Боевой лазер ВМС США (LaWS)

[totalitat.livejournal.com]

"Впервые в мире осуществлено оперативное развертывание оружия направленной энергии",- без излишней скромности заявил 15 января контр-адмирал Мэтью Кландер (Matthew Klunder), возглавляющий управление НИОКР ВМС, комментируя планы установки боевой лазерной системы LaWS на десантном корабле-плавбазе USS Ponce. Обсуждение этих планов прошло в рамках ежегодного симпозиума Ассоциации надводных сил флота в Арлингтоне (штат Вирджиния).



Было указано, что в данный момент в Центре надводных боевых действий ВМС в Далгрене происходит сборка очередного варианта системы LaWS. В феврале и марте будут проведены последние наземные испытания данной системы перед её установкой на USS Ponce (LPD-15). Этот корабль типа AFSB(I) (Afloat Forward Staging Base (Interim), постоянно находится в Персидском заливе в составе 5-го флота ВМС США и является представительством Пентагона в данном регионе. Фактически LaWS пройдет флотские испытания в Персидском заливе, первой из подобных систем оружия. По крайней мере, ещё год она будет находиться на борту корабля, после чего должно последовать решение о внедрении LaWS на других кораблях.



Лазерная система LaWS (Laser Weapon System), также обозначается как AN/SEQ-3 (XN-1), является демонстратором технологий и перспективы лазерного оружия в интересах ВМС США. Она создаётся по заказу командования морских систем ВМС США NAVSEA (Naval Sea Systems Command) с 2007 года компанией Raytheon (есть еще данные об участии Kratos Defense & Security Solutions). Курирует программу капитан Дэвид Киэл (David Kiel)

Испытания различных вариантов LaWS проходили с 2009 года. Летом и осенью 2012 года систему установили на эсминец Dewey (DDG-105) типа Arleigh Burke. Данный образец устанавливался под сдвижным защитным куполом на взлётно-посадочной площадке корабля.



Была сбита минимум одна цель-БПЛА.



Перспективная система лазерного оружия построена на основе волоконного твердотельного лазера SSL (Solid State Laser). Основой для его создания послужил успех учёных из Государственного Электронно-оптического центра Пенсильвании (Pennsylvania State Electronic-Optic Center) в 2004-2005 гг., а также Научно-исследовательской лаборатории ВМС (Naval Research Laboratory) в 2006 году, которые в ходе несложных экспериментов доказали техническую возможность создания лазера военного назначения достаточной мощности на основе коммерческих лазеров. Результат экспериментов показал, что несколько таких лазеров возможно объединить в установку на одной платформе.



Таким образом, создание нового боевого лазера значительно удешевлялось, так как в нём применялась технология COTS (Commercial Off The Shelf) - готовая к использованию аппаратура коммерческого применения в военных целях. SSL могут быть использованы в оборонных и аэрокосмических отраслях, в том числе в ряде приложений для дальнометрии и целеуказания.



Прототип установки соединяет световые лучи от шести коммерческих лазеров SSL. Данное устройство строится на основе сборки лазерных диодов высокой плотности. Наиболее распространенными видами использования таких сборок являются освещение и накачка твердотельных лазеров. Здесь излучение диодных лазеров идет на возбуждения лазерного кристалла для генерации света.

Во многих SSL приложениях для работы со сборками лазерных диодов используется импульсный режим - квази-непрерывные волны (QCW). В этом режиме диодные сборки запитываются импульсным током с длительностью импульса порядка времени жизни верхнего состояние усилительной среды лазера. Например, для неодимовых (Nd:YAG) лазеров, как правило, накачка диодов производится импульсом шириной порядка 200 микросекунд.



Такой  режим накачки является условием эффективной конструкции лазера, так как большая часть излучения накачки, которая поглощается в лазерном кристалле, может быть извлечена из системы.

Шесть сочлененных коммерческих лазеров, по 5,5 кВт каждый, создают общую мощность в 33 кВт (на схемах перспективный образец мощностью 100 кВт). Как отмечается в отчете Исследовательской службы конгресса США, лучи не связываются в один пучок, а остаются раздельными, но близко расположенными друг к другу. С помощью директорного дальномерного луча они сходятся в одну фокусную точку, расположенную на конкретной части конструкции цели (на видео показано как луч направляется на хвостовое оперение БПЛА-цели).



Такой принцип значительно упрощает устройство боевого лазера. В случае когерентного объединения лучей потребовалась бы система с более сложным устройством оптики и электронных систем управления.

LaWS , как и многие другие SSL  лазеры, излучает свет с длиной волны 1,064 мкм, что близко к прозрачности атмосферы но не равно её значению (около 1,045 мкм).

Как утверждают, КПД LaWS - 25%, а это означает, что примерно 400 кВт мощности судна будет достаточно для возможности реальной работы перспективной системы. Из них 100 кВт будет расходоваться на создание  лазерного света, а остальные 300 кВт на охлаждение. На испытаниях системы использовался коммерческий генератор Caterpillar, установленный рядом на ВПП эсминца.



ВМС США выпустило ролик, из которого следует, что лазерная установка работает в нескольких режимах:
1. Искусственное повышение температуры цели - "подогрев", для улучшения условий прицеливания оружия с инфракрасной системой наведения.
2. Противодействие оптико-электронным приборам противника, необратимые разрушения оптических приемных устройств.
3. Уничтожение техники противника мощным световым излучением.

Потенциальными целями лазерной пушки LaWS могут служить БПЛА лёгкие катера и лодки. На основе предложенной концепции в перспективе американские военные рассчитывают создать лазер мощностью в несколько сотен киловатт, который, кроме уже указанных целей, будет способен уничтожить НУРС, артиллерийские снарядам и минам, пилотируемые самолеты и некоторым типы управляемых ракет.

С 2006 года вооруженные силы Ирана беспокоят ВМС США в Персидском заливе. Тогда над авианосцем USS Ronald Reagan (CVN-76) впервые пролетел разведывательный БПЛА серии «Абабиль». Как считают представители американского флота, они способны не только передавать информацию, но и наводить противокорабельные ракеты.


В данной статье описана конструкция и история создания последнего прототипа боевого лазера LaWS, который наиболее приближен к окончательному варианту. Во всю линейку данного вида оружия входят следующие опытные образцы:
1. MLD – испытан в июне 2009 года на сухопутном полигоне
2. LaWS на базе ЗАК Mk 15 Phalanx CIWS - испытан в мае 2010 года
3. LaWS Prototype – испытан летом и осенью 2012 года на эсминце Dewey

О них расскажу позже

1.


2.


3.


4.

Comments

[shurikk77.livejournal.com]

Чё-та, кажется, что основное назначение системы - именно вражью оптику портить а не Звезду смерти изображать.

[asharky.livejournal.com]

Попил колоссальный и всё. При том, что даже для сбития БПЛА в туман или дождливую погоду, а равно в запылённой атмосфере (Африка, арабы и проч. места) всё равно ракеты он не заменит.

Умеют пилить в Пентагоне - это не отнять.

http://gosh100.livejournal.com/31709.html - тут не плохой разбор ситуации.

[birgimhash.livejournal.com]

гугль перевод жжот

[dn2010.livejournal.com]

У нас, судя по airbase.ru, первый боевой лазер на бронекатере уже списать успели. Он на одном из амурских шмелей стоял вместо штатной зенитной "шинковалки".

[igor-schwab.livejournal.com]

На сколько я понял, основное достижение тут - не боевой лазер сам по себе, а боевой лазер из стандартных коммерческих компонентов, потенциально довольно дешевых. В СССР на ЧФ был уже корабль с боевым лазером, только там целый корабль был псециально под лазерную установку, стоимостью, наверное, 100500 олимпиардов рублей. В этом ключевая разница, надо думать.

[e-pipe.livejournal.com]

Петр Петрович одобряет. Пора на Крестовском острове дома жечь...

[hullam-del-ray.livejournal.com]

Кажется, там кто-то за океаном любит читать русскую классику и смотреть советские фильмы

[angry-mishka.livejournal.com]

Интересно, как эту хрень стабилизировать в шторм?
Как это будет работать в дождь и при низкой облачности?
На дальности свыше 10 км _это_ будет невозможно сфокусировать вообще из-за влияния атмосферы, а энергии на кв.см будет достаточно, разве что на дереве узоры выжигать. А если цель ещё и вращаться будет, а мож ещё и с отражающим или термозащитным слоем...

Получается, на больших дистанциях ракетой надо работать. А на близком расстоянии система артиллерия ПВО справится и так.

Итого. Дуракам всё неймётся...

[merle-monson.livejournal.com]

полагаю, раз система вобще может с нескольких километров на небольшом участке движущейся цели фокусироваться, то шторм ей не помеха

а насчет артиллерии ПВО - может быть просто дешевле?

[mr_lomp (from livejournal.com)]

Когда-нибудь этот лазер допилят и будут ставить в качестве оружия самообороны на истребители/танки. А пока корабль — единственный возможный носитель, вот и отрабатывают на нем, хоть и практической пользы не много.

[trevnoel.livejournal.com]

у лазера преимущество, это не снаряды и не ракеты. У снарядов низкая вероятность поражения, от ракет есть противозащита. От лазера нет защиты, и высокая вероятность поражения.

Итого. Как говорили наши отцы в начале 41-ого "Мы немцев шапками закидаем..."

[merle-monson.livejournal.com]

вобщим понятно только одно - нужно скорее протезы глаз придумывать

[vvallker.livejournal.com]

Америкосы, похоже, собрались воевать только в хорошую погоду. Дождь, снег, туман? - нет, не слышали.

[merle-monson.livejournal.com]

бедные, тупые америкосы
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B6%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%B5_%28%D0%BB%D0%B0%D0%B7%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%29

[bad-cmpany.livejournal.com]

Дада, дураки, один вы умный.

[alex-ak.livejournal.com]

Про дымзавесу они тоже не слышали. А еще можно соорудить зеркальный уголковый отражатель, который доставит наследникам Петра Петровича Гарина немало лулзов.

[pyrcus.livejournal.com]

Прикольно. Т.е. при наличии бабла эту беду может кто угодно собрать? Лазерные указки у аэропортов покажутся детской шалостью. х))))

[hiding88.livejournal.com]

Можно сфокусировать десять указок в одной точке штор соседей напротив уже сейчас)

[angry-mishka.livejournal.com]

Товарищи не читали классики:

А классический труд Выбегаллы «Основы технологии производства самонадевающейся обуви», набитый демагогической болтовней, произвел в свое время заботами Б. Питомника изрядный шум. (Позже выяснилось, что самонадевающиеся ботинки стоят дороже мотоцикла и боятся пыли и сырости.) (http://lib.ru/STRUGACKIE/ponedelx.txt)

[antontsau.livejournal.com]

в отличие от выбегалл и поцреотов у Америки есть богатый опыт превращения (действительно безумно дорогих и ни фига не работающих) "демонстраторов технологий" во вполне серийные изделия, и военные и коммерческие. Не всегда получается, зато когда срабатывает - задницы всяким папуасам поджаривает очень исправно.

[donmigel-62.livejournal.com]

Выступая 15 января на американском авиационном симпозиуме в Арлингтоне, штат Вирджиния, генерал Роберт Коун, глава Отдела по подготовке командного состава Армии США заявил, что в ближайшем будущем армия планирует заменить некоторых представителей личного состава на роботов. (http://donmigel-62.livejournal.com/175883.html)

[laima2001.livejournal.com]

Жаль, в квартиру не влезет. Хочется расстрелять экран казино, который светит мне в окна: вид снаружи http://www.youtube.com/watch?v=4aqZP9lw1Ts (http://www.youtube.com/watch?v=4aqZP9lw1Ts) , вид внутри http://www.youtube.com/watch?v=4aqZP9lw1Ts (http://www.youtube.com/watch?v=4aqZP9lw1Ts) , подробности тут http://reporter.tut.by/reporterallnews/789.html (http://reporter.tut.by/reporterallnews/789.html) .

Там всего 48 м. Лазер, подходящий по мощности, найти можно, но оптики к нему у меня нету.

В 80-е годы на вооружении в некоторых танковых частях (в Подмосковье) стояли твердотельные лазеры с ламповой накачкой. Назначение: стрелять в смотровую щель вражеского танка с целью ослепления наводчика.
Была целая программа по боевым лазерам под руководством Устинова (сына министра обороны СССР) с целью поражения более серьезных целей. Но тогда диодной накачки не было, в результате твердотельная лазерная система на неодиме с ламповой накачкой имела слишком низкий к.п.д.и недостаточную мощность, получалась крайне громоздкой и ненадежной. Все, что упоминалось о советских боевых системах - это разработки тех времен. Основное назначение - разрушать оптику противника и его глаза. Лазер на углекислом газе мощный и эффективный имеет длину волны в 10 раз больше, соответственно, фокусируется в 10 раз большее пятно.
Тут merle_monson дал ссылку на советскую систему на рубиновом лазере. Но это совсем смешно, за исключением самого рубина. У него к.п.д слишком маленький.
Так что именно переход на накачку полупроводниковыми лазерами позволил получить приемлемую по мощности, надежности и общему к.п.д. систему. Чем больше дистанция до цели, тем больше минимальный размер пятна, в которое вы можете сфокусировать излучение из-за дифракции.
Добавлю, что в атмосфере пятно на цели размывается, дрожит, дробится на отдельные пятна. Поэтому плотность энергии в пятне на цели сильно снижается и дальность, на которой можно что-то спалить, также снижается.
На цели в несколько десятков метров описанные 6 пятен сливаются в одно, состоящее, в свою очередь, из маленьких различной формы. Общий диаметр пятна получается около 10 см в лучшем случае. Итого при мощности излучения 100 квт на 1 кв. см имеем около 1200 вт (мощность электрической конфорки. сконцентрированная в кв.см). Это пятно нужно удерживать на цели. Для расплавления слоя алюминия толщиной 1 мм требуется энергия порядка 100 дж. Значит пятно нужно удерживать на цели примерно 0.1 сек. При скорости цели 36 км/час (10 м/сек) в направлении, перпендикулярном лучу, и дистанции 100 м получается, что это пятно в 10 см будет проскакивать луч за сотую секунды. Таким образом, система слежения за целью должна иметь быстродействие не ниже миллисекунды. Это реализуемо с помощью современных систем слежения и систем сканирования лазерного луча. Вот такая петрушка! Можете перепроверить, вдруг я с калькулятором не сладила, всегда на практических студенты меня перепроверяли.

Поскольку пятно неоднородно, то плотность излучения в отдельных пятнышках будет выше, возникнут тепловые напряжения. Так что атмосфера, из-за которой и образовались эти пятнышки может помочь в разрушении.

Насколько я помню, по сообщениям в прессе, описываемая в посте система поражала серьезные цели на дистанции около 100 м.

[gauss-party.livejournal.com]

Вы не учли, что часть излучения (при светоотражающем исполнении цели - очень значительная) будет не поглощаться поверхностью цели, а рассеиваться. Т.е. "входной" поток должен быть мощнее во столько раз, во сколько поглощенная поверхностью энергия меньше энергии луча в единицу времени

[must read (from livejournal.com)]

Так-то классно, конечно.
Но возникают вопросы относительно работы в пасмурную погоду, при шторме.
По точности сопровождения маневрирующей цели.
Ну, пусть решают проблемы. У их денех много.

[laima2001.livejournal.com]

Поясняю.
Лазер светит, излучение поглощается целью, цель нагревается. Энергия излучения превращается в тепловую энергию материала цели, повышается ее температура. Для разрушения цели нужно хотя бы расплавить ее часть, т.е нагреть ее до температуры плавления и превратить материал в жидкое состояние. (Другие эффекты: испарить материал, разрезать, добиться пробоя материала требуют более высоких температур и мощности.) Конечно, можно греть маломощным лазером долго, но в этом случае из-за теплопроводности материала температура облучаемого участка будет меньше, нагретое пятно будет расширяться и до плавления дело не дойдет. Поэтому используют короткие, но мощные вспышки света. Лазер может генерировать отдельные импульсы, но для обсуждаемых целей эффективнее использовать последовательность импульсов, которые идут друг за другом. Мощность, приводимая в публикации – это усредненная за 1 сек. Т.е. мощность импульса еще выше.
10 вт хватит, если вы сфокусируете излучение линзой в пятно порядка 1 мм. (Извините, точно подсчитать просто нет времени). Для этого нужно взять линзу с фокусным расстоянием 5- 20 см. Сфокусированное пятно получится на расстоянии от лазера примерно в 4 раза большем, чем фокусное. Это означает, что рассматриваемые воздействия легко реализовать на малых расстояниях. Этот подход реализован в различных лазерных установка по маркировке, резке кремниевых пластин, крое норковых и других шкурок, перфорации бумаги и т.д.
При фокусировке на больших расстояниях используется система из двух компонентов (линз либо зеркал), близкая к расфокусированному телескопу. Ближний к лазеру короткофокусный компонент – рассеивающий, а дальний диннофокусный (в мощных установках – зеркала, поскольку материал линз разрушается мощным излучением). Но за дальность фокусировки надо платить: чем дальше от установки вы хотите сфокусировать излучение, тем большее пятно получится даже в отсутствие атмосферы.

Пучок излучения, выходящий из лазера не параллельный, а всегда расходящийся. Он формируется в резонаторе лазера в результате дифракции. Это означает, что даже идеальной оптической системой он не может быть сфокусирован в точку, всегда будет пятно. Интенсивность лазерного пучка зависит от направления и распределена по сложному закону в диапазоне от 0 до 90 градусов углов между направлением и осью лазера. Реальная система всегда имеет конечный диаметр, т.е. она всегда срезает часть пучка, значит, наблюдается дифракция на оправах оптических компонентов, которая дополнительно увеличивает пятно.
Атмосфера состоит из участков с различной плотностью, отличающихся показателем преломления, т.е. рассеивает свет, конечно не так сильно как матовое стекло. Пятно размывается еще сильнее, дергается. Лазерное излучение обладает пространственной когерентностью, поэтому при прохождении его через рассеивающую среду в размытом пятне появляются мелкие пятнышки, а пятно мерцает (как звезды, излучение звезд также пространственно когерентно).
Пятнышки можете увидеть с помощью даже маломощной красной указки, дифракцию на объективе тоже.

[asharky.livejournal.com]

Интересно. Спасибо!

[andrey-zvonov.livejournal.com]

Вот оно, оружие для сбивания "сосуль" в Питере, как завещала одна гражданка с погонялом "стакан".

[laima2001.livejournal.com]

Да, так и есть, я не додумалась. Поддерживаю на полном серьезе. Если бы работала, дала бы в качестве курсового по проектированию ОЭП. Можно смонтировать на тракторе, прицепив дизельную установку. Причем система прицеливания совсем простая (зрительная труба с сеткой) по сравнению с той, что в этом приборе. Да и одного лазера хватит. 6 - перебор. Захват цели не нужен. Подавайте заявку, может вы первый!

[laima2001.livejournal.com]

Действительно, на первый взгляд кажется, что это лохотрон.
Затраты и эффективность не сравнимы с обычными вооружениями.
Но есть одно обстоятельство, которое приковывает взгляды военных - скрытность и внезапность нападения. Излучение в ИК диапазоне не регистрируется визуально, пучок освещает малую область пространства, а продолжительность облучения цели слишком мала, чтобы его можно было бы обнаружить с помощью соответствующих приборов. Система наводится на цель, цель захватывается с помощью системы сопровождения, включается лазерная установка на доли секунды, а потом выключается. Нет шума, вспышки и прочих эффектов, позволяющих обнаружить нападение потерпевшей стороной. Все эффекты наблюдаются уже на цели. Именно поэтому любой технологический прорыв в области лазерной техники рождает новые попытки создания лазерного оружия. В рассматриваемом случае это - накачка твердотельных лазеров лазерными диодами. В результате к.п.д. таких лазеров повысился до 25%, что даже превышает к.п.д. лазеров на углекислом газе.

[modest-so-zvezd.livejournal.com]

лет надцать назад много говорили о плазмотроне, который не светит лазером на цель (ракету) а выращивает перед ней облако плазмы, в которая та на всей скорости и врюхивается, ломаясь на бесполезные кусочки.
Что-то не видно и не слышно про него более

[anton-reut.livejournal.com]

Слишком долго приходится воздействовать лазером, за это время БПЛА уже успеет ракету пустить, ну и дальность конечно смешная по сравнению с зенитными ракетами. +неизвестно что будет с наведением в условиях сильной качки. В целом еще очень сыро конечно.