W Stanach Zjednoczonych trwają prace nad stworzeniem nowej broni laserowej. Jednym z pilnych zadań jest opracowanie lasera bojowego o mocy promieniowania co najmniej 300 kW z możliwością instalacji na różnych platformach. Jednym z uczestników tego programu jest General Atomics. Podobno znalazła potrzebne rozwiązanie i teraz pracuje nad problemami technicznymi.
Życzenia klientów
W październiku ubiegłego roku Pentagon ogłosił rozpoczęcie nowego programu rozwoju broni laserowej, mającego na celu stworzenie zaawansowanych systemów walki o zwiększonej wydajności. W prace zaangażowało się kilka organizacji naukowych oraz trzy firmy komercyjne z dużym doświadczeniem w branży laserowej.
Zauważono, że istniejące lasery bojowe, nadające się do montażu na platformach naziemnych, naziemnych lub powietrznych, osiągają moc nie większą niż 100-150 kW, co nie zawsze wystarcza do rozwiązania misji bojowej. W związku z tym nowy program wymaga stworzenia kompleksu o mocy promieniowania do 300 kW przy takich samych możliwościach instalacji i wdrożenia. Takie cechy pozwolą laserowi nie tylko walczyć z optyką i lekkimi bezzałogowcami, ale także trafiać w bardziej złożone cele powietrzne.
Wykonawcom dano trzy lata na wykonanie wszystkich niezbędnych prac - gotowy laser powinien pojawić się w 2022 roku. Wtedy może rozpocząć się rozwój prawdziwych systemów walki dla sił lądowych, Sił Powietrznych i Marynarki Wojennej. Ponadto do tego czasu koncepcje takich systemów mogą zgłaszać firmy uczestniczące w projekcie.
W grudniu szef tematu „energia kierowana” Thomas Carr w wywiadzie dla Breaking Defense zdradził kilka interesujących szczegółów projektu. Wskazał, że wszyscy twórcy nowej broni porzucili lasery chemiczne na rzecz systemów elektrycznych ze względu na ich większą wydajność. Okazało się również, że dwa na trzy nowe projekty wykorzystują istniejące technologie, a trzeci przewiduje rozwój nowych pomysłów.
Nowe ulepszenia
Jednym z uczestników nowego programu jest General Atomics. Do niedawna samodzielnie pracowała nad obiecującym laserem, wykorzystując własne osiągnięcia i pomysły. Jednak ostatnio firma zdecydowała się połączyć siły z inną organizacją, aby kontynuować prace i tworzyć nowe projekty.
W październiku GA ogłosiło rozpoczęcie projektu inicjatywy opracowywanej wspólnie z Boeingiem. Rezultatem będzie laser bojowy oparty na skalowalnej technologii rozproszonego pompowania. Gotowy produkt będzie miał moc 100 kW, ale w przyszłości można ją zwiększyć do 250 kW. Jednocześnie laser będzie miał ograniczone wymiary, optymalne odprowadzanie ciepła i inne cechy, które pozwolą na zastosowanie go na różnych platformach.
Zagraniczne media podały, że rozproszona technologia pompowania zostanie wykorzystana nie tylko w nowym wspólnym projekcie. Na podstawie tych pomysłów powstanie 300-kilowatowy laser w ramach programu Pentagon. Połączenie obu projektów w zakresie kluczowych technologii zapewni oczywiste korzyści. W szczególności wspólny projekt GA i Boeinga dotyczący stworzenia lasera o niższej mocy przetestuje tę technologię i znajdzie sposoby na zwiększenie jej skali, aby spełnić wymagania wojska. A potem prześlij pełnoprawną, wykonalną próbkę na konkurs wojskowy.
Podstawowe technologie
Do dwóch projektów proponuje się zastosowanie rozproszonego lasera pompującego. Rozproszona technologia pompowania to oryginalne opracowanie lasera na ciele stałym. W swojej pierwotnej postaci laser na ciele stałym jest w stanie dostarczyć dużą moc, ale w tym przypadku kryształ nagrzewa się, co wymaga skutecznego systemu chłodzenia, aby zapobiec jego deformacji i zniszczeniu.
Światłowód jest używany jako alternatywa dla laserów na ciele stałym. W tym przypadku wiązkę tworzy światłowód, który jest łatwiejszy do schłodzenia. Kilka włókien emituje wiązki o ograniczonej mocy, a ich połączenie pozwala na uzyskanie pożądanych właściwości całego kompleksu. Jednak stworzenie systemu łączącego wiele wiązek jest dość trudnym zadaniem. Dodatkowo obliczenia GA pokazały, że laser o mocy 250 kW wymaga ok. 10 tys. 100 włókien - to sprawia, że laser jest nadmiernie skomplikowany.
General Atomics sugeruje użycie kilku kryształów szeregowo, jeden po drugim. Źródło energii musi działać na pierwszy kryształ i wytwarzać promieniowanie laserowe, które jest natychmiast przekazywane do drugiego elementu ośrodka aktywnego. Wzmacnia promieniowanie i dostarcza je do systemu prowadzenia wiązki optycznej lub do następnego kryształu. Teoretycznie technologia pozwala na szeregowe połączenie trzech lub więcej kryształów - zarówno na tej samej linii, jak i przy użyciu zwierciadeł pośrednich.
Rozproszony laser pompujący jest prostszy i wygodniejszy z punktu widzenia rozmieszczenia agregatów. Możliwe staje się stworzenie bardziej kompaktowego produktu o wystarczającej mocy wiązki. Nie są również wymagane nadmiernie duże i złożone środki chłodzące. General Atomics zauważa, że powstały laser o mocy 250 lub 300 kW jest znacznie mniejszy niż można by się spodziewać.
Aby stworzyć pełnoprawny kompleks laserów bojowych, potrzebne są środki wykrywania i śledzenia celu, a także automatyzacja naprowadzania zdolna do utrzymywania wiązki na wybranym obiekcie, dopóki nie zostanie trafiony. Podobne technologie są już dostępne i były wielokrotnie testowane w różnych projektach. Co więcej, takie zadania można uprościć, zmniejszając i rozjaśniając emiter. Jednocześnie pojawiają się trudności. Wyboista droga, fale itp. w stanie ingerować w utrzymanie celowania i utrudniać trafienie w cel. Te problemy muszą zostać rozwiązane.
Przyszłe doświadczenia
Lasery bojowe GA, stworzone na zlecenie Pentagonu iz inicjatywy, mają być używane na lądzie, morzu iw powietrzu. Niektóre tego rodzaju koncepcje zostały już pokazane, a inne nie zostały jeszcze ujawnione. W szczególności nie wiadomo, w jaki sposób nowe lasery zostaną wykorzystane w lotnictwie.
We wszystkich przypadkach laser bojowy o mocy 300 kW będzie używany jako środek obrony powietrznej krótkiego zasięgu. Za pomocą wiązki planuje się trafić pociski kierowane, pociski manewrujące i samoloty wszystkich klas, które przeszły przez obszary odpowiedzialności innych elementów obrony powietrznej. Ponadto laser zapewni ochronę przed niekierowanymi rakietami i pociskami artyleryjskimi.
Projekt koncepcyjny General Atomics dla lasera naziemnego przewiduje instalację całego niezbędnego sprzętu w standardowym kontenerze przystosowanym do transportu na różnych platformach. W tym przypadku na dachu kontenera umieszczany jest obrotowy wspornik z laserem. Kompleks o podobnej architekturze, ale bez kontenera, może być używany na okrętach wojennych.
Specyfika zastosowania nowego lasera w lotnictwie nie została ujawniona. Podobny kompleks jest obecnie opracowywany w postaci podwieszanego kontenera, ale GA najwyraźniej nie ma nic wspólnego z tym projektem. Prawdopodobnie laser nowego typu będzie mógł być dostarczony tylko do samolotu typu AC-130 z odpowiednim zapasem pojemności wewnętrznych i ładowności.
Dwa projekty
W nadchodzących latach General Atomics może dokończyć prace rozwojowe i sprowadzić na poligon doświadczalny laser oparty na nowej technologii o mocy od co najmniej 100 do 300 kW, który wyróżnia się niewielkimi wymiarami i wagą. W 2022produkt ten będzie musiał przejść testy porównawcze i wykazać swoją przewagę nad pozostałymi dwoma rozwiązaniami, co pozwoli mu przejść na nowe etapy rozwoju.
Warto zauważyć, że General Atomics planuje wykorzystać nową technologię jednocześnie w dwóch projektach. Podobno firma jest przekonana o słuszności swoich decyzji i jest gotowa doprowadzić je do pełnego funkcjonowania. Jaka ona ma rację - czas pokaże. Testy nowych próbek dla Pentagonu rozpoczną się już za kilka lat.
