Nejběžnějším způsobem, jak neutralizovat nebo zničit jakýkoli systém, je soustředit na něj dostatek energie … A to lze provést různými způsoby. Doposud byl ve vojenské sféře nejběžnějším fyzický dopad střely, jejíž energetické a mechanické vlastnosti zaručovaly způsobení škody dostatečné k zničení nebo zneschopnění cíle nebo výraznému snížení jeho bojových schopností
Jednou z nevýhod tohoto přístupu je, že k zasažení pohybujícího se cíle je nutné odhadnout množství olova potřebné ke splnění střely s cílem, protože od okamžiku výstřelu k cíli uplyne určitý čas bít, v závislosti na počáteční rychlosti a vzdálenosti. Ale mít zbraň, která má ve skutečnosti nulovou dobu letu, je snem každého vojáka.
Tato zbraň však již existuje a její název je LASER (zkratka pro zesílení světla stimulovanou emisí záření) - metoda koncentrace energie na cíl díky paprsku světla, který k němu urazí vzdálenost „rychlostí světla“ . Problém očekávání v tomto případě tedy již není zpočátku přítomen.
Protože neexistuje dokonalý systém, existuje několik problémů, které je třeba vyřešit, aby bylo možné použít „laser“jako zbraň. Množství energie zadržené na cíli je úměrné síle laserového záření a době, po kterou je paprsek zadržen na cíli. Hlavním problémem se tak stává sledování cíle. Síla systému také přináší své vlastní problémy, přímo související s velikostí a spotřebou energie, protože armáda zpravidla potřebuje mobilní systémy, to znamená, že tyto „laserové instalace“musí být integrovány do platformy. Extrémně vysoký výkon laserových zbraní s nízkou spotřebou energie a omezenou velikostí zůstává snem, alespoň prozatím.
Ve stejné době byl v Japonsku před několika lety proveden experiment LFEX (Laser for Fast Ignition Experiment). Paprsek o síle dvou petawattů, jinými slovy, kvadrillion (1015) watt, bylo aktivováno ultrakrátké časové období, jedna pikosekunda (1012 sekundy). Podle japonských vědců byla energie potřebná k této aktivaci ekvivalentem energie potřebné k napájení mikrovlnné trouby po dobu dvou sekund. V tuto chvíli by bylo dobré zařvat „Eureko!“Jelikož se zdá, že všechny problémy jsou vyřešeny. Ale nebylo to tam, obtěžování se sem vplížilo ze strany velikosti, protože k dosažení výkonu 2 petawattů potřebuje systém LFEX pouzdro dlouhé 100 metrů. Řada společností provozujících laserové systémy se tedy snaží vyřešit rovnici velikosti energie a energie různými způsoby. V důsledku toho se objevuje stále více zbraňových systémů, přičemž se zdá, že psychologická odolnost vůči této nové kategorii vojenských zbraní klesá.
Německo v práci
V Evropě dvě hlavní skupiny v čele s Rheinmetall a MBDA pracují na vysokoenergetických laserech HEL (High Energy Laser), považují je za obranné a útočné zbraně. Na podzim roku 2013 uspořádal německý tým na svém švýcarském testovacím místě Ochsenboden rozsáhlou demonstraci, ve které byly na různé typy platforem instalovány vysokoenergetické lasery. Na obrněný transportér M113 byl nainstalován mobilní efektový pás HEL třídy V 5 kW, na univerzálním obrněném vozidle GTK Boxer 8x8 mobilní efektový efektový kotouč HEL třídy XX 20 kW a nakonec byl do vyztužený kontejner Drehtainer na podvozku nákladního vozu Tatra 8x8.
Za zmínku stojí zejména 30 kW stacionární laserový zbraňový demonstrátor instalovaný na dělové věži Skyshield a prokázal schopnost odrazit více útoků od předmětů typu RAM (neřízené střely, dělostřelecké a minometné granáty) a dronů. Kolová platforma prokázala svou schopnost neutralizovat UAV na vzdálenost až 1 500 metrů a sloužila také k odpálení náboje v nábojovém pásu za účelem „technického“zaseknutí kulometu velkého kalibru. Pokud mluvíme o pásovém systému, pak byl použit k neutralizaci IED a odstranění překážek, například spalování ostnatého drátu z velké vzdálenosti. K narušení provozu optoelektronických systémů na vzdálenost až 2 km byl použit výkonnější systém v kontejneru.
Stacionární věžička zároveň dokázala vypálit minometný náboj 82 mm na vzdálenost jednoho kilometru, přičemž paprsek udržel na cíli po dobu 4 sekund. Dále instalace zasáhla 90% ocelových kuliček výbušninami, napodobující 82 mm minometné náboje, které byly stříleny v řadě za sebou. Instalace také převzala doprovod a zničila tři proudové UAV. Společnost Rheinmetall pokračovala ve vývoji směrovaných energetických systémů a na veletrhu IDEX 2017 představila několik nových systémů a zařízení. Podle odborníků z Rheinmetall vstoupil na trh za posledních pět let značný počet laserových zbraňových systémů. V závislosti na platformě se metodika testování vojenské specifikace velmi podobá metodě používané pro systémy s optočleny. "Pokud jde o pozemní systémy, věříme, že jsme ve fázi TRL 5-6 (ukázka technologie)," poznamenali odborníci a zdůraznili, že další úsilí by mělo být zaměřeno na hmotnost a velikost a charakteristiky spotřeby energie a největší práce souvisí s bezpečnostními systémy. Situace se však poměrně rychle mění a „za posledních osm let jsme udělali to, co se za posledních 600 let stalo v oblasti pušek,“věří společnost. Kromě pozemních aplikací pracuje Rheinmetall také na námořních systémech. V roce 2015 byly laserové zbraně testovány na palubě vyřazeného plavidla; toto jsou první testy laseru v Evropě v rámci misí z lodi na břeh.
Ve svém konceptu „Below Patriot“(„Pod komplexem Patriot“, řešení k neutralizaci vojenských prostředků, které nemohou být zastaveny většími systémy protivzdušné obrany založenými na raketových systémech), Rheinmetall integruje kromě raket a děl také nainstalovaný laser ve věži Skyshield. Tento přizpůsobitelný 30 kW laser se používá k boji proti UAV a je zvláště účinný proti masivním útokům. Předpokládá se, že 20 kW paprsek je dostačující pro použití na takových letadlech, zejména lehkých, které mohou představovat největší hrozbu v rámci konceptu „Below Patriot“. Proces tavení probíhá na dálku, zatímco elektronické obvody dronu jsou deaktivovány nebo dojde ke katastrofickému poškození materiálu. Požadovaná přesnost je 3 cm na vzdálenost jednoho kilometru, což je podle Rheinmetall dosažitelné; předpovídá přijetí instalace třídy 1 do dvou až tří let.
Na nový stabilizovaný držák lodního děla stabilizovaného Sea Snake-27 byl instalován laserový držák o výkonu 10 kW. Rheinmetall navrhl praktickou aplikaci pro takový laser - řezání radarových stožárů nebo nepřátelských rádiových antén - něco jako laserový ekvivalent varovného výstřelu z děla. Podobný laser byl také představen na prototypu ultralehké dálkově ovládané věže vyrobené výhradně z uhlíkových vláken, která s akčními členy a optikou váží pouhých 80 kg a má nosnost 150 kg. V neposlední řadě byl nejmenší laserový systém v této show s výkonem 3 kW představen v dálkově ovládané zbraňové stanici namontované na věži modernizovaného tanku Leopard 2. IED). Podle společnosti Rheinmetall trh v současné době čeká na laserové systémy třídy 1. Zde není problém s maximálním výkonem, další systémy lze kombinovat v modulárním konceptu, například lze instalovat dva 50 kW nebo tři 30 kW zářiče pro dosažení vyšších úrovní výkonu …
Společnost také pracuje na technologiích, které mohou částečně kompenzovat vlivy počasí na paprsek. Vysoký výkon asi 100 kW je zvažován pro úkoly boje s raketami, dělostřeleckými granáty a minometnými střelami, stejně jako pro oslepování optoelektronických systémů na významných vzdálenostech. U druhého úkolu se předpokládá, že je žádoucí nastavitelný výstupní výkon, což šetří energii pro opakované „pálení“. Rheinmetall úzce spolupracuje s německým Bundeswehrem na programu vývoje nového vysokoenergetického laserového zařízení.
Velká Británie se také snaží
V lednu 2017 britské ministerstvo obrany oznámilo, že podepsalo dohodu o vývoji demonstrační laserové zbraně se speciálně vytvořenou průmyslovou skupinou známou jako Dragonfire. Skupina Dragonfire, vedená MBDA, byla vytvořena z pochopení, že žádná společnost nemůže nezávisle provádět program DSTL (Defense Science and Technology Laboratory). Toto řešení tedy spojuje osvědčené postupy britského průmyslu: MBDA poskytne své odborné znalosti v oblasti hlavního zbraňového systému, pokročilého systému řízení zbraní, zobrazovacích systémů a koordinuje své úsilí s QinetiQ (výzkum laserových zdrojů a demonstrace technologií), Selex / Leonardo (moderní optika, systémy určování cílů a sledování cílů), GKN (inovativní technologie skladování energie), BAE Systems a Marshall Land Systems (integrace námořních a pozemních platforem) a Arke (údržba po celou dobu životnosti). Demonstrační testy naplánované na rok 2019 ukáží, že laserové zbraně jsou schopné si poradit s typickými cíli na dálku, a to jak na souši, tak na moři.
Kontrakt v hodnotě 35 milionů eur umožní této průmyslové skupině využívat různé technologie a testovat schopnosti systému detekovat, sledovat a neutralizovat cíle na různých vzdálenostech, v měnících se povětrnostních podmínkách, na vodě i na souši. Cílem je poskytnout Velké Británii významné schopnosti v oblasti vysoce energetických laserových zbraňových systémů. To položí základ pro provozní výhodu poskytovanou technologiemi a také bezplatný export takových systémů na podporu programu Prosperity popsaného v britském strategickém přezkumu obrany a bezpečnosti z roku 2015. na rok 2019 s porážkou typických cílů na souši a na moři. Demonstrace budou zahrnovat počáteční plánování bojové mise a detekci cíle, přenos laserového paprsku do řídicího zařízení, jeho navádění a sledování, posouzení stupně poškození boje a také ukázku možnosti přechodu na další cyklus. Projekt pomůže nejen při rozhodování o budoucnosti programu, ale také pomůže DSTL vytvořit plán uvedení do provozu, který, pokud bude úspěšně otestován, se plánuje kolem poloviny roku 2020. Kromě programu Dragonfire implementuje britská laboratoř DSTL další program pro testování dopadu laserových zbraní na pravděpodobné cíle různých typů; první testy byly provedeny na minometné skořepině 82 mm.
Zase Německo
Evropský výrobce raket MBDA aktivně spolupracuje s německou vládou a armádou na laserových zbraních. Počínaje ukázkou prototypu technologie v roce 2010 byla průkopníkem jednoho paprsku o výkonu 5 kW a poté tyto dva mechanicky spojila, aby vytvořila paprsek o výkonu 10 kW. V roce 2012 bylo nové laboratorní zařízení vybaveno čtyřmi lasery o výkonu 10 kW k provádění pokusů k zachycení raket, dělostřeleckých granátů a minometné munice. Testy byly provedeny na konci roku 2012, inženýři se pokusili integrovat tuto instalaci do několika kontejnerů v sérii testů v Alpách, ale bylo rozhodně obtížné nazvat tento systém mobilním. Dalším krokem tedy bylo vyvinout prototyp, který by bylo možné snadno nasadit v terénu. V letech 2014–2016 na tom vědci a inženýři tvrdě pracovali na testovacím místě Schrobenhausen, které vyústilo v první experimenty s novým systémem, provedené v říjnu loňského roku.
Testy byly prováděny na výcvikové základně Putlos v Baltském moři a především byly zaměřeny na testování naváděcího a korekčního systému paprsku se simulovanými zásahovými cíli na různé vzdálenosti; k tomu byla jako vzdušný cíl použita kvadrokoptéra. Volba tohoto testovacího místa byla v první řadě spojena s bezpečnostními aspekty a také s tím, že se flotily v současné době nejaktivněji zabývají vývojem instalací laserových zbraní. Nové demo bylo nainstalováno do 20 stop ISO kontejneru; důvodem je snížení nákladů, protože v tomto případě to nevyžadovalo mnoho integrační práce, na rozdíl od instalace systému na vojenské platformě. V tomto případě laserový systém nezabírá celý objem uvnitř nádoby. Dalším nákladově úsporným opatřením bylo rozhodnutí neintegrovat napájecí zdroj do samotného pilotního zařízení, ačkoli dostupný přebytečný objem by to v případě potřeby umožnil. Extra objem by také mohl umožnit přidání mechanismu ke snížení horní části laserového naváděcího zařízení do vnitřku přepravního kontejneru. Všechna tato řešení lze implementovat do systému, který je již v provozu. MBDA Germany aktuálně čeká další fáze testování, která otestuje celý systém včetně generování silného laserového paprsku. K tomu by mělo dojít koncem roku 2017-začátkem roku 2018.
Nová předváděcí jednotka je založena na systému generujícím paprsek a vodicím zařízení, přičemž obě zařízení jsou od sebe mechanicky oddělena. Zdrojem proudu je jeden 10 kW vláknový laser zabudovaný v kontejneru spolu se všemi zařízeními, počítači a systémem pro odvod tepla atd. Laserový paprsek je promítán optickým vláknem do vodicího zařízení. Byly zde použity zkušenosti, které již MBDA získala. Některé části však byly vyvinuty speciálně pro tento laserový systém, který ve srovnání se standardními systémy výrazně zlepšuje přesnost, úhlovou rychlost a zrychlení. Oddělení obou prvků také umožňuje 360 ° souvislé pokrytí azimutu, zatímco výškové úhly se pohybují od + 90 ° do -90 °, čímž pokrývají sektor více než 180 °. Za účelem optimalizace zaměřovací jednotky paprsku je do ní integrován také teleskopický optický systém. Zrychlení a rychlost stáčení jsou klíčové při řešení vysoce manévrovatelných cílů, jako jsou mikro a mini UAV, a pokud jde o odpuzování masivních útoků. Dalším klíčovým faktorem je síla, protože čím vyšší je síla, tím méně času zabere / zničí cíl. V tomto ohledu se vývojáři pokusili zajistit, aby nové experimentální nastavení mohlo přijímat různé laserové zdroje, které v kombinaci mohou zvýšit výstupní výkon. Oddělení laserového generátoru a vodicího zařízení navíc v budoucnu umožní přijímat nové typy laserových generátorů s vyšší hustotou energie, což umožňuje zabalit více energie do menšího modulu. Společnost MBDA Germany pozorně sleduje vývoj dodávek energie, protože klíčovým faktorem zůstává kvalita paprsku. Stejně jako u předchozího laboratorního nastavení byla použita pouze zrcadla, která snadno zvládnou více energie než čočky, ty byly ze systému odstraněny kvůli tepelným problémům. Vodicí zařízení tak snese výkon více než 50 kW. Ačkoli teoretický limit 120-150 kW se zdá být docela realistický.
MBDA Germany věří, že systém anti-UAV by měl mít výstupní výkon 20 až 50 kW; stejné množství energie je potřeba pro boj s rychlými čluny, preferovaným cílem flotily. Společnost masivně investovala do sledovací technologie, aby si poradila s drony se vzletovou hmotností menší než 50 kg. Pokud jde o zachycování raket, dělostřeleckých granátů a minometné munice, které bylo původně považováno za jeden z hlavních úkolů laserových instalací, zákazníci si uvědomili, že vývoj takových systémů na bázi laserů zůstává v současné době poměrně problematický. V důsledku toho se priority většiny armády změnily. Nový testovaný systém je na úrovni připravenosti TRL -5 (Technology Demonstrator) - „technologie ověřená ve správném prostředí“. Aby byl získán plnohodnotný prototyp, je třeba systém zdokonalit ve směru přizpůsobivosti provozu za nepříznivých podmínek, zatímco některé běžně dostupné komerční komponenty musí být kvalifikovány pro vojenské úkoly.
MBDA Germany v současné době vyvíjí program pro další sérii testů, které mají být dokončeny koncem tohoto roku nebo začátkem příštího roku; tato práce probíhá v těsném kontaktu s Bundeswehrem, který tento program částečně financuje. Je načase, aby skutečná smlouva vyvinula funkční, dávkově připravený systém, který nejen poskytne financování, ale také definuje jasné požadavky. MBDA Germany věří, že po obdržení takové smlouvy bude systém připraven na začátku roku 2020.
Mimo Evropu
V USA bylo vyvinuto mnoho laserových systémů. V roce 2014 byl testován laserový systém nainstalovaný na lodi USS Ponce umístěné v Perském zálivu. 33 kW laserový systém LaWS (Laser Weapon System) vyvinutý společností Kratos úspěšně střílel na malé čluny a drony. Lockheed Martin ve stejném období vyvinul svůj systém ADAM (Area Defense Anti-Munitions), tato prototypová laserová zbraň byla navržena tak, aby bojovala zblízka s domácími raketami, drony a čluny. Ukázal svou schopnost sledovat cíle na vzdálenost více než 5 km a ničit je na vzdálenost až 2 km. Na konci roku 2015 představila společnost Lockheed svou novou jednotku Athena o výkonu 30 kW založenou na technologii ADAM. O ruských programech laserových zbraní se toho ví jen málo. V lednu 2017 náměstek ministra obrany Jurij Borisov oznámil, že se země zabývá vývojem laserových a jiných špičkových zbraní a že ruští vědci udělali významný průlom v oblasti laserové technologie. A žádné další podrobnosti …
