Лазерный мир

Военные лазеры становятся все более мощными, быстрыми. Но грубая мощность не все, что вам нужно для работоспособного оружия.

Концепция Lockheed Martin для их лазера HELIOS для ВМФ

ВАШИНГТОН: Интеграция лазеров на кораблях и другом оружии — самая большая проблема сегодня — не уровень мощности. Офицеры и чиновники говорят, что есть много дьявольских деталей, с которыми нужно разобраться, прежде чем американские военные смогут применять лазерное оружие на поле битвы, от контроля луча до нацеливания на средства управления, которыми вы можете управлять без докторской степени.

«Я не так беспокоюсь за мощность», — сказал контр-адмирал Рон Боксалл, директор по наземным войнам (N96) в штабе военно-морского флота Пентагона. «Кажется, что все участвуют в этой гонке, чтобы получить все больше и больше мощности, и, без сомнения, мы должны получить больше мощности, но для меня сегодня проблема в том, чтобы интегрировать этот [лазер] в мою существующую боевую систему».

Военно-морской флот и SOCOM: интеграция

Военно-морской флот уже экспериментировал с 30-киловаттным лазером LaWS на корабле USS Ponce, и в этом году он поставит лазер на «колесиках» для ослепления датчиков, ODIN, которые могут работать на «любом плавающем объекте», — сказал в прошлый раз Boxall на саммите Directed Energy Summit. Но LaWS и ODIN — это автономные системы, которые не подключаются к боевой системе, которая контролирует постоянно установленное на корабле оружие и датчики.

Военно-морской флот DDG-51 Flight III модификации. ИСТОЧНИК: GAO

Это означает, среди прочего, что лазер не получает данные о цели с корабельных радаров и должен полностью полагаться на собственную встроенную оптику. И наоборот, лазерная оптика не может предоставить данные о прицеливании ни одному другому оружию на корабле. А вы действительно хотите, чтобы другое оружие кораблей могло использовать лазер в качестве датчика: для работы лазеров требуется исключительно высококачественная оптика, а когда они не стреляют, команда из них нашла свое применение в качестве супер-телескопа. 

На самом деле, сказал Боксалл, лазеры настолько точны — как датчики, так и как оружие — что они предоставляют и требуют гораздо больше данных, гораздо быстрее, чем ракеты с радиолокационным управлением, вокруг которых построена система управления огнем Aegis военно-морского флота.

Совместная работа лазеров и Aegis является первоочередной задачей лазерной программы HELIOS ВМФ, которая в 2021 году установит оружие мощностью более 60 кВт на эсминец Arleigh Burke и, в отличие от LAWS и ODIN, интегрирует его с боевой системой Aegis. Лазер HELIOS на самом деле заменит существующее, проверенное оружие противоракетной обороны, пулеметную систему ближнего боя Phalanx (CIWS).

«Я верю, что мощность придет, я верю, что улучшится качество луча, — сказал Боксолл, — но там, где я еще не уверен, очень мало людей работают над этой интеграцией».

По словам адмирала, хотя HELIOS будет интегрироваться с боевой системой Aegis, он по-прежнему полагается на собственный блок питания. В конечном счете, ВМФ нуждается в лазерах, которые используют обычную электрическую систему корабля, но современные корабли имеют все меньше и меньше энергии, поскольку ВМФ модернизирует свою электронику, особенно с новым радаром противовоздушной и противоракетной обороны (AMDR), установленным на новейшие эсминцы Arleigh Burke, вариант Flight III. По словам Боксолла, на самом деле будет легче включить лазер на более мелкие фрегаты, которые собираются купить ВМС, потому что это будет новый класс, чьи запасы на рост еще не истощены модернизацией. В конечном счете, руководители ВМФ говорят, что хотят новый дизайн крейсера, созданный для очень высоких уровней мощности.

Боевой корабль AC-130J

Как знают читатели Breaking D, у командования специальных операций есть аналогичная задача, но даже в более жестких условиях: они хотят иметь 60-киловаттное оружие на своих боевых кораблях AC-130, заменяя существующую 30-мм пушку, но не влияя на остальную часть бортового арсенала самолета.  Это та же мощность, что и в первоначальной версии военно-морского флота HELIOS, но вместо того, чтобы летать на военном корабле весом 8 000–10 000 тонн, он летит на самолете с максимальной взлетной массой 77 тонн.

«Это действительно сложная математическая задача с точки зрения SWAP», — сказала Лиза Сандерс, директор SOCOM по науке и технологиям. Лазер будет весить больше, чем оружие, которое он заменяет — около 8,5 тонн, считая оружие, боеприпасы, монтаж и т. д. — и самолет может выдержать дополнительный вес, но конструкция жестко ограничена, сказала она.

Сандерс также отметил, что SOCOM работает с армией над созданием вертолётного лазера, но он будет встроен в капсулу и переноситься снаружи, а не плотно интегрирован в сам самолет. По ее словам, ни одна лазерная программа еще не доработала требования.

Автомобиль Страйкер с лазерным оружием

Армия: контроль луча и многое другое

В то время как военно-морской флот и SOCOM беспокоятся об интеграции своих лазеров, официальные представители армии на конференции по направленной энергии все еще были сосредоточены на лазерном оружии. Как Боксалл, они казались оптимистичными об уровнях мощности — по уважительной причине. Один особенно успешный армейский проект по установке лазера, убивающего беспилотники, на машину 8×8 Stryker, уже взлетел с двух киловатт до 10 и готов к 50 кВт в 2021 году. Но еще есть над чем поработать.

Контроль луча — это область, где нам нужно немного больше помощи», — сказал Крейг Робин, старший научный сотрудник командования Армии космоса и противоракетной обороны (Army Space & Missile Defense Command). Это сложная и строго засекреченная наука о том, чтобы заставить лазер фокусироваться на точной точке на цели и оставаться сфокусированным на этой точке, как пятно от паяльной лампы, при движении цели.

Количество убийств: представитель Boeing показывает нам, сколько дронов 2-киловаттный лазер, установленный на Stryker, сбил во время испытаний.

Управление лучом требует точного измерения не только цели, но и воздуха, взаимодействующего с ней, поскольку влага, пыль и турбулентность — невидимые для человеческого глаза — могут мгновенно изменяться способами, которые ослабляют и искажают луч, если его не компенсировать. Чем ниже ваша высота, тем плотнее воздух и тем хуже потенциальные искажения, поэтому ВВС меньше всего поводов об этом беспокоиться, у надводных кораблей ВМС больше проблем, а у сухопутных сухопутных транспортных средств армии больше всего.

Хорошая новость, говорит Робин, заключается в том, что вам не нужен лазер на полную мощность для проверки этих эффектов, просто суррогат с низким энергопотреблением и калькулятор для увеличения результатов. (Они являются чисто линейными, сказал он: если лазер 1 кВт испытывает x помех в определенных условиях, лазер 100 кВт будет страдать ровно в 100 раз больше). Армия достаточно уверена, что разработает систему контроля луча, что уже инвестирует средства в Технологии производства (MANTECH) для улучшения производства ключевых компонентов, таких как оптика и лазерные диоды.

Армейский лазерный грузовик мощностью 100 кВт для уничтожения беспилотников и ракет, артиллерии и минометов, HEL-TVD. (Динетика / концепция Локхид)

В конечном счете, все эти технологии должны объединиться в пакет, который могут использовать войска фронта. «Военному в бою лучше не пытаться выяснить, что за число CN-квадрат », — сказал Дэвид Стоудт из Booz Allen Hamilton. (По-видимому, это мера атмосферной турбулентности). «Ему лучше иметь красный / желтый / зеленый [свет], который говорит ему, что это хороший день, чтобы стрелять лазером по этой цели в этом диапазоне».

С учетом технических и тактических сложностей — и доли секунды, необходимой для сбивания поступающих ракет или роящихся дронов — оператору понадобится помощь какого-нибудь сложного программного обеспечения, возможно, даже в форме искусственного интеллекта. Конечно, как только вы начинаете связывать ИИ с любым смертельным оружием, вы попадаете в целый мир противоречий.

Сидней Дж. Фридберг-младший 25 марта 2019 г.

Источник: https://breakingdefense.com/2019/03/lasers-beyond-the-power-problem/