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

[asharky.livejournal.com]

"...50квт лазера умножить на время воздействия (сколько удается удержать луч). .."

Что что что? )

Вы предлагаете мощность выстрела умножить на время действия этого самого выстрела. Т.е. киловатты умножить на секунды. И что в итоге получится? В чём измеряться будет?

Когда говорят "мощность выстрела лазера (пушки) равна 100кВт" это означает, что данная мощность выделяется за то время пока длится выстрел. Если это пушка, то речь о 0.01сек. А если лазер, то, соответственно, о единицах секунд. В общем ещё раз умножать на секунды ничего не надо чтобы сравнивать классическое стрелковое оружие и лазерное. В общем: мощность выстрела пушки Ф-22, 76-мм гаубицы, равная 150 мегаватт. А мощность выстрела лазера менее 100 киловатт, т.е. в 1,500 раз меньше. А уж насколько дешевле - это вообще супер )

"...топоры, лазерные бомбы и хеллфайры с беспилотников давно не прилетали? ну ничего, скоро прилетят. Многим папуасам уже прилетели, потом десять лет по всей пустыне остовы танков собирали..."

Так в этом как раз никакого "чуда", или офигенного амеровского ноу-хау, как Вы выше намекали, нет. Обычная авиационная и ракетная техника. Имеется на вооружении у всех развитых стран. Давно уже.

ЗЫ. Если что: по линку-то весь этот обзор инженер-баллистик писал. Так что урезайте осетра давайте )

[antontsau.livejournal.com]

вы когда в пять утра по интернетам дежурите, то лучше бы учебник физики почитали, а то двойку поставят. Что получится если один ватт умножить на одну секунду? Ну и контрольный вопрос в голову - такие словосочетания "дульная энергия", "энергия выстрела" и пр ничего не напоминают? и как оно связано с поражающим действием, бронепробиваемостью и прочими параметрами?


сейчас - обычная. Потому что тридцать лет назад таки получилась. Как просили, специальная доставка-с.

[asharky.livejournal.com]

"...Что получится если один ватт умножить на одну секунду? .."

Это был мой вопрос Вам, вообще-то. Ну так ответьте на него. По мне так получится "работа". Измеряется в джоулях, так же как и энергия. Только при чём тут она? Помните, что:

"...Чем определяется степень поражения цели?

Она определяется тремя факторами:

1) Подведенной мощностью от оружия к цели. Бытовой банальный пример: чем сильнее вы ударите человека кулаком, тем больше повреждений ему нанесете при прочих равных. «Сильнее» - это значит приложите большее мышечное усилие на большем расстоянии за меньшее время. Это и есть мощность. Применительно к пушкам: чем быстрее летит снаряд, и чем он будет тяжелее – тем больше мощность. Тем сильнее он повредит танк при прочих равных. Применительно к лазеру – чем больше мощность луча в киловаттах тем сильнее он прожгет цель. И в эти же киловатты можно перевести поражающие свойства любого другого оружия и сравнить их. Чем мы позже и займемся.
2) Второй фактор – это площадь на которой мы подводим мощность от оружия. Чем она меньше, тем более концентрированное воздействие испытывает цель, тем сильнее поражение (крайние случаи не берем!).
Если вы толкнете хулигана кулаком – ему ничего не будет. Если вы с абсолютно тем же усилием (мощностью) ткнете его шилом – ему не поздоровится.
Когда хотят пробить танк – стараются делать это более тонким поражающим элементом. Чтоб не «размазывать» мощность по площади.
Если мы стреляем лучом – мы должны собрать его на как можно меньшей площади. Вспомните детские игры с линзами и Солнцем. Линза, собирающая свет Солнца с кружка диаметром в 5 см – отлично жгет бумагу, когда этот пучок сжимается до размера в пару миллиметров.
В принципе, обычно объединяют первый и второй факторы в один – плотность потока энергии. То есть получают мощность в ваттах деленную на площадь воздействия. Чем больше эта плотность, тем опаснее воздействие. Измеряется в ваттах на квадратный сантиметр. Но я решил разбить их для наглядности.
3) Способность цели отражать, парировать мощность оружия. То есть например, если мы возьмем два броневых листа и летящий в них снаряд, но один лист поставим под углом, то снаряд может отрикошетить от наклонного листа. При прочих равных. То есть степень поражения цели очень сильно зависит от конкретной ее уязвимости к данному типу оружия при равных первых двух факторах. Тут так просто не разложить по полочкам, видов взаимодействия десятки, но дальше будет проще. Пока просто запомним, что это обязательно нужно учесть..."

"...Ну и контрольный вопрос в голову - такие словосочетания "дульная энергия", "энергия выстрела" и пр ничего не напоминают? .."

Энергия это не мощность (http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%EE%F9%ED%EE%F1%F2%FC). Это именно энергия (http://ru.wikipedia.org/wiki/%DD%ED%E5%F0%E3%E8%FF). А в статье всё именно уже приведено к мощности.

"...сейчас - обычная. Потому что тридцать лет назад таки получилась. Как просили, специальная доставка-с..."

Так у всех тогда получилось. Ничего особенного.

[antontsau.livejournal.com]

Мнда. Не догадываться что такое Вт*сек - это даже не двойка, а кол. Мама заругает.

[asharky.livejournal.com]

Параметры лазерного луча как правило выдаются в джоулях. Указок тех же. Догадайтесь почему? Да потому, что мощность указать не возможно так как она будет линейно зависеть от времена нажатия на кнопку включения указки. Если указка один джоуль, и нажать на одну секунду, то до мишени и дойдёт ровно один ватт. А в статье где сравнивается артиллерия, обычная и лазерная, уже приведено в ваттам. А Вы зачем предлагаете ещё раз у лазера умножить на время излучения энергии при выстреле? Уже умножено же!

[antontsau.livejournal.com]

Кол в четверти. Сидоров, не вертись за партой!

[bad-cmpany.livejournal.com]

Никогда не покупал лазеры. Посмотрел на интернете
http://www.wickedlasers.com/arctic
Мощность в милливаттах как полагается. Что-то вы путаете.

[asharky.livejournal.com]

"...Мощность в милливаттах как полагается. Что-то вы путаете..."

Это маркетологи наворотили. Указывать "мощность", для лазерной указки, совершенно не правильно так как эта мощность зависит от продолжительности нажатия на кнопку включения которое, в общем виде, не определено производителем, а определяется пользователем. Т.е. при нажатии продолжительностью 2 секунды подвещённая к мишени мощность будет ровно в два раза больше чем если облучать его в течении 1 секунды. Это же очевидно.

Впрочем: http://stronglaser.ru/ - везде уже так безграмотно пишут. Очевидно это прижилось уже. Устоялось.

[bad-cmpany.livejournal.com]

Ага. То есть за секунду мощность будет Х ватт, за две секунды- 2Х ватт, а за десять секунд мощность составит 10Х ватт. Круто. Новое слово в физике.

[mr_lomp (from livejournal.com)]

Как бы первый раз сталкиваюсь, что в качестве мерила мощи орудия используют именно мощность, а не энергию снаряда. Всегда только в джоулях и мерили.

[asharky.livejournal.com]

Задайте там ему вопрос почему так. Он баллистик, объяснит.