Лазерлік қаруды ұшқышсыз авиацияға қарсы қолдану саласындағы зерттеулер

Бағытталған энергетикалық қарудың негізгі жабдығы ретінде лазерлік қару жүйелері нысана бетінде үздіксіз әрекет ететін жоғары энергиялы лазер сәулелерін шығару және абляция және сәулелену сияқты физикалық әсерлерді қолдану арқылы дәл зақымдауға қол жеткізеді. Олар баллистикалық зымырандарды ұстап алу, әуе-әуе/жер-әуеге зымыранға қарсы қорғаныс және жердегі нысанаға дәл соққы беру сияқты жауынгерлік тапсырмаларды тиімді орындай алады. Дәстүрлі кинетикалық энергия қаруларымен салыстырғанда лазерлік қару жоғары зақымдалу дәлдігімен, жылдам әрекет етумен және тамаша операциялық үнемділігімен сипатталатын ұрпақтық артықшылыққа ие болды, бұл оларды әскери технологияның жаһандық дамуының негізгі бағыттарының біріне айналдырды.

Сонымен қатар, UAV (ұшқышсыз ұшу аппараты) технологиясының қарқынды дамуы және танымал болуы оның әскери барлау, ұрыс даласын бақылау, дәл соққылар, азаматтық логистика және географиялық барлау сияқты әртүрлі салаларда маңызды рөл атқаруына мүмкіндік берді. Дегенмен, бұл сонымен қатар барған сайын танымал ұшқышсыз ұшу аппараттарының қауіптерін тудырды. Қазіргі уақытта дүние жүзінің 100-ден астам елінде әскери ұшқышсыз ұшу аппараттары бар, олардың ішінде шағын коммерциялық ұшқышсыз ұшу аппараттары арзан өлімге әкелетін қару платформаларына оңай өзгертілуі мүмкін. ұшқышсыз ұшу аппараттарының асимметриялық жауынгерлік тиімділігі Таулы Қарабақ жанжалы және Ресей-Украина қақтығысы сияқты аймақтық ыстық нүктелерде толығымен көрсетілді. Әсіресе, ұшқышсыз ұшу аппараттарының ұрыс режимінің пайда болуы алаңдатады. 2022 жылғы Таулы Қарабах қақтығысында 50 жанкешті ұшқышсыз ұшақтың кластерлік шабуылы осындай арзан қанық шабуылдарға жауап беру кезінде дәстүрлі әуе қорғанысы жүйелерінің экономикалық тиімділік теңгерімсіздік дилеммасын тікелей әшкереледі. Осыған орай, ҰАА-ға қарсы технология әртүрлі елдердің ұлттық қорғаныс саласындағы ғылыми-зерттеу бағытына айналды. Қатты өлтірілетін қару ретінде лазерлік қарулар өзінің бірегей артықшылықтарымен ұшқышсыз авиацияға қарсы жүйелердің негізгі ұстап алу құралына айналды және оларды қолдану техникалық демонстрация кезеңінен практикалық қолдану кезеңіне өтті.

Дегенмен, UAV технологиясының жылдам итерациясы жаңа қиындықтарды да әкелді, өйткені FPV (Бірінші адамның көзқарасы) ҰҰА және оптикалық талшықты UAV сияқты нысандардың жаңа түрлерінің қорғаныс қиындықтары айтарлықтай өсті. Дамып келе жатқан ұшқышсыз ұшу аппараттарының қауіп-қатерлері мен ұрыс стильдерімен күресу үшін ұшқышсыз ұшу аппараттарының нысаналы сипаттамаларына терең талдау жүргізу және жабдықты әзірлеу мен жобалауға оң нұсқаулар беру үшін әртүрлі нысана түрлеріне, ұрыс сценарийлеріне және шабуыл режимдеріне сәйкес келетін лазерге қарсы лазерлік жүйелерді әзірлеу қажет. Лазерлік қаруды ҰАҰ-ға қарсы қолдану саласында қолдануға баса назар аудара отырып, бұл жұмыс алдымен лазерлік қарудың техникалық негізі мен даму тарихын сұрыптайды, лазерге қарсы UAV-ның техникалық талаптарын және UAV нысана сипаттамаларымен үйлесетін лазерге қарсы лазерлік жүйелердің құрамын талқылайды, оларды қолданудың артықшылықтарын талдайды және соңында болашақ даму тенденциясын күтеді, сәйкес зерттеулерге сілтемелер береді.

2 Лазерлік қарудың жұмыс істеу механизмі және даму күйі

2.1 Лазерлік қарудың жұмыс істеу механизмі

Лазерлік қарудың негізгі зақымдану принципі нысананың бетін сәулелендіру үшін жоғары энергиялы лазер сәулелерін пайдалану болып табылады, бұл температураның жоғарылауы, абляция және нысананың құрылымдық күйі мен материал қасиеттерінің бұзылуы сияқты өзгерістерді тудыратын күрделі физикалық және химиялық реакцияларды тудырады, нәтижесінде электрондық компоненттердің істен шығуына немесе құрылымның зақымдалуына әкеледі. Оның техникалық өзегі үш негізгі буынды қамтиды: лазерлік генерация, энергияны күшейту және дәл фокустау.

Қуат деңгейі бойынша жіктелген лазерлік қаруды екі санатқа бөлуге болады: қуаттылығы төмен және жоғары қуатты. Төмен қуатты лазерлік қарулар негізінен нысананың негізгі құрамдас бөліктерін кептелуге және таң қалдыруға бағытталған және қазіргі уақытта әскерлерде жабдықталған. Жоғары қуатты лазерлік қарулар, керісінше, мақсатты құрылымды бұзып, жойқын зақымға жетуді көздейді. Олардың технологиясы барған сайын жетілдірілді және олар болашақта заманауи соғыс пен жергілікті қақтығыстарда басты рөл атқарады. Тасымалдау платформасы бойынша жіктелген лазерлік қару жүйелерін әр түрлі ұрыс сценарийлерінің қажеттіліктеріне бейімделе отырып, кемедегі, көліктегі, әуедегі, жердегі және ғарыштық типтерге бөлуге болады.

2.2 Лазерлік қарудың даму жағдайы

Лазерлік қаруды зерттеу 1960 жылдары басталды. Лазерлік технология пайда болғаннан кейін оның жоғары бағыттылық, жоғары энергия тығыздығы және жарық жылдамдығының таралуының бірегей артықшылықтары әскери салада тез арада үлкен назар аударды. Америка Құрама Штаттары мен Кеңес Одағы сияқты әскери державалар бастапқыда қуаттылығы төмен лазерлік қаруларды сынауға және техникалық тексеруге назар аударып, тиісті зерттеу бағдарламаларын іске қосуда жетекшілік етті.

1970-1980 жылдар аралығында лазерлік қаруды зерттеу терең техникалық барлау кезеңіне өтті. «Жоғары энергиялы лазерлік жүйелерді сынау қондырғысы (HELSTF)» және «Әуедегі лазерлік зертхана (ALL)» сияқты негізгі жобалар арқылы Америка Құрама Штаттары мен Кеңес Одағы лазерлік қарудың техникалық мүмкіндігін және атмосфералық таралу сипаттамаларын жүйелі түрде тексерді. 1980 жылдардың ортасы мен аяғында зерттеу фокусы бірте-бірте орташа қуатты лазерлік қаруды жасауға ауысты. Олардың ішінде АҚШ-тың 'Әуе лазерлік зертханасы (ALL)' жобасы көптеген әуе сынақтары арқылы әуе платформаларында лазерлік қарудың бейімделу әлеуетін сәтті тексерді.

1990 жылдары жоғары энергетикалық лазерлік қарулар зерттеудің негізгі бағыты болды. АҚШ-тың 'Тактикалық жоғары энергиялық лазер (THEL)' жобасы зымырандарды ұстап алу сынақтарын сәтті аяқтады, ол алдымен лазерлік қарудың практикалық қолдану әлеуетін растады. Осы кезеңде лазерлік қарудың күші әлі де шектеулі болғанымен, бірқатар сынақтар 21-ші ғасырда жоғары энергиялы лазерлік қаруды жасау үшін берік негіз қалап, олардың зертханадан ұрыс даласында қолдануға көшуіне ықпал етті.

21 ғасырдан бастап жоғары энергиялы лазерлік технологияның серпінді прогресімен әуедегі лазерлік қарулар қарқынды даму кезеңіне енді. Әртүрлі елдер жабдықты миниатюризациялауда, платформаны бейімдеуде және практикалық қолдануда бірқатар маңызды нәтижелерге қол жеткізді. 2002 жылы АҚШ-тың зымыранға қарсы қорғаныс агенттігі (MDA) баллистикалық зымырандарды күшейту сатысында ұстауға қол жеткізуді мақсат етіп, Boeing 747 әуе кемесінің платформасына мегаватт класындағы лазерді біріктіретін «Әуе лазері (ABL)» жобасын іске қосты. ABL жобасы 2011 жылы техникалық күрделілік пен қымбатшылыққа байланысты тоқтатылғанымен, оның жинақтаған әуе негізіндегі платформаны бейімдеу тәжірибесі кейінгі зерттеулерге құнды қолдау көрсетті.

Қазіргі уақытта әлемнің көптеген елдері лазерлік қаруды практикалық орналастыруға немесе негізгі технологиялық серпілістерге қол жеткізді: Ресейдің көпшілікке жария етілген «Пересвет» лазерлік қару жүйесі практикалық орналастыруды аяқтады, негізінен ұшқышсыз ұшу аппараттары мен зымырандарды ұстау міндеттерін орындады; Израильдің әзірлеген «Темір шоқ» жоғары энергетикалық лазерлік қорғаныс жүйесі зымырандарды, артиллериялық снарядтарды және ұшқышсыз ұшу аппараттарын тиімді ұстай алады; Германияның Rheinmetall компаниясы әзірлеген «Жоғары энергиялы лазерлік қару-жарақ станциясы (HELWS)» қуаты 50 киловатт және ұшқышсыз ұшу аппараттары мен зымырандарды ұстаудың сенімді мүмкіндіктері бар екендігі сынақтар арқылы расталған. Сонымен қатар, Франция, Жапония, Үндістан сияқты елдер де әуедегі лазерлік қару саласын белсенді түрде зерттеп жатыр.

Қытай соңғы жылдары әуедегі лазерлік қаруды зерттеуде тамаша нәтижелерге қол жеткізді. Қытай Инженерлік физика академиясы, Қытай Ғылым академиясының Шанхай оптика және ұсақ механика институты және Ұлттық қорғаныс технологиялар университеті сияқты ғылыми зерттеу институттары жоғары қуатты қатты күйдегі лазерлер мен талшықты лазерлердің алуан түрін сәтті жасап, көп сәулелі оптика комбинациясы және бейімделу сияқты негізгі технологияларда жетістіктерге жетті. China Electronics Technology Group және China North Industries Group жүйені біріктіру және сынақты тексеруде тамаша нәтижелерге қол жеткізді. Бірнеше жердегі және әуедегі сынақтар арқылы олар лазерлік қарудың ұшқышсыз ұшу аппараттары мен зымырандарды ұстап алудағы практикалық мүмкіндіктерін толығымен тексерді. Қытай жоғары энергетикалық лазерлік қарулар мен тасымалдаушылар технологиясын негізгі даму бағыттарына жатқызып, әскери және азаматтық технологияларды кешенді түрде дамытуға белсенді түрде ықпал етуде. 'Төмен биіктік сақшысы' лазерлік әуе қорғаныс жүйесі мен 'Үнсіз аңшы' лазерлік қаруы сияқты құрал-жабдықтар Қытайдың осы саладағы техникалық күшін көрсетіп, отандық және халықаралық қорғаныс көрмелерінде көпшілік алдында көрсетілді.