לייזר 20 קילוואט של Rheinmetall בבוקסר 8x8 שהוצג ב- DSEI 2015
ההתקדמות הטכנולוגית הגיעה כעת לאבן דרך כאשר מערכות נשק לייזר המותקנות ברכב הפכו למציאות. בואו נסתכל כיצד מערכות שיפור הלחימה הללו מתפתחות
כלי נשק המותקנים ברכב הם כלי שיפור לחימה בעלות נמוכה המשמש הן צבאות סדירים והן תצורות "אסימטריות" לא סדירות המעורבות כמעט בכל סכסוך בעולם.
עד לאחרונה, האפשרויות להתקנת כלי נשק על כלי לחימה היו מוגבלים למקלעים ומערכות ארטילריה בצורות שונות. עם זאת, המצב כאן החל להשתנות עם הופעתן של מערכות לייזר או מערכות אנרגיה מכוונות בעלות הספק מספיק לשריפת מטוסים ותחמושת קטנים באוויר.
מיקום יחידות אחסון אנרגיה מגושמות למערכות כאלה תמיד היה בעיה רצינית, אך ההתפתחויות האחרונות תרמו לצמצום הלייזרים לגודל המאפשר להתקין אותם אפילו בג'יפ גדול.
מהפכה טכנולוגית
בשנות התשעים חלה מהפכה טכנולוגית בתקשורת סיבים אופטיים, שהאיצה את התפתחותם של לייזרים במצב מוצק בעל עוצמה גבוהה, אשר כעבור עשור מצאו יישומים בעיבוד תעשייתי כגון מיתוג, חיתוך, ריתוך והתכה.
הלייזרים הללו היו יעילים ביותר בטווח קרוב, אך זה היה עניין של זמן עד שהתעשייה תמצא דרך להגדיל את הטכנולוגיה הזו וליצור נשק עתידני שיכול לחתוך ולהמיס מטרות במרחק של כמה מאות ואף אלפי מטרים.
ענקית ההגנה האמריקאית לוקהיד מרטין עשתה בדיוק את זה. בהתבסס על טכנולוגיה חדשה לייצור מוליכים למחצה, תאים סולאריים וריתוך רכב, פיתחה החברה מכונת לייזר צבאית החזקה פי מאות מקודמותיה המסחריות.
רוברט אפזל, חוקר בכיר בחברה זו, אומר: "כיום מתחוללת מהפכה של ממש בתחום זה, שהוכנה על ידי שנים רבות של עבודת ענק של חוקרים. ואנו מאמינים שטכנולוגיית הלייזר סוף סוף מוכנה במובן זה שעכשיו אנחנו מסוגלים ליצור לייזר מספיק חזק וקטן מספיק כדי להתאים לכלי רכב טקטיים ".
"לייזרים קודמים היו פשוט גדולים מדי - הם היו תחנות שלמות. אבל עם הופעת טכנולוגיית לייזר הסיבים היעילה ביותר עם קרן איכותית, סוף סוף יש לנו את החלק האחרון של הפאזל שיתאים למכונות האלה ".
התעשייה האזרחית השתמשה בלייזר בסדר גודל של כמה קילוואט, אך אפזל ציין כי לייזרים צבאיים צריכים להיות בעלי הספק של 10-100 קילוואט.
"פיתחנו טכנולוגיה המאפשרת לנו להגדיל את העוצמה של לייזרים סיבים, לא רק על ידי בניית לייזר סיבים גדול יותר, אלא על ידי שילוב של מספר מודולים ברמת קילוואט להשגת הכוח הנדרש על ידי הצבא".
לדבריו, הלייזר מבוסס על שילוב קרן, תהליך המשלב מודולי לייזר מרובים ליצירת קרן אחת גבוהה ואיכותית המספקת יעילות וקטלניות רבה יותר מכמה לייזרים בודדים בגודל 10kW.
קרן מתרסקת לבנה
הוא תיאר את תהליך העברת קרן אור דרך המנסרה, שבירה לנחלים צבעוניים רבים, הסביר: "אם יש לך כמה קרני לייזר, כל אחת עם צבע מעט שונה, שנכנסת למנסרה זו בדיוק בזווית הנכונה, כולן ייצאו החוצה של המנסרה הזו על גבי ציר ותיצור קרן מהומה לבנה ".
"זה בעצם מה שאנחנו עושים, אבל במקום פריזמה, אנו משתמשים באלמנט אופטי אחר הנקרא סורג עקיפה, המבצע את אותה פונקציה. כלומר, אנו בונים מודולי לייזר בעלי הספק גבוה, כל אחד באורך גל מעט שונה, ואז משלבים אותם, המשקפים מתוך סורג העקיפה, ובפלט אנו מקבלים קרן לייזר אחת בהספק גבוה ".
אפזל אמר כי למעשה, פתרון כזה הוא טכנולוגיית ריבוב חלוקת אורך גל מתחום הטלקומוניקציה, בשילוב לייזרים סיבים בעלי עוצמה גבוהה מייצור תעשייתי.
"לייזר הסיבים הוא הלייזר היעיל והחזק ביותר שפותח אי פעם", אמר. -כלומר, אנחנו מדברים על יעילות חשמלית מלאה העולה על 30%, שאפילו לא חלמו עליה לפני 10-15 שנים, כשהייתה לנו יעילות של 15-18%. זה קשור הרבה לאנרגיה ולקירור, כך שמערכות אלה עשויות כעת להיות קטנות יותר. הלייזר משתנה כעת לא על ידי בניית לייזר גדול, אלא על ידי הוספת מודולים חדשים ".
צבא ארה ב גייס לאחרונה את לוקהיד מרטין ליצירת מערכת נשק לייזר בעוצמה גבוהה המבוססת על התקנת ATHENA (Advanced Test High Energy Asset) שלה, הניתנת להתקנה על אחד מכלי הרכב הטקטיים הקלים של החברה.
במהלך הבדיקות בשנה שעברה, אב טיפוס לייזר סיבים בגודל 30 כ ס דפק בהצלחה את מנוע של טנדר קטן, שורף את הסורג תוך שניות ממרחק קילומטר. על מנת לדמות תנאי הפעלה אמיתיים במהלך הבדיקה, הטנדר הותקן על הרציף כשהמנוע פועל וההילוך מופעל.
דור חדש
באוקטובר 2015 הודיעה לוקהיד כי החלה בייצור דור חדש של לייזרים מודולריים בעלי הספק גבוה, הראשון שבהם בהספק של 60 קילוואט יותקן על רכב טקטי של הצבא האמריקאי.
עפזל אמר כי הצבא רוצה לפרוס לייזר המותקן ברכב למשימות נגד מטוסים, טילים נגד, פגזי ארטילריה ותחמושת מרגמה, וכטב"מים. "אנו בוחנים את רמת ההגנה הטקטית ולא את ההגנה מפני טילים במובן האסטרטגי".
לדברי לוקהיד, הפתרון המודולרי מאפשר להתאים את הכוח בהתאם לצרכי משימה ואיום ספציפי. לצבא יש את היכולת להוסיף עוד מודולים ולהגדיל את ההספק מ -60 כ"ס ל -120 כ"ס.
אפזל המשיך: "הארכיטקטורה משתנה בהתאם לדרישותיך: האם אתה רוצה 30 כ"ס, 50 כ"ס או 100 כ"ס? זה כמו מודולי שרת בארון שרתים. אנו מאמינים שזו ארכיטקטורה גמישה - המתאימה יותר לייצור בקנה מידה מלא. הוא מאפשר לך לקבל מודול שתוכל ליצור מחדש שוב ושוב, המאפשר לך להתאים אישית את המערכת לטעמך ".
“המערכת מתאימה את עצמה לכל רכב שתרצה להשתמש בו כיום, ולכן הטכנולוגיה הזו כה מרשימה מכיוון שהיא תאפשר את גמישות הארכיטקטורה להסתגל לרכבים שונים מבלי לשנות את מה שאתה מחליט שיהיה לך. זה מאפשר להשיג מערכת המספקת תמיכה הן לחטיבה קרבית והן לבסיס מבצעי מתקדם, למשל.
המערכת משתמשת בלייזר סיבים מסחריים המורכבים במודולים הניתנים לשחזור גבוה, מה שהופך אותה לזולה ביותר. השימוש במודולי לייזר מרובים בסיבים מפחית גם את הסבירות לתקלות קלות, כמו גם את העלות והיקף התחזוקה והתיקון.
כשנשאל מתי לייזר קרבי המותקן על רכב טקטי עשוי להופיע בשדה הקרב, הציע אפזל מסגרת זמן משוערת: "אנו מתכננים לספק את הלייזר שלנו בסוף 2016. לאחר מכן הצבא יעשה את עבודתו זמן מה ואז נראה ".
משיכת הלייזר
ישנם מספר מאפיינים של כלי נשק אנרגטיים טקטיים ההופכים אותם לאטרקטיביים מאוד לכוחות הצבא המודרניים, כולל העלות הנמוכה של "תחמושת" ומהירותם, דיוקם וקלות השימוש בהם.
"קודם כל, מדובר בנשק מדויק מאוד עם נזק לבטחון נמוך מאוד, וזה חשוב", הוסיף אפזל. "מהירות האור מאפשרת לך להקרין מטרה באופן מיידי, ולכן אתה יכול לפגוע במטרות תמרון ביותר, כלומר, אתה יכול לשמור את הקורה על מטרה שתחמושת קינטית לפעמים לא יכולה להתמודד איתה".
אולי היתרון החשוב ביותר הוא העלות הנמוכה של "זריקה" אחת יעילה.
"בשלב זה אינך רוצה להוציא נשק קינטי הגנתי וחזק על איומים מרובים וזולים", המשיך אפזל. - אנו רואים בנשק לייזר כתוספת למערכות קינטיות. אנו מניחים שתשתמש במערכת הלייזר כנגד מספר רב של איומים בעצימות נמוכה בעצימות נמוכה, ותשאיר את המגזין הקינטי שלך לאיומים מורכבים, משוריינים וארוכי טווח ".
אפזל מציע שניתן לפרוס את נשק הלייזר במרחב הלחימה ברשת חיישני הבקרה המבצעית, שיספק לו ייעוד יעד ראשוני.
"קודם כל, מערכת מסוימת חייבת ליידע על הופעתו של איום, ואז מפעיל הפיקוד והבקרה מחליט באיזו אמצעי נגד להשתמש, קובע את המטרה, זורק עליו לייזר ונועל את המטרה בהתאם לנתוני המכ"ם., ולאחר מכן המפעיל, שראה את המטרה על הצג, מחליט להביא אם הלייזר בפעולה ".
"בעיות רבות הצטברו בתחום הזה, שכן הצבא בכל רחבי העולם כבר פינטז על נשק לייזר לעצמו לפני עשרות שנים, והשאלה היא מדוע אין לנו אותם כיום. אני חושב שהסיבה העיקרית היא שלא הייתה לנו הטכנולוגיה ליצור רכיב נשק לייזר שהיה מספיק קטן וחזק מספיק כדי להניחו על כלי רכב טקטיים ".
שלבים אחרונים
בינתיים, בואינג השקיעה גם מספר שנים בעבודה על מפגין נייד לייזר נייד (HEL MD) לצבא האמריקאי, שנמצא כעת בשלבי פיתוח אחרונים. הלייזר, המותקן על שלדת משאית, מכוון קרן בעלת עוצמה גבוהה לאיומים שהצבא צפוי להתמודד איתם, ופועל כמערכת יירוט של טילים לא מונחים, פגזי ארטילריה, מוקשים ומל"טים. מערכת זו השיגה עד כה דיוק עד כדי כך שהיא יכולה להרוס חיישנים במל"טים, כפי שהוצג במהלך הדגמת לייזר בגודל 10 קילוואט במגרש ההוכחה של חולות לבנים בשנת 2013 ושוב ב- Eglin AFB בשנת 2014.
על פי המפרט הצבאי, מערכת HEL MD השלמה תכלול לייזר יעיל בהספק גבוה ותתי מערכות כבדות שיותקנו על רכב צבאי. המערכת תוכל לבצע, יחד עם אמצעי הרס אחרים, את ההגנה על אזורים מסוימים, בין אם מדובר בבסיסים קדימה, מתקנים ימיים, בסיסי אוויר ומבנים אחרים.
בואינג מפתחת מספר מערכות להשתלבות באב טיפוס סופי שיותקן על משאית טקטית (HEMTT) שונה.
תת -מערכות אלה כוללות לייזר; שליטה בקורות; ספק כוח; מערכת בקרת החלפת חום ומערכת בקרת קרבות.
פיקוד ההגנה על החלל של צבא ארה ב מפתח בשלבים את ה- HEL MD. מערכת הלייזר, אספקת החשמל והחלפת החום ישתפרו במהלך השנים הקרובות במטרה להגדיל את העוצמה והפיתוח הטכנולוגי של תת -המערכות.
ככל שהטכנולוגיה משתפרת, האופי המודולרי של הרכיבים יאפשר הכנסת לייזרים חזקים יותר, המשולבים עם יכולות מיקוד ומעקב משופרות.
מחזור מלא
לדברי בואינג, מדריך הקורות של HEL MD מספק כיסוי "מכל השמים" כשהוא מסתובב 360 מעלות ומורם מעל גג הרכב כדי ללכוד מטרות מעבר לאופק. הרס רציף של מטרות מתפשט על ידי מערכות חילופי חום ואספקת חשמל.
המערכת כולה פועלת על סולר; כלומר, כל מה שצריך כדי לחדש את "התחמושת" של הנשק הוא תדלוק מהיר. סוללות הליתיום-יון של מערכת HEL MD נטענות על ידי גנרטור דיזל של 60 קילוואט, ולכן, כל עוד יש לצבא דלק, הוא יכול לפעול ללא הגבלת זמן.
המערכת נשלטת על ידי נהג הרכב ומפעיל המפעל באמצעות מחשב נייד וארגז סט מסוג Xbox. דגם ההדגמה הנוכחי משתמש בלייזר מסוג 10 קילוואט. עם זאת, בתקופה הקרובה הלייזר יותקן במחלקת 50 כ"ס, ובעוד שנתיים הספקו יגדל ל -100 כ"ס.
בואינג פיתחה בעבר מתקן לייזר קטן יותר עבור הצבא האמריקאי והתקינה אותו על מכונית המשוריינת AN / TWQ-1 Avenger, שכונתה בואינג לייזר הנוקם. לייזר מצב מוצק של 1 קילוואט משמש ללחימה במל"טים ולנטרול מטעני חבלה מאולתרים (מטעני חבלה). המערכת עובדת כך: היא מכוונת למטען חבלה או לא מפוצץ בצד הכביש עם עלייה הדרגתית בכוח קרן הלייזר עד שחומר הנפץ יישרף בתהליך של פיצוץ בעוצמה נמוכה. במהלך הבדיקות ב -2009, מערכת Laser Avenger הרסה בהצלחה 50 מכשירים כאלה, בדומה לאלה שנתקלו בעיראק ובאפגניסטן. בנוסף, נערכה הדגמה נוספת של פעולתה של מערכת זו, שבמהלכה היא הרסה מספר מזל"טים קטנים.
בואינג לייזר אוונג'ר
תוכנית לשלוש שנים
על פי חברת ההגנה הגרמנית Rheinmetall, תוך שלוש שנים היא תציע בשוק לייזר בעל אנרגיה גבוהה (HEL), המותקן על הרכב שלה.
לאחר סדרת בדיקות שבוצעו בשוויץ בשנת 2013, עבדה החברה על הרחבת יכולות התוכנה של המודולים לעיצוב הקורות והטכנולוגיה של הלייזר עצמו, ולאחר מכן ניבאה כי מערכת הלייזר שלה ללחימה ביעדי קרקע, כמו גם בקרקע. ההגנה האווירית עשויה להיות מוכנה כבר בשנת 2018.
שלוש מכונות נבחרו לפעול כפלטפורמות HEL ניידות. יחד עם רכב המשוריין של בוקסר, הוביל משוריין M113 ששונה עם לייזר 1 קילוואט (Mobile HEL Effector Track V) ומשאית Tatra 8x8 עם שני לייזרים של 10 קילוואט (גלגל אפקטור HEL Mobile XX), המאפיינים את מאפייניהם.
שלוש פלטפורמות הלייזר
לייזר 20 קילוואט המותקן ברכב המשוריין GTK בוקסר מתאפיין במודול ההנהלה של HEL, שהיתרון שלו טמון בעקרון העיצוב המודולרי. Rheinmetall אומר שלמתאגרף עדיין לא היה לייזר עם הספק של יותר מ -20 קילוואט, אם כי שילוב של מספר לייזרים באמצעות טכנולוגיית יישור קרן עשוי להגדיל את כוחו הכולל. בנוסף, ניתן לשלב מספר יחידות Boxer HEL ליצירת מערכת עם הספק יעיל של מעל 100 קילוואט.
במהלך בדיקות הדגמה שנערכו בשנת 2013, צוות הרכב של בוקסר אישר את יכולותיו של מתקן הלייזר HEL, דבר שהשבית את המקלע הכבד המותקן על הטנדר מבלי להסתכן בעצמו באקדוחן המכונה (תמונה למטה). בנוסף, בעבודה במקביל לתחנת המכ"ם Skyguard, ההתקנה על משאית Tatra Mobile Effector Wheel XX הוכיחה את כל שלבי הניטרול של מל"ט מסוג מסוק.
נטרול נמלי המסוקים בוצע באמצעות מכ ם SkyGuard, שזיהה וזיהה את המטרה. יתר על כן, התקנת HEL Boxer קיבלה ממנו נתונים, ביצעה מעקב גס ומדויק, ולאחר מכן כבשה את המטרה להשמדה.
מערכת הלייזר HEL MD של בואינג נמצאת בחוזה עם פיקוד הרקטות וההגנה בחלל של ארצות הברית
מחקר ימי
מינהל המחקר והפיתוח של צי ארצות הברית (ONR) בוחן לייזר משולב של מצב מוצק, המיועד לרכב, המיועד להגנה על אוויר קרקע מבוסס אנרגיה תוך כדי תנועה (GBAD OTM). למעשה, המערכת היא לייזר בעל עוצמה גבוהה המותקן על רכב טקטי ומיועד להגן על כוחות משלחת מפני מל טים של האויב.
בהתחשב בהתפשטות המערכות האוויריות הבלתי מאוישות, חיל הנחתים האמריקני מציע כי יחידות קרביות ייאלצו יותר ויותר להתגונן מפני יריבים המבצעים מעקב וסיור מהאוויר.
מערכת GBAD OTM מיועדת להתקנה בכלי רכב טקטיים קלים כגון HMMWV ו- JLTV (רכב משותף טקטי). על פי ה- ONR, תוכנית GBAD OTM מכוונת ליצירת אלטרנטיבה למערכות מסורתיות שיכולות להגן על הנחתים מפני סיור אויב ותקיפת מל"טים. רכיבי מערכת GBAD OTM, כולל הלייזר, מכשיר הכוונת קרן, סוללות, מכ"ם, מערכת קירור ובקרה, מפותחים במשותף על ידי ONR, מרכז הפיתוח של כלי נשק Dahlgren של חיל הים וכמה מפעלים תעשייתיים.
מטרת התוכנית היא לשלב את כל המרכיבים הללו למכלול אחד, שיהיה קטן מספיק להתקנה על משוריינים טקטיים קלים, אך חזק מספיק כדי להתמודד עם האיומים המיועדים.
יישום רחב
במהלך ועידת הים-אוויר-חלל 2015 בוושינגטון, ראש התוכניות להגנה על כוחות ב- ONR, לי מסטרויאני, הסביר בשיחה עם עיתונאים כי לייזרים יכולים למעשה להרוס איומים בכל קשת ההגנה האווירית, כולל טילים, פגזי ארטילריה, תחמושת מרגמה, מל"טים, אמצעי תחבורה וכלי מטען. "עם זאת, קודם כל, מערכת GBAD נועדה להילחם במל"טים קטנים בגודל המהווים איום על יחידות הלחימה שלנו".
"מערכת GBAD OTM מורכבת משלושה מרכיבים עיקריים: תחנת מעקב אחר מכ"מים בתלת ציר המזהה איום; יחידת פיקוד ובקרה המזהה ומחליטה כיצד לנטרל את האיום במקרה של שימוש בטילים או בנשק ארטילרי; והפלטפורמה בפועל עם לייזר ".
מסטרויאני ציין כי במקרה של תוכנית GBAD, הדגש הוא על פיתוח לייזר בהספק גבוה להשמדת מל טים המותקנים על רכב קרבי קל.
"יש טענה משמעותית לטובת החלטה כזו, שהיא שאיומים כאלה הם בעלות נמוכה, כלומר השימוש בטילים יקרים במקרה זה אינו מתאים לחזון שלנו על הבעיה. לכן, באמצעות לייזר שעולה אגורה לדופק, תוכלו להילחם בבטחה באיומים זולים באמצעות מערכת נשק זולה. באופן כללי, מהות התוכנית היא להילחם נגד מטרות כאלה גם בתנועה על מנת לתמוך בפעולות הלחימה של חיל הנחתים ".
לדברי מסטרויאני, ה- ONR השתמש במספר רכיבים ממתקן ההדגמה LaWS (מערכת נשק לייזר) שהותיר הצי האמריקאי על סיפון אוניית פונס במפרץ הפרסי.
"אנו משתמשים בעקרון ההימנעות הצפויה, בחלק מהטכנולוגיות והתוכנות המרכזיות, אך ישנן גם בעיות רבות אחרות", הוסיף מסטרויאני. באשר לאוניית USS Ponce, יש מספיק מקום וכל השאר, בעוד שיש לי בעיות רבות בנוגע למשקל, לגודל ולמאפייני צריכת החשמל כאשר יש להתקין את המערכת על רכב טקטי קל. יש לי מכשיר להנחיית קורות, אספקת חשמל, מערכות קירור, הדרכה וייעוד מטרה, וכל זה אמור לעבוד יחד ובלי "תקעים", כך שצריך לפתור הרבה בעיות שונות בפרויקט נפרד זה ".
על פי ה- ONR, חלק מרכיבי המערכת שימשו בבדיקות לאיתור ומעקב אחר רחפנים בגדלים שונים, והמערכת כולה נבדקה עם לייזר 10kW, המהווה פתרון ביניים בעת מעבר ללייזר 30kW. מתוכנן כי בדיקות שטח של מערכת 30 כ ס יתקיימו בשנת 2016, כאשר התוכנית תחל בבדיקות מקיפות במטרה לעבור מאיתור פשוט ומעקב לירי מכלי רכב צבאיים קלים.
