Skierowana broń energetyczna

Skierowane broń energii (EDA angielski broń skierowane energii , rosa) emituje energię w pożądanym kierunku, bez konieczności pocisku . Przekazuje energię do celu dla pożądanego efektu. Pożądane skutki dla ludzi mogą, ale nie muszą być śmiertelne. Oprócz zastosowania na ludziach lub jako potencjalnej obrony przeciwrakietowej, wykazano również, że technologia ukierunkowanej energii zatrzymuje lub unieruchamia poruszające się samochody, drony, skutery wodne i urządzenia elektroniczne, takie jak telefony komórkowe. Energia może przybierać różne formy:

promieniowanie elektromagnetyczne , w tym fal radiowych , z mikrofalami , w laserów i maserami ;
cząstki o masie , w broni z wiązką cząstek, ogólnie typu plazmowego;
dźwięku , w lrad.

Korzyści operacyjne

Generał

Broń o ukierunkowanej energii może być używana dyskretnie, ponieważ promieniowanie wykorzystuje zakresy takie jak RF (częstotliwość radiowa = 3 kHz do 300 GHz ), niewidoczne i niesłyszalne.

Przykłady broni ukierunkowanej energii

ZEUS-HMMWV Laser Ordnance Neutralizacja systemu (en) Zniszczenie improwizowane urządzenie wybuchowe .

Broń o ukierunkowanej energii jest zwykle klasyfikowana według tego, jak często działają, jak RF (dla częstotliwości radiowych) i laser, lub jak działają.

Broń mikrofalowa

Chociaż niektóre urządzenia są oznaczone jako broń mikrofalowa; zakres mikrofal jest powszechnie definiowany jako zakres od 300 MHz do 300 GHz, czyli zakres fal radiowych. Oto kilka przykładów broni, które zostały upublicznione przez wojsko:

Active Denial System jest źródłem fal milimetrowych. Jest używany przez Laboratorium Badawcze Sił Powietrznych USA i do jego funkcji kontroli zamieszek. Może również niszczyć niechronioną elektronikę (badania nad niezamierzonym rozpowszechnianiem informacji przez elektronikę). Urządzenie może mieć różne rozmiary, w tym dołączone do humvee .
Vigilant Eagle (w) , w fazie rozwoju, to system obrony lotnisko kieruje mikrofale o wysokiej częstotliwości. System składa się z podsystemu wykrywania i śledzenia pocisków, systemu dowodzenia i kontroli oraz układu czujników skanujących. Wykrywanie i śledzenie pocisku odbywa się za pomocą stałej sieci pasywnych kamer na podczerwień.
Bofors HPM Blackout (en) jest potęgą system mikrofalowy broń niż mówi się w stanie zniszczyć zdalnie szeroką gamę komercyjnych off-the-shelf (COTS) elektronika. Nie byłoby śmiertelne dla ludzi.

Ogólne informacje o laserach

Lasery są często używane przez karabiny do obserwacji, wykrywania i celowania; w takich przypadkach wiązka lasera nie jest źródłem siły ognia broni. Broń laserowa zwykle wytwarza krótkie, wysokoenergetyczne impulsy. Impulsowy laser o megadżulach dostarcza mniej więcej taką samą energię, jak 200 gramów kruszącego materiału wybuchowego i wywiera ten sam podstawowy efekt na celu. Głównym mechanizmem niszczenia jest mechaniczne ścinanie, spowodowane reakcją wybuchowego odparowania powierzchni celu. Większość istniejących broni laserowych to lasery gazowo-dynamiczne. Paliwo lub potężna turbina przepycha emisje laserowe mediów przez obwód lub szereg otworów. Wysokie ciśnienia i ciepło powodują, że medium tworzy plazmę i laser. Jedną z głównych trudności tych systemów jest zachowanie precyzyjnych luster i okienek wnęki rezonansowej lasera. Większość systemów wykorzystuje laser „oscylator” o małej mocy do generowania spójnej fali, a następnie jej wzmacniania. Niektóre eksperymentalne wzmacniacze laserowe nie wykorzystują okien ani luster, ale mają otwarte otwory, których nie można zniszczyć za pomocą wysokich energii. Niektóre lasery są używane jako broń nieśmiercionośna , np. olśniewacze zaprojektowane do czasowego oślepiania lub umykania uwadze ludzi lub czujników.

Oślepiające

Dazzlery to urządzenia używane do tymczasowego oślepienia lub dezorientacji napastnika lub zatrzymania kierowcy w poruszającym się pojeździe. Celami mogą być również czujniki mechaniczne lub samolot. Dazzlery emitują podczerwone lub niewidzialne światło przeciwko różnym czujnikom elektronicznym i światło widzialne przeciwko ludziom, jeśli mają nie powodować długotrwałego uszkodzenia oczu . Nadajniki są zwykle laserami , czyli tak zwanym laserowym oślepiaczem. Większość obecnie systemy są przenośne i pracować w trybie czerwonego ( poprzez pomocą lasera diodowego ) i zielonego ( poprzez diody przepływności stałej lasera DPSS) regiony o widmie elektromagnetycznym .

Elektrolaser

Elektrolaser umożliwia (poprzez laser) zakwitanie (tworząc przewodzący kanał/ścieżkę zjonizowanego powietrza ), a następnie wysyła potężny prąd elektryczny przez uformowany kanał/ścieżkę plazmy w kierunku celu, podobnie jak błyskawica . Działa jak gigantyczna wersja Tasera lub wysokoenergetyczny pistolet impulsowy na duże odległości.

Pulsujący pocisk energii

Systemy pocisków impulsowych lub PEP emitują impulsy laserowe w podczerwieni, które szybko wytwarzają rozszerzającą się plazmę w kierunku celu. Powstający dźwięk, wstrząsy i fale elektromagnetyczne ogłuszają cel i powodują ból oraz chwilowy paraliż. Broń jest w fazie rozwoju i jest przeznaczona jako nieśmiercionośna broń do kontroli tłumu.

Przykłady

Rosyjski laserowy przeciwlotniczy pojazd Peresvet (laserowy) , ogłoszony podczas przemówienia prezydenta Rosji w parlamencie w 2018 r

Zdjęcie systemu broni laserowej na USS Ponce .

Produkty firmy Northrop Grumman :
- 18 marca 2009 r. Northrop Grumman ogłosił, że jego inżynierowie z Redondo Beach pomyślnie wyprodukowali i przetestowali laser elektryczny zdolny do wytworzenia wiązki światła o mocy 100 kilowatów, wystarczająco silnej, aby zniszczyć pociski manewrujące, artylerię, rakiety i pociski moździerzowe. Według Briana Stricklanda, szefa programu wysokoenergetycznych laserów na ciele stałym w armii Stanów Zjednoczonych, laser elektryczny może być teoretycznie zamontowany na samolocie, łodzi lub pojeździe, ponieważ wymaga sprzętu zajmującego znacznie mniej miejsca niż chemikalia. laser.
- 6 kwietnia 2011 US Navy pomyślnie przetestowała działko laserowe wyprodukowane przez Northrop Grumman, które zostało zamontowane na byłym USS Paul Foster , który jest obecnie używany jako okręt testowy Marynarki Wojennej. Kiedy wykonali podczas testu, który odbył się u środkowego wybrzeża Kalifornii na Oceanie Spokojnym, baterii testów, zgłoszono, że działo laserowe ma „destrukcyjny wpływ na cel. krąży z dużą prędkością” - powiedział admirał Nevin Carr, dyrektor Biura Badań Morskich. Chociaż sklasyfikowany, zasięg działa laserowego jest rzędu mil, a nie jardów.
- Northrop Grumman ogłosił dostępność wysokoenergetycznej broni laserowej o nazwie FIRESTRIKE, wprowadzonej 13 listopada 2008 r. System modułowy wykorzystuje moduły 15 kW , które można łączyć, aby zapewnić różne poziomy mocy.
19 lipca 2010 r. na targach Farnborough Airshow został zaprezentowany laser przeciwlotniczy opisany jako laser opracowany w ramach projektu Close Combat Weapons System Project .
Broń laserowa Zeus to pierwszy laser i pierwsza broń energetyczna używana na polu bitwy. Służył do neutralizacji min i amunicji, która nie wybuchła.
Laser używany do obrony obszaru.
Mid podczerwieni Advanced Chemical laserowego ( laser MIRACL ) jest fluorowodór lasera doświadczalna US Navy które badano przeciwko sztuczne satelity w Stanach Zjednoczonych lotnictwie 1997.
W 2011 roku Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych rozpoczęła testy morskiego demonstratora laserowego (MLD), lasera do użytku na pokładach okrętów wojennych.
W 2013 roku Stany Zjednoczone rozpoczęły testy terenowe ukierunkowanej broni energetycznej, zwanej Systemem Broni Laserowej .
Personnel Halting and Stimulation Response (PHaSR) to ręczna broń nieśmiercionośna, opracowana przez Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych . Jego zadaniem jest "oślepić" lub ogłuszyć cel. Został opracowany przez Dyrekcję Kierowaną Energią Sił Powietrznych.
Laser taktyczny o wysokiej energii Nautilus (THEL) to broń laserowa z fluorkiem deuteru opracowana we wspólnym projekcie badawczym Izraela i Stanów Zjednoczonych . Przeznaczony jest do zestrzeliwania samolotów i pocisków.
US Air Force Airborne Laser , lub zaawansowane Tactical Laser , był projekt zamontować gazowy dwutlenek węgla laser laser chemiczny lub jod-tlen (cewka) na Boeing 747 zmodyfikowanej zniszczyć pociski .
Przenośne, wydajne stanowisko testowe lasera (PELT)
Laserowe środki zaradcze samolotów (ACCM)
20 kwietnia 2017 r. Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych ogłosiła, że zintegruje SASABER Increment 1 (laser wysokoenergetyczny ze zintegrowanym optycznym oślepiaczem i nadzorem (HELIOS)), laser o mocy od 60 do 120 kW, zaprojektowany przez Lockheed Martin Aculight Corporation, na niszczycielu z Arleigh Burke klasy tom IIA w 2020 r.

Inny

Broń laserowa może mieć kilka ważnych zalet w porównaniu z bronią konwencjonalną:

Wiązki laserowe poruszają się z prędkością światła , więc nie jest konieczne (z wyjątkiem bardzo dużych odległości) przewidywanie ruchów celu. Dlatego uniknięcie lasera wycelowanego dokładnie po jego uruchomieniu jest niemożliwe.
Ze względu na bardzo dużą prędkość grawitacja ma niewielki wpływ na światło , więc strzały z dużej odległości wymagają niewielkiej kompensacji. Inne aspekty, takie jak prędkość wiatru, można przez większość czasu pomijać, chyba że materiał przechodzący przez wiązkę jest pochłaniany.
Lasery mogą zmieniać skupienie, zapewniając aktywny obszar, który może być znacznie mniejszy lub większy niż w przypadku broni pociskowej.
Zapewniając wystarczające źródło energii, broń laserowa mogła mieć praktycznie nieograniczoną amunicję.
Ponieważ światło ma stosunek ilości ruchu do energii prawie zerowy (dokładnie ), lasery wytwarzają znikomy spadek $1°C$
Wiązki laserowe nie wytwarzają hałasu ani światła wykrywalnego przez ludzkie zmysły podczas emisji, więc broń nie ujawnia pozycji użytkownika podczas strzału.

Współczesna broń balistyczna zazwyczaj posiada systemy przeciwdziałające większości niepożądanych efektów ubocznych wymienionych powyżej. Dlatego przewaga broni laserowej nad balistyką może wynikać z elegancji i kosztów.

Problemy i rozważania

Istniejące metody przechowywania, przewodnictwa, transformacji i ukierunkowanej energii nie pozwalają na wyprodukowanie praktycznej broni przenośnej. Istniejące lasery tracą dużo energii w postaci ciepła, co wymaga wciąż nieporęcznych urządzeń chłodzących, aby zapobiec uszkodzeniom spowodowanym przegrzaniem. Chłodzenie powietrzem nie zapewnia akceptowalnego opóźnienia między strzałami. Te problemy, które mocno utrudniają w tym czasie możliwość realizacji broni laserowej, można zrekompensować:

niski koszt nadprzewodników wysokotemperaturowych, które zwiększają skuteczność broni.
łatwiejsza produkcja i magazynowanie dużych ilości energii elektrycznej. Część energii można by wykorzystać do schłodzenia urządzenia.

Lasery chemiczne wykorzystują jako źródło energii energię zaadaptowanej reakcji chemicznej, a nie energię elektryczną. Laser jodowo- tlenowy ( reagujący nadtlenek wodoru z jodem ) i laser fluorowodorowy (atom fluoru reagujący z deuterem ) to dwa rodzaje laserów, które mogą wytwarzać ciągłą wiązkę o mocy rzędu megawata. Zarządzanie odczynnikami chemicznymi wiąże się z własnymi wyzwaniami i pytaniami o ogólną nieefektywność i te związane z chłodzeniem. Problemy te można by złagodzić, gdyby broń była zamontowana albo w pozycji obronnej w pobliżu elektrowni, albo na pokładzie dużego statku, prawdopodobnie napędzanego energią jądrową , żeglującego, ponieważ miałaby tę zaletę, że miałaby dużo wody do chłodzenia.

Rozkwiecony

Wiązki laserowe najpierw powodują rozpad stanu plazmy w atmosferze przy gęstości energii zbliżonej do jednego megadżula na centymetr sześcienny. Ten efekt, zwany „rozkwitaniem”, rozmywa laser i rozprasza energię w otaczającym powietrzu. Kwitnienie może być najsilniejsze, jeśli w powietrzu jest mgła , dym lub kurz . Techniki, które mogą zmniejszyć te efekty, obejmują:

Propagując wiązkę przez duże zakrzywione lustro, które skupia moc na celu, utrzymując gęstość energii w kierunku zbyt niskim, aby mogło wystąpić rozkwitanie. Wymaga to dużego, bardzo precyzyjnego i delikatnego lustra, zamontowanego podobnie do projektora, wymagającego nieporęcznych maszyn do orientacji lustra i kierowania lasera.
Korzystanie z anteny z układem fazowanym . W przypadku typowych długości fal lasera proces ten wymagałby miliardów anten o rozmiarach mikrometrów . Obecnie nie ma na to sposobu, nawet z nanorurkami węglowymi . Teoretycznie anteny z układem fazowanym mogą również osiągnąć wzmocnienie sprzężenia fazowego (patrz poniżej). Anteny z układem fazowym nie wymagają luster ani soczewek i mogą być płaskie, więc nie wymagają systemu wieżyczki do celowania (w przeciwieństwie do „wiązki rozpraszającej”), chociaż czasami cierpi na tym zasięg. powierzchni anteny z układem fazowanym).
Za pomocą lasera sprzężonego fazowo. Ta metoda wymaga lasera „naprowadzającego” lub „naprowadzającego” oświetlającego cel. Każdy lustrzany („odblaskowy”) punkt na celu odbija światło, które jest wykrywane przez główny wzmacniacz broni. Broń następnie wzmacnia retransmitowane fale w pętli dodatniego sprzężenia zwrotnego, niszcząc cel za pomocą fal uderzeniowych, podczas gdy obszary zwierciadlane wyparowują. Pozwala to uniknąć kwitnienia, ponieważ fale celu przecinają kwitnienie i wykazują najbardziej przewodzącą ścieżkę optyczną; to automatycznie koryguje zniekształcenia spowodowane kwitnieniem. Układy doświadczalne wykorzystujące tę metodę zazwyczaj wykorzystują określone chemikalia w celu utworzenia „zwierciadła sprzężonego fazy”. W większości systemów lustro znacznie się przegrzewa przy poziomach mocy, jak na użyteczną broń.
Zastosowanie bardzo krótkiego impulsu kończącego się przed kwitnieniem przeszkadza.
Skupiając wiele laserów o stosunkowo niskiej mocy na jednym celu.

Materiał docelowy odparował

Innym problemem związanym z bronią laserową jest to, że materiał parujący z powierzchni celu zaczyna tworzyć cień. Istnieje kilka podejść do tego problemu:

Wywołaj trwałą falę uderzeniową w chmurze ablacyjnej . Fala uderzeniowa , a następnie dalej do zadawania uszkodzenia.
Omiataj cel szybciej niż rozprzestrzenia się fala uderzeniowa.
Sprawiać, że plazma optyczna miesza się z celem, zmieniając przezroczystość docelowej chmury ablacyjnej wytwarzanej przez laser za pomocą innego lasera, być może dostrajając laser do widma absorpcyjnego celu, ablacji chmury i indukując inwersję populacji w chmurze. Drugi laser wyzwala wtedy lokalny efekt laserowy w chmurze ablacyjnej. Powstała częstotliwość dudnienia może indukować częstotliwości, które przechodzą przez chmurę ablacji.

Absorpcja wiązki

Wiązka laserowa lub wiązka cząstek w powietrzu może zostać pochłonięta lub rozproszona przez deszcz, śnieg, kurz, mgłę, dym lub inną podobną przeszkodę wizualną, gdy kula z łatwością przeszłaby przez nią. Efekt ten jest dodawany do problemów z kwitnieniem, co sprawia, że rozpraszanie energii w atmosferze jest jeszcze ważniejsze. Zmarnowana energia może zakłócić rozwój chmury, dopóki fala uderzeniowa nie wytworzy „efektu tunelu”. Inżynierowie z MIT i Armii Stanów Zjednoczonych badają wykorzystanie tego efektu do zarządzania hydrometeorami .

Brak możliwości prowadzenia ognia pośredniego

Ogień pośredni, stosowany przez artylerię, pozwala trafić cel za wzgórzem, ale nie jest możliwy w zasięgu wzroku z broni skierowanej energii. Możliwymi alternatywami jest zamontowanie laserów (a może tylko reflektorów) na platformach powietrznych lub kosmicznych.

Maserowie

Maser to urządzenie, które wytwarza spójne promieniowanie elektromagnetyczne . Historycznie rzecz biorąc, „maserowe” pochodzi z pierwotnego skrót literami, MASER , co oznacza „ M icrowave mplification przez S timulated E przypisanie R adiation ” ( Microwave powielanie poprzez wymuszoną emisję promieniowania ). Stosowanie małych liter wynikało z rozwoju technologicznego, który sprawił, że oryginalna notacja była nieprecyzyjna, ponieważ współczesne masery emitują fale elektromagnetyczne (częstotliwości mikrofalowe i radiowe ) w szerokim paśmie widma elektromagnetycznego ; w ten sposób fizyk Charles Townes zasugerował użycie „ m oléculaire” w celu zastąpienia „mikrofalówki” dla współczesnej precyzji językowej. W 1957 roku, kiedy opracowano koherentny oscylator optyczny, nazwano go maserem optycznym, bardziej ogólnie zwanym laserem (wzmocnienie światła przez stymulowaną emisję promieniowania) , akronimem, który Gordon Gould stworzył w 1957 roku.

Niektóre rodzaje maserów

Masery z zegarem atomowym
- Masery rubidowe
Masery gazowe
- Maser amoniaku
- Maser Cerenkov
- Maser wodorowy
Masery półprzewodnikowe
- Rubinowy maser
- Tryb galerii rezonatora szafirowego, kriogeniczny maser

Rzadki podwójny gaz w ośrodku maserowym jest apolarny.

anna i ryszard

piątek, 4 sierpnia 2023