La luz y la penumbra en el camino de los estadounidenses hacia las armas láser
Pruebas recientes de sistemas láser para defensa aérea y antiaérea dronesque se están desarrollando en una serie de proyectos indican que su aplicación solo se expandirá en la próxima década.
Los sistemas de armas láser están lejos de ser un concepto nuevo, pero persisten algunos problemas importantes en su desarrollo diario.
Según David James, de la Universidad de Crenfield (Reino Unido), estos sistemas se dividen en dos grandes categorías. El primero es оружиеdiseñado para golpear miras y otros sensores ópticos, mientras que el segundo se enfoca en combatir misiles y drones no guiados. Los sistemas de la segunda categoría atraen cada vez más atención militar, ya que las armas láser se vuelven más eficientes y las fuentes de energía se reducen en tamaño. James señaló:
“Tales sistemas tienen una serie de ventajas. Ofrecen municiones casi infinitas ... si el sistema de suministro de energía funciona, entonces el sistema láser continuará funcionando. Son relativamente fáciles de manejar, es decir, el proceso de capacitación del personal no es demasiado complicado ”.
Del mar a la tierra
Como señaló James, en las últimas décadas se ha realizado una cantidad significativa de trabajo en esta área, especialmente en el sector marítimo, donde una serie de programas consideran la factibilidad de usar láseres para hacer frente a amenazas como, por ejemplo, UAV marinos o pequeñas embarcaciones.
Los sistemas basados en barcos comenzaron a aparecer primero, ya que tienen fácil acceso a una fuente de energía de alta potencia, mientras que aumentar la efectividad de las armas láser las hace más accesibles para las fuerzas terrestres. Esto se demuestra más claramente por el proyecto del ejército estadounidense para crear un prototipo y desplegar el primer sistema láser de combate. Se instalarán sistemas de 50 kW en cuatro vehículos blindados Stryker en 2022 para apoyar las tareas de defensa aérea móvil de corto alcance, designado M-SHORAD (Maniobra - Defensa aérea de corto alcance) para proteger a las brigadas de combate de vehículos aéreos no tripulados, misiles no guiados, artillería y fuego de mortero, y aviación tipo de helicóptero
"Ha llegado el momento de entregar armas de energía dirigida al campo de batalla", dijo Neil Tergood, director de la Oficina de Armas Hipersónicas, Dirigidas de Energía y Espacio en el Ejército de EE. UU., Durante la emisión del contrato. - El ejército reconoce la necesidad de láseres de energía direccionales, que está previsto en el plan de modernización del ejército. Esto ya no es una actividad de investigación o demostración. Esta es una oportunidad de combate estratégica y estamos en el camino correcto, lo que lo llevará directamente a las manos de los soldados ".
Los láseres podrían desempeñar un papel clave en la lucha contra los UAV en el futuro campo de batalla
Como señaló James, tales desarrollos podrían ayudar a llenar el vacío en las capacidades potenciales de combate, especialmente en relación con los UAV. Cuando aparece una gran cantidad drones en el campo de batalla, las tropas terrestres deben ser capaces de hacer frente a la amenaza. En la actualidad, esta tarea se resuelve disparando armas pequeñas y ametralladoras a muy corta distancia, aunque es evidente que aquí es muy difícil realizar fuego dirigido. Una alternativa cinética podrían ser los misiles tierra-aire. Sin embargo, a diferencia de los misiles, los drones son mucho más baratos de fabricar y operar.
"El argumento económico es que no es rentable usar misiles en un enjambre de drones, ya que los misiles terminarán muy rápidamente. Debes conservar tu arsenal de misiles para propósitos más importantes, como aviones o helicópteros ”.
Otra ventaja de los láseres es su velocidad.
"Dado que la" munición "se mueve a la velocidad de la luz, de hecho, incluso si coloca el rayo sobre el objetivo por un momento, caerá en el dron ... incluso si cruza su línea de visión a una velocidad terrible, simplemente apunte el láser a la plataforma del enemigo - y Tu meta. "
Independientemente de la amenaza
Craig Robin, jefe de la Oficina de Proyectos de Energía Dirigida del Ejército de EE. UU., Está de acuerdo con este punto de vista, y agrega que los sistemas de armas láser también son indiferentes a las amenazas.
"La mayoría de los materiales no retienen el calor, si enfocas el láser en una mina o un dron, tu efecto será fatal".
Todo esto, por supuesto, ofrece ventajas desde un punto de vista financiero, pero al mismo tiempo, los sistemas láser pueden reducir el volumen de material y suministros técnicos para los militares.
“Con respecto a los medios cinéticos, debe hacer cohetes, debe dar servicio a los cohetes, debe descartarlos. "Esto claramente no se aplica a los sistemas de armas con suministro de energía, es decir, la carga logística se reduce significativamente con ellos".
La oficina de Robin es parte de la Oficina de Capacidades Rápidas y Tecnologías Críticas de RCCTO. Bajo el liderazgo de Tergud, la organización está trabajando para introducir nuevas tecnologías en desarrollos experimentales que puedan llegar a los soldados. La energía dirigida es el foco principal en esta actividad.
En el trabajo sobre el láser M-SHORAD, se utilizaron los logros del anterior proyecto MHHEL (láser de alta energía para múltiples misiones), que también preveía la instalación de un láser de 50 kW en una máquina Stryker y la fabricación de un prototipo en 2021. Sin embargo, el RCCTO decidió ampliar el alcance del proyecto, por lo que actualmente está previsto desplegar cuatro láseres. Trabajando en colaboración con el contratista principal de Kord Technologies, Raytheon y Northrop Grumman son competidores en este proyecto, ofreciendo sus prototipos M-SHORAD.
RCCTO está involucrado en otros proyectos en el campo de la energía direccional. El énfasis principal está en la protección indirecta contra incendios proporcionada por el sistema de armas instalado en la máquina Stryker. El objetivo de este proyecto, conocido como la capacidad de protección contra incendios indirectos: láser de alta energía y que representa el desarrollo posterior del programa demostrador de vehículos tácticos con láser de alta energía, es cambiar de un sistema de 100 kW a un láser de 300 kW y suministrarlo a las tropas para 2024.
El ejército instaló previamente un láser de 10 kW en una máquina Stryker como parte del proyecto MEHEL (Láser móvil experimental de alta energía), que formó la base del trabajo de M-SHORAD.
La decisión de aumentar el poder de armamento se basó en el desarrollo exitoso. Como Robin explicó: "Con respecto a la sofisticación de la tecnología, las inversiones de la industria han ayudado a acelerar significativamente todo el proceso y lograr buenos resultados".
Fibra óptica
Scott Schnorrenberg de Kord Technologies dijo que ha habido una transición de los láseres de estado sólido a los dispositivos de fibra espectralmente combinados, "que son significativamente más eficientes, lo que reduce su tamaño". Agregó que el progreso obvio en el campo de las baterías de alta capacidad, los sistemas de generación de energía y la regulación térmica juega un papel importante, permitiendo la instalación de sistemas láser muy potentes en vehículos de combate relativamente pequeños.
Kord se centra actualmente en el desarrollo de tecnología como parte de la fase de I + D y su uso en el desarrollo de un prototipo y en productos seriales posteriores. Schnorrenberg también señaló las ventajas de los láseres en términos de logística, y señaló que "también están equipados con sensores potentes para obtener capacidades adicionales para recopilar información y designación de objetivos en el campo de batalla". Él cree que después de implementar sistemas bajo el proyecto M-SHORAD y otros programas, el alcance de los láseres debería expandirse en los próximos años.
En un futuro cercano, los usuarios militares deberán dominar los principios del uso de combate de los sistemas de armas láser.
“Usted ve que los láseres se están desarrollando rápidamente, capturando otras plataformas y ampliando el rango de tareas, por ejemplo, destrucción de objetos explosivos, contrarrestar los medios de reconocimiento, puntería de alta precisión, potencia de radiación concentrada y transmisión de datos a alta velocidad. Una gama cada vez mayor de objetivos potenciales contribuirá sin duda a un aumento en la gama de plataformas básicas en las que se instalarán los sistemas láser ".
Evan Hunt, jefe del departamento de láser de alta potencia en Raytheon, también señaló la posibilidad de seguimiento de objetivos con sistemas láser.
"Con solo tocar un botón después de identificar el dron como una amenaza, puedes derribarlo instantáneamente, y será un proceso tan rápido cuando el choque comienza al mismo tiempo que se presiona el botón". "Esta es una forma revolucionaria de alcanzar objetivos en comparación con la munición tradicional, que bien podría no caer y romperse en fragmentos en diferentes direcciones".
"Estamos hablando de un nuevo tipo de tecnología que le permite detectar, rastrear, identificar y alcanzar objetivos de forma bastante independiente de una manera que puede usarse potencialmente incluso en proximidad relativa a áreas industriales o residenciales, sin causar grandes daños".
"Estamos hablando de un nuevo tipo de tecnología que le permite detectar, rastrear, identificar y alcanzar objetivos de forma bastante independiente de una manera que puede usarse potencialmente incluso en proximidad relativa a áreas industriales o residenciales, sin causar grandes daños".
Derribando drones
Además de participar en el proyecto M-SHORAD, Raytheon presta especial atención al desarrollo de armas láser para combatir pequeños drones, en particular, en su concepto de "buggy de arena láser", un potente láser en combinación con un sistema patentado de observación multiespectral montado en un vehículo de campo a través. Polaris MRZR.
El sistema se está fabricando para la Fuerza Aérea de los EE. UU.; En 2020, está prevista la entrega de tres plataformas. A fines del mismo año, estas tres unidades móviles se desplegarán en el extranjero para evaluación operativa.
Durante numerosos espectáculos para la Fuerza Aérea y el Ejército, Raytheon derribó más de 100 drones desde su buggy. La Fuerza Aérea podría usar el sistema en una serie de tareas, por ejemplo, un automóvil puede estacionarse al final de la pista para interferir o destruir UAV no deseados que ingresan al espacio aéreo. Hunt señaló:
“Los láseres han confirmado que son los medios más precisos y efectivos de daño directo a los drones. "La combinación mágica" de características le permite desactivar silenciosamente y discretamente varios drones a la vez de una manera muy precisa y económica, por lo que no son tan destructivos como las armas cinéticas ".
Antes de que las armas láser entren en servicio en cantidades significativas, es necesario resolver una serie de problemas urgentes. Robin notó que el láser en sí es uno de los tres elementos importantes de la instalación de armamento junto con el controlador del haz, que dirige con precisión el haz a la amenaza y lo acompaña, y el subsistema de generación y gestión de energía. El último subsistema debe ser lo suficientemente compacto como para su instalación en vehículos, aunque en este caso puede aprovechar los desarrollos del sector automotriz, en particular el desarrollo de sistemas de baterías que contribuyeron al rápido desarrollo de vehículos eléctricos. "Desea conducir su automóvil eléctrico a la misma velocidad durante mucho tiempo, que es muy similar a cómo desea que funcione el láser", continuó Hunt. "Los requisitos para esta tecnología y los láseres son similares y aquí se superponen".
Según James, la reducción de los sistemas de energía es un factor limitante. Él espera que el Ejército de EE. UU. Y sus socios enfrenten problemas para colocar dicho equipo en una máquina Stryker. Además, señaló que no todos los objetivos en el sistema M-SHORAD son iguales y hay preguntas sobre qué nivel de daño será necesario para plataformas de varios tipos.
“Si estos son solo drones que estás buscando, entonces esto reduce el rango de objetivos en ese sentido, la nomenclatura de los materiales de los que están hechos se reduce. Si este es un dron muy grande, entonces quizás deberías usar un misil tierra-aire ".
Por otro lado, según James, el rango es el factor más importante a tener en cuenta: cuanto mayor sea la distancia que desea causar daño, más potencia se necesita. Señaló que la atmósfera está llena de varias partículas que dispersan la luz, es decir, nunca habrá transmisión de luz al cien por cien. A una distancia de un kilómetro, la atmósfera puede ser permeable en un 85%, es decir, el 15% de la luz no alcanzará la meta. A una distancia de más de 5 km, las pérdidas pueden ser del 50%, "es decir, la mitad de los fotones simplemente se pierden, el rayo láser pierde su fuerza y no alcanza el objetivo".
Aprende a pelear
"El principal desafío para los usuarios militares será entrenarse para lidiar con un conjunto de objetivos en expansión", dijo Chris Fry, director de la unidad central del sistema de defensa antimisiles de Northrop Grumman, aunque señaló que se están alejando de las demostraciones experimentales y tecnológicas y recurriendo al uso de soldados de la vida real, que "Nos permitirá adoptar, adaptar y mejorar la tecnología". Además del proyecto M-SHORAD, Northrop Grumman trabajó con el Ejército de los EE. UU. En varios otros programas de energía direccional, así como con el Departamento de Investigación Naval, DARPA, el Laboratorio de la Fuerza Aérea y otros clientes.
El desarrollo y despliegue del prototipo M-SHORAD para el Ejército de EE. UU. Se basa en el trabajo en el proyecto MMHEL
"El enfoque está en construir sistemas básicos integrales", agregó Fry. “No se trata solo del láser, sino de todo el sistema: radar, sistema de comando y control, red, plataforma, generación de energía y control. La máxima eficiencia de todos estos componentes y la forma en que trabajan juntos son importantes para maximizar el potencial del sistema ".
Northrop Grumman dijo que aunque el tamaño y las características de potencia de los sistemas se han reducido significativamente en la última década, esperan que este proceso se acelere en los próximos años. La capacidad de los sistemas láser para acompañar las amenazas y "mantener los fotones en el objetivo tanto tiempo como sea necesario para proporcionar el efecto deseado" también ha aumentado significativamente.
Creación
Schnorrenberg dijo que el mayor desafío en este momento son las limitaciones de producción. Debido al número limitado de sistemas láser desarrollados hasta la fecha, la base de producción no está desarrollada, es decir, los componentes más importantes aún deben desarrollarse para escenarios de producción a gran escala.
"El gobierno de Estados Unidos está invirtiendo en el desarrollo de una base de fabricación para resolver este problema", agregó. "En última instancia, la industria eventualmente proporcionará mecanismos ejecutivos para desarrollar esta base".
Esta es la clave para la fijación de objetivos del Ejército de EE. UU. Con respecto al programa M-SHORAD. El anuncio del contrato señaló que la selección de Northrop Grumman y Raytheon "fomentará la competencia y estimulará la base industrial para construir sistemas de energía dirigida".
James espera que en los próximos años el láser se desarrolle como un arma militar a su manera. Aunque duda de que los láseres funcionen como sistemas completamente separados, cree que sin duda se convertirán en un complemento esencial para otras armas. Es poco probable que los sistemas de defensa aérea, por ejemplo, consistan solo en láseres, pero se convertirán en parte de un sistema más amplio, incluidos los misiles. Además, para combatir objetivos a distancias ultra cortas, los militares probablemente deseen dejar un soldado separado.
"Quizás los láseres se convertirán para siempre en parte del sistema central".
"Para que los láseres sean realmente efectivos y más útiles para el Ejército de EE. UU., Su costo debe reducirse", dijo Robin. Sin embargo, cualquier tecnología que surja de un nicho de mercado, con el tiempo, comienza a desempeñar un papel más destacado.
"A medida que los prototipos y las pruebas de demostración se vuelven cada vez más, no solo en el ejército, sino también en otros tipos de aviones, pronto veremos la expansión de este mercado y la reducción en el costo de los sistemas de armas láser".
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