Cho đến gần đây, vai trò của tia laser phần lớn chỉ giới hạn trong việc cung cấp dữ liệu về phạm vi và độ chiếu sáng, đánh dấu và đánh dấu các mục tiêu để di chuyển bán chủ động hoặc hiệu chỉnh đường bay của tên lửa dẫn đường bằng chùm tia. Ngoài ra, laser được sử dụng thành công như thiết bị làm mù, trong một số ứng dụng với cầu chì từ xa, cũng như trong các hệ thống đối phó có điều khiển của vũ khí hồng ngoại chống lại tên lửa dẫn đường bằng tia hồng ngoại.
Bảo vệ khỏi tia laser có thể được cung cấp bởi các cảm biến có thể phát hiện, xác định và xác định vị trí của nguồn phát, có nghĩa là cản trở việc quan sát, do đó ngăn cản việc thu thập thông tin, và cuối cùng là các bộ lọc ngăn ngừa thiệt hại cho các hệ thống quang học, bao gồm cả mắt người. Hiện tại, các hệ thống laser công suất cao hoặc laser năng lượng cao (tiếng Anh, HEL - High Energy Laser), có khả năng tiêu diệt các mục tiêu như máy bay không người lái và đạn nhỏ, đồng thời làm hỏng các hệ thống lớn hơn, đang trên đà triển khai hoạt động lớn, và các nhà phát triển và lập kế hoạch cấu trúc, nó đã đáng để suy nghĩ cẩn thận về cách chống lại chúng.
Không nghi ngờ gì nữa, Hoa Kỳ triển khai hầu hết các chương trình laser, nhưng Nga, Trung Quốc, Đức, Israel và Anh cũng đang nghiên cứu các hệ thống tương tự, và theo Cơ quan Tình báo Quốc hội, Hoa Kỳ khó có thể có lợi thế rõ ràng ở đây.
Hệ thống hàng hải
Trong giai đoạn đầu, hầu hết các hoạt động sử dụng laser trên tàu chiến có thể sẽ bị giảm xuống để chống lại máy bay không người lái, tàu thuyền không người lái và tàu chiến đấu nhanh, vốn sẽ yêu cầu hệ thống năng lượng tương đối thấp. Để bắn hạ tên lửa chống hạm và thậm chí cả máy bay sẽ yêu cầu vũ khí mạnh hơn loại 150 kW.
Hải quân Hoa Kỳ, nhà đề xuất nhiệt tình nhất của công nghệ này, đang tài trợ cho một số hệ thống vũ khí laser trong một chương trình SNLWS (Hệ thống vũ khí laser trên bề mặt) lớn của Hải quân Mỹ. Vào tháng 3 năm 2018, Lockheed Martin đã được trao hợp đồng cho hệ thống đầu tiên, hoặc giai đoạn một. Theo hợp đồng trị giá 150 triệu USD này, hãng sẽ thiết kế, sản xuất và cung cấp hai loại laser Năng lượng cao và Đèn chiếu quang học tích hợp với Giám sát (HELIOS), một để lắp đặt trên tàu khu trục lớp Arleigh Burke và một để thử nghiệm trên bờ. Hợp đồng cũng bao gồm một tùy chọn cho thêm 14 hệ thống HELIOS. Sau khi hoàn thành thử nghiệm thành công, các phương án này sẽ nâng giá trị hợp đồng lên khoảng 943 triệu đô la.
Người phát ngôn của Văn phòng cho biết: "Chương trình HELIOS là chương trình đầu tiên tích hợp vũ khí laser, trinh sát và giám sát tầm xa, và khả năng chống máy bay không người lái để tăng đáng kể nhận thức tình huống và các phương án phòng thủ nhiều lớp cho Hải quân Hoa Kỳ". Hệ thống vũ khí và cảm biến.
Chương trình HELIOS bao gồm laser sợi quang 60 kW để chống lại UAV và tàu thuyền nhỏ, hệ thống cảm biến giám sát và trinh sát tầm xa tích hợp với hệ thống điều khiển chiến đấu Aegis của tàu và laser làm chói mắt công suất thấp để phá vỡ hệ thống giám sát của máy bay không người lái của đối phương. Theo báo cáo, tia laser chính có tiềm năng phát triển lên tới 150 kW.
Là một phần của giai đoạn đầu, Lockheed Martin sẽ cung cấp hai hệ thống HELIOS để thử nghiệm vào năm 2020, một để lắp đặt trên tàu khu trục lớp Arleigh Burke và một để thử nghiệm trên đất liền tại White Sands.
ODIN rực rỡ
Hệ thống thứ hai là lắp đặt laser công suất thấp ODIN (Optical Dazzling Interdictor, Navy - thiết bị làm mù quang học dành cho Hải quân), được thiết kế để làm mù và vô hiệu hóa các cảm biến của UAV. Theo Hải quân Hoa Kỳ, các thành phần chính của hệ thống ODIN bao gồm một thiết bị ngắm tia, lần lượt bao gồm một hệ thống con kính thiên văn và gương phản hồi thấp, hai bộ phát tia laser và một bộ cảm biến để nhắm mục tiêu thô và chính xác, giống như trong HELIOS, để trinh sát và quan sát.
Hệ thống thứ ba, được gọi là SSL-TM (Sự trưởng thành của Công nghệ Laser trạng thái rắn), là sự phát triển mạnh mẽ hơn của chương trình Hệ thống Vũ khí Laser (LaWS), theo đó một tia laser 30 kW đã được lắp đặt để đánh giá tại tàu đổ bộ San Antiono. Năm 2015, Northrop Grumman được chọn là một phần của chương trình SSL-TM để phát triển vũ khí 150 kW sẽ được lắp đặt trên tàu lớp San Antonio trong năm 2019.
Các kế hoạch hiện tại bao gồm phát triển công nghệ để hỗ trợ giai đoạn hai của SNLWS và phát triển thêm chương trình con HELIOS. Giai đoạn thứ ba của dự án SNLWS cũng đã được lên kế hoạch, với sức mạnh của vũ khí laser sẽ được tăng thêm.
Hệ thống thứ tư, được chỉ định là RHEL (Laser năng lượng cao chắc chắn), cũng đang được chuẩn bị. Công suất ban đầu cũng là 150 kW, nhưng nó sẽ thực hiện một kiến trúc khác có thể xử lý nhiều điện hơn trong tương lai. Hải quân Mỹ có kế hoạch chi khoảng 300 triệu USD vào năm 2019 cho các hệ thống vũ khí này.
Hệ thống xe thử nghiệm
Nguyên mẫu laser mặt đất di động của Lockheed Martin Athena đã chứng minh khả năng bắn hạ các máy bay không người lái cỡ nhỏ. Công ty đã công bố một đoạn video trong đó tia laser bắn hạ 5 máy bay không người lái liên tiếp, mỗi lần nhắm vào đuôi thẳng đứng của các phương tiện.
Khi chụp một UAV hoặc một chiếc thuyền nhỏ, người điều khiển trực quan đảm bảo rằng vật thể đó là kẻ thù và sử dụng cảm biến hồng ngoại chính xác để chọn điểm nhắm. Theo công ty, đối với các mục tiêu di chuyển nhanh, ví dụ như tên lửa và mìn, hệ thống Athena hoạt động độc lập mà không cần người điều khiển trong vòng điều khiển. Mặc dù Athena vẫn còn là một nguyên mẫu, công ty tuyên bố rằng phiên bản cứng sẽ phù hợp để sử dụng trong chiến đấu.
Hệ thống sử dụng laser sợi quang ALADIN (Sáng kiến Trình diễn Laser tăng tốc) 30 kW do Lockheed Martin phát triển. Trong hệ thống ALADIN, một số mô-đun laser hoạt động cùng nhau, cấu hình này tương đối dễ dàng để tăng sức mạnh của vũ khí lên các giá trị cao hơn.
Một hệ thống khác, lần này đang được phát triển cho Quân đội Hoa Kỳ, đã hoạt động tốt trong cuộc tập trận Thử nghiệm tích hợp lửa cơ động (MFIX) được tổ chức vào đầu năm 2018. Hệ thống vũ khí này nhận được định danh MEHEL (Laser Năng lượng Cao Thử nghiệm Di động). Đó là hệ thống laser Boeing 5 kW được lắp đặt trên xe bọc thép Stryker 8x8. Hệ thống MEHEL đã chứng minh khả năng bắn hạ máy bay trực thăng và máy bay không người lái loại nhỏ ở trên và dưới đường chân trời trong cuộc tập trận MFIX, cũng như tấn công thành công các mục tiêu mặt đất.
Hệ thống vũ khí laser MEHEL của Quân đội Mỹ được thiết kế để lắp trên bệ tác chiến. Nó sử dụng một tia laser sợi thương mại với tiềm năng tạo ra công suất 10 kW. Nó được dẫn đường bằng hệ thống điều khiển chùm, bao gồm một hệ thống quang học kính thiên văn với khẩu độ 10 cm và một hệ thống theo dõi và dẫn đường có độ chính xác cao ổn định. Việc thu nhận và theo dõi mục tiêu được cung cấp bởi các camera hồng ngoại với trường nhìn rộng và hẹp và radar băng tần Ku.
Vào tháng 8 năm 2014, Raytheon và Lực lượng Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ (ILC) bắt đầu thử nghiệm hệ thống HEL để lắp đặt trên các phương tiện chiến thuật nhỏ của Quân đoàn nhằm chống lại các máy bay không người lái bay thấp và các mục tiêu tương tự như một phần của chương trình Năng lượng Trực tiếp Năng lượng Di chuyển Tương lai. Trở lại năm 2010, một nguyên mẫu của hệ thống này trong các cuộc thử nghiệm trình diễn đã bắn hạ được 4 máy bay không người lái.
Theo Raytheon, công nghệ chính trong một vũ khí nhỏ gọn như vậy là một bộ dẫn sóng phẳng (PWG). "Sử dụng một PWG duy nhất, có kích thước và hình dạng tương tự như thước đo 50cm, các tia laser năng lượng cao tạo ra đủ năng lượng để tác chiến hiệu quả với các máy bay nhỏ."
Trong ngắn hạn, có thể triển khai một nền tảng như vậy dưới dạng hệ thống phòng không mặt đất đầy hứa hẹn GBADS FWS (Hệ thống phòng không trên mặt đất, Hệ thống vũ khí tương lai), đang được phát triển bởi ILC. Radar dẫn đường bằng laser gắn trên xe bọc thép JLTV (Joint Light Tactical Vehicle) có thể bổ sung cho hệ thống tác chiến điện tử và tên lửa Stinger.
Công ty Rheinmetall của Đức đã làm rất nhiều việc trong việc phát triển một số hệ thống vũ khí laser và các khái niệm hoạt động cho phòng không trên mặt đất, các mục tiêu bay chậm và bay thấp, đánh chặn tên lửa không điều khiển, đạn pháo và mìn, vô hiệu hóa chất nổ và có thể mở rộng tác động không gây chết người đối với một số mối đe dọa từ phạm vi hoạt động bằng laser có công suất 10, 20, 20 và 50 kW được lắp đặt cho mục đích trình diễn trên các phương tiện, bao gồm xe bọc thép có bánh xích và xe tải.
Công ty đã nỗ lực rất nhiều trong việc tích hợp tia laser vào các hệ thống phòng không nổi tiếng của mình, đồng thời nhấn mạnh rằng, ít nhất trong ngắn hạn và trung hạn, họ sẽ bổ sung cho súng và tên lửa hơn là thay thế chúng. Một trong những phát triển quan trọng tại Rheinmetall là căn chỉnh chùm tia. Công nghệ này cho phép tập trung năng lượng của một số tia laser vào một mục tiêu, giúp toàn bộ hệ thống có thể tập trung vào cối, tên lửa, tên lửa hành trình hoặc máy bay tấn công đe dọa nhất, rồi chuyển sang mục tiêu tiếp theo; những khả năng này đã được chứng minh cho công chúng vào năm 2013. Một hệ thống HEL hoạt động đầy đủ có thể được phát triển trong mười năm tới.
Israel cũng đang đầu tư mạnh vào công nghệ này. Rafael Advanced Defense Systems đã phát triển một nguyên mẫu HEL có tên là Tia sắt, sử dụng tia laser sợi quang 10 kW nhưng có thể mở rộng lên “hàng trăm kW” để chống lại UAV, tên lửa và mìn tầm ngắn. Theo công ty, hệ thống Iron Beam bao gồm hai hệ thống lắp đặt laser trên hai xe tải khác nhau để đánh chặn một tên lửa, và lưu ý rằng nhiều chùm tia có thể được sử dụng trên các mục tiêu lớn hơn. Thông báo cho biết hệ thống có thể sẵn sàng vào năm 2020.
Hệ thống Drone Dome nhỏ hơn được thiết kế để phát hiện và vô hiệu hóa các máy bay không người lái nhỏ thông qua gây nhiễu RF; nó cũng có thể bao gồm một tia laser 5 kW có khả năng bắn hạ các mục tiêu tương tự ở phạm vi lên đến 2 km.
Laser của Trung Quốc và Nga
Trung Quốc đang tích cực phát triển các hệ thống di động trên xe tải và các nền tảng chiến thuật. Các công ty Trung Quốc, bao gồm Poly Technologies với Silent Hunter và Guorong-I, rất háo hức giới thiệu chúng tại các triển lãm thương mại và đăng video thử nghiệm lên mạng. Ví dụ, một đoạn video được trình chiếu trong đó hệ thống Guorong-I đốt cháy một tấm thử nghiệm được mang bởi một chiếc quadcopter nhỏ, có thể từ dòng DJI Phantom, và sau đó tự hạ gục chiếc máy bay không người lái đó.
Người ta tin rằng Trung Quốc cũng đang nghiên cứu các hệ thống tàu lớn hơn, có thể được lắp đặt trên tàu tuần dương mới Tour 055.
Quân đội Nga cho biết họ đã có vũ khí laser trong biên chế. Yuri Borisov, hiện là Phó Thủ tướng Liên bang Nga, đã tuyên bố vào năm 2016 rằng đây không phải là các mô hình thử nghiệm mà là vũ khí quân sự.
Người ta cho rằng Nga đang phát triển một số hệ thống laser và vũ khí năng lượng định hướng khác, hệ thống laser để phòng thủ chống lại máy bay. Theo các báo cáo, kế hoạch lắp đặt một tia laser có công suất cao hơn trên các máy bay chiến đấu thế hệ thứ sáu, theo các chuyên gia, sẽ không được đưa vào trang bị cho đến những năm 2030.
Ứng dụng hàng không
Mặc dù về bản chất, các con tàu đã trở thành nền tảng di động đầu tiên để lắp đặt vũ khí laser công suất cao, vì chúng có thể có khối lượng lớn và cung cấp lượng điện cần thiết, nhưng quá trình thâm nhập thực tế của hệ thống laser vào lĩnh vực hàng không chiến thuật hiện đã bắt đầu.
Vào mùa hè năm 2017, các cuộc thử nghiệm đầu tiên của một tia laser năng lượng cao được tích hợp hoàn toàn đã được thực hiện, trong đó một mục tiêu trên mặt đất đã bị thiêu rụi bằng trực thăng Apache của một đơn vị do Raytheon thiết kế. Trong một loạt vụ không tặc thử nghiệm do Raytheon và Quân đội Hoa Kỳ phối hợp với Bộ Chỉ huy Chiến dịch Đặc biệt White Sands thực hiện, chiếc trực thăng được cho là đã bắn trúng mục tiêu từ nhiều độ cao khác nhau ở các tốc độ khác nhau, ở các chế độ bay khác nhau và ở phạm vi nghiêng 1,4 km.
Để cung cấp thông tin mục tiêu, cải thiện nhận thức tình huống và kiểm soát chùm tia, Raytheon đã điều chỉnh một phiên bản của trạm quang điện tử MTS (Hệ thống nhắm mục tiêu đa phương diện).
Một phần quan trọng của các cuộc thử nghiệm là xác định mức độ chịu đựng của công nghệ từ các tác động bên ngoài, bao gồm rung động, phản lực và bụi từ cánh quạt chính, để tính đến điều này khi phát triển vũ khí tiên tiến.
Tia laser phản lực
Không quân Mỹ đang khám phá khả năng sử dụng công nghệ HEL để bảo vệ máy bay chiến thuật khỏi tên lửa đất đối không hoặc đất đối không như một phần của chương trình Lá chắn (Trình trình diễn laser năng lượng cao tự bảo vệ), liên quan đến Vào tháng 11 năm 2017, Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Không quân Hoa Kỳ đã trao cho Lockheed Martin một hợp đồng cho một hệ thống thùng chứa sẽ được thử nghiệm trên một máy bay chiến đấu phản lực vào năm 2021. Một trong những mục tiêu thiết kế là lắp ráp một tia laser sợi quang đa kilowatt trong một không gian có sẵn hạn chế. Công việc tập trung vào ba hệ thống con. Đầu tiên nhận được chỉ định STRAFE (SHiELD Turret Research in Aero Effects) và là một hệ thống lái chùm; hệ thống con thứ hai LPRD (Nghiên cứu & Phát triển Pod Laser) là một thùng chứa sẽ chứa tia laser, hệ thống cung cấp điện và hệ thống làm mát; và thứ ba là bản thân cài đặt laser LANCE (Laser Advancements cho môi trường nhỏ gọn thế hệ tiếp theo).
Rồng lửa Anh
Nếu mọi việc diễn ra theo đúng kế hoạch, năm 2019 sẽ chứng kiến những cuộc thử nghiệm đầu tiên của Dragonfre, một nguyên mẫu HEL được phát triển cho chính phủ Vương quốc Anh bởi một tập đoàn do MBDA đứng đầu bao gồm Oinetiq, Leonardo-Finmeccanica và một số công ty của Vương quốc Anh bao gồm GKN, Arke, BAE Systems. và Marshall AOG. Cuộc trình diễn theo kế hoạch nên bao gồm một chu kỳ đầy đủ các thử nghiệm trên phạm vi đất liền và trên biển, từ thu nhận mục tiêu đến tiêu diệt.
Hệ thống vũ khí sẽ dựa trên kiến trúc laser sợi quang có thể mở rộng với công nghệ chùm tia mạch lạc và hệ thống điều khiển pha tương ứng. Theo công ty QinetiQ, công nghệ này cho phép bạn tạo ra một nguồn bức xạ laser có độ chính xác cao có thể hướng vào mục tiêu đang di chuyển và tạo ra mật độ năng lượng cao trên đó bất chấp sự nhiễu loạn của khí quyển, cho phép giảm thời gian bắn và tăng phạm vi. Kiến trúc có thể mở rộng của Dragonfre cho phép tăng số lượng kênh laser để các biến thể kết quả có thể được tùy chỉnh để xử lý nhiều loại mạch và được tích hợp vào nhiều nền tảng hàng hải, đất liền và trên không.
Công nghệ ánh sáng bảo vệ
Tia laze là vũ khí có mặt tích cực và tiêu cực. Chùm tia truyền đi với tốc độ ánh sáng, do đó không có biến chứng thời gian bay nào ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình ngắm bắn. Nếu hệ thống con theo dõi của tổ hợp vũ khí có thể được giữ trên mục tiêu, thì nó có thể hướng chùm tia laser vào nó và giữ nó trong thời gian cần thiết. Giữ chùm tia trên mục tiêu là rất quan trọng, vì trong nhiều trường hợp, hệ thống có thể mất một thời gian để làm nóng mục tiêu và phát huy tác dụng mong muốn. Trong trường hợp này, mục tiêu có cơ hội "cảm nhận" được đòn tấn công và sử dụng các biện pháp đối phó thích hợp. Các vấn đề cũng được tạo ra bởi chính bầu khí quyển, vì các hiện tượng cản trở sự truyền đi của chùm tia, bao gồm hơi nước, lượng mưa, bụi, cũng như bản thân không khí (ví dụ, hiện tượng như sương mù), có các hiệu ứng hấp thụ và khúc xạ khác nhau. ở các bước sóng khác nhau, ảnh hưởng tiêu cực đến phạm vi hiệu quả của tia laser và khả năng tập trung năng lượng của nó vào mục tiêu.
Đương nhiên, quân đội Mỹ đang tìm cách bảo vệ tài sản của mình khỏi tia laser và các loại vũ khí năng lượng được định hướng khác. Ban Giám đốc Nghiên cứu Hải quân đang thực hiện một chương trình lớn để chống lại vũ khí năng lượng chỉ đạo. Nó kiểm tra các biện pháp đối phó dựa trên công nghệ có thể có để chống lại các mối đe dọa như vậy từ năm 2020 đến năm 2025, bao gồm vật liệu và các loại mạng che mặt khác nhau.
Ví dụ, vật liệu bảo vệ có thể bao gồm các lớp phủ phản chiếu và mài mòn hoặc phá hủy. Các lớp phủ dễ phân hủy, thường được làm từ polyme và kim loại, thường được sử dụng trong các chất đẩy rắn đặt trong không gian và các phương tiện vận tải lại. Rèm cửa hoặc vật cản thường sử dụng nước hoặc khói để phân tán chùm tia laze và giảm lượng năng lượng tiếp cận mục tiêu.
Các biện pháp đối phó khác đang bắt đầu xuất hiện, theo nguyên tắc gây nhiễu chủ động, làm gián đoạn hoạt động của hệ thống laser và ngăn nó giữ chùm tia trên mục tiêu, ví dụ, sử dụng laser trên bệ được bảo vệ. Theo một số thông tin, hướng đi này đã được xử lý bởi Adsys Controls. Tuy nhiên, công ty hiện mô tả hệ thống Helios của mình là một "hệ thống vũ khí năng lượng chỉ đạo thụ động", nhưng không đề cập rõ ràng đến laser. Theo Adsys. Helios, một bộ cảm biến được lắp đặt trên các máy bay không người lái lớn, cung cấp phân tích đầy đủ về chùm tia tới, bao gồm cả vị trí và cường độ của nó. "Với thông tin này, nó gây nhiễu đối phương một cách thụ động, bảo vệ phương tiện và trọng tải của nó."
Thông tin về các phương tiện chống lại vũ khí laser được bảo vệ cẩn thận, nhưng có một điều rõ ràng: một cuộc chiến công nghệ mới giữa các phương tiện gây ảnh hưởng và phản công đã bắt đầu.
