Ang mga system ng mga sandata ng laser ay malayo sa isang bagong konsepto, ngunit ang ilang mga makabuluhang problema ay nananatili sa kanilang pang-araw-araw na pag-unlad.
Ayon kay David James ng University of Cranfield (UK), ang mga naturang sistema ay nabibilang sa dalawang malawak na kategorya. Ang una ay may kasamang mga sandata na idinisenyo upang makisali sa mga saklaw at iba pang mga optical sensor, habang ang pangalawa ay nakatuon sa paglaban sa mga walang talang na missile at drone. Ang mga system mula sa pangalawang kategorya ay nakakaakit ng higit na atensyon ng militar, dahil ang mga armas ng laser ay naging mas epektibo at ang mga mapagkukunan ng enerhiya ay bumababa sa laki. Sinabi ni James:
"Ang mga system na ito ay may isang bilang ng mga kalamangan. Nag-aalok sila ng halos walang katapusang bala … kung gumagana ang power supply, pagkatapos ay magpapatuloy na gumana ang laser system. Ang mga ito ay medyo madaling gamitin, na nangangahulugang ang proseso ng pagsasanay ng mga tauhan ay hindi masyadong kumplikado."
Mula dagat hanggang lupa
Tulad ng nabanggit ni James, sa nakaraang mga dekada, isang makabuluhang halaga ng trabaho ang nagawa sa lugar na ito, lalo na sa sektor ng dagat, kung saan isinasaalang-alang ng isang bilang ng mga programa ang pagiging posible ng paggamit ng mga laser upang labanan ang mga banta tulad ng naval UAVs o maliit na mga bangka.
Ang mga sistema na nakabatay sa barko ang unang lumitaw, dahil madali silang mag-access sa isang mapagkukunang mataas na kapangyarihan na mapagkukunan, habang ang pagtaas sa pagiging epektibo ng mga sandata ng laser ay ginagawang madali silang mapuntahan sa mga puwersang pang-lupa. Ito ay malinaw na ipinakita ng proyekto ng hukbong Amerikano upang lumikha ng isang prototype at i-deploy ang unang sistemang laser ng labanan. Ang mga system na may kapasidad na 50 kW ay mai-install sa apat na mga armadong sasakyan ng Stryker noong 2022 upang suportahan ang mga gawain ng mobile short-range air defense, itinalagang M-SHORAD (Maneuver - Short-Range Air Defense) para sa proteksyon ng mga brigade ng labanan mula sa mga UAV, mga walang tulay na missile, artilerya at mortar fire at uri ng aviation helicopter.
"Ngayon na ang oras upang dalhin ang nakadirekta na sandata ng enerhiya sa larangan ng digmaan," sabi ni Neil Thurgood, direktor ng US Army's Office of Hypersonic, Directed Energy and Space Weapon, habang iginawad ang kontrata. - Kinikilala ng hukbo ang pangangailangan para sa mga nakadirekta na lasers ng enerhiya, na ipinagkakaloob sa plano sa paggawa ng makabago ng hukbo. Hindi na ito aktibidad sa pagsasaliksik o pagpapakita. Ito ay isang madiskarteng kakayahang labanan at nasa tamang landas kami na magdadala ito mismo sa mga kamay ng mga sundalo."
Tulad ng nabanggit ni James, ang mga nasabing pagpapaunlad ay maaaring makatulong na punan ang agwat sa mga potensyal na kakayahan sa pagpapamuok, lalo na tungkol sa mga UAV. Kapag lumitaw ang isang malaking bilang ng mga drone sa larangan ng digmaan, dapat harapin ng mga tropang ground ang banta. Sa kasalukuyan, ang gawaing ito ay nalulutas sa pamamagitan ng pagpapaputok ng maliliit na armas at machine gun mula sa isang malapit na saklaw, bagaman halata na napakahirap magsagawa ng pinatuyong sunog dito. Ang isang alternatibong kinetic ay magiging mga missile sa ibabaw-sa-hangin. Gayunpaman, hindi katulad ng mga rocket, ang mga drone ay mas mura sa paggawa at pagpapatakbo.
"Ang mga economic pros ay hindi kapaki-pakinabang para sa iyo na gumamit ng mga missile laban sa isang grupo ng mga drone, dahil ang mga missile ay mabilis na mauubusan. Dapat mong panatilihin ang iyong rocket arsenal para sa mas mahahalagang target tulad ng mga eroplano o helikopter."
Ang isa pang bentahe ng laser ay ang kanilang bilis.
"Dahil ang" bala "ay gumagalaw sa bilis ng ilaw, sa katunayan, kung pansamantalang inilagay mo ang sinag sa target, pinindot mo ang drone … kahit na tumawid ito sa iyong linya ng paningin sa isang kakila-kilabot na bilis, madali ka lang pakay ang laser sa platform ng kaaway - at ang target ay iyo ".
Hindi alintana ang banta
Si Craig Robin, pinuno ng Directed Energy Project Office ng US Army, ay sumasang-ayon, at idinagdag na ang mga sistema ng sandata ng laser ay hindi rin sensitibo sa mga banta.
"Karamihan sa mga materyales ay hindi nagtataglay ng mataas na temperatura, kung itutuon mo ang laser sa isang minahan o isang drone, ang iyong epekto ay nakamamatay."
Siyempre, ang lahat ng ito ay nagbibigay ng mga kalamangan mula sa pananaw sa pananalapi, ngunit sa parehong oras, maaaring mabawasan ng mga laser system ang dami ng materyal at panteknikal na panustos para sa militar.
"Tungkol sa mga paraan ng kinetic, kailangan mong gumawa ng mga rocket, kailangan mong mapanatili ang mga rocket, kailangan mong isulat ito. Malinaw na hindi ito nalalapat sa mga sistema ng sandata na ibinibigay ng kuryente, iyon ay, makabuluhang binawasan ang pasanin sa logistik."
Ang tanggapan ni Robin ay bahagi ng Army's Rapid Capability and Critical Technologies Office (RCCTO). Sa ilalim ng pamumuno ni Thurgood, ang organisasyon ay nagtatrabaho upang isama ang mga bagong teknolohiya sa mga pang-eksperimentong pagpapaunlad na maaaring maabot ang mga sundalo. Ang nakadirekta na enerhiya ay ang pangunahing pokus ng aktibidad na ito.
Sa gawain sa M-SHORAD laser, ginamit ang mga pagpapaunlad ng nakaraang proyekto ng MHHEL (Multi-Mission High-Energy Laser), na nag-alok din para sa pag-install ng 50 kW laser sa Stryker machine at paggawa ng isang prototype noong 2021. Gayunpaman, nagpasya ang RCCTO na palawakin ang saklaw ng proyekto, kaya't apat na laser ang kasalukuyang pinaplano na i-deploy. Nagtatrabaho kasabay ng pangunahing kontraktor ng Kord Technologies, sina Raytheon at Northrop Grumman ay nakikipagkumpitensya sa proyektong ito sa kanilang mga prototype na M-SHORAD.
Ang RCCTO ay kasangkot sa iba pang mga nakadirektang proyekto sa enerhiya. Ang pangunahing diin ay sa proteksyon mula sa hindi direktang sunog, na ibibigay ng sistema ng sandata na naka-install sa sasakyang Stryker. Kilala bilang Indirect Fire Protection Capability - High-Energy Laser, ang proyektong ito ay isang karagdagang pag-unlad ng programa ng High-Energy Laser Tactical Vehicle Demonstrator upang ilipat mula sa isang 100 kW system sa isang 300 kW laser at ihatid ito sa mga tropa sa 2024.
Na-install dati ng hukbo ang isang 10-kW laser sa Stryker machine bilang bahagi ng proyekto ng MEHEL (Mobile Experimental High-Energy Laser), na siyang naging batayan para sa pagtatrabaho sa M-SHORAD.
Ang desisyon na dagdagan ang lakas ng sandata ay batay sa matagumpay na proseso ng pag-unlad. Tulad ng ipinaliwanag ni Robin, "Sa mga tuntunin ng pagkahinog sa teknolohiya, ang pamumuhunan sa industriya ay nakatulong upang mapabilis ang buong proseso at makamit ang magagandang resulta."
Mga optika ng hibla
Sinabi ni Scott Schnorrenberg ng Kord Technologies na nagkaroon ng paglilipat mula sa mga solid-state laser hanggang sa spectrally na pinagsamang mga hibla na aparato, "na kung saan ay mas mahusay at mabawasan ang laki." Idinagdag niya na halata ang pagsulong sa mga baterya na may mataas na kapasidad, pagbuo ng kuryente at mga sistema ng pamamahala ng thermal na may malaking papel, na nagpapahintulot sa mga napakalakas na laser system na mai-install sa medyo maliit na mga sasakyang pandigma.
Kord ay kasalukuyang nakatuon sa pag-unlad ng teknolohiya sa R&D phase at ang paggamit nito sa pagbuo ng prototype at kasunod na mga produktong produksyon. Itinuro din ni Schnorrenberg ang mga pakinabang sa logistics ng mga laser, na binabanggit na "sila ay nilagyan din ng mga makapangyarihang sensor upang magbigay ng karagdagang impormasyon sa pangangalap at mga kakayahan sa pag-target sa larangan ng digmaan." Naniniwala siya na pagkatapos ng paglalagay ng mga system para sa proyekto ng M-SHORAD at iba pang mga programa, ang saklaw ng mga laser ay dapat na mapalawak sa mga darating na taon.
"Nakikita mo ang mga laser na mabilis na umuusbong, lumalawak sa iba pang mga platform at nagpapalawak ng saklaw ng mga misyon na maaari nilang gampanan, tulad ng pagtatapon ng pagtatapon ng ordnance, mga pagtutol laban sa mga assets ng reconnaissance, pag-target sa tumpak, nakatuon na masining na lakas at mabilis na paghahatid ng data. Ang lumalawak na hanay ng mga potensyal na target ay walang alinlangan na mag-aambag sa isang pagtaas sa saklaw ng mga pangunahing platform kung saan mai-install ang mga laser system."
Si Evan Hunt, Pinuno ng Mga Mataas na Power Laser sa Raytheon, ay nabanggit din ang posibilidad ng target na pagsubaybay sa mga laser system.
"Sa pamamagitan ng pagpindot ng isang pindutan pagkatapos makilala ang isang drone bilang isang banta, maaari mong agad na kunan ito pababa, at ito ay magiging isang panandaliang proseso kung saan ang drone ay nagsisimulang bumagsak sa parehong oras habang ang pindutan ay pinindot. Ito ay isang rebolusyonaryong paraan ng pagpindot sa mga target kumpara sa tradisyonal na bala, na maaaring makaligtaan at lumipad sa mga piraso sa iba't ibang direksyon."
"Pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang bagong uri ng teknolohiya na nagbibigay-daan sa ganap na nakapag-iisa upang makita, subaybayan, makilala at makisali sa mga target sa isang paraan na maaaring magamit kahit na sa malapit na lugar sa mga pang-industriya o tirahang lugar nang hindi nagdudulot ng matinding pagkawasak."
Pagbaril ng mga drone
Kasabay ng pakikilahok sa proyekto ng M-SHORAD, espesyal na pansin ni Raytheon ang pagbuo ng mga sandata ng laser upang labanan ang maliliit na laki ng mga drone, sa partikular, sa konsepto nito ng isang "laser dune buggy" - isang malakas na laser na kasama ng isang multispectral na paningin system ng sarili nitong disenyo, na naka-install sa isang all-terrain na sasakyan na Polaris MRZR.
Ang sistema ay ginagawa para sa US Air Force, at ang paghahatid ng tatlong mga platform ay pinlano para sa 2020. Sa pagtatapos ng parehong taon, ang tatlong mga mobile unit na ito ay ilalagay sa ibang bansa para sa pagsusuri sa pagpapatakbo.
Binaril ni Raytheon ang higit sa 100 mga drone mula sa buggy nito sa maraming puwersa sa hangin at palabas sa militar. Maaaring gamitin ng Air Force ang system para sa isang bilang ng mga gawain, halimbawa, ang kotse ay maaaring naka-park sa dulo ng runway upang masiksik o sirain ang mga hindi nais na UAV na pumapasok sa airspace. Sinabi ni Hunt:
"Ang mga laser ay totoong napatunayan na ang pinaka-tumpak at mabisang paraan ng direktang pagpindot ng mga drone. Ang "kumbinasyon ng mahika" ng mga katangian ay nagbibigay-daan sa iyo upang tahimik at mahinahon na huwag paganahin ang maraming mga drone nang sabay-sabay sa isang napaka tumpak at murang paraan, kaya't hindi sila mapanirang tulad ng mga sandatang kinetic."
Bago ipasok ng mga sandata ng laser ang serbisyo sa maraming halaga, kinakailangan upang malutas ang isang bilang ng mga kagyat na gawain. Sinabi ni Robin na ang laser mismo ay isa sa tatlong mahahalagang elemento ng pag-install ng sandata, kasama ang isang controller ng sinag na tumpak na nagdidirekta ng sinag sa banta at sinamahan ito, at isang subsystem para sa pagbuo at pamamahala ng enerhiya. Ang huli na subsystem ay dapat na sapat na compact para sa pag-install sa mga sasakyan, bagaman sa kasong ito, ang kalamnan mula sa sektor ng automotive ay maaaring samantalahin, lalo na ang pag-unlad ng mga system ng baterya, na nag-ambag sa mabilis na pag-unlad ng mga de-koryenteng sasakyan. "Nais mong magmaneho ng iyong kotseng de koryente sa parehong bilis para sa isang pinahabang panahon, na halos kapareho sa kung paano mo nais na gumana ang isang laser," patuloy na Hunt. "Ang mga kinakailangan para sa teknolohiyang ito at laser ay magkatulad at nagsasapawan dito."
Ayon kay James, ang pagbawas sa laki ng mga sistema ng supply ng kuryente ay ang naglilimita na kadahilanan. Inaasahan niya na harapin ng US Army at mga kasosyo nito ang mga hamon ng paglalagay ng naturang kagamitan sa Stryker. Bilang karagdagan, nabanggit niya na hindi lahat ng mga target sa M-SHORAD system ay pareho at may mga katanungan tungkol sa kung anong antas ng pinsala ang kakailanganin para sa iba't ibang uri ng mga platform.
"Kung ang mga ito ay mga drone lamang na iyong hinuhuli, kung gayon pinipigilan nito ang saklaw ng mga target sa puntong iyon, binabawasan ang saklaw ng mga materyales na kung saan ito ginawa. Kung ito ay isang napakalaking drone, maaaring nagkakahalaga ito ng paggamit ng isang misil sa ibabaw ng hangin."
Sa kabilang banda, ayon kay James, ang saklaw ang pinakamahalagang salik na dapat isaalang-alang: mas maraming distansya na nais mong maging sanhi ng pinsala, mas maraming lakas ang kinakailangan. Napansin niya na ang kapaligiran ay puno ng iba't ibang mga maliit na butil na nagkakalat ng ilaw, iyon ay, hindi kailanman magkakaroon ng isang daang porsyento na light transmission. Sa distansya ng isang kilometro, ang kapaligiran ay maaaring maging 85% permeable, iyon ay, 15% ng ilaw ay hindi maaabot ang target. Sa distansya na higit sa 5 km, ang pagkalugi ay maaaring 50%, "iyon ay, kalahati ng mga photon ay nawala lang, nawawala ang lakas ng laser beam at hindi naabot ang target."
Matutong lumaban
"Ang pangunahing hamon para sa mga gumagamit ng militar ay ang pagsasanay sa pagharap sa isang lumalawak na hanay ng mga target," sabi ni Chris Frye, direktor ng malapit na pagtatanggol sa himpapawid sa Northrop Grumman, kahit na sinabi niya na sila ay lumalayo mula sa mga demonstrasyong pang-eksperimentong teknolohiya at lumilipat sa tunay na pagsasamantala ng isang kawal. "Papayagan na mag-ampon, umangkop at pagbutihin ang teknolohiya." Bilang karagdagan sa proyekto ng M-SHORAD, ang Northrop Grumman ay nakipagtulungan sa US Army sa maraming iba pang mga nakadirekta na programa ng enerhiya, pati na rin sa Opisina ng R&D ng Navy, DARPA, ang Air Force Laboratory at iba pang mga customer.
"Ang pokus ay sa pagbuo ng mga kumplikadong base system," dagdag ni Fry. "Ito ay hindi lamang tungkol sa laser, ngunit ang buong sistema: radar, command at control system, network, platform, henerasyon at kontrol sa kuryente. Ang maximum na kahusayan ng lahat ng mga sangkap na ito at kung paano sila gumagana nang magkakasama ay mahalaga upang ma-maximize ang potensyal ng system."
Sinabi ni Northrop Grumman na kahit na ang bigat, laki at pagkonsumo ng kuryente ng mga system ay nabawasan nang malaki sa nakaraang dekada, inaasahan nilang mapabilis ang prosesong ito sa mga darating na taon. Gayundin, ang kakayahan ng mga system ng laser na subaybayan ang mga banta at "panatilihin ang target na mga photon hangga't kinakailangan upang maibigay ang ninanais na epekto" ay makabuluhang tumaas.
Paglikha
Sinabi ni Schnorrenberg na ang pinakamalaking hamon ngayon ay ang mga hadlang sa produksyon. Dahil sa limitadong bilang ng mga system ng laser na binuo hanggang ngayon, ang base ng produksyon ay hindi naunlad, iyon ay, ang pinakamahalagang mga sangkap ay kailangan pa ring maipatapos para sa mga pangyayari sa produksyon na may mataas na lakas.
"Ang gobyerno ng US ay namumuhunan sa mga pasilidad sa pagmamanupaktura upang matugunan ang problemang ito," dagdag niya. "Sa huli, ang industriya ay magkakaloob ng mga mekanismong pang-ehekutibo upang paunlarin ang batayang ito."
Ito ang susi sa setting ng layunin ng US Army para sa M-SHORAD na programa. Ang anunsyo ng kontrata ay nabanggit na ang pagpili ng Northrop Grumman at Raytheon "ay magsusulong ng kumpetisyon at pasiglahin ang pang-industriya na batayan para sa mga nakadirekta na mga system ng enerhiya."
Inaasahan ni James na ang laser ay magbabago bilang sandata ng digmaan sa sarili nitong pamamaraan sa mga darating na taon. Kahit na siya ay nag-aalinlangan na ang mga laser ay gagana bilang ganap na magkakahiwalay na mga system, naniniwala siya na tiyak na sila ay magiging isang makabuluhang karagdagan sa iba pang mga sandata. Malamang na ang mga sistema ng pagtatanggol ng hangin, halimbawa, ay binubuo ng mga laser lamang, ngunit sila ay magiging bahagi ng isang mas malawak na system na magsasama ng mga misil. Bilang karagdagan, upang labanan ang mga target sa ultra-maikling distansya, ang militar ay malamang na nais na mag-iwan ng isang hiwalay na sundalo.
"Marahil ang mga laser ay magpakailanman maging bahagi ng pangunahing sistema."
"Upang gawing epektibo talaga ang mga laser at mas kapaki-pakinabang sa militar ng US, dapat na bumaba ang kanilang gastos," sabi ni Robin. Gayunpaman, ang anumang teknolohiya na umuusbong mula sa isang merkado ng angkop na lugar ay gaganap ng isang mas kilalang papel sa paglipas ng panahon.
"Habang lumalaki ang bilang ng mga prototype at pagsusulit sa pagpapakita - hindi lamang sa militar, kundi pati na rin sa iba pang mga uri ng sandatahang lakas - malapit na nating masaksihan ang isang pagpapalawak ng merkado na ito at pagbaba ng halaga ng mga sistema ng armas ng laser."
