Lazeri 20 kW i Rheinmetall në Boxer 8x8 i paraqitur në DSEI 2015
Përparimi teknologjik tani ka arritur një moment historik kur sistemet e armëve lazer të montuara në automjete janë bërë realitet. Le të hedhim një vështrim se si po zhvillohen këto sisteme të përmirësimit të luftës
Armët e montuara në automjete janë një mjet luftarak me kosto të ulët, i përdorur nga ushtritë e rregullta dhe formacionet e parregullta "asimetrike" të përfshira në pothuajse çdo konflikt në botë.
Deri kohët e fundit, opsionet për instalimin e armëve në automjetet luftarake ishin të kufizuara në mitralozë dhe sisteme artilerie të formave të ndryshme. Sidoqoftë, situata këtu filloi të ndryshojë me ardhjen e sistemeve lazer ose sistemeve të drejtuara të energjisë me fuqi të mjaftueshme për të djegur avionë të vegjël dhe municion në ajër.
Vendosja e njësive të mëdha të ruajtjes së energjisë për sisteme të tilla ka qenë gjithmonë një problem serioz, por zhvillimet e fundit kanë kontribuar në zvogëlimin e lazerëve në një madhësi që i lejon ata të instalohen edhe në një xhip të madh.
Revolucioni teknologjik
Vitet 1990 panë një revolucion teknologjik në komunikimet me fibra optike, duke përshpejtuar zhvillimin e lazerëve me gjendje të fortë, me fuqi të lartë, të cilët një dekadë më vonë gjetën aplikime në përpunimin industrial si markimi, prerja, saldimi dhe shkrirja.
Këta lazer ishin jashtëzakonisht efektivë në distancë të afërt, por ishte çështje kohe që industria të gjente një mënyrë për të shkallëzuar këtë teknologji dhe për të krijuar armë futuristike që mund të prisnin dhe shkrinin objektivat në një distancë prej disa qindra apo edhe mijëra metrash.
Gjiganti amerikan i mbrojtjes Lockheed Martin bëri pikërisht atë. Duke u bazuar në teknologjinë e re për prodhimin e gjysmëpërçuesve, qelizat diellore dhe saldimin e automobilave, kompania ka zhvilluar një makinë lazer ushtarake që është qindra herë më e fuqishme se paraardhësit e saj komercial.
Robert Afzal, studiues i lartë në këtë kompani, thotë: “Një revolucion i vërtetë po ndodh në këtë zonë sot, i përgatitur nga puna shumëvjeçare gjigande e studiuesve. Dhe ne besojmë se teknologjia lazer është përfundimisht gati në kuptimin që ne tani jemi në gjendje të krijojmë një lazer mjaft të fuqishëm dhe mjaft të vogël për t'u përshtatur në automjetet taktike."
“Lazerët e mëparshëm ishin thjesht shumë të mëdhenj - ishin stacione të tëra. Por me ardhjen e teknologjisë lazer me fibra me efikasitet të lartë me një rreze me cilësi të lartë, ne më në fund kemi pjesën e fundit të enigmës për t'iu përshtatur këtyre makinave.
Industria civile përdori laserë të rendit prej disa kilovatësh, por Afzal vuri në dukje se lazerët ushtarakë duhet të kenë një fuqi prej 10-100 kW.
"Ne kemi zhvilluar teknologji që na lejon të shkallëzojmë fuqinë e lazerëve me fibra, jo vetëm duke ndërtuar një lazer me fibra më të madhe, por duke kombinuar disa module të klasës kilovat për të arritur fuqinë e kërkuar nga ushtria."
Ai tha se lazeri bazohet në kombinimin e rrezeve, një proces që kombinon module të shumta lazeri për të formuar një rreze me fuqi të lartë dhe me cilësi të lartë që jep më shumë efikasitet dhe vdekshmëri sesa disa lazer individualë 10kW.
Rreze e bardhë e kolimizuar
Duke përshkruar procesin e kalimit të një rreze drite përmes një prizmi, duke u thyer në shumë rrjedha me ngjyra, ai shpjegoi: "Nëse keni disa rreze lazer, secila me një ngjyrë paksa të ndryshme, duke hyrë në këtë prizëm pikërisht në këndin e duhur, të gjitha do të dalin të këtij prizmi të mbivendosur dhe do të formojë një të ashtuquajtur rreze të bardhë të kolimizuar ".
"Kjo është në thelb ajo që ne po bëjmë, por në vend të një prizmi, ne përdorim një element tjetër optik të quajtur një grilë difraksioni, e cila kryen të njëjtin funksion. Kjo do të thotë, ne ndërtojmë module lazer me fuqi të lartë, secila në një gjatësi vale pak më të ndryshme, pastaj i kombinojmë ato, duke reflektuar nga grila e difraksionit dhe në dalje marrim një rreze lazer me fuqi të lartë."
Afzal tha se në fakt, një zgjidhje e tillë është një teknologji e shumëzimit të ndarjes së gjatësisë së valës nga sektori i telekomunikacionit, e kombinuar me lazer me fibra me fuqi të lartë nga prodhimi industrial.
"Laseri me fibra është lazeri më efikas dhe i fuqishëm i zhvilluar ndonjëherë," tha ai. -Domethënë, ne po flasim për një efikasitet të plotë elektrik mbi 30%, i cili as nuk ishte ëndërruar 10-15 vjet më parë, kur kishim një efikasitet prej 15-18%. Kjo ka të bëjë shumë me fuqinë dhe ftohjen, kështu që këto sisteme tani mund të bëhen më të vogla. Laseri tani nuk është shkallëzuar jo duke ndërtuar një lazer të madh, por duke shtuar module të reja ".
Ushtria amerikane kohët e fundit rekrutoi Lockheed Martin për të krijuar një sistem të armëve lazer me fuqi të lartë bazuar në instalimin e saj ATHENA (Advanced Test High Energy Asset), i cili mund të montohet në një nga automjetet e lehta taktike të kompanisë.
Gjatë testeve të vitit të kaluar, një prototip lazer me fibra 30 kW rrëzoi me sukses motorin e një kamioni të vogël kamionçinë, duke djegur grilën në sekonda nga një milje larg. Për të simuluar kushtet reale të funksionimit gjatë testit, kamioni u instalua në platformë me motorin në punë dhe ingranazhin e përfshirë.
Gjeneratë e re
Në Tetor 2015, Lockheed njoftoi se kishte filluar prodhimin e një brezi të ri të lazerëve modularë me fuqi të lartë, i pari prej të cilëve me një kapacitet prej 60 kW do të instalohet në një automjet taktik të ushtrisë amerikane.
Afzal tha se ushtria dëshiron të vendosë një lazer të montuar në automjete për misione anti-ajrore, duke luftuar raketat, predhat e artilerisë dhe municionet e mortajave dhe UAV. "Ne po shikojmë nivelin taktik të mbrojtjes sesa mbrojtjen raketore në një kuptim strategjik."
Sipas Lockheed, zgjidhja modulare lejon që fuqia të rregullohet sipas nevojave të një detyre dhe kërcënimi specifik. Ushtria ka aftësinë për të shtuar më shumë module dhe për të rritur fuqinë nga 60 kW në 120 kW.
Afzal vazhdoi: “Arkitektura shkallëzohet sipas kërkesave tuaja: doni 30 kW, 50 kW apo 100 kW? Likeshtë si modulet e serverit në një raft serveri. Ne besojmë se kjo është një arkitekturë fleksibël - më e përshtatshme për prodhimin në shkallë të plotë. Kjo ju lejon të keni një modul që mund ta krijoni përsëri dhe përsëri, i cili ju lejon të personalizoni sistemin sipas dëshirës tuaj."
"Sistemi përshtatet me çdo automjet që dëshironi të përdorni sot, dhe kjo është arsyeja pse kjo teknologji është kaq mbresëlënëse sepse do të lejojë fleksibilitetin e arkitekturës të përshtatet me automjete të ndryshme pa ndryshuar shumë atë që vendosni të keni. Kjo bën të mundur marrjen e një sistemi për të siguruar mbështetje si për një brigadë luftarake ashtu edhe për një bazë të përparuar operacionale, për shembull."
Sistemi përdor lazer me fibra komerciale të mbledhura në module shumë të riprodhueshme, duke e bërë atë shumë të përballueshëm. Përdorimi i moduleve të shumta me lazer me fibra gjithashtu zvogëlon mundësinë e keqfunksionimeve të vogla, si dhe koston dhe fushën e mirëmbajtjes dhe riparimit.
Kur u pyet kur një lazer luftarak i instaluar në një automjet taktik mund të shfaqet në fushën e betejës, Afzal sugjeroi një kornizë kohore të përafërt: "Ne planifikojmë të dorëzojmë lazerin tonë në fund të vitit 2016. Pas së cilës ushtria do të bëjë punën e saj për ca kohë, dhe pastaj do të shohim ".
Tërheqja e lazerit
Ekzistojnë disa karakteristika të armëve të drejtuara taktike të energjisë që i bëjnë ato shumë tërheqëse për forcat moderne ushtarake, duke përfshirë koston e ulët të "municionit" dhe shpejtësinë, saktësinë dhe lehtësinë e përdorimit të tyre.
"Para së gjithash, këto janë armë shumë të sakta me dëm potencialisht shumë të ulët, të cilat janë të rëndësishme," shtoi Afzal. "Shpejtësia e dritës ju lejon të rrezatoni menjëherë një objektiv, dhe për këtë arsye ju mund të godisni objektiva shumë të manovrueshëm, domethënë, ju mund ta mbani rrezen në një objektiv që municionet kinetike ndonjëherë nuk mund ta trajtojnë."
Ndoshta përparësia më e rëndësishme është kostoja e ulët e një "goditjeje" efektive.
"Në këtë pikë, ju nuk doni të shpenzoni armë kinetike mbrojtëse të shtrenjta dhe të fuqishme për kërcënime të shumta të lira," vazhdoi Afzal. - Ne i konsiderojmë armët lazer si një shtesë në sistemet kinetike. Supozojmë se ju do të përdorni sistemin lazer kundër një numri të madh kërcënimesh me intensitet të ulët me intensitet të ulët, duke e lënë revistën tuaj kinetike për kërcënimet komplekse sulmuese, të blinduara dhe me rreze të gjatë."
Afzal sugjeron që arma lazer mund të vendoset në hapësirën luftarake në rrjetin e sensorëve të kontrollit operacional, i cili do të sigurojë përcaktimin fillestar të objektivit për të.
Para së gjithash, një sistem i caktuar duhet të informojë për shfaqjen e një kërcënimi, dhe më pas operatori i komandës dhe kontrollit vendos se cilën kundërmasë të përdorë, përcakton objektivin, hedh një lazer mbi të dhe bllokon objektivin sipas të dhënave të radarit, pas së cilës operatori, duke parë objektivin në monitor, vendos të sjellë nëse lazeri është në veprim”.
"Shumë probleme janë grumbulluar në këtë fushë, pasi ushtria në të gjithë botën tashmë ka fantazuar për armët lazer për veten e tyre dekada më parë, dhe pyetja është pse ne nuk i kemi ato sot. Mendoj se arsyeja kryesore është se ne nuk kishim teknologjinë për të krijuar një përbërës të armëve lazer që ishte mjaft i vogël dhe mjaft i fuqishëm për t'u vendosur në automjetet taktike."
Fazat përfundimtare
Ndërkohë, Boeing gjithashtu ka kaluar disa vjet duke punuar në një demonstrues të lëvizshëm me lazer me energji të lartë (HEL MD) për Ushtrinë Amerikane, e cila aktualisht është në fazat përfundimtare të zhvillimit. I montuar në një shasi kamioni, një lazer drejton një rreze të fuqisë së lartë në kërcënimet me të cilat ushtria ka të ngjarë të merret, duke vepruar si një sistem përgjimi për raketat e pa drejtuara, predha artilerie, mina dhe UAV. Ky sistem deri më tani ka arritur një saktësi të tillë që mund të shkatërrojë sensorë në dronë, siç u tregua gjatë demonstrimit të një lazeri 10 kW në Territorin e Rërës së Bardhë në 2013 dhe përsëri në Eglin AFB në 2014.
Sipas specifikimeve ushtarake, sistemi i plotë HEL MD do të përbëhet nga një nënsistem lazer me fuqi të lartë efikase dhe të rëndë për t'u instaluar në një automjet ushtarak. Sistemi do të jetë në gjendje të kryejë, së bashku me mjetet e tjera të shkatërrimit, mbrojtjen e zonave të caktuara, qofshin bazat e përparme, objektet detare, bazat ajrore dhe strukturat e tjera.
Boeing po zhvillon disa sisteme për t'u integruar në një prototip përfundimtar që do të instalohet në një kamion taktik të modifikuar Heavy Expanded Mobility (HEMTT).
Këto nënsisteme përfshijnë një lazer; kontrolli i rrezes; furnizimi me energji elektrike; sistemi i kontrollit të shkëmbimit të nxehtësisë dhe sistemi i kontrollit të betejës.
Komanda e Mbrojtjes Hapësinore të Ushtrisë Amerikane po zhvillon HEL MD në faza. Sistemi lazer, furnizimi me energji dhe shkëmbimi i nxehtësisë do të përmirësohet gjatë viteve të ardhshme me qëllim të rritjes së fuqisë dhe zhvillimit teknologjik të nënsistemeve.
Ndërsa teknologjia përmirësohet, natyra modulare e komponentëve do të lejojë futjen e lazerëve më të fuqishëm, të integruar me aftësi të përmirësuara të shënjestrimit dhe përcjelljes.
Cikli i plotë
Sipas Boeing, udhëzuesi i rrezes HEL MD siguron mbulim "të gjithë qiellit" ndërsa rrotullohet 360 ° dhe ngrihet mbi çatinë e automjetit për të kapur objektiva mbi horizont. Shkatërrimi i vazhdueshëm i objektivave thjeshtohet nga shkëmbimi i nxehtësisë dhe sistemet e furnizimit me energji.
I gjithë sistemi funksionon me naftë; domethënë, gjithçka që nevojitet për të rimbushur "municionin" e armës është një karburant i shpejtë. Bateritë litium-jon të sistemit HEL MD rimbushen nga një gjenerator nafte 60 kW, prandaj, për sa kohë që ushtria ka karburant, ajo mund të funksionojë pafundësisht.
Sistemi kontrollohet nga drejtuesi i makinës dhe operatori i fabrikës duke përdorur një laptop dhe një kuti të tipit Xbox. Modeli demo aktual përdor një lazer të klasës 10 kW. Sidoqoftë, në të ardhmen e afërt lazeri do të instalohet në klasën 50 kW, dhe në dy vjet të tjera fuqia e tij do të rritet në 100 kW.
Boeing më parë zhvilloi një instalim më të vogël lazer për ushtrinë amerikane dhe e instaloi atë në makinën e blinduar AN / TWQ-1 Avenger, të quajtur Boeing Laser Avenger. Një lazer me gjendje të fortë 1 kW përdoret për të luftuar UAV-të dhe neutralizuar pajisjet shpërthyese të improvizuara (IED). Sistemi funksionon kështu: ai synon një IED ose municion të pashpërthyer në anë të rrugës me një rritje graduale të fuqisë së rrezes lazer derisa eksplozivi të digjet në procesin e shpërthimit me fuqi të ulët. Gjatë testeve në 2009, sistemi Laser Avenger shkatërroi me sukses 50 pajisje të tilla, të ngjashme me ato të hasura në Irak dhe Afganistan. Për më tepër, u krye një demonstrim tjetër i funksionimit të këtij sistemi, gjatë të cilit shkatërroi disa dronë të vegjël.
Boeing Laser Avenger
Plan trevjeçar
Sipas kompanisë gjermane të mbrojtjes Rheinmetall, në tre vjet, ajo do të ofrojë lazerin e vet me fuqi të lartë High Energy (HEL), i cili është i instaluar në automjet, në treg.
Pas një sërë testesh të kryera në Zvicër në 2013, kompania punoi në zgjerimin e aftësive softuerike të moduleve të formimit të rrezeve dhe teknologjisë së vetë lazerit, pas së cilës parashikoi që sistemi i saj lazer për të luftuar objektivat tokësorë, si dhe për tokën mbrojtja ajrore mund të jetë tashmë gati. në 2018.
Tre makina u përzgjodhën për të funksionuar si platforma të lëvizshme HEL. Së bashku me automjetin e blinduar Boxer, transportuesi i blinduar M113 i modifikuar me një lazer 1-kW (Mobile HEL Effector Track V) dhe kamioni Tatra 8x8 me dy lazer 10-kW (Mobile HEL Effector Wheel XX) demonstruan karakteristikat e tyre.
Të tre platformat lazer
Lazeri 20 kW i instaluar në automjetin e blinduar GTK Boxer dallohet nga moduli ekzekutiv HEL, përparësia e të cilit qëndron në parimin e projektimit modular. Rheinmetall thotë se Boxer nuk ka pasur ende një lazer me fuqi më shumë se 20 kW, megjithëse kombinimi i lazerëve të shumtë duke përdorur teknologjinë e shtrirjes së rrezeve mund të rrisë fuqinë e tij totale. Përveç kësaj, disa njësi Boxer HEL mund të kombinohen për të krijuar një sistem me një fuqi efektive prej mbi 100 kW.
Gjatë testeve demo të kryera në vitin 2013, ekuipazhi i automjetit Boxer konfirmoi aftësitë e instalimit me lazer HEL, duke çaktivizuar mitralozin e rëndë të instaluar në kamionçinë pa rrezikuar vetë mitralierin (foto më poshtë). Për më tepër, duke punuar së bashku me stacionin e radarit Skyguard, instalimi në një kamion Tatra Mobile Effector Wheel XX ka demonstruar të gjitha fazat e neutralizimit të një UAV të tipit helikopter.
Neutralizimi i helikopterëve u krye duke përdorur radarin SkyGuard, i cili zbuloi dhe identifikoi objektivin. Më tej, instalimi HEL Boxer mori të dhëna prej tij, kreu gjurmim të përafërt dhe të saktë, dhe më pas kapi objektivin për shkatërrim.
Sistemi lazer i Boeing HEL MD është nën kontratë me Komandën e Mbrojtjes Raketore dhe Hapësinore të Shteteve të Bashkuara
Kërkimet detare
Administrata e Kërkimit dhe Zhvillimit e Marinës së Shteteve të Bashkuara (ONR) po teston lazerin e saj luftarak të ngurtë të montuar në automjete, të caktuar me energji të drejtuar nga Mbrojtja Ajrore me bazë tokësore në lëvizje (GBAD OTM). Në fakt, sistemi është një lazer me fuqi të lartë i montuar në një automjet taktik dhe i projektuar për të mbrojtur forcat ekspeditore nga UAV-të armike.
Duke pasur parasysh përhapjen në rritje të sistemeve ajrore pa pilot, Trupat Detare të SHBA sugjerojnë që njësitë luftarake do të detyrohen gjithnjë e më shumë të mbrohen nga kundërshtarët që kryejnë mbikëqyrje dhe zbulim nga ajri.
Sistemi GBAD OTM është krijuar për instalim në automjete të lehta taktike siç janë HMMWV dhe JLTV (Automjeti Taktik i Dritës së Përbashkët). Sipas ONR, programi GBAD OTM ka për qëllim krijimin e një alternative për sistemet tradicionale që mund të mbajnë marinsat nga zbulimi i armikut dhe dronët e sulmit. Komponentët e sistemit GBAD OTM, përfshirë lazerin, pajisjen e synimit të rrezeve, bateritë, radarin, sistemin e ftohjes dhe kontrollit, janë zhvilluar së bashku nga ONR, Qendra e Zhvillimit të Armëve Sipërfaqësore Dahlgren të Marinës dhe disa ndërmarrje industriale.
Qëllimi i programit është të kombinojë të gjithë këta përbërës në një kompleks të vetëm, i cili do të jetë mjaft i vogël për t'u instaluar në automjete të blinduara të lehta taktike, por mjaft i fuqishëm për t'u përballur me kërcënimet e synuara.
Aplikim i gjerë
Gjatë konferencës Sea-Air-Space 2015 në Uashington, drejtuesi i programeve për mbrojtjen e trupave në ONR, Lee Mastroiani, në një bisedë me gazetarët, shpjegoi se lazerët mund të shkatërrojnë në mënyrë efektive kërcënimet në të gjithë spektrin e mbrojtjes ajrore, përfshirë raketa, predha artilerie, municion mortajash, UAV, mjete transporti dhe IED. "Sidoqoftë, para së gjithash, sistemi GBAD është krijuar për të luftuar UAV të vogla që përbëjnë një kërcënim për njësitë tona luftarake."
“Sistemi GBAD OTM përbëhet nga tre komponentë kryesorë: një stacion për përcjelljen e radarit me 3 boshte që identifikon një kërcënim; një njësi komandimi dhe kontrolli që identifikon dhe vendos se si të neutralizohet kërcënimi në rast të përdorimit të raketave ose armëve të artilerisë; dhe platformën aktuale me një lazer.
Mastroiani vuri në dukje se në rastin e programit GBAD, theksi është në zhvillimin e një lazeri me fuqi të lartë për shkatërrimin e UAV-ve të instaluar në një automjet të lehtë luftarak.
"Ekziston një argument domethënës në favor të një vendimi të tillë, që është se kërcënime të tilla janë me kosto të ulët, domethënë, përdorimi i raketave të shtrenjta në këtë rast nuk përshtatet në vizionin tonë të problemit. Prandaj, duke përdorur një lazer që kushton një qindarkë për impuls, ju mund të luftoni me siguri kërcënimet e lira me një sistem të lirë armësh. Në përgjithësi, thelbi i programit është të luftojë kundër objektivave të tillë edhe në lëvizje, në mënyrë që të mbështesë operacionet luftarake të Trupave Detare."
Sipas Mastroiani, ONR përdori disa përbërës nga instalimi demonstrues LaWS (Laser Weapon System) që Marina Amerikane instaloi në bordin e anijes Ponce në Gjirin Persik.
"Ne përdorim parimin e shmangies së parashikueshme, disa nga teknologjitë dhe softuerët kryesorë, por ka edhe shumë probleme të tjera," shtoi Mastroiani. - Sa i përket anijes USS Ponce, ka shumë hapësirë dhe gjithçka tjetër, ndërsa unë kam shumë probleme në lidhje me peshën, madhësinë dhe karakteristikat e konsumit të energjisë kur sistemi duhet të instalohet në një automjet të lehtë taktik. Unë kam një pajisje udhëzuese me rreze, furnizim me energji, sisteme ftohëse, udhëzim dhe përcaktim të synuar, dhe e gjithë kjo duhet të funksionojë në bashkëpunim dhe pa "priza", kështu që shumë probleme të ndryshme duhet të zgjidhen në këtë projekt të veçantë."
Sipas ONR, disa nga përbërësit e sistemit u përdorën në testet për zbulimin dhe gjurmimin e dronëve të madhësive të ndryshme, dhe i gjithë sistemi u testua me një lazer 10kW, i cili është një zgjidhje e ndërmjetme kur lëvizni në një lazer 30kW. Plannedshtë planifikuar që testet në terren të sistemit 30 kW do të zhvillohen në vitin 2016, kur programi do të fillojë teste gjithëpërfshirëse me qëllim kalimin nga zbulimi dhe gjurmimi i thjeshtë në gjuajtjen nga automjetet e lehta ushtarake.
