Recherche d'application des armes laser dans le domaine anti-UAV

En tant qu'équipement de base des armes à énergie dirigée, les systèmes d'armes laser infligent des dégâts précis en émettant des faisceaux laser à haute énergie qui agissent en continu sur la surface cible et en exploitant des effets physiques tels que l'ablation et le rayonnement. Ils peuvent effectuer efficacement des tâches de combat, notamment l’interception de missiles balistiques, la défense antimissile air-air/sol-air et des frappes de précision contre des cibles au sol. Par rapport aux armes à énergie cinétique traditionnelles, les armes laser ont acquis un avantage générationnel caractérisé par une grande précision des dégâts, une réponse rapide et une excellente rentabilité opérationnelle, ce qui en fait l'une des orientations essentielles du développement mondial de la technologie militaire.

Dans le même temps, le développement rapide et la vulgarisation de la technologie des drones (Unmanned Aerial Vehicle) lui ont permis de jouer un rôle important dans divers domaines tels que la reconnaissance militaire, la surveillance des champs de bataille, les frappes de précision, la logistique civile et l'arpentage géographique. Cependant, cela a également donné naissance à des menaces de plus en plus importantes liées aux drones. Actuellement, plus de 100 pays à travers le monde ont équipé des drones militaires, parmi lesquels de petits drones commerciaux peuvent être facilement transformés en plates-formes d'armes mortelles à faible coût. L’efficacité asymétrique des drones au combat a été pleinement démontrée dans des points chauds régionaux tels que le conflit du Haut-Karabakh et le conflit russo-ukrainien. L’émergence du mode de combat en essaim de drones est particulièrement alarmante. L’attaque à fragmentation menée par 50 drones suicides lors du conflit du Haut-Karabakh en 2022 a directement exposé le dilemme du déséquilibre coût-efficacité des systèmes de défense aérienne traditionnels lorsqu’ils répondent à de telles attaques saturées à faible coût. Dans ce contexte, la technologie anti-UAV est devenue un axe de recherche dans le domaine de la défense nationale de divers pays. En tant qu'armes destructrices, les armes laser, avec leurs avantages uniques, sont devenues le principal moyen d'interception des systèmes anti-UAV, et leur application est passée du stade de démonstration technique au stade d'application pratique.

Cependant, l'itération rapide de la technologie des drones a également apporté de nouveaux défis, car la difficulté de défense de nouveaux types de cibles tels que les drones FPV (First-Person View) et les drones à fibre optique a considérablement augmenté. Pour faire face à l'évolution des menaces et des styles de combat des drones, il est urgent de procéder à une analyse approfondie des caractéristiques des cibles des drones et de développer des systèmes laser anti-UAV adaptés à différents types de cibles, scénarios de combat et modes d'attaque, afin de fournir des orientations positives pour le développement et la conception des équipements. En se concentrant sur l'application des armes laser dans le domaine de l'anti-UAV, cet article trie d'abord les fondements techniques et l'historique du développement des armes laser, discute des exigences techniques des anti-UAV laser et de la composition des systèmes anti-UAV laser en combinaison avec les caractéristiques des cibles des UAV, analyse leurs avantages d'application et enfin attend avec impatience la tendance de développement future, fournissant des références pour la recherche connexe.

2 Mécanisme opérationnel et état de développement des armes laser

2.1 Mécanisme opérationnel des armes laser

Le principe principal des dommages des armes laser consiste à utiliser des faisceaux laser à haute énergie pour irradier la surface de la cible, déclenchant des réactions physiques et chimiques complexes, qui provoquent des changements tels qu'une augmentation de la température, une ablation et une dégradation de l'état structurel et des propriétés des matériaux de la cible, conduisant finalement à la défaillance des composants électroniques ou à des dommages structurels. Son noyau technique comprend trois maillons clés : la génération laser, l’amplification d’énergie et la mise au point précise.

Classées par niveau de puissance, les armes laser peuvent être divisées en deux catégories : faible puissance et haute puissance. Les armes laser de faible puissance visent principalement à brouiller et à éblouir les éléments clés de la cible, et sont actuellement équipées dans les troupes. Les armes laser de haute puissance, quant à elles, visent à percer la structure cible et à provoquer des dégâts destructeurs. Leur technologie est devenue de plus en plus mature et ils joueront à l’avenir un rôle clé dans la guerre moderne et les conflits locaux. Classés selon la plate-forme de transport, les systèmes d'armes laser peuvent être divisés en types embarqués, montés sur véhicule, aéroportés, au sol et spatiaux, s'adaptant aux besoins des différents scénarios de combat.

2.2 État de développement des armes laser

Les recherches sur les armes laser ont débuté dans les années 1960. Dès l’émergence de la technologie laser, ses avantages uniques en termes de directivité élevée, de densité d’énergie élevée et de propagation à la vitesse de la lumière ont rapidement attiré une grande attention dans le domaine militaire. Des puissances militaires telles que les États-Unis et l’Union soviétique ont pris l’initiative de lancer des programmes de recherche pertinents, axés initialement sur les tests et la vérification technique des armes laser de faible puissance.

Des années 1970 aux années 1980, les recherches sur les armes laser entrent dans une phase d’exploration technique approfondie. Grâce à des projets clés tels que le « Installation d'essai de systèmes laser à haute énergie (HELSTF) » et le « Laboratoire laser aéroporté (ALL) », les États-Unis et l'Union soviétique ont systématiquement vérifié la faisabilité technique et les caractéristiques de propagation atmosphérique des armes laser. Entre le milieu et la fin des années 1980, l’accent de la recherche s’est progressivement déplacé vers le développement d’armes laser de moyenne puissance. Parmi eux, le projet américain « Airborne Laser Laboratory (ALL) » a vérifié avec succès le potentiel d'adaptation des armes laser sur des plates-formes aériennes grâce à de multiples tests aériens.

Dans les années 1990, les armes laser à haute énergie sont devenues le principal axe de recherche. Le projet américain « Tactical High Energy Laser (THEL) » a réalisé avec succès des tests d'interception de fusées, qui ont pour la première fois confirmé le potentiel d'application pratique des armes laser. Bien que la puissance des armes laser à ce stade soit encore limitée, une série de tests a jeté des bases solides pour le développement des armes laser à haute énergie au XXIe siècle et a favorisé leur transition du laboratoire aux applications sur le champ de bataille.

Depuis le 21ème siècle, avec les progrès révolutionnaires de la technologie laser à haute énergie, les armes laser aéroportées sont entrées dans une période de développement rapide. Divers pays ont obtenu une série de résultats importants en matière de miniaturisation des équipements, d'adaptabilité des plates-formes et d'application pratique. En 2002, l'Agence américaine de défense antimissile (MDA) a lancé le projet « Airborne Laser (ABL) », intégrant un laser de classe mégawatt sur une plate-forme d'avion Boeing 747, visant à réaliser l'interception de missiles balistiques en phase de propulsion. Bien que le projet ABL ait pris fin en 2011 en raison de sa grande complexité technique et de ses dépassements de coûts, l'expérience accumulée en matière d'adaptation de plates-formes aériennes a fourni un soutien précieux aux recherches ultérieures.

À l'heure actuelle, de nombreux pays à travers le monde ont réalisé un déploiement pratique ou des avancées technologiques clés dans le domaine des armes laser : le système d'armes laser 'Peresvet' de la Russie, rendu public, a achevé son déploiement pratique, assumant principalement les tâches d'interception de drones et de missiles ; Le système de défense laser à haute énergie « Iron Beam » développé par Israël peut intercepter efficacement les roquettes, les obus d'artillerie et les drones ; la « Station d'armes laser à haute énergie (HELWS) » développée par la société allemande Rheinmetall a une puissance de 50 kilowatts et a été vérifiée par des tests pour avoir des capacités fiables d'interception de drones et de missiles. En outre, des pays comme la France, le Japon et l’Inde explorent également activement le domaine des armes laser aéroportées.

La Chine a obtenu des résultats remarquables dans la recherche sur les armes laser aéroportées ces dernières années. Des instituts de recherche scientifique tels que l'Académie chinoise d'ingénierie physique, l'Institut d'optique et de mécanique fine de Shanghai de l'Académie chinoise des sciences et l'Université nationale de technologie de la défense ont développé avec succès une variété de lasers à semi-conducteurs et de lasers à fibre de haute puissance, et ont réalisé des percées dans des technologies clés telles que la combinaison multifaisceau et l'optique adaptative. China Electronics Technology Group et China North Industries Group ont obtenu des résultats exceptionnels en matière d'intégration de systèmes et de vérification des tests. Grâce à de multiples tests au sol et aériens, ils ont pleinement vérifié la capacité pratique des armes laser à intercepter les drones et les missiles. La Chine a classé les armes laser à haute énergie et la technologie des vecteurs comme des axes de développement clés et promeut activement le développement intégré des technologies militaires et civiles. Des équipements tels que le système de défense aérienne laser « Low Altitude Guardian » et l'arme laser « Silent Hunter » ont été exposés publiquement dans des expositions nationales et internationales de défense, démontrant la force technique de la Chine dans ce domaine.