Il modo più comune per neutralizzare o distruggere qualsiasi sistema è concentrare abbastanza energia su di esso… E questo può essere fatto in vari modi. Fino ad ora, in ambito militare, il più comune era l'impatto fisico di un proiettile, le cui proprietà energetiche e meccaniche garantivano l'inflizione di danni sufficienti a distruggere o inabilitare il bersaglio oa ridurre significativamente le sue capacità di combattimento
Uno degli svantaggi di questo approccio è che per colpire un bersaglio in movimento, è necessario stimare la quantità di piombo necessaria per incontrare il proiettile con il bersaglio, poiché passerà un certo tempo dal momento dello sparo al bersaglio colpire, a seconda della velocità e della distanza iniziali. Ma avere un'arma che in realtà non ha tempo di volo è il sogno di ogni soldato.
Quest'arma, tuttavia, esiste già e si chiama LASER (abbreviazione di Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) - un metodo per concentrare l'energia su un bersaglio grazie a un raggio di luce che percorre una distanza verso di esso alla "velocità della luce". ". Quindi, il problema dell'anticipazione in questo caso non è più inizialmente presente.
Poiché non esiste un sistema perfetto, ci sono diversi problemi che devono essere affrontati per poter utilizzare il "laser" come arma. La quantità di energia trattenuta sul bersaglio è proporzionale alla potenza della radiazione laser e al tempo in cui il raggio viene trattenuto sul bersaglio. Pertanto, il tracciamento del bersaglio diventa il problema principale. Inoltre, la potenza del sistema porta i suoi problemi, direttamente correlati alle dimensioni e al consumo di energia, perché i militari, di regola, hanno bisogno di sistemi mobili, cioè queste "installazioni laser" devono essere integrate nella piattaforma. Le armi laser ad altissima potenza con basso consumo energetico e dimensioni limitate rimangono un sogno, almeno per ora.
Allo stesso tempo, l'esperimento LFEX (Laser for Fast Ignition Experiment) è stato condotto in Giappone un paio di anni fa. Un raggio con una potenza di due petawatt, in altre parole, un quadrilione (1015) watt, è stato attivato un periodo di tempo ultracorto, un picosecondo (1012 secondi). Secondo gli scienziati giapponesi, l'energia richiesta per questa attivazione era l'equivalente dell'energia necessaria per alimentare il microonde per due secondi. A questo punto sarebbe bene gridare “Eureka!” visto che tutti i problemi sembrano risolti. Ma non c'era, il fastidio si è insinuato qui dal lato delle dimensioni, perché per raggiungere una potenza di 2 petawatt, il sistema LFEX ha bisogno di un case lungo 100 metri. Pertanto, numerose aziende di sistemi laser stanno cercando di risolvere l'equazione potenza-energia-dimensione in diversi modi. Di conseguenza, stanno emergendo sempre più sistemi d'arma, mentre sembra diminuire la resistenza psicologica a questa nuova categoria di armi militari.
Germania al lavoro
In Europa, due gruppi principali, guidati da Rheinmetall e MBDA, stanno lavorando su laser HEL (High Energy Laser) ad alta energia, considerandoli armi difensive e offensive. Nell'autunno del 2013, il team tedesco ha tenuto un'ampia dimostrazione presso il sito di prova svizzero di Ochsenboden, in cui sono stati installati laser ad alta energia su vari tipi di piattaforme. Mobile HEL Effector Track classe V 5 kW è stato installato sul mezzo blindato M113, Mobile HEL Effector Wheel XX classe 20 kW sul blindato universale GTK Boxer 8x8, e infine, il Mobile HEL Effector Container classe L 50 kW è stato installato nel container rinforzato Drehtainer sul telaio del camion Tatra 8x8.
Di particolare rilievo è il dimostratore di armi laser stazionario da 30 kW installato sulla torretta Skyshield e ha dimostrato la capacità di respingere più attacchi da oggetti di tipo RAM (missili non guidati, artiglieria e proiettili di mortaio) e droni. La piattaforma su ruote ha mostrato la sua capacità di neutralizzare gli UAV a una distanza massima di 1500 metri ed è stata anche utilizzata per far esplodere una cartuccia in una cartucciera allo scopo di inceppare "tecnicamente" una mitragliatrice di grosso calibro. Se parliamo del sistema cingolato, è stato utilizzato per neutralizzare gli IED e rimuovere gli ostacoli, ad esempio bruciando il filo spinato da una lunga distanza. Un sistema più potente in un container è stato utilizzato per interrompere il funzionamento dei sistemi optoelettronici a una distanza massima di 2 km.
Allo stesso tempo, l'installazione della torretta fissa è stata in grado di bruciare un colpo di mortaio da 82 mm a una distanza di un chilometro, mantenendo il raggio sul bersaglio per 4 secondi. Inoltre, l'installazione ha colpito il 90% delle sfere d'acciaio con esplosivi, imitando colpi di mortaio da 82 mm, che sono stati sparati a raffica uno dopo l'altro. Inoltre, l'installazione ha assunto la scorta e ha distrutto tre UAV a reazione. Rheinmetall ha continuato a sviluppare sistemi energetici diretti e ha presentato diversi nuovi sistemi e dispositivi a IDEX 2017. Secondo gli esperti di Rheinmetall, negli ultimi cinque anni è entrato nel mercato un numero significativo di sistemi di armi laser. A seconda della piattaforma, la metodologia di test delle specifiche militari è molto simile a quella utilizzata per i sistemi fotoaccoppiatori. “Per quanto riguarda i sistemi di terra, riteniamo di essere nella fase del TRL 5-6 (campione di dimostrazione tecnologica)”, hanno osservato gli esperti, sottolineando che ulteriori sforzi dovrebbero essere rivolti alle caratteristiche di peso e dimensioni e di consumo energetico, e il maggior il lavoro è legato ai sistemi di sicurezza. Tuttavia, la situazione sta cambiando abbastanza rapidamente e "negli ultimi otto anni abbiamo fatto ciò che è stato fatto nel campo dei fucili negli ultimi 600 anni", ritiene l'azienda. Oltre alle applicazioni terrestri, Rheinmetall sta lavorando anche sui sistemi marini. Nel 2015 sono state testate armi laser a bordo di una nave dismessa; questi sono i primi test di un laser in Europa nell'ambito di missioni ship-to-shore.
Nel suo concetto "Below Patriot" ("Below the Patriot complex", una soluzione per neutralizzare le risorse militari che non possono essere fermate da sistemi di difesa aerea più grandi basati su sistemi missilistici), Rheinmetall sta integrando, oltre a missili e pistole, un laser installato nella torre Skyshield. Questo laser personalizzabile da 30 kW viene utilizzato per contrastare gli UAV ed è particolarmente efficace contro attacchi massicci. Si ritiene che un raggio di 20 kW sia sufficiente per l'uso su tali velivoli, in particolare quelli leggeri, che possono rappresentare la minaccia maggiore nell'ambito del concetto "Below Patriot". Il processo di fusione avviene a distanza, mentre i circuiti elettronici del drone vengono disabilitati o si verificano danni catastrofici al materiale. La precisione richiesta è di 3 cm a una distanza di un chilometro, che, secondo Rheinmetall, è ottenibile; prevede l'adozione di un impianto di Classe 1 entro due o tre anni.
Un supporto laser da 10 kW è stato installato sopra il nuovo supporto per cannoni navali stabilizzato Sea Snake-27. Rheinmetall ha proposto un'applicazione pratica per un tale laser - tagliando alberi radar o antenne radio nemiche - qualcosa come l'equivalente laser di un colpo di avvertimento da un cannone. Un laser simile è stato presentato anche su un prototipo di torre telecomandata ultraleggera realizzata interamente in fibra di carbonio, che pesa solo 80 kg con attuatori e optronica e ha una capacità di carico di 150 kg. Ultimo ma non meno importante, il più piccolo sistema laser in questo spettacolo con una potenza di 3 kW è stato presentato in una stazione d'arma telecomandata montata sulla torretta di un carro armato Leopard 2 modernizzato. Secondo Rheinmetall, il mercato è attualmente in attesa di sistemi laser di classe 1. La potenza massima non è un problema, i sistemi aggiuntivi possono essere combinati in un concetto modulare, ad esempio è possibile installare due emettitori da 50 kW o tre da 30 kW per raggiungere livelli di potenza più elevati. …
L'azienda sta inoltre lavorando a tecnologie in grado di compensare parzialmente gli effetti del tempo sulla trave. Un'elevata potenza di circa 100 kW è considerata per i compiti di combattimento di missili, proiettili di artiglieria e colpi di mortaio, nonché per accecare i sistemi optoelettronici a distanze significative. Per il secondo compito, si ritiene che sia desiderabile un'uscita di potenza regolabile, risparmiando così energia per ripetuti "coppi". Rheinmetall sta lavorando a stretto contatto con la Bundeswehr tedesca su un programma per sviluppare un nuovo impianto laser ad alta energia.
Anche la Gran Bretagna ci sta provando
Nel gennaio 2017, il Dipartimento della Difesa britannico ha annunciato di aver firmato un accordo per sviluppare un'arma laser dimostrativa con un gruppo industriale appositamente creato noto come Dragonfire. Il gruppo Dragonfire, guidato da MBDA, è stato formato dalla consapevolezza che nessuna azienda può eseguire in modo indipendente il programma Defense Science and Technology Laboratory (DSTL). Pertanto, questa soluzione riunisce le migliori pratiche dell'industria britannica: MBDA metterà a disposizione la sua esperienza nel sistema d'arma principale, nel sistema di controllo avanzato delle armi, nei sistemi di imaging e coordinerà i suoi sforzi con QinetiQ (ricerca su sorgenti laser e dimostrazione tecnologica), Selex / Leonardo (ottica moderna, designazione del bersaglio e sistemi di tracciamento del bersaglio), GKN (tecnologie innovative di accumulo di energia), BAE Systems e Marshall Land Systems (integrazione di piattaforme marittime e terrestri) e Arke (manutenzione per l'intera vita utile). I test dimostrativi programmati per il 2019 dimostreranno che le armi laser sono in grado di affrontare bersagli tipici a distanza, sia a terra che in mare.
Il contratto del valore di 35 milioni di euro consentirà a questo gruppo industriale di utilizzare varie tecnologie e testare le capacità del sistema di rilevare, tracciare e neutralizzare obiettivi a diverse distanze, in condizioni meteorologiche mutevoli, su acqua e terra. L'obiettivo è fornire al Regno Unito capacità significative nei sistemi di armi laser ad alta energia. Ciò getterà le basi per il vantaggio operativo fornito dalla tecnologia, nonché per la libera esportazione di tali sistemi a sostegno del programma Prosperity descritto nella Defence and Security Strategic Review del Regno Unito del 2015. per il 2019, con la sconfitta di obiettivi tipici a terra e in mare. Le dimostrazioni includeranno la pianificazione iniziale di una missione di combattimento e il rilevamento del bersaglio, la trasmissione di un raggio laser a un dispositivo di controllo, la sua guida e tracciamento, una valutazione del grado di danno da combattimento, nonché una dimostrazione della possibilità di passare al successivo ciclo. Il progetto non solo aiuterà a decidere il futuro del programma, ma aiuterà anche DSTL a stabilire un piano di messa in servizio che, se testato con successo, è proiettato verso la metà degli anni '20. Oltre al programma Dragonfire, il British DSTL Laboratory sta implementando un programma aggiuntivo per testare l'impatto delle armi laser su probabili bersagli di vario tipo; i primi test sono stati effettuati su un guscio di malta da 82 mm.
Germania di nuovo
Il produttore europeo di missili, MBDA, sta collaborando attivamente con il governo tedesco e l'esercito sulle armi laser. A partire da una dimostrazione di tecnologia prototipo nel 2010, ha aperto la strada a un singolo raggio da 5 kW e quindi ha collegato meccanicamente i due per produrre un raggio da 10 kW. Nel 2012, una nuova struttura di laboratorio è stata dotata di quattro laser da 10 kW per condurre esperimenti per intercettare missili, proiettili di artiglieria e munizioni per mortaio. I test sono stati effettuati alla fine del 2012, gli ingegneri hanno cercato di integrare questa installazione in più container in una serie di test nelle Alpi, ma era decisamente difficile chiamare questo sistema mobile. Pertanto, il passo successivo è stato quello di sviluppare un prototipo che potesse essere facilmente implementato sul campo. Nel 2014-2016, scienziati e ingegneri hanno lavorato duramente su di esso presso il sito di prova di Schrobenhausen, che ha portato ai primi esperimenti con il nuovo sistema, effettuati nell'ottobre dello scorso anno.
I test sono stati effettuati presso la base di addestramento di Putlos nel Mar Baltico e, soprattutto, erano finalizzati a testare il sistema di guida e correzione del raggio con bersagli che colpiscono simulati a varie distanze; per questo, un quadricottero è stato utilizzato come bersaglio aereo. La scelta di questo sito di prova è stata associata, prima di tutto, a considerazioni di sicurezza, nonché al fatto che le flotte sono attualmente più attivamente impegnate nello sviluppo di installazioni di armi laser. La nuova demo è stata installata in un container ISO da 20 piedi; la ragione di ciò è la riduzione dei costi, poiché in questo caso non ha richiesto molto lavoro di integrazione, al contrario dell'installazione del sistema su una piattaforma militare. In questo caso, il sistema laser non occupa l'intero volume all'interno del contenitore. Un'altra misura di risparmio sui costi è stata la decisione di non integrare l'alimentazione nell'impianto pilota stesso, anche se il volume in eccesso disponibile avrebbe consentito di farlo se necessario. Il volume extra potrebbe anche consentire l'aggiunta di un meccanismo per abbassare la parte superiore del dispositivo di guida laser all'interno del contenitore di spedizione. Tutte queste soluzioni possono essere implementate nel sistema già in servizio. MBDA Germany è attualmente in attesa della prossima fase di test, che testerà l'intero sistema, inclusa la generazione di un potente raggio laser. Questo dovrebbe accadere tra la fine del 2017 e l'inizio del 2018.
La nuova unità dimostrativa si basa su un sistema di generazione del raggio e un dispositivo di guida, i due dispositivi sono separati meccanicamente l'uno dall'altro. La fonte attuale è un laser a fibra da 10 kW integrato nel contenitore insieme a tutte le apparecchiature, computer e sistema di rimozione del calore, ecc. Il raggio laser viene proiettato attraverso una fibra ottica in un dispositivo di guida. Qui è stata utilizzata l'esperienza già maturata da MBDA. Tuttavia, alcune parti sono state sviluppate appositamente per questo sistema laser, che migliora notevolmente la precisione, la velocità angolare e l'accelerazione rispetto ai sistemi standard. La separazione dei due elementi consente anche una copertura azimutale continua a 360°, mentre gli angoli di elevazione vanno da +90° a -90°, coprendo così un settore di oltre 180°. Al fine di ottimizzare l'unità di puntamento del raggio, in essa è integrato anche un sistema ottico telescopico. L'accelerazione e la velocità di imbardata sono fondamentali quando si ha a che fare con bersagli altamente manovrabili come micro e mini UAV e quando si tratta di respingere attacchi massicci. Un altro fattore chiave è la potenza, perché maggiore è la potenza, minore è il tempo necessario per distruggere/neutralizzare il bersaglio. A questo proposito, gli sviluppatori hanno cercato di garantire che la nuova configurazione sperimentale potesse accettare varie sorgenti laser, che, se combinate, possono aumentare la potenza di uscita. Inoltre, il disaccoppiamento del generatore laser e del dispositivo di guida consentirà in futuro di accettare nuovi tipi di generatori laser con una maggiore densità di energia, il che rende possibile racchiudere più potenza in un modulo più piccolo. MBDA Germany sta monitorando da vicino lo sviluppo delle forniture energetiche, poiché la qualità del fascio rimane un fattore chiave. Come per la precedente configurazione di laboratorio, sono stati utilizzati solo specchi in grado di gestire facilmente più potenza degli obiettivi, questi ultimi sono stati rimossi dal sistema a causa di problemi termici. Il dispositivo di guida può quindi sopportare una potenza superiore a 50 kW. Anche se il limite teorico di 120-150 kW sembra abbastanza realistico.
MBDA Germany ritiene che il sistema anti-UAV dovrebbe avere una potenza in uscita da 20 a 50 kW; la stessa quantità di energia è necessaria per combattere i motoscafi, l'obiettivo preferito della flotta. L'azienda ha investito molto nella tecnologia di tracciamento per far fronte a droni con un peso al decollo inferiore a 50 kg. Per quanto riguarda l'intercettazione di missili, proiettili di artiglieria e munizioni da mortaio, che originariamente era considerata uno dei compiti principali delle installazioni laser, i clienti si sono resi conto che lo sviluppo di tali sistemi basati su laser rimane al momento piuttosto problematico. Di conseguenza, le priorità della maggior parte dei militari sono cambiate. Il nuovo sistema in prova è al livello di prontezza TRL-5 (Technology Demonstrator) - "tecnologia dimostrata nell'ambiente giusto". Per ottenere un prototipo a tutti gli effetti, il sistema deve essere perfezionato nella direzione dell'adattabilità al funzionamento in condizioni avverse, mentre alcuni componenti commerciali standard devono essere qualificati per compiti militari.
MBDA Germany sta attualmente sviluppando un programma per la prossima serie di test da completare alla fine di quest'anno o all'inizio del prossimo anno; questo lavoro viene svolto in stretto contatto con la Bundeswehr, che finanzia in parte questo programma. È tempo che un contratto effettivo sviluppi un sistema funzionante e pronto per l'uso che non solo fornisca finanziamenti, ma definisca anche requisiti chiari. MBDA Germany ritiene che al ricevimento di tale contratto, il sistema sarà pronto nei primi anni 2020.
Fuori dall'Europa
Molti sistemi laser sono stati sviluppati negli Stati Uniti. Nel 2014 è stato testato il sistema laser installato sulla USS Ponce, di stanza nel Golfo Persico. Il sistema laser LaWS (Laser Weapon System) da 33 kW sviluppato da Kratos ha sparato con successo su piccole imbarcazioni e droni. Lockheed Martin ha sviluppato il suo sistema ADAM (Area Defense Anti-Munitions) durante lo stesso periodo, questo prototipo di arma laser è stato progettato per combattere a distanza ravvicinata con missili, droni e barche fatti in casa. Ha dimostrato la sua capacità di tracciare bersagli a distanze superiori a 5 km e distruggerli a distanze fino a 2 km. Alla fine del 2015, Lockheed ha presentato la sua nuova unità Athena da 30 kW basata sulla tecnologia ADAM. Poco si sa dei programmi di armi laser russi. Nel gennaio 2017, il viceministro della Difesa Yuri Borisov ha annunciato che il paese è impegnato nello sviluppo di laser e altre armi ad alta tecnologia e che gli scienziati russi hanno compiuto un significativo passo avanti nel campo della tecnologia laser. E niente più dettagli…
