Στα πεδία μάχης των τοπικών πολέμων στον σημερινό κόσμο, από τους στρατιώτες έως τις βαριά θωρακισμένες δεξαμενές μάχης, από τις δεξαμενές έως τους στόχους συμπλέγματος, τα πιο φοβισμένα όπλα είναι όλα τα είδη των αεροσκαφών και των πυραύλων κρουαζιέρας. Συγκεκριμένα, η λεγόμενη "προοπτική πρώτου προσώπου", δηλαδή οι μικρο-τύποι FPV, με την ταχύτερη ταχύτητα πτήσης τους, τις εξαιρετικά ευέλικτες δυνατότητες ελέγχου και το σχετικά χαμηλό κόστος, μπορούν να χρησιμοποιήσουν τακτικές "σμήνους" για να πραγματοποιήσουν επιθέσεις κορεσμού σε διάφορες Οι στόχοι με τη σειρά τους έως ότου ο στόχος καταστραφεί πλήρως. Σε αυτή την περίπτωση, οι στρατιωτικοί και στρατιωτικοί τεχνικοί διαφόρων χωρών αναπτύσσουν ενεργά νέα συστήματα αντι-drone για να αντιμετωπίσουν τις σχεδόν πανταχού παρούσες απειλές. Μεταξύ αυτών, το πιο ελπιδοφόρο και οικονομικά αποδοτικό σύστημα αντι-drone είναι το όπλο λέιζερ υψηλής ενέργειας.
Τεχνολογία που ξεκίνησε στον Ψυχρό Πόλεμο
Από το 1960, όταν ο Αμερικανός επιστήμονας Maiman ανέπτυξε με επιτυχία το πρώτο ρουφίνι λέιζερ στον κόσμο και έλαβε την πρώτη δέσμη λέιζερ στην ανθρώπινη ιστορία, οι στρατιωτικές δυνάμεις του κόσμου έχουν καταλήξει στην ιδέα της εφαρμογής αυτής της τεχνητής δέσμης με ισχυρή κατεύθυνση, καλή μονοχρωματικότητα και Η συνοχή και η εξαιρετικά υψηλή φωτεινότητα και η ενεργειακή πυκνότητα στο στρατό. Ως η πρώτη χώρα στον κόσμο για να επινοήσουν λέιζερ, οι Ηνωμένες Πολιτείες φυσικά ανέλαβαν την προβάδισμα στην ανάπτυξη όπλων λέιζερ και ο αντίπαλος του Ψυχρού Πολέμου, η Σοβιετική Ένωση, ακολούθησε πολύ πίσω.
Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της τεταμένης περιόδου αντιπαράθεσης μεταξύ της Ανατολής και της Δύσης, τόσο οι Ηνωμένες Πολιτείες όσο και η Σοβιετική Ένωση επικεντρώθηκαν σε μεγάλης κλίμακας στρατηγικό όπλο υψηλής ισχύος λέιζερ για αντι-πυραύλους και αντι-δορυφορικό. Συγκεκριμένα, η διοίκηση του Reagan των Ηνωμένων Πολιτειών πρότεινε ένα εξαιρετικά μεγάλης κλίμακας σχέδιο "Star Wars", το κύριο περιεχόμενο του οποίου ήταν να αναπτύξει όπλα λέιζερ υψηλής ενέργειας στο διάστημα, σε γη και σε πολεμικά πλοία για την παρακολούθηση διαφόρων τύπων μεσαίου και μεγάλης εμβέλειας και διηπειρωτικών βαλλιστικών πυραύλων της Σοβιετικής Ένωσης.
Αργότερα, με το τέλος του Ψυχρού Πολέμου, ειδικά λόγω της αυξανόμενης ωριμότητας της τεχνολογίας αντι-πυραύλων πυραύλων, οι Ηνωμένες Πολιτείες εγκατέλειψαν βασικά την ανάπτυξη στρατηγικών όπλων υψηλού ενεργειακού λέιζερ με υψηλή τεχνική δυσκολία και εξαιρετικά υψηλό κόστος και Μετατράπηκε στην ανάπτυξη όπλων με υψηλής ενέργειας με πολύ μικρότερο μέγεθος και βάρος, χαμηλή τεχνική δυσκολία και σχετικά φθηνό κόστος. Μεταξύ αυτών, το Ναυτικό των ΗΠΑ είναι το πιο ενεργό. Μαζί με τα ιδρύματα επιστημονικών ερευνών στο πλαίσιο του Υπουργείου Άμυνας των ΗΠΑ και των μεγάλων εγχώριων στρατιωτικών επιχειρήσεων, ξεκίνησε μια σειρά από τακτικά έργα έρευνας και αναπτυξιακών προγραμμάτων για τα όπλα λέιζερ με διαφορετικές τεχνικές οδούς, όπως το σύστημα όπλων λέιζερ του Ναυτικού (νόμοι), Ο διαδηλωτής λέιζερ SEA (MLD) και το τακτικό σύστημα λέιζερ (TLS).
Στις αρχές του 21ου αιώνα, αυτά τα τακτικά έργα έρευνας και αναπτυξιακών έργων για τα υλικά με λέιζερ έχουν εισέλθει στο πραγματικό στάδιο δοκιμών μηχανών ένα μετά το άλλο. Για παράδειγμα, το όπλο LAGN LASER που αναπτύχθηκε από την Raytheon Company των Ηνωμένων Πολιτειών συνδυάζεται με το στενό σύστημα άμυνας "Phalanx" και τοποθετείται στη μία πλευρά του όπλου 6- βαρέλι 20mm Gatling. Η μέγιστη ισχύς εξόδου είναι 33 κιλοβάτ. Έχει καταρρίψει με επιτυχία τα αεροσκάφη πολλές φορές σε πολλαπλές δοκιμασίες στη θάλασσα από το 2008 έως το 2010. Συγκεκριμένα, στη δοκιμή τον Μάιο του 2010, οι νόμοι κατέρρευσαν γρήγορα 7 μικρά αεροσκάφη σε απόσταση 3 χιλιομέτρων σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, αποδεικνύοντας πλήρως το τεράστιο Δυναμικό των όπλων λέιζερ σε αντι-drone.
Μπορεί να αντιμετωπίσει αποτελεσματικά τα αεροσκάφη
Από την άποψη της αρχής λειτουργίας, οι μορφές βλάβης των όπλων λέιζερ στα αεροσκάφη χωρίζονται κυρίως σε επίδραση θερμικής απόσπασης, επίδραση βλάβης των κυμάτων και ζημιές ακτινοβολίας. Μεταξύ αυτών, τα σημαντικότερα καταστρεπτικά μέσα των όπλων λέιζερ είναι το αποτέλεσμα της θερμικής αφαίρεσης. Όταν η δέσμη λέιζερ δρα στο drone, τα ηλεκτρόνια μέσα στο δερματικό υλικό του λαμβάνουν ενέργεια λέιζερ, τα οποία στη συνέχεια παράγουν βίαιες συγκρούσεις και μετατρέπονται σε θερμική ενέργεια. Καθώς η θερμοκρασία της περιοχής ακτινοβολίας λέιζερ αυξάνεται ταχέως, όταν η θερμοκρασία είναι μεγαλύτερη από το σημείο τήξης, το υλικό του δέρματος του drone θα λιώσει ή θα εξατμιστεί.
Σε γενικές γραμμές, προκειμένου να μειωθεί το βάρος της ατράκτου όσο το δυνατόν περισσότερο, τα μικρο-και μικρά και μεσαίου μεγέθους αεροσκάφη χρησιμοποιούν κυρίως μη μεταλλικά σύνθετα υλικά για να φτιάξουν δέρματα. Τα σχετικά φθηνά υλικά περιλαμβάνουν γυάλινες ίνες, εποξειδική ρητίνη, PE/PP (πολυαιθυλενίου/πολυπροπυλένιο) κ.λπ., και ορισμένα high-end θα χρησιμοποιούν ίνες άνθρακα, aramid ίνα κλπ. Αυτά τα σύνθετα υλικά έχουν καλή δύναμη, ελαφρύ βάρος και διάβρωση αντίσταση. Η παραγωγή δερμάτων από το Drone μπορεί να λάβει καλύτερα υπόψη τις ανάγκες της απόδοσης των πτήσεων, της μείωσης του βάρους και της επαρκείς αντοχής. Τα πιο μεγάλα και μεσαίου μεγέθους αεροσκάφη υψηλής ποιότητας χρησιμοποιούν συνήθως υλικά κράματος αλουμινίου υψηλής απόδοσης ως δέρματα, τα οποία είναι βασικά τα ίδια με τα υλικά του δέρματος που χρησιμοποιούνται συνήθως σε επανδρωμένα αεροσκάφη.
Τα σημεία τήξης αυτών των υλικών του δέρματος είναι διαφορετικά. Το σημείο τήξης των υλικών ινών άνθρακα είναι περίπου 300 βαθμοί, ενώ το σημείο τήξης των υλικών κράματος αλουμινίου μπορεί γενικά να φτάσει περίπου 600 βαθμούς. Ωστόσο, για δοκούς λέιζερ με θερμοκρασίες που φθάνουν σε χιλιάδες ή ακόμα και δεκάδες χιλιάδες βαθμούς Κελσίου, μόνο χιλιοστά του χρόνου έκθεσης είναι αρκετοί για να λιώσουν και να εξατμιστούν το δέρμα διαφόρων αεροσκαφών. Καθώς το δέρμα λιώνει και εξατμίζεται, η δέσμη λέιζερ θα συνεχίσει να ακτινοβολεί την εσωτερική δομή και τον εξοπλισμό του αεροσκάφους, προκαλώντας περαιτέρω ζημιές και καταστροφή σύμφωνα με διαφορετικές καταστάσεις. Για παράδειγμα, όταν η δέσμη λέιζερ ακτινοβολεί το σύστημα ελέγχου του drone, θα κάψει τα εσωτερικά πίνακες κυκλώματος και τα τσιπ, προκαλώντας το να χάσει πλήρως την αυτόματη ικανότητα ελέγχου και τη συντριβή του. Όταν ακτινοβολεί την επικεφαλίδα κάποιων αεροσκαφών αυτοκτονίας, μπορεί να εκραγεί την εσωτερική φόρτιση και να ανατινάξει εντελώς το drone. Ακόμα κι αν ακτινοβολεί το πακέτο μπαταρίας ή τη δεξαμενή καυσίμου του drone, μπορεί να προκαλέσει φωτιά.
Επιπλέον, η επίδραση βλάβης των κυμάτων και ζημιάς ακτινοβολίας που παράγεται από δοκούς λέιζερ υψηλής ενέργειας μπορεί επίσης να προκαλέσει μεγάλες βλάβες στα αεροσκάφη. Για παράδειγμα, η επίδραση βλάβης των κυμάτων κλονισμού αναφέρεται κυρίως στο πίδακα υψηλής ταχύτητας του πλάσματος που σχηματίζεται μετά το υλικό δομής του δέρματος ή της δομής του σώματος που λιώνει και εξατμίζεται. Η τεράστια δύναμη αντίκτυπου που παράγεται θα βλάψει περαιτέρω την εσωτερική δομή του drone, προκαλώντας τη διάσπαση της ατράκτου και των πτερυγίων και ακόμη και της αποσύνδεσης στον αέρα. Η επίδραση βλάβης της ακτινοβολίας σημαίνει ότι όταν το πλάσμα εκτοξεύεται και επηρεάζεται, θα απελευθερώσει επίσης ακτίνες Χ, σχηματίζοντας έτσι ένα φαινόμενο βλάβης παρόμοιο με τους ηλεκτρομαγνητικούς παλμούς, γεγονός που θα κάνει το τσιπ ελέγχου του drone να αποτύχει.
Στην πραγματικότητα, ακόμη και ορισμένα όπλα λέιζερ με χαμηλότερη ισχύ, των οποίων οι δέσμες λέιζερ δεν αρκούν για να βλάψουν το δέρμα του drone, μπορούν επίσης να επιτύχουν το σκοπό να κάνουν το drone να χάσει την αποτελεσματικότητα της μάχης με ακτινοβολία του πιο ευάλωτου τμήματος του drone, του φωτοηλεκτρικού αισθητήρα. Οι δοκιμές δείχνουν ότι όταν η δέσμη λέιζερ ακτινοβολεί το οπτικό παράθυρο του φωτοηλεκτρικού αισθητήρα του drone, η δέσμη επικεντρώνεται άμεσα στο τσιπ αισθητήρα εικόνας όπως το CCD (συσκευή συζευγμένης φόρτισης, δηλαδή αισθητήρα εικόνας) ή CMOS (αισθητήρας) μέσω του φακού. Όταν η θερμοκρασία της επιφάνειας που προκαλείται από την ακτινοβολία της δέσμης φθάνει περίπου 200 βαθμούς, μπορεί να προκαλέσει μόνιμη βλάβη στο τσιπ αισθητήρα εικόνας και να το καταστήσει εντελώς αναποτελεσματικό.
Αφού το Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ απέδειξε ότι τα όπλα λέιζερ υψηλής ενέργειας μπορούν να αντιμετωπίσουν αποτελεσματικά τα αεροσκάφη, άλλες στρατιωτικές υπηρεσίες των ΗΠΑ και ακόμη περισσότερες χώρες έχουν αρχίσει να αναπτύσσουν τέτοια νέα όπλα. Για παράδειγμα, ο αμερικανικός στρατός αντιμετωπίζει επίσης απειλές από αεροσκάφη και πυραύλους κρουαζιέρας, οπότε ανέπτυξε ένα κατευθυνόμενο ενεργειακό σύστημα αεροπορικής άμυνας μικρής εμβέλειας (M-Shorad) που βασίζεται στο Stryker Wheeled 8 × 8 θωρακισμένο όχημα, με μέγιστη ισχύ εξόδου από 50 κιλοβάτ. Επιπλέον, το Ηνωμένο Βασίλειο έχει αναπτύξει ένα τακτικό λέιζερ με κώδικα "Dragon Fire", με μέγιστη ισχύ εξόδου 50 κιλοβάτ, η οποία μπορεί να εξοπλιστεί σε πλοία ή να εγκατασταθεί σε διάφορα οχήματα με τροχούς ή εντοπισμένα.
Προκειμένου να αντιμετωπιστούν οι πυραύλοι, τα κελύφη κονιάματος και τα αεροσκάφη που ξεκίνησαν από τη Χαμάς και τη Χεζμπολάχ στο Λίβανο, το Ισραήλ έχει αναπτύξει ένα τακτικό όπλο λέιζερ που ονομάζεται "Iron Beam", η οποία συνεργάζεται με το σύστημα αεροπορικής άμυνας "Iron Dome" που χρησιμοποιεί πυραύλους. Επειδή το Ισραήλ έχει υψηλότερες επιχειρησιακές απαιτήσεις για τη "σιδερένια δέσμη" και πρέπει να είναι σε θέση να παρεμποδίζει τους στόχους πυρομαχικών, η μέγιστη ισχύς του έχει αυξηθεί σε 100 κιλοβάτ. Τον Μάιο του 2023, το τακτικό λέιζερ "Iron Beam" παρεμποδίζει πολλαπλούς πυραύλους που ξεκίνησε η Χαμάς στην πραγματική μάχη για πρώτη φορά.
Ωστόσο, όσον αφορά την παρακολούθηση των αεροσκαφών, το πρώτο πραγματικό ρεκόρ μάχης επιτεύχθηκε από το τακτικό όπλο λέιζερ "Silent Hunter" εξοπλισμένο από τον Σαουδικό Στρατό. Το 2022, η Σαουδική Αραβία πραγματοποίησε την πρώτη διεθνή έκθεση άμυνας και ανακοίνωσε για πρώτη φορά ότι το τελευταίο της "Silent Hunter" το τακτικό όπλο λέιζερ είχε καταρρίψει 13 drones αυτοκτονίας που ξεκίνησε από τις ένοπλες δυνάμεις του Houthi στην πραγματική μάχη και έδειξε τα συντρίμμια των drones Αυτό έβγαλε φωτιά και καίγεται. Η μέγιστη ισχύς εξόδου αυτού του τύπου τακτικού όπλου λέιζερ είναι 30 κιλοβάτ και το μέγιστο εύρος θανάτωσης είναι 4, 000 μέτρα. Η συνεχής ακτινοβολία σε απόσταση 1, 000 μέτρα είναι αρκετή για να καεί μέσα από μια πλάκα χάλυβα πάχους 5 mm. Λαμβάνοντας υπόψη ότι τα αεροσκάφη αυτοκτονίας που παράγονται και χρησιμοποιούνται από τις ένοπλες δυνάμεις του Houthi είναι πιο ακατέργαστες στο σχεδιασμό, τα δέρματα τους μπορούν να χρησιμοποιήσουν μόνο τα χαμηλότερα υλικά PE/PP ή Fiberglass και το τακτικό λέιζερ "Silent Hunter" μπορεί σχεδόν Εύκολη αντιμετώπιση τέτοιων αεροσκαφών.
Μελλοντική κατεύθυνση ανάπτυξης
Από τη σκοπιά της μελλοντικής ανάπτυξης, υπάρχουν δύο κατευθύνσεις για τα τακτικά όπλα λέιζερ που χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση των αεροσκαφών:
Το ένα είναι να συνδυαστεί με άλλα όπλα, όπως αυτόματα κανόνια μικρού διαμετρήματος, πολυβόλα, πυραύλους αεροπορικής άμυνας κλπ., Για να σχηματίσουν ένα ολοκληρωμένο σύστημα δολοφονίας κατά του Drone.
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.
Δεύτερον, τα αντι-UAV τακτικά όπλα λέιζερ είναι περαιτέρω μικροσκοπικά ή ακόμη και μικροσκοπικά. Επί του παρόντος, τα δύο τακτικά όπλα λέιζερ, το M-Shorad των ΗΠΑ και η βρετανική "πυρκαγιά δράκων", μπορούν να εγκατασταθούν στο σασί των τροχοφόρων τεθωρακισμένων οχημάτων, πράγμα που είναι πράγματι μια τεράστια βελτίωση. Εάν τα τακτικά όπλα λέιζερ μπορούν να μειώσουν περαιτέρω το βάρος και τον όγκο, μπορούν να διαδοθούν σε πιο μικρά και μεσαίου μεγέθους οχήματα, σε συνδυασμό με απομακρυσμένους σταθμούς όπλων και να προστατεύουν περισσότερο πεζικό. Πηγαίνοντας ένα βήμα παραπέρα, εάν οι μεμονωμένοι στρατιώτες θα μπορούσαν να είναι εξοπλισμένοι με πυροβόλα όπλα αντι-drone που ήταν το μέγεθος και το βάρος των αυτόματων τουφέκια, η ασφάλεια του πεζικού θα μπορούσε να μεταφερθεί στο επόμενο επίπεδο.
