Gli esperimenti sull'installazione di armi laser sulle navi nell'URSS sono stati condotti dagli anni '70 del XX secolo.
Nel 1976 furono approvati i termini di riferimento (TOR) per la conversione del mezzo da sbarco Project 770 SDK-20 nella nave sperimentale Foros (Project 10030) con il complesso laser Aquilon. Nel 1984, la nave con la denominazione OS-90 "Foros" si unì alla flotta del Mar Nero dell'URSS e al campo di prova di Feodosiya; per la prima volta nella storia della marina sovietica, test di tiro dal cannone laser "Aquilon" è stata effettuata. La sparatoria ha avuto successo, il missile a bassa quota è stato rilevato tempestivamente e distrutto da un raggio laser.
Successivamente, il complesso "Aquilon" fu installato su una piccola nave di artiglieria, costruita secondo il progetto modificato 12081. La potenza del complesso fu ridotta, il suo scopo era disabilitare i mezzi optoelettronici e danneggiare gli occhi del personale di difesa antianfibio nemico.
Allo stesso tempo, il progetto Aydar veniva elaborato per creare la più potente installazione laser a bordo di una nave nell'URSS. Nel 1978, il vettore di legname Vostok-3 è stato convertito in un vettore di armi laser: la nave Dixon (progetto 05961). Tre motori a reazione di un aereo Tu-154 sono stati installati sulla nave come fonte di energia per l'installazione del laser Aydar.
Durante i test nel 1980, fu sparata una salva laser su un bersaglio situato a una distanza di 4 chilometri. Il bersaglio è stato colpito la prima volta, ma nessuno dei presenti ha visto il raggio stesso e la visibile distruzione del bersaglio. L'impatto è stato registrato da un sensore termico installato sul bersaglio, l'efficienza del raggio è stata del 5%, presumibilmente una parte significativa dell'energia del raggio è stata assorbita dall'evaporazione dell'umidità dalla superficie del mare.
Negli Stati Uniti, la ricerca finalizzata alla creazione di armi laser da combattimento è stata condotta anche dagli anni '70 del secolo scorso, quando è iniziato il programma ASMD (Anti-Ship Missile Defense). Inizialmente, il lavoro è stato svolto sui laser gas-dinamici, ma poi l'enfasi si è spostata sui laser chimici.
Nel 1973, TRW iniziò a lavorare su un modello dimostrativo sperimentale di un laser continuo al fluoro deuterio NACL (Navy ARPA Chemical Laser), con una potenza di circa 100 kW. Il lavoro di ricerca e sviluppo (R&S) sul complesso NACL è stato svolto fino al 1976.
Nel 1977, il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha lanciato il programma Sea Light, finalizzato allo sviluppo di un'installazione laser ad alta energia con una capacità fino a 2 MW. Di conseguenza, è stata creata un'installazione poligonale per un laser chimico fluoruro-deuterio "MIRACL" (Mid-IniaRed Advanced Chemical Laser), operante in modalità continua di generazione di radiazioni, con una potenza di uscita massima di 2,2 MW a una lunghezza d'onda di 3,8 μm, i suoi primi test furono condotti nel settembre 1980.
Nel 1989, presso il centro test di White Sands, furono condotti esperimenti utilizzando il complesso laser MIRACL per intercettare bersagli radiocomandati del tipo BQM-34, simulando il volo di missili antinave (ASM) a velocità subsoniche. Successivamente sono state effettuate intercettazioni di missili supersonici (M = 2) Vandal, simulando un attacco di missili antinave a bassa quota. Durante i test condotti dal 1991 al 1993, gli sviluppatori hanno chiarito i criteri per la distruzione di missili di varie classi e hanno anche effettuato l'intercettazione pratica di veicoli aerei senza equipaggio (UAV), simulando l'uso di missili antinave da parte del nemico.
Alla fine degli anni '90, l'uso di un laser chimico come arma navale fu abbandonato a causa della necessità di immagazzinare e utilizzare componenti tossici.
In futuro, la Marina degli Stati Uniti e altri paesi della NATO si sono concentrati sui laser, che sono alimentati da energia elettrica.
Come parte del programma SSL-TM, Raytheon ha creato un complesso laser dimostrativo LaWS (Laser Weapon System) da 33 kW. Durante le prove nel 2012, il complesso LaWS, dal cacciatorpediniere Dewey (EM) (della classe Arleigh Burke), ha colpito 12 obiettivi BQM-I74A.
Il complesso LaWS è modulare, la potenza si ottiene sommando fasci di laser a infrarossi a stato solido di potenza inferiore. I laser sono alloggiati in un unico corpo massiccio. Dal 2014, il complesso laser LaWS è stato installato sulla nave da guerra USS Ponce (LPD-15) per valutare l'effetto delle condizioni operative reali sull'operabilità e l'efficacia dell'arma. Entro il 2017, la capacità del complesso doveva essere aumentata a 100 kW.
Dimostrazione del laser LaWS
Attualmente, diverse aziende americane, tra cui Northrop Grumman, Boeing e Locheed Martin, stanno sviluppando sistemi di autodifesa laser per navi basati su laser a stato solido ea fibra. Per ridurre i rischi, la Marina degli Stati Uniti sta implementando contemporaneamente diversi programmi volti a ottenere armi laser. A causa del cambio di nome nell'ambito del trasferimento di progetti da una società o di un'altra o della fusione di progetti, potrebbero esserci sovrapposizioni di nomi.
Secondo i resoconti dei media americani, il progetto della promettente fregata FFG (X) della Marina degli Stati Uniti include l'obbligo di installare un laser da combattimento da 150 kW (o riservare un posto per l'installazione), sotto il controllo del sistema di combattimento COMBATSS-21.
Oltre agli Stati Uniti, il più grande interesse per i laser basati sul mare è mostrato dall'ex "sovrano dei mari" - la Gran Bretagna. La mancanza di un'industria laser non consente di implementare il progetto da solo, in relazione al quale, nel 2016, il Ministero della Difesa britannico ha annunciato una gara per lo sviluppo di un dimostratore di tecnologia LDEW (Laser Directed Energy Weapon), che è stata vinta dalla società tedesca MBDA Deutschland. Nel 2017, il consorzio ha presentato un prototipo a grandezza naturale del laser LDEW.
All'inizio del 2016, MBDA Deutschland ha introdotto l'effettore laser, che può essere installato su vettori terrestri e marittimi ed è progettato per distruggere UAV, missili e proiettili di mortaio. Il complesso offre difesa nel settore a 360 gradi, ha un tempo di reazione minimo ed è in grado di respingere colpi provenienti da direzioni diverse. L'azienda afferma che il suo laser ha un enorme potenziale di sviluppo.
“Recentemente, MBDA Deutschland ha investito molto dal suo budget nella tecnologia laser. Abbiamo ottenuto risultati significativi rispetto ad altre aziende , - afferma il capo dell'azienda per le vendite e lo sviluppo del business Peter Heilmeyer.
Le aziende tedesche sono alla pari con, e forse superano, le aziende statunitensi nella corsa agli armamenti laser e sono abbastanza in grado di essere le prime a presentare non solo sistemi laser terrestri, ma anche marittimi
In Francia, si sta valutando il promettente progetto Advansea di DCNS che utilizza una tecnologia di propulsione completamente elettrica. Il progetto Advansea dovrebbe essere dotato di un generatore elettrico da 20 megawatt in grado di soddisfare le esigenze, comprese le promettenti armi laser.
In Russia, secondo i media, le armi laser possono essere schierate sul promettente cacciatorpediniere nucleare Leader. Da un lato una centrale nucleare permette di presumere che ci sia energia sufficiente per fornire energia alle armi laser, dall'altro questo progetto è in fase di progettazione preliminare, ed è chiaramente prematuro parlare di qualcosa di specifico.
Separatamente, è necessario evidenziare il progetto americano di un laser a elettroni liberi - Free Electron Laser (FEL), sviluppato nell'interesse della US Navy. Le armi laser di questo tipo presentano differenze significative rispetto ad altri tipi di laser.
La radiazione in un laser a elettroni liberi è generata da un fascio monoenergetico di elettroni che si muove in un sistema periodico di campi elettrici o magnetici deflettori. Modificando l'energia del fascio di elettroni, nonché l'intensità del campo magnetico e la distanza tra i magneti, è possibile variare la frequenza della radiazione laser su un ampio intervallo, ricevendo la radiazione in uscita nell'intervallo da X -ray al microonde.
I laser a elettroni liberi sono grandi, il che rende difficile posizionarli su piccoli vettori. In questo senso, le grandi navi di superficie sono portatrici ottimali di questo tipo di laser.
Boeing sta sviluppando il laser FEL per la Marina degli Stati Uniti. Un prototipo di laser FEL da 14 kW è stato dimostrato nel 2011. Al momento non si conosce lo stato dei lavori su questo laser, si prevedeva di aumentare gradualmente la potenza di radiazione fino a 1 MW. La difficoltà principale è la creazione di un iniettore di elettroni della potenza richiesta.
Nonostante il fatto che le dimensioni del laser FEL supereranno le dimensioni dei laser di potenza comparabile basati su altre tecnologie (stato solido, fibra), la sua capacità di modificare la frequenza di radiazione su un ampio intervallo ti consentirà di scegliere la lunghezza d'onda in in funzione delle condizioni meteorologiche e del tipo di bersaglio da colpire. È difficile aspettarsi la comparsa di laser FEL di potenza sufficiente nel prossimo futuro, ma avverrà dopo il 2030.
Rispetto ad altri tipi di forze armate, il posizionamento di armi laser sulle navi da guerra presenta sia vantaggi che svantaggi.
Sulle navi esistenti, la potenza delle armi laser che possono essere installate durante la modernizzazione è limitata dalle capacità dei generatori elettrici. Le navi più nuove e promettenti vengono sviluppate sulla base di tecnologie di propulsione elettrica, che forniranno alle armi laser elettricità sufficiente.
C'è molto più spazio sulle navi che sui vettori terrestri e aerei, quindi non ci sono problemi con il posizionamento di apparecchiature di grandi dimensioni. Infine, ci sono opportunità per fornire un raffreddamento efficace delle apparecchiature laser.
D'altra parte, le navi si trovano in un ambiente aggressivo: acqua di mare, nebbia salina. L'elevata umidità sopra la superficie del mare ridurrà significativamente la potenza della radiazione laser quando i bersagli vengono colpiti sopra la superficie dell'acqua, e quindi la potenza minima di un'arma laser adatta per il dispiegamento sulle navi può essere stimata a 100 kW.
Per le navi, la necessità di sconfiggere obiettivi "economici", come mine e missili non guidati, non è così critica; tali armi possono rappresentare una minaccia limitata solo nelle loro aree di base. Inoltre, la minaccia rappresentata dalle piccole navi non può essere considerata una giustificazione per il dispiegamento di armi laser, sebbene in alcuni casi possano causare gravi danni.
Gli UAV di piccole dimensioni rappresentano una certa minaccia per le navi, sia come mezzo di ricognizione che come mezzo per distruggere i punti vulnerabili della nave, ad esempio un radar. La sconfitta di tali UAV con armi missilistiche e cannonate può essere difficile e, in questo caso, la presenza di armi difensive laser a bordo della nave risolverà completamente questo problema.
I missili antinave (ASM), contro i quali possono essere utilizzate armi laser, possono essere suddivisi in due sottogruppi:
- missili antinave subsonici e supersonici a bassa quota;
- missili antinave supersonici e ipersonici, attaccanti dall'alto, anche lungo una traiettoria aerobalistica.
Per quanto riguarda i missili antinave a bassa quota, un ostacolo per le armi laser sarà la curvatura della superficie terrestre, che limita la portata di un colpo diretto, e la saturazione della bassa atmosfera con vapore acqueo, che riduce la potenza di il raggio.
Per aumentare l'area interessata, si stanno valutando opzioni per posizionare gli elementi emettitori di armi laser sulla sovrastruttura. La potenza di un laser adatto a distruggere i moderni missili antinave a bassa quota sarà molto probabilmente di 300 kW o più.
L'area interessata dei missili antinave che attaccano lungo una traiettoria ad alta quota sarà limitata solo dalla potenza della radiazione laser e dalle capacità dei sistemi di guida.
L'obiettivo più difficile saranno i missili antinave ipersonici, sia per il tempo minimo trascorso nell'area interessata, sia per la presenza di protezioni termiche standard. Tuttavia, la protezione termica è ottimizzata per riscaldare il corpo del missile antinave durante il volo e ovviamente i kilowatt aggiuntivi non andranno a beneficio del razzo.
La necessità di una distruzione garantita dei missili antinave ipersonici richiederà il posizionamento di laser a bordo della nave con una potenza superiore a 1 MW, la soluzione migliore sarebbe un laser a elettroni liberi. Inoltre, armi laser di questo potere possono essere usate contro veicoli spaziali a bassa orbita.
Di tanto in tanto, nelle pubblicazioni su argomenti militari, incluso il Military Review, vengono discusse informazioni sulla debole protezione dei missili antinave con una testa di ricerca radar (ricercatore RL), contro le interferenze elettroniche e le tende di mascheramento utilizzate dalla nave. La soluzione a questo problema è considerata l'uso di un cercatore multispettrale, compresi i canali televisivi e di imaging termico. La presenza di armi laser a bordo della nave, anche con una potenza minima di circa 100 kW, può neutralizzare i vantaggi di un sistema missilistico antinave con cercatore multispettrale, a causa dell'accecamento costante o temporaneo delle matrici sensibili.
Negli Stati Uniti sono in fase di sviluppo varianti di pistole laser acustiche, che consentono di riprodurre intense vibrazioni sonore a notevole distanza dalla sorgente di radiazioni. Forse, sulla base di queste tecnologie, i laser delle navi possono essere utilizzati per creare interferenze acustiche o falsi bersagli per sonar e siluri nemici.
Pertanto, si può presumere che l'apparizione di armi laser sulle navi da guerra aumenterà la loro resistenza a tutti i tipi di armi d'attacco
Il principale ostacolo al posizionamento di armi laser sulle navi è la mancanza della necessaria energia elettrica. A questo proposito, l'emergere di un'arma laser veramente efficace inizierà molto probabilmente solo con la messa in servizio di navi promettenti con tecnologia di propulsione completamente elettrica.
Sulle navi ammodernate può essere installato un numero limitato di laser con una potenza di circa 100-300 kW.
Sui sottomarini, il posizionamento di armi laser con una potenza di 300 kW o più con l'emissione di radiazioni attraverso un dispositivo terminale situato sul periscopio consentirà al sottomarino di ingaggiare armi antisommergibile nemiche dalla profondità del periscopio - difesa antisommergibile (ASW) aerei ed elicotteri.
Un ulteriore aumento della potenza del laser, da 1 MW e oltre, consentirà di danneggiare o distruggere completamente i veicoli spaziali a bassa orbita, secondo la designazione del bersaglio esterno. I vantaggi di posizionare tali armi sui sottomarini: elevata furtività e portata globale del vettore. La capacità di spostarsi nell'Oceano Mondiale fino a un raggio illimitato consentirà a un sottomarino, un vettore di un'arma laser, di raggiungere il punto ottimale per distruggere un satellite spaziale, tenendo conto della sua traiettoria di volo. E la segretezza renderà difficile per il nemico presentare reclami (beh, la navicella spaziale è andata fuori servizio, come provare chi l'ha abbattuta, se ovviamente le forze armate non erano presenti in questa regione).
In generale, nella fase iniziale, la marina sentirà i benefici dell'introduzione delle armi laser in misura minore rispetto ad altri tipi di forze armate. Tuttavia, in futuro, poiché i missili antinave continuano a migliorare, i sistemi laser diventeranno parte integrante della difesa aerea / difesa missilistica delle navi di superficie e, possibilmente, dei sottomarini.
