In 1976 werden de referentievoorwaarden (TOR) goedgekeurd voor de conversie van het Project 770 SDK-20-landingsschip in het Foros-experimentele vaartuig (Project 10030) met het Akvilon-lasercomplex. In 1984 werd het schip onder de aanduiding OS-90 "Foros" onderdeel van de Zwarte Zee vloot USSR en op het Feodosia-oefenterrein, voor het eerst in geschiedenis De Sovjet-marine voerde testvuren uit met het Akvilon-lasergeweer. Het schieten was succesvol, de laagvliegende raket werd tijdig gedetecteerd en vernietigd door een laserstraal.
Project 10030 "Foros" met het lasercomplex "Akvilon"
Vervolgens werd het Akvilon-complex geïnstalleerd op een klein artillerieschip gebouwd volgens een aangepast project 12081. De kracht van het complex werd verminderd, het doel was om optisch-elektronische middelen uit te schakelen en de gezichtsorganen van het personeel van de anti-amfibische vijand van de vijand te beschadigen verdediging.
Klein artillerieschip 12081 met het Akvilon lasersysteem
Tegelijkertijd werd het Aidar-project uitgewerkt om de krachtigste scheepslaserinstallatie in de USSR te creëren. In 1978 werd de houtdrager "Vostok-3" omgebouwd tot een drager van laserwapens - het schip "Dikson" (project 05961). Als energiebron voor het Aidar-lasersysteem werden drie straalmotoren van het Tu-154-vliegtuig op het schip geïnstalleerd.
Tijdens tests in 1980 werd een lasersalvo afgevuurd op een doel op een afstand van 4 kilometer. Het doel werd de eerste keer geraakt, maar geen van de aanwezigen zag de straal zelf en de zichtbare vernietiging van het doel. De treffer werd geregistreerd door een thermische sensor die op het doelwit was gemonteerd, de straalefficiëntie was 5%, vermoedelijk werd een aanzienlijk deel van de straalenergie geabsorbeerd door vochtverdamping van het zeeoppervlak.
In de Verenigde Staten wordt sinds de jaren 70 van de vorige eeuw, toen het ASMD-programma (Anti-Ship Missile Defense) begon, ook onderzoek gedaan naar het maken van militaire laserwapens. Aanvankelijk werd gewerkt aan gasdynamische lasers, maar daarna verschoof de focus naar chemische lasers.
In 1973 begon TRW te werken aan een experimentele demonstratie van een NACL (Navy ARPA Chemical Laser) continue golf deuteriumfluoridelaser, met een vermogen van ongeveer 100 kW. Onderzoeks- en ontwikkelingswerk (R&D) op het NACL-complex werd uitgevoerd tot 1976.
In 1977 opende het Amerikaanse ministerie van Defensie het Sea Light-programma, gericht op de ontwikkeling van een hoogenergetisch lasersysteem met een vermogen tot 2 MW. Als resultaat werd een polygooninstallatie van een fluoride-deuterium chemische laser "MIRACL" (Mid-IniaRed Advanced Chemical Laser) gecreëerd, die werkt in een continue modus van stralingsgeneratie, met een maximaal uitgangsvermogen van 2,2 MW bij een golflengte van 3,8 μm, de eerste tests werden gehouden in september 1980.
In 1989 werden in het White Sands Test Center experimenten uitgevoerd met behulp van het MIRACL-lasercomplex om radiogestuurde doelen van het BQM-34-type te onderscheppen, waarbij de vlucht van anti-scheepsraketten (ASM's) met subsonische snelheden werd gesimuleerd. Vervolgens werden supersonische (M = 2) Vandaalraketten onderschept, waarmee een anti-scheepsraketaanval op lage hoogte werd nagebootst. Tijdens de tests die van 1991 tot 1993 werden uitgevoerd, specificeerden de ontwikkelaars de criteria voor het raken van raketten van verschillende klassen, en voerden ze ook een praktische onderschepping uit van onbemande luchtvaartuigen (UAV's) die het gebruik van anti-scheepsraketten door de vijand simuleerden.
Lasercomplex «MIRACL»
Aan het eind van de jaren negentig werd het gebruik van een chemische laser als scheepswapen afgeschaft vanwege de noodzaak om giftige componenten op te slaan en te gebruiken. (hoogstwaarschijnlijk ook vanwege de algehele complexiteit van de bediening en het onderhoud van dit type wapens).
Vervolgens richtten de Amerikaanse marine en andere NAVO-landen zich op lasers, die worden aangedreven door elektrische energie.
Als onderdeel van het SSL-TM-programma heeft Raytheon een demonstratielasercomplex LaWS (Laser Weapon System) gemaakt met een vermogen van 33 kW. Tijdens tests in 2012 trof het LaWS-complex, van de torpedojager (EM) Dewey (van het type Arleigh Burke), 12 BQM-I74A-doelen.
Het LaWS-complex is modulair, het vermogen wordt verkregen door de bundels van solid-state infraroodlasers met een lager vermogen bij elkaar op te tellen. De lasers bevinden zich in een enkele massieve behuizing. Sinds 2014 is het LaWS-lasersysteem geïnstalleerd op de USS Ponce (LPD-15) om de impact van reële bedrijfsomstandigheden op de prestaties en effectiviteit van het wapen te beoordelen. In 2017 moest het vermogen van het complex worden verhoogd tot 100 kW.
Laser complexe wetten
LaWS laserdemonstratie
Op dit moment ontwikkelen verschillende Amerikaanse bedrijven, waaronder Northrop Grumman, Boeing en Locheed Martin, zelfverdedigingssystemen voor laserschepen op basis van solid-state en fiberlasers. Om de risico's te verminderen, voert de Amerikaanse marine tegelijkertijd verschillende programma's uit die gericht zijn op het verkrijgen van laserwapens. Door de naamsverandering bij de overdracht van projecten van het ene bedrijf naar het andere, of het samenvoegen van projecten, kunnen er overlappingen zijn in namen.
Northrop Grumman Corporation werkt aan een modulaire gevechtslaser, genaamd MLD (Maritime Laser Demonstration). Het initiële laservermogen is 15 kW, het modulaire ontwerp stelt u in staat om een totaal vermogen tot 105 kW te krijgen. In de toekomst kan het uitgangsvermogen van de installatie worden verhoogd tot 300-600 kW.
Boeing heeft een contract van $ 29,5 miljoen gekregen voor de ontwikkeling van een laserstraalgeleidingssysteem dat nauwkeurig gericht kan zijn op laserwapens van de Amerikaanse marine.
In 2019 kreeg het SNLWS-programma voor het installeren van een vastestoflaser met een vermogen van 60 kW of meer op de Arleigh Burke-klasse URO-vernietigers $ 190 miljoen uit de begroting toegewezen. Het is de bedoeling om drie torpedojagers uit te rusten, de marine verwacht eind 2020 de eerste torpedojager uitgerust met laserwapens.
Locheed Martin Corporation heeft een contract van $ 150 miljoen (opwaardeerbaar tot $ 942,8 miljoen) gekregen voor het HELIOS-laserwapen van de Amerikaanse marine. De plannen omvatten testen aan boord van torpedojagers van de Arleigh Burke-klasse in 2019-2020 (misschien is dit alleen in het kader van het SNLWS-programma).
Ook is er informatie over het programma voor het installeren van 150 kilowatt laserwapens op de UDC van het type San Antonio en het RHEL (Ruggedized High Energy Laser) laserwapenprogramma met een vermogen van 150 kW of meer.
De verschijning van een experimentele gevechtslaser aan boord van de Arleigh Burke URO-vernietiger wordt verwacht in 2020
Volgens de Amerikaanse media omvat het project van het veelbelovende US Navy-fregat FFG (X) de vereiste om een 150 kW gevechtslaser te installeren (of een plaats te reserveren voor installatie), bestuurd door het COMBATSS-21 gevechtssysteem.
Lasercomplex LaWS op het project van een veelbelovend fregat FFG (X) van Lockheed Martin
Naast de Verenigde Staten wordt de grootste belangstelling voor lasers op zee getoond door de voormalige "meesteres van de zeeën" - Groot-Brittannië. Door het ontbreken van een laserindustrie kan het project niet op zichzelf worden uitgevoerd, waarbij in 2016 het Britse Ministerie van Defensie een aanbesteding aankondigde voor de ontwikkeling van een LDEW (Laser Directed Energy Weapon) technologiedemonstrator, die werd gewonnen door het Duitse bedrijf MBDA Deutschland. In 2017 presenteerde het consortium een prototype op ware grootte van de LDEW-laser.
LDEW-laserprototype
Eerder in 2016 introduceerde MBDA Deutschland het Laser-effector-lasercomplex, dat kan worden geïnstalleerd op land- en zeeschepen en is ontworpen om UAV's, raketten en mortiergranaten te vernietigen. Het complex biedt verdediging in een sector van 360 graden, heeft een minimale reactietijd en is in staat om aanvallen vanuit verschillende richtingen af te weren. Het bedrijf meldt dat zijn laser een enorm ontwikkelingspotentieel heeft.
“De laatste tijd heeft MBDA Deutschland zwaar geïnvesteerd vanuit zijn budget in de creatie van lasertechnologie. We hebben significante resultaten behaald in vergelijking met andere bedrijven”,
zegt Peter Heilmeyer, hoofd verkoop en bedrijfsontwikkeling.
Scheepslasercomplex "Laser effector" bedrijf MBDA Deutschland
Duitse bedrijven staan op gelijke voet, en halen mogelijk Amerikaanse bedrijven in de laserwapenwedloop in, en zijn heel goed in staat om als eersten niet alleen lasersystemen te introduceren grond, maar ook op zee.
In Frankrijk wordt het veelbelovende Advansea-project van DCNS overwogen waarbij gebruik wordt gemaakt van volledig elektrische voortstuwingstechnologieën. Het is de bedoeling dat het Advansea-project wordt uitgerust met een elektriciteitsgenerator van 20 megawatt die kan voldoen aan de behoeften van geavanceerde laserwapens.
Frans project van een oorlogsschip met laserwapens "Advansea"
In Rusland kunnen volgens berichten in de media laserwapens worden geplaatst op een veelbelovende nucleaire vernietiger "Leader". Aan de ene kant suggereert een kerncentrale dat er voldoende stroom is om laserwapens van stroom te voorzien, aan de andere kant bevindt dit project zich in de fase van voorlopig ontwerp en is het duidelijk voorbarig om over iets specifieks te praten.
Het concept van de nucleaire vernietiger "Leader"
Afzonderlijk is het noodzakelijk om het Amerikaanse project van een vrije elektronenlaser te benadrukken - Free Electron Laser (FEL), ontwikkeld in het belang van de Amerikaanse marine. Laserwapens van dit type hebben aanzienlijke verschillen in vergelijking met andere soorten lasers.
Straling in een vrije-elektronenlaser wordt gegenereerd door een mono-energetische bundel elektronen die beweegt in een periodiek systeem van afbuigende elektrische of magnetische velden. Door de energie van de elektronenstraal te veranderen, evenals de sterkte van het magnetische veld en de afstand tussen de magneten, is het mogelijk om de frequentie van laserstraling over een breed bereik te veranderen, waardoor straling wordt verkregen in het bereik van röntgenstraling tot magnetron aan de uitgang.
Het werkingsprincipe van een vrije elektronenlaser
Vrije-elektronenlasers zijn groot, waardoor het moeilijk is om ze op kleine dragers te plaatsen. In die zin zijn grote oppervlakteschepen optimale dragers van dit soort lasers.
Boeing ontwikkelt de FEL-laser voor de Amerikaanse marine. In 14 werd een prototype 2011kW FEL-laser gedemonstreerd. Op dit moment is de status van het werk aan deze laser onbekend, het was de bedoeling om het stralingsvermogen geleidelijk te verhogen tot 1 MW. De grootste moeilijkheid is het creëren van een elektroneninjector met het vereiste vermogen.
Ondanks het feit dat de afmetingen van de FEL-laser de afmetingen van lasers van vergelijkbaar vermogen op basis van andere technologieën (vaste stof, vezel) zullen overtreffen, stelt het vermogen om de stralingsfrequentie over een breed bereik te veranderen u in staat een golflengte te kiezen in afhankelijk van de weersomstandigheden en het type doel dat wordt geraakt. Het is moeilijk om het verschijnen van FEL-lasers met voldoende vermogen in de nabije toekomst te verwachten, maar eerder na 2030.
Vergeleken met andere soorten krijgsmachten heeft de inzet van laserwapens op oorlogsschepen zowel voor- als nadelen.
Op bestaande schepen wordt de kracht van laserwapens die tijdens de upgrade kunnen worden geïnstalleerd, beperkt door de mogelijkheden van stroomgeneratoren. De nieuwste en meest veelbelovende schepen worden ontwikkeld op basis van elektrische voortstuwingstechnologieën, die voldoende elektriciteit zullen leveren voor laserwapens.
Er is veel meer ruimte op schepen dan op respectievelijk grond en luchtvaartmaatschappijen, er zijn geen problemen met het plaatsen van grote apparatuur. En tot slot zijn er mogelijkheden om laserapparatuur effectief te koelen.
Aan de andere kant bevinden de schepen zich in een agressieve omgeving - zeewater, zoute mist. Een hoge luchtvochtigheid boven het zeeoppervlak zal het vermogen van laserstraling aanzienlijk verminderen bij het raken van doelen boven het wateroppervlak, en daarom kan het minimale vermogen van laserwapens die geschikt zijn voor plaatsing op schepen worden geschat op 100 kW.
Voor schepen is de noodzaak om "goedkope" doelen te raken, zoals mijnen en ongeleide raketten, niet zo cruciaal, dergelijke wapens kunnen alleen in hun bases een beperkte bedreiging vormen. Ook kan de dreiging van kleine vaartuigen niet worden beschouwd als rechtvaardiging voor het inzetten van laserwapens, hoewel ze in sommige gevallen ernstige schade kunnen aanrichten.
Als gevolg van de terroristische aanval op de torpedobootjager URO "Cole" van de Amerikaanse marine, uitgevoerd op 12 oktober 2000 in de haven van Jemen met behulp van een motorboot, werden 17 matrozen gedood, tientallen anderen raakten gewond, het schip heeft aanzienlijke schade opgelopen (trouwens, Google geeft aanzienlijk minder resultaten dan bijvoorbeeld Yandex)
Kleine UAV's vormen een zekere bedreiging voor schepen, zowel als verkenningsmiddel als als middel om kwetsbare punten van het schip, bijvoorbeeld radar, te vernietigen. Het verslaan van dergelijke UAV's door raket- en kanonwapens kan moeilijk zijn, en in dit geval zal de aanwezigheid van laserverdedigingswapens aan boord van het schip dit probleem volledig oplossen.
Anti-scheepsraketten (ASM's), waartegen laserwapens kunnen worden gebruikt, kunnen worden onderverdeeld in twee subgroepen:
- laagvliegende subsonische en supersonische anti-scheepsraketten;
- supersonische en hypersonische anti-scheepsraketten die van bovenaf aanvallen, ook langs een aeroballistisch traject.
Wat laagvliegende anti-scheepsraketten betreft, zal een obstakel voor laserwapens de kromming van het aardoppervlak zijn, die het bereik van een direct schot beperkt, en de verzadiging van de lagere atmosfeer met waterdamp, waardoor de kracht van de balk.
Om het getroffen gebied te vergroten wordt gekeken naar mogelijkheden om de emitterende elementen van laserwapens op de bovenbouw te plaatsen. Het vermogen van een laser die geschikt is voor het vernietigen van moderne laagvliegende anti-scheepsraketten zal hoogstwaarschijnlijk 300 kW bedragen.
In het conceptuele ontwerp van het Dreadnought 2050 oorlogsschip van de toekomst, wordt verondersteld dat de plaatsing van laserwapens aan boord van de UAV is, voorzien van elektriciteit via kabel vanaf het vervoersschip
De kill-zone van anti-scheepsraketten die langs een traject op grote hoogte aanvallen, zal alleen worden beperkt door de kracht van laserstraling en de mogelijkheden van geleidingssystemen.
Het moeilijkste doelwit zullen hypersonische anti-scheepsraketten zijn, zowel vanwege de minimale tijd die in het getroffen gebied wordt doorgebracht, als vanwege de aanwezigheid van regelmatige thermische beveiliging. De thermische bescherming is echter geoptimaliseerd voor het verwarmen van de romp van de anti-scheepsraket tijdens de vlucht, en de extra kilowatt zal uiteraard geen voordelen opleveren voor de raket.
De noodzaak van gegarandeerde vernietiging van hypersonische anti-scheepsraketten vereist de plaatsing van lasers met een vermogen van meer dan 1 MW aan boord van het schip, de beste oplossing zou een vrije elektronenlaser zijn. Ook kunnen laserwapens met deze kracht worden gebruikt tegen ruimtevaartuigen met een lage baan om de aarde.
Van tijd tot tijd bespreken militaire publicaties, waaronder Military Review, informatie over de zwakke beveiliging van anti-scheepsraketten met een radar homing head (RL GOS), tegen elektronische interferentie en maskeergordijnen die vanaf een schip worden gebruikt. De oplossing voor dit probleem is het gebruik van een multispectrale zoeker, inclusief televisie- en warmtebeeldkanalen. De aanwezigheid van laserwapens aan boord van een schip, zelfs met een minimumvermogen van ongeveer 100 kW, kan de voordelen van anti-scheepsraketten met een multispectrale zoeker neutraliseren, door permanente of tijdelijke verblinding van gevoelige matrices.
In de Verenigde Staten worden varianten van akoestische laserpistolen ontwikkeld die het mogelijk maken om op grote afstand van de stralingsbron intense geluidstrillingen te reproduceren. Misschien kunnen op basis van deze technologieën scheepslasers worden gebruikt om akoestische interferentie of lokvogels te creëren voor vijandelijke sonars en torpedo's.
Prototype akoestisch lasergeweer
Er kan dus worden aangenomen dat het verschijnen van laserwapens op oorlogsschepen het mogelijk zal maken om hun weerstand tegen alle soorten aanvalsmiddelen te vergroten.
Het belangrijkste obstakel voor het plaatsen van laserwapens op schepen is het ontbreken van de benodigde elektrische stroom. In dit opzicht zal de opkomst van echt effectieve laserwapens hoogstwaarschijnlijk pas beginnen met de ingebruikname van veelbelovende schepen met volledig elektrische voortstuwingstechnologie.
Gemoderniseerde schepen kunnen worden uitgerust met een beperkt aantal lasers met een vermogen in de orde van 100-300 kW.
Op onderzeeërs zal de onderzeeër door de plaatsing van laserwapens met een vermogen van 300 kW of meer met de output van straling via een eindapparaat op de periscoop de onderzeeër in staat stellen vernietiging uit te voeren vanaf de periscoopdiepte luchtvaart anti-onderzeeërmiddelen van de vijand - vliegtuigen en helikopters van anti-onderzeeërverdediging (ASD).
Een verdere toename van het vermogen van lasers, vanaf 1 MW en meer, zal het mogelijk maken om ruimtevaartuigen in een lage baan om de aarde te beschadigen of volledig te vernietigen, volgens externe doelaanduiding. De voordelen van het inzetten van dergelijke wapens op onderzeeërs zijn de hoge stealth en het wereldwijde bereik van de vervoerder. Het vermogen om in de wereldoceaan te bewegen tot een onbeperkt bereik, stelt een onderzeeër met laserwapens in staat om een punt te bereiken dat optimaal is voor het vernietigen van een ruimtesatelliet, rekening houdend met zijn vluchttraject. En geheimhouding zal het voor de vijand moeilijk maken om claims te maken (nou ja, het ruimtevaartuig is buiten gebruik, hoe te bewijzen wie het heeft neergeschoten, als er duidelijk geen strijdkrachten in deze regio waren).
Over het algemeen zal de marine in het beginstadium minder baat hebben bij de introductie van laserwapens dan andere takken van de krijgsmacht. In de toekomst, met de voortdurende verbetering van anti-scheepsraketten, zullen lasersystemen echter een integraal onderdeel worden van de luchtverdediging / raketverdediging van oppervlakteschepen en mogelijk onderzeeërs.