A maneira mais comum de neutralizar ou destruir qualquer sistema é concentrar energia suficiente nele … E isso pode ser feito de várias maneiras. Até agora, na esfera militar, o mais comum era o impacto físico de um projétil, cuja energia e propriedades mecânicas garantiam infligir danos suficientes para destruir ou incapacitar o alvo ou reduzir significativamente sua capacidade de combate
Uma das desvantagens dessa abordagem é que para acertar um alvo em movimento, é necessário estimar a quantidade de chumbo necessária para atingir o projétil com o alvo, pois um certo tempo passará do momento do tiro até o alvo. acertando, dependendo da velocidade e distância iniciais. Mas ter uma arma que realmente tenha tempo de vôo zero é o sonho de qualquer soldado.
Esta arma, no entanto, já existe e seu nome é LASER (abreviação de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) - um método de concentração de energia em um alvo devido a um feixe de luz que viaja uma distância até ele na "velocidade da luz. " Assim, o problema de antecipação neste caso não está mais presente inicialmente.
Como não existe um sistema perfeito, existem vários problemas que precisam ser resolvidos para usar o "laser" como arma. A quantidade de energia retida no alvo é proporcional à potência da radiação do laser e ao tempo que o feixe é retido no alvo. Assim, o rastreamento do alvo torna-se o principal problema. Além disso, a potência do sistema traz seus próprios problemas, diretamente relacionados ao tamanho e ao consumo de energia, pois os militares, via de regra, precisam de sistemas móveis, ou seja, essas "instalações de laser" devem estar integradas à plataforma. Armas a laser de saída extremamente alta com baixo consumo de energia e tamanho limitado continuam sendo um sonho, pelo menos por enquanto.
Ao mesmo tempo, o experimento LFEX (Laser para Fast Ignition Experiment) foi realizado no Japão alguns anos atrás. Um feixe com potência de dois petawatts, ou seja, um quatrilhão (1015) watt, um período de tempo ultracurto foi ativado, um picossegundo (1012 segundos). De acordo com cientistas japoneses, a energia necessária para essa ativação foi o equivalente à energia necessária para alimentar o microondas por dois segundos. Nesse ponto, seria bom gritar “Eureka!”, Pois todos os problemas parecem estar resolvidos. Mas não estava lá, o incômodo aqui rastejou do lado do tamanho, pois para atingir uma potência de 2 petawatts, o sistema LFEX precisa de uma caixa de 100 metros de comprimento. Portanto, várias empresas de sistemas a laser estão tentando resolver a equação potência-energia-tamanho de maneiras diferentes. Como resultado, mais e mais sistemas de armas estão surgindo, enquanto a resistência psicológica a essa nova categoria de armas militares parece estar diminuindo.
Alemanha no trabalho
Na Europa, dois grupos principais, liderados por Rheinmetall e MBDA, estão trabalhando em lasers HEL (High Energy Laser) de alta energia, considerando-os como armas defensivas e ofensivas. No outono de 2013, a equipe alemã realizou uma ampla demonstração em seu local de teste suíço Ochsenboden, no qual lasers de alta energia foram instalados em vários tipos de plataformas. HEL Móvel HEL Effector Track V classe 5 kW foi instalado no transportador de pessoal blindado M113, Mobile HEL Effector Wheel XX classe 20 kW no veículo blindado universal GTK Boxer 8x8 e, finalmente, o Container Effector Mobile HEL Effector L classe 50 kW foi instalado no Container Drehtainer reforçado no chassi do caminhão Tatra 8x8.
Digno de nota é o Demonstrador de Arma a Laser estacionário de 30 kW instalado na torre do canhão Skyshield e demonstrou a capacidade de repelir múltiplos ataques de objetos do tipo RAM (mísseis não guiados, artilharia e morteiros) e drones. A plataforma com rodas mostrou sua capacidade de neutralizar UAVs a uma distância de até 1.500 metros, e também foi usada para detonar um cartucho em um cinturão de cartuchos para fins de bloqueio "técnico" de uma metralhadora de grande calibre. Se falamos de sistema rastreado, ele foi usado para neutralizar IEDs e eliminar obstáculos, por exemplo, queimar arame farpado de longa distância. Um sistema mais potente em um contêiner foi usado para interromper a operação de sistemas optoeletrônicos a uma distância de até 2 km.
Ao mesmo tempo, a instalação da torre estacionária foi capaz de queimar um projétil de morteiro de 82 mm a uma distância de um quilômetro, mantendo o feixe no alvo por 4 segundos. Além disso, a instalação atingiu 90% das bolas de aço com explosivos, imitando projéteis de morteiro de 82 mm, que foram disparados um após o outro. Além disso, a instalação recebeu escolta e destruiu três UAVs a jato. Rheinmetall continuou a desenvolver sistemas de energia direcionada e apresentou vários novos sistemas e dispositivos na IDEX 2017. De acordo com especialistas da Rheinmetall, um número significativo de sistemas de armas a laser entrou no mercado nos últimos cinco anos. Dependendo da plataforma, a metodologia de teste de especificação militar se assemelha muito à usada para sistemas optoacopladores. “No que diz respeito aos sistemas de solo, acreditamos que estamos no estágio de TRL 5-6 (amostra de demonstração de tecnologia)”, observaram os especialistas, ressaltando que esforços adicionais devem ser direcionados ao peso, tamanho e características de consumo de energia, e os maiores o trabalho está relacionado aos sistemas de segurança. No entanto, a situação está mudando muito rapidamente e “nos últimos oito anos fizemos o que foi feito no campo dos fuzis nos últimos 600 anos”, acredita a empresa. Além de aplicações terrestres, Rheinmetall também está trabalhando em sistemas marinhos. Em 2015, armas a laser foram testadas a bordo de um navio desativado; estes são os primeiros testes de laser na Europa como parte de missões navio-terra.
No conceito "Below Patriot" ("Below the Patriot complex", solução para neutralizar meios militares que não podem ser detidos por sistemas maiores de defesa aérea baseados em sistemas de mísseis), o Rheinmetall está integrando, além de mísseis e canhões, um laser instalado na torre Skyshield. Este laser personalizável de 30 kW é usado para combater UAVs e é particularmente eficaz contra ataques massivos. Acredita-se que um feixe de 20 kW seja suficiente para uso em tais aeronaves, especialmente as leves, que podem representar a maior ameaça sob o conceito "Below Patriot". O processo de derretimento ocorre à distância, enquanto os circuitos eletrônicos do drone são desativados ou ocorrem danos catastróficos ao material. A precisão exigida é de 3 cm a uma distância de um quilômetro, o que, de acordo com Rheinmetall, é alcançável; ele prevê a adoção de uma instalação Classe 1 dentro de dois a três anos.
Um suporte de laser de 10 kW foi instalado no topo do novo suporte de arma embarcado estabilizado Sea Snake-27. Rheinmetall propôs uma aplicação prática para tal laser - cortando mastros de radar ou antenas de rádio inimigas - algo como o laser equivalente a um tiro de aviso de um canhão. Um laser semelhante também foi apresentado em um protótipo de torre ultraleve de controle remoto feita inteiramente de fibra de carbono, que pesa apenas 80 kg com atuadores e optrônicos e tem capacidade de carga de 150 kg. Por último, mas não menos importante, o menor sistema de laser neste show com uma potência de 3 kW foi apresentado em uma estação de arma controlada remotamente montada na torre de um tanque Leopard 2 modernizado. IED). De acordo com Rheinmetall, o mercado está atualmente aguardando sistemas a laser Classe 1. A potência máxima não é um problema aqui, sistemas adicionais podem ser combinados em um conceito modular, por exemplo, dois emissores de 50 kW ou três de 30 kW podem ser instalados para atingir níveis de potência mais elevados …
A empresa também está trabalhando em tecnologias que podem compensar parcialmente os efeitos do clima no feixe. Uma alta potência de cerca de 100 kW é considerada para as tarefas de combate a mísseis, projéteis de artilharia e cartuchos de morteiro, bem como para cegar sistemas optoeletrônicos em distâncias significativas. Para a segunda tarefa, acredita-se que uma saída de potência ajustável é desejável, economizando energia para “disparos” repetidos. Rheinmetall está trabalhando em estreita colaboração com o Bundeswehr alemão em um programa para desenvolver uma nova instalação de laser de alta energia.
A Grã-Bretanha também está tentando
Em janeiro de 2017, o Departamento de Defesa britânico anunciou que havia assinado um acordo para desenvolver uma arma laser de demonstração com um grupo industrial especialmente criado, conhecido como Dragonfire. O grupo Dragonfire, liderado pela MBDA, foi formado com base no entendimento de que nenhuma empresa pode executar independentemente o programa Defense Science and Technology Laboratory (DSTL). Assim, esta solução reúne as melhores práticas da indústria britânica: MBDA fornecerá sua expertise no sistema de armas principal, sistema de controle de armas avançado, sistemas de imagem e coordenará seus esforços com QinetiQ (pesquisa de fonte de laser e demonstração de tecnologia), Selex / Leonardo (óptica moderna, designação de alvos e sistemas de rastreamento de alvos), GKN (tecnologias inovadoras de armazenamento de energia), BAE Systems e Marshall Land Systems (integração de plataformas marítimas e terrestres) e Arke (manutenção ao longo de toda a vida útil). Os testes de demonstração programados para 2019 mostrarão que as armas a laser são capazes de lidar com alvos típicos à distância, tanto em terra quanto no mar.
O contrato no valor de 35 milhões de euros vai permitir a este grupo industrial utilizar várias tecnologias e testar as capacidades do sistema para detectar, seguir e neutralizar alvos a diferentes distâncias, nas alterações das condições meteorológicas, na água e no solo. O objetivo é fornecer ao Reino Unido recursos significativos em sistemas de armas a laser de alta energia. Isso estabelecerá a base para a vantagem operacional fornecida pela tecnologia, bem como a exportação gratuita de tais sistemas em apoio ao programa de Prosperidade descrito na Análise Estratégica de Defesa e Segurança do Reino Unido de 2015. para 2019, com a derrota de alvos típicos em terra e no mar. As demonstrações incluirão o planejamento inicial de uma missão de combate e detecção de alvo, transmissão de um feixe de laser para um dispositivo de controle, sua orientação e rastreamento, uma avaliação do grau de dano de combate, bem como uma demonstração da possibilidade de passar para o próximo ciclo. O projeto não só ajudará a decidir o futuro do programa, mas também ajudará a DSTL a estabelecer um plano de comissionamento que, se testado com sucesso, é projetado em meados da década de 2020. Além do programa Dragonfire, o British DSTL Laboratory está implementando um programa adicional para testar o impacto de armas a laser em prováveis alvos de vários tipos; os primeiros testes foram realizados em uma argamassa de 82 mm.
Alemanha novamente
O fabricante europeu de mísseis, MBDA, está colaborando ativamente com o governo alemão e os militares em armas a laser. Começando com uma demonstração de tecnologia de protótipo em 2010, ela foi pioneira em um único feixe de 5 kW e depois conectou os dois mecanicamente para produzir um feixe de 10 kW. Em 2012, uma nova instalação de laboratório foi equipada com quatro lasers de 10 kW para conduzir experimentos para interceptar mísseis, projéteis de artilharia e munições de morteiro. Os testes foram realizados no final de 2012, os engenheiros tentaram integrar esta instalação em vários contêineres em uma série de testes nos Alpes, mas era definitivamente difícil chamar este sistema de móvel. Assim, a próxima etapa foi desenvolver um protótipo que pudesse ser facilmente implantado em campo. Em 2014-2016, cientistas e engenheiros trabalharam arduamente nele no local de testes de Schrobenhausen, o que resultou nos primeiros experimentos com o novo sistema, realizados em outubro do ano passado.
Os testes foram realizados na base de treinamento de Putlos no Mar Báltico e, acima de tudo, visavam testar o sistema de orientação e correção de feixe com simulação de acerto de alvos em várias distâncias; para isso, um quadricóptero foi usado como alvo aéreo. A escolha deste local de teste esteve associada, em primeiro lugar, a considerações de segurança, bem como ao facto de as frotas estarem actualmente mais activamente empenhadas no desenvolvimento de instalações de armas laser. O novo demo foi instalado em um contêiner ISO de 20 pés; a razão para isso é a redução de custos, já que neste caso não exigiu muito trabalho de integração, ao contrário de instalar o sistema em uma plataforma militar. Nesse caso, o sistema a laser não ocupa todo o volume dentro do container. Outra medida de redução de custos foi a decisão de não integrar a fonte de alimentação à própria planta piloto, embora o excesso de volume disponível permitisse que isso fosse feito se necessário. O volume extra também pode permitir que um mecanismo seja adicionado para abaixar a parte superior do dispositivo de guia do laser para o interior do contêiner de transporte. Todas essas soluções podem ser implementadas no sistema já em serviço. A MBDA Germany está aguardando a próxima fase de testes, que testará todo o sistema, incluindo a geração de um poderoso feixe de laser. Isso deve acontecer no final de 2017 - início de 2018.
A nova unidade de demonstração é baseada em um sistema de geração de feixe e um dispositivo de orientação, os dois dispositivos são mecanicamente separados um do outro. A fonte atual é um laser de fibra de 10 kW embutido no contêiner, juntamente com todos os equipamentos, computadores e sistema de remoção de calor, etc. O feixe de laser é projetado através de uma fibra óptica em um dispositivo de orientação. A experiência já adquirida pelo MBDA foi aproveitada aqui. No entanto, algumas peças foram desenvolvidas especificamente para este sistema a laser, o que melhora significativamente a precisão, velocidade angular e aceleração em comparação com os sistemas padrão. A separação dos dois elementos também permite uma cobertura de azimute contínua de 360 °, enquanto os ângulos de elevação variam de + 90 ° a -90 °, cobrindo assim um setor de mais de 180 °. Para otimizar a unidade de mira do feixe, um sistema ótico telescópico também é integrado a ela. A aceleração e a taxa de guinada são fundamentais ao lidar com alvos altamente manobráveis, como micro e mini UAVs, e quando se trata de repelir ataques massivos. Outro fator chave é a potência, porque quanto maior a potência, menos tempo leva para destruir / neutralizar o alvo. Nesse sentido, os desenvolvedores tentaram garantir que a nova configuração experimental pudesse aceitar várias fontes de laser, que, quando combinadas, podem aumentar a potência de saída. Além disso, o desacoplamento do gerador de laser e do dispositivo de orientação permitirá, no futuro, aceitar novos tipos de geradores de laser com uma densidade de energia mais elevada, o que permite embalar mais potência em um módulo menor. A MBDA Germany está monitorando de perto o desenvolvimento do fornecimento de energia, já que a qualidade do feixe continua sendo um fator chave. Como na configuração de laboratório anterior, apenas espelhos foram usados que podem facilmente lidar com mais energia do que as lentes, as últimas foram removidas do sistema devido a problemas térmicos. O dispositivo de guia pode, portanto, suportar uma potência de mais de 50 kW. Embora o limite teórico de 120-150 kW pareça bastante realista.
A MBDA Germany acredita que o sistema anti-UAV deve ter uma potência de saída de 20 a 50 kW; a mesma quantidade de energia é necessária para combater as lanchas rápidas, alvo preferencial da frota. A empresa investiu pesadamente em tecnologia de rastreamento para lidar com drones com peso de decolagem inferior a 50 kg. Quanto à interceptação de mísseis, cartuchos de artilharia e munições de morteiro, que originalmente era considerada uma das principais tarefas das instalações de laser, os clientes perceberam que o desenvolvimento de tais sistemas baseados em lasers permanece bastante problemático no momento. Como resultado, as prioridades da maioria dos militares mudaram. O novo sistema em teste está no nível de prontidão TRL-5 (Demonstrador de Tecnologia) - “tecnologia comprovada no ambiente certo”. Para obter um protótipo completo, o sistema precisa ser refinado na direção da adaptabilidade à operação em condições adversas, enquanto alguns componentes comerciais prontos para uso precisam ser qualificados para tarefas militares.
MBDA Germany está atualmente desenvolvendo um programa para a próxima série de testes a serem completados no final deste ano ou no início do próximo ano; este trabalho é realizado em estreito contato com o Bundeswehr, que financia parcialmente este programa. É hora de um contrato real desenvolver um sistema viável e pronto para lotes que não apenas fornecerá financiamento, mas também definirá requisitos claros. A MBDA Germany acredita que após o recebimento de tal contrato, o sistema estará pronto no início de 2020.
Fora da europa
Muitos sistemas de laser foram desenvolvidos nos EUA. Em 2014, o sistema de laser instalado no USS Ponce, estacionado no Golfo Pérsico, foi testado. O sistema de laser 33 kW LaWS (Laser Weapon System) desenvolvido por Kratos disparou com sucesso contra pequenos barcos e drones. A Lockheed Martin desenvolveu seu sistema ADAM (Area Defense Anti-Munitions) durante o mesmo período, este protótipo de arma a laser foi projetado para lutar de perto com mísseis, drones e barcos caseiros. Ele demonstrou sua capacidade de rastrear alvos em distâncias de mais de 5 km e destruí-los em distâncias de até 2 km. No final de 2015, a Lockheed apresentou sua nova unidade Athena de 30 kW baseada na tecnologia ADAM. Pouco se sabe sobre os programas russos de armas a laser. Em janeiro de 2017, o vice-ministro da Defesa Yuri Borisov anunciou que o país está envolvido no desenvolvimento de laser e outras armas de alta tecnologia e que os cientistas russos fizeram um avanço significativo no campo da tecnologia a laser. E sem mais detalhes …
