoru. Pārbaudes rāda, ka tad, kad lāzera stars apstaro drona fotoelektriskā sensora optisko logu, stars ir tieši fokusēts uz attēla sensora mikroshēmu, piemēram, CCD (lādiņa savienota ierīce, ti, attēla sensors) vai CMOS (sensors) caur objektīvu. Kad staru apkarošanas izraisītā virsmas temperatūra sasniedz apmēram 200 grādu, tā var izraisīt neatgriezenisku attēla sensora mikroshēmas bojājumus un padarīt to pilnīgi neefektīvu.
Pēc tam, kad ASV Jūras spēki pierādīja, ka lielas enerģijas lāzera ieroči var efektīvi tikt galā ar droniem, citi ASV militārie dienesti un vēl vairāk valstis ir sākuši izstrādāt šādus jaunus ieročus. Piemēram, ASV armija saskaras arī ar draudiem no droniem un kruīza raķetēm, tāpēc tā izstrādāja virzītu enerģijas mobilo, īsā diapazona gaisa aizsardzības sistēmu (M-Shorad), pamatojoties uz Stryker riteņiem 8 × 8 bruņu transportlīdzekļu šasijas ar maksimālu izejas jaudu no 50 kilovatiem. Turklāt Apvienotā Karaliste ir izstrādājusi taktisko lāzera ieroča kodu, kas nosaukts par “Dragon Fire” ar maksimālo izejas jaudu 50 kilovatus, ko var aprīkot uz kuģiem vai uzstādīt uz dažādiem riteņiem vai izsekotiem transportlīdzekļiem.
Lai rīkotos ar raķetēm, javas čaumalām un droniem, kurus Libānā uzsāka Hamas un Hezbollah, Izraēla ir izstrādājusi taktisku lāzera ieroci ar nosaukumu “Dzelzs stars”, kas sadarbojas ar “dzelzs kupola” gaisa aizsardzības sistēmu, kas pārtveršanai izmanto raķetes. Tā kā Izraēlai ir augstākas darbības prasības "dzelzs staru" un tai jāspēj pārtvert munīcijas mērķus, tā maksimālā izejas jauda ir palielināta līdz 100 kilovatiem. 2023. gada maijā "dzelzs staru" taktiskais lāzera ierocis pārtvēra vairākas raķetes, kuras pirmo reizi uzsāka Hamas.
Tomēr, pārtverot dronus, pirmo faktisko kaujas ierakstu sasniedza Saūda Arābijas armijas aprīkotais "klusais mednieks" taktiskais lāzera ierocis. 2022. gadā Saūda Arābija rīkoja pirmo starptautisko aizsardzības izstādi un pirmo reizi paziņoja, ka tās jaunākais "kluso mednieku" taktiskais lāzera ierocis ir nošāvis 13 pašnāvību dronus, kurus Houthi uzsāka bruņoti spēki faktiskajā kaujā, un parādīja dronu vrakus Tas aizdegās un sadedzināja. Šāda veida taktiskā lāzera ieroča maksimālā izejas jauda ir 30 kilovati, un maksimālais nogalināšanas diapazons ir 4, 000 metri. Nepietiekama apstarošana 1, 000 metru attālumā ir pietiekama, lai sadedzinātu caur 5 mm biezu tērauda plāksni. Ņemot vērā, ka pašnāvību droni, ko ražo un izmanto Houthi bruņoto spēku, dizaina dēļ ir vairāk neapstrādāti, to ādas var izmantot tikai zemākā gala PE/PP vai stiklplasta materiālus, un "klusais mednieks" taktiskais lāzera ierocis gandrīz var apgalvot viegli tikt galā ar šādiem droniem.
Turpmākais attīstības virziens
No nākotnes attīstības viedokļa ir divi virzieni taktiskajiem lāzera ieročiem, ko izmanto dronu pārtveršanai:
Viens no tiem ir apvienot ar citiem ieročiem, piemēram, maza kalibra automātiskajiem lielgabaliem, ložmetējiem, gaisa aizsardzības raķetēm utt., Lai izveidotu visaptverošu anti-drona nogalināšanas sistēmu.
Because laser beams have a fatal defect of being heavily dependent on weather conditions, in adverse environments such as rain, snow, fog and dust, the energy emitted by them will be absorbed and scattered by particles, water vapor and aerosols in the air, greatly reducing the power and range. In this case, the task of intercepting drones will be handed over to other weapons such as small-caliber automatic cannons, machine guns, and air defense missiles. At present, foreign countries have developed a number of so-called "light-cannon combined" weapon systems. The range of laser weapons is generally 1.5 kilometers to 7 kilometers, while the range of small-caliber automatic cannons is 3 kilometers to 4.5 kilometers. The two have overlapping killing zones and can complement each other at a distance, achieving the effect of 1+1>2.
Otrkārt, anti-UAV taktiskie lāzera ieroči ir vēl miniaturizēti vai pat miniaturizēti. Pašlaik abus taktiskos lāzera ieročus, ASV M-Shorad un britu "Dragon Fire", var uzstādīt uz riteņu bruņumašīnu šasijas, kas patiešām ir milzīgs uzlabojums. Ja taktiskie lāzera ieroči var vēl vairāk samazināt svaru un tilpumu, tos var popularizēt vairākiem maziem un vidējiem transportlīdzekļiem, apvienojumā ar attālo ieroču stacijām un aizsargāt vairāk kājnieku. Dodoties soli tālāk, ja atsevišķus karavīrus varētu aprīkot ar anti-drona lāzera pistolēm, kas bija automātisko šautenes lielums un svars, kājnieku drošību varētu pārcelt uz nākamo līmeni.
