Experimentos de instalação de armas a laser em navios da URSS são realizados desde a década de 70 do século XX.
Em 1976, foi aprovado o Termo de Referência (TOR) para a conversão da embarcação de pouso do Projeto 770 SDK-20 em embarcação experimental Foros (Projeto 10030) com o complexo de laser Aquilon. Em 1984, o navio com a designação OS-90 "Foros" juntou-se à Frota do Mar Negro da URSS e no campo de provas de Feodosiya; pela primeira vez na história da Marinha Soviética, teste de disparo do canhão laser "Aquilon" foi realizado. O tiro foi bem-sucedido, o míssil voando baixo foi detectado em tempo hábil e destruído por um feixe de laser.
Posteriormente, o complexo "Aquilon" foi instalado em um pequeno navio de artilharia, construído de acordo com o projeto modificado 12081. A potência do complexo foi reduzida, sua finalidade era desabilitar meios optoeletrônicos e danificar os olhos do pessoal de defesa antianfíbio inimigo.
Ao mesmo tempo, o projeto Aydar estava sendo elaborado para criar a instalação de laser embarcada mais poderosa da URSS. Em 1978, o porta-madeira Vostok-3 foi convertido em um porta-armas a laser - o navio Dixon (projeto 05961). Três motores a jato de uma aeronave Tu-154 foram instalados no navio como uma fonte de energia para a instalação do laser Aydar.
Durante os testes em 1980, uma salva de laser foi disparada contra um alvo localizado a uma distância de 4 quilômetros. O alvo foi atingido pela primeira vez, mas ninguém dos presentes viu o feixe em si e a destruição visível do alvo. O impacto foi registrado por um sensor térmico instalado no alvo, a eficiência do feixe foi de 5%, presumivelmente uma parte significativa da energia do feixe foi absorvida pela evaporação da umidade da superfície do mar.
Nos Estados Unidos, as pesquisas voltadas para a criação de armas laser de combate também são realizadas desde a década de 70 do século passado, quando teve início o programa ASMD (Anti-Ship Missile Defense). Inicialmente, o trabalho foi realizado em lasers dinâmicos de gás, mas depois a ênfase mudou para lasers químicos.
Em 1973, a TRW começou a trabalhar em um modelo de demonstração experimental de um laser contínuo de fluoreto deutério NACL (Navy ARPA Chemical Laser), com uma potência de cerca de 100 kW. O trabalho de pesquisa e desenvolvimento (P&D) no complexo NACL foi realizado até 1976.
Em 1977, o Departamento de Defesa dos Estados Unidos lançou o programa Sea Light, com o objetivo de desenvolver uma instalação de laser de alta energia com capacidade de até 2 MW. Como resultado, foi criada uma instalação poligonal para um laser químico fluoreto-deutério "MIRACL" (Mid-IniaRed Advanced Chemical Laser), operando em modo contínuo de geração de radiação, com potência máxima de saída de 2,2 MW e comprimento de onda de 3,8 μm, seus primeiros testes foram realizados em setembro de 1980.
Em 1989, no centro de testes White Sands, experimentos foram realizados usando o complexo de laser MIRACL para interceptar alvos controlados por rádio do tipo BQM-34, simulando o vôo de mísseis anti-navio (ASM) em velocidades subsônicas. Posteriormente, foram realizadas interceptações de mísseis supersônicos (M = 2) Vandal, simulando um ataque de mísseis antinavio em baixas altitudes. Durante os testes realizados de 1991 a 1993, os desenvolvedores esclareceram os critérios para a destruição de mísseis de várias classes, e também realizaram a interceptação prática de veículos aéreos não tripulados (VANTs), simulando o uso de mísseis antinavio pelo inimigo.
No final da década de 1990, o uso de laser químico como arma de navio foi abandonado devido à necessidade de armazenar e usar componentes tóxicos.
No futuro, a Marinha dos Estados Unidos e outros países da OTAN se concentraram em lasers, que são alimentados por energia elétrica.
Como parte do programa SSL-TM, a Raytheon criou um complexo de demonstração de laser LaWS (Laser Weapon System) de 33 kW. Em testes em 2012, o complexo LaWS, do contratorpedeiro Dewey (EM) (da classe Arleigh Burke), atingiu 12 alvos BQM-I74A.
O complexo LaWS é modular, a potência é obtida pela soma dos feixes de lasers infravermelhos de estado sólido de menor potência. Os lasers estão alojados em um único corpo maciço. Desde 2014, o complexo de laser LaWS foi instalado no navio de guerra USS Ponce (LPD-15) para avaliar o efeito das condições reais de operação sobre a operabilidade e eficácia da arma. Em 2017, a capacidade do complexo deveria ser aumentada para 100 kW.
Demonstração do laser LaWS
Atualmente, várias empresas americanas, incluindo Northrop Grumman, Boeing e Locheed Martin, estão desenvolvendo sistemas de autodefesa a laser para navios baseados em lasers de estado sólido e de fibra. Para reduzir os riscos, a Marinha dos Estados Unidos está implementando simultaneamente vários programas voltados para a obtenção de armas a laser. Devido à mudança de nomes como parte da transferência de projetos de uma empresa ou outra, ou a fusão de projetos, podem ocorrer sobreposições de nomes.
Segundo relatos da mídia americana, o projeto da promissora fragata da Marinha dos Estados Unidos FFG (X) inclui a exigência de instalação de um laser de combate de 150 kW (ou reserva de local para instalação), sob o controle do sistema de combate COMBATSS-21.
Além dos Estados Unidos, o maior interesse pelos lasers marítimos é demonstrado pelo antigo "governante dos mares" - a Grã-Bretanha. A inexistência de uma indústria de laser não permite que o projeto seja executado isoladamente, pelo que, em 2016, o Ministério da Defesa britânico anunciou um concurso para o desenvolvimento de um demonstrador da tecnologia LDEW (Laser Directed Energy Weapon), que foi ganho pela empresa alemã MBDA Deutschland. Em 2017, o consórcio revelou um protótipo em tamanho real do laser LDEW.
No início de 2016, a MBDA Deutschland introduziu o efetor Laser, que pode ser instalado em transportadores terrestres e marítimos e é projetado para destruir UAVs, mísseis e projéteis de morteiro. O complexo oferece defesa no setor de 360 graus, tem tempo mínimo de reação e é capaz de repelir ataques vindos de diferentes direções. A empresa afirma que seu laser tem um enorme potencial de desenvolvimento.
“Recentemente, a MBDA Deutschland investiu pesadamente de seu orçamento em tecnologia a laser. Conseguimos resultados expressivos em comparação com outras empresas , - diz o chefe da empresa de vendas e desenvolvimento de negócios Peter Heilmeyer.
As empresas alemãs estão no mesmo nível, e possivelmente ultrapassam, as empresas americanas na corrida armamentista a laser e são perfeitamente capazes de ser as primeiras a apresentar não apenas sistemas de laser baseados em terra, mas também baseados no mar
Na França, o promissor projeto Advansea da DCNS está sendo considerado o uso de tecnologia de propulsão totalmente elétrica. O projeto Advansea está planejado para ser equipado com um gerador de eletricidade de 20 megawatts capaz de atender às necessidades, incluindo de armas a laser promissoras.
Na Rússia, de acordo com relatos da mídia, armas a laser podem ser implantadas contra o promissor destruidor nuclear Líder. Por um lado, uma usina nuclear permite supor que haja potência suficiente para fornecer energia a armas a laser, por outro lado, este projeto está em fase de desenho preliminar, e é claramente prematuro falar de algo específico.
Separadamente, é necessário destacar o projeto americano de um laser de elétrons livres - Free Electron Laser (FEL), desenvolvido no interesse da Marinha dos Estados Unidos. As armas a laser desse tipo apresentam diferenças significativas em comparação com outros tipos de lasers.
A radiação em um laser de elétrons livres é gerada por um feixe monoenergético de elétrons movendo-se em um sistema periódico de campos elétricos ou magnéticos de desvio. Ao alterar a energia do feixe de elétrons, bem como a força do campo magnético e a distância entre os ímãs, é possível variar a frequência da radiação laser em uma ampla faixa, recebendo radiação na saída na faixa de X -Raio ao microondas.
Os lasers de elétrons livres são grandes, o que torna difícil colocá-los em portadores pequenos. Nesse sentido, grandes navios de superfície são ótimos portadores desse tipo de laser.
A Boeing está desenvolvendo o laser FEL para a Marinha dos Estados Unidos. Um protótipo de laser FEL de 14 kW foi demonstrado em 2011. No momento, o estado do trabalho com este laser é desconhecido, ele foi planejado para aumentar gradativamente a potência de radiação até 1 MW. A principal dificuldade é a criação de um injetor de elétrons com a potência necessária.
Apesar do fato de que as dimensões do laser FEL excederão as dimensões dos lasers de potência comparável com base em outras tecnologias (estado sólido, fibra), sua capacidade de alterar a frequência de radiação em uma ampla faixa permitirá que você escolha o comprimento de onda em de acordo com as condições meteorológicas e o tipo de alvo a ser atingido. O aparecimento de lasers FEL de potência suficiente é difícil de esperar em um futuro próximo, mas acontecerá depois de 2030.
Em comparação com outros tipos de forças armadas, a colocação de armas a laser em navios de guerra tem vantagens e desvantagens.
Em navios existentes, o poder das armas a laser que podem ser instaladas durante a modernização é limitado pelas capacidades dos geradores elétricos. Os navios mais novos e promissores estão sendo desenvolvidos com base em tecnologias de propulsão elétrica, que fornecerão armas a laser com eletricidade suficiente.
Há muito mais espaço nos navios do que nas transportadoras terrestres e aéreas, portanto não há problemas com a colocação de equipamentos de grande porte. Finalmente, existem oportunidades para fornecer resfriamento eficaz de equipamentos a laser.
Por outro lado, os navios estão em um ambiente agressivo - água do mar, névoa salgada. A alta umidade acima da superfície do mar reduzirá significativamente a potência da radiação laser quando os alvos forem atingidos acima da superfície da água e, portanto, a potência mínima de uma arma laser adequada para implantação em navios pode ser estimada em 100 kW.
Para os navios, a necessidade de derrotar alvos "baratos", como minas e mísseis não guiados, não é tão crítica; tais armas podem representar uma ameaça limitada apenas em suas áreas de base. Além disso, a ameaça representada por pequenas embarcações não pode ser considerada como uma justificativa para o uso de armas a laser, embora em alguns casos possam causar sérios danos.
UAVs de pequeno porte representam uma certa ameaça aos navios, tanto como meio de reconhecimento quanto como meio de destruir pontos vulneráveis do navio, por exemplo, um radar. A derrota de tais UAVs com armas de mísseis e canhões pode ser difícil e, neste caso, a presença de armas defensivas a laser a bordo da nave resolverá completamente este problema.
Mísseis anti-navio (ASM), contra os quais armas a laser podem ser usadas, podem ser divididos em dois subgrupos:
- mísseis antinavio subsônicos e supersônicos de baixa altitude;
- mísseis anti-navio supersônicos e hipersônicos, atacando de cima, inclusive ao longo de uma trajetória aerobalística.
No que diz respeito aos mísseis antinavio de baixa altitude, um obstáculo para as armas a laser será a curvatura da superfície terrestre, que limita o alcance do tiro direto, e a saturação da baixa atmosfera com vapor d'água, que reduz a potência do a viga.
Para aumentar a área afetada, opções estão sendo consideradas para colocar os elementos emissores de armas de laser na superestrutura. A potência de um laser adequado para destruir mísseis antinavio modernos de baixa altitude provavelmente será de 300 kW ou mais.
A área afetada de mísseis anti-navio que atacam ao longo de uma trajetória de alta altitude será limitada apenas pelo poder da radiação laser e as capacidades dos sistemas de orientação.
O alvo mais difícil serão os mísseis anti-navio hipersônicos, tanto pelo tempo mínimo de permanência na área afetada, quanto pela presença de proteção térmica padrão. No entanto, a proteção térmica é otimizada para aquecer o corpo do míssil anti-navio durante o vôo, e os quilowatts adicionais obviamente não irão beneficiar o foguete.
A necessidade de destruição garantida de mísseis anti-nave hipersônicos exigirá a colocação de lasers a bordo da nave com potência superior a 1 MW, a melhor solução seria um laser de elétrons livre. Além disso, armas a laser com este poder podem ser usadas contra espaçonaves de órbita baixa.
De vez em quando, em publicações sobre temas militares, inclusive na Military Review, são discutidas informações sobre a fraca proteção dos mísseis antinavio com cabeça de radar (RL seeker), contra interferências eletrônicas e cortinas de máscara utilizadas no navio. A solução para este problema é o uso de um buscador multiespectral, incluindo canais de televisão e imagens térmicas. A presença de armas laser a bordo da nave, mesmo com uma potência mínima de cerca de 100 kW, pode neutralizar as vantagens de um sistema de mísseis anti-nave com um buscador multiespectral, devido ao cegamento constante ou temporário de matrizes sensíveis.
Nos Estados Unidos, estão sendo desenvolvidas variantes de pistolas de laser acústicas, que permitem reproduzir vibrações sonoras intensas a uma distância considerável da fonte de radiação. Talvez, com base nessas tecnologias, os lasers de navios possam ser usados para criar interferência acústica ou alvos falsos para sonares e torpedos inimigos.
Assim, pode-se supor que o aparecimento de armas a laser em navios de guerra aumentará sua resistência a todos os tipos de armas de ataque
O principal obstáculo para a colocação de armas a laser nos navios é a falta de energia elétrica necessária. Nesse sentido, o surgimento de uma arma laser verdadeiramente eficaz provavelmente começará apenas com o comissionamento de navios promissores com tecnologia de propulsão elétrica completa.
Um número limitado de lasers com uma potência de cerca de 100-300 kW pode ser instalado nos navios modernizados.
Em submarinos, a colocação de armas a laser com potência de 300 kW ou mais com saída de radiação por meio de um dispositivo terminal localizado no periscópio permitirá que o submarino ataque armas antissubmarinas inimigas da profundidade do periscópio - defesa anti-submarina (ASW) aeronaves e helicópteros.
Um aumento adicional na potência do laser, de 1 MW e acima, irá permitir danos ou destruir completamente as espaçonaves de baixa órbita, de acordo com a designação do alvo externo. As vantagens de colocar tais armas em submarinos: alta discrição e alcance global do porta-aviões. A capacidade de se mover no Oceano Mundial a um alcance ilimitado permitirá que um submarino - portador de uma arma a laser chegue ao ponto ideal para destruir um satélite espacial, levando em consideração sua trajetória de vôo. E o sigilo tornará difícil para o inimigo apresentar reivindicações (bem, a espaçonave estragou, como provar quem a abateu, se obviamente as forças armadas não estavam presentes nesta região).
Em geral, no estágio inicial, a Marinha sentirá os benefícios da introdução de armas a laser em menor grau em comparação com outros tipos de forças armadas. No entanto, no futuro, à medida que os mísseis antinavio continuarem a melhorar, os sistemas de laser se tornarão parte integrante da defesa aérea / defesa antimísseis de navios de superfície e, possivelmente, submarinos.
