I slagmarkerne i lokale krige i dagens verden, fra soldater til stærkt pansrede hovedkamptanke, fra bunkere til klyngmål, er de mest frygtede våben alle slags droner og krydsermissiler. Især det såkaldte "førstepersonsperspektiv", det vil sige FPV-mikrodroner, med deres hurtigere flyvehastighed, ekstremt fleksible kontrolfunktioner og relativt lave omkostninger, kan bruge "sverm" -taktikker til at udføre mætningsangreb på forskellige Mål igen, indtil målet er fuldstændigt ødelagt. I dette tilfælde udvikler de militære og militære teknikere i forskellige lande aktivt nye anti-dronesystemer til at håndtere de næsten allestedsnærværende drone-trusler. Blandt dem er det mest lovende og omkostningseffektive anti-dronesystem det højenergi-laservåben.
Teknologi, der begyndte i den kolde krig
Siden 1960, da den amerikanske videnskabsmand Maiman med succes udviklede verdens første rubinlaser og opnåede den første laserstråle i menneskets historie, er verdens militære kræfter kommet med ideen om at anvende denne kunstige stråle med stærk retningsbestemmelse, god monokromatik og Sammenhæng og ekstremt høj lysstyrke og energitæthed til militæret. Som det første land i verden, der opfandt lasere, tog USA naturligvis føringen i udviklingen af laservåben, og dens kolde krigs rival, Sovjetunionen, fulgte tæt bagpå.
I løbet af den anspændte konfrontationsperiode mellem øst og vest fokuserede både De Forenede Stater og Sovjetunionen på storskala strategisk niveau med høj effekt laservåben til anti-missil og anti-satellit. Især foreslog Reagan-administrationen af De Forenede Stater en ekstremt storskala "Star Wars" -plan, hvis vigtigste indhold var at indsætte laservåben med høj energi i rummet, på land og på krigsskibe for at aflytte forskellige typer medium- og langvarige og interkontinentale ballistiske missiler fra Sovjetunionen.
Senere, med slutningen af den kolde krig, især på grund af den stigende modenhed af anti-missil-missilteknologi, opgav De Forenede Stater dybest set udviklingen af strategisk laservåben med høj energi-niveau med høj teknisk vanskelighed og ekstremt høje omkostninger, og vendte sig om udviklingen af taktisk laservåben på høj energi-niveau med meget mindre samlet størrelse og vægt, lave tekniske vanskeligheder og relativt billige omkostninger. Blandt dem er den amerikanske flåde den mest aktive. Sammen med de videnskabelige forskningsinstitutioner under det amerikanske forsvarsministerium og større indenlandske militære virksomheder har det lanceret en række taktiske højenergilaservåbenforsknings- og udviklingsprojekter med forskellige tekniske ruter, såsom Navy Laser Weapon System (Laws), Sea Laser Demonstrator (MLD) og det taktiske lasersystem (TLS).
I begyndelsen af det 21. århundrede er disse taktiske højenergilaservåbenforsknings- og udviklingsprojekter gået ind i den faktiske maskinforsøgsstadium den ene efter den anden. F.eks. Kombineres loven Laser Weapon udviklet af Raytheon Company i De Forenede Stater kombineret med "Phalanx" tæt forsvarssystem og monteret på den ene side af 6- tønden 20 mm gatling pistol. Den maksimale udgangseffekt er 33 kilowatt. Det har med succes skudt droner ned mange gange i flere havtest fra 2008 til 2010. Især i testen i maj 2010 skød love hurtigt 7 små droner i en afstand af 3 kilometer på meget kort tid, hvilket fuldt ud demonstrerer det enorme Potentialet af laservåben i anti-drone.
Kan effektivt håndtere droner
Fra arbejdsprincippets perspektiv er skaderformerne for laservåben til droner hovedsageligt opdelt i termisk ablationseffekt, stødbølgebeskadigelseseffekt og strålingsskadeeffekt. Blandt dem er det vigtigste destruktive middel til laservåben den termiske ablationseffekt. Når laserstråle virker på dronen, opnår elektronerne inde i dets hudmateriale laserenergi, som derefter producerer voldelige kollisioner og omdannes til varmeenergi. Efterhånden som temperaturen på laserbestrålingsområdet stiger hurtigt, når temperaturen er større end smeltepunktet, vil dronehudmaterialet blive smeltet eller endda fordampet.
Generelt set for at reducere vægten af skroget så meget som muligt bruger mikro og små og mellemstore droner for det meste ikke-metalliske sammensatte materialer til at fremstille skind. Relativt billige materialer inkluderer glasfiber, epoxyharpiks, PE/PP (polyethylen/polypropylen) osv., Og nogle avancerede, vil bruge kulfiber, aramidfiber osv. Disse sammensatte materialer har god styrke, let vægt og korrosion modstand. Produktionen af droneskind kan bedre tage hensyn til behovene for flyvepræstation, vægttab og tilstrækkelig styrke. De mest avancerede store og mellemstore droner bruger normalt højtydende aluminiumslegeringsmaterialer som skind, som stort set er de samme som de hudmaterialer, der normalt bruges i bemandet fly.
Smeltningspunkterne for disse hudmaterialer er forskellige. Smeltetpunktet for kulfibermaterialer er omkring 300 grader, mens smeltepunktet for aluminiumslegeringsmaterialer generelt kan nå omkring 600 grader. For laserstråler med temperaturer, der når tusinder eller endda titusinder af grader celsius, er det kun millisekunder med eksponeringstid nok til at smelte og fordampe huden på forskellige droner. Når huden smelter og fordamper, vil laserstrålen fortsætte med at bestråle dronens indre struktur og udstyr, hvilket forårsager yderligere skader og ødelæggelse i henhold til forskellige situationer. For eksempel, når laserstråle bestråler dronekontrolsystemet, vil det brænde sine interne kredsløbskort og chips, hvilket får den til at miste sin automatiske kontrolevne og nedbrud fuldstændigt; Når det bestråler stridshovedet af nogle selvmordsdroner, kan det detonere den interne ladning og fuldstændigt sprænge dronen; Selv hvis det bestråler batteripakken eller brændstoftanken i dronen, kan det få den til at tage ild.
Derudover kan stødbølgebeskadigelseseffekten og strålingsskadeeffekten genereret af laserstråler med høj energi også forårsage stor skade på droner. For eksempel henviser stødbølgeskadeffekten hovedsageligt til den højhastighedsstråle af plasma, der er dannet efter dronehud- eller kropsstrukturmaterialet, smeltes og fordampes. Den enorme påvirkningskraft, der genereres, vil yderligere skade dronens indre struktur, hvilket får flykroppen og vingerne til at bryde og endda gå i stykker i luften. Strålingsskadeeffekten betyder, at når plasmaet skubbes og påvirkes, vil den også frigive røntgenstråler, hvilket danner en skadeeffekt, der ligner elektromagnetiske impulser, hvilket vil gøre kontrolsystemets chip af dronen mislykkes.
Faktisk kan selv nogle laservåben med lavere effekt, hvis laserstråler ikke er nok til at skade droneskinet, også opnå formålet med at få dronen til at miste sin kampeffektivitet ved at bestråle den mest sårbare del af dronen, den fotoelektriske sensor. Tests viser, at når laserstrålen bestråler det optiske vindue på dronens fotoelektriske sensor, er bjælken direkte fokuseret på billedfølerens chip, såsom CCD (ladningskoblet enhed, dvs. billedføler) eller CMOS (sensor) gennem linsen. Når overfladetemperaturen forårsaget af strålestråling når omkring 200 grader, kan den forårsage permanent skade på billedfølerens chip og gøre den helt ineffektiv.
Efter den amerikanske flåde beviste, at laservåben med høj energi effektivt kan håndtere droner, andre amerikanske militærtjenester og endnu flere lande er begyndt at udvikle sådanne nye våben. F.eks af 50 kilowatt. Derudover har Det Forenede Kongerige udviklet en taktisk laservåbenkode-navngivet "Dragon Fire" med en maksimal udgangseffekt på 50 kilowatt, som kan udstyres på skibe eller installeres på forskellige hjul eller sporede køretøjer.
For at håndtere raketter, mørtelskaller og droner, der er lanceret af Hamas og Hezbollah i Libanon, har Israel udviklet et taktisk laservåben ved navn "Iron Beam", der samarbejder med "jernkuppel" -luftforsvarssystemet, der bruger missiler til at aflytte. Fordi Israel har højere operationelle krav til "jernstråle" og skal være i stand til at aflytte ammunitionsmål, er dens maksimale udgangseffekt øget til 100 kilowatt. I maj 2023 opfangede den "jernbjælke" taktiske laservåben flere raketter lanceret af Hamas i faktisk kamp for første gang.
Med hensyn til aflytning af droner blev den første faktiske kamprekord opnået af "Silent Hunter" taktisk laservåben udstyret af den saudiske hær. I 2022 afholdt Saudi -Arabien den første internationale forsvarsudstilling og annoncerede for første gang, at dens seneste "Silent Hunter" taktiske laservåben havde skudt 13 selvmordsdroner, der blev lanceret af Houthi -væbnede styrker i faktisk kamp, og viste vraget af dronerne Det brændte ild og brændte. Den maksimale udgangseffekt for denne type taktiske laservåben er 30 kilowatt, og det maksimale drabsområde er 4, 000 meter. Kontinuerlig bestråling i en afstand af 1, 000 meter er nok til at brænde gennem en 5 mm tyk stålplade. I betragtning af at selvmordsdronerne, der er produceret og brugt af Houthi-væbnede styrkerne, er mere rå i design, kan deres skind kun bruge det laveste ende PE/PP eller fiberglasmateriale, og "Silent Hunter" taktiske laservåben kan næsten siges at være Let at håndtere sådanne droner.
Fremtidig udviklingsretning
Fra perspektivet om fremtidig udvikling er der to retninger for taktiske laservåben, der bruges til at aflytte droner:
Den ene er at kombinere med andre våben, såsom automatiske kanoner med små kaliber, maskingevær, luftforsvarsmissiler osv., For at danne et omfattende anti-drone drabssystem.
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.
For det andet er anti-UAV taktiske laservåben yderligere miniaturiserede eller endda miniaturiserede. På nuværende tidspunkt kan de to taktiske laservåben, den amerikanske M-Shorad og den britiske "Dragon Fire", installeres på chassiset fra Wheeled Armored-køretøjer, hvilket faktisk er en enorm forbedring. Hvis taktiske laservåben yderligere kan reducere vægt og volumen, kan de populariseres på flere små og mellemstore køretøjer, kombineret med fjernvåbenstationer og beskytte mere infanteri. At gå et skridt videre, hvis individuelle soldater kunne udstyres med anti-drone-laserpistoler, der var størrelsen og vægten af automatiske rifler, kunne infanteriets sikkerhed føres til det næste niveau.
