Rheinmetall'in Boxer 8x8 üzerindeki 20 kW lazeri DSEI 2015'te sunuldu
Araç üstü lazer silah sistemlerinin gerçeğe dönüşmesiyle teknolojik ilerleme artık bir dönüm noktasına ulaştı. Bu savaş geliştirme sistemlerinin nasıl geliştiğine bir göz atalım
Araca monteli silahlar, dünyadaki hemen hemen her çatışmada yer alan hem düzenli ordular hem de düzensiz “asimetrik” oluşumlar tarafından kullanılan düşük maliyetli bir savaş geliştirme aracıdır.
Yakın zamana kadar, savaş araçlarına silah yerleştirme seçenekleri, makineli tüfekler ve çeşitli şekillerde topçu sistemleri ile sınırlıydı. Ancak, lazer sistemlerinin veya havadaki küçük uçakları ve mühimmatı yakmak için yeterli güce sahip yönlendirilmiş enerji sistemlerinin ortaya çıkmasıyla buradaki durum değişmeye başladı.
Bu tür sistemler için hacimli enerji depolama birimlerinin yerleştirilmesi her zaman ciddi bir sorun olmuştur, ancak son gelişmeler, lazerlerin büyük bir cipte bile kurulabilecekleri bir boyuta indirilmesine katkıda bulunmuştur.
teknolojik devrim
1990'lar, on yıl sonra markalama, kesme, kaynaklama ve eritme gibi endüstriyel işlemlerde uygulamalar bulan yüksek güçlü katı hal lazerlerinin gelişimini hızlandıran fiber optik iletişimde teknolojik bir devrim gördü.
Bu lazerler yakın mesafede son derece etkiliydi, ancak endüstrinin bu teknolojiyi ölçeklendirmenin bir yolunu bulması ve birkaç yüz hatta binlerce metre mesafedeki hedefleri kesip eritebilecek fütüristik silahlar yaratması an meselesiydi.
Amerikan savunma devi Lockheed Martin tam da bunu yaptı. Yarı iletken üretimi, güneş pilleri ve otomotiv kaynağı için yeni teknolojiyi temel alan şirket, ticari öncülerinden yüzlerce kat daha güçlü bir askeri lazer makinesi geliştirdi.
Bu şirkette kıdemli araştırmacı olan Robert Afzal şunları söylüyor: “Bugün bu alanda, araştırmacıların uzun yıllar süren devasa çalışmalarıyla hazırlanan gerçek bir devrim yaşanıyor. Ve artık taktik araçlara sığacak kadar güçlü ve küçük bir lazer oluşturabildiğimiz için lazer teknolojisinin nihayet hazır olduğuna inanıyoruz.”
"Önceki lazerler çok büyüktü - bütün istasyonlardı. Ancak yüksek kaliteli bir ışına sahip yüksek verimli fiber lazer teknolojisinin ortaya çıkmasıyla, sonunda bu makinelere uyacak yapbozun son parçasına sahibiz."
Sivil endüstri, birkaç kilovatlık lazerler kullandı, ancak Afzal, askeri lazerlerin 10-100 kW gücünde olması gerektiğini kaydetti.
"Sadece daha büyük bir fiber lazer inşa ederek değil, aynı zamanda ordunun ihtiyaç duyduğu gücü elde etmek için birkaç kilovat sınıfı modülü birleştirerek fiber lazerlerin gücünü ölçeklendirmemize izin veren bir teknoloji geliştirdik."
Lazerin, birkaç ayrı 10kW lazerden daha fazla verimlilik ve ölümcüllük sağlayan yüksek güçlü, yüksek kaliteli bir ışın oluşturmak için birden fazla lazer modülünü birleştiren bir süreç olan ışın birleştirmeye dayandığını söyledi.
Beyaz paralel ışın
Bir ışık huzmesini prizmadan geçirme, çok sayıda renkli akıma kırılma sürecini anlatırken şöyle açıkladı: Bu prizmanın üst üste bindirilmesi ve sözde beyaz bir ışın demeti oluşturacaktır.
“Aslında yaptığımız şey bu, ancak prizma yerine aynı işlevi gören kırınım ızgarası adı verilen başka bir optik eleman kullanıyoruz. Yani, her biri biraz farklı bir dalga boyunda yüksek güçlü lazer modülleri oluşturuyoruz, sonra bunları kırınım ızgarasından yansıtarak birleştiriyoruz ve çıktıda bir yüksek güçlü lazer ışını elde ediyoruz."
Afzal, aslında böyle bir çözümün, telekomünikasyon sektöründen bir dalga boyu bölmeli çoğullama teknolojisi ile endüstriyel üretimden yüksek güçlü fiber lazerlerle birleştirilmiş olduğunu söyledi.
"Fiber lazer, şimdiye kadar geliştirilmiş en verimli ve güçlü lazerdir" dedi. -Yani 10-15 yıl önce %15-18'lik bir verime sahipken hayal bile edilemeyen %30'u aşan tam bir elektriksel verimden bahsediyoruz. Bunun güç ve soğutma ile çok ilgisi var, bu yüzden bu sistemler artık küçülebilir. Lazer artık büyük bir lazer inşa edilerek değil, yeni modüller eklenerek ölçeklendiriliyor."
ABD Ordusu kısa süre önce, şirketin hafif taktik araçlarından birine monte edilebilen ATHENA (Gelişmiş Test Yüksek Enerji Varlığı) kurulumuna dayalı yüksek güçlü bir lazer silah sistemi oluşturmak için Lockheed Martin'i görevlendirdi.
Geçen yılki testler sırasında, 30 kW'lık bir fiber lazer prototipi, küçük bir kamyonetin motorunu başarıyla devre dışı bıraktı ve ızgarayı bir mil öteden saniyeler içinde yaktı. Test sırasında gerçek çalışma koşullarını simüle etmek için pikap, motor çalışırken ve vites takılıyken platforma kuruldu.
Yeni nesil
Ekim 2015'te Lockheed, ilki Amerikan ordusunun bir taktik aracına kurulacak 60 kW kapasiteli yeni nesil yüksek güçlü modüler lazerlerin üretimine başladığını duyurdu.
Afzal, ordunun uçaksavar misyonları, karşı füzeler, topçu mermileri ve havan mühimmatı ve İHA'lar için araca monteli bir lazer yerleştirmek istediğini söyledi. Stratejik anlamda füze savunmasından ziyade taktik savunma seviyesine bakıyoruz” dedi.
Lockheed'e göre modüler çözüm, gücün belirli bir görevin ve tehdidin ihtiyaçlarına göre ayarlanmasını sağlar. Ordu, daha fazla modül ekleme ve gücü 60 kW'dan 120 kW'a çıkarma yeteneğine sahiptir.
Afzal şöyle devam etti: “Mimari ihtiyaçlarınıza göre ölçeklenir: 30 kW, 50 kW veya 100 kW ister misiniz? Bir sunucu rafındaki sunucu modülleri gibidir. Bunun esnek bir mimari olduğuna inanıyoruz - tam ölçekli üretim için daha uygun. Tekrar tekrar oluşturabileceğiniz bir modüle sahip olmanızı sağlar, bu da sistemi beğeninize göre özelleştirmenizi sağlar."
“Sistem, bugün kullanmak istediğiniz araca uyum sağlıyor ve bu nedenle bu teknoloji çok etkileyici, çünkü mimarinin esnekliğinin, sahip olmaya karar verdiğinizde çok fazla ince ayar yapmadan farklı araçlara uyum sağlamasına izin verecek. Bu, örneğin hem bir muharebe tugayına hem de gelişmiş bir operasyonel üsse destek sağlayacak bir sistem elde etmeyi mümkün kılıyor."
Sistem, yüksek oranda yeniden üretilebilir modüllerde bir araya getirilmiş ticari fiber lazerler kullanır ve bu da onu son derece uygun maliyetli hale getirir. Çoklu fiber lazer modüllerinin kullanılması, küçük arıza olasılığının yanı sıra bakım ve onarım maliyetini ve kapsamını da azaltır.
Bir taktik araca yerleştirilmiş bir savaş lazerinin savaş alanında ne zaman görünebileceği sorulduğunda, Afzal yaklaşık bir zaman çerçevesi önerdi: “Lazerimizi 2016 sonunda teslim etmeyi planlıyoruz. Bundan sonra ordu bir süre işini yapacak, sonra göreceğiz."
lazerin çekiciliği
Taktiksel yönlendirilmiş enerji silahlarının, onları modern askeri kuvvetler için çok çekici kılan, düşük "mühimmat" maliyeti ve hızları, doğruluğu ve kullanım kolaylığı dahil olmak üzere çeşitli özellikleri vardır.
Afzal, "Birincisi, bunlar potansiyel olarak çok düşük yan hasara sahip çok isabetli silahlar, ki bu önemli" diye ekledi. "Işık hızı, bir hedefi anında ışınlamanıza izin verir ve bu nedenle, yüksek manevra kabiliyetine sahip hedefleri vurabilirsiniz, yani ışını, kinetik mühimmatın bazen kaldıramayacağı bir hedefin üzerinde tutabilirsiniz."
Belki de en önemli avantaj, tek bir etkili “atışın” düşük maliyetidir.
Afzal, "Bu noktada, pahalı ve güçlü savunma kinetik silahlarını ucuz çoklu tehditlere harcamak istemezsiniz," diye devam etti. - Lazer silahlarını kinetik sistemlere ek olarak görüyoruz. Lazer sistemini çok sayıda düşük yoğunluklu düşük yoğunluklu tehdide karşı kullanacağınızı ve kinetik şarjörünüzü saldıran karmaşık, zırhlı, uzun menzilli tehditlere bırakacağınızı varsayıyoruz."
Afzal, lazer silahının, ilk hedef belirlemesini sağlayacak olan operasyonel kontrol sensör ağındaki savaş alanına yerleştirilebileceğini öne sürüyor.
“Öncelikle belirli bir sistemin bir tehdidin ortaya çıkması hakkında bilgi vermesi gerekiyor ve ardından komuta kontrol operatörü hangi önlemin kullanılacağına karar veriyor, hedefi belirliyor, üzerine lazer fırlatıyor ve radar verilerine göre hedefi kilitliyor., ardından operatör hedefi monitörde görerek lazerin harekete geçip geçmediğine karar verir”.
“Bu alanda birçok sorun birikmiştir, çünkü dünyanın her yerindeki ordu, onlarca yıl önce lazer silahları hakkında zaten hayal kurmuştur ve soru, neden bugün onlara sahip olmadığımızdır. Bence asıl sebep, taktik araçlara yerleştirilebilecek kadar küçük ve güçlü bir lazer silah bileşeni oluşturacak teknolojiye sahip olmamamız.”
Son aşamalar
Bu arada Boeing, şu anda geliştirmenin son aşamalarında olan ABD Ordusu için bir Yüksek Enerji Lazer Mobil Gösterici (HEL MD) üzerinde birkaç yıl çalıştı. Bir kamyon şasisine monte edilmiş bir lazer, güdümsüz füzeler, top mermileri, mayınlar ve İHA'lar için bir önleme sistemi görevi görerek, ordunun başa çıkması muhtemel tehditlere yüksek güçlü bir ışını yönlendirir. Bu sistem, 2013 yılında White Sands Proving Ground'da ve yine 2014'te Eglin AFB'de 10 kW'lık bir lazerin gösterimi sırasında gösterildiği gibi, dronlardaki sensörleri yok edebilecek kadar kesinliğe ulaştı.
Askeri şartnamelere göre, komple HEL MD sistemi, askeri bir araca kurulacak yüksek güçlü verimli lazer ve ağır hizmet alt sistemlerinden oluşacaktır. Sistem, diğer imha araçlarıyla birlikte, ileri üsler, deniz tesisleri, hava üsleri ve diğer yapılar gibi belirli bölgelerin korunmasını gerçekleştirebilecek.
Boeing, değiştirilmiş bir Ağır Genişletilmiş Hareketlilik Taktik Kamyonuna (HEMTT) kurulacak olan son bir prototipe entegre etmek için birkaç sistem geliştiriyor.
Bu alt sistemler bir lazer içerir; ışın kontrolü; güç kaynağı; ısı değişim kontrol sistemi ve savaş kontrol sistemi.
ABD Ordusunun Uzay Savunma Komutanlığı, HEL MD'yi aşamalı olarak geliştiriyor. Alt sistemlerin gücünü ve teknolojik gelişimini artırmak amacıyla lazer, güç kaynağı ve ısı değişim sistemi önümüzdeki birkaç yıl içinde iyileştirilecektir.
Teknoloji geliştikçe, bileşenlerin modüler yapısı, gelişmiş hedefleme ve izleme yetenekleriyle entegre edilmiş daha güçlü lazerlerin sunulmasına izin verecektir.
Tam döngü
Boeing'e göre, HEL MD ışın kılavuzu, 360° döndüğü ve ufuktaki hedefleri yakalamak için aracın çatısının üzerine kaldırıldığı için "tüm gökyüzü" kapsama alanı sağlar. Hedeflerin sürekli imhası, ısı değişimi ve güç kaynağı sistemleri ile basitleştirilmiştir.
Tüm sistem dizel yakıtla çalışır; yani, silahın "mühimmatını" yenilemek için gereken tek şey hızlı bir yakıt ikmali. HEL MD sisteminin lityum iyon pilleri 60 kW dizel jeneratör tarafından şarj ediliyor, bu nedenle ordunun yakıtı olduğu sürece süresiz olarak çalışabilir.
Sistem, bir dizüstü bilgisayar ve bir Xbox tipi set üstü kutu kullanılarak araç sürücüsü ve tesis operatörü tarafından kontrol edilir. Mevcut demo model, 10 kW sınıfı bir lazer kullanır. Ancak yakın gelecekte lazer 50 kW sınıfına kurulacak ve iki yıl içinde gücü 100 kW'a çıkacak.
Boeing daha önce Amerikan ordusu için daha küçük bir lazer kurulumu geliştirmiş ve bunu Boeing Laser Avenger olarak adlandırılan AN / TWQ-1 Avenger zırhlı aracına kurmuştu. İHA'larla savaşmak ve el yapımı patlayıcı cihazları (IED'ler) etkisiz hale getirmek için 1 kW katı hal lazeri kullanılır. Sistem şu şekilde çalışır: düşük güçlü patlama sürecinde patlayıcı yanana kadar lazer ışınının gücünde kademeli bir artışla yol kenarındaki bir IED'ye veya patlamamış mühimmata yöneliktir. 2009'daki testler sırasında, Laser Avenger sistemi, Irak ve Afganistan'da karşılaşılanlara benzer şekilde, bu tür 50 cihazı başarıyla imha etti. Ek olarak, bu sistemin çalışmasının başka bir gösterimi gerçekleştirildi ve bu sırada birkaç küçük uçağı imha etti.
Boeing Lazer İntikamcı
Üç yıllık plan
Alman savunma şirketi Rheinmetall'e göre üç yıl içinde araç üzerine kurulu kendi yüksek güçlü Yüksek Enerji Lazerini (HEL) piyasaya sunacak.
2013 yılında İsviçre'de gerçekleştirilen bir dizi testten sonra, şirket, hüzmeleme modüllerinin yazılım yeteneklerini ve lazerin teknolojisini genişletmeye çalıştı, ardından lazer sisteminin yer hedefleriyle ve yer hedefleriyle mücadele için kullanılacağını öngördü. hava savunması zaten hazır olabilir. 2018'de.
Mobil HEL platformları olarak çalışmak üzere üç makine seçildi. Boxer zırhlı araçla birlikte, 1 kW lazerli modifiye M113 zırhlı personel taşıyıcı (Mobile HEL Effector Track V) ve iki adet 10 kW lazerli Tatra 8x8 kamyon (Mobile HEL Effector Wheel XX) özelliklerini gösterdi.
Her üç lazer platformu
GTK Boxer zırhlı araca takılan 20 kW lazer, avantajı modüler tasarım prensibinde yatan HEL yönetici modülü ile ayırt edilir. Rheinmetall, Boxer'ın henüz 20 kW'tan fazla güce sahip bir lazere sahip olmadığını, ancak ışın hizalama teknolojisini kullanarak birden fazla lazerin birleştirilmesinin toplam gücünü artırabileceğini söylüyor. Ayrıca, 100 kW'ın üzerinde etkin çıkışa sahip bir sistem oluşturmak için birkaç Boxer HEL ünitesi birleştirilebilir.
2013 yılında gerçekleştirilen demo testleri sırasında, Boxer aracının mürettebatı, HEL lazer kurulumunun yeteneklerini doğruladı ve kamyonet üzerine kurulu ağır makineli tüfeği, makineli nişancının kendisini riske atmadan devre dışı bıraktı (aşağıdaki fotoğraf). Ek olarak, Skyguard radar istasyonu ile birlikte çalışan bir Tatra Mobile Effector Wheel XX kamyonuna kurulum, helikopter tipi bir İHA'nın nötralizasyonunun tüm aşamalarını göstermiştir.
Heliportların nötralizasyonu, hedefi tespit eden ve tanımlayan SkyGuard radarı kullanılarak gerçekleştirildi. Ayrıca, HEL Boxer kurulumu ondan veri aldı, kaba ve doğru izleme yaptı ve ardından hedefi imha için ele geçirdi.
Boeing'in HEL MD lazer sistemi, Amerika Birleşik Devletleri Roket ve Uzay Savunma Komutanlığı ile sözleşme altında
Deniz araştırması
Amerika Birleşik Devletleri Deniz Kuvvetleri Araştırma ve Geliştirme İdaresi (ONR), Kara Tabanlı Hava Savunmasına Yönelik Hareket Halinde Enerji (GBAD OTM) olarak adlandırılan kendi araca monteli katı hal savaş lazerini test ediyor. Aslında sistem, bir taktik araca monte edilmiş ve sefer kuvvetlerini düşman İHA'larından korumak için tasarlanmış yüksek güçlü bir lazerdir.
İnsansız hava sistemlerinin artan çoğalması göz önüne alındığında, ABD Deniz Piyadeleri, muharebe birimlerinin havadan gözetleme ve keşif yapan rakiplere karşı giderek daha fazla savunmak zorunda kalacağını öne sürüyor.
GBAD OTM sistemi, HMMWV ve JLTV (Ortak Hafif Taktik Araç) gibi hafif taktik araçlara kurulum için tasarlanmıştır. ONR'ye göre, GBAD OTM programı, denizcileri düşman keşiflerinden ve saldırı uçaklarından uzak tutabilecek geleneksel sistemlere bir alternatif yaratmayı amaçlıyor. GBAD OTM sisteminin lazer, ışın hedefleme cihazı, bataryalar, radar, soğutma ve kontrol sistemi dahil bileşenleri, ONR, Donanmanın Dahlgren Yüzey Silahları Geliştirme Merkezi ve birkaç sanayi kuruluşu tarafından ortaklaşa geliştirildi.
Programın amacı, tüm bu bileşenleri, hafif taktik zırhlı araçlara kurulabilecek kadar küçük, ancak amaçlanan tehditlerle başa çıkacak kadar güçlü olacak tek bir komplekste birleştirmektir.
Geniş uygulama
Washington'daki Deniz-Hava-Uzay 2015 konferansı sırasında, ONR'deki birliklerin korunmasına yönelik programların başkanı Lee Mastroiani, muhabirlerle yaptığı bir konuşmada, lazerlerin, dahil olmak üzere tüm hava savunma yelpazesindeki tehditleri etkili bir şekilde yok edebileceğini açıkladı. füzeler, top mermileri, havan mühimmatı, İHA'lar, ulaşım araçları ve IED'ler. "Ancak, her şeyden önce, GBAD sistemi, muharebe birimlerimiz için tehdit oluşturan küçük boyutlu İHA'larla savaşmak için tasarlandı."
“GBAD OTM sistemi üç ana bileşenden oluşur: bir tehdidi tanımlayan 3 eksenli bir radar izleme istasyonu; füze veya topçu silahlarının kullanılması durumunda tehdidin nasıl etkisiz hale getirileceğini belirleyen ve karar veren bir komuta ve kontrol birimi; ve lazerli gerçek platform."
Mastroiani, GBAD programı söz konusu olduğunda, vurgunun, hafif bir savaş aracına kurulu İHA'ların imhası için yüksek güçlü bir lazerin geliştirilmesine odaklanıldığını kaydetti.
“Böyle bir karar lehine önemli bir argüman var, bu tür tehditlerin düşük maliyetli olduğu, yani bu durumda pahalı füzelerin kullanılması sorunla ilgili vizyonumuza uymuyor. Bu nedenle, darbe başına bir kuruşa mal olan bir lazer kullanarak, ucuz bir silah sistemi ile ucuz tehditlerle güvenle savaşabilirsiniz. Genel olarak, programın özü, Deniz Piyadeleri'nin muharebe operasyonlarını desteklemek için hareket halindeyken bile bu tür hedeflere karşı savaşmaktır."
Mastroiani'ye göre, ONR, ABD Donanmasının Basra Körfezi'ndeki Ponce gemisine kurduğu LaWS (Lazer Silah Sistemi) gösteri kurulumundan birkaç bileşen kullandı.
Mastroiani, "Öngörülebilir kaçınma ilkesini, bazı önemli teknolojileri ve yazılımları kullanıyoruz, ancak başka birçok sorun da var" diye ekledi. - USS Ponce gemisine gelince, bolca yer ve diğer her şey varken, sistemin hafif bir taktik araca kurulması gerektiğinde ağırlık, boyut ve güç tüketimi özellikleri ile ilgili birçok sorunum var. Işın yönlendirme cihazım, güç kaynağım, soğutma sistemlerim, kılavuzluk ve hedef atamam var ve bunların hepsi uyum içinde ve "fiş" olmadan çalışmalı, bu nedenle bu ayrı projede birçok farklı sorunun çözülmesi gerekiyor."
ONR'ye göre, sistem bileşenlerinin bir kısmı çeşitli büyüklükteki drone'ları tespit etmek ve takip etmek için yapılan testlerde kullanıldı ve tüm sistem 30kW lazere geçişte bir ara çözüm olan 10kW lazer ile test edildi. 30 kW'lık sistemin saha testlerinin, basit tespit ve takipten hafif askeri araçlardan ateşlemeye geçiş hedefiyle kapsamlı testlere başlayacağı 2016 yılında yapılması planlanıyor.
