De meest gebruikelijke manier om een systeem te neutraliseren of te vernietigen, is door er voldoende energie op te concentreren … En dit kan op verschillende manieren. Tot nu toe, in de militaire sfeer, was de fysieke impact van een projectiel de meest voorkomende, waarvan de energie en mechanische eigenschappen het toebrengen van voldoende schade garandeerden om het doelwit te vernietigen of uit te schakelen of zijn gevechtscapaciteiten aanzienlijk te verminderen
Een van de nadelen van deze benadering is dat om een bewegend doel te raken, het noodzakelijk is om de hoeveelheid lood te schatten die nodig is om het projectiel met het doel te ontmoeten, aangezien er een bepaalde tijd zal verstrijken vanaf het moment van het schot tot het doel raken, afhankelijk van de beginsnelheid en afstand. Maar een wapen hebben dat eigenlijk geen vliegtijd heeft, is de droom van elke soldaat.
Dit wapen bestaat echter al en de naam is LASER (afkorting van Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) - een methode om energie op een doelwit te concentreren dankzij een lichtstraal die een afstand ernaartoe aflegt met de "snelheid van het licht". ". Het anticipatieprobleem is in dit geval dus aanvankelijk niet meer aanwezig.
Aangezien er geen perfect systeem is, zijn er verschillende problemen die moeten worden aangepakt om de "laser" als wapen te gebruiken. De hoeveelheid energie die op het doel wordt vastgehouden, is evenredig met het vermogen van de laserstraling en de tijd dat de straal op het doel wordt vastgehouden. Het volgen van doelen wordt dus het grootste probleem. Ook brengt de kracht van het systeem zijn eigen problemen met zich mee, die rechtstreeks verband houden met de grootte en het stroomverbruik, omdat het leger in de regel mobiele systemen nodig heeft, dat wil zeggen dat deze "laserinstallaties" in het platform moeten worden geïntegreerd. Extreem hoge output laserwapens met een laag stroomverbruik en beperkte afmetingen blijven een droom, althans voorlopig.
Tegelijkertijd werd een paar jaar geleden in Japan het LFEX-experiment (Laser for Fast Ignition Experiment) uitgevoerd. Een straal met een vermogen van twee petawatt, oftewel een quadriljoen (1015) watt, een ultrakorte tijdsperiode werd geactiveerd, één picoseconde (1012 seconden). Volgens Japanse wetenschappers was de energie die nodig was voor deze activering het equivalent van de energie die nodig was om de magnetron twee seconden van stroom te voorzien. Op dit punt zou het goed zijn om "Eureka!" te roepen, aangezien alle problemen opgelost lijken te zijn. Maar die was er niet, de overlast kroop hier vanaf de zijkant van de maat, want om een vermogen van 2 petawatt te halen, heeft het LFEX-systeem een koffer van 100 meter lang nodig. Zo proberen talloze lasersysteembedrijven de macht-energie-groottevergelijking op verschillende manieren op te lossen. Hierdoor ontstaan steeds meer wapensystemen, terwijl de psychologische weerstand tegen deze nieuwe categorie militaire wapens lijkt af te nemen.
Duitsland aan het werk
In Europa werken twee hoofdgroepen, onder leiding van Rheinmetall en MBDA, aan hoogenergetische HEL-lasers (High Energy Laser) en beschouwen ze als defensieve en offensieve wapens. In het najaar van 2013 hield het Duitse team een uitgebreide demonstratie op hun Zwitserse testlocatie in Ochsenboden, waarbij hoogenergetische lasers werden geïnstalleerd op verschillende soorten platforms. Mobile HEL Effector Track V klasse 5 kW werd geïnstalleerd op de M113 pantserwagen, Mobile HEL Effector Wheel XX klasse 20 kW op het universele pantservoertuig GTK Boxer 8x8 en tot slot werd de Mobile HEL Effector Container L klasse 50 kW geïnstalleerd in de versterkte Drehtainer container op het chassis van de Tatra 8x8 vrachtwagen.
Van bijzonder belang is de 30 kW stationaire Laser Weapon Demonstrator die op de Skyshield-geschutskoepel is geïnstalleerd en het vermogen heeft getoond om meerdere aanvallen van RAM-type objecten (ongeleide raketten, artillerie- en mortiergranaten) en drones af te weren. Het platform op wielen heeft zijn vermogen getoond om UAV's op een afstand van maximaal 1500 meter te neutraliseren en werd ook gebruikt om een patroon in een patroonriem te laten ontploffen met het oog op "technische" blokkering van een groot kaliber machinegeweer. Als we het hebben over het rupsbandsysteem, dan werd het gebruikt om IED's te neutraliseren en obstakels te verwijderen, bijvoorbeeld brandend prikkeldraad van een lange afstand. Een krachtiger systeem in een container werd gebruikt om de werking van opto-elektronische systemen op een afstand van maximaal 2 km te verstoren.
Tegelijkertijd kon de stationaire toreninstallatie een mortiergranaat van 82 mm op een afstand van een kilometer uitbranden, waarbij de straal gedurende 4 seconden op het doelwit bleef. Verder trof de installatie 90% van de stalen kogels met explosieven, waarbij 82 mm mortiergranaten werden nagebootst, die in een salvo na elkaar werden afgevuurd. Ook nam de installatie escorte en vernietigde drie jet-UAV's. Rheinmetall bleef gerichte energiesystemen ontwikkelen en presenteerde verschillende nieuwe systemen en apparaten op IDEX 2017. Volgens experts van Rheinmetall is er de afgelopen vijf jaar een aanzienlijk aantal laserwapensystemen op de markt gekomen. Afhankelijk van het platform lijkt de testmethode voor militaire specificaties sterk op die voor optocoupler-systemen. "Met betrekking tot grondsystemen zijn we van mening dat we ons in het stadium van TRL 5-6 (technologiedemonstratiemonster) bevinden", merkten de experts op, en benadrukten dat verdere inspanningen moeten worden gericht op gewicht en grootte en energieverbruikkenmerken, en de grootste werk heeft te maken met veiligheidssystemen. De situatie verandert echter vrij snel en "in de afgelopen acht jaar hebben we gedaan wat de afgelopen 600 jaar op het gebied van geweren is gedaan", meent het bedrijf. Naast landtoepassingen werkt Rheinmetall ook aan maritieme systemen. In 2015 werden laserwapens getest aan boord van een buiten dienst gesteld vaartuig; dit zijn de eerste tests van een laser in Europa als onderdeel van ship-to-shore missies.
In zijn concept "Below Patriot" ("Below the Patriot-complex", een oplossing om militaire middelen te neutraliseren die niet kunnen worden gestopt door grotere luchtverdedigingssystemen op basis van raketsystemen), integreert Rheinmetall, naast raketten en kanonnen, een laser geïnstalleerd in de Skyshield-toren. Deze aanpasbare laser van 30 kW wordt gebruikt om UAV's tegen te gaan en is bijzonder effectief tegen massale aanvallen. Er wordt aangenomen dat een straal van 20 kW voldoende is voor gebruik in dergelijke vliegtuigen, vooral lichte vliegtuigen, die de grootste bedreiging kunnen vormen onder het "Below Patriot" -concept. Het smeltproces vindt plaats op afstand, terwijl de elektronische circuits van de drone worden uitgeschakeld of catastrofale schade aan het materiaal optreedt. De vereiste nauwkeurigheid is 3 cm op een afstand van een kilometer, wat volgens Rheinmetall haalbaar is; het voorspelt de adoptie van een klasse 1-installatie binnen twee tot drie jaar.
Een 10 kW lasermontage werd bovenop de nieuwe Sea Snake-27 gestabiliseerde scheepskanonsteun geïnstalleerd. Rheinmetall heeft een praktische toepassing voor zo'n laser voorgesteld - het doorsnijden van radarmasten of vijandelijke radioantennes - zoiets als het laserequivalent van een waarschuwingsschot uit een kanon. Een vergelijkbare laser werd ook gepresenteerd op een prototype van een ultralichte, op afstand bestuurbare toren die volledig van koolstofvezel is gemaakt, slechts 80 kg weegt met actuatoren en optronica en een draagvermogen heeft van 150 kg. Last but not least werd het kleinste lasersysteem in deze show met een vermogen van 3 kW gepresenteerd in een op afstand bestuurbaar wapenstation gemonteerd op de toren van een gemoderniseerde Leopard 2-tank. IED). Volgens Rheinmetall wacht de markt momenteel op lasersystemen van klasse 1. Maximaal vermogen is hier geen probleem, aanvullende systemen kunnen in een modulair concept worden gecombineerd, bijvoorbeeld twee 50 kW of drie 30 kW emitters kunnen worden geïnstalleerd om hogere vermogensniveaus te bereiken … …
Het bedrijf werkt ook aan technologieën die de effecten van het weer op de balk gedeeltelijk kunnen compenseren. Een hoog vermogen van ongeveer 100 kW wordt overwogen voor de taken van het bestrijden van raketten, artilleriegranaten en mortiergranaten, evenals voor het verblinden van opto-elektronische systemen op aanzienlijke afstanden. Voor de tweede taak wordt aangenomen dat een instelbaar vermogen wenselijk is, waardoor energie wordt bespaard voor herhaald "vuren". Rheinmetall werkt nauw samen met de Duitse Bundeswehr aan een programma om een nieuwe hoogenergetische laserfaciliteit te ontwikkelen.
Groot-Brittannië probeert ook
In januari 2017 kondigde het Britse ministerie van Defensie aan dat het een overeenkomst had getekend om een demonstratielaserwapen te ontwikkelen met een speciaal opgerichte industriële groep die bekend staat als Dragonfire. De Dragonfire-groep, geleid door MBDA, is opgericht vanuit het besef dat geen enkel bedrijf het Defense Science and Technology Laboratory (DSTL)-programma zelfstandig kan uitvoeren. Deze oplossing brengt dus de beste praktijken van de Britse industrie samen: MBDA zal zijn expertise in het belangrijkste wapensysteem, geavanceerd wapencontrolesysteem, beeldvormingssystemen leveren en zijn inspanningen coördineren met QinetiQ (laserbrononderzoek en technologiedemonstratie), Selex / Leonardo (moderne optica, doelaanduiding en doelvolgsystemen), GKN (innovatieve energieopslagtechnologieën), BAE Systems en Marshall Land Systems (integratie van zee- en landplatforms) en Arke (onderhoud gedurende de gehele levensduur). Demonstratietests gepland voor 2019 zullen aantonen dat laserwapens in staat zijn om typische doelen op afstand aan te pakken, zowel op het land als op zee.
Het contract ter waarde van 35 miljoen euro stelt deze industriële groep in staat om verschillende technologieën te gebruiken en de mogelijkheden van het systeem te testen om doelen op verschillende afstanden, in veranderende weersomstandigheden, op het water en op het land te detecteren, volgen en neutraliseren. Het doel is om het VK aanzienlijke capaciteiten te bieden op het gebied van laserwapensystemen met hoge energie. Dit zal de basis leggen voor het operationele voordeel dat technologie biedt, evenals de vrije export van dergelijke systemen ter ondersteuning van het Prosperity-programma dat wordt beschreven in de Britse Defensie- en Veiligheidsstrategie voor 2019, met het verslaan van typische doelen op het land en op zee. Demonstraties omvatten de initiële planning van een gevechtsmissie en doeldetectie, transmissie van een laserstraal naar een controleapparaat, de begeleiding en tracking, een beoordeling van de mate van gevechtsschade, evenals een demonstratie van de mogelijkheid om naar de volgende te gaan. fiets. Het project zal niet alleen helpen bij het bepalen van de toekomst van het programma, maar zal DSTL ook helpen een inbedrijfstellingsplan op te stellen dat, indien succesvol getest, rond het midden van de jaren 2020 wordt geprojecteerd. Naast het Dragonfire-programma implementeert het Britse DSTL-laboratorium een aanvullend programma om de impact van laserwapens op mogelijke doelen van verschillende typen te testen; de eerste tests werden uitgevoerd op een mortiergranaat van 82 mm.
Duitsland weer
De Europese raketfabrikant MBDA werkt actief samen met de Duitse regering en het leger aan laserwapens. Beginnend met een demonstratie van prototypetechnologie in 2010, pionierde ze met een enkele 5 kW-straal en verbond ze vervolgens mechanisch om een 10 kW-straal te produceren. In 2012 werd een nieuwe laboratoriumfaciliteit uitgerust met vier 10 kW-lasers om experimenten uit te voeren om raketten, artilleriegranaten en mortiermunitie te onderscheppen. Eind 2012 zijn er tests uitgevoerd, ingenieurs probeerden deze installatie in een reeks tests in de Alpen te integreren in meerdere containers, maar het was zeker moeilijk om dit systeem mobiel te noemen. De volgende stap was dus het ontwikkelen van een prototype dat gemakkelijk in het veld kon worden ingezet. In 2014-2016 hebben wetenschappers en ingenieurs er hard aan gewerkt op de testlocatie in Schrobenhausen, wat resulteerde in de eerste experimenten met het nieuwe systeem, uitgevoerd in oktober vorig jaar.
De tests werden uitgevoerd op de trainingsbasis Putlos in de Oostzee en waren vooral gericht op het testen van het geleidings- en straalcorrectiesysteem met gesimuleerde treffers op verschillende afstanden; hiervoor werd een quadcopter gebruikt als luchtdoelwit. De keuze voor deze testlocatie hield in de eerste plaats verband met veiligheidsoverwegingen, maar ook met het feit dat de vloten momenteel het meest actief zijn in de ontwikkeling van laserwapeninstallaties. De nieuwe demo werd geïnstalleerd in een 20ft ISO container; de reden hiervoor is om de kosten te verlagen, aangezien het in dit geval niet veel integratiewerk vergde, in tegenstelling tot het installeren van het systeem op een militair platform. In dit geval neemt het lasersysteem niet het volledige volume in de container in beslag. Een andere kostenbesparende maatregel was het besluit om de stroomvoorziening niet in de proefinstallatie zelf te integreren, terwijl het beschikbare overtollige volume dit wel zou kunnen. Het extra volume zou het ook mogelijk kunnen maken om een mechanisme toe te voegen om de bovenkant van de lasergeleidingsinrichting in het binnenste van de verzendcontainer te laten zakken. Al deze oplossingen kunnen worden geïmplementeerd in het systeem dat al in gebruik is. MBDA Duitsland wacht momenteel op de volgende testfase, die het hele systeem zal testen, inclusief het genereren van een krachtige laserstraal. Dit zou eind 2017-begin 2018 moeten gebeuren.
De nieuwe demonstratie-eenheid is gebaseerd op een straalgenererend systeem en een geleidingsapparaat, de twee apparaten zijn mechanisch van elkaar gescheiden. De huidige bron is één 10 kW fiberlaser ingebouwd in de container samen met alle apparatuur, computers en warmteafvoersysteem, enz. De laserstraal wordt via een glasvezel in een geleidingsinrichting geprojecteerd. Hierbij is gebruik gemaakt van de reeds door MBDA opgedane ervaring. Er zijn echter enkele onderdelen speciaal ontwikkeld voor dit lasersysteem, wat de nauwkeurigheid, hoeksnelheid en versnelling aanzienlijk verbetert in vergelijking met standaardsystemen. Het scheiden van de twee elementen maakt ook een continue azimutdekking van 360 ° mogelijk, terwijl de elevatiehoeken variëren van + 90 ° tot -90 °, waardoor een sector van meer dan 180 ° wordt bestreken. Om de straalrichteenheid te optimaliseren, is er ook een telescopisch optisch systeem in geïntegreerd. Versnelling en giersnelheid zijn essentieel bij het omgaan met zeer manoeuvreerbare doelen zoals micro- en mini-UAV's, en als het gaat om het afweren van massale aanvallen. Een andere belangrijke factor is kracht, want hoe hoger de kracht, hoe minder tijd het kost om het doelwit te vernietigen/neutraliseren. In dit opzicht hebben de ontwikkelaars geprobeerd ervoor te zorgen dat de nieuwe experimentele opstelling verschillende laserbronnen zou kunnen accepteren, die, wanneer gecombineerd, het uitgangsvermogen kunnen verhogen. Bovendien zal de ontkoppeling van de lasergenerator en het geleidingsapparaat het in de toekomst mogelijk maken om nieuwe typen lasergeneratoren met een hogere energiedichtheid te accepteren, waardoor het mogelijk is om meer vermogen in een kleinere module te verpakken. MBDA Duitsland volgt de ontwikkeling van de energievoorziening nauwlettend, aangezien de kwaliteit van de bundel een sleutelfactor blijft. Net als bij de vorige laboratoriumopstelling werden alleen spiegels gebruikt die gemakkelijk meer kracht aankunnen dan lenzen, deze laatste werden vanwege thermische problemen uit het systeem verwijderd. De geleidingsinrichting is dus bestand tegen een vermogen van meer dan 50 kW. Al lijkt de theoretische limiet van 120-150 kW best realistisch.
MBDA Duitsland is van mening dat het anti-UAV-systeem een uitgangsvermogen van 20 tot 50 kW moet hebben; dezelfde hoeveelheid energie is nodig om speedboten, het favoriete doelwit van de vloot, te bestrijden. Het bedrijf heeft fors geïnvesteerd in trackingtechnologie om drones met een startgewicht van minder dan 50 kg het hoofd te bieden. Wat betreft het onderscheppen van raketten, artilleriegranaten en mortiermunitie, dat oorspronkelijk werd beschouwd als een van de hoofdtaken van laserinstallaties, realiseerden de klanten zich dat de ontwikkeling van dergelijke systemen op basis van lasers op dit moment nogal problematisch blijft. Als gevolg hiervan zijn de prioriteiten van de meeste militairen veranderd. Het nieuwe systeem dat wordt getest, bevindt zich op het TRL-5 (Technology Demonstrator)-gereedheidsniveau - "technologie bewezen in de juiste omgeving". Om een volwaardig prototype te krijgen, moet het systeem worden verfijnd in de richting van aanpassingsvermogen aan gebruik in ongunstige omstandigheden, terwijl sommige kant-en-klare commerciële componenten gekwalificeerd moeten worden voor militaire taken.
MBDA Duitsland ontwikkelt momenteel een programma voor de volgende reeks tests die eind dit jaar of begin volgend jaar moeten worden afgerond; dit werk wordt uitgevoerd in nauw contact met de Bundeswehr, die dit programma gedeeltelijk financiert. Het is tijd voor een daadwerkelijk contract om een werkbaar, batchklaar systeem te ontwikkelen dat niet alleen voor financiering zorgt, maar ook voor duidelijke vereisten. MBDA Duitsland is van mening dat na ontvangst van een dergelijk contract het systeem begin 2020 gereed zal zijn.
Buiten Europa
In de VS zijn veel lasersystemen ontwikkeld. In 2014 werd het lasersysteem getest op de USS Ponce, gestationeerd in de Perzische Golf. Het 33 kW LaWS (Laser Weapon System) lasersysteem, ontwikkeld door Kratos, schoot met succes op kleine boten en drones. Lockheed Martin ontwikkelde in dezelfde periode zijn ADAM-systeem (Area defense Anti-Munitions), dit prototype laserwapen was ontworpen om van dichtbij te vechten met zelfgemaakte raketten, drones en boten. Hij demonstreerde zijn vermogen om doelen te volgen op afstanden van meer dan 5 km en ze te vernietigen op afstanden tot 2 km. Eind 2015 onthulde Lockheed zijn nieuwe Athena 30 kW-eenheid op basis van ADAM-technologie. Er is weinig bekend over Russische laserwapenprogramma's. In januari 2017 maakte viceminister van Defensie Yuri Borisov bekend dat het land bezig is met de ontwikkeling van laser- en andere hightechwapens en dat Russische wetenschappers een belangrijke doorbraak hebben bereikt op het gebied van lasertechnologie. En verder geen details…
