Reklama

Lasery - broń przyszłości

1 stycznia 2017, 13:30

Czy lasery mogą zrewolucjonizować przyszłe pole walki? Na to pytanie w najbliższym czasie nie uzyskamy raczej odpowiedzi. Za to możemy już dużo powiedzieć o obecnych i planowanych w przyszłości zakresach prac badawczo-rozwojowych nad nowymi systemami uzbrojenia, często zwanymi „promieniami śmierci”, oraz o testach, które prowadzi się nie tylko na specjalnych poligonach, ale także w realnych warunkach misji czy wykonywania rutynowych zadań szkoleniowych - dla Defence24.pl pisze Marek Dąbrowski.

O broni laserowej myślano już ponad 100 lat temu, ale raczej były to marzenia, które przerodziły się w książki, komiksy, słuchowiska czy filmy z gatunku science fiction. W nich to przeróżni fascynaci mogli oddawać się własnym wyobrażeniom o „super broni” i jej niezwykłych możliwościach. Ówczesny poziom techniki nie pozwalał na urzeczywistnienie tych marzeń i fascynacji.

Do podjęcia badań nad militarnym zastosowaniem laserów i maserów doszło w USA w połowie lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku. Wówczas to podjęto pierwszą próbę rozwiązania istniejących problemów na drodze badań naukowych.  Wykorzystywano lasery gazowe, w których ośrodkiem czynnym był dwutlenek węgla. Problemy z rozpraszaniem wiązki i bardzo niskimi współczynnikami konwersji energii wykluczały wówczas militarne zastosowanie laserów.

Przeciwności pokonano dzięki odkryciu lasera chemicznego/gazowego, w którym ośrodkiem czynnym był tlenek jodu (Chemical Oxygen lodine Laser – COIL), czy fluorek deuteru. To właśnie to odkrycie z połowy lat siedemdziesiątych przyśpieszyło proces badań nad laserami i stało się kluczowym elementem systemu YAL-1 – powietrznego laboratorium laserowego USAF, będącego jednym z elementów programu Strategic Defense Initiative (SDI). Właśnie wówczas podczas testów uzyskano pierwsze realne strącenia rakiet powietrze-powietrze AIM-9 Sidewinder i BSP. Według dużej grupy specjalistów, właśnie te sukcesy - pomimo oficjalnego zakończenia programu - dały impuls do podjęcia badań na szerszą skalę również w innych krajach.

W 1978 r. marynarka amerykańska przeprowadziła testy, w ramach Unified Navy Field Test Program, podczas których laser chemiczny, naprowadzany na cel przez system Hughes Navy Pointer/Tracker, skutecznie strącał w locie ppk TOW, a laser Mid Infrared Advanced Chemicla Laser (MIRACL) cel latający BQM-34 Vandal.

W połowie lat dziewięćdziesiątych zainteresowano się również technologią laserów na swobodnych elektronach, tzw. Free Electron Laser (FEL), w których następuje przyśpieszenie elektronów do prędkości lotu prawie równej prędkości światła, a następnie przekształcenie ich energii w zmiennym polu magnetycznym. Ta technologia pozwoliła dobierać laserom wysokoenergetycznym najbardziej odpowiednią długość fali w zależności od panujących warunków środowiska propagacji.

Obecnie w większości badań i testów wykorzystywany jest laser dużej mocy, tzw. High Energy Laser (HEL). Pomimo uzyskiwania przez niego mniejszych mocy od lasera chemicznego/gazowego czy gorszych warunków propagacji w różnym środowisku od FEL, wymaga on do sprawnego działania jedynie wydatnego układu zasilania i systemu chłodzenia. Są to warunki akceptowalne przez wojsko.

Intensywne badania nad technika laserową w zastosowaniach militarnych rozpoczęły się na nowo z początkiem XXI wieku. Przyczynił się do tego też dynamiczny rozwój różnych obszarów z dziedziny fizyki, chemii czy matematyki. Gwałtowny postęp w elektronice, mechanice, wysokowydajnych źródłach energii, chemii itp. spowodował zwiększone zainteresowanie nową bronią. Znaczący wpływ miały również zmiany geopolityczne (kryzysy międzynarodowe, wojny lokalne, niestabilna sytuacja polityczna w wielu regionach świata), powstanie nowych form zagrożeń (terroryzm, wojna hybrydowa itp.), dynamiczny rozwój nowych technologii militarnych (systemy bezzałogowe, taktyczno-operacyjna broń precyzyjna, systemy rozpoznania, dowodzenia i przekazywania danych czy walki radioelektronicznej)  oraz świadomość, że tradycyjne systemy walki oparte na chemicznych źródłach energetycznych (proch i silniki rakietowe) osiągnęły swoją maksymalną efektywność.

Czytaj też: Koniec ery prochu? Wysokie energie wkraczają na pole walki.

Główne korzyści związane z zastosowaniem nowoczesnych technologii to zwiększenie dokładności i spójności wiązki promienia. Z jednej strony jest to związane z zapewnieniem trafienia małych, często manewrujących celów (jak BSP czy pociski artyleryjskie), poruszających się w bardzo szerokim przedziale uzyskiwanych prędkości, a z drugiej z koniecznością ich przechwycenia i szybkiego wypracowania danych do oddania strzału (sam taki proces jest o wiele szybszy i bardziej skomplikowany, niż ma to miejsce w przypadku tradycyjnych systemów uzbrojenia).

Wymagania wobec laserów bojowych

Wytwarzane w laserze promieniowanie w zasadniczy sposób rożni się od zwykłego światła. Jest ono wytwarzane w sposób, który możemy określić jako zorganizowany, dzięki wykorzystaniu procesów wymuszonej emisji promieniowania.

Laser wytwarza światło spójne (koherentne), jednobarwne (monochromatyczne), o wiązce równoległej (skoligowane), mało rozbieżnej i o dużym strumieniu energii.

Promienie laserowe podążają z prędkością równą prędkości fotonów (odległość 100 km pokonują w czasie 1/3 tysięcznej sekundy). Prędkość współczesnych rakiet jest rzędu 24 000 ÷25 000 razy mniejsza.

Spójność generowanego światła – przestrzenno-czasowe uporządkowanie tworzących je oscylacji elektromagnetycznych, stanowi najistotniejszą cechę lasera. Przyjmuje się, że średnia energia promieniowania niezbędna do odparowania 1 cm3 materiału powinna mieć wartość 100÷200 kJ. Ale jeśli przyjmie się, że aby zniszczyć obiekt wystarczy zainicjować tylko roztopienie materiału jego wrażliwego obszaru, to wartości te będą przykładowo ok. 5 razy mniejsze dla stali i ok. 23 razy mniejsze dla cyny. W wypadku elementów łatwo palnych, optoelektronicznych czy optycznych te wymagania będą jeszcze mniejsze.

Idea zastosowania broni laserowej obecnie polega nie na stopieniu/odparowaniu potencjalnego celu ataku, ale na oddziaływaniu na jego czuły punkt, którego zniszczenie (zapalenie, nadtopienie itp.) spowoduje uszkodzenie lub destrukcję całego obiektu. Takim czułym elementem może być właśnie  np. paliwo, układ optoelektroniczny, sterowania itp.

Duże gęstości mocy mogą również spowodować powstanie ubytków w strukturze materiału celu, co przyczynić się może do jego zniszczenia, nie wymaga to wielkich ilości energii. W celu uzyskania wiązki o dużej gęstości energii na znacznych odległościach wymaga się zastosowania bardzo długich ogniskowych, a co za tym idzie, szybkowymiennych układów optycznych lub bardzo wydajnych układów chłodzenia luster i soczewek.

Amerykański system broni laserowej AN/SEQ-3 Laser Weapon System. Fot. U.S. Navy
 

Dotychczasowe analizy i próby pokazały, że minimalna średnica pola opromieniowania nie powinna być mniejsza niż 100 mm, a czas oddziaływania nie dłuższy niż 6 sekund (w przypadku zestawów typu C-RAM odpowiednio 60 mm i maksymalnie 20 sekund). Należy jednak pamiętać, że promieniowanie laserowe podlega podczas propagacji w atmosferze znacznym wpływom, fluktuacjom krótko- i długookresowym, a plamka na oddalonym obiekcie składa się z oddzielnych punktów. Aby wytopić w powierzchni celu plamkę o średnicy 80 mm i jednocześnie zachować niezmienność położenia promienia laserowego na nim w granicach 20÷30 mm w czasie oświetlania 1 ms (dla celu oddalonego o 5000 metrów i poruszającego się z prędkością 10 km/s) należy prowadzić działo laserowe z dokładnością wynoszącą kilka mikroradianów i szybkością rzędu 630/s. Wymaga to naprawdę precyzyjnych systemów naprowadzania i wykrywania celów. Skierowanie energii na określony punkt i jej utrzymanie w żądanym miejscu to obecnie jeden z najważniejszych problemów do rozwiązania.

Poruszająca się wiązka promieniowania laserowego w atmosferze ziemskiej jest osłabiana wskutek rozpraszania i pochłaniania.

Duży moc impulsu laserowego skraca czas zniszczenia celu oraz zmniejsza straty energii na podgrzewanie atmosfery. To drugie związane jest z tworzeniem przez promień lasera drogi w zamglonej atmosferze lub przy niskiej podstawie chmur. Aby promień przeszedł np. przez mgłę, należy dostarczyć energii niezbędnej do przeistoczenia się pary tworzącej mglę w parę przegrzaną, tj. parę o temperaturze wyższej od temperatury nasycenia przy danym ciśnieniu, kiedy to ośrodek staje się przezroczysty.

Broń laserowa jest bronią uniwersalną – zarówno ofensywną jak i defensywną i możliwą do stosowania w różnym środowisku walki.

Broń laserowa nie ma żadnego odrzutu, charakteryzuje się m.in. możliwością rażenia wielu obiektów powietrznych w relatywnie krótkim czasie oraz elastycznością zastosowań (np. nie tylko zdolnością niszczenia, ale też „oślepienia” np. systemów elektrooptycznych). Poza tym jest to broń o nie limitowanej pojemności magazynu amunicji (ograniczonej dostępnością wymaganej energii i wydajnością układów chłodzenia).

Broń laserowa może też być użyta jako niezabijająca, a jedynie obezwładniająca (eliminująca system uzbrojenia z walki).

Wobec mobilnych systemów typu Tactical High Energy Laser (THEL), wymaga się m.in. zapewnienia wysokiej mobilności taktycznej, minimalnego zasięgu skutecznego 3000 metrów, wysokich parametrów odnośnie śledzenia celów poruszających się tuż nad ziemią i manewrujących, a także możliwości wykonania minimum 25÷50 strzałów laserowych w ramach wykonywania jednej misji.

W Niemczech wobec systemów obrony przeciwlotniczej/przeciwrakietowej typu VSHORAD bazujących na laserach wymaga się, by walka odbywała się na dystansach od 1500 do 6000 metrów.

Tak więc pewnym ograniczeniem jest obecnie możliwy do uzyskania zasięg skutecznego działania. Inne wady systemu to wysoka wrażliwość układu optycznego na zanieczyszczenie czy korozję (które to czynniki mogą powstać w sposób naturalny, środowiskowy lub też zostaną wymuszone działaniem człowieka).

Kierunki badań i potencjalnych zastosowań

Taktyczne zastosowanie lasera typu THEL obecnie zmierza w kierunku zastosowania przeciw celom typu C-RAMM (Counter Rocket, Artillery, Mortar , Missile) oraz wolno poruszającym się statkom powietrznym. Systemy takie rozwijane są m.in. w USA, Izraelu czy Niemczech. Chemiczny laser, w którym ośrodkiem czynnym jest fluorek deuteru, rozwijany jest zarówno w stacjonarnych jak i mobilnych wersjach. Testy dały pozytywne wyniki w zwalczaniu np. pocisków moździerzowych, ale nadal niezadowalająca jest szybkostrzelność systemu.

Laserowy system rażenia HEL MD testowany przez US Army. Fot. J. Salazar/US DoD.

Inne zakres badań realizują koncerny Boeing i Northrop Grumman w ramach programu High Energy Laser Technology Demonstrator (HEL TD), mającego na celu zbudowanie broni laserowej dużej mocy zabudowanej na standardowym ciężkim nośniku US Army – HEMTT. Jego przeznaczeniem będzie również zwalczanie celów typu C-RAMM, BSP, ale też niszczenie min (UXO/C-IED – niszczenie niewybuchów i improwizowanych urządzeń wybuchowych), systemów rozpoznania i przekazywania danych, taktycznych pocisków manewrujących czy systemów artyleryjskich na większych/bezpiecznych dla systemu odległościach. Zatem w zamierzeniach ma to być system bardzo uniwersalny, ofensywno-defensywny środek walki o niskich kosztach eksploatacji. Obecnie koszty rozwoju technologii są jednak bardzo wysokie i nie wiadomo czy uzyskane rezultaty je docelowo zrekompensują.

Laser Weapon System Demonstrator (LSD) to program będący następcą programu Martime Laser Demonstration (MLD), realizowany przez koncern Northrop Grumman, a bazujący na laserze na ciele stałym. Trójfazowy program badawczy ma doprowadzić do zbudowania 150 kW lasera zasilanego energią elektryczną wytwarzaną przez współczesny okręt wojenny. Pierwotny kontrakt na fazę pierwszą podpisany z ONR miał wartość 53 mln USD, by następnie wzrosnąć do 91 mln USD (czas realizacji wzrósł z 12 do 34 miesięcy).

Laserowy system rażenia LaWS, testowany przez US Navy. Fot. John F. Williams/US Navy.

Inne realizowane programy to Joint High Power Solid State Laser (JHPSSL), którego założeniem jest zbudowanie lądowych i morskich wersji 100 kW laserów zasilanych energią elektryczną, a także Laser Weapon System (LaWS), czyli laser o mocy 30 kW klasy AN/SEQ-3 (XN-1) testowany na USS "Ponce" (na okręcie w tym celu zabudowano dodatkowy generator diesla o mocy 500 kW i system chłodzenia). W tym ostatnim przypadku z otrzymywanych raportów można wywnioskować, że nowa broń charakteryzuje się dużą niezawodnością i dużo większą od oczekiwanej sprawnością. Wyniki testów i doświadczenie z użycia tej broni laserowej będą podstawą do uruchomienia kolejnego programu Solid State Laser Technology Maturation (SSL-TM) US Navy.

Czytaj też: Amerykanie wprowadzają broń laserową na okręty.

Trwają też badania nad adaptacją broni laserowej do zastosowań w lotnictwie. Laboratorium badawcze USAF (AFRL) pracuje nad zaawansowanym systemem obrony samolotów bazującym na broni laserowej. Self Protect High Energy Laser Demonstrator (SHIELD) ma służyć do zwalczania nadlatujących pocisków powietrze-powietrze. Będzie więc to pierwszy aktywny system osłony samolotu, dostępny zarówno dla maszyn czysto bojowych jak i zabezpieczenia działań/cywilnych. Pierwsza faza projektu przewiduje zbudowanie urządzenia bazującego na laserze średniej mocy do 2019 roku. Druga, którą planuje się zakończyć w 2021 roku, ma stworzyć w pełni zaawansowany system, bazujący na laserze dużej mocy z możliwością jego użycia również w celach typowo ofensywnych. Oprócz lasera chemicznego/gazowego we wstępnej fazie rozpatrywana jest również możliwość użycia lasera na swobodnych elektronach. Jednym z ważniejszych zagadnień w projekcie będzie opracowanie wydajnego źródła zasilania dla tego urządzenia zainstalowanego na samolocie, ograniczenie jego masy i wymiarów oraz integracja z pokładowymi systemami walki i przekazywania danych.

Czytaj też: Przeciwrakietowe lasery dla myśliwców USAF.

Lasery bazujące na ciele stałym – Solid State High Energy Laser (SSHEL) - posiadają o wiele lepsze parametry użytkowe niż lasery chemiczne, ale też koszt ich budowy jest wysoki. Przykładowo, 25 kW laser wymaga użycia ponad 250 000 diod, co przy cenie jednostkowej diody wydaje się mało, ale dla 250 000 to już jest znaczna kwota. Wskutek tego rozwój takich laserów wymaga zastosowania technologii głębokiej miniaturyzacji elementów, ale i tak nie wiadomo czy końcowe efekty będą akceptowalne.

Czytaj więcej: Amerykanie pracują nad lotniczym działkiem laserowym.

Laser Area Defense System (LADS) jest opracowaniem Raytheona, jak następca powszechnie używanego CIWS Phalanx. LADS ma zapewnić większą „uniwersalność” przeciw szerszemu spektrum zagrożeń, większy zasięg, mniejsze wymagania odnośnie przestrzeni dla magazynowania amunicji i praktycznie jej nielimitowaną ilość.

Według ocen analityków amerykańskich z ponad 10 000 instytucji i placówek naukowych aktywnie działających na rzecz rozwoju nowoczesnych technologii dla armii chińskiej, ok. 30% zajmuje się systemami wysokoenergetycznymi. W wielu ogólnoświatowych wydawnictwach naukowych publikowane są analizy i wyniki doświadczeń/badań chińskich naukowców nad zaawansowanymi systemami optycznymi czy fizycznymi zjawiskami dotyczącymi techniki laserowej. Stąd wniosek, że niebawem możemy usłyszeć o testach realnej, chińskiej laserowej broni w różnych wariantach i o różnym przeznaczeniu.

Czytaj też: Chiński laser zestrzeli bezzałogowce.

W ZSSR/Rosji badania nad bronią laserową prowadzono od bardzo dawna (prawie równolegle z tymi w USA). Testowano lądowe i i powietrzne systemy (np. program A-60). Obecnie, pomimo utajnienia badań, wiadomo jest, że skupiono się głównie na lądowych systemach obrony powietrznej.

Rosyjska spółka AO Koncern PWO Ałmaz-Antej rozwija system oparty na laserze gazodynamicznym, w którym ośrodkiem czynnym jest dwutlenek węgla (CO2 GDL). Ma być on umieszczony na nośniku kołowym, na którym zabudowane będą również systemy dowodzenia i kontroli, radar wykrywania i śledzenia oraz zbiornik gazu.

Z kolei niemiecki koncern Rheinmetall rozwija już od kilku lat stacjonarne i kołowe rozwiązania systemów broni laserowej High Energy Laser System (HELS) o mocach od 5 do 50 kW. Bazują one na komercyjnych włóknowych źródłach promieniowania laserowego i technologii nakładania wiązek BST (Beam Superimposing Technology). Obecnie wykorzystywane są włóknowe iterbowe jednomodowe źródła promieniowania laserowego, pracujące w bliskiej podczerwieni na fali o długości  1060 – 1080 nm. Łączą one wysoką moc, doskonałą jakość wiązki i wysoką sprawność. Lasery włóknowe  są urządzeniami z najjaśniejszym półprzewodnikowym laserem na fali bieżącej na świecie. Wytworzona energia jest przenoszona do rezonatora optycznego i układu śledzenia celu za pomocą światłowodu. Wiązka laserowa jest formowana za pomocą  bloków BFU.

 

W zamierzeniach mają on służyć jak systemy zwalczania BSP, śmigłowców, nisko-lecących wolnych statków powietrznych czy celów typu C-RAMM, ale też ppk. Badany jest również system HEL w aplikacji dla okrętów wojennych, którego przeznaczeniem oprócz ww. zadań będzie też niszczenie szybkich łodzi pirackich czy przemytniczych. Taki 10 kW laser włóknowy zamontowano na stanowisku 27 mm armaty automatycznej MGL 27.

Podczas różnych testów tych systemów uzyskano m.in. zdolność do trafienia w cel o średnicy ok. 20 mm położony w odległości 1000 metrów oraz za pomocą 30 kW lasera trafiano cele odległe o ponad 3000 metrów.

Jeden z demonstratorów został zamontowany na kołowym transporterze opancerzonym GTK Boxer i jest zasilany ze standardowego dla tego wozu układu energetycznego (np. źródłem energii jest alternator, zespół akumulatorów i konwerter DC/AC). Daje to możliwość oddania 1000 strzałów z 2-3 sekundowymi przerwami co odpowiada ciągłemu 30 minutowemu prowadzeniu ognia – potem konieczne jest  doładowanie systemu zasilania/energetycznego wozu.

Czytaj też: Wysokoenergetyczny laser na Boxerze.

Jednym z założeń systemu HELS jest jego uniwersalność i modułowość, pozwalająca na integrację na różnych platformach czy systemach uzbrojenia. Planuje się stopniowe zbudowanie kolejno lasera o mocy łącznej 80 kW (będącego de facto systemem czterech laserów o mocy 20 kW każdy) i redukcję kosztów do poziomu 1 EUR za pojedynczy strzał laserowy. Ponadto rozwija się system wykrywania i analizy danych, obniża koszty eksploatacji, zapewnia bardzo cichą pracę i niewykrywalność tego uzbrojenia za pomocą obecnie stosowanych systemów rozpoznania (oczywiście oprócz momentu strzału).

W Niemczech MBDA Deutschland testuje też morski wariant lasera wraz z automatycznym, niezależnym od innych systemów wykrywania okrętu sensorem śledzenia i przekazywania danych. W ramach tego sensora przetworzone zostają dane początkowe, niezbyt dokładne, a dopiero na ich podstawie następuje dokładne śledzenie celu. Sensor ten składa się z laserowego podświetlacza, radaru, głowicy optoelektronicznej oraz wewnętrznego systemu dowodzenia i kontroli (C2).

Czytaj też: Europejskie działko laserowe coraz bliżej.

Badania rozpoczęte w 2008 roku w pierwszej fazie dotyczyły lasera chemicznego/gazowego, by obecnie przejść na laser włóknowy/światłowodowy. We wszystkich testach użyto lustra zamiast soczewek dla elementów optycznych, ponieważ to pierwsze jest technologicznie doskonalsze i bardziej odpowiednie do zastosowania w laserach o mocach rzędu 100 lub 150 kW. Cały system mocowany jest na 20 stopowym kontenerze z głowicą lasera na wzmocnionym dachu, pozwalającą na obrót w zakresie 360 stopni. W głowicy wykorzystano specjalnie opracowaną technologię sprzęgła geometrycznego, pozwalającego na skupienie laserów światłowodowych i ich sprzęgnięcie z lustrem optycznym. Serwomechanizmy sterujące laserami i szybkim lustrami formują pojedynczą wiązkę, która zostaje nakierowana na cel.

To działo laserowe jest dedykowane do zwalczania małych, szybkich i manewrujących celów. Dalsze prace mają na celu zmniejszenie rozmiarów systemu i zwiększenia mocy lasera.

Przeprowadzone dotychczas testy pozwoliły na zweryfikowanie działania lasera i zdolności ulepszonego systemu śledzenia, który był w stanie namierzać i śledzić wszystkie cele, mimo niesprzyjających warunków atmosferycznych (ulewne deszcze i burze), a także w nocy, przy słabej widoczności. Sprawdzano także zdolność do obrony przed (symulowanym) zmasowanym atakiem BSP, nadlatujących z różnych kierunków.

Również w Wielkiej Brytanii konsorcjum Dragonfire firm pod kierownictwem MBDA UK prowadzi prace badawczo-rozwojowe i testy wysokoenergetycznych laserów. Na rozwój nowej broni brytyjskie ministerstwo obrony dotychczas przeznaczyło 30 mln funtów. Planuje się przedstawienie demonstratora technologii w 2018 roku i przeprowadzenie cyklu testów w 2019 roku. Nowa broń ma mieć taktyczne zastosowanie przede wszystkim w marynarce wojennej i wojskach lądowych.

Z kolei izraelska armia zamierza rozpocząć wykorzystanie laserowego systemu rażenia Iron Beam opracowanego przez koncern Rafael. Ma on służyć do walki z celami typu C-RAMM. Zestaw będzie wyposażony w stację radiolokacyjną oraz elementy systemu dowodzenia i przekazywania danych.

Nową broń wysokoenergetyczną nazwaną systemem broni laserowej wysokiej energii - Yüksek Güçlü Lazer Silah Sistemi (YGLSS) rozwija w Turcji zespół SAVAG we współpracy z koncernem ASELSAN  i uniwersytetem Bilkent z Ankary.

YGLSS pomyślnie przeszedł już pierwsze testy laboratoryjne niszcząc m.in. ruchome obiekty. W Turcji dużą uwagę przykłada się do rozwoju broni wysokoenergetycznej. Zakłada się, że jej pozyskanie nastąpi w dwóch etapach - w pierwszym, zaplanowanym na cztery lata, planuje się zakup lasera od zagranicznego dostawy i jego integrację z własnym systemem uzbrojenia. Podczas drugiego, trwającego kolejne dwa lata, obcy model zostałby zastąpiony przez własne - tureckie rozwiązanie.

Uwarunkowania ekonomiczne

Opierając się na wielu analizach ekonomicznych związanych z kosztami zakupu/eksploatacji różnych systemów uzbrojenia można w pewnym przybliżeniu określić koszty różnego rodzaju broni. I tak współczesny samolot myśliwski pozyskamy średnio za ok. 60÷80 mln USD, pocisk manewrujący za ok. 2 mln USD, a BSP klasy mikro czy mini od 200 tys. do 1 mln USD (w zależności od kategorii i wyposażenia). Z kolei koszt amunicji do systemów artyleryjskich waha się od 1000 do kilkunastu tysięcy USD.

Z drugiej strony nowoczesne systemy ich zwalczania, jak np. pocisk PAC-3, kosztuje nawet 6 mln USD, rakieta Tamir zestawu Iron Dome ma wartość szacowaną na 30 do 50 tysięcy USD, a jedna salwa z systemu obrony bazującego na 35 mm armatach z nowoczesną amunicją typu AHEAD to wydatek rzędu 20 000 USD (w przypadku zwalczania celów typu C-RAM koszt ten rośnie nawet do 70 000 USD).

Koszt strzału z HEL zamontowanego na USS Ponce wynosi niecały dolar.

Na badanie, rozwój  i testy Laser Weapon System (LaWS) US Navy wydała ok. 40 mln USD. Jest to niewielki wydatek w porównaniu z podobnymi pracami nad konwencjonalnymi rozwiązaniami systemów uzbrojenia. Należy również zauważyć, że w procesie rozwoju broni laserowej szeroko korzysta się z komercyjnych, sprawdzonych już rozwiązań z rynku cywilnego.

Podsumowanie

Systemy broni laserowej są ciągle w fazie rozwoju, ale pierwsze testy przeprowadzone w realnych warunkach wykonywania zadań czy strefach zagrożeń wykazały ich dużą przydatność. Co ciekawe, wykazały one też dużą sprawność i niezawodność broni laserowej.

W celu podniesienia skuteczności działania należy jednak rozwiązać jeszcze wiele problemów i to nie tylko technicznych (opanowanie technologii), ale też związanych z koncepcją użycia nowej broni (wypracowaniem procedur i taktyki użycia), warunkami jej eksploatacji czy wszelkimi związanymi z tym obostrzeniami (jak zasady bezpieczeństwa wykorzystania). Szybki rozwój i osiąganie dojrzałości przez nowe technologie niewątpliwie pozwoli na znaczne przyśpieszenie procesu wdrażanie nowych broni tego typu.

Oczywiście, nawet w dłuższej perspektywie czasowej nowa broń nie zastąpi wszystkich obecnie używanych systemów uzbrojenia (jak np. broni strzeleckiej czy artylerii). Już teraz wiadomym jest jednak, że daje ona nie tylko nowe możliwości w procesie prowadzenia walki, ale też znacznie podnosi możliwości i uniwersalność zastosowania w stosunku do obecnie wykorzystywanych systemów.

Marek Dąbrowski

Defence24
Defence24
KomentarzeLiczba komentarzy: 31
ryszard56
niedziela, 1 stycznia 2017, 14:48

czy u nas sa prowadzone jakieś badania nad taką bronią ,bo tylko taka broń może zapewnić przewagę,niebieski laser mamy ,a co dalej??

Kazik
niedziela, 1 stycznia 2017, 17:48

Niebieski laser, który mamy nie ma raczej żadnego znaczenia bojowego w sensie opisanym w artykule. Zresztą teraz niebieskie lasery nie są już żadną nowością - no ale w Polsce to normalne, że najpierw się coś wynajduje, a potem przesypia najlepszy czas na zrobienie rewolucji technicznej w jakiejś dziedzinie. Z grafenem było identycznie.

oooaa
sobota, 24 czerwca 2017, 22:41

mogliby w Polsce na szpicy NATO dać nam aby cokolwiek wleci automatycznie spadało... ja rozumiem, iż nie jest to panaceum na wszystkie potrzeby, jednakże niechby szpica NATO była wreszcie POLIGONEM dla naprawdę nowych rozwiązań skoro prezes jest za...i cała jego ekipa a w tej kwestii prawdopodobnie w granicach 100% Polaków mieli by poparcie ! aby ten Kaliningrad przestał nasz wreście straszyć...Sztokholm, Berlin czy Warszawę iż bombką atomową mogą nasz zbombardować...

skorek
poniedziałek, 2 stycznia 2017, 08:56

widzę że już chyba uporano się z problemem rozpraszania wiazki laseru podczas przeszkody jaką jest mgła. Ciekawe

Kazik
poniedziałek, 2 stycznia 2017, 10:11

Z niczym się nie uporano. Jak się odpowiednio zwiększy moc (lub bardziej skupi wiązkę co też zwiększy moc na jednostkę powierzchni), to mgła jest odparowywana.

E=0.5*m*V^2
niedziela, 1 stycznia 2017, 14:34

Pragnę nieśmiało zauważyć, że jak np. w okręt leci cel z prędkością 10km/s, to można sobie z odległości 5km w tym celu wypalać laserem tyle dziur ile się chce i zniszczyć tyle elektroniki i systemów naprowadzania tego celu ile się chce, ale okręt i tak najprawdopodobniej będzie przez ten cel trafiony i zniszczony... Ponadto osobiście wątpię czy cokolwiek można w takim celu, jeszcze do tego od frontu wypalić laserem, skoro obiekt mknący 10km/s w dolnych warstwach atmosfery będzie otoczony zjonizowanym gazem (kulą ognia), nieprzeźroczystą dla wszelkich długości fali lasera a problemy termiczne jakie musi wytrzymać obudowa takiego celu sprawiają, że lasery, o których mowa w artykule, to dla takich osłon będą jak łaskotanie piórkiem... Nawet jak taki cel nie trafi, to sama fala uderzeniowa spowoduje znaczne uszkodzenia okrętu.

Davien
poniedziałek, 2 stycznia 2017, 10:41

Jakbys wystrzelił cokolwiek w niskich warstwach atmosfery choćby z połową tej prędkości to nie trzeba będzie lasera by to coś wyparowało, nie ma jeszcze żadnych substancji zdolnych wytrzymać takie gorąco jakie by powstało w wyniku tarcia. Może lepiej się podciągnij z fizyki:)

samsam
niedziela, 1 stycznia 2017, 18:42

tzn. zakładasz, że istnieje obecnie broń artyleryjska lub rakietowa, która miota pociskami kinetycznymi w atmosferze ziemskiej powyżej pierwszej prędkości kosmicznej ?! ... bo z ogólnodostępnych danych wynika raczej, że dopiero prowadzone są prace nad taką bronią (ew. istnieją prototypy i demonstratory o zbliżonych parametrach - np. railgun) i póki co nawet żadne ze światowych mocarstw nie posiada takiej broni na wyposażeniu swoich SZ, natomiast BSP ma prawie każda licząca się armia i to w dużej liczbie (podobnie jak konwencjonalne środki rażenia).

Kazik
niedziela, 1 stycznia 2017, 17:41

Dodatkowo niektóre materiały, np. kompozyty węglowe z natury są bardzo mało podatne na działanie promienia lasera. Wtedy jedyna nadzieja w nagrzaniu ich do takiego stopnia, żeby uszkodzić to co jest pod nimi. No ale to wymaga jeszcze więcej energii i/lub czasu oświetlania.

agen
niedziela, 1 stycznia 2017, 14:33

Cicho i bezszelestnie. To broń przyszłości. Skończy się wojna podjazdowa całą armią z krzykiem na ustach Urrrrraaaaaa. Teraz rozpocznie się wojna komputerowa, Hakerzy będą w cenie. Naukowcy którzy pierwsi zastosują broń w kosmosie będą dzierżyć przewagę. Im wyżej tym lepiej.

Kazik
niedziela, 1 stycznia 2017, 17:45

Naukowców nie blokuje przed umieszczeniem broni w kosmosie brak wiedzy czy technologii, tylko umowy międzynarodowe. A hakerzy są wykorzystywani przez wojsko odkąd zaczęto na świecie używać sprzętu, do którego można się zdalnie włamać. Tak więc żadna nowość.

Pluton
poniedziałek, 2 stycznia 2017, 20:42

Jeżeli dojdzie do dużej wojny konwencjonalnej w Europie to pierwszorzędną rolę odegra artyleria. W ostatnich latach skokowo wzrosła wydajność systemów jej naprowadzania, głównie dzięki dronom. Wobec potęgi rosyjskiej artylerii konieczne jest opracowanie jakiegokolwiek środka aktywnej ochrony przed ostrzałem. Inaczej większość żołnierzy nie zdąży nawet zobaczyć przeciwnika przed śmiercią. Z powodów finansowych nie bardzo wierzę w systemy typu "iron dome". Więc nawet jeśli lasery będą się nadawać przede wszystkim do zwalczania prymitywnych celów lecących po jednolitej trajektorii jak C-RAMM to i tak mogą znacznie zwiększyć przeżywalność wszystkich jednostek lądowych na polu walki. Polska powinna zainteresować się tym tematem jak najszybciej.

Afgan
wtorek, 3 stycznia 2017, 23:44

Jeżeli chodzi o lasery bojowe to nie widzę innych zastosowań dla tej broni, jak zwalczanie nadlatujących pocisków moździerzowych, artyleryjskich czy artylerii rakietowej, ewentualnie powolnych ppk. System taki jak izraelski Iron Beam mógłby się znaleźć na wyposażeniu naszej armii do ochrony kluczowych punktów wrażliwych jak stanowiska dowodzenia. Na jednostkach pływających systemy laserowe mogłyby zastępować działka szybkostrzelne takie jak AK-630 czy Phalanx. Pamiętać jednak należy o szeregu słabych stron broni laserowej, podatności na bardzo prymitywne środki przeciwdziałania i wysokim stopniu skomplikowania tego uzbrojenia. Natomiast działa laserowe "przecinające na pół" samoloty i czołgi to odległe sci-fi, może za 300 albo 500 lat, ale na pewno nie przy obecnej technologii. Tak jak wspomniałem pomiędzy prochem a laserem długo polem bitwy będą władać działa EM, których możliwości są zacznie większe od broni "prochowej" a jednocześnie podatność na czynniki zewnętrzne jest znacznie mniejsza od broni laserowej.

gru
niedziela, 1 stycznia 2017, 14:06

"wartości te będą przykładowo ok. 5 razy mniejsze dla stali i ok. 23 razy mniejsze dla cyny" Robia rakiety z cyny :D

Mariusz
środa, 4 stycznia 2017, 00:58

Cyna jest np. używana do lutowania układów elektronicznych. Wiadomo, że w pociskach choćby głowice naprowadzające zawierają elektronikę. Reszt jest chyba jasna.

gru
niedziela, 1 stycznia 2017, 14:00

"O broni laserowej myślano już ponad 100 lat temu" A ja glupi myslalem ze laser wynaleziono w 1960.

Davien
poniedziałek, 2 stycznia 2017, 10:51

Podstawy lasera opracował juz Einstein w 1917r, a w 1960r to ZBUDOWANO pierwszy laser opierając się na wcześniejszych pracach i doswiadczeniach, więc komentowane przez ciebie twierdzenie jest jak najbardziej poprawne.

odkłamiacz
niedziela, 1 stycznia 2017, 22:54

Aby było jeszcze zabawniej, laser wynaleziono jako ciekawostkę fizyczną - najpierw wynaleziono a potem szukano dla niego zastosowań. Ale dla fanbojów USA ich armia prowadziła pracę nad ich bojowym użyciem na 5 lat przed wynalezieniem... Te same osobniki wierzą, że USA wynalazło żarówkę, samolot, kinematograf, komputer, internet itp.

ggość
poniedziałek, 2 stycznia 2017, 00:17

laser to zabawka rodem z gwiezdnych wojen i tego się politycy właśnie naoglądali! praktycznie to laser przegrywa z nowoczesnymi rakietami: niewykrywalnymi przez radar, o szybkości 7 mach, silnym ładunkiem , wielkim zasięgu .mogące korygować tor lotu, itd. laser strzela w linii prostej i nie nadaje się do zestrzeliwania nadlatujących rakiet! już lepiej pracujmy nad takimi rakietami!

Polanski
wtorek, 3 stycznia 2017, 11:38

Sorry, ale musisz wybrać. Albo niewykrywalny , albo 7 Mach.

WojtekMat
poniedziałek, 2 stycznia 2017, 14:26

Innymi słowy lasery jak na razie nadaja się do zestrzeliwania widocznych celów poruszajacych sie po przewidywalnym torze (ze względu na konieczność utrzymania wiązki na celu przez pewien czas). Nie zastapią zatem tradycyjnej artylerii, rakiet manewrujących czy rakiet samonaprowadzających, Mogą się natomiast okazać nieocenione jako broń przeciwlotnicza (przeciwdronowa)/przeciwrakietowa bliskiego zasięgu o bardzo korzystnym wskaźniku koszt/efekt (pod warunkiem, że cele nie bedą opancerzone).

zLoad
poniedziałek, 2 stycznia 2017, 20:23

Wykrycie przez powloke wiazki na sobie , mikrokomputer automatycznie zmienia trajektorie (zaznaczenie w pamieci bycia namierzonym przez wiazke) i potem juz regularne zmiany i oddalnie sie.

Luke
niedziela, 1 stycznia 2017, 21:36

W Polsce jest mega talent i powinismy investowac w cyber war offense and defense. Jak zarazisz taki laset kodem to nie wyszczeli tak jak to zrobiono w Iranie z STUXNET!

Troll i to wredny
niedziela, 1 stycznia 2017, 17:57

Cały przemysł tego uroczego kraju nie jest w stanie dostarczyć ani jednego przyzwoitego pistoletu na światowym poziomie (albo kilka dekad nie ma nic, albo jest propaganda ,lub zwykły gniot), cała gospodarka nie jest w stanie nasycić liniówki przyzwoitą bronią snajperską np. .408 CheyTac , a my o działach laserowych...

lo
poniedziałek, 2 stycznia 2017, 00:02

Jak pokazało życie lepiej nam wyszło opracowanie błękitnego lasera niż skrzyni biegów do samochodu osobowego. Mamy też informatyków lepszych niż mechaników. Wielu twierdzi, że system bankowy i płatności w Polsce to era kosmiczna z systemem niemieckim. Jak widzisz sprawy nie zawsze podążają tak samo na każdym polu.

ivo
niedziela, 1 stycznia 2017, 19:12

nie produkujemy również rakiet balistycznych, głowic jądrowych, lotniskowców, samolotów niewykrywalnych dla radarów, atomowych łodzi podwodnych, oraz miliona innych rzeczy i co? rozumiem, że twój nick zobowiązuje, ale czasem warto pomyśleć nim coś się napisze, choćby tylko po to, żeby nie być śmiesznym.

Kazik
niedziela, 1 stycznia 2017, 17:54

"25 kW laser wymaga użycia ponad 250 000 diod". Obecnie kilkuwatowe diody laserowe są powszechnie dostępne i wykorzystywane, np. w laserowych wycinarkach CNC małej mocy. Tak więc tyle tych diod nie potrzeba, co nie zmienia faktu, że trudno mówić o miniaturyzacji (każda dioda musi mieć własny system zasilania i chłodzenia) i problemach z sumowaniem mocy.

Afgan
wtorek, 3 stycznia 2017, 22:18

Wspomniano tutaj o poważnej wadzie laserów, czyli podatności lasera na zakłócenia atmosferyczne, czyli para wodna i pył zawieszony w powietrzu, ale też lokalne różnice temperatur i związany z tym efekt soczewki (ten sam co wywołuje miraże w upalny dzień). Użycie lasera nad morzem poważnie utrudnia zawieszony pył wodny. Działanie systemu uzbrojenia laserowego w warunkach burzy piaskowej czy silnej śnieżycy jest praktycznie niemożliwe. Ponadto broń tego typu będzie bardzo podatna na zanieczyszczenia (pyłem, błotem itp.) i ekstremalne temperatury (tundra arktyczna, dżungla tropikalna, czy pustynia). Ci co wieszczą szybkie upowszechnienie takich systemów uzbrojenia zapominają, że pole bitwy to nie jest sterylna sala laboratoryjna, tylko bardziej miejsce przypominające wysypisko śmieci, złomowisko czy krajobraz po trzęsieniu ziemi. Ponadto przed laserami jest bardzo wiele prostych metod obrony, które są tanie i skuteczne. Należy do nich zaliczyć dym, pyły, aerozole, zawiesiny unoszące się w powietrzu. Można stosować wszelakiego rodzaju granaty dymne, dyspersyjne, rozpylające aerozol, pył, miał lub zawiesinę, TAD czyli termiczne aparatury dymotwórcze w które wyposażony jest praktycznie każdy współczesny wóz bojowy i tak dalej. Podczas pierwszej wojny w Zatoce Perskiej dymy z płonących szybów naftowych kilkakrotnie ograniczyły skuteczność bomb naprowadzanych laserem w miejscach objętych pożarami, obecnie m.in. dlatego ISIS też podpala szyby naftowe pod Mosulem. Laser to dobra broń do walki w kosmosie, gdzie nie ma zakłóceń atmosferycznych, a strzał z lasera nie powoduje odrzutu. To coś idealnego do zwalczania pocisków balistycznych i satelitów przeciwnika, ale do "brudnej" wojny na lądzie się według mnie nie nadaje. Zgodzę się przy tym, że możliwości chemicznych materiałów miotających (proch i pochodne) osiągają maksimum możliwości, jednak w wojnie lądowej i morskiej bardziej sensowny wydaje się rozwój broni kinetycznych, wyrzucających pociski przy użyciu zjawiska elektromagnetyzmu lub reakcji elektrotermochemicznych i w tym kierunku bardziej pójdzie rozwój broni przyszłości. Obecnie nie ma żadnego sposobu obrony przed pociskiem kinetycznym z działa EM lecącym z V=Mach7 albo Mach10 a przed laserem możemy się obronić za pomocą zwykłego dymu albo pyłu rozrzuconego wokół celu. Równie dobrze takie działo laserowe można obezwładnić ostrzeliwując przybliżone miejsce jego stacjonowania pociskami dymnymi. Archaiczny system BM-21 Grad jest wstanie postawić zasłonę dymną na obszarze wielu kilometrów kwadratowych, która przy odpowiednich warunkach może się utrzymywać kilkadziesiąt minut i wówczas cała ta kosztowna i skomplikowana zabawka staje się bezużyteczna. Warte przemyślenia..................

Degner
środa, 28 czerwca 2017, 23:08

"Przeprowadzone dotychczas testy pozwoliły na zweryfikowanie działania lasera i zdolności ulepszonego systemu śledzenia, który był w stanie namierzać i śledzić wszystkie cele, mimo niesprzyjających warunków atmosferycznych (ulewne deszcze i burze), a także w nocy, przy słabej widoczności. Sprawdzano także zdolność do obrony przed (symulowanym) zmasowanym atakiem BSP, nadlatujących z różnych kierunków" Ja z artykułu zrozumiałem, że w tej chwili lasery są rozwijane głównie jako broń defensywna, więc bez sensu ten dym.

M.M
niedziela, 1 stycznia 2017, 16:17

Artykuł nie wspomina nić o Polskich badaniach nad bronią wysokoenergetyczną. Badania takie prowadzi się na WITU, są one jednak w całości utajnione. O samym fakcie ich prowadzenia informowała w tym roku Rzeczpospolita.

lolek1223
niedziela, 1 stycznia 2017, 19:33

Niech się lepiej zajmą badaniami nad zwykłą bronią- choćby rakietową , a nie wiecznie teoretyzują , albo niszczą cele na stole w laboratorium !!!

Reklama
Reklama
Reklama
Tweets Defence24
 
Reklama
Reklama