Experimenten met de installatie van laserwapens op schepen in de USSR zijn uitgevoerd sinds de jaren 70 van de twintigste eeuw.
In 1976 werd het referentiekader (TOR) voor de ombouw van het Project 770 SDK-20-landingsvaartuig in het Foros-experimentele vaartuig (Project 10030) met het Aquilon-lasercomplex goedgekeurd. In 1984 voegde het schip onder de aanduiding OS-90 "Foros" zich bij de Zwarte Zeevloot van de USSR en op het Feodosiya-proefterrein; voor het eerst in de geschiedenis van de Sovjet-marine, testvuurwerk van het "Aquilon" laserkanon is uitgevoerd. Het schieten was succesvol, de laagvliegende raket werd tijdig gedetecteerd en vernietigd door een laserstraal.
Vervolgens werd het "Aquilon" -complex geïnstalleerd op een klein artillerieschip, gebouwd volgens het gewijzigde project 12081. De kracht van het complex werd verminderd, het doel was om opto-elektronische middelen uit te schakelen en de ogen van het vijandelijke anti-amfibische verdedigingspersoneel te beschadigen.
Tegelijkertijd werd het Aydar-project uitgewerkt om de krachtigste scheepslaserinstallatie in de USSR te creëren. In 1978 werd de Vostok-3-houtdrager omgebouwd tot een laserwapendrager - het Dixon-schip (project 05961). Op het schip werden drie straalmotoren van een Tu-154-vliegtuig geïnstalleerd als energiebron voor de Aydar-laserinstallatie.
Tijdens tests in 1980 werd een lasersalvo afgevuurd op een doel op een afstand van 4 kilometer. Het doel werd de eerste keer geraakt, maar niemand van de aanwezigen zag de straal zelf en de zichtbare vernietiging van het doel. De impact werd geregistreerd door een thermische sensor die op het doelwit was geïnstalleerd, het straalrendement was 5%, vermoedelijk werd een aanzienlijk deel van de straalenergie geabsorbeerd door vochtverdamping van het zeeoppervlak.
In de Verenigde Staten wordt sinds de jaren 70 van de vorige eeuw, toen het ASMD-programma (Anti-Ship Missile Defense) begon, ook onderzoek gedaan naar het maken van gevechtslaserwapens. Aanvankelijk werd gewerkt aan gasdynamische lasers, maar daarna verschoof de nadruk naar chemische lasers.
In 1973 begon TRW te werken aan een experimenteel demonstratiemodel van een continue fluoride-deuteriumlaser NACL (Navy ARPA Chemical Laser), met een vermogen van ongeveer 100 kW. Onderzoeks- en ontwikkelingswerk (R&D) op het NACL-complex werd uitgevoerd tot 1976.
In 1977 lanceerde het Amerikaanse ministerie van Defensie het Sea Light-programma, gericht op de ontwikkeling van een hoogenergetische laserinstallatie met een capaciteit tot 2 MW. Als resultaat werd een polygooninstallatie voor een fluoride-deuterium chemische laser "MIRACL" (Mid-IniaRed Advanced Chemical Laser) gecreëerd, die werkt in een continue modus van stralingsgeneratie, met een maximaal uitgangsvermogen van 2,2 MW bij een golflengte van 3,8 μm, de eerste tests werden uitgevoerd in september 1980.
In 1989 werden in het White Sands-testcentrum experimenten uitgevoerd met behulp van het MIRACL-lasercomplex om radiogestuurde doelen van het BQM-34-type te onderscheppen, waarbij de vlucht van anti-scheepsraketten (ASM) met subsonische snelheden werd gesimuleerd. Vervolgens werden onderscheppingen van supersonische (M = 2) Vandaalraketten uitgevoerd, waarmee een aanval door anti-scheepsraketten op lage hoogte werd gesimuleerd. Tijdens tests uitgevoerd van 1991 tot 1993 verduidelijkten de ontwikkelaars de criteria voor de vernietiging van raketten van verschillende klassen, en voerden ze ook praktische onderschepping uit van onbemande luchtvaartuigen (UAV's), waarbij het gebruik van anti-scheepsraketten door de vijand werd gesimuleerd.
Eind jaren negentig werd het gebruik van een chemische laser als scheepswapen afgeschaft vanwege de noodzaak om giftige componenten op te slaan en te gebruiken.
In de toekomst richtten de Amerikaanse marine en andere NAVO-landen zich op lasers, die worden aangedreven door elektrische energie.
Als onderdeel van het SSL-TM-programma heeft Raytheon een 33 kW LaWS (Laser Weapon System) demo-lasercomplex gecreëerd. Tijdens proeven in 2012 trof het LaWS-complex, van de Dewey-vernietiger (EM) (van de Arleigh Burke-klasse), 12 BQM-I74A-doelen.
Het LaWS-complex is modulair, het vermogen wordt verkregen door bundels van solid-state infraroodlasers met een lager vermogen bij elkaar op te tellen. De lasers zijn ondergebracht in een enkele massieve behuizing. Sinds 2014 is het LaWS-lasercomplex geïnstalleerd op het oorlogsschip USS Ponce (LPD-15) om het effect van reële bedrijfsomstandigheden op de bruikbaarheid en effectiviteit van het wapen te beoordelen. Tegen 2017 moest het vermogen van het complex worden verhoogd tot 100 kW.
Demonstratie van de LaWS-laser
Momenteel ontwikkelen verschillende Amerikaanse bedrijven, waaronder Northrop Grumman, Boeing en Locheed Martin, laserzelfverdedigingssystemen voor schepen op basis van solid-state en fiberlasers. Om de risico's te verminderen, voert de Amerikaanse marine tegelijkertijd verschillende programma's uit die gericht zijn op het verkrijgen van laserwapens. Door de naamsverandering bij de overdracht van projecten van het ene of het andere bedrijf, of het samenvoegen van projecten, kunnen er overlappingen zijn in namen.
Volgens berichten in de Amerikaanse media omvat het project van het veelbelovende US Navy-fregat FFG (X) de vereiste om een 150 kW-gevechtslaser te installeren (of een plaats voor installatie te reserveren), onder controle van het COMBATSS-21-gevechtssysteem.
Naast de Verenigde Staten wordt de grootste belangstelling voor lasers op zee getoond door de voormalige "heerser van de zeeën" - Groot-Brittannië. Door het ontbreken van een laserindustrie kan het project niet op zichzelf worden uitgevoerd, in het kader waarvan het Britse Ministerie van Defensie in 2016 een aanbesteding aankondigde voor de ontwikkeling van een LDEW (Laser Directed Energy Weapon) technologiedemonstrator, die werd gewonnen door het Duitse bedrijf MBDA Deutschland. In 2017 onthulde het consortium een prototype op ware grootte van de LDEW-laser.
Eerder in 2016 introduceerde MBDA Deutschland de Laser-effector, die kan worden geïnstalleerd op land- en zeeschepen en is ontworpen om UAV's, raketten en mortiergranaten te vernietigen. Het complex biedt verdediging in de 360-graden sector, heeft een minimale reactietijd en is in staat om aanvallen uit verschillende richtingen af te weren. Het bedrijf zegt dat zijn laser een enorm ontwikkelingspotentieel heeft.
“De laatste tijd heeft MBDA Deutschland zwaar geïnvesteerd vanuit zijn budget in lasertechnologie. We hebben significante resultaten behaald in vergelijking met andere bedrijven , - zegt het hoofd van het bedrijf voor verkoop en business development Peter Heilmeyer.
Duitse bedrijven staan op gelijke voet met Amerikaanse bedrijven, en halen ze mogelijk in in de laserwapenwedloop, en zijn heel goed in staat om als eersten niet alleen lasersystemen op het land, maar ook op zee te presenteren
In Frankrijk wordt het veelbelovende Advansea-project van DCNS overwogen waarbij gebruik wordt gemaakt van volledig elektrische voortstuwingstechnologie. Het is de bedoeling dat het Advansea-project wordt uitgerust met een elektriciteitsgenerator van 20 megawatt die kan voldoen aan de behoeften, waaronder veelbelovende laserwapens.
In Rusland kunnen volgens berichten in de media laserwapens worden ingezet op de veelbelovende nucleaire vernietiger Leader. Aan de ene kant stelt een kerncentrale ons in staat om aan te nemen dat er voldoende stroom is om laserwapens van stroom te voorzien, aan de andere kant bevindt dit project zich in de fase van voorlopig ontwerp en is het duidelijk voorbarig om over iets specifieks te praten.
Afzonderlijk is het noodzakelijk om het Amerikaanse project van een vrije elektronenlaser te benadrukken - Free Electron Laser (FEL), ontwikkeld in het belang van de Amerikaanse marine. Laserwapens van dit type hebben aanzienlijke verschillen in vergelijking met andere soorten lasers.
Straling in een vrije-elektronenlaser wordt gegenereerd door een mono-energetische bundel elektronen die beweegt in een periodiek systeem van afbuigende elektrische of magnetische velden. Door de energie van de elektronenstraal te veranderen, evenals de sterkte van het magnetische veld en de afstand tussen de magneten, is het mogelijk om de frequentie van laserstraling over een breed bereik te variëren, waarbij straling aan de uitgang wordt ontvangen in het bereik van X -straal naar magnetron.
Vrije-elektronenlasers zijn groot, waardoor ze moeilijk op kleine dragers kunnen worden geplaatst. In die zin zijn grote oppervlakteschepen optimale dragers van dit type laser.
Boeing ontwikkelt de FEL-laser voor de Amerikaanse marine. In 2011 werd een prototype 14 kW FEL-laser gedemonstreerd. Op dit moment is de staat van het werk aan deze laser onbekend; het was de bedoeling om het stralingsvermogen geleidelijk op te voeren tot 1 MW. De grootste moeilijkheid is het creëren van een elektroneninjector met het vereiste vermogen.
Ondanks het feit dat de afmetingen van de FEL-laser de afmetingen van lasers met een vergelijkbaar vermogen op basis van andere technologieën (vaste stof, vezel) zullen overtreffen, stelt het vermogen om de stralingsfrequentie over een breed bereik te veranderen u in staat om de golflengte in afhankelijk van de weersomstandigheden en het soort doel dat moet worden geraakt. Het verschijnen van FEL-lasers met voldoende vermogen is in de nabije toekomst moeilijk te verwachten, maar zal na 2030 gebeuren.
In vergelijking met andere soorten strijdkrachten heeft het plaatsen van laserwapens op oorlogsschepen zowel voor- als nadelen.
Op bestaande schepen wordt de kracht van laserwapens die tijdens modernisering kunnen worden geïnstalleerd, beperkt door de mogelijkheden van elektrische generatoren. De nieuwste en meest veelbelovende schepen worden ontwikkeld op basis van elektrische voortstuwingstechnologieën, die laserwapens van voldoende elektriciteit zullen voorzien.
Er is veel meer ruimte op schepen dan op grond en luchtvaartmaatschappijen, daarom zijn er geen problemen met het plaatsen van grote apparatuur. Tot slot zijn er mogelijkheden om laserapparatuur effectief te koelen.
Aan de andere kant bevinden schepen zich in een agressieve omgeving - zeewater, zoute mist. Een hoge luchtvochtigheid boven het zeeoppervlak zal het vermogen van laserstraling aanzienlijk verminderen wanneer doelen boven het wateroppervlak worden geraakt, en daarom kan het minimale vermogen van een laserwapen dat geschikt is voor inzet op schepen worden geschat op 100 kW.
Voor schepen is de noodzaak om "goedkope" doelen, zoals mijnen en ongeleide raketten, te verslaan niet zo cruciaal; dergelijke wapens kunnen alleen in hun basisgebied een beperkte bedreiging vormen. Ook kan de dreiging van kleine vaartuigen niet worden beschouwd als rechtvaardiging voor de inzet van laserwapens, hoewel deze in sommige gevallen ernstige schade kunnen aanrichten.
Kleine UAV's vormen een zekere bedreiging voor schepen, zowel als verkenningsmiddel als als middel om kwetsbare punten van het schip, bijvoorbeeld een radar, te vernietigen. Het verslaan van dergelijke UAV's met raket- en kanonwapens kan moeilijk zijn, en in dit geval zal de aanwezigheid van laserverdedigingswapens aan boord van het schip dit probleem volledig oplossen.
Anti-scheepsraketten (ASM), waartegen laserwapens kunnen worden gebruikt, kunnen worden onderverdeeld in twee subgroepen:
- laagvliegende subsonische en supersonische anti-scheepsraketten;
- supersonische en hypersonische anti-scheepsraketten, die van bovenaf aanvallen, ook langs een aeroballistisch traject.
Wat laagvliegende anti-scheepsraketten betreft, zal een obstakel voor laserwapens de kromming van het aardoppervlak zijn, die het bereik van een direct schot beperkt, en de verzadiging van de lagere atmosfeer met waterdamp, waardoor de kracht van de balk.
Om het getroffen gebied te vergroten wordt gekeken naar mogelijkheden om de emitterende elementen van laserwapens op de bovenbouw te plaatsen. Het vermogen van een laser die geschikt is voor het vernietigen van moderne laagvliegende anti-scheepsraketten zal hoogstwaarschijnlijk 300 kW of meer zijn.
Het getroffen gebied van anti-scheepsraketten die langs een traject op grote hoogte aanvallen, wordt alleen beperkt door de kracht van laserstraling en de mogelijkheden van geleidingssystemen.
Het moeilijkste doelwit zullen hypersonische anti-scheepsraketten zijn, zowel vanwege de minimale tijd die in het getroffen gebied wordt doorgebracht, als vanwege de aanwezigheid van standaard thermische beveiliging. De thermische beveiliging is echter geoptimaliseerd voor het verwarmen van het anti-scheepsraketlichaam tijdens de vlucht, en de extra kilowatt zal de raket uiteraard niet ten goede komen.
De behoefte aan gegarandeerde vernietiging van hypersonische anti-scheepsraketten vereist de plaatsing van lasers aan boord van het schip met een vermogen van meer dan 1 MW, de beste oplossing zou een vrije elektronenlaser zijn. Ook kunnen laserwapens met deze kracht worden gebruikt tegen ruimtevaartuigen met een lage baan om de aarde.
Van tijd tot tijd wordt in publicaties over militaire onderwerpen, waaronder op de Military Review, informatie besproken over de zwakke bescherming van anti-scheepsraketten met een radar homing head (RL seeker), tegen elektronische interferentie en maskeergordijnen die vanaf het schip worden gebruikt. De oplossing voor dit probleem wordt beschouwd als het gebruik van een multispectrale zoeker, inclusief televisie- en warmtebeeldkanalen. De aanwezigheid van laserwapens aan boord van het schip, zelfs met een minimumvermogen van ongeveer 100 kW, kan de voordelen van een anti-scheepsraketsysteem met een multispectrale zoeker neutraliseren, vanwege constante of tijdelijke verblinding van gevoelige matrices.
In de Verenigde Staten worden varianten van akoestische laserkanonnen ontwikkeld, die het mogelijk maken om op grote afstand van de stralingsbron intense geluidstrillingen te reproduceren. Misschien kunnen op basis van deze technologieën scheepslasers worden gebruikt om akoestische interferentie of valse doelen te creëren voor vijandelijke sonars en torpedo's.
Er kan dus worden aangenomen dat het verschijnen van laserwapens op oorlogsschepen hun weerstand tegen alle soorten aanvalswapens zal vergroten
Het belangrijkste obstakel voor het plaatsen van laserwapens op schepen is het ontbreken van de benodigde elektrische stroom. In dit opzicht zal de opkomst van een echt effectief laserwapen hoogstwaarschijnlijk pas beginnen met de ingebruikname van veelbelovende schepen met volledig elektrische voortstuwingstechnologie.
Op de gemoderniseerde schepen kan een beperkt aantal lasers met een vermogen van circa 100-300 kW worden geïnstalleerd.
Op onderzeeërs kan de onderzeeër door de plaatsing van laserwapens met een vermogen van 300 kW of meer met de output van straling via een eindapparaat op de periscoop de onderzeeër vijandelijke anti-onderzeeërwapens aanvallen vanaf de periscoopdiepte - anti-onderzeeërverdediging (ASW) vliegtuigen en helikopters.
Een verdere toename van het laservermogen, vanaf 1 MW en meer, zal ruimtevaartuigen met een lage baan om de aarde beschadigen of volledig vernietigen, volgens externe doelaanduiding. De voordelen van het plaatsen van dergelijke wapens op onderzeeërs: hoge stealth en wereldwijd bereik van de koerier. Het vermogen om in de wereldoceaan naar een onbeperkt bereik te bewegen, stelt een onderzeeër - een drager van een laserwapen - in staat om het punt te bereiken dat optimaal is voor het vernietigen van een ruimtesatelliet, rekening houdend met zijn vliegroute. En geheimhouding zal het voor de vijand moeilijk maken om claims in te dienen (nou ja, het ruimtevaartuig ging buiten dienst, hoe te bewijzen wie het heeft neergeschoten, als de strijdkrachten duidelijk niet aanwezig waren in deze regio).
Over het algemeen zal de marine in het beginstadium in mindere mate de voordelen van de introductie van laserwapens voelen dan andere typen krijgsmachten. In de toekomst, naarmate anti-scheepsraketten echter blijven verbeteren, zullen lasersystemen een integraal onderdeel worden van de luchtverdediging / raketverdediging van oppervlakteschepen en mogelijk onderzeeërs.
