Der gebräuchlichste Weg, ein System zu neutralisieren oder zu zerstören, besteht darin, genügend Energie darauf zu konzentrieren … Und dies kann auf verschiedene Weise geschehen. Bisher war im militärischen Bereich der physikalische Aufprall eines Projektils am häufigsten, dessen Energie und mechanische Eigenschaften dafür sorgten, dass ausreichend Schaden zugefügt wurde, um das Ziel zu zerstören oder handlungsunfähig zu machen oder seine Kampffähigkeiten erheblich zu reduzieren
Einer der Nachteile dieses Ansatzes besteht darin, dass zum Treffen eines sich bewegenden Ziels die erforderliche Bleimenge geschätzt werden muss, um das Projektil mit dem Ziel zu treffen, da vom Moment des Schusses bis zum Ziel eine gewisse Zeit vergeht Schlagen, abhängig von der Anfangsgeschwindigkeit und Entfernung. Aber eine Waffe zu haben, die tatsächlich keine Flugzeit hat, ist der Traum eines jeden Soldaten.
Diese Waffe existiert jedoch bereits und ihr Name ist LASER (kurz für Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) - eine Methode zur Konzentration von Energie auf ein Ziel aufgrund eines Lichtstrahls, der mit "Lichtgeschwindigkeit" eine Entfernung zu diesem zurücklegt ". Somit ist das Problem der Antizipation in diesem Fall zunächst nicht mehr vorhanden.
Da es kein perfektes System gibt, müssen mehrere Probleme angegangen werden, um den "Laser" als Waffe zu verwenden. Die auf dem Ziel zurückgehaltene Energiemenge ist proportional zur Leistung der Laserstrahlung und der Zeit, die der Strahl auf dem Ziel verbleibt. Somit wird die Zielverfolgung zum Hauptproblem. Auch die Leistung des Systems bringt seine eigenen Probleme mit sich, die direkt mit der Größe und dem Stromverbrauch zusammenhängen, da das Militär in der Regel mobile Systeme benötigt, dh diese "Laserinstallationen" müssen in die Plattform integriert werden. Extrem leistungsstarke Laserwaffen mit geringem Stromverbrauch und begrenzter Größe bleiben zumindest vorerst ein Traum.
Gleichzeitig wurde vor einigen Jahren in Japan das Experiment LFEX (Laser for Fast Ignition Experiment) durchgeführt. Ein Strahl mit einer Leistung von zwei Petawatt, also einer Billiarde (1015) Watt, ein ultrakurzer Zeitraum wurde aktiviert, eine Pikosekunde (1012 Sekunden). Laut japanischen Wissenschaftlern entsprach die für diese Aktivierung erforderliche Energie der Energie, die erforderlich war, um die Mikrowelle zwei Sekunden lang zu betreiben. An dieser Stelle wäre es gut, „Heureka!“zu rufen, da alle Probleme gelöst zu sein scheinen. Aber es war nicht da, das Ärgernis schlich sich hier von der Seite der Größe ein, denn um eine Leistung von 2 Petawatt zu erreichen, benötigt das LFEX-System ein 100 Meter langes Gehäuse. Daher versuchen zahlreiche Lasersystemhersteller, die Leistungs-Energie-Größen-Gleichung auf unterschiedliche Weise zu lösen. Infolgedessen entstehen immer mehr Waffensysteme, während der psychologische Widerstand gegen diese neue Kategorie militärischer Waffen abzunehmen scheint.
Deutschland bei der Arbeit
In Europa arbeiten zwei Hauptgruppen, angeführt von Rheinmetall und MBDA, an hochenergetischen HEL-Lasern (High Energy Laser), die sie als defensive und offensive Waffen betrachten. Im Herbst 2013 führte das deutsche Team auf dem Schweizer Testgelände Ochsenboden eine umfangreiche Demonstration durch, bei der Hochenergielaser auf verschiedenen Plattformen installiert wurden. Auf dem Schützenpanzer M113 wurde das Mobile HEL Effector Track V Klasse 5 kW installiert, auf dem Universalpanzer GTK Boxer 8x8 das Mobile HEL Effector Wheel XX Klasse 20 kW und schließlich der Mobile HEL Effector Container L Klasse 50 kW in der verstärkter Drehtainer-Container auf dem Chassis des Tatra 8x8 LKW.
Besonders hervorzuheben ist der stationäre 30-kW-Laserwaffendemonstrator, der auf dem Skyshield-Geschützturm installiert ist und die Fähigkeit gezeigt hat, mehrere Angriffe von RAM-Objekten (ungelenkte Raketen, Artillerie- und Mörsergranaten) und Drohnen abzuwehren. Die mit Rädern versehene Plattform hat ihre Fähigkeit bewiesen, UAVs in einer Entfernung von bis zu 1500 Metern zu neutralisieren, und wurde auch verwendet, um eine Patrone in einem Patronengurt zum "technischen" Blockieren eines großkalibrigen Maschinengewehrs zur Detonation zu bringen. Wenn wir über das verfolgte System sprechen, dann wurde es verwendet, um IEDs zu neutralisieren und Hindernisse zu beseitigen, beispielsweise brennenden Stacheldraht aus großer Entfernung. Ein leistungsstärkeres System in einem Container wurde verwendet, um den Betrieb optoelektronischer Systeme in einer Entfernung von bis zu 2 km zu stören.
Gleichzeitig konnte die stationäre Turminstallation eine 82-mm-Mörsergranate in einer Entfernung von einem Kilometer ausbrennen und den Strahl 4 Sekunden lang auf dem Ziel halten. Darüber hinaus traf die Installation 90 % der Stahlkugeln mit Sprengstoff, der 82-mm-Mörsergeschosse imitierte, die nacheinander abgefeuert wurden. Außerdem übernahm die Installation eine Eskorte und zerstörte drei Jet-UAVs. Rheinmetall entwickelte gerichtete Energiesysteme weiter und präsentierte auf der IDEX 2017 mehrere neue Systeme und Geräte. Laut Experten von Rheinmetall ist in den letzten fünf Jahren eine erhebliche Anzahl von Laserwaffensystemen auf den Markt gekommen. Abhängig von der Plattform ähnelt die Testmethodik der militärischen Spezifikation stark der für Optokopplersysteme. „In Bezug auf Bodensysteme glauben wir, dass wir uns im Stadium von TRL 5-6 (Technologie-Demonstrationsmuster) befinden“, stellten die Experten fest und betonten, dass weitere Anstrengungen auf Gewicht, Größe und Energieverbrauchsmerkmale gerichtet werden sollten, und zwar auf die größten Die Arbeit bezieht sich auf Sicherheitssysteme. Die Situation ändert sich jedoch recht schnell und „in den letzten acht Jahren haben wir getan, was im Bereich Gewehre in den letzten 600 Jahren getan wurde“, glaubt das Unternehmen. Neben Landanwendungen arbeitet Rheinmetall auch an Marinesystemen. 2015 wurden Laserwaffen an Bord eines außer Dienst gestellten Schiffes getestet; dies sind die ersten Tests eines Lasers in Europa im Rahmen von Ship-to-Shore-Missionen.
Rheinmetall integriert in seinem Konzept „Below Patriot“(„Below the Patriot Complex“, eine Lösung zur Neutralisierung militärischer Mittel, die durch größere Luftverteidigungssysteme auf Basis von Raketensystemen nicht aufzuhalten sind), neben Raketen und Geschützen auch einen installierten Laser im Skyshield-Turm. Dieser anpassbare 30-kW-Laser dient der Abwehr von UAVs und ist besonders effektiv gegen massive Angriffe. Es wird angenommen, dass ein 20-kW-Strahl für den Einsatz in solchen Flugzeugen ausreichend ist, insbesondere bei leichten, die im Rahmen des "Below Patriot"-Konzepts die größte Bedrohung darstellen können. Der Schmelzprozess erfolgt aus der Ferne, während die elektronischen Schaltkreise der Drohne deaktiviert werden oder es zu katastrophalen Schäden am Material kommt. Die geforderte Genauigkeit beträgt 3 cm in einem Kilometer Entfernung, was laut Rheinmetall erreichbar ist; es prognostiziert die Einführung einer Installation der Klasse 1 innerhalb von zwei bis drei Jahren.
Auf der neuen stabilisierten Schiffsgeschützhalterung Sea Snake-27 wurde eine 10-kW-Laserhalterung installiert. Rheinmetall hat eine praktische Anwendung für einen solchen Laser vorgeschlagen - das Durchschneiden von Radarmasten oder feindlichen Funkantennen - so etwas wie das Laseräquivalent eines Warnschusses aus einer Kanone. Ein ähnlicher Laser wurde auch an einem Prototyp eines ultraleichten, komplett aus Kohlefaser gefertigten ferngesteuerten Turms präsentiert, der mit Aktuatoren und Optronik nur 80 kg wiegt und eine Tragfähigkeit von 150 kg hat. Zu guter Letzt wurde das kleinste Lasersystem dieser Show mit 3 kW Leistung in einer ferngesteuerten Waffenstation am Turm eines modernisierten Leopard 2 Panzers (IED) präsentiert. Aktuell wartet der Markt laut Rheinmetall auf Lasersysteme der Klasse 1. Maximale Leistung ist hier kein Problem, weitere Systeme lassen sich modular kombinieren, zum Beispiel können zwei 50-kW- oder drei 30-kW-Strahler installiert werden, um höhere Leistungen zu erreichen … …
Zudem arbeitet das Unternehmen an Technologien, die Witterungseinflüsse auf den Balken teilweise kompensieren können. Für die Aufgaben zur Bekämpfung von Flugkörpern, Artilleriegeschossen und Mörsergeschossen sowie zur Blendung optoelektronischer Systeme auf große Entfernungen kommt eine hohe Leistung von etwa 100 kW in Betracht. Für die zweite Aufgabe wird angenommen, dass eine einstellbare Leistungsabgabe wünschenswert ist, wodurch Energie für wiederholtes „Schießen“gespart wird. Rheinmetall arbeitet eng mit der Bundeswehr an einem Programm zur Entwicklung einer neuen Hochenergie-Laseranlage.
Großbritannien versucht es auch
Im Januar 2017 gab das britische Verteidigungsministerium bekannt, dass es mit einem eigens gegründeten Industriekonzern namens Dragonfire eine Vereinbarung zur Entwicklung einer Demonstrations-Laserwaffe unterzeichnet hat. Die von MBDA geführte Dragonfire-Gruppe wurde aus der Erkenntnis heraus gegründet, dass kein Unternehmen das Programm des Defense Science and Technology Laboratory (DSTL) unabhängig durchführen kann. Somit vereint diese Lösung die Best Practices der britischen Industrie: MBDA wird seine Expertise in den Bereichen Hauptwaffensystem, fortschrittliches Waffenkontrollsystem, Bildgebungssysteme einbringen und seine Bemühungen mit QinetiQ (Laserquellenforschung und Technologiedemonstration), Selex / Leonardo koordinieren (moderne Optik, Zielbestimmungs- und Zielverfolgungssysteme), GKN (innovative Energiespeichertechnologien), BAE Systems und Marshall Land Systems (Integration von See- und Landplattformen) und Arke (Wartung über die gesamte Lebensdauer). Für 2019 geplante Demonstrationstests werden zeigen, dass Laserwaffen in der Lage sind, typische Ziele aus der Ferne sowohl an Land als auch auf See zu bekämpfen.
Der Auftrag im Wert von 35 Millionen Euro wird es diesem Industriekonzern ermöglichen, verschiedene Technologien einzusetzen und die Fähigkeiten des Systems zu testen, Ziele in unterschiedlichen Entfernungen, bei wechselnden Wetterbedingungen, zu Wasser und an Land zu erkennen, zu verfolgen und zu neutralisieren. Ziel ist es, Großbritannien mit bedeutenden Fähigkeiten bei Hochenergie-Laserwaffensystemen auszustatten. Dies wird die Grundlage für den operativen Vorteil der Technologie sowie den freien Export solcher Systeme zur Unterstützung des in der britischen Defence and Security Strategic Review 2015 beschriebenen Prosperity-Programms für 2019 mit der Niederlage typischer Ziele an Land legen und auf See. Zu den Demonstrationen gehören die anfängliche Planung eines Kampfeinsatzes und die Zielerkennung, die Übertragung eines Laserstrahls an ein Steuergerät, dessen Führung und Verfolgung, eine Bewertung des Ausmaßes des Kampfschadens sowie eine Demonstration der Möglichkeit, zum nächsten zu wechseln Kreislauf. Das Projekt wird nicht nur bei der Entscheidung über die Zukunft des Programms helfen, sondern DSTL auch helfen, einen Inbetriebnahmeplan zu erstellen, der bei erfolgreicher Prüfung etwa Mitte der 2020er Jahre geplant wird. Neben dem Dragonfire-Programm führt das britische DSTL-Labor ein zusätzliches Programm durch, um den Einfluss von Laserwaffen auf wahrscheinliche Ziele verschiedener Art zu testen; Die ersten Tests wurden an einer 82-mm-Mörsergranate durchgeführt.
Deutschland wieder
Der europäische Raketenhersteller MBDA arbeitet bei Laserwaffen aktiv mit der Bundesregierung und dem Militär zusammen. Beginnend mit einer Demonstration der Prototyp-Technologie im Jahr 2010 entwickelte sie einen einzigen 5-kW-Träger und verband dann die beiden mechanisch, um einen 10-kW-Träger zu produzieren. Im Jahr 2012 wurde eine neue Laboranlage mit vier 10-kW-Lasern ausgestattet, um Experimente zum Abfangen von Raketen, Artilleriegeschossen und Mörsermunition durchzuführen. Tests wurden Ende 2012 durchgeführt, Ingenieure versuchten, diese Installation in einer Testreihe in den Alpen in mehrere Container zu integrieren, aber es war definitiv schwierig, dieses System als mobil zu bezeichnen. Der nächste Schritt war daher die Entwicklung eines Prototyps, der einfach im Feld eingesetzt werden kann. In den Jahren 2014-2016 haben Wissenschaftler und Ingenieure auf dem Testgelände Schrobenhausen hart daran gearbeitet, was im Oktober letzten Jahres zu den ersten Experimenten mit dem neuen System führte.
Die Tests wurden auf dem Trainingsstützpunkt Putlos in der Ostsee durchgeführt und zielten vor allem darauf ab, das Leit- und Strahlkorrektursystem mit simulierten Trefferzielen in verschiedenen Entfernungen zu testen; dazu wurde ein Quadcopter als Luftziel verwendet. Die Wahl dieses Testgeländes war vor allem mit Sicherheitsüberlegungen verbunden sowie mit der Tatsache, dass die Flotten derzeit am aktivsten an der Entwicklung von Laserwaffeninstallationen beteiligt sind. Die neue Demo wurde in einem 20-Fuß-ISO-Container installiert; Grund dafür ist die Kostenreduktion, da hier im Gegensatz zur Installation des Systems auf einer militärischen Plattform nicht viel Integrationsarbeit erforderlich war. In diesem Fall nimmt das Lasersystem nicht das gesamte Volumen innerhalb des Behälters ein. Eine weitere kostensparende Maßnahme war die Entscheidung, die Stromversorgung nicht in die Pilotanlage selbst zu integrieren, obwohl dies aufgrund des vorhandenen Überschussvolumens im Bedarfsfall möglich wäre. Das zusätzliche Volumen könnte auch ermöglichen, dass ein Mechanismus hinzugefügt wird, um die Oberseite der Laserführungsvorrichtung in das Innere des Versandbehälters abzusenken. Alle diese Lösungen können in das bereits in Betrieb genommene System implementiert werden. MBDA Deutschland wartet derzeit auf die nächste Testphase, in der das gesamte System einschließlich der Erzeugung eines leistungsstarken Laserstrahls getestet wird. Dies soll Ende 2017/Anfang 2018 geschehen.
Die neue Demonstrationseinheit basiert auf einem Strahlerzeugungssystem und einer Führungsvorrichtung, die beiden Geräte sind mechanisch voneinander getrennt. Die Stromquelle ist ein 10 kW-Faserlaser, der zusammen mit allen Geräten, Computern und Wärmeabfuhrsystemen usw. in den Container eingebaut ist. Der Laserstrahl wird durch eine Faseroptik in eine Führungsvorrichtung projiziert. Dabei wurden die bereits von MBDA gesammelten Erfahrungen genutzt. Einige Teile wurden jedoch speziell für dieses Lasersystem entwickelt, wodurch Genauigkeit, Winkelgeschwindigkeit und Beschleunigung im Vergleich zu Standardsystemen deutlich verbessert werden. Die Trennung der beiden Elemente ermöglicht auch eine kontinuierliche Azimutabdeckung von 360°, während Elevationswinkel von +90 ° bis -90 ° reichen und somit einen Sektor von mehr als 180 ° abdecken. Um die Strahlausrichtungseinheit zu optimieren, ist auch eine Teleskopoptik darin integriert. Beschleunigung und Gierrate sind entscheidend, wenn es um sehr manövrierfähige Ziele wie Mikro- und Mini-UAVs geht und wenn es darum geht, massive Angriffe abzuwehren. Ein weiterer Schlüsselfaktor ist die Kraft, denn je höher die Kraft, desto weniger Zeit braucht es, um das Ziel zu zerstören / zu neutralisieren. Dabei haben die Entwickler versucht sicherzustellen, dass der neue Versuchsaufbau verschiedene Laserquellen aufnehmen kann, die in Kombination die Ausgangsleistung erhöhen können. Darüber hinaus ermöglicht die Entkopplung von Lasergenerator und Führungseinrichtung zukünftig die Aufnahme neuartiger Lasergeneratoren mit einer höheren Energiedichte, die es ermöglicht, mehr Leistung in ein kleineres Modul zu packen. MBDA Deutschland beobachtet die Entwicklung der Energieversorgung aufmerksam, da die Strahlqualität weiterhin ein Schlüsselfaktor ist. Wie beim vorherigen Laboraufbau wurden nur Spiegel verwendet, die problemlos mehr Leistung verarbeiten können als Linsen, letztere wurden aus thermischen Gründen aus dem System entfernt. Die Führungsvorrichtung kann somit einer Leistung von mehr als 50 kW standhalten. Obwohl die theoretische Grenze von 120-150 kW durchaus realistisch erscheint.
MBDA Deutschland ist der Meinung, dass das Anti-UAV-System eine Ausgangsleistung von 20 bis 50 kW haben sollte; Die gleiche Energiemenge wird für die Bekämpfung von Schnellbooten, dem bevorzugten Ziel der Flotte, benötigt. Um Drohnen mit einem Abfluggewicht von weniger als 50 kg bewältigen zu können, hat das Unternehmen stark in Ortungstechnik investiert. Was das Abfangen von Flugkörpern, Artilleriegeschossen und Mörsermunition betrifft, das ursprünglich als eine der Hauptaufgaben von Laseranlagen galt, stellten die Kunden fest, dass die Entwicklung solcher Systeme auf Laserbasis derzeit noch eher problematisch ist. Infolgedessen haben sich die Prioritäten der meisten Militärs geändert. Das neue Testsystem befindet sich auf dem TRL-5 (Technology Demonstrator) Readiness Level – „Technologie hat sich in der richtigen Umgebung bewährt“. Um einen vollwertigen Prototyp zu erhalten, muss das System in Richtung Anpassungsfähigkeit an den Betrieb unter widrigen Bedingungen verfeinert werden, während einige kommerzielle Standardkomponenten für militärische Aufgaben qualifiziert werden müssen.
MBDA Deutschland entwickelt derzeit ein Programm für die nächste Testreihe, die Ende dieses oder Anfang nächsten Jahres abgeschlossen werden soll; Diese Arbeiten erfolgen in engem Kontakt mit der Bundeswehr, die dieses Programm teilweise finanziert. Es ist Zeit für einen konkreten Vertrag, um ein lauffähiges, chargenfähiges System zu entwickeln, das nicht nur Fördermittel bereitstellt, sondern auch klare Anforderungen definiert. MBDA Deutschland geht davon aus, dass das System nach Erhalt eines solchen Vertrags Anfang der 2020er Jahre fertig sein wird.
Außerhalb Europas
In den USA wurden viele Lasersysteme entwickelt. 2014 wurde das auf der im Persischen Golf stationierten USS Ponce installierte Lasersystem getestet. Das von Kratos entwickelte 33 kW Lasersystem LaWS (Laser Weapon System) feuerte erfolgreich auf kleine Boote und Drohnen. Lockheed Martin entwickelte im gleichen Zeitraum sein ADAM-System (Area Defense Anti-Munitions). Dieser Prototyp einer Laserwaffe wurde entwickelt, um mit selbstgebauten Raketen, Drohnen und Booten aus nächster Nähe zu kämpfen. Er demonstrierte seine Fähigkeit, Ziele auf Entfernungen von mehr als 5 km zu verfolgen und sie auf Entfernungen von bis zu 2 km zu zerstören. Ende 2015 stellte Lockheed seine neue Athena 30 kW-Einheit auf Basis der ADAM-Technologie vor. Über russische Laserwaffenprogramme ist wenig bekannt. Im Januar 2017 gab der stellvertretende Verteidigungsminister Yuri Borisov bekannt, dass das Land an der Entwicklung von Laser- und anderen High-Tech-Waffen beteiligt ist und dass russische Wissenschaftler einen bedeutenden Durchbruch auf dem Gebiet der Lasertechnologie erzielt haben. Und keine weiteren Details…
