Armes à énergie dirigée aujourd'hui. Tendances de puissance, de chaleur, de dimensionnement et d'application

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Anonim
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Dans l'une de ses interviews, le directeur de la recherche de l'US Navy, le contre-amiral Matthew Clander, a évoqué un laser à solide et l'annonce de l'amiral Jonathan Greenert qu'un tel laser serait installé à bord d'un navire de guerre en 2014. « Nos initiatives d'énergie dirigée et en particulier le laser à solide sont des programmes scientifiques et technologiques de la plus haute priorité, a déclaré Klander. « Le programme laser à semi-conducteurs est l'épine dorsale de notre engagement à fournir rapidement des capacités avancées aux forces de première ligne.

Au cours des dernières décennies du 20e siècle, les partisans des armes à énergie dirigée (DEW) ont promis que les lasers et les armes à énergie élevée révolutionneraient la guerre. À bien des égards, cette promesse est devenue une réalité sous une forme différente alors que des milliers de petits lasers ont rempli les arsenaux des forces militaires modernes. Ces lasers, cependant, sont principalement soit des dispositifs de télémètre qui augmentent les capacités et l'efficacité des armes cinétiques, soit des dispositifs aveuglants qui désactivent l'optique ennemie. Cependant, des développements récents indiquent que les possibilités de l'ONE deviennent plus réelles

Les lasers, les phaseurs, les blasters et les canons électromagnétiques font désormais partie de l'armement canon de la science-fiction, mais les vrais problèmes de puissance, de capacité thermique, de taille et de « propension à utiliser des armes à énergie dirigée contre des concitoyens » sont difficiles à résoudre. mettre en place. Aujourd'hui, les technologies ONE sont principalement divisées en: lasers à haute énergie HEL (laser à haute énergie), armes à micro-ondes à haute puissance HPM (micro-ondes à haute puissance) et faisceaux de particules chargées. La vérité est que nous nous rapprochons de plus en plus du jour où les systèmes ONE deviendront monnaie courante dans l'espace de combat. Cet article donne un aperçu de plusieurs systèmes radiofréquence et laser prometteurs actuellement disponibles et examine les tendances les plus probables dans l'application militaire des systèmes GNE au cours des dix prochaines années.

Système de confinement actif (SAS)

L'Active Denial System (ADS) est un système ONE abordable, déployé et prêt au combat. SAS, parfois appelé rayon de chaleur ou rayon de douleur, a été créé par Raytheon, un leader mondial dans le développement et la recherche de rayonnement micro-ondes. C'est l'un des premiers systèmes antipersonnel non létaux et ciblés déployés dans l'armée américaine. SAS a été créé en tant que système non létal de contrôle des foules et d'exclusion. Le système monté sur véhicule a été testé à une distance d'environ un kilomètre. SAS envoie un faisceau focalisé d'une fréquence extrêmement élevée de 95 GHz vers un individu ou un groupe de personnes, provoquant une douleur intense. Cette énergie provoque une élévation de la température de surface de la peau humaine, au bout de quelques secondes elle devient tellement inconfortable que les personnes sont obligées de quitter la zone contrôlée. Des centaines de tests ont été effectués sur des humains, après quoi le SAS a été certifié comme arme non létale. Cela dit, des doutes subsistent sur les effets à long terme sur la santé ou sur ce qui se passe si une personne a été exposée pendant longtemps. SAS a été déployé en Afghanistan en 2010, mais n'a jamais été déployé et a été renvoyé par des commandants de terrain sceptiques. Le SAS a été démontré par le Corps des Marines à Quantico en mars 2012 et les Marines l'ont accueilli avec enthousiasme. "Vous ne l'entendrez pas, vous ne le sentirez pas, mais vous le sentirez", a déclaré le colonel Tracy Tafolla, directeur de la division conjointe des armes non létales, "et cela nous donne des avantages que nous pouvons utiliser".

Démonstrateur laser mobile haute puissance HEL MD (Démonstrateur Mobile Laser Haute Energie)

Mi-2007, deux contrats de phase I ont été signés avec Boeing et Northrop Grumman pour développer un système laser mobile au sol. En 2009, Boeing a été autorisé à poursuivre ses travaux et à réaliser un modèle de démonstration monté sur le châssis du véhicule militaire tout-terrain lourd HEMTT. Le système a été testé avec une capacité réduite en 2011 sur le site d'essai de White Sands. Il a démontré la capacité du système à capturer, accompagner et détruire les munitions volantes. Le prochain contrat de l'US Army Rocket and Space Agency, délivré en octobre 2012, a permis de poursuivre ces développements. Ce contrat est connu sous le nom de contrat d'essais de haute puissance de phase II; il prévoit l'installation par Boeing d'un laser à solide de 10 kW dans une installation mobile de démonstration d'un laser haute énergie HEL MD (High Energy Laser Mobile Demonstrator). La prochaine étape optionnelle pourrait être l'intégration d'un laser plus puissant, dont le but est de réduire le risque d'utiliser des lasers de forte puissance. L'installation HEL MD mise à niveau lors des tests opérationnels effectuera la capture, le suivi, l'endommagement et la destruction des cibles.

"Le programme Boeing HEL MD utilise la meilleure technologie laser à semi-conducteurs pour fournir à l'armée des capacités à la vitesse de la lumière pour se défendre contre les missiles, l'artillerie, les mortiers et les drones, à la fois aujourd'hui et à l'avenir", a déclaré le vice-président et directeur des programmes. systèmes énergétiques dirigés Mike Wrynn. Boeing s'attend à ce que le système soit achevé et prêt pour la production d'ici 2018, avec une puissance laser passant de 10 kW à 100 kW.

Installation laser expérimentale YAL-1 (anciennement Airborne Laser)

Le Boeing YAL-1 Airborne Laser Testbed, anciennement ABL (Airborne Laser), est un système d'arme basé sur un laser chimique à oxygène-iode de classe mégawatt monté à l'intérieur d'un Boeing 747-400F modifié. Il a été créé principalement comme système de défense antimissile pour la destruction de missiles balistiques tactiques pendant la phase d'accélération. L'Agence américaine de défense antimissile (MDA) a tiré avec succès un laser à haute énergie (HEL) à bord d'un avion volant pour la première fois en août 2009. En janvier 2010, pendant le vol, le HEL a été utilisé pour intercepter plutôt que détruire un missile d'essai pendant la phase d'accélération. En février 2010, lors d'essais au large de la Californie, le système a réussi à détruire un missile à propergol liquide en phase d'accélération de la trajectoire. Comme indiqué dans le MDA, moins d'une heure après la destruction du premier missile, le deuxième missile, mais déjà à combustible solide, a été intercepté avec succès (mais pas détruit) et tous les critères de test ont satisfait aux critères spécifiés. Le communiqué du MDA a également noté qu'ABL avait détruit un missile à propergol solide identique en vol huit jours plus tôt. Pour la première fois lors des tests, un système d'énergie dirigée a détruit des missiles balistiques tactiques à n'importe quelle étape du vol. Un rapport a été publié plus tard qui a déclaré que le premier bombardement en février a pris 50 % moins de temps d'irradiation que prévu pour détruire le missile; le deuxième bombardement du missile à propergol solide a été éteint une heure plus tard avant que le missile ne soit détruit en raison de problèmes de "désalignement du faisceau". Le financement du programme a été coupé en 2010, puis annulé complètement en décembre 2011. En 2013, les recherches se sont poursuivies dans le but d'utiliser l'expérience acquise avec le système laser YAL-1 et d'essayer d'installer un système laser anti-missile sur des drones capables de voler au-dessus de la limite d'altitude d'un avion de ligne Boeing 747-400F converti.

Zone de défense anti-munitions (ADAM)

Lockheed Martin a également été l'un des leaders dans le développement de systèmes d'armes basés sur HEL. Au cours des dernières années, Lockheed Martin a développé un système anti-munitions de défense de zone (ADAM) pour protéger les cibles critiques contre les menaces à courte portée telles que les drones ou les missiles d'artillerie de fabrication artisanale tels que QASSAM. Le système laser et de conduite de tir du complexe ADAM est logé dans un conteneur sur une grande remorque pouvant tracter un camion. Une fois positionné et mis sous tension, l'ADAM peut recevoir des informations d'un réseau de radars à proximité ou, avec un timing approprié, fonctionner comme un système séparé. Après avoir reçu un signal, l'ADAM peut suivre des cibles à une distance de 5 km et les détruire avec son laser de 10 kW à une distance allant jusqu'à 2 km. Lors d'une démonstration en 2012, le système a capturé, suivi et détruit une cible en trois secondes, selon Lockheed Martin. En novembre 2012, Lockheed Martin a rapporté que l'ADAM « a détruit avec succès quatre missiles en vol simulé à 2 km et a intercepté l'UAV à 1,5 km, provoquant son crash de manière contrôlée ». Lors de tests ultérieurs en mars et avril 2013, le système ADAM a détruit huit missiles d'attaque de petit calibre comme le QASSAM. Lockheed Martin continue d'améliorer ADAM et, selon Tony Bruno, président de Lockheed Martin Space Systems, "ADAM est un système d'énergie dirigée pratique et abordable qui peut résoudre le véritable problème de la gestion des menaces à proximité".

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Le Corps des Marines a fait la démonstration du système de déni actif (ADS) en novembre 2012 en Virginie. L'ADS est un système d'énergie dirigée de pointe dans la gamme des ondes millimétriques qui, lorsqu'il est en contact avec des foules potentiellement hostiles, donne aux militaires quelque chose de plus raisonné que de crier et de moins nocif que de tirer.

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Considérant que l'avenir appartient aux lasers, Boeing a créé un système d'arme laser mobile sur un châssis de camion.

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Le HPEMcase Plus de Diehl Defense est un système mobile autonome compact avec 50 % de puissance en plus et une portée plus longue que la version standard. Le système est utilisé pour lutter contre les dispositifs d'écoute clandestine

Arme à micro-ondes haute puissance Bofors HPM BLACKOUT

Certains systèmes ONE non létaux sont difficiles à détecter. Ils peuvent fournir un avantage tactique unique dans le conflit d'aujourd'hui. Imaginez pouvoir empêcher votre adversaire d'utiliser des appareils électroniques sur simple pression d'un bouton ? Cela peut être fait, par exemple, avec un système à micro-ondes BLACKOUT à haute puissance (HPM) de BAE Systems Bofors. Le système est une source de micro-ondes mobile qui peut perturber le fonctionnement d'appareils électroniques non protégés. Développé à l'origine uniquement comme un appareil d'évaluation et d'expérimentation, le Bofors HPM BLACKOUT a de bonnes perspectives pour devenir un système pratique avec une application réelle. Le briefing du système indique que le système "a eu un effet dévastateur à une distance significative sur une grande variété d'équipements commerciaux … Le système se compose d'un modulateur intégré, d'une source micro-ondes et d'une antenne". Le système pèse moins de 500 kg et mesure environ 2 mètres de long. Une variante opérationnelle du Bofors HPM BLACKOUT pourrait désactiver les zones ciblées, désactiver de nombreux systèmes électroniques commerciaux et certains systèmes électroniques militaires, rendant l'adversaire incapable d'utiliser les téléphones portables, smartphones, tablettes, autres appareils et systèmes d'armes. Dans un récent rapport de BAE Systems, il a été dit qu'un groupe de ses chercheurs « a démontré la capacité du système Bofors HPM BLACKOUT à avoir un effet néfaste sur certains appareils électroniques dans les systèmes d'armes et a montré que ce système pourrait être un ajout important à d'autres armes, notamment dans l'espace asymétrique, où les menaces réelles se mêlent aux civils innocents. »Il est clair que les systèmes ONE comme le Bofors HPM BLACKOUT pourraient être utilisés pour obtenir un avantage dans l'espace de la guerre électromagnétique.

Armes électromagnétiques haute puissance à haute puissance électro-magnétique (HPEM)

Diehl a développé une série de sources micro-ondes basées sur des oscillateurs multi-étages Marx et des oscillateurs micro-ondes (la méthode pour générer des micro-ondes à partir d'impulsions CC reste incertaine). Ces sources vont des appareils portables (fonctionnant à 375 MHz et DS110B fonctionnant dans la gamme 100-300 MHz) aux installations fixes (fonctionnant à 100 MHz [dans l'huile], 60 MHz [dans le glycol] et 50 MHz [dans l'eau], le tout à une fréquence maximale de répétition des impulsions de 50 Hz). On rapporte que les systèmes portables produisent 400 kV et 700 kV, tandis que la tension de sortie d'une installation fixe peut atteindre un mégavolt. Les techniciens de Diehl ont travaillé sur la conception et la mise en œuvre de l'antenne à gain élevé afin d'améliorer l'efficacité des systèmes susmentionnés et de les utiliser à des fins militaires.

En janvier 2013, l'office des brevets a accordé à Diehl BGT Defence un brevet pour son générateur de micro-ondes.

L'utilisation de systèmes non létaux HPEM (High-Power-Electro-Magnetics) offre de nouvelles capacités qui permettront aux forces militaires et civiles de désactiver les systèmes de commandement, d'information et de surveillance. Les sources HPEM peuvent être utilisées pour protéger les personnes et les convois, par exemple, pour surcharger et désactiver définitivement les engins radio-explosifs. Contrairement aux silencieux traditionnels, le système de protection de convoi HPEM est également efficace contre les nouveaux types d'IED à capteur. Les véhicules ennemis avec contrôle électronique du moteur peuvent être arrêtés de manière inattendue par un système HPEM mobile ou stationnaire. La nouvelle technologie HPEM de Diehl Defence protège les convois des engins explosifs improvisés; il vous permet d'arrêter de laisser des voitures et d'empêcher l'accès non autorisé aux zones restreintes. Ainsi, cette technologie apporte une contribution décisive à la protection des soldats en mission internationale.

Les systèmes HPEM peuvent également assister les forces spéciales et les forces de police dans l'accomplissement de leurs tâches. Les systèmes HPEM suppriment les communications ennemies et perturbent les systèmes de renseignement et d'information, par exemple lors de la libération d'otages. L'analyse de l'impact des impulsions magnétiques à haute énergie sur les systèmes d'armes conduit au concept d'actionneurs non létaux capables de neutraliser les EEI cachés à une distance de sécurité sans nuire aux personnes et à l'environnement.

Les HPEM portables sont disponibles en tant que systèmes de test avec les systèmes anti-IED et d'arrêt du véhicule de base.

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Le système d'arme laser LaWS (Laser Weapon System) est un démonstrateur technologique fabriqué par Naval Systems Command à partir de lasers à fibre à semi-conducteurs commerciaux. LaWS peut viser des cibles conformément aux données reçues du complexe à courte portée MK 15 PHALANX Close-In Weapon ou d'autres sources de guidage, et détruire de petits bateaux et cibles aériennes sans utiliser de balles

Lois sur le laser des navires

Pour la protection immédiate des navires, Raytheon a développé un laser à solide LaWs. Ce système ONE combine les faisceaux de six HEL en un seul faisceau pour le guidage vers des cibles lentes; il est connecté à une station radar qui détecte et suit les cibles attaquantes. Les lois devraient compléter les systèmes d'armes cinétiques à courte portée traditionnels; il peut viser des cibles conformément aux données obtenues du complexe à courte portée MK 15 PHALANX Close-In Weapon ou d'autres sources de guidage. À la suite d'essais sur le terrain réussis en 2012, le capitaine David Keel, directeur du programme LaWs, a déclaré que « le succès de cet effort justifie clairement l'utilisation militaire d'armes à énergie dirigée dans les environnements maritimes. Le développement et l'intégration d'un laser plus puissant dans le système LaWs augmenteront la portée et élargiront la gamme de cibles pouvant être capturées et détruites avec succès. »

L'US Navy considère les lois comme un système hautement fonctionnel et précis avec un faible risque et un recul élevé."Même nos chiffres sous-estimés nous disent qu'un coup d'énergie dirigée coûte moins d'un dollar", a déclaré le contre-amiral Klander dans une interview le 8 avril 2013. "Comparez cela aux centaines de milliers de dollars d'un lancement de fusée et vous commencez à voir les avantages de ces capacités."

Citant un certain nombre d'avancées technologiques dans le programme de développement de Laws, l'US Navy a annoncé qu'elle déploiera des Laws à bord du quai de transport PONCE de classe AUSTIN en 2014.

Développement d'un système de défense aérienne à courte portée basé sur une installation laser à haute énergie

Une arme laser, ou ONE, émet de l'énergie dans une direction donnée sans vecteur. Il transfère de l'énergie à une cible afin d'obtenir l'impact souhaité. L'exposition humaine anticipée peut être mortelle ou non mortelle. Cet impact peut être classé comme physique, physiologique ou psychologique. L'énergie peut prendre de nombreuses formes: rayonnement électromagnétique, y compris les radiofréquences, les micro-ondes, les lasers et les masers, les particules de masse dans les armes à faisceau (d'un point de vue technique, une sorte de microprojectile), et le son dans les armes soniques.

Les armes laser sont particulièrement adaptées aux opérations qui nécessitent une grande précision et un impact rapide et évolutif, ainsi que pour la défense contre les menaces à faible coût qui attaquent en grand nombre.

Système laser de démonstration de la société allemande MBDA

MBDA promeut les lasers de haute puissance dans le développement de systèmes d'armes laser intégrés. Les avantages de l'application incluent: impact instantané sur la cible, faible détectabilité optique, faible coût de logistique et de maintenance et très faible coût de travail, impact évolutif sur la cible et possibilité de son augmentation, haute précision, haute sélectivité, pas de pertes indirectes et, enfin, pas besoin d'achat, de stockage ou de transport de munitions.

Les applications potentielles des systèmes d'armes laser comprennent la protection des actifs critiques tels que les bases d'opérations avancées, les soldats et les véhicules (terrestres, aériens, maritimes); augmenter ou entraver la mobilité tactique; et la protection contre le terrorisme. Ils sont capables de mener à bien les tâches de lutte contre les missiles, les obus d'artillerie et les munitions de mortier, les drones, les engins explosifs improvisés et les systèmes de défense aérienne portables.

Aujourd'hui, l'accent mis par MBDA sur les lasers à haute puissance est basé sur l'approche dite des systèmes intégrés. MBDA travaille sur des armes laser pour combattre les missiles, les obus d'artillerie et les munitions de mortier. Les travaux sous contrat avec l'Agence européenne de défense et l'Autorité allemande des marchés publics de la défense avancent bien. Pour accélérer son développement, MBDA a investi une part importante de ses fonds propres dans ce programme.

L'installation laser de démonstration d'une puissance laser de 40 kW a fonctionné avec succès sur des cibles aériennes situées à une distance de plus de 2000 mètres et à une altitude de 1000 mètres.

L'infrastructure nécessaire est déjà en place sur le site d'essai MBDA à Schrobenhausen. Il se compose de trois champs d'essai de tir et de suivi, d'un laboratoire d'essai et d'un laboratoire sur le toit avec un démonstrateur laser, qui offrent ensemble d'excellentes opportunités de développement actuel et futur.

Dix prochaines années

Les systèmes GNE nous montrent à quoi pourrait ressembler l'avenir. Avant que l'ONE ne remplace la poudre à canon et devienne une technologie de guerre qualitativement nouvelle, les problèmes liés à la puissance, à la capacité thermique, à la taille et à « la prédisposition à utiliser des armes à énergie dirigée contre des concitoyens » doivent être résolus.« Une règle empirique utile est que le TNT contient environ un mégajoule d'énergie chimique, et cette quantité est souvent nécessaire pour détruire une cible militaire », indique un rapport sur les systèmes UNE publié par le Surface Weapons Development Center de l'US Navy à Dahlgren en juin 2013. Pour devenir une arme militaire conventionnelle, tout laser, phaser ou blaster prometteur devra constamment générer une énergie destructrice d'environ un mégajoule. La plupart des systèmes DRE n'ont pas encore atteint ce niveau, mais certains d'entre eux pourraient atteindre de telles capacités au début de 2016.

À l'heure actuelle, sur la base des informations sur les systèmes ONE publiées dans des sources ouvertes, la conclusion intermédiaire suivante peut être tirée. La principale perspective d'utilisation de l'énergie dirigée pour des tâches militaires est la capacité de contrôler les émeutes (ADS), de désactiver l'électronique non blindée (Bofors HPM BLACKOUT, HPEM) et de protéger les zones et les équipements critiques (ADAM, LaWs et HEL MD). Ces capacités à elles seules nous permettent d'augmenter le potentiel de combat à tel point qu'elles nous obligent à mener une R&D constante sur les systèmes ONE. Des systèmes avec une plus grande létalité et, par conséquent, des besoins énergétiques plus importants sont installés sur de gros navires, de gros avions et des cibles au sol de défense ponctuelle avec de grandes sources d'énergie. Bien que le premier système laser mobile au sol mortel, le HEL MD, ait déjà été déployé sur un gros véhicule, il n'est pas encore aussi mobile, fonctionnellement flexible ou mortel que les systèmes cinétiques existants. Dans la prochaine décennie, après avoir surmonté d'importantes difficultés technologiques, il est possible qu'un char équipé d'une nouvelle version du système laser "similaire au HEL MD" apparaisse. Le responsable du programme pour le développement de la technologie laser à semi-conducteurs de l'Office of Naval Research a écrit dans son rapport d'avril 2013: « L'avenir est ici. Le laser à semi-conducteurs est un grand pas en avant vers une transformation fondamentale de la guerre moderne, caractérisée par l'émergence de systèmes à énergie dirigée; exactement la même chose s'est produite en temps voulu avec la poudre à canon, qui a remplacé les couteaux et les épées. »

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