Nos campos de batalha das guerras locais no mundo de hoje, de soldados a principais tanques de batalha dos principais blusas, de bunkers a alvos de cluster, as armas mais temidas são todos os tipos de drones e mísseis de cruzeiro. Em particular, a chamada "perspectiva em primeira pessoa", isto é, micro-travões FPV, com sua velocidade de voo mais rápida, recursos de controle extremamente flexíveis e custo relativamente baixo, podem usar táticas de "enxame" para realizar ataques de saturação a vários vários alvos, por sua vez, até que o alvo seja completamente destruído. Nesse caso, os técnicos militares e militares de vários países estão desenvolvendo ativamente novos sistemas anti-drones para lidar com as ameaças de drones quase onipresentes. Entre eles, o sistema anticrone mais promissor e econômico é a arma a laser de alta energia.
Tecnologia que começou na Guerra Fria
Desde 1960, quando o cientista americano Maiman desenvolveu com sucesso o primeiro laser rubi do mundo e obteve o primeiro feixe de laser na história da humanidade, os poderes militares do mundo têm a idéia de aplicar esse feixe artificial com forte direcionalidade, boa monocromaticidade e coerência e brilho extremamente alto e densidade energética para os militares. Como o primeiro país do mundo a inventar lasers, os Estados Unidos naturalmente assumiram a liderança no desenvolvimento de armas a laser, e seu rival da Guerra Fria, a União Soviética, seguiu de perto.
No entanto, durante o período tenso de confronto entre o Oriente e o Ocidente, os Estados Unidos e a União Soviética se concentraram em armas a laser de alta potência em larga escala para anti-míssil e anti-satélite. Em particular, a administração de Reagan dos Estados Unidos propôs um plano de "Guerra nas Estrelas" extremamente em larga escala, cujo principal conteúdo era implantar armas a laser de alta energia no espaço, em terra e navios de guerra para interceptar vários tipos de médio e mísseis balísticos de longo alcance e intercontinental da União Soviética.
Mais tarde, com o fim da Guerra Fria, especialmente devido à crescente maturidade da tecnologia de mísseis anti-míssil, os Estados Unidos basicamente desistiram do desenvolvimento de armas de laser de alta energia de nível estratégico com alta dificuldade técnica e custo extremamente alto, e Voltou-se para o desenvolvimento de armas a laser de alta energia de nível tático, com tamanho e peso geral muito menores, baixa dificuldade técnica e custo relativamente barato. Entre eles, a Marinha dos EUA é a mais ativa. Juntamente com as instituições de pesquisa científica sob o Departamento de Defesa dos EUA e as principais empresas militares domésticas, lançou uma série de projetos táticos de pesquisa e desenvolvimento de armas a laser de alta energia com diferentes rotas técnicas, como o sistema de armas a laser da Marinha (Leis), O demonstrador do laser do mar (MLD) e o sistema tático a laser (TLS).
No início do século XXI, esses projetos táticos de pesquisa e desenvolvimento de armas a laser de alta energia entraram no estágio real de teste da máquina um após o outro. Por exemplo, a arma a laser das leis desenvolvida pela Raytheon Company dos Estados Unidos é combinada com o sistema de defesa "Phalanx" e montada em um lado da pistola 6- barril de 20 mm. A potência máxima de saída é de 33 quilowatts. Ele abordou com sucesso os drones muitas vezes em vários testes marítimos de 2008 a 2010. Em particular, no teste em maio de 2010, as leis abateram rapidamente 7 drones pequenos a uma distância de 3 quilômetros em um tempo muito curto, demonstrando totalmente o enorme potencial de armas a laser em anti-drones.
Pode lidar efetivamente com drones
Da perspectiva do princípio de trabalho, as formas de dano de armas a laser a drones são divididas principalmente em efeito de ablação térmica, efeito de danos a ondas de choque e efeito de dano por radiação. Entre eles, os meios destrutivos mais importantes das armas a laser são o efeito de ablação térmica. Quando o feixe de laser atua no drone, os elétrons dentro de seu material da pele obtêm energia a laser, que produz colisões violentas e se converte em energia térmica. À medida que a temperatura da área de irradiação a laser aumenta rapidamente, quando a temperatura é maior que o ponto de fusão, o material da pele do drone será derretido ou até vaporizado.
De um modo geral, para reduzir o peso da fuselagem o máximo possível, os drones micro e pequenos e médios usam principalmente materiais compósitos não metálicos para fazer peles. Materiais relativamente baratos incluem fibra de vidro, resina epóxi, PE/PP (polietileno/polipropileno), etc., e alguns sofisticados usarão fibra de carbono, fibra de aramida, etc. Esses materiais compostos têm boa força, peso leve e corrosão resistência. A produção de peles de drones pode levar em consideração melhor as necessidades de desempenho de voo, redução de peso e força suficiente. Os drones grandes e de tamanho médio mais sofisticados geralmente usam materiais de liga de alumínio de alto desempenho como peles, que são basicamente os mesmos que os materiais da pele geralmente usados em aeronaves tripuladas.
Os pontos de fusão desses materiais de pele são diferentes. O ponto de fusão dos materiais de fibra de carbono é de cerca de 300 graus, enquanto o ponto de fusão dos materiais de liga de alumínio geralmente pode atingir cerca de 600 graus. No entanto, para vigas a laser com temperaturas atingindo milhares ou até dezenas de milhares de graus Celsius, apenas milissegundos de tempo de exposição são suficientes para derreter e vaporizar a pele de vários drones. À medida que a pele derrete e vaporiza, o feixe de laser continuará a irradiar a estrutura e o equipamento internos do drone, causando danos e destruição adicionais de acordo com diferentes situações. Por exemplo, quando o feixe de laser irradia o sistema de controle de drones, ele queima suas placas e chips de circuito interno, fazendo com que ele perca completamente sua capacidade de controle automática e falha; Quando irradia a ogiva de alguns drones suicidas, pode detonar a carga interna e explodir completamente o drone; Mesmo que irradie a bateria ou o tanque de combustível do drone, ele pode fazer com que ele pegue fogo.
Além disso, o efeito de danos a ondas de choque e o efeito de dano por radiação gerados por vigas a laser de alta energia também podem causar grandes danos aos drones. Por exemplo, o efeito de danos a ondas de choque refere-se principalmente ao jato de alta velocidade do plasma formado depois que a pele do drone ou o material da estrutura corporal é derretida e vaporizada. A enorme força de impacto gerada danificará ainda mais a estrutura interna do drone, fazendo com que a fuselagem e as asas quebrassem e até se desintegrassem no ar. O efeito de dano por radiação significa que, quando o plasma é ejetado e impactado, ele também liberará raios-X, formando um efeito de dano semelhante aos pulsos eletromagnéticos, o que fará com que o chip do sistema de controle do drone falhe.
De fato, mesmo algumas armas a laser com menor poder, cujas vigas a laser não são suficientes para danificar a pele do drone, também podem alcançar o objetivo de fazer com que o drone perca sua eficácia de combate, irradiando a parte mais vulnerável do drone, o sensor fotoelétrico. Os testes mostram que quando o feixe de laser irradia a janela óptica do sensor fotoelétrico do drone, o feixe está diretamente focado no chip do sensor de imagem, como o CCD (dispositivo acoplado a carga, sensor de imagem) ou CMOS (sensor) através da lente. Quando a temperatura da superfície causada pela irradiação do feixe atinge cerca de 200 graus, pode causar danos permanentes ao chip do sensor de imagem e torná -lo completamente ineficaz.
Depois que a Marinha dos EUA provou que as armas a laser de alta energia podem lidar efetivamente com drones, outros serviços militares dos EUA e ainda mais países começaram a desenvolver armas tão novas. Por exemplo, o Exército dos EUA também enfrenta ameaças de drones e mísseis de cruzeiro, por isso desenvolveu um sistema de defesa aérea de curto alcance Energy Energy Energy (M-Shorad) baseado no chassi de veículo blindado de Stryker com rodas 8 × 8, com uma potência máxima de saída de 50 quilowatts. Além disso, o Reino Unido desenvolveu um codinome de armas táticas de armas a laser "Dragon Fire", com uma potência máxima de saída de 50 quilowatts, que pode ser equipada em navios ou instalada em vários veículos com rodas ou rastreados.
Para lidar com foguetes, conchas de argamassa e drones lançados pelo Hamas e Hezbollah no Líbano, Israel desenvolveu uma arma tática de laser chamada "Iron Beam", que coopera com o sistema de defesa aérea "Iron Dome" que usa mísseis para interceptar. Como Israel possui requisitos operacionais mais altos para o "feixe de ferro" e deve ser capaz de interceptar alvos de munição, sua potência máxima de saída foi aumentada para 100 quilowatts. Em maio de 2023, a arma tática de laser tática "Iron Beam" interceptou vários foguetes lançados pelo Hamas em combate real pela primeira vez.
No entanto, em termos de drones interceptos, o primeiro registro de combate real foi alcançado pela arma tática de laser tática "silenciosa" equipada pelo exército saudita. Em 2022, a Arábia Saudita realizou a primeira exposição de defesa internacional e anunciou pela primeira vez que sua mais recente arma tática a laser "Silent Hunter" havia abatido 13 drones suicidas lançados pelas forças armadas houthi em combate real e exibiram os destroços dos drones Isso pegou fogo e queimou. A potência máxima de saída desse tipo de arma tática a laser é de 30 quilowatts e a faixa de morte máxima é de 4, 000 metros. A irradiação contínua a uma distância de 1, 000 metros é suficiente para queimar uma placa de aço de 5 mm de espessura. Considerando que os drones suicídicos produzidos e usados pelas forças armadas houthis são mais grosseiras no design, suas peles só podem usar os materiais de PE/PP ou fibra de vidro mais baixos, e a arma laser tática de "caçador silencioso" quase pode ser dito Fácil de lidar com esses drones.
Direção futura do desenvolvimento
Do ponto de vista do desenvolvimento futuro, existem duas direções para armas táticas a laser usadas para interceptar drones:
Uma é combinar com outras armas, como canhões automáticos de pequeno calibre, metralhadoras, mísseis de defesa aérea, etc., para formar um sistema abrangente de assassinato 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.
Segundo, as armas táticas a laser anti-UAV são ainda mais miniaturizadas ou até miniaturizadas. Atualmente, as duas armas táticas a laser, o M-Shorad dos EUA e o "Dragon Fire" britânico, podem ser instalados no chassi de veículos blindados com rodas, o que é realmente uma grande melhoria. Se as armas táticas do laser puderem reduzir ainda mais o peso e o volume, elas podem ser popularizadas em veículos mais pequenos e médios, combinados com estações de armas remotas e proteger mais infantaria. Indo um passo adiante, se soldados individuais pudessem ser equipados com armas de laser anti-sonhas que eram o tamanho e o peso dos rifles automáticos, a segurança da infantaria poderia ser levada para o próximo nível.
