Als camps de batalla de les guerres locals del món actual, des de soldats fins a tancs de batalla principals fortament blindats, des de búnquers fins a objectius de clúster, les armes més temudes són tot tipus de drons i míssils de creuers. En particular, l’anomenada “perspectiva en primera persona”, és a dir, micro-drons FPV, amb la seva velocitat de vol més ràpida, capacitats de control extremadament flexibles i un cost relativament baix, pot utilitzar tàctiques de “eixam” per dur a terme atacs de saturació a diversos Objectius al seu torn fins que l'objectiu es destrueixi completament. En aquest cas, els tècnics militars i militars de diversos països desenvolupen activament nous sistemes anti-drones per fer front a les gairebé omnipresents amenaces de drone. Entre ells, el sistema anti-monot més prometedor i rendible és l'arma làser d'alta energia.
Tecnologia que va començar a la guerra freda
Des de 1960, quan el científic nord -americà Maiman va desenvolupar amb èxit el primer làser Ruby del món i va obtenir el primer feix làser de la història humana, les potències militars del món han sorgit amb la idea d’aplicar aquest feix artificial amb una forta direccionalitat, una bona monocromaticitat i Coherència i una brillantor i una densitat energètica extremadament elevada per als militars. Com a primer país del món a inventar làsers, els Estats Units van prendre el lideratge en el desenvolupament de les armes làser, i el seu rival de la guerra freda, la Unió Soviètica, va seguir de prop.
No obstant això, durant el temps tens d'enfrontament entre l'Orient i l'Occident, tant els Estats Units com la Unió Soviètica es van centrar en armes làser de gran potència a gran escala per a anti-míssils i anti-satèl·lits. En particular, l'administració de Reagan dels Estats Units va proposar un pla "Star Wars" a gran escala, el contingut principal del qual era desplegar armes làser d'alta energia a l'espai, a la terra i a les naus de guerra per interceptar diversos tipus de mitjans. i míssils balístics de llarg abast i intercontinental de la Unió Soviètica.
Més tard, amb el final de la guerra freda, sobretot a causa de la creixent maduresa de la tecnologia de míssils anti-míssils, els Estats Units van abandonar bàsicament el desenvolupament d’armes làser d’alta energia a nivell estratègic amb un alt cost tècnic i un cost extremadament elevat, i Va recórrer al desenvolupament d’armes làser d’alta energia a nivell tàctic amb una mida i pes global molt menors, una baixa dificultat tècnica i un cost relativament barat. Entre ells, la Marina dels Estats Units és la més activa. Juntament amb les institucions de recerca científica del Departament de Defensa dels Estats Units i les principals empreses militars domèstiques, ha llançat diversos projectes tàctics de recerca i desenvolupament d’armes làser d’alta energia amb diferents rutes tècniques, com el sistema d’armes làser de la Marina (Lleis), les lleis), El demostrador de làser marí (MLD) i el sistema làser tàctic (TLS).
A principis del segle XXI, aquests projectes tàctics de recerca i desenvolupament d’armes làser d’alta energia han entrat a l’etapa real de proves de màquines una rere l’altra. Per exemple, l’arma làser de lleis desenvolupada per Raytheon Company dels Estats Units es combina amb el sistema de defensa tancat "Phalanx" i es munta a un costat de la pistola Gatling de 20mm de barril {{2 {2}. La potència màxima de sortida és de 33 quilowatts. Ha disminuït amb èxit els drons moltes vegades en múltiples proves del mar del 2008 al 2010. En particular, a la prova del maig del 2010, les lleis van disparar ràpidament 7 petits drons a una distància de 3 quilòmetres en molt poc temps, demostrant plenament l’enorme enorme Potencial de les armes làser en anti-drone.
Pot tractar eficaçment amb els drons
Des de la perspectiva del principi de treball, les formes de danys de les armes làser fins als drons es divideixen principalment en efecte d’ablació tèrmica, efecte de danys de l’ona de xoc i efecte de dany de radiació. Entre ells, el mitjà destructiu més important de les armes làser és l’efecte d’ablació tèrmica. Quan el feix làser actua sobre el drone, els electrons dins del material de la pell obtenen energia làser, que després produeix col·lisions violentes i es converteixen en energia de calor. A mesura que la temperatura de l’àrea d’irradiació del làser augmenta ràpidament, quan la temperatura és superior al punt de fusió, el material de la pell del dron es fonrà o fins i tot es vaporitzarà.
En general, per tal de reduir el pes del fuselatge tant com sigui possible, els drons micro i petits i mitjans utilitzen majoritàriament materials compostos no metàl·lics per fer pells. Els materials relativament barats inclouen fibra de vidre, resina epoxi, PE/PP (polietilè/polipropilè), etc., i alguns de gamma alta utilitzaran fibra de carboni, fibra aramida, etc. Aquests materials compostos tenen una bona resistència, pes i corrosió i corrosió resistència. La producció de pells de drone pot tenir en compte millor les necessitats del rendiment del vol, la reducció de pes i la força suficient. Els drons de gran i mitjana de gamma alta solen utilitzar materials d’alumini d’alumini d’alt rendiment com a pells, que són bàsicament els mateixos que els materials de la pell que s’utilitzen normalment en avions tripulats.
Els punts de fusió d’aquests materials de la pell són diferents. El punt de fusió dels materials de fibra de carboni és d’uns 300 graus, mentre que el punt de fusió dels materials d’aliatge d’alumini generalment pot arribar a uns 600 graus. No obstant això, per a les bigues làser amb temperatures que arriben a milers o fins i tot desenes de milers de graus centígrads, només els mil·lisegons de temps d’exposició són suficients per fondre i vaporitzar la pell de diversos drons. A mesura que la pell es fon i es vaporitza, el feix làser continuarà irradiant l'estructura i l'equip intern del drone, provocant danys i destruccions més segons diferents situacions. Per exemple, quan el feix làser irradia el sistema de control del drone, cremarà les seves taules i xips de circuit interns, fent que perdi completament la seva capacitat de control automàtica i un xoc; Quan irradia la capçalera d'alguns drons suïcides, pot detonar la càrrega interna i bufar completament el drone; Tot i que irradia la bateria o el dipòsit de combustible del drone, pot fer que es posi foc.
A més, l'efecte de danys de l'ona de xoc i l'efecte de danys de radiació generats per bigues làser d'alta energia també poden causar grans danys als drons. Per exemple, l'efecte de danys de l'ona de xoc es refereix principalment al raig d'alta velocitat del plasma format després que la pell del drone o el material de l'estructura del cos es fongui i es vaporitzi. L’enorme força d’impacte generada danyarà encara més l’estructura interna del drone, provocant que el fuselatge i les ales es trenquin i, fins i tot, es desintegrin a l’aire. L’efecte de dany de radiació significa que quan s’expulsi i afecti el plasma, també alliberarà raigs X, formant així un efecte de dany similar als polsos electromagnètics, cosa que farà que el xip del sistema de control del drone falli.
De fet, fins i tot algunes armes làser amb menor potència, les bigues làser no són suficients per danyar la pell del drone, també poden aconseguir que el drone perdi la seva efectivitat de combat irradiant la part més vulnerable del drone, el sensor fotoelèctric. Les proves mostren que quan el feix làser irradia la finestra òptica del sensor fotoelèctric del drone, el feix es centra directament en el xip del sensor d’imatge com CCD (dispositiu acoblat de càrrega, Sensor d’imatge) o CMOS (sensor) a través de la lent. Quan la temperatura superficial causada per la irradiació del feix arriba a uns 200 graus, pot causar danys permanents al xip del sensor d’imatges i fer -lo completament ineficaç.
Després que la Marina dels Estats Units demostrés que les armes làser d’alta energia poden fer front eficaçment amb drons, altres serveis militars nord-americans i encara més països han començat a desenvolupar aquestes armes noves. Per exemple, l'exèrcit nord-americà també s'enfronta a amenaces de drons i míssils de creuers, de manera que va desenvolupar un sistema de defensa aeri de curt abast energètic energètic (M-SHORAD) basat en el xassís de vehicles blindats de roda de roda de Stryker, amb una potència màxima de sortida de 50 quilowatts. A més, el Regne Unit ha desenvolupat un codi tàctic de codis d’armes làser amb el nom de “Dragon Fire”, amb una potència màxima de sortida de 50 quilowatts, que es pot equipar en vaixells o instal·lar-se en diversos vehicles de rodes o rastrejades.
Per tal de fer front als coets, les closques de morter i els drons llançats per Hamas i Hezbollah al Líban, Israel ha desenvolupat una arma làser tàctica anomenada "Ferro de ferro", que col·labora amb el sistema de defensa de l'aire "Doma de ferro" que utilitza míssils per interceptar. Com que Israel té requisits operatius més elevats per al "feix de ferro" i ha de ser capaç d'interceptar objectius de municions, la seva potència màxima de sortida s'ha augmentat a 100 quilowatts. Al maig de 2023, l'arma làser tàctica "feix de ferro" va interceptar diversos coets llançats per Hamas en un combat real per primera vegada.
No obstant això, en termes d’interceptar drons, el primer registre de combat real es va assolir per l’arma làser tàctica “Silent Hunter” equipada per l’exèrcit saudita. El 2022, l'Aràbia Saudita va celebrar la primera exposició internacional de defensa i va anunciar per primera vegada que la seva darrera arma làser "Silent Hunter" havia enderrocat 13 drons suïcides llançats per les forces armades Houthi en un combat real, i va mostrar el sinistre dels drons Això es va incendiar i es va cremar. La potència màxima de sortida d’aquest tipus d’arma làser tàctica és de 30 quilowatts i el rang màxim de matança és de 4, 000 metres. La irradiació contínua a una distància d’1, 000 metres és suficient per cremar -se a través d’una placa d’acer de 5 mm de gruix. Tenint en compte que els drons suïcides produïts i utilitzats per les forces armades Houthi són de disseny més crues, les seves pells només poden utilitzar els materials de PE/PP o de fibra de vidre més baixos Fàcil de tractar amb aquests drons.
Direcció de desenvolupament futur
Des de la perspectiva del desenvolupament futur, hi ha dues direccions per a les armes làser tàctiques que s’utilitzen per interceptar drons:
Una és combinar-se amb altres armes, com ara canons automàtics de petit calibre, metralladores, míssils de defensa de l’aire, etc., per formar un sistema integral de matança anti-drone.
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.
En segon lloc, les armes làser tàctiques anti-UAV són més miniaturitzades o fins i tot miniaturitzades. Actualment, les dues armes làser tàctiques, els Estats Units M-Shor i el "Dragon Fire" britànic, es poden instal·lar al xassís de vehicles blindats de rodes, cosa que suposa una millora enorme. Si les armes làser tàctiques poden reduir encara més el pes i el volum, es poden popularitzar en vehicles més petits i mitjans, combinats amb estacions d’armes remotes i protegir més infanteria. Fent un pas més, si els soldats individuals podrien estar equipats amb canons làser anti-drone que eren la mida i el pes dels fusells automàtics, la seguretat de la infanteria es podria portar al següent nivell.
