Nowe lasery bojowe od General Atomics
Koncepcja naziemnego kompleksu laserowego od General Atomics i Boeing
W Stanach Zjednoczonych trwają prace nad stworzeniem nowego lasera broń. Jednym z pilnych zadań jest opracowanie lasera bojowego o mocy promieniowania co najmniej 300 kW z możliwością instalacji na różnych platformach. Jednym z uczestników tego programu jest General Atomics. Podobno znalazła niezbędne rozwiązanie i teraz pracuje nad kwestiami technicznymi.
Życzenia klienta
W październiku ubiegłego roku Pentagon ogłosił rozpoczęcie nowego programu rozwoju broni laserowej, mającego na celu stworzenie zaawansowanych systemów walki o zwiększonej wydajności. W prace zaangażowało się kilka organizacji naukowych oraz trzy firmy komercyjne z dużym doświadczeniem w branży laserowej.
Zauważono, że istniejące lasery bojowe, nadające się do montażu na platformach naziemnych, naziemnych lub powietrznych, rozwijają moc nie większą niż 100-150 kW, co nie zawsze wystarcza do rozwiązania misji bojowej. W związku z tym nowy program wymaga stworzenia kompleksu o mocy promieniowania do 300 kW przy takich samych możliwościach instalacji i rozmieszczenia. Takie cechy pozwolą laserowi nie tylko radzić sobie z optyką i lekkimi bezzałogowcami, ale także trafiać w bardziej złożone cele powietrzne.
Wykonawcom dano trzy lata na wykonanie wszystkich niezbędnych prac – gotowy laser powinien pojawić się w 2022 roku. Wtedy może rozpocząć się rozwój prawdziwych systemów walki dla wojsk lądowych, sił powietrznych i marynarki wojennej. Ponadto do tego czasu firmy biorące udział w projekcie mogą przedstawić swoje koncepcje takich systemów.
W grudniu lider tematyczny Directed Energy, Thomas Carr, ujawnił kilka interesujących szczegółów dotyczących projektu w wywiadzie dla Breaking Defense. Zwrócił uwagę, że wszyscy twórcy nowej broni porzucili lasery chemiczne na rzecz systemów elektrycznych ze względu na ich większą wydajność. Okazało się również, że dwa z trzech nowych projektów wykorzystują istniejące technologie, a trzeci polega na opracowywaniu nowych pomysłów.
Nowe wydarzenia
Jednym z uczestników nowego programu jest General Atomics. Do niedawna samodzielnie pracowała nad obiecującym laserem, korzystając z własnych osiągnięć i pomysłów. Jednak ostatnio firma postanowiła połączyć siły z inną organizacją, aby kontynuować prace i tworzyć nowe projekty.
Jeden z laserów typu HEL firmy GA
W październiku GA ogłosiło rozpoczęcie projektu inicjatywy, opracowywanej wspólnie z Boeingiem. Jej efektem będzie laser bojowy oparty na skalowalnej technologii rozproszonego pompowania. Gotowy produkt będzie miał moc 100 kW, ale w przyszłości można ją zwiększyć do 250 kW. W takim przypadku laser będzie miał ograniczone wymiary, optymalne rozpraszanie ciepła i inne cechy, które pozwolą na zastosowanie go na różnych platformach.
W zagranicznych mediach donoszono, że rozproszona technologia pompowania zostanie wykorzystana nie tylko w nowym wspólnym projekcie. W oparciu o te pomysły powstanie 300-kilowatowy laser w ramach programu Pentagon. Ujednolicenie dwóch projektów na kluczowych technologiach da oczywiste korzyści. W szczególności wspólny projekt GA i Boeing dotyczący stworzenia lasera o niższej mocy przetestuje tę technologię i znajdzie sposoby na skalowanie jej do wymagań wojska. A potem prześlij pełnoprawną, wykonalną próbkę na konkurs wojskowy.
Podstawowe technologie
Do dwóch projektów proponuje się zastosowanie lasera z rozproszonym pompowaniem. Technologia pompowania rozproszonego jest oryginalnym wariantem opracowania lasera na ciele stałym z medium stałym. W swojej pierwotnej postaci laser na ciele stałym jest w stanie dostarczyć dużą moc, ale kryształ się nagrzewa, co wymaga skutecznego systemu chłodzenia, aby zapobiec jego deformacji i zniszczeniu.
Lasery światłowodowe są stosowane jako alternatywa dla laserów na ciele stałym. W tym przypadku wiązkę tworzy światłowód, który jest łatwiejszy do schłodzenia. Kilka włókien wytwarza wiązki o ograniczonej mocy, a ich połączenie pozwala uzyskać pożądane właściwości całego kompleksu. Jednak stworzenie systemu łączącego wiele wiązek jest dość trudnym zadaniem. Ponadto obliczenia GA wykazały, że dla lasera o mocy 250 kW około. 100 włókien - to sprawia, że laser jest nadmiernie skomplikowany.
General Atomics sugeruje używanie wielu kryształów szeregowo, jeden po drugim. Źródło energii musi działać na pierwszy kryształ i wytwarzać promieniowanie laserowe, które jest natychmiast przekazywane do drugiego elementu ośrodka aktywnego. Wzmacnia promieniowanie i wysyła je do systemu prowadzenia wiązki optycznej lub do następnego kryształu. W teorii technologia pozwala na łączenie szeregowo trzech lub więcej kryształów – zarówno na tej samej linii, jak i przy użyciu luster pośrednich.
Laser z rozproszonym pompowaniem jest prostszy i wygodniejszy pod względem rozmieszczenia jednostek. Możliwe staje się stworzenie bardziej kompaktowego produktu o wystarczającej mocy wiązki. Ponadto nie są wymagane zbyt duże i złożone środki chłodzące. Przedstawiciele General Atomics zauważają, że powstały laser o mocy 250 lub 300 kW jest znacznie mniejszy, niż można by się spodziewać.
Aby stworzyć pełnoprawny kompleks laserów bojowych, konieczne jest posiadanie środków do wykrywania i śledzenia celu, a także automatycznego prowadzenia zdolnego do utrzymywania wiązki na wybranym obiekcie, dopóki nie zostanie trafiony. Podobne technologie już istnieją i były wielokrotnie testowane w różnych projektach. Jednocześnie takie zadania można uprościć dzięki redukcji i rozjaśnieniu emitera. Jednocześnie pojawiają się trudności. Wyboista droga, fale itp. zdolne do zakłócania utrzymywania celowania i utrudniania trafienia w cel. Te kwestie wymagają rozwiązania.
Przyszłe doświadczenia
Lasery bojowe GA, stworzone na zlecenie Pentagonu iz inicjatywy, mają być używane na lądzie, morzu iw powietrzu. Niektóre tego rodzaju koncepcje zostały już pokazane, a inne nie zostały jeszcze ujawnione. W szczególności nie wiadomo, w jaki sposób nowe lasery zostaną wykorzystane w lotnictwo.
We wszystkich przypadkach laser bojowy o mocy 300 kW będzie używany jako broń obrony powietrznej krótkiego zasięgu. Za pomocą wiązki planuje się trafić pociski kierowane, pociski manewrujące i samoloty wszystkich klas, które przeszły przez obszary odpowiedzialności innych elementów obrony powietrznej. Ponadto laser zapewni ochronę przed pociskami niekierowanymi i pociskami artyleryjskimi.
Koncepcja lasera lądowego General Atomics przewiduje instalację wszystkich niezbędnych urządzeń w standardowym kontenerze przystosowanym do transportu na różnych platformach. W tym przypadku na dachu kontenera umieszczany jest stół obrotowy z laserem. Kompleks o podobnej architekturze, ale bez kontenera, może być używany na okrętach wojennych.
Cechy zastosowania nowego lasera w lotnictwie nie zostały ujawnione. Podobny kompleks jest obecnie opracowywany w postaci wiszącego kontenera, ale GA najwyraźniej nie ma nic wspólnego z tym projektem. Jest prawdopodobne, że nowy typ lasera może być zainstalowany tylko na samolocie typu AC-130 z odpowiednim zapasem pojemności wewnętrznych i nośności.
Dwa projekty
W nadchodzących latach General Atomics może zakończyć prace rozwojowe i sprowadzić na poligon doświadczalny laser oparty na nowej technologii o mocy co najmniej 100 i do 300 kW, który wyróżnia się małymi wymiarami i wagą. W 2022 r. produkt ten będzie musiał przejść testy porównawcze i wykazać swoje zalety nad pozostałymi dwoma rozwiązaniami, co pozwoli mu przejść na nowe etapy rozwoju.
Warto zauważyć, że General Atomics planuje wykorzystać nową technologię jednocześnie w dwóch projektach. Podobno firma jest przekonana o słuszności swoich decyzji i jest gotowa doprowadzić je do pełnego funkcjonowania. Jaka ona ma rację, tylko czas pokaże. Testy nowych próbek dla Pentagonu rozpoczną się już za kilka lat.
informacja