Broń laserowa: marynarka wojenna. Część 4
Eksperymenty z instalacją lasera broń na statkach w ZSRR są prowadzone od lat 70. XX wieku.
W 1976 r. zatwierdzono specyfikację istotnych warunków zamówienia (TOR) dla przebudowy okrętu desantowego Projekt 770 SDK-20 na statek eksperymentalny Foros (Projekt 10030) z systemem laserowym Akvilon. W 1984 roku statek pod oznaczeniem OS-90 „Foros” wszedł w skład Morza Czarnego flota ZSRR i na poligonie Feodosia, po raz pierwszy w Historie Marynarka radziecka przeprowadziła ostrzał próbny z pistoletu laserowego Akvilon. Strzelanina zakończyła się sukcesem, nisko lecący pocisk został w porę wykryty i zniszczony przez wiązkę laserową.
Następnie kompleks Akvilon został zainstalowany na małym statku artyleryjskim zbudowanym według zmodyfikowanego projektu 12081. Moc kompleksu została zmniejszona, jego celem było wyłączenie środków optyczno-elektronicznych i uszkodzenie narządów wzroku personelu przeciwamfibiego wroga obrona.
W tym samym czasie opracowywany był projekt Aidar, którego celem było stworzenie najpotężniejszej instalacji laserowej okrętowej w ZSRR. W 1978 r. drewniany przewoźnik „Wostok-3” został przekształcony w nośnik broni laserowej - statek „Dikson” (projekt 05961). Jako źródło energii dla systemu laserowego Aidar na statku zainstalowano trzy silniki odrzutowe z samolotu Tu-154.
Podczas testów w 1980 roku salwa laserowa została wystrzelona do celu znajdującego się w odległości 4 kilometrów. Cel został trafiony po raz pierwszy, ale nikt z obecnych nie widział samego promienia i widocznego zniszczenia celu. Uderzenie zostało zarejestrowane przez czujnik termiczny zamontowany na celu, sprawność wiązki wynosiła 5%, przypuszczalnie znaczna część energii wiązki została pochłonięta przez odparowanie wilgoci z powierzchni morza.
W Stanach Zjednoczonych od lat 70. ubiegłego wieku, kiedy to rozpoczął się program ASMD (Anti-Ship Missile Defense), prowadzone są również badania mające na celu stworzenie wojskowej broni laserowej. Początkowo prowadzono prace nad laserami gazodynamicznymi, ale później skupiono się na laserach chemicznych.
W 1973 roku TRW rozpoczęło prace nad eksperymentalną demonstracją lasera deuterowego o fali ciągłej NACL (Navy ARPA Chemical Laser) o mocy około 100 kW. Prace badawczo-rozwojowe (B+R) nad kompleksem NACL prowadzono do 1976 roku.
W 1977 roku Departament Obrony USA otworzył program Sea Light, mający na celu opracowanie systemu laserów wysokoenergetycznych o mocy do 2 MW. W efekcie powstała wieloboczna instalacja lasera chemicznego fluorkowo-deuterowego „MIRACL” (Mid-IniaRed Advanced Chemical Laser) pracującego w ciągłym trybie generowania promieniowania o maksymalnej mocy wyjściowej 2,2 MW przy długości fali 3,8 μm, jego pierwsze testy odbyły się we wrześniu 1980 roku.
W 1989 roku w White Sands Test Center przeprowadzono eksperymenty z wykorzystaniem kompleksu laserowego MIRACL do przechwytywania sterowanych radiowo celów typu BQM-34, symulujących lot pocisków przeciwokrętowych (ASM) z prędkością poddźwiękową. Następnie przechwycono naddźwiękowe (M = 2) pociski Vandal, imitujące atak rakiety przeciwokrętowej na małych wysokościach. Podczas testów przeprowadzonych w latach 1991-1993 twórcy określili kryteria trafienia pociskami różnych klas, a także przeprowadzili praktyczne przechwytywanie bezzałogowych statków powietrznych (UAV), które symulowały użycie pocisków przeciwokrętowych przez wroga.
Pod koniec lat 1990. zrezygnowano z użycia lasera chemicznego jako broni okrętowej ze względu na konieczność przechowywania i używania toksycznych składników. (najprawdopodobniej również ze względu na ogólną złożoność obsługi i konserwacji broni tego typu).
Następnie Marynarka Wojenna USA i inne kraje NATO skupiły się na laserach zasilanych energią elektryczną.
W ramach programu SSL-TM firma Raytheon stworzyła demonstracyjny kompleks laserowy LaWS (Laser Weapon System) o mocy 33 kW. Podczas testów w 2012 roku kompleks LaWS z niszczyciela (EM) Dewey (typu Arleigh Burke) trafił w 12 celów BQM-I74A.
Kompleks LaWS jest modułowy, moc uzyskiwana jest poprzez sumowanie wiązek laserów podczerwonych małej mocy na ciele stałym. Lasery znajdują się w jednej masywnej obudowie. Od 2014 roku system laserowy LaWS jest instalowany na USS Ponce (LPD-15) w celu oceny wpływu rzeczywistych warunków eksploatacji na osiągi i skuteczność broni. Do 2017 roku moc kompleksu miała zostać zwiększona do 100 kW.
Demonstracja lasera LAWS
W tej chwili kilka amerykańskich firm, w tym Northrop Grumman, Boeing i Locheed Martin, opracowuje laserowe systemy samoobrony statków oparte na laserach półprzewodnikowych i światłowodowych. Aby zmniejszyć ryzyko, Marynarka Wojenna USA realizuje jednocześnie kilka programów mających na celu pozyskanie broni laserowej. Ze względu na zmianę nazw w ramach przenoszenia projektów z jednej firmy do drugiej lub łączenie projektów, mogą wystąpić nakładanie się nazw.
Northrop Grumman Corporation pracuje nad modułowym laserem bojowym, oznaczonym jako MLD (Maritime Laser Demonstration). Początkowa moc lasera to 15 kW, modułowa konstrukcja pozwala uzyskać łączną moc do 105 kW. W przyszłości moc wyjściowa zakładu może zostać zwiększona do 300-600 kW.
Boeing otrzymał kontrakt o wartości 29,5 miliona dolarów na opracowanie systemu naprowadzania wiązki laserowej, który mógłby zapewnić precyzyjne namierzanie broni laserowej Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych.
W 2019 roku program SNLWS na instalację lasera na ciele stałym o mocy 60 kW lub większej na niszczycielach typu Arleigh Burke URO otrzymał z budżetu 190 mln USD. Przewiduje się wyposażenie trzech niszczycieli, Marynarka Wojenna spodziewa się, że pierwszy niszczyciel będzie wyposażony w broń laserową pod koniec 2020 roku.
Locheed Martin Corporation otrzymał kontrakt o wartości 150 milionów dolarów (z możliwością rozbudowy do 942,8 miliona dolarów) na dostawę broni laserowej o wysokiej energii HELIOS dla marynarki wojennej Stanów Zjednoczonych. W planach są testy na niszczycielach klasy Arleigh Burke w latach 2019-2020 (być może to tylko w ramach programu SNLWS).
Znajdują się tam również informacje o programie instalowania 150 kilowatowej broni laserowej na UDC typu San Antonio oraz programie broni laserowej RHEL (Ruggedized High Energy Laser) o mocy 150 kW lub większej.
Według amerykańskich mediów, projekt obiecującej fregaty US Navy FFG(X) zawiera wymóg zainstalowania (lub zarezerwowania miejsca na instalację) lasera bojowego o mocy 150 kW, sterowanego systemem walki COMBATSS-21.
Poza Stanami Zjednoczonymi, największe zainteresowanie laserami morskimi wykazuje dawna „Mistrzyni mórz” – Wielka Brytania. Brak branży laserowej nie pozwala na samodzielną realizację projektu, w związku z czym w 2016 roku brytyjskie Ministerstwo Obrony ogłosiło przetarg na opracowanie demonstratora technologii LDEW (Laser Directed Energy Weapon), który wygrała niemiecka firma MBDA Deutschland. W 2017 roku konsorcjum zaprezentowało pełnowymiarowy prototyp lasera LDEW.
Wcześniej w 2016 roku MBDA Deutschland wprowadziła na rynek laserowy kompleks efektorowy, który może być instalowany na lotniskowcu lądowym i morskim i jest przeznaczony do niszczenia bezzałogowych statków powietrznych, pocisków i pocisków moździerzowych. Kompleks zapewnia obronę w sektorze 360 stopni, ma minimalny czas reakcji i jest w stanie odeprzeć ataki nadchodzące z różnych kierunków. Firma informuje, że jej laser ma ogromny potencjał rozwojowy.
mówi Peter Heilmeyer, szef sprzedaży i rozwoju biznesu.
Niemieckie firmy są na równi, a być może wyprzedzają amerykańskie firmy w wyścigu zbrojeń laserowych i są w stanie jako pierwsze wprowadzić nie tylko systemy laserowe grunt, ale także morskie.
We Francji rozważany jest obiecujący projekt DCNS Advansea, w którym wykorzystano w pełni elektryczne technologie napędowe. Projekt Advansea ma być wyposażony w 20-megawatowy generator prądu, który będzie w stanie zaspokoić potrzeby zaawansowanej broni laserowej.
W Rosji, według doniesień medialnych, broń laserową można umieścić na obiecującym niszczycielu nuklearnym „Leader”. Z jednej strony elektrownia jądrowa sugeruje, że jest wystarczająco dużo mocy, aby zasilić broń laserową, z drugiej strony ten projekt jest na etapie wstępnych projektów i zdecydowanie przedwczesne jest mówienie o czymkolwiek konkretnym.
Oddzielnie należy zwrócić uwagę na amerykański projekt lasera na swobodnych elektronach - Laser na swobodnych elektronach (FEL), opracowany w interesie marynarki wojennej USA. Broń laserowa tego typu ma znaczne różnice w porównaniu z innymi rodzajami laserów.
Promieniowanie w laserze na swobodnych elektronach generowane jest przez monoenergetyczną wiązkę elektronów poruszających się w układzie okresowym odchylających się pól elektrycznych lub magnetycznych. Zmieniając energię wiązki elektronów, a także siłę pola magnetycznego i odległość między magnesami, można zmieniać częstotliwość promieniowania laserowego w szerokim zakresie, uzyskując promieniowanie z zakresu od rentgenowskiego do mikrofalówka na wyjściu.
Lasery na swobodnych elektronach są duże, co utrudnia umieszczenie ich na nośnikach o małych rozmiarach. W tym sensie statki wielkopowierzchniowe są optymalnymi nośnikami laserów tego typu.
Boeing opracowuje laser FEL dla marynarki wojennej USA. Prototyp lasera FEL o mocy 14 kW zademonstrowano w 2011 roku. W chwili obecnej stan prac nad tym laserem nie jest znany, planowano stopniowe zwiększanie mocy promieniowania do 1 MW. Główną trudnością jest stworzenie wtryskiwacza elektronów o wymaganej mocy.
Pomimo tego, że gabaryty lasera FEL przewyższą gabaryty laserów o porównywalnej mocy opartych na innych technologiach (ciało stałe, światłowodowe), jego zdolność do zmiany częstotliwości promieniowania w szerokim zakresie pozwoli na dobór długości fali w zgodnie z warunkami pogodowymi i rodzajem trafionego celu. Trudno spodziewać się pojawienia się laserów FEL o wystarczającej mocy w najbliższym czasie, a raczej po 2030 roku.
W porównaniu z innymi rodzajami sił zbrojnych rozmieszczenie broni laserowej na okrętach wojennych ma swoje plusy i minusy.
Na istniejących statkach moc broni laserowej, którą można zainstalować podczas aktualizacji, jest ograniczona możliwościami generatorów prądu. Najnowsze i najbardziej obiecujące statki są opracowywane w oparciu o technologie napędu elektrycznego, które zapewnią broń laserową wystarczającą ilość energii elektrycznej.
Na statkach jest znacznie więcej miejsca niż odpowiednio na lądowych i lotniczych przewoźnikach, nie ma problemów z rozmieszczeniem sprzętu wielkogabarytowego. I wreszcie, istnieją możliwości zapewnienia efektywnego chłodzenia sprzętu laserowego.
Z drugiej strony statki znajdują się w agresywnym środowisku - woda morska, mgła solna. Wysoka wilgotność nad powierzchnią morza znacznie zmniejszy moc promieniowania laserowego podczas uderzania w cele nad powierzchnią wody, dlatego minimalną moc broni laserowej nadającej się do umieszczenia na statkach można oszacować na 100 kW.
Dla statków konieczność uderzania w „tanie” cele, takie jak miny i niekierowane rakiety, nie jest tak krytyczna, taka broń może stanowić ograniczone zagrożenie tylko w ich bazach. Również zagrożenia, jakie stwarzają małe statki, nie mogą być traktowane jako uzasadnienie użycia broni laserowej, chociaż w niektórych przypadkach mogą one spowodować poważne szkody.
Małe bezzałogowce stanowią pewne zagrożenie dla statków, zarówno jako środek rozpoznania, jak i niszczenia wrażliwych punktów statku, np. radaru. Pokonanie takich UAV bronią rakietową i armatnią może być trudne, a w tym przypadku obecność laserowej broni obronnej na pokładzie statku całkowicie rozwiąże ten problem.
Pociski przeciwokrętowe (ASM), przeciwko którym można użyć broni laserowej, można podzielić na dwie podgrupy:
- nisko lecące poddźwiękowe i naddźwiękowe pociski przeciwokrętowe;
- naddźwiękowe i naddźwiękowe pociski przeciwokrętowe atakujące z góry, w tym po trajektorii aerobalistycznej.
W odniesieniu do nisko latających rakiet przeciwokrętowych przeszkodą dla broni laserowej będzie krzywizna powierzchni ziemi, która ogranicza zasięg bezpośredniego strzału oraz nasycenie niższych warstw atmosfery parą wodną, co zmniejsza moc Belka.
Aby zwiększyć zagrożony obszar, rozważane są opcje umieszczenia elementów emitujących broni laserowej na nadbudówce. Moc lasera odpowiedniego do niszczenia nowoczesnych nisko latających pocisków przeciwokrętowych będzie najprawdopodobniej wynosić od 300 kW.
Strefa zabicia pocisków przeciwokrętowych atakujących na dużej wysokości będzie ograniczona jedynie mocą promieniowania laserowego i możliwościami systemów naprowadzania.
Najtrudniejszym celem będą hipersoniczne pociski przeciwokrętowe, zarówno ze względu na minimalny czas przebywania na zagrożonym obszarze, jak i ze względu na obecność regularnej ochrony termicznej. Jednak ochrona termiczna jest zoptymalizowana pod kątem ogrzewania kadłuba rakiety przeciwokrętowej podczas lotu, a dodatkowe kilowaty oczywiście nie przyniosą rakiecie korzyści.
Konieczność gwarantowanego zniszczenia hipersonicznych pocisków przeciwokrętowych będzie wymagała umieszczenia na pokładzie statku laserów o mocy ponad 1 MW, najlepszym rozwiązaniem byłby laser na swobodnych elektronach. Broń laserowa o tej mocy może być również użyta przeciwko statkom kosmicznym o niskiej orbicie.
Od czasu do czasu w publikacjach wojskowych, w tym Military Review, pojawiają się informacje o słabym zabezpieczeniu rakiet przeciwokrętowych z głowicą naprowadzającą radar (RL GOS), przed zakłóceniami elektronicznymi i zasłonami maskującymi używanymi ze statku. Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie poszukiwacza wielospektralnego, w tym kanałów telewizyjnych i termowizyjnych. Obecność broni laserowej na pokładzie okrętu, nawet o minimalnej mocy ok. 100 kW, może zneutralizować zalety rakiet przeciwokrętowych z naprowadzaczem wielospektralnym, ze względu na trwałe lub czasowe zaślepienie czułych matryc.
W Stanach Zjednoczonych opracowywane są warianty akustycznych pistoletów laserowych, które umożliwiają odtworzenie intensywnych wibracji dźwięku w znacznej odległości od źródła promieniowania. Być może w oparciu o te technologie lasery okrętowe można wykorzystać do tworzenia zakłóceń akustycznych lub wabików dla sonarów i torped wroga.
Prototypowy akustyczny pistolet laserowy
Można więc przypuszczać, że pojawienie się broni laserowej na okrętach pozwoli zwiększyć ich odporność na wszelkiego rodzaju środki ataku.
Główną przeszkodą w umieszczaniu broni laserowej na statkach jest brak niezbędnej energii elektrycznej. W związku z tym pojawienie się naprawdę skutecznej broni laserowej najprawdopodobniej rozpocznie się dopiero wraz z uruchomieniem obiecujących statków z pełną technologią napędu elektrycznego.
Zmodernizowane statki mogą być wyposażone w ograniczoną liczbę laserów o mocy rzędu 100-300 kW.
Na okrętach podwodnych umieszczenie broni laserowej o mocy 300 kW lub większej z wyjściem promieniowania przez urządzenie końcowe znajdujące się na peryskopie pozwoli okrętowi podwodnemu uderzyć z głębokości peryskopu lotnictwo środki przeciw okrętom podwodnym wroga - samoloty i śmigłowce obrony przeciw okrętom podwodnym (ASD).
Dalszy wzrost mocy laserów, od 1 MW wzwyż, umożliwi uszkodzenie lub całkowite zniszczenie statków kosmicznych o niskiej orbicie, zgodnie z zewnętrznym oznaczeniem celu. Zaletami umieszczenia takiej broni na okrętach podwodnych jest duża niewidzialność i globalny zasięg przewoźnika. Możliwość poruszania się po Oceanie Światowym na nieograniczony zasięg pozwoli okrętowi podwodnemu z bronią laserową dotrzeć do punktu optymalnego do zniszczenia satelity kosmicznego, biorąc pod uwagę jego trajektorię lotu. A tajemnica utrudni wrogowi wysuwanie roszczeń (no cóż, statek kosmiczny jest niesprawny, jak udowodnić, kto go zestrzelił, skoro wyraźnie nie było w tym rejonie sił zbrojnych).
Ogólnie rzecz biorąc, na początkowym etapie marynarka wojenna odniesie mniejsze korzyści z wprowadzenia broni laserowej w porównaniu z innymi rodzajami sił zbrojnych. Jednak w przyszłości, wraz z dalszą poprawą pocisków przeciwokrętowych, systemy laserowe staną się integralną częścią obrony powietrznej / obrony przeciwrakietowej okrętów nawodnych i ewentualnie okrętów podwodnych.
W 1976 r. zatwierdzono specyfikację istotnych warunków zamówienia (TOR) dla przebudowy okrętu desantowego Projekt 770 SDK-20 na statek eksperymentalny Foros (Projekt 10030) z systemem laserowym Akvilon. W 1984 roku statek pod oznaczeniem OS-90 „Foros” wszedł w skład Morza Czarnego flota ZSRR i na poligonie Feodosia, po raz pierwszy w Historie Marynarka radziecka przeprowadziła ostrzał próbny z pistoletu laserowego Akvilon. Strzelanina zakończyła się sukcesem, nisko lecący pocisk został w porę wykryty i zniszczony przez wiązkę laserową.
Projekt 10030 „Foros” z kompleksem laserowym „Akvilon”
Następnie kompleks Akvilon został zainstalowany na małym statku artyleryjskim zbudowanym według zmodyfikowanego projektu 12081. Moc kompleksu została zmniejszona, jego celem było wyłączenie środków optyczno-elektronicznych i uszkodzenie narządów wzroku personelu przeciwamfibiego wroga obrona.
Mały statek artyleryjski 12081 z systemem laserowym Akvilon
W tym samym czasie opracowywany był projekt Aidar, którego celem było stworzenie najpotężniejszej instalacji laserowej okrętowej w ZSRR. W 1978 r. drewniany przewoźnik „Wostok-3” został przekształcony w nośnik broni laserowej - statek „Dikson” (projekt 05961). Jako źródło energii dla systemu laserowego Aidar na statku zainstalowano trzy silniki odrzutowe z samolotu Tu-154.
Podczas testów w 1980 roku salwa laserowa została wystrzelona do celu znajdującego się w odległości 4 kilometrów. Cel został trafiony po raz pierwszy, ale nikt z obecnych nie widział samego promienia i widocznego zniszczenia celu. Uderzenie zostało zarejestrowane przez czujnik termiczny zamontowany na celu, sprawność wiązki wynosiła 5%, przypuszczalnie znaczna część energii wiązki została pochłonięta przez odparowanie wilgoci z powierzchni morza.
W Stanach Zjednoczonych od lat 70. ubiegłego wieku, kiedy to rozpoczął się program ASMD (Anti-Ship Missile Defense), prowadzone są również badania mające na celu stworzenie wojskowej broni laserowej. Początkowo prowadzono prace nad laserami gazodynamicznymi, ale później skupiono się na laserach chemicznych.
W 1973 roku TRW rozpoczęło prace nad eksperymentalną demonstracją lasera deuterowego o fali ciągłej NACL (Navy ARPA Chemical Laser) o mocy około 100 kW. Prace badawczo-rozwojowe (B+R) nad kompleksem NACL prowadzono do 1976 roku.
W 1977 roku Departament Obrony USA otworzył program Sea Light, mający na celu opracowanie systemu laserów wysokoenergetycznych o mocy do 2 MW. W efekcie powstała wieloboczna instalacja lasera chemicznego fluorkowo-deuterowego „MIRACL” (Mid-IniaRed Advanced Chemical Laser) pracującego w ciągłym trybie generowania promieniowania o maksymalnej mocy wyjściowej 2,2 MW przy długości fali 3,8 μm, jego pierwsze testy odbyły się we wrześniu 1980 roku.
W 1989 roku w White Sands Test Center przeprowadzono eksperymenty z wykorzystaniem kompleksu laserowego MIRACL do przechwytywania sterowanych radiowo celów typu BQM-34, symulujących lot pocisków przeciwokrętowych (ASM) z prędkością poddźwiękową. Następnie przechwycono naddźwiękowe (M = 2) pociski Vandal, imitujące atak rakiety przeciwokrętowej na małych wysokościach. Podczas testów przeprowadzonych w latach 1991-1993 twórcy określili kryteria trafienia pociskami różnych klas, a także przeprowadzili praktyczne przechwytywanie bezzałogowych statków powietrznych (UAV), które symulowały użycie pocisków przeciwokrętowych przez wroga.
Kompleks laserowy «MIRACL»
Pod koniec lat 1990. zrezygnowano z użycia lasera chemicznego jako broni okrętowej ze względu na konieczność przechowywania i używania toksycznych składników. (najprawdopodobniej również ze względu na ogólną złożoność obsługi i konserwacji broni tego typu).
Następnie Marynarka Wojenna USA i inne kraje NATO skupiły się na laserach zasilanych energią elektryczną.
W ramach programu SSL-TM firma Raytheon stworzyła demonstracyjny kompleks laserowy LaWS (Laser Weapon System) o mocy 33 kW. Podczas testów w 2012 roku kompleks LaWS z niszczyciela (EM) Dewey (typu Arleigh Burke) trafił w 12 celów BQM-I74A.
Kompleks LaWS jest modułowy, moc uzyskiwana jest poprzez sumowanie wiązek laserów podczerwonych małej mocy na ciele stałym. Lasery znajdują się w jednej masywnej obudowie. Od 2014 roku system laserowy LaWS jest instalowany na USS Ponce (LPD-15) w celu oceny wpływu rzeczywistych warunków eksploatacji na osiągi i skuteczność broni. Do 2017 roku moc kompleksu miała zostać zwiększona do 100 kW.
Kompleks laserowy LawS
Demonstracja lasera LAWS
W tej chwili kilka amerykańskich firm, w tym Northrop Grumman, Boeing i Locheed Martin, opracowuje laserowe systemy samoobrony statków oparte na laserach półprzewodnikowych i światłowodowych. Aby zmniejszyć ryzyko, Marynarka Wojenna USA realizuje jednocześnie kilka programów mających na celu pozyskanie broni laserowej. Ze względu na zmianę nazw w ramach przenoszenia projektów z jednej firmy do drugiej lub łączenie projektów, mogą wystąpić nakładanie się nazw.
Northrop Grumman Corporation pracuje nad modułowym laserem bojowym, oznaczonym jako MLD (Maritime Laser Demonstration). Początkowa moc lasera to 15 kW, modułowa konstrukcja pozwala uzyskać łączną moc do 105 kW. W przyszłości moc wyjściowa zakładu może zostać zwiększona do 300-600 kW.
Boeing otrzymał kontrakt o wartości 29,5 miliona dolarów na opracowanie systemu naprowadzania wiązki laserowej, który mógłby zapewnić precyzyjne namierzanie broni laserowej Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych.
W 2019 roku program SNLWS na instalację lasera na ciele stałym o mocy 60 kW lub większej na niszczycielach typu Arleigh Burke URO otrzymał z budżetu 190 mln USD. Przewiduje się wyposażenie trzech niszczycieli, Marynarka Wojenna spodziewa się, że pierwszy niszczyciel będzie wyposażony w broń laserową pod koniec 2020 roku.
Locheed Martin Corporation otrzymał kontrakt o wartości 150 milionów dolarów (z możliwością rozbudowy do 942,8 miliona dolarów) na dostawę broni laserowej o wysokiej energii HELIOS dla marynarki wojennej Stanów Zjednoczonych. W planach są testy na niszczycielach klasy Arleigh Burke w latach 2019-2020 (być może to tylko w ramach programu SNLWS).
Znajdują się tam również informacje o programie instalowania 150 kilowatowej broni laserowej na UDC typu San Antonio oraz programie broni laserowej RHEL (Ruggedized High Energy Laser) o mocy 150 kW lub większej.
Pojawienie się eksperymentalnego lasera bojowego na pokładzie niszczyciela Arleigh Burke URO spodziewane jest w 2020 roku
Według amerykańskich mediów, projekt obiecującej fregaty US Navy FFG(X) zawiera wymóg zainstalowania (lub zarezerwowania miejsca na instalację) lasera bojowego o mocy 150 kW, sterowanego systemem walki COMBATSS-21.
Kompleks laserowy LaWS na projekcie obiecującej fregaty FFG (X) firmy Lockheed Martin
Poza Stanami Zjednoczonymi, największe zainteresowanie laserami morskimi wykazuje dawna „Mistrzyni mórz” – Wielka Brytania. Brak branży laserowej nie pozwala na samodzielną realizację projektu, w związku z czym w 2016 roku brytyjskie Ministerstwo Obrony ogłosiło przetarg na opracowanie demonstratora technologii LDEW (Laser Directed Energy Weapon), który wygrała niemiecka firma MBDA Deutschland. W 2017 roku konsorcjum zaprezentowało pełnowymiarowy prototyp lasera LDEW.
Prototyp lasera LDEW
Wcześniej w 2016 roku MBDA Deutschland wprowadziła na rynek laserowy kompleks efektorowy, który może być instalowany na lotniskowcu lądowym i morskim i jest przeznaczony do niszczenia bezzałogowych statków powietrznych, pocisków i pocisków moździerzowych. Kompleks zapewnia obronę w sektorze 360 stopni, ma minimalny czas reakcji i jest w stanie odeprzeć ataki nadchodzące z różnych kierunków. Firma informuje, że jej laser ma ogromny potencjał rozwojowy.
„Ostatnio MBDA Deutschland zainwestowała znaczne środki ze swojego budżetu w tworzenie technologii laserowej. Osiągnęliśmy znaczące wyniki na tle innych firm”,
mówi Peter Heilmeyer, szef sprzedaży i rozwoju biznesu.
Okrętowy kompleks laserowy „efektor laserowy” firmy MBDA Deutschland
Niemieckie firmy są na równi, a być może wyprzedzają amerykańskie firmy w wyścigu zbrojeń laserowych i są w stanie jako pierwsze wprowadzić nie tylko systemy laserowe grunt, ale także morskie.
We Francji rozważany jest obiecujący projekt DCNS Advansea, w którym wykorzystano w pełni elektryczne technologie napędowe. Projekt Advansea ma być wyposażony w 20-megawatowy generator prądu, który będzie w stanie zaspokoić potrzeby zaawansowanej broni laserowej.
Francuski projekt okrętu wojennego z bronią laserową „Advansea”
W Rosji, według doniesień medialnych, broń laserową można umieścić na obiecującym niszczycielu nuklearnym „Leader”. Z jednej strony elektrownia jądrowa sugeruje, że jest wystarczająco dużo mocy, aby zasilić broń laserową, z drugiej strony ten projekt jest na etapie wstępnych projektów i zdecydowanie przedwczesne jest mówienie o czymkolwiek konkretnym.
Koncepcja niszczyciela nuklearnego „Lider”
Oddzielnie należy zwrócić uwagę na amerykański projekt lasera na swobodnych elektronach - Laser na swobodnych elektronach (FEL), opracowany w interesie marynarki wojennej USA. Broń laserowa tego typu ma znaczne różnice w porównaniu z innymi rodzajami laserów.
Promieniowanie w laserze na swobodnych elektronach generowane jest przez monoenergetyczną wiązkę elektronów poruszających się w układzie okresowym odchylających się pól elektrycznych lub magnetycznych. Zmieniając energię wiązki elektronów, a także siłę pola magnetycznego i odległość między magnesami, można zmieniać częstotliwość promieniowania laserowego w szerokim zakresie, uzyskując promieniowanie z zakresu od rentgenowskiego do mikrofalówka na wyjściu.
Zasada działania lasera na swobodnych elektronach
Lasery na swobodnych elektronach są duże, co utrudnia umieszczenie ich na nośnikach o małych rozmiarach. W tym sensie statki wielkopowierzchniowe są optymalnymi nośnikami laserów tego typu.
Boeing opracowuje laser FEL dla marynarki wojennej USA. Prototyp lasera FEL o mocy 14 kW zademonstrowano w 2011 roku. W chwili obecnej stan prac nad tym laserem nie jest znany, planowano stopniowe zwiększanie mocy promieniowania do 1 MW. Główną trudnością jest stworzenie wtryskiwacza elektronów o wymaganej mocy.
Pomimo tego, że gabaryty lasera FEL przewyższą gabaryty laserów o porównywalnej mocy opartych na innych technologiach (ciało stałe, światłowodowe), jego zdolność do zmiany częstotliwości promieniowania w szerokim zakresie pozwoli na dobór długości fali w zgodnie z warunkami pogodowymi i rodzajem trafionego celu. Trudno spodziewać się pojawienia się laserów FEL o wystarczającej mocy w najbliższym czasie, a raczej po 2030 roku.
W porównaniu z innymi rodzajami sił zbrojnych rozmieszczenie broni laserowej na okrętach wojennych ma swoje plusy i minusy.
Na istniejących statkach moc broni laserowej, którą można zainstalować podczas aktualizacji, jest ograniczona możliwościami generatorów prądu. Najnowsze i najbardziej obiecujące statki są opracowywane w oparciu o technologie napędu elektrycznego, które zapewnią broń laserową wystarczającą ilość energii elektrycznej.
Na statkach jest znacznie więcej miejsca niż odpowiednio na lądowych i lotniczych przewoźnikach, nie ma problemów z rozmieszczeniem sprzętu wielkogabarytowego. I wreszcie, istnieją możliwości zapewnienia efektywnego chłodzenia sprzętu laserowego.
Z drugiej strony statki znajdują się w agresywnym środowisku - woda morska, mgła solna. Wysoka wilgotność nad powierzchnią morza znacznie zmniejszy moc promieniowania laserowego podczas uderzania w cele nad powierzchnią wody, dlatego minimalną moc broni laserowej nadającej się do umieszczenia na statkach można oszacować na 100 kW.
Dla statków konieczność uderzania w „tanie” cele, takie jak miny i niekierowane rakiety, nie jest tak krytyczna, taka broń może stanowić ograniczone zagrożenie tylko w ich bazach. Również zagrożenia, jakie stwarzają małe statki, nie mogą być traktowane jako uzasadnienie użycia broni laserowej, chociaż w niektórych przypadkach mogą one spowodować poważne szkody.
W wyniku ataku terrorystycznego na niszczyciel URO „Cole” Marynarki Wojennej USA, przeprowadzonego 12 października 2000 r. w porcie w Jemenie przy pomocy łodzi motorowej, zginęło 17 marynarzy, kilkudziesięciu zostało rannych, statek otrzymał znaczne uszkodzenia (nawiasem mówiąc, Google wydaje znacznie mniej wyników niż np. Yandex)
Małe bezzałogowce stanowią pewne zagrożenie dla statków, zarówno jako środek rozpoznania, jak i niszczenia wrażliwych punktów statku, np. radaru. Pokonanie takich UAV bronią rakietową i armatnią może być trudne, a w tym przypadku obecność laserowej broni obronnej na pokładzie statku całkowicie rozwiąże ten problem.
Pociski przeciwokrętowe (ASM), przeciwko którym można użyć broni laserowej, można podzielić na dwie podgrupy:
- nisko lecące poddźwiękowe i naddźwiękowe pociski przeciwokrętowe;
- naddźwiękowe i naddźwiękowe pociski przeciwokrętowe atakujące z góry, w tym po trajektorii aerobalistycznej.
W odniesieniu do nisko latających rakiet przeciwokrętowych przeszkodą dla broni laserowej będzie krzywizna powierzchni ziemi, która ogranicza zasięg bezpośredniego strzału oraz nasycenie niższych warstw atmosfery parą wodną, co zmniejsza moc Belka.
Aby zwiększyć zagrożony obszar, rozważane są opcje umieszczenia elementów emitujących broni laserowej na nadbudówce. Moc lasera odpowiedniego do niszczenia nowoczesnych nisko latających pocisków przeciwokrętowych będzie najprawdopodobniej wynosić od 300 kW.
W projekcie koncepcyjnym okrętu przyszłego „Dreadnought 2050” broń laserowa ma znajdować się na pokładzie UAV, zasilanego w energię elektryczną kablem ze statku transportowego
Strefa zabicia pocisków przeciwokrętowych atakujących na dużej wysokości będzie ograniczona jedynie mocą promieniowania laserowego i możliwościami systemów naprowadzania.
Najtrudniejszym celem będą hipersoniczne pociski przeciwokrętowe, zarówno ze względu na minimalny czas przebywania na zagrożonym obszarze, jak i ze względu na obecność regularnej ochrony termicznej. Jednak ochrona termiczna jest zoptymalizowana pod kątem ogrzewania kadłuba rakiety przeciwokrętowej podczas lotu, a dodatkowe kilowaty oczywiście nie przyniosą rakiecie korzyści.
Konieczność gwarantowanego zniszczenia hipersonicznych pocisków przeciwokrętowych będzie wymagała umieszczenia na pokładzie statku laserów o mocy ponad 1 MW, najlepszym rozwiązaniem byłby laser na swobodnych elektronach. Broń laserowa o tej mocy może być również użyta przeciwko statkom kosmicznym o niskiej orbicie.
Od czasu do czasu w publikacjach wojskowych, w tym Military Review, pojawiają się informacje o słabym zabezpieczeniu rakiet przeciwokrętowych z głowicą naprowadzającą radar (RL GOS), przed zakłóceniami elektronicznymi i zasłonami maskującymi używanymi ze statku. Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie poszukiwacza wielospektralnego, w tym kanałów telewizyjnych i termowizyjnych. Obecność broni laserowej na pokładzie okrętu, nawet o minimalnej mocy ok. 100 kW, może zneutralizować zalety rakiet przeciwokrętowych z naprowadzaczem wielospektralnym, ze względu na trwałe lub czasowe zaślepienie czułych matryc.
W Stanach Zjednoczonych opracowywane są warianty akustycznych pistoletów laserowych, które umożliwiają odtworzenie intensywnych wibracji dźwięku w znacznej odległości od źródła promieniowania. Być może w oparciu o te technologie lasery okrętowe można wykorzystać do tworzenia zakłóceń akustycznych lub wabików dla sonarów i torped wroga.
Prototypowy akustyczny pistolet laserowy
Można więc przypuszczać, że pojawienie się broni laserowej na okrętach pozwoli zwiększyć ich odporność na wszelkiego rodzaju środki ataku.
Główną przeszkodą w umieszczaniu broni laserowej na statkach jest brak niezbędnej energii elektrycznej. W związku z tym pojawienie się naprawdę skutecznej broni laserowej najprawdopodobniej rozpocznie się dopiero wraz z uruchomieniem obiecujących statków z pełną technologią napędu elektrycznego.
Zmodernizowane statki mogą być wyposażone w ograniczoną liczbę laserów o mocy rzędu 100-300 kW.
Na okrętach podwodnych umieszczenie broni laserowej o mocy 300 kW lub większej z wyjściem promieniowania przez urządzenie końcowe znajdujące się na peryskopie pozwoli okrętowi podwodnemu uderzyć z głębokości peryskopu lotnictwo środki przeciw okrętom podwodnym wroga - samoloty i śmigłowce obrony przeciw okrętom podwodnym (ASD).
Dalszy wzrost mocy laserów, od 1 MW wzwyż, umożliwi uszkodzenie lub całkowite zniszczenie statków kosmicznych o niskiej orbicie, zgodnie z zewnętrznym oznaczeniem celu. Zaletami umieszczenia takiej broni na okrętach podwodnych jest duża niewidzialność i globalny zasięg przewoźnika. Możliwość poruszania się po Oceanie Światowym na nieograniczony zasięg pozwoli okrętowi podwodnemu z bronią laserową dotrzeć do punktu optymalnego do zniszczenia satelity kosmicznego, biorąc pod uwagę jego trajektorię lotu. A tajemnica utrudni wrogowi wysuwanie roszczeń (no cóż, statek kosmiczny jest niesprawny, jak udowodnić, kto go zestrzelił, skoro wyraźnie nie było w tym rejonie sił zbrojnych).
Ogólnie rzecz biorąc, na początkowym etapie marynarka wojenna odniesie mniejsze korzyści z wprowadzenia broni laserowej w porównaniu z innymi rodzajami sił zbrojnych. Jednak w przyszłości, wraz z dalszą poprawą pocisków przeciwokrętowych, systemy laserowe staną się integralną częścią obrony powietrznej / obrony przeciwrakietowej okrętów nawodnych i ewentualnie okrętów podwodnych.
informacja