Application Research ng Laser Weapons sa Larangan ng Anti-UAV

Bilang pangunahing kagamitan ng nakadirekta na mga sandata ng enerhiya, ang mga sistema ng armas ng laser ay nakakamit ng tumpak na pinsala sa pamamagitan ng pagpapalabas ng mga high-energy laser beam na patuloy na kumikilos sa target na ibabaw at paggamit ng mga pisikal na epekto tulad ng ablation at radiation. Mabisa nilang maisagawa ang mga gawain sa pakikipaglaban kabilang ang ballistic missile interception, air-to-air/ground-to-air missile defense, at precision strike laban sa mga target sa lupa. Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na kinetic energy na armas, ang mga armas ng laser ay nakakuha ng generational na kalamangan na nailalarawan sa mataas na katumpakan ng pinsala, mabilis na pagtugon, at mahusay na cost-effectiveness sa pagpapatakbo, na ginagawa itong isa sa mga pangunahing direksyon sa pandaigdigang pag-unlad ng teknolohiyang militar.

Kasabay nito, ang mabilis na pag-unlad at pagpapasikat ng teknolohiya ng UAV (Unmanned Aerial Vehicle) ay nagbigay-daan upang gumanap ito ng mahalagang papel sa iba't ibang larangan tulad ng military reconnaissance, pagsubaybay sa larangan ng digmaan, precision strike, civil logistics, at geographical surveying. Gayunpaman, nagdulot din ito ng mga lalong kilalang banta sa UAV. Sa kasalukuyan, mahigit sa 100 bansa sa buong mundo ang may mga military UAV, kung saan ang mga maliliit na komersyal na UAV ay madaling mabago sa murang mga platform ng nakamamatay na armas. Ang asymmetric combat effectiveness ng UAVs ay ganap na naipakita sa mga rehiyonal na hotspot gaya ng Nagorno-Karabakh Conflict at Russia-Ukraine Conflict. Partikular na nakababahala ay ang paglitaw ng UAV swarm combat mode. Direktang inilantad ng cluster attack ng 50 pagpapakamatay na UAV noong 2022 Nagorno-Karabakh Conflict ang cost-effectiveness imbalance dilemma ng mga tradisyunal na air defense system kapag tumutugon sa naturang murang saturated attacks. Laban sa backdrop na ito, ang teknolohiyang anti-UAV ay naging focus sa pananaliksik sa larangan ng pambansang depensa ng iba't ibang bansa. Bilang isang hard-kill na sandata, ang mga sandatang laser, na may kakaibang mga pakinabang, ay naging pangunahing paraan ng pagharang ng mga anti-UAV system, at ang kanilang aplikasyon ay lumipat mula sa yugto ng teknikal na demonstrasyon patungo sa yugto ng praktikal na aplikasyon.

Gayunpaman, ang mabilis na pag-ulit ng teknolohiya ng UAV ay nagdulot din ng mga bagong hamon, dahil ang kahirapan sa pagtatanggol ng mga bagong uri ng mga target tulad ng mga FPV (First-Person View) UAV at optical fiber UAV ay tumaas nang malaki. Upang makayanan ang mga umuusbong na pagbabanta ng UAV at mga istilo ng labanan, apurahang magsagawa ng malalim na pagsusuri sa mga katangian ng target ng UAV, at bumuo ng mga laser anti-UAV system na angkop para sa iba't ibang uri ng target, mga senaryo ng labanan, at mga mode ng pag-atake, upang makapagbigay ng positibong patnubay para sa pagbuo at disenyo ng kagamitan. Nakatuon sa paggamit ng mga sandatang laser sa larangan ng anti-UAV, ang papel na ito ay unang nag-uuri ng teknikal na pundasyon at kasaysayan ng pag-unlad ng mga sandatang laser, tinatalakay ang mga teknikal na kinakailangan ng laser anti-UAV at ang komposisyon ng mga laser anti-UAV system na pinagsama sa mga katangian ng target ng UAV, sinusuri ang kanilang mga pakinabang sa aplikasyon, at sa wakas ay umaasa sa trend ng pag-unlad sa hinaharap, na nagbibigay ng mga sanggunian para sa kaugnay na pananaliksik.

2 Operational Mechanism and Development Status ng Laser Weapons

2.1 Operational Mechanism ng Laser Weapons

Ang pangunahing prinsipyo ng pinsala ng mga sandatang laser ay ang paggamit ng mga high-energy laser beam upang i-irradiate ang target na ibabaw, na nag-trigger ng mga kumplikadong pisikal at kemikal na reaksyon, na nagdudulot ng mga pagbabago gaya ng pagtaas ng temperatura, ablation, at pagkasira sa structural state at materyal na katangian ng target, na humahantong sa kabiguan ng mga elektronikong bahagi o pagkasira ng istruktura. Kasama sa teknikal na core nito ang tatlong pangunahing link: laser generation, energy amplification, at tumpak na pagtutok.

Inuri ayon sa antas ng kapangyarihan, ang mga sandatang laser ay maaaring nahahati sa dalawang kategorya: mababang lakas at mataas na kapangyarihan. Pangunahing layunin ng mga low-power na laser weapon na i-jam at masilaw ang mga pangunahing bahagi ng target, at kasalukuyang nilagyan ng mga tropa. Ang mga high-power na laser weapon, sa kabilang banda, ay nagta-target na masira ang target na istraktura at makamit ang mapanirang pinsala. Ang kanilang teknolohiya ay naging mas mature, at sila ay gaganap ng isang mahalagang papel sa modernong digmaan at mga lokal na salungatan sa hinaharap. Inuri ayon sa carrying platform, ang mga sistema ng armas ng laser ay maaaring higit pang nahahati sa shipborne, vehicle-mounted, airborne, ground-based, at space-based na mga uri, na umaangkop sa mga pangangailangan ng iba't ibang senaryo ng labanan.

2.2 Katayuan ng Pag-unlad ng Laser Weapons

Ang pananaliksik sa mga sandatang laser ay nagsimula noong 1960s. Sa sandaling lumitaw ang teknolohiya ng laser, ang mga natatanging bentahe nito ng mataas na direksyon, mataas na density ng enerhiya, at pagpapalaganap ng liwanag ay mabilis na nakakuha ng malaking pansin sa larangan ng militar. Ang mga kapangyarihang militar tulad ng Estados Unidos at Unyong Sobyet ay nanguna sa paglulunsad ng mga kaugnay na programa sa pagsasaliksik, sa una ay tumutuon sa pagsubok at teknikal na pag-verify ng mga sandatang laser na may mababang lakas.

Mula noong 1970s hanggang 1980s, ang pananaliksik sa mga armas ng laser ay pumasok sa isang yugto ng malalim na teknikal na paggalugad. Sa pamamagitan ng mga pangunahing proyekto gaya ng 'High Energy Laser Systems Test Facility (HELSTF)' at ang 'Airborne Laser Laboratory (ALL)', sistematikong na-verify ng United States at Soviet Union ang teknikal na pagiging posible at mga katangian ng pagpapalaganap ng atmospera ng mga sandatang laser. Sa kalagitnaan ng huling bahagi ng 1980s, unti-unting lumipat ang focus ng pananaliksik sa pagbuo ng medium-power na mga armas ng laser. Kabilang sa mga ito, matagumpay na napatunayan ng proyekto ng US 'Airborne Laser Laboratory (ALL)' ang potensyal na adaptasyon ng mga sandatang laser sa mga air-based na platform sa pamamagitan ng maraming aerial test.

Noong 1990s, ang mga sandatang laser na may mataas na enerhiya ay naging pangunahing direksyon ng pananaliksik. Matagumpay na nakumpleto ng proyekto ng US 'Tactical High Energy Laser (THEL)' ang mga rocket interception test, na unang nagkumpirma ng praktikal na potensyal ng paggamit ng mga sandatang laser. Bagaman limitado pa rin ang kapangyarihan ng mga sandatang laser sa yugtong ito, ang isang serye ng mga pagsubok ay naglatag ng matatag na pundasyon para sa pagbuo ng mga sandatang laser na may mataas na enerhiya noong ika-21 siglo at itinaguyod ang kanilang paglipat mula sa laboratoryo patungo sa mga aplikasyon sa larangan ng digmaan.

Mula noong ika-21 siglo, sa pagsulong ng pambihirang tagumpay sa teknolohiya ng laser na may mataas na enerhiya, ang mga sandatang laser na nasa eruplano ay pumasok sa panahon ng mabilis na pag-unlad. Nakamit ng iba't ibang bansa ang isang serye ng mahahalagang resulta sa miniaturization ng kagamitan, kakayahang umangkop sa platform, at praktikal na aplikasyon. Noong 2002, inilunsad ng US Missile Defense Agency (MDA) ang proyektong 'Airborne Laser (ABL)', na isinasama ang isang megawatt-class na laser sa isang Boeing 747 aircraft platform, na naglalayong makamit ang interception ng mga ballistic missiles sa boost phase. Bagama't ang proyekto ng ABL ay winakasan noong 2011 dahil sa mataas na teknikal na kumplikado at labis na gastos, ang air-based na platform adaptation na karanasan na naipon nito ay nagbigay ng mahalagang suporta para sa kasunod na pananaliksik.

Sa kasalukuyan, maraming bansa sa buong mundo ang nakamit ang praktikal na pag-deploy o mga pangunahing teknolohikal na tagumpay sa mga sandatang laser: Ang sistema ng armas ng laser na 'Peresvet' ng Russia ay nakakumpleto ng praktikal na pag-deploy, pangunahin ang pagsasagawa ng mga gawain ng UAV at missile interception; Ang binuo ng Israel na 'Iron Beam' na may mataas na enerhiyang laser defense system ay maaaring epektibong humarang ng mga rocket, artillery shell, at UAV; ang 'High Energy Laser Weapon Station (HELWS)' na binuo ng Rheinmetall ng Germany ay may lakas na 50 kilowatts, at na-verify sa pamamagitan ng mga pagsubok na magkaroon ng maaasahang mga kakayahan ng UAV at missile interception. Bilang karagdagan, ang mga bansa tulad ng France, Japan, at India ay aktibong ginalugad ang larangan ng airborne laser weapons.

Nakamit ng China ang mga kahanga-hangang resulta sa pagsasaliksik ng airborne laser weapons nitong mga nakaraang taon. Ang mga institusyong siyentipikong pananaliksik tulad ng China Academy of Engineering Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics ng Chinese Academy of Sciences, at National University of Defense Technology ay matagumpay na nakabuo ng iba't ibang high-power solid-state laser at fiber laser, at gumawa ng mga tagumpay sa mga pangunahing teknolohiya tulad ng multi-beam combination at adaptive optics. Nakamit ng China Electronics Technology Group at China North Industries Group ang mga natitirang resulta sa pagsasama ng system at pag-verify ng pagsubok. Sa pamamagitan ng maraming pagsubok sa lupa at himpapawid, ganap nilang napatunayan ang praktikal na kakayahan ng mga sandatang laser sa pagharang sa mga UAV at missiles. Inilista ng Tsina ang mga sandatang laser na may mataas na enerhiya at teknolohiya ng carrier bilang pangunahing mga direksyon sa pag-unlad, at aktibong itinataguyod ang pinagsamang pag-unlad ng mga teknolohiyang militar at sibilyan. Ang mga kagamitan tulad ng 'Low Altitude Guardian' laser air defense system at ang 'Silent Hunter' laser weapon ay ipinakita sa publiko sa mga domestic at international defense exhibition, na nagpapakita ng teknikal na lakas ng China sa larangang ito.