technika
Autor: Robert Czulda | dodano: 2016-10-27
Lasery na polu walki

Fot. Northrop Grumman Corporation

 

Chociaż wykorzystanie energii do niszczenia obiektów teoretycznie rozważano już w latach 30. ub.w. (tzw. promienie śmierci, nad którymi pracowali m.in. Brytyjczycy), to dopiero szybki rozwój nauki w ostatnich dekadach pozwolił urzeczywistnić część z pierwotnych planów. Lasery od dawna służą w siłach zbrojnych na całym świecie, chociażby do dokładnego naprowadzania rakiet na cel i poprawy widoczności (wskaźniki celu, oświetlacze) oraz określania odległości obiektu (dalmierze). W ubiegłym roku włoskie siły zbrojne rozpoczęły używanie śmigłowców NH90 z laserowym systemem antykolizyjnym, opracowanym przez koncern Selex ES. Ma on wykrywać takie zagrożenia jak słupy i przewody wysokiego napięcia. Rozwijają się także laserowe zestawy szkoleniowe przeznaczone do nauki strzelania. Wykorzystanie lasera do niszczenia obiektów ciągle jednak pozostaje dużym wyzwaniem. Przeszkodę stanowią nie tyle koszty, ile złożoność techniczna – konieczność gromadzenia odpowiedniej energii, generowania częstych impulsów dużej mocy oraz skonstruowania systemu chłodzenia. Stosowane początkowo lasery chemiczne były skomplikowane, drogie, niestabilne i zbyt duże do operacyjnego wykorzystania. Do tego dochodzą problemy wszystkich laserów, a więc malejąca efektywność w przypadku trudnych warunków atmosferycznych, takich jak śnieg, deszcz czy pył.

O trudności przedsięwzięcia świadczy przykład amerykańskiego chemicznego lasera tlenowo-jodowego YAL-1, który miał się stać pierwszym wykorzystywanym operacyjnie działem laserowym. Planowano, że będzie on umieszczony na pokładzie samolotu Boeing 747‒400F jako system niszczenia rakiet balistycznych w fazie ich wznoszenia. Chociaż przeprowadzono kilka pomyślnych testów, ostatecznie porzucono projekt YAL- 1. Mimo to kierunek prac jest kontynuowany. Lasery mają bowiem wiele zalet, przede wszystkim możliwość częstego strzelania przy niewielkich kosztach, co jest niebagatelne w razie konieczności neutralizacji kilkudziesięciu lub kilkuset celów, takich jak małe drony lub pociski moździerzowe. Standardowa broń wymaga fizycznego wyprodukowania amunicji, jej transportu, a następnie składowania, podczas gdy laser musi jedynie wygenerować impuls energetyczny. Co więcej, lasery zapewniają wojsku większą elastyczność działania. O ile bowiem wystrzelenie pocisku lub rakiety nieuchronnie niszczy cel, o tyle laser ma skalowalną moc i gwarantuje większą precyzję – może służyć do oślepienia nieprzyjaciela (jego systemów obserwacyjnych) lub neutralizowania konkretnych elementów. Zamiast niszczyć cały pojazd, można uszkodzić jedynie jego systemy optoelektryczne, radar, silnik lub układ łączności.

 

Obiecujące testy

 

Przykładem obecnie rozwijanego z dużymi sukcesami lasera bojowego jest ten niemieckiego koncernu zbrojeniowego Rheinmetall Defence. Projekt o nazwie HEL (High Energy Laser) opiera się na laserze pracy ciągłej, w którym energii dostarczają diody. Firma opracowała już wersję mobilną, a więc montowaną na pojazdach, a także zwiększyła zasięg urządzenia – obecnie HEL może razić obiekty w odległości ponad 3 km. Istnieje kilka jego wersji, w tym morska z pięcioma laserami o mocy 20 kW. W lutym 2016 r. wariant ten, wówczas o mocy 10 kW, przeszedł testy na okręcie wojennym – pomyślnie strzelano do dronów i łodzi nawodnych.

HEL przeszedł udanie czwartą próbę terenową w październiku 2013 r. na poligonie w Szwajcarii. Wówczas to przetestowano kilka laserów różnej mocy. Najsłabszy, o mocy 1 kW, zamontowano na gąsienicowym transporterze opancerzonym M113, podczas gdy ten o mocy 5 kW – na kołowym wozie GTK Boxer. Kołowa ciężarówka Tatra została wykorzystana jako nośnik lasera o mocy 20 kW. Najmocniejsze urządzenie (30 kW) umieszczono w wieży lekkiego systemu przeciwlotniczego krótkiego zasięgu Skyshield. Każdy z tych laserów ma inne zastosowanie. Ten o najmniejszej mocy przeznaczony jest do niszczenia wykrywanych radarem lub w inny sposób min, improwizowanych ładunków wybuchowych oraz blokad z drutu kolczastego. Po ich detekcji laser niszczy je z bezpiecznej odległości do około 70 m. GTK Boxer posłużył natomiast do neutralizacji ciężkiego karabinu maszynowego, zamontowanego na półciężarówce.

Priorytetem pozostaje zwalczanie zagrożeń powietrznych, obecnie będących zmorą sił zbrojnych na całym świecie. Do tej kategorii zaliczamy nie tylko samoloty i śmigłowce, ale także obiekty szczególnie trudne do neutralizacji, które mogą występować w dużych ilościach: pociski moździerzowe, artyleryjskie pociski rakietowe małego kalibru, rakiety manewrujące, a także bezzałogowe statki latające, w tym klasy mini. Rakiety przechwytujące są drogie i mało efektywne wobec tak niedużych obiektów. Z laserami jest inaczej. Podczas szwajcarskiego testu stacja radiolokacyjna Skyshield wykryła małego drona pionowego startu, który następnie został zniszczony przez radar na wozie GTK Boxer. Jednocześnie laser o mocy 30  kW zniszczył pięć pocisków artyleryjskich kal. 82 mm w odległości kilometra.

 

Uniwersalne rozwiązanie

 

Podobne projekty rozwija się chociażby w Izraelu, który wspólnie ze Stanami Zjednoczonymi w połowie lat 90. rozpoczął prace nad chemicznym laserem fluorowodorowym (THEL). W ciągu kilku lat zestrzelił on kilkadziesiąt pocisków artyleryjskich i moździerzowych, a więc obiektów niezwykle szybkich, małych i poruszających się z nieprzewidywalną trajektorią. Podobny projekt rozwija obecnie izraelska firma Rafael Advanced Defense Systems, odpowiedzialna m.in. za Iron Dome (Żelazna Kopuła) – oparty na rakietach przechwytujących Tamir system obrony przeciwrakietowej i przeciwlotniczej. Teraz Izraelczycy chcą pójść krok dalej i tworzą Iron Beam, zaprezentowany publicznie w 2014 r. System ten jest przeznaczony do obrony przed rakietami, pociskami artyleryjskimi i moździerzowymi kal. 155 mm, a także bezzałogowymi statkami latającymi. Iron Beam to konstrukcja lądowa, wyposażona we własny radar wykrywający, śledzący i kierowania ogniem, centrum dowodzenia oraz dwa lasery dużej mocy. Według założeń Iron Beam miałby neutralizować obiekty wiązką laserową w ciągu kilku sekund w promieniu do 7 km, a więc poniżej progu działania Iron Dome. Obecne plany zakładają, że Iron Beam byłby ukończony w połowie 2017 r. Każdy laser byłby w stanie wystrzelić 150–200 razy przed koniecznością przeprowadzenia procesu chłodzenia.

Systemem będącym już w służbie jest AN/SEQ-3, zainstalowany w 2014 r. na pokładzie amerykańskiego okrętu desantowego USS „Ponce”. Ten laser wykorzystuje radar i oferuje wspomnianą uniwersalność – w trybie niskiej mocy może odstraszać nieprzyjaciela poprzez oślepienie sensorów lub oczu. W razie konieczności może też niszczyć obiekty, np. wypełnioną materiałami wybuchowymi łódź pontonową (taką, jaka poważnie uszkodziła niszczyciel USS „Cole” w 2000 r., jako że jednostka nie była w stanie obronić się przed takim zagrożeniem). W przypadku zwiększenia mocy do 30 kW AN/SEQ-3 może przebić się przez pancerz i w ten sposób zneutralizować nadlatującą rakietę lub drona. Deklarowana szybkostrzelność to 30 strzałów na minutę.

Pozostałe rodzaje amerykańskich wojsk również z powodzeniem rozwijają tego rodzaju broń – przede wszystkim do zwalczania dronów. Przykładem jest projekt wojsk lądowych HELMTT, który przeszedł udane testy ogniowe, zestrzeliwując laserem o mocy 10 kW taktyczne bezzałogowce. Amerykańskie Dowództwo Kosmiczne i Obrony Przeciwrakietowej (SMDC) planuje również wprowadzenie do służby lasera o mocy 100  kW, mającego zwalczać rakiety. Dla porównania, firma Boeing rozwija jednocześnie „lasery kieszonkowe” w ramach projektu CLWS. Mają one moc 2 kW i posłużą poszczególnym żołnierzom do zwalczania minidronów. CLWS może niszczyć obiekty z odległości 3 km i oślepiać sensory obserwacyjne z 7 km. Co ciekawe, Boeing zastosował laser dostępny na rynku cywilnym.

 

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie” 11/2016

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie" nr 11/2016 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
02/2017
01/2017
Kalendarium
Marzec
24
W 1882 r. Robert Koch ogłosił w Berlinie wyodrębnienie bakterii (prątka) odpowiedzialnej za gruźlicę.
Warto przeczytać
Mechanika kwantowa jest piękną, precyzyjną i logiczną konstrukcją matematyczną, doskonale opisująca Naturę. Z tym że właściwie nikt nie wie, jak należy ją rozumieć.

WSPÓŁPRACUJEMY
Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Robert Czulda | dodano: 2016-10-27
Lasery na polu walki

Fot. Northrop Grumman Corporation

 

Chociaż wykorzystanie energii do niszczenia obiektów teoretycznie rozważano już w latach 30. ub.w. (tzw. promienie śmierci, nad którymi pracowali m.in. Brytyjczycy), to dopiero szybki rozwój nauki w ostatnich dekadach pozwolił urzeczywistnić część z pierwotnych planów. Lasery od dawna służą w siłach zbrojnych na całym świecie, chociażby do dokładnego naprowadzania rakiet na cel i poprawy widoczności (wskaźniki celu, oświetlacze) oraz określania odległości obiektu (dalmierze). W ubiegłym roku włoskie siły zbrojne rozpoczęły używanie śmigłowców NH90 z laserowym systemem antykolizyjnym, opracowanym przez koncern Selex ES. Ma on wykrywać takie zagrożenia jak słupy i przewody wysokiego napięcia. Rozwijają się także laserowe zestawy szkoleniowe przeznaczone do nauki strzelania. Wykorzystanie lasera do niszczenia obiektów ciągle jednak pozostaje dużym wyzwaniem. Przeszkodę stanowią nie tyle koszty, ile złożoność techniczna – konieczność gromadzenia odpowiedniej energii, generowania częstych impulsów dużej mocy oraz skonstruowania systemu chłodzenia. Stosowane początkowo lasery chemiczne były skomplikowane, drogie, niestabilne i zbyt duże do operacyjnego wykorzystania. Do tego dochodzą problemy wszystkich laserów, a więc malejąca efektywność w przypadku trudnych warunków atmosferycznych, takich jak śnieg, deszcz czy pył.

O trudności przedsięwzięcia świadczy przykład amerykańskiego chemicznego lasera tlenowo-jodowego YAL-1, który miał się stać pierwszym wykorzystywanym operacyjnie działem laserowym. Planowano, że będzie on umieszczony na pokładzie samolotu Boeing 747‒400F jako system niszczenia rakiet balistycznych w fazie ich wznoszenia. Chociaż przeprowadzono kilka pomyślnych testów, ostatecznie porzucono projekt YAL- 1. Mimo to kierunek prac jest kontynuowany. Lasery mają bowiem wiele zalet, przede wszystkim możliwość częstego strzelania przy niewielkich kosztach, co jest niebagatelne w razie konieczności neutralizacji kilkudziesięciu lub kilkuset celów, takich jak małe drony lub pociski moździerzowe. Standardowa broń wymaga fizycznego wyprodukowania amunicji, jej transportu, a następnie składowania, podczas gdy laser musi jedynie wygenerować impuls energetyczny. Co więcej, lasery zapewniają wojsku większą elastyczność działania. O ile bowiem wystrzelenie pocisku lub rakiety nieuchronnie niszczy cel, o tyle laser ma skalowalną moc i gwarantuje większą precyzję – może służyć do oślepienia nieprzyjaciela (jego systemów obserwacyjnych) lub neutralizowania konkretnych elementów. Zamiast niszczyć cały pojazd, można uszkodzić jedynie jego systemy optoelektryczne, radar, silnik lub układ łączności.

 

Obiecujące testy

 

Przykładem obecnie rozwijanego z dużymi sukcesami lasera bojowego jest ten niemieckiego koncernu zbrojeniowego Rheinmetall Defence. Projekt o nazwie HEL (High Energy Laser) opiera się na laserze pracy ciągłej, w którym energii dostarczają diody. Firma opracowała już wersję mobilną, a więc montowaną na pojazdach, a także zwiększyła zasięg urządzenia – obecnie HEL może razić obiekty w odległości ponad 3 km. Istnieje kilka jego wersji, w tym morska z pięcioma laserami o mocy 20 kW. W lutym 2016 r. wariant ten, wówczas o mocy 10 kW, przeszedł testy na okręcie wojennym – pomyślnie strzelano do dronów i łodzi nawodnych.

HEL przeszedł udanie czwartą próbę terenową w październiku 2013 r. na poligonie w Szwajcarii. Wówczas to przetestowano kilka laserów różnej mocy. Najsłabszy, o mocy 1 kW, zamontowano na gąsienicowym transporterze opancerzonym M113, podczas gdy ten o mocy 5 kW – na kołowym wozie GTK Boxer. Kołowa ciężarówka Tatra została wykorzystana jako nośnik lasera o mocy 20 kW. Najmocniejsze urządzenie (30 kW) umieszczono w wieży lekkiego systemu przeciwlotniczego krótkiego zasięgu Skyshield. Każdy z tych laserów ma inne zastosowanie. Ten o najmniejszej mocy przeznaczony jest do niszczenia wykrywanych radarem lub w inny sposób min, improwizowanych ładunków wybuchowych oraz blokad z drutu kolczastego. Po ich detekcji laser niszczy je z bezpiecznej odległości do około 70 m. GTK Boxer posłużył natomiast do neutralizacji ciężkiego karabinu maszynowego, zamontowanego na półciężarówce.

Priorytetem pozostaje zwalczanie zagrożeń powietrznych, obecnie będących zmorą sił zbrojnych na całym świecie. Do tej kategorii zaliczamy nie tylko samoloty i śmigłowce, ale także obiekty szczególnie trudne do neutralizacji, które mogą występować w dużych ilościach: pociski moździerzowe, artyleryjskie pociski rakietowe małego kalibru, rakiety manewrujące, a także bezzałogowe statki latające, w tym klasy mini. Rakiety przechwytujące są drogie i mało efektywne wobec tak niedużych obiektów. Z laserami jest inaczej. Podczas szwajcarskiego testu stacja radiolokacyjna Skyshield wykryła małego drona pionowego startu, który następnie został zniszczony przez radar na wozie GTK Boxer. Jednocześnie laser o mocy 30  kW zniszczył pięć pocisków artyleryjskich kal. 82 mm w odległości kilometra.

 

Uniwersalne rozwiązanie

 

Podobne projekty rozwija się chociażby w Izraelu, który wspólnie ze Stanami Zjednoczonymi w połowie lat 90. rozpoczął prace nad chemicznym laserem fluorowodorowym (THEL). W ciągu kilku lat zestrzelił on kilkadziesiąt pocisków artyleryjskich i moździerzowych, a więc obiektów niezwykle szybkich, małych i poruszających się z nieprzewidywalną trajektorią. Podobny projekt rozwija obecnie izraelska firma Rafael Advanced Defense Systems, odpowiedzialna m.in. za Iron Dome (Żelazna Kopuła) – oparty na rakietach przechwytujących Tamir system obrony przeciwrakietowej i przeciwlotniczej. Teraz Izraelczycy chcą pójść krok dalej i tworzą Iron Beam, zaprezentowany publicznie w 2014 r. System ten jest przeznaczony do obrony przed rakietami, pociskami artyleryjskimi i moździerzowymi kal. 155 mm, a także bezzałogowymi statkami latającymi. Iron Beam to konstrukcja lądowa, wyposażona we własny radar wykrywający, śledzący i kierowania ogniem, centrum dowodzenia oraz dwa lasery dużej mocy. Według założeń Iron Beam miałby neutralizować obiekty wiązką laserową w ciągu kilku sekund w promieniu do 7 km, a więc poniżej progu działania Iron Dome. Obecne plany zakładają, że Iron Beam byłby ukończony w połowie 2017 r. Każdy laser byłby w stanie wystrzelić 150–200 razy przed koniecznością przeprowadzenia procesu chłodzenia.

Systemem będącym już w służbie jest AN/SEQ-3, zainstalowany w 2014 r. na pokładzie amerykańskiego okrętu desantowego USS „Ponce”. Ten laser wykorzystuje radar i oferuje wspomnianą uniwersalność – w trybie niskiej mocy może odstraszać nieprzyjaciela poprzez oślepienie sensorów lub oczu. W razie konieczności może też niszczyć obiekty, np. wypełnioną materiałami wybuchowymi łódź pontonową (taką, jaka poważnie uszkodziła niszczyciel USS „Cole” w 2000 r., jako że jednostka nie była w stanie obronić się przed takim zagrożeniem). W przypadku zwiększenia mocy do 30 kW AN/SEQ-3 może przebić się przez pancerz i w ten sposób zneutralizować nadlatującą rakietę lub drona. Deklarowana szybkostrzelność to 30 strzałów na minutę.

Pozostałe rodzaje amerykańskich wojsk również z powodzeniem rozwijają tego rodzaju broń – przede wszystkim do zwalczania dronów. Przykładem jest projekt wojsk lądowych HELMTT, który przeszedł udane testy ogniowe, zestrzeliwując laserem o mocy 10 kW taktyczne bezzałogowce. Amerykańskie Dowództwo Kosmiczne i Obrony Przeciwrakietowej (SMDC) planuje również wprowadzenie do służby lasera o mocy 100  kW, mającego zwalczać rakiety. Dla porównania, firma Boeing rozwija jednocześnie „lasery kieszonkowe” w ramach projektu CLWS. Mają one moc 2 kW i posłużą poszczególnym żołnierzom do zwalczania minidronów. CLWS może niszczyć obiekty z odległości 3 km i oślepiać sensory obserwacyjne z 7 km. Co ciekawe, Boeing zastosował laser dostępny na rynku cywilnym.

 

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie” 11/2016