Military Review

La luz y la penumbra en el camino de los estadounidenses hacia las armas láser

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Pruebas recientes de sistemas láser para drones de combate y defensa aérea, desarrollados en varios proyectos, indican que su uso en la próxima década solo se expandirá.


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 de combate potenciales, especialmente con respecto a los UAV. Cuando una gran cantidad de drones aparecen en el campo de batalla, las fuerzas terrestres deben ser capaces de hacer frente a la amenaza. Actualmente, este problema se está resolviendo disparando armas pequeñas y ametralladoras desde muy cerca, aunque es obvio que el fuego directo aquí es muy difícil. Una alternativa cinética serían 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.

La luz y la penumbra en el camino de los estadounidenses hacia las armas láser

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".


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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  1. Ka-52
    Ka-52 22 Mayo 2020 05: 44
    +3
    "Desea conducir su automóvil eléctrico a la misma velocidad durante mucho tiempo, que es muy similar a cómo desea que funcione el láser,

    No lo hagas (por ahora). Todos los sistemas láser actuales, por analogía con los automóviles, son híbridos. La batería recargable proporciona "potencia instantánea" y al mismo tiempo alivia las sobretensiones durante el funcionamiento del láser. Pero la principal fuente de electricidad es un generador alimentado por motores de combustión interna.
    1. Klingon
      Klingon 22 Mayo 2020 09: 10
      0
      ¿Eres un experto en los componentes energéticos de los sistemas láser?
      significaba que un láser compacto necesita una batería pequeña, pero de gran capacidad, como los autos eléctricos como un Tesla, para poder colocarlo en un automóvil pequeño. Entonces escribieron sobre la analogía
      1. Ka-52
        Ka-52 22 Mayo 2020 09: 41
        0
        ¿Eres un experto en los componentes energéticos de los sistemas láser?

        y aparentemente aún no has terminado la escuela. De lo contrario, entenderían que las palabras
        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".

        estamos hablando de suministro de energía total debido a la energía ALMACENADA. Pero ahora no lo es. Ninguna, incluso las baterías "compactas Tesla", no será suficiente para crear el máximo rendimiento de un láser de combate. Creo que los próximos 30 años
        un láser compacto necesita una batería pequeña

        El volumen principal no es la batería, ni el generador, ni siquiera el láser en sí. La mayor parte del espacio recae en el motor de combustión interna y el sistema de enfriamiento.
    2. voyaka uh
      voyaka uh 22 Mayo 2020 18: 20
      +1
      "Pero la principal fuente de electricidad es un generador impulsado por un motor de combustión interna". ///
      Declaración de privacidad
      No solo de ICE. Puede ser un motor a reacción de avión. O gas
      Turbina de buque. Ellos, a través del generador, recargan las baterías
      o supercondensadores.
      Pero, mientras preparan un cinturón de ametralladora con cartuchos, puede prepararse con anticipación
      bloque de supercondensadores. Y el láser tendrá, por ejemplo, 50 pulsos de disparo.
      1. Observer2014
        Observer2014 22 Mayo 2020 22: 49
        -4
        voyaka uh (alexey)
        se puede preparar por adelantado
        bloque de supercondensadores. Y el láser tendrá, por ejemplo, 50 pulsos de disparo.
        sí Sí. Es posible. Solo queda inventar "Supercondensadores". No es suficiente inventar. Es necesario inventar un tamaño suficiente para la necesidad de un futuro dispositivo láser de armas pequeñas. La impresión es que estamos muy cerca de una ametralladora láser. Y al mismo tiempo, todavía estamos muy lejos de ella como arma en toda regla.
        1. voyaka uh
          voyaka uh 22 Mayo 2020 23: 33
          0
          No quise decir armas pequeñas. Cinturón de ametralladora
          fue dado solo como un ejemplo de
          y disparo rápido de pulso.
          Estamos hablando de la defensa aérea cercana.
          La compacidad es menos importante para él.
          Y los supercondensadores ya están inventados.
  2. Viento libre
    Viento libre 22 Mayo 2020 07: 08
    +4
    Los láseres no se pueden ignorar. Hace 20-10 años, se rieron de los estadounidenses, de los vehículos no tripulados. Se rieron, se contuvieron, cuando los beduinos ya estaban, en los camaradas empezaron a hacerlos, de mierda y palos. Del mismo modo, con el láser nos reímos, cortamos, cortamos. Sí, corte de sierra, el puntero láser es un juguete con un haz de 20 vatios. En las dimensiones de una linterna redonda. Con un accesorio difusor, el efecto "cielo estrellado" proyecta la imagen sobre las nubes por la noche, a una altura no superior a 2 km. Quema la retina a una distancia de 100 m. Por supuesto, esto no está indicado. Aquí hay un corte para ti. Se puede comprar semilegalmente. Hace tres años, no existían tales propuestas.
    1. Interdum_silentium_volo
      Interdum_silentium_volo 25 Mayo 2020 10: 52
      +1
      Hace 20 años, el propio ejército ruso era como "beduinos" y no podía permitirse nada, y era natural y habitual redirigir las finanzas a los componentes más clave de la defensa aérea y las fuerzas de misiles estratégicos, sin dar dinero para ningún desarrollo secundario. Enganchado a UAVs en las raíces no es cierto que en la URSS también hubo trabajos en el hierro La-17R (59g desarrollo 63g vuelo), Tu-143, Tu-300.
      Y mira PS-01 Komar el primer vuelo de 81 años, Bee-1T, Bumblebee-1 - UAV de reconocimiento. El primer vuelo tuvo lugar en 1983.
      Todos entendieron e hicieron todo, la pregunta es solo en el resultado final, y todo tipo de Tu-123, Tu-141 tenía un potencial con el que muchos UAV no soñaban hoy.
    2. Alexey LK
      Alexey LK 27 Mayo 2020 04: 58
      0
      Hace más de 20 años (incluso más de 30), se creó el complejo láser de compresión 1K17, por ejemplo, así como algo más. Entonces, si usted u otra persona se rieron, algunos trabajaron y lograron resultados concretos.
  3. Grigory grigoryevich
    Grigory grigoryevich 22 Mayo 2020 07: 30
    +1
    Me pregunto qué tan confiablemente funcionan los láseres en polvo, humo y niebla.
    1. Blackmokona
      Blackmokona 22 Mayo 2020 08: 01
      -2
      ¿Y con qué fiabilidad funcionan los sistemas de orientación en las mismas condiciones?
    2. AVM
      AVM 22 Mayo 2020 08: 02
      0
      Cita: Grigory grigoryevich
      Me pregunto qué tan confiablemente funcionan los láseres en polvo, humo y niebla.


      Surgen problemas en la capa superficial, hasta aproximadamente 100 metros, luego la permeabilidad de la atmósfera se vuelve mucho más alta. Sin embargo, al igual que con las armas de fuego directo, el terreno irregular probablemente interferirá con el láser en el suelo.
      1. Viento libre
        Viento libre 22 Mayo 2020 08: 08
        0
        Es difícil discutir aquí, es difícil que el láser se doble alrededor del terreno.
      2. Ka-52
        Ka-52 22 Mayo 2020 11: 53
        +2
        Surgen problemas en la capa superficial, hasta aproximadamente 100 metros, luego la permeabilidad de la atmósfera se vuelve mucho más alta.

        La niebla de agua de vapor (nublada en la gente común) a partir de 100m y más contribuirá a la dispersión del rayo. Este tema ya ha sido discutido, no quiero repetirme
    3. Carib
      Carib 22 Mayo 2020 08: 29
      0
      De ninguna manera en el humo, la niebla de polvo no funciona. Pero un poco de liquidación y te quemó ...
  4. Operador
    Operador 22 Mayo 2020 09: 40
    +3
    Hay un grano de verdad en las cáscaras de los eslóganes publicitarios: los láseres terrestres / superficiales son efectivos contra drones de reconocimiento óptico de pequeño tamaño en la última milla (dentro de 1-2 km, luego la radiación láser se extingue en la atmósfera).

    Los drones de ataque, guiados por GPS en condiciones de baja visibilidad en el rango óptico, además de realizar maniobras anti-cenit "serpiente" solo pueden ser derribadas por misiles antiaéreos. En este sentido, el ámbito de aplicación de los láseres es la adición de sistemas de misiles de defensa aérea para salvar a los misiles contra todo con un barrigón.

    PD: El láser aéreo superpotente "Peresvet" que opera contra los sensores de los satélites de reconocimiento óptico no pertenece a la clase considerada de láseres de defensa aérea.
    1. ser56
      ser56 22 Mayo 2020 19: 44
      0
      Cita: Operador
      en la última milla (dentro de 1-2 km

      armas de fuego no mejor? especialmente con granadas remotas?
  5. ser56
    ser56 22 Mayo 2020 19: 43
    +1
    Las armas láser de acción directa tienen muchos inconvenientes y no pueden eliminarse por razones físicas.  solicitar
    1) Baja eficiencia, respectivamente, el problema de la disipación de calor.
    2) El límite de potencia asociado con la descomposición óptica del aire.
    3) Recursos espejo limitados para sistemas potentes.
    4) La atmósfera tiene ventanas de transparencia limitadas para longitudes de onda.
    5) El alcance está limitado por la línea de visión.
    6) La divergencia del haz, que en un cierto rango conduce a una pérdida de propiedades dañinas ...
    y esto es sin problemas con el medio óptico, resonadores, sistemas de bombeo, etc.  solicitar
    Ahora se han apoderado de los drones como la aplicación más interesante de los láseres, pero esta es una coyuntura ...
    Lo que hace que sea difícil colocar un sensor de irradiación y una raqueta de aerosol en el dron, lo dispara hacia adelante y lo socava, la ruptura de la escolta es trivial matón
  6. El comentario ha sido eliminado.