Nei campi di battaglia delle guerre locali nel mondo di oggi, dai soldati ai carri armati di battaglia principali pesantemente corazzati, dai bunker agli obiettivi a raggruppamento, le armi più temute sono tutti tipi di droni e missili da crociera. In particolare, la cosiddetta "prospettiva in prima persona", cioè i micro-droni FPV, con la loro velocità di volo più rapida, le capacità di controllo estremamente flessibili e il costo relativamente basso, può usare tattiche "sciami" per effettuare attacchi di saturazione su vari attacchi di saturazione su vari attacchi di saturazione su vari attacchi di saturazione su vari attacchi di saturazione su vari attacchi di satura obiettivi a loro volta fino a quando il bersaglio non viene completamente distrutto. In questo caso, i tecnici militari e militari di vari paesi stanno sviluppando attivamente nuovi sistemi anti-drone per affrontare le quasi onnipresenti minacce di droni. Tra questi, il sistema anti-drone più promettente ed economico è l'arma laser ad alta energia.
Tecnologia iniziata nella guerra fredda
Dal 1960, quando lo scienziato americano Maiman ha sviluppato con successo il primo laser Ruby al mondo e ottenne il primo raggio laser nella storia umana, i poteri militari del mondo hanno avuto l'idea di applicare questo raggio artificiale con forte direzionalità, buona monocromaticità e coerenza e luminosità estremamente elevata e densità di energia ai militari. Come primo paese al mondo a inventare laser, gli Stati Uniti hanno naturalmente guidato nello sviluppo di armi laser e il suo rivale della Guerra Fredda, l'Unione Sovietica, seguirono da vicino.
Tuttavia, durante il periodo di scontro tra Oriente e Occidente, sia gli Stati Uniti che l'Unione Sovietica si sono concentrati su armi laser ad alta potenza a livello strategico su larga scala per anti-missili e anti-satellite. In particolare, l'amministrazione Reagan degli Stati Uniti ha proposto un piano "Star Wars" estremamente su larga scala, il cui contenuto principale era quello di distribuire armi laser ad alta energia nello spazio, sulla terra e sulle navi da guerra per intercettare vari tipi di mediumi e missili balistici a lungo raggio e intercontinentale dell'Unione Sovietica.
Più tardi, con la fine della guerra fredda, in particolare a causa della crescente maturità della tecnologia missilistica anti-missile, gli Stati Uniti hanno sostanzialmente rinunciato allo sviluppo di armi laser ad alta energia a livello strategico con elevate difficoltà tecniche e costi estremamente elevati, e Passato allo sviluppo di armi laser ad alta energia a livello tattico con dimensioni e peso complessivi molto più piccoli, bassa difficoltà tecnica e costi relativamente economici. Tra questi, la Marina degli Stati Uniti è la più attiva. Insieme agli istituti di ricerca scientifica sotto il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti e le principali imprese militari domestiche, ha lanciato una serie di progetti di ricerca e sviluppo di armi laser ad alta energia tattica con percorsi tecnici, come il sistema di armi laser della Marina (leggi), Il dimostratore laser marino (MLD) e il sistema laser tattico (TLS).
All'inizio del 21 ° secolo, questi progetti tattici di ricerca e sviluppo di armi laser ad alta energia sono entrati nella fase di test della macchina effettiva uno dopo l'altro. Ad esempio, l'arma laser leggi sviluppata da Raytheon Company degli Stati Uniti è combinata con il sistema di difesa stretto "Phalanx" e montata su un lato della pistola gatling da 20 mm da 20 mm di 6-. La potenza di uscita massima è di 33 kilowatt. Ha abbattuto con successo i droni molte volte in più test del mare dal 2008 al 2010. In particolare, nel test nel maggio 2010, le leggi hanno rapidamente abbattuto 7 piccoli droni a una distanza di 3 chilometri in un tempo molto breve, dimostrando completamente l'enorme enorme potenziale delle armi laser in anti-drone.
Può gestire efficacemente i droni
Dal punto di vista del principio di lavoro, le forme di danno delle armi laser ai droni sono principalmente divise in effetto di ablazione termica, effetto di danno alle onde d'urto e effetto di danno alle radiazioni. Tra questi, il mezzo distruttivo più importante delle armi laser è l'effetto di ablazione termica. Quando il raggio laser agisce sul drone, gli elettroni all'interno del suo materiale cutaneo ottengono energia laser, che quindi produce violente collisioni e si converte in energia termica. Poiché la temperatura dell'area di irradiazione laser aumenta rapidamente, quando la temperatura è maggiore del punto di fusione, il materiale della pelle drone verrà fuso o addirittura vaporizzato.
In generale, al fine di ridurre il peso della fusoliera il più possibile, i droni micro e piccoli e di medie dimensioni utilizzano principalmente materiali compositi non metallici per produrre le pelli. I materiali relativamente economici includono fibre di vetro, resina epossidica, PE/PP (polietilene/polipropilene), ecc. E alcuni di fascia alta useranno fibre di carbonio, fibra aramidica, ecc. Questi materiali compositi hanno una buona resistenza, peso leggero e corrosione resistenza. La produzione di pelli di droni può meglio tenere conto delle esigenze delle prestazioni del volo, della riduzione del peso e della forza sufficiente. I droni di grande e medie dimensioni più grandi di solito usano i materiali in lega di alluminio ad alte prestazioni come pelli, che sono sostanzialmente gli stessi dei materiali della pelle solitamente utilizzati negli aerei con equipaggio.
I punti di fusione di questi materiali della pelle sono diversi. Il punto di fusione dei materiali in fibra di carbonio è di circa 300 gradi, mentre il punto di fusione dei materiali in lega di alluminio può generalmente raggiungere circa 600 gradi. Tuttavia, per i raggi laser con temperature che raggiungono migliaia o addirittura decine di migliaia di gradi Celsius, solo millisecondi di tempo di esposizione sono sufficienti per sciogliere e vaporizzare la pelle di vari droni. Mentre la pelle si scioglie e vaporizza, il raggio laser continuerà a irradiarsi la struttura interna e le attrezzature del drone, causando ulteriori danni e distruzione in base a diverse situazioni. Ad esempio, quando il raggio laser irradia il sistema di controllo dei droni, brucerà i suoi circuiti interni e i chip, facendola perdere completamente la sua capacità di controllo automatico e il crash; Quando irradia la testata di alcuni droni suicidi, può far esplodere la carica interna e far esplodere completamente il drone; Anche se irradia il pacco batteria o il serbatoio del carburante del drone, può causare fuoco.
Inoltre, l'effetto del danno alle onde d'urto e l'effetto di danno da radiazioni generati dai raggi laser ad alta energia possono causare grandi danni ai droni. Ad esempio, l'effetto del danno alle onde d'urto si riferisce principalmente al getto ad alta velocità del plasma formato dopo che il materiale della pelle o della struttura del corpo è fuso e vaporizzato. L'enorme forza di impatto generata danneggerà ulteriormente la struttura interna del drone, causando la rottura della fusoliera e delle ali e persino disintegrarsi nell'aria. L'effetto del danno da radiazione significa che quando il plasma viene espulso e colpito, rilascerà anche i raggi X, formando così un effetto di danno simile agli impulsi elettromagnetici, che farà fallire il chip del sistema di controllo del drone.
In effetti, anche alcune armi laser con potenza inferiore, i cui raggi laser non sono sufficienti per danneggiare la pelle dei droni, possono anche raggiungere lo scopo di far perdere l'efficacia al combattimento del drone irradiando la parte più vulnerabile del drone, il sensore fotoelettrico. I test mostrano che quando il raggio laser irradia la finestra ottica del sensore fotoelettrico del drone, il raggio si concentra direttamente sul chip del sensore di immagine come CCD (dispositivo accoppiato di carica, sensore di immagine) o CMOS (sensore) attraverso la lente. Quando la temperatura superficiale causata dall'irradiazione del raggio raggiunge di circa 200 gradi, può causare danni permanenti al chip del sensore di immagine e renderlo completamente inefficace.
Dopo che la Marina degli Stati Uniti ha dimostrato che le armi laser ad alta energia possono affrontare effettivamente i droni, altri servizi militari statunitensi e ancora più paesi hanno iniziato a sviluppare tali nuove armi. Ad esempio, l'esercito americano deve anche affrontare minacce di droni e missili da crociera, quindi ha sviluppato un sistema di difesa aerea a corto raggio mobile (M-S-S-Shorad) diretto a energia mobile a corto raggio in base allo Stryker ha ruotato il telaio per veicoli corazzati 8 × 8, con una potenza di uscita massima di uscita di 50 chilowatt. Inoltre, il Regno Unito ha sviluppato un "Fire Dragon Fire" con codice laser tattico, con una potenza di uscita massima di 50 kilowatt, che può essere equipaggiata su navi o installata su vari veicoli a ruote o tracciate.
Per far fronte a razzi, conchiglie e droni di mortaio lanciati da Hamas e Hezbollah in Libano, Israele ha sviluppato un'arma laser tattica chiamata "Iron Beam", che collabora con il sistema di difesa aerea "Iron Dome" che utilizza missili per l'intercettazione. Poiché Israele ha requisiti operativi più elevati per il "raggio di ferro" e deve essere in grado di intercettare gli obiettivi di munizioni, la sua potenza di uscita massima è stata aumentata a 100 kilowatt. Nel maggio 2023, l'arma laser tattica "Iron Beam" ha intercettato più razzi lanciati da Hamas in combattimento reale per la prima volta.
Tuttavia, in termini di intercettazione di droni, il primo record di combattimento reale è stato raggiunto dall'arma laser tattica "Silent Hunter" equipaggiata dall'esercito saudita. Nel 2022, l'Arabia Saudita tenne la prima mostra di difesa internazionale e annunciò per la prima volta che la sua ultima arma laser tattica "Hunter" aveva abbattuto 13 droni suicidi lanciati dalle forze armate Houthi in combattimento reale e mostrava il relitto dei droni Ciò ha preso fuoco e bruciato. La potenza di uscita massima di questo tipo di arma laser tattica è di 30 kilowatt e l'intervallo di uccisione massimo è 4, 000 metri. L'irradiazione continua a una distanza di 1, 000 metri è sufficiente per bruciare attraverso una piastra in acciaio spesso 5 mm. Considerando che i droni suicidi prodotti e utilizzati dalle forze armate Houthi sono più grezzi nel design, le loro pelli possono usare solo i materiali PE/PP di fascia bassa o in fibra di vetro, e si può quasi quasi dire che l'arma laser tattica "Silent Hunter" si può quasi dire Facile da affrontare con tali droni.
Direzione di sviluppo futura
Dal punto di vista dello sviluppo futuro, ci sono due direzioni per le armi laser tattiche utilizzate per intercettare i droni:
Uno è combinare con altre armi, come cannoni automatici di piccolo calibro, mitragliatrici, missili di difesa aerea, ecc., Per formare un sistema di uccisione anti-drone completo.
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.
In secondo luogo, le armi laser tattiche anti-UAV sono ulteriormente miniaturizzate o addirittura miniaturizzate. Allo stato attuale, le due armi laser tattiche, la M-Shorad degli Stati Uniti e il "Dragon Fire" britannico, possono essere installati sul telaio di veicoli blindati a ruote, che è davvero un enorme miglioramento. Se le armi laser tattiche possono ridurre ulteriormente il peso e il volume, possono essere popolari su veicoli più piccoli e di medie dimensioni, combinati con stazioni di armi remote e proteggere più fanteria. Facendo un passo avanti, se i singoli soldati potessero essere equipaggiati con pistole laser anti-drone che avevano le dimensioni e il peso dei fucili automatici, la sicurezza della fanteria potrebbe essere portata al livello successivo.
