미국인들이 레이저 무기로가는 길에 빛과 반음
방공 및 대공용 레이저 시스템의 최근 테스트 드론, 여러 프로젝트에서 개발되고 있으며, 해당 응용 프로그램이 향후 XNUMX년 동안에만 확장될 것임을 나타냅니다.
레이저 무기 시스템은 새로운 개념과는 거리가 멀지 만 일일 개발에있어 몇 가지 중요한 문제가 남아 있습니다.
영국 Crenfield University의 David James에 따르면 이러한 시스템은 크게 두 가지 범주로 나뉩니다. 첫 번째는 оружие광경 및 기타 광학 센서에 맞도록 설계되었으며, 두 번째는 유도되지 않은 미사일 및 드론과의 전투에 중점을 둡니다. 두 번째 범주의 시스템은 레이저 무기의 효율이 향상되고 에너지 원의 크기가 줄어들면서 점점 더 많은 군사적 관심을 끌고 있습니다. 제임스는 이렇게 지적했다.
“이러한 시스템에는 여러 가지 장점이 있습니다. 그들은 거의 끝없는 탄약을 제공합니다 ... 전원 공급 시스템이 작동하면 레이저 시스템은 계속 작동합니다. 그들은 상대적으로 다루기 쉬우 며, 즉 직원 훈련 과정이 너무 복잡하지 않습니다.”
바다에서 육지로
제임스가 지적한 바와 같이, 지난 수십 년 동안이 분야, 특히 해양 분야에서 많은 양의 작업이 이루어졌으며, 많은 프로그램은 레이저를 사용하여 해상 UAV 또는 소형 보트와 같은 위협을 처리하는 타당성을 고려합니다.
선박 기반 시스템은 고출력 전원에 쉽게 접근 할 수 있고 레이저 무기의 효율성을 높이면 지상군에보다 쉽게 접근 할 수 있기 때문에 가장 먼저 등장하기 시작했습니다. 이것은 프로토 타입을 만들고 최초의 전투 레이저 시스템을 배치하기위한 미군의 프로젝트에 의해 가장 분명하게 증명됩니다. 50 년에 2022 대의 Stryker 장갑차에 XNUMXkW 시스템을 설치하여 UAV, 유도 미사일, 포병 및 박격포 발사로부터 전투 여단을 보호하기 위해 M-SHORAD (Maneuver-Short-Range Air Defense)로 지정된 모바일 단거리 항공 방어 작업을 지원합니다. 항공 헬리콥터 타입.
미 육군의 초음속, 에너지 및 우주 무기 사무국 장 닐 터굿 (Neil Tergood)은 계약 기간 동안“전방에 방향성 에너지 무기를 공급할시기가왔다”고 말했다. -군대는 현대화 계획에 의해 제공되는 방향성 에너지 레이저의 필요성을 인식합니다. 이것은 더 이상 연구 또는 시연 활동이 아닙니다. 이것은 전략적인 전투 기회이며 우리는 올바른 길을 가고 있으며,이를 통해 병사들의 손에 이끌 것입니다.”
레이저는 미래의 전장에서 UAV에 대응하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다
James가 언급했듯이 이러한 개발은 특히 UAV와 관련하여 잠재적인 전투 능력의 격차를 메우는 데 도움이 될 수 있습니다. 양이 많을 때 드론 전장에서 지상군은 위협에 대처할 수 있어야 합니다. 현재이 작업은 매우 가까운 거리에서 소형 무기와 기관총을 발사하여 해결되지만 여기에서 조준 사격을 수행하는 것은 매우 어렵습니다. 운동학적 대안은 지대공 미사일이 될 것이다. 그러나 미사일과 달리 드론은 제조 및 운영 비용이 훨씬 저렴합니다.
“경제적 인 논란은 미사일이 매우 빨리 끝나기 때문에 미사일을 드론 무리에 사용하는 것이 수익성이 없다는 것입니다. 항공기 나 헬리콥터와 같은 더 중요한 목적을 위해 미사일 무기고를 유지해야합니다.”
레이저의 또 다른 장점은 속도입니다.
“탄약”이 빛의 속도로 움직이므로, 실제로 광선을 목표물에 잠시 놓아도 드론에 빠지게됩니다. 가시선을 끔찍한 속도로 가로 질러도 레이저는 적의 플랫폼을 향하게됩니다. 네 목표. "
위협에 관계없이
미 육군의 Directed Energy Project Office의 책임자 인 Craig Robin은이 관점에 동의하며 레이저 무기 시스템도 위협에 무관심하다고 덧붙였다.
"대부분의 재료는 열을 견디지 못합니다. 레이저를 광산이나 드론에 집중 시키면 효과가 치명적입니다."
물론이 모든 것이 재정적 관점에서 이점을 제공하지만 동시에 레이저 시스템은 군대의 재료 및 기술 공급량을 줄일 수 있습니다.
“운동 학적 수단과 관련하여 로켓을 만들어야하고 로켓을 정비해야하며 로켓을 써야합니다. "이것은 에너지 공급이 가능한 무기 시스템에는 적용되지 않습니다. 즉, 무기로 인해 물류 부하가 크게 줄어 듭니다."
Robin의 사무실은 RCCTO의 Rapid Capabilities and Critical Technologies Office의 일부입니다. Tergud의지도하에이 조직은 군인에게 도달 할 수있는 실험 개발에 새로운 기술을 도입하기 위해 노력하고 있습니다. 지시 된 에너지가이 활동의 주요 초점입니다.
M-SHORAD 레이저 작업에서 이전 MHHEL (Multi-Mission High-Energy Laser) 프로젝트의 성과가 사용되었으며 Stryker 기계에 50kW 레이저를 설치하고 2021 년에 하나의 프로토 타입을 제작했습니다. 그러나 RCCTO는 프로젝트 범위를 확장하기로 결정했기 때문에 현재 XNUMX 개의 레이저를 배치 할 계획입니다. Kord Technologies의 수석 계약 업체와 협력하여 Raytheon과 Northrop Grumman은이 프로젝트의 경쟁자로서 프로토 타입 M-SHORAD를 제공합니다.
RCCTO는 방향성 에너지 분야의 다른 프로젝트에 참여하고 있습니다. Stryker 머신에 설치된 무기 시스템이 제공하는 간접적 인 화재 방지에 주안점을두고 있습니다. 간접 화재 방지 기능-고 에너지 레이저로 알려진이 프로젝트의 목표는 고 에너지 레이저 전술 차량 데모 프로그램의 추가 개발을 대표하는 100kW 시스템에서 300kW 레이저로 전환하여 2024 년까지 군대에 공급하는 것입니다.
군대는 이전에 M-SHORAD 작업의 기초를 형성 한 MEHEL (Mobile Experimental High-Energy Laser) 프로젝트의 일환으로 Stryker 장비에 10kW 레이저를 설치했습니다.
무장력을 높이는 결정은 성공적인 개발에 기반을두고있었습니다. Robin은 다음과 같이 설명합니다. "기술의 정교함과 관련하여 산업 투자는 전체 프로세스를 크게 가속화하고 좋은 결과를 달성하는 데 도움이되었습니다."
광섬유
Kord Technologies의 Scott Schnorrenberg는 고체 레이저에서 스펙트럼 적으로 결합 된 광섬유 장치로의 전환이 이루어 졌다고 말했다. 그는 고용량 배터리, 발전 시스템 및 온도 조절 분야에서 명백한 진보가 큰 역할을하므로 비교적 소형 전투 차량에 매우 강력한 레이저 시스템을 설치할 수 있다고 덧붙였다.
Kord는 현재 R & D 단계의 일환으로 기술 개발과 프로토 타입 개발 및 후속 시리얼 제품에서의 사용에 중점을두고 있습니다. Schnorrenberg는 또한 물류 측면에서 레이저의 장점을 지적하면서 "전장에서 정보를 수집하고 대상을 지정할 수있는 추가 기능을 얻을 수있는 강력한 센서도 갖추고 있습니다"라고 지적했습니다. 그는 M-SHORAD 프로젝트 및 기타 프로그램에서 시스템을 배포 한 후 향후 몇 년간 레이저의 범위가 확대 될 것이라고 생각합니다.
머지 않아 군사 사용자는 레이저 무기 시스템의 전투 사용 원리를 숙달해야합니다.
“레이저가 빠르게 발전하면서 다른 플랫폼을 포착하고 폭발물 파괴, 정찰 수단에 대한 반작용, 고정밀 조준, 집중된 복사 전력 및 고속 데이터 전송과 같은 작업 범위를 확장하고 있음을 알 수 있습니다. 잠재적 인 목표의 확장 범위는 의심 할 여지없이 레이저 시스템이 설치 될 기본 플랫폼 범위의 증가에 기여할 것입니다.”
Raytheon의 고출력 레이저 부서 책임자 인 Evan Hunt는 레이저 시스템으로 대상을 추적 할 가능성도 언급했습니다.
“드론을 위협으로 식별 한 후 버튼을 터치하면 즉시 무너 뜨릴 수 있으며 버튼을 누르는 동시에 충돌이 시작되면 매우 빠르게 진행됩니다. "이것은 전통적인 탄약에 비해 목표물을 명중시키는 혁신적인 방법이며, 다른 방향으로 파편으로 떨어지거나 부서지지 않을 수 있습니다."
"우리는 산업이나 주거 지역과의 근접성에서도 잠재적으로 큰 피해를 입히지 않고 잠재적으로 사용할 수있는 방식으로 대상을 상당히 독립적으로 감지, 추적, 식별 및 타격 할 수있는 새로운 유형의 기술에 대해 이야기하고 있습니다."
"우리는 산업이나 주거 지역과의 근접성에서도 잠재적으로 큰 피해를 입히지 않고 잠재적으로 사용할 수있는 방식으로 대상을 상당히 독립적으로 감지, 추적, 식별 및 타격 할 수있는 새로운 유형의 기술에 대해 이야기하고 있습니다."
드론 격추
Raytheon은 M-SHORAD 프로젝트에 참여하면서 특히 소형 드론과 싸우기위한 레이저 무기 개발에 특히주의를 기울이고 있습니다. 특히 "레이저 사구 버기"개념은 크로스 컨트리 차량에 장착 된 독점적 인 멀티 스펙트럼 관측 시스템과 결합 된 강력한 레이저입니다. 폴라리스 MRZR.
이 시스템은 미 공군을 위해 제조되고 있으며 2020 년에 XNUMX 개의 플랫폼을 인도 할 계획입니다. 같은 해 말에이 세 가지 모바일 장치는 운영 평가를 위해 해외에 배치 될 것입니다.
공군과 육군을위한 수많은 쇼에서 레이 시온은 버기에서 100여 대의 드론을 격추시켰다. 공군은 여러 작업에서 시스템을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 활주로 끝에 차량을 주차하여 공역으로 들어오는 원하지 않는 UAV를 방해하거나 파괴 할 수 있습니다. 헌트는 지적했다 :
“레이저는 드론에 대한 가장 정확하고 효과적인 직접 피해 수단임을 확인했습니다. 특징의 "마술 조합"을 사용하면 여러 드론을 매우 정확하고 저렴한 방식으로 한 번에 조용하고 눈에 띄게 비활성화 할 수 있으므로 운동 무기만큼 파괴적이지 않습니다. "
레이저 무기가 대량으로 사용되기 전에 여러 가지 긴급한 문제를 해결해야합니다. Robin은 레이저 자체가 빔 컨트롤러와 함께 무장 설치의 세 가지 중요한 요소 중 하나 인 것을 발견했습니다. 빔 컨트롤러는 빔을 위협에 정확하게 지시하고 동반하며, 생성 및 에너지 관리의 하위 시스템입니다. 후자의 서브 시스템은 차량에 설치하기에 충분히 콤팩트해야하지만,이 경우 자동차 부문의 개발, 특히 전기 자동차의 빠른 개발에 기여한 배터리 시스템의 개발을 활용할 수 있습니다. 헌트는 계속해서“전기차를 같은 속도로 장시간 운전하고 싶어하는데, 이는 레이저 작동 방식과 매우 유사하다. "이 기술과 레이저에 대한 요구 사항은 유사하며 여기서 중복됩니다."
제임스에 따르면, 에너지 시스템의 소형화는 제한 요소입니다. 그는 미 육군과 그 파트너들이 Stryker 장비에 이러한 장비를 설치하는 데 어려움을 겪을 것으로 기대합니다. 또한 M-SHORAD 시스템의 모든 대상이 동일하지는 않으며 다양한 유형의 플랫폼에 필요한 손상 수준에 대한 질문이 있습니다.
“이것이 당신이 사냥하는 드론 일 경우, 이것으로 대상의 범위가 좁아지면서, 그것들이 만들어지는 재료의 명칭이 줄어 듭니다. 이것이 매우 큰 드론이라면 아마도 대공 미사일을 사용해야 할 것입니다.”
반면 James에 따르면이 범위는 고려해야 할 가장 중요한 요소입니다. 손상을 유발하려는 거리가 멀수록 전력이 더 많이 필요합니다. 그는 대기가 빛을 산란시키는 다양한 입자로 가득 차 있으며, 즉 백퍼센트 투과율이 없을 것이라고 지적했다. 85km 거리에서 대기는 15 %까지 투과 될 수 있습니다. 즉, 빛의 5 %가 목표에 도달하지 않습니다. 50km 이상의 거리에서 손실은 XNUMX %가 될 수 있습니다. "광자 절반이 단순히 손실되고 레이저 빔의 강도가 떨어지고 목표에 도달하지 못합니다."
싸우는 법 배우기
노스 롭 그루먼 (Northrop Grumman)의 미사일 방어 형 방공 시스템 유닛 책임자 인 크리스 프라이 (Chris Fry)는“군 사용자의 주요 과제는 확장 된 목표를 다루기위한 훈련이 될 것”이라고 말했다. "기술을 채택, 적용 및 개선 할 수있을 것입니다." M-SHORAD 프로젝트 외에도 Northrop Grumman은 여러 다른 방향성 에너지 프로그램뿐만 아니라 해군 연구소, DARPA, 공군 연구소 및 기타 고객과 함께 미 육군과 협력했습니다.
미군 용 M-SHORAD 프로토 타입의 개발 및 배포는 MMHEL 프로젝트의 작업을 기반으로합니다.
프라이는“포괄적 인 기본 시스템을 구축하는 데 중점을두고있다”고 덧붙였다. “이것은 레이저뿐 아니라 레이더, 명령 및 제어 시스템, 네트워크, 플랫폼, 발전 및 제어 시스템 전체에 관한 것입니다. 시스템의 잠재력을 극대화하려면 이러한 모든 구성 요소의 최대 효율성과 함께 작동하는 방식이 중요합니다.”
노스 롭 그루먼 (Northrop Grumman)은 지난 XNUMX 년 동안 시스템의 크기와 전력 특성이 크게 감소했지만 향후이 프로세스가 가속화 될 것으로 예상하고있다. 위협에 동반하고 "원하는 효과를 제공하는 데 필요한 시간만큼 광자를 유지하는"레이저 시스템의 기능도 크게 향상되었습니다.
창조
Schnorrenberg는 현재 가장 큰 과제는 생산 제약이라고 말했다. 현재까지 개발 된 제한된 수의 레이저 시스템으로 인해 생산 기반이 개발되지 않은 상태입니다. 즉, 대규모 생산 시나리오를 위해 가장 중요한 구성 요소를 개발해야합니다.
“미국 정부는이 문제를 해결하기 위해 제조 기지 개발에 투자하고있다”고 덧붙였다. "궁극적으로 업계는이 기반을 개발하기위한 집행 메커니즘을 제공 할 것입니다."
이것이 M-SHORAD 프로그램에 관한 미 육군 목표 설정의 핵심입니다. 계약 발표에 따르면 노스 롭 그루먼과 레이 시온의 선택은 "지정된 에너지 시스템을 구축하기위한 경쟁을 촉진하고 산업 기반을 자극 할 것"이라고 언급했다.
제임스는 앞으로 몇 년 안에 레이저가 자체 방식으로 군사용 무기로 발전하기를 희망합니다. 그는 레이저가 완전히 별개의 시스템으로 작동할지는 의심하지만, 다른 레이저를 보완 할 수 있다고 확신합니다. 예를 들어, 방공 시스템이 레이저만으로 구성 될 가능성은 낮지 만 미사일을 포함한 더 넓은 시스템의 일부가 될 것입니다. 또한, 단거리에서 목표물과 싸우기 위해 군대는 별도의 병사를 떠나기를 원할 것입니다.
"아마도 레이저는 영원히 핵심 시스템의 일부가 될 것입니다."
로빈은“레이저가 미군에게 레이저를 실제로 효과적이고 유용하게 사용하려면 비용을 줄여야한다”고 말했다. 그러나 시간이 지남에 따라 틈새 시장에서 나오는 기술은 더욱 두드러진 역할을하기 시작합니다.
"군사뿐 아니라 다른 유형의 항공기에서도 프로토 타입 및 데모 테스트가 점점 더 많이 사용됨에 따라 우리는 곧이 시장의 확장과 레이저 무기 시스템 비용의 감소를 목격 할 것입니다."
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