På slagfält i lokala krig i dagens värld, från soldater till kraftigt pansrade huvudtankar, från bunkrar till klustermål, är de mest fruktade vapnen alla slags drönare och kryssningsmissiler. I synnerhet kan det så kallade "första personperspektivet", det vill säga FPV-mikrodroner, med deras snabbare flyghastighet, extremt flexibla kontrollfunktioner och relativt låga kostnader, använda "svärm" -taktik för att utföra mättnadsattacker på olika Mål i tur och ordning tills målet är helt förstört. I detta fall utvecklar de militära och militära teknikerna i olika länder aktivt nya anti-drone-system för att hantera de nästan allestädes närvarande drone-hoten. Bland dem är det mest lovande och kostnadseffektiva anti-drone-systemet det högenergiska laservapen.
Teknik som började under det kalla kriget
Sedan 1960, när den amerikanska forskaren Maiman framgångsrikt utvecklade världens första Ruby -laser och erhöll den första laserstrålen i mänsklig historia, har världens militära makter kommit med idén att tillämpa denna konstgjorda stråle med stark riktning, god monokromatiskhet och sammanhang och extremt hög ljusstyrka och energitäthet för militären. Som det första landet i världen som uppfann lasrar tog USA naturligtvis ledningen i utvecklingen av laservapen, och dess kalla krigsrival, Sovjetunionen, följde nära bakom.
Under den spända perioden med konfrontation mellan öst och väst fokuserade emellertid både USA och Sovjetunionen på storskalig strategisk nivå med hög effekt laservapen för anti-missil och anti-satellit. I synnerhet föreslog Reagan-administrationen av USA en extremt storskalig "Star Wars" -plan, vars huvudsakliga innehåll var att distribuera laservapen med hög energi i rymden, på land och på krigsfartyg för att fånga olika typer av medium- och långväga och interkontinentala ballistiska missiler i Sovjetunionen.
Senare, med slutet av det kalla kriget, särskilt på grund av den ökande mognaden för anti-missilmissilteknologi, gav USA i princip upp utvecklingen av strategiska nivåer med hög energi laser med höga tekniska svårigheter och extremt höga kostnader, och vände sig till utvecklingen av laservapen på taktisk nivå på högenergi med mycket mindre total storlek och vikt, låg teknisk svårighet och relativt billiga kostnader. Bland dem är den amerikanska marinen den mest aktiva. Tillsammans med de vetenskapliga forskningsinstitutionerna under det amerikanska försvarsdepartementet och stora inhemska militära företag har det lanserat ett antal taktiska högenergi laservapenforskning och utvecklingsprojekt med olika tekniska rutter, till exempel Navy Laser Weapon System (Laws), Sea Laser -demonstratorn (MLD) och det taktiska lasersystemet (TLS).
I början av 2000-talet har dessa Tactical High Energy Laser Weapon Research and Development Projects gått in i det faktiska maskintestningssteget efter varandra. Till exempel kombineras lagarna Laser -vapen som utvecklats av Raytheon Company i USA med "Phalanx" nära försvarssystem och monterat på ena sidan av 6- Barrel 20mm Gatling Gun. Den maximala utgångseffekten är 33 kilowatt. Det har framgångsrikt skjutit ner drönare många gånger i flera havstester från 2008 till 2010. I synnerhet i testet i maj 2010 sköt lagar snabbt ner 7 små drönare på ett avstånd av 3 kilometer på mycket kort tid, vilket helt demonstrerade det enorma Potential för laservapen i anti-drone.
Kan effektivt hantera drönare
Ur perspektivet av arbetsprincipen delas skador av laservapen till drönare huvudsakligen in i termisk ablationseffekt, chockvågskada -effekt och strålningsskada -effekt. Bland dem är det viktigaste förstörande sättet för laservapen den termiska ablationseffekten. När laserstrålen verkar på drönaren får elektronerna inuti dess hudmaterial laserenergi, som sedan producerar våldsamma kollisioner och omvandlas till värmeenergi. När temperaturen på laserbestrålningsområdet stiger snabbt, när temperaturen är större än smältpunkten, kommer drone -hudmaterialet att smälta eller till och med förångas.
Generellt sett, för att minska vikten på flygkroppen så mycket som möjligt, använder mikro och små och medelstora drönare mestadels icke-metalliska kompositmaterial för att göra skinn. Relativt billiga material inkluderar glasfiber, epoxiharts, PE/PP (polyeten/polypropen), etc., och vissa avancerade kommer att använda kolfiber, aramidfiber, etc. Dessa sammansatta material har god styrka, lätt vikt och korrosion motstånd. Produktionen av drone -skinn kan bättre ta hänsyn till behoven av flygprestanda, viktminskning och tillräcklig styrka. De mest avancerade stora och medelstora drönarna använder vanligtvis högpresterande aluminiumlegeringsmaterial som skinn, som i princip är desamma som hudmaterial som vanligtvis används i bemannade flygplan.
Smältpunkterna för dessa hudmaterial är olika. Smältpunkten för kolfibermaterial är cirka 300 grader, medan smältpunkten för aluminiumlegeringsmaterial i allmänhet kan nå cirka 600 grader. För laserstrålar med temperaturer som når tusentals eller till och med tiotusentals grader Celsius är det bara millisekunder av exponeringstid tillräckligt för att smälta och förångar huden hos olika drönare. När huden smälter och förångas kommer laserstrålen att fortsätta att bestråla den inre strukturen och utrustningen för dronen, vilket orsakar ytterligare skador och förstörelse enligt olika situationer. Till exempel, när laserstrålen består av drone -styrsystemet, kommer det att bränna sina interna kretskort och chips, vilket får den att förlora sin automatiska kontrollförmåga och krasch; När det bestrålar stridsspetsen för vissa självmordsdroner kan det detonera den interna laddningen och helt spränga drönaren; Även om det bestrålar batteripaketet eller bränsletanken på drönaren kan det få den att ta eld.
Dessutom kan chockvågskada-effekten och strålningsskada-effekten som genereras av laserstrålar med hög energi också orsaka stora skador på drönare. Till exempel hänvisar chockvågskada-effekten huvudsakligen till den höghastighetsstrålen av plasma som bildas efter att drone-huden eller kroppsstrukturmaterialet smälts och förångas. Den enorma stötkraften som genereras kommer att ytterligare skada den inre strukturen hos drönaren, vilket gör att flygkroppen och vingarna går sönder och till och med sönderdelas i luften. Strålningsskada-effekten innebär att när plasma kastas ut och påverkas kommer den också att frigöra röntgenstrålar och därmed bilda en skadekeffekt som liknar elektromagnetiska pulser, vilket kommer att göra kontrollsystemets chip för dronen misslyckas.
I själva verket kan till och med vissa laservapen med lägre kraft, vars laserstrålar inte räcker för att skada drone -huden, också uppnå syftet att få drönaren att förlora sin stridseffektivitet genom att bestråla den mest utsatta delen av drönaren, den fotoelektriska sensorn. Tester visar att när laserstrålen bestrålar det optiska fönstret för dronens fotoelektriska sensor, är strålen direkt fokuserad på bildsensorchipet såsom CCD (laddningskopplad enhet, IE -bildsensor) eller CMOS (sensor) genom linsen. När yttemperaturen orsakad av strålbestrålningen når cirka 200 grader kan det orsaka permanent skada på bildsensorchipet och göra det helt ineffektivt.
Efter att den amerikanska marinen bevisade att laservapen med hög energi effektivt kan hantera drönare, har andra amerikanska militärtjänster och ännu fler länder börjat utveckla sådana nya vapen. Till exempel står den amerikanska armén också inför hot från drönare och kryssningsmissiler, så den utvecklade ett riktat Energy Mobile Short-Range Air Defense System (M-SHORAD) baserat på Stryker Wheeled 8 × 8 Armored Vehicle Chassis, med en maximal utgångseffektkraft på 50 kilowatt. Dessutom har Storbritannien utvecklat en taktisk laservapenkod med namnet "Dragon Fire", med en maximal utgångseffekt på 50 kilowatt, som kan utrustas på fartyg eller installeras på olika hjul eller spårade fordon.
För att hantera raketer, murbrukskal och drönare som lanserades av Hamas och Hizbollah i Libanon har Israel utvecklat ett taktiskt laservapen med namnet "Iron Beam", som samarbetar med "Iron Dome" -svarsystemet som använder missiler för att fånga upp. Eftersom Israel har högre operativa krav för "järnstrålen" och måste kunna fånga ammunitionsmål, har dess maximala utgångseffekt ökats till 100 kilowatt. I maj 2023 avlyssnade "järnstrålen" taktisk laservapen flera raketer som lanserades av Hamas i faktiska strid för första gången.
När det gäller att avlyssna drönare uppnåddes emellertid den första faktiska stridsrekordet av den "tysta jägaren" taktiska laservapen utrustat av den saudiska armén. År 2022 höll Saudiarabien den första internationella försvarsutställningen och tillkännagav för första gången att dess senaste "Silent Hunter" Tactical Laser Weapon hade skjutit ner 13 självmordsdroner som lanserades av Houthi -väpnade styrkor i faktiska strid och visade drönarnas vrak Det tog eld och brände. Den maximala utgångseffekten för denna typ av taktiskt laservapen är 30 kilowatt, och det maximala dödsintervallet är 4, 000 meter. Kontinuerlig bestrålning på ett avstånd av 1, 000 meter räcker för att bränna genom en 5 mm tjock stålplatta. Med tanke på att de självmordsdrönare som produceras och används av Houthi-väpnade styrkor är mer råa i designen, kan deras skinn bara använda de lägsta PE/PP- eller glasfibermaterialet, och "Tyst Hunter" -taktiskt laservapen kan nästan sägas sägas vara att sägas vara Lätt att hantera sådana drönare.
Framtida utvecklingsriktning
Ur perspektivet av framtida utveckling finns det två riktningar för taktiska laservapen som används för att fånga drönare:
Den ena är att kombinera med andra vapen, såsom små kaliber automatiska kanoner, maskingevär, luftförsvarsmissiler etc. för att bilda ett omfattande anti-drone dödande system.
Because laser beams have a fatal defect of being heavily dependent on weather conditions, in adverse environments such as rain, snow, fog and dust, the energy emitted by them will be absorbed and scattered by particles, water vapor and aerosols in the air, greatly reducing the power and range. In this case, the task of intercepting drones will be handed over to other weapons such as small-caliber automatic cannons, machine guns, and air defense missiles. At present, foreign countries have developed a number of so-called "light-cannon combined" weapon systems. The range of laser weapons is generally 1.5 kilometers to 7 kilometers, while the range of small-caliber automatic cannons is 3 kilometers to 4.5 kilometers. The two have overlapping killing zones and can complement each other at a distance, achieving the effect of 1+1>2.
För det andra miniatyriseras anti-UAV-taktiska laservapen ytterligare eller till och med miniatyr. För närvarande kan de två taktiska laservapen, USA: s M-Shorad och den brittiska "Dragon Fire", installeras på chassit av hjulpansrade fordon, vilket verkligen är en enorm förbättring. Om taktiska laservapen ytterligare kan minska vikten och volymen, kan de populariseras på mer små och medelstora fordon, i kombination med avlägsna vapenstationer och skydda mer infanteri. När man går ett steg längre, om enskilda soldater kunde utrustas med anti-drone laserpistoler som var storleken och vikten av automatiska gevär, kunde säkerheten för infanteri tas till nästa nivå.
