Когда дроны сталкиваются с лазерным оружием 

По данным сайта Министерства обороны Великобритании, в декабре прошлого года британская армия успешно испытала высокоэнергетическое лазерное оружие, установленное на бронемашине «Hound» на полигоне Рэднор в Уэльсе, сбивая воздушные беспилотники с помощью лазерного луча с машины.

В последние годы беспилотники все чаще появляются на поле боя, и борьба с ними стала ключевой темой исследований в разных странах.

В марте 2022 года Саудовская Аравия объявила, что применила систему лазерного оружия Silent Hunter, чтобы сбить беспилотник, который пытался атаковать Саудовскую Аравию. Сообщается, что лазерное устройство может быть также оснащено радаром, специально разработанным для борьбы с БПЛА, который может использоваться для обнаружения и перехвата таких целей, как небольшие БПЛА, артиллерийские боеприпасы и т. д. Также в 2022 году Россия начала использовать лазерную систему «Искатель» для борьбы с беспилотниками на поле боя. Некоторые российские СМИ полагают, что как только лазерное оружие будет введено в практическое применение, оно «в корне изменит боевое пространство» в будущем.

Итак, как обстоят дела с разработкой лазерного оружия? Каковы преимущества и ограничения? Какую ключевую роль он играет в балансировке дронов и других аспектах? Пожалуйста, посмотрите этот выпуск.

От научной фантастики к реальности

Людям, посмотревшим научно-фантастический фильм «Звездные войны», трудно не обратить внимания на футуристическое оружие в фильме — «световой меч». На экране рыцари-джедаи сражаются на разноцветных и сияющих световых мечах.

Сегодня эти смелые фантазии постепенно становятся реальностью. Идея использования света в качестве оружия восходит к 212 году до нашей эры. Древнегреческий философ Лукиан описал использование и силу «архимедовых тепловых лучей». Согласно легенде, древнегреческий математик Архимед использовал сфокусированный солнечный свет, чтобы поджечь вражеские военные корабли.

В 1960 году американский физик Мейман успешно разработал первый в мире рубиновый лазер, и лазерная технология действительно перешла от теории к практике. Лазер — это особый свет с высокой яркостью, высокой направленностью, высокой монохроматичностью и высокой когерентностью. Появление революционного рубинового лазера заложило прочную основу для рождения лазерного оружия.

Впоследствии ученые из разных стран посвятили себя исследованию лазерных технологий с целью изучения их потенциального применения в военной сфере.

Процесс разведки сопровождался множеством технических трудностей: мощность и энергия лазеров не могли удовлетворить потребности военных операций и не позволяли эффективно поражать цели на больших расстояниях; лазерные лучи легко подвергались влиянию атмосферной среды, что приводило к расхождению лучей и снижению точности лазерных ударов; лазерное оружие имело большие габариты и вес, что затрудняло его мобильное развертывание, что ограничивало его применение на поле боя…

Несмотря на это, ученые не прекратили исследования лазерного оружия. Они постоянно совершенствуют конструкцию лазерного оружия, увеличивают мощность и энергию лазера, оптимизируют качество луча, а также уменьшают размер и вес лазерного оружия.

В 1970-х годах, во время холодной войны, лазерное оружие вступило в важный этап развития.

В то время такие страны, как США и Советский Союз, увеличили инвестиции в исследования и разработки лазерного оружия и провели ряд экспериментов и исследовательских проектов в попытке применить лазерное оружие в противоспутниковой, противоракетной и других областях.

В этот период были достигнуты некоторые первые результаты в разработке лазерного оружия. Например, в октябре 1975 года два американских спутника раннего предупреждения о ракетном нападении, пролетавшие над Советским Союзом, потерпели пять последовательных аварий, вызвавших ослепление. Вскоре стало известно, что авария, скорее всего, была вызвана лазером на фтористом водороде, который применил Советский Союз. Например, сообщается, что в марте 1981 года Советский Союз использовал небольшой высокоэнергетический лазер, установленный на спутнике, для подсветки американского спутника, в результате чего оптическое и инфракрасное электронное оборудование последнего полностью вышло из строя.

По сравнению с традиционным оружием, таким как пули и ракеты, лазерное оружие имеет очевидные преимущества. Лазеры движутся со скоростью света, могут поражать цели с высокой точностью и могут регулировать выходную мощность, переключаясь между высокой и низкой мощностью. Начиная с XX века лазерное оружие, являясь важным научно-техническим достижением, именуется «самым быстрым ножом», «самой точной линейкой» и «самым ярким светом».

В то же время некоторые технологические достижения также способствовали развитию лазерного оружия.

——Технология управления лучом.

Используя передовые оптические системы и алгоритмы управления, исследователи добились точного управления лазерными лучами. Они могут регулировать положение фокусировки и угол расхождения лазерного луча в режиме реального времени на основе такой информации, как расстояние до цели и ее скорость, тем самым повышая точность удара и адаптивность лазерного оружия. Кроме того, развитие технологий управления лучом позволило лазерному оружию сохранять высокую боевую эффективность в сложных метеорологических условиях и снизить воздействие атмосферной среды на лазерные лучи.

——Технология обнаружения и сопровождения целей.

Эта технология является необходимым условием для эффективного поражения целей лазерным оружием. В 1980-х годах, благодаря непрерывному развитию радиолокационной техники, инфракрасной техники и оптоэлектронной техники, технология обнаружения и сопровождения целей была значительно усовершенствована, что позволяет лазерному оружию быстро и точно обнаруживать и сопровождать различные типы целей, включая высокоскоростные летящие самолеты, ракеты, спутники и т. д. В то же время развитие этой технологии также повысило боевую эффективность лазерного оружия, позволив ему точно классифицировать и идентифицировать цели и избегать случайных поражений дружественных сил или невоенных целей.

Возрождение дронов

В последние годы беспилотники часто появляются на поле боя.

С развитием беспилотников и их использованием на поле боя у сил противовоздушной обороны часто возникает проблема: для того, чтобы сбивать дешевые беспилотники стоимостью в несколько сотен долларов, необходимы дорогостоящие зенитные ракеты.

В целях экономии средств многие страны мира вновь обратили внимание на разработку недорогого лазерного оружия. В определенном смысле развитие беспилотников стало мощной движущей силой возрождения лазерного оружия.

Исходя из принципа действия, основным средством поражения беспилотников лазерным оружием является эффект термической абляции. Когда лазерный луч воздействует на дрон, электроны внутри материала обшивки дрона поглощают энергию лазера, вызывая сильные столкновения и преобразуя их в тепловую энергию. Поскольку температура в зоне лазерного облучения быстро растет, пока не превысит температуру плавления материала обшивки, материал обшивки дрона расплавится или даже испарится.

Вообще говоря, температура плавления материалов обшивки дронов может достигать около 600°C, но для лазерного луча, температура которого может достигать тысяч или даже десятков тысяч градусов Цельсия, достаточно всего нескольких секунд облучения, чтобы расплавить обшивку различных типов дронов.

Затем тепло продолжает передаваться внутренней структуре дрона, и лазерный луч сжигает внутреннюю плату системы управления дроном, в результате чего он полностью теряет способность к автоматическому управлению и падает. Кроме того, в некоторых дронах-самоубийцах лазерный луч может детонировать взрывчатку внутри них, тем самым полностью уничтожая дрон.

Фактически, даже некоторые виды лазерного оружия малой мощности, лазерные лучи которых не способны повредить обшивку дрона, все равно могут привести к потере его боеспособности, облучая наиболее уязвимую часть дрона — оптоэлектронный датчик.

15 октября прошлого года на сайте Wall Street Journal была опубликована статья под названием «Почему лазеры могут стать врагом дронов». «Это новое оружие может оказаться эффективным способом сбивать дроны. Дроны используются в большом количестве в реальных боевых действиях, и военные ищут менее затратные способы борьбы с ними». Из статьи мы видим, что лазерное оружие привлекает беспрецедентное внимание.

В настоящее время ВМС США разместили на некоторых кораблях системы лазерного оружия для отражения атак беспилотников, малых катеров и подводных лодок. Например, еще 12 лет назад десантный транспортный корабль-док USS Ponce испытывался с применением лазерного оружия; в ходе военных испытаний на западном побережье Калифорнии лазерное оружие использовалось в морских боевых операциях и сбило четыре беспилотника.
.
В последние годы Израиль разработал тактическое лазерное оружие «Iron Beam» для взаимодействия с системой ПВО «Iron Dome», использующей для перехвата ракеты. В мае 2023 года лазерное оружие «Железный луч» перехватило несколько ракет, запущенных ХАМАС в реальных боевых действиях.

В 2022 году Саудовская Аравия провела первую международную выставку обороны, продемонстрировав свою новейшую систему лазерного оружия «Silent Hunter». Она заявила, что сбила 13 дронов-смертников, запущенных вооруженными силами хуситов, в реальных боевых действиях, и продемонстрировала горящие обломки дронов на оборонной выставке. Сообщается, что максимальная выходная мощность этого тактического лазерного оружия составляет 30 киловатт, а максимальная дальность поражения — 4000 метров.

В январе 2024 года российские войска ПВО будут оснащены лазерами и системами радиоэлектронной борьбы для подавления оптических систем беспилотников, которые заменят проверенные временем комплексы ПВО «Тор» и «Стрела-10».

Видно, что лазерное оружие имеет большой потенциал для развития в противостоянии с дронами и, как ожидается, в будущем станет мощным оружием против дронов.

Дорога впереди длинная, но будущее многообещающее

На самом деле лазерное оружие несовершенно. Хотя многие эксперты весьма оптимистично настроены в отношении лазерного оружия, до сих пор в его характеристиках имеется много недостатков, и оно не может играть решающей роли в реальных боевых применениях.

——Проблема своевременного отвода тепла.

Мощное лазерное оружие генерирует огромное количество тепла во время работы. Если проблема рассеивания тепла не может быть эффективно решена своевременно, это может легко привести к отказу оборудования или даже его повреждению. В серьезных случаях это может также повлиять на поддержание боеспособности и стабильности лазерного оружия.

С точки зрения будущего развития лазерное оружие будет развиваться в направлении комплексного развития.

Во-первых, объединить его с другим оружием, таким как пулеметы, зенитные ракеты и т. д., чтобы сформировать комплексную систему уничтожения БПЛА. Из-за недостатка лазерных лучей, зависящих от погодных условий, при неблагоприятных погодных условиях, таких как дождь и снег, энергия их излучения будет поглощаться и рассеиваться частицами, водяным паром и аэрозолями в воздухе, что значительно снижает их мощность и дальность действия. В этом случае прагматичным вариантом становится объединение лазерного оружия с малокалиберными автоматическими пушками, пулеметами и т.п. для формирования «легкопушечного комбинированного» вооружения. Дальность действия лазерного оружия обычно составляет от 1,5 до 7 километров, а у малокалиберных автоматических пушек — от 3 до 4,5 километров. Зоны поражения у них перекрываются, и они также могут дополнять друг друга на больших и малых дистанциях.

Во-вторых, лазерное оружие миниатюрно, портативно и недорого. На практике миниатюрное и портативное лазерное оружие может быть очень удобным для боевых подразделений.

Например, солдаты могут носить с собой портативное лазерное оружие, чтобы быстро реагировать на угрозу со стороны беспилотников на поле боя и повышать собственную выживаемость. Некоторые страны добились прогресса в этом направлении. Сообщается, что британское тактическое лазерное оружие «Dragonfire» может быть установлено на колесной бронетехнике, что способствует мобильному и гибкому ведению боя. Стоимость его запуска составляет всего 10 фунтов за раз. Для сравнения, залп малокалиберной зенитной артиллерии стоит десятки тысяч долларов, а более современные ракеты ПВО часто стоят миллионы долларов за выстрел. Ожидается, что в будущем, благодаря постоянному развитию материаловедения, электронных технологий и лазерной техники, на поле боя появится более компактное и эффективное лазерное оружие.

В области противовоздушной обороны и противоракетной обороны лазерное оружие может эффективно перехватывать приближающиеся ракеты, беспилотники и другие цели, обеспечивая надежную противовоздушную защиту страны и армии; в морских операциях корабельное лазерное оружие может использоваться для противокорабельной противоракетной обороны, противолодочных операций и т. д. для повышения живучести и боевой эффективности кораблей; в наземных боях транспортные лазерные системы оружия могут использоваться для противовоздушной обороны, борьбы с танками и других боевых задач, оказывая мощную огневую поддержку сухопутным войскам.

Разработка лазерного оружия, особенно в операциях по борьбе с беспилотниками, — долгий и трудный процесс, но надежда на будущее есть. С ускоренным развитием науки и техники и продвижением потребностей поля боя некоторые узкие места преодолеваются одна за другой. Будущее лазерное оружие, несомненно, продемонстрирует уникальные возможности в борьбе с дронами.

——Высокие требования к электроснабжению и хранению энергии.

Лазерному оружию требуется большой объем мгновенной подачи энергии, но сверхмощные устройства хранения энергии трудно миниатюризировать быстро. Большой размер модуля питания является основной причиной, ограничивающей применение мощного лазерного оружия. Низкая энергоэффективность и длительный интервал запуска также влияют на ход его практического применения. В то же время существующие системы лазерного оружия имеют небольшую дальность действия и небольшую зону защиты и не могут выполнять масштабные задачи по борьбе с БПЛА.
——Влияние атмосферной среды.

Погодные условия, такие как туман, снег и дождь, оказывают существенное влияние на использование лазеров. Эти погодные условия могут привести к рассеиванию или поглощению лазерного луча, тем самым значительно ослабляя его мощность и эффективность. В то же время при использовании лазерного оружия лазерный луч должен воздействовать на цель в течение определенного времени. Поэтому, если корабельное лазерное оружие сталкивается со штормами и другими погодными условиями, его эффективность будет значительно снижена.