Trong các chiến trường của các cuộc chiến tranh địa phương trong thế giới ngày nay, từ những người lính đến xe tăng chiến đấu chính được bọc thép nặng nề, từ hầm đến các mục tiêu cụm, vũ khí đáng sợ nhất là tất cả các loại máy bay không người lái và tên lửa hành trình. Cụ thể, cái gọi là "quan điểm của người thứ nhất", nghĩa là FPV Micro-Drone, với tốc độ bay nhanh hơn, khả năng điều khiển cực kỳ linh hoạt và chi phí tương đối thấp, có thể sử dụng các chiến thuật "bầy" để thực hiện các cuộc tấn công bão hòa trên nhiều Các mục tiêu lần lượt cho đến khi mục tiêu bị phá hủy hoàn toàn. Trong trường hợp này, các kỹ thuật viên quân sự và quân sự của các quốc gia khác nhau đang tích cực phát triển các hệ thống chống Drone mới để đối phó với các mối đe dọa máy bay không người lái gần như phổ biến. Trong số đó, hệ thống chống Drone hứa hẹn và hiệu quả nhất là vũ khí laser năng lượng cao.
Công nghệ bắt đầu trong Chiến tranh Lạnh
Từ năm 1960, khi nhà khoa học Mỹ Maiman phát triển thành công laser Ruby đầu tiên của thế giới và có được chùm tia laser đầu tiên trong lịch sử loài người, các cường quốc quân sự thế giới đã đưa ra ý tưởng áp dụng chùm tia nhân tạo này với sự định hướng mạnh mẽ, tính đơn sắc tốt và tính đơn sắc và tính Sự gắn kết, và độ sáng cực cao và mật độ năng lượng cho quân đội. Là quốc gia đầu tiên trên thế giới phát minh ra laser, Hoa Kỳ tự nhiên dẫn đầu trong việc phát triển vũ khí laser và đối thủ chiến tranh lạnh của Liên Xô, theo sát phía sau.
Tuy nhiên, trong thời kỳ đối đầu căng thẳng giữa phương Đông và phương Tây, cả Hoa Kỳ và Liên Xô đều tập trung vào vũ khí laser công suất cao chiến lược quy mô lớn cho các vũ khí chống hấp dẫn và chống vệ tinh. Cụ thể, chính quyền Reagan của Hoa Kỳ đã đề xuất một kế hoạch "Chiến tranh giữa các vì sao" quy mô lớn, nội dung chính là triển khai vũ khí laser năng lượng cao trong không gian, trên đất liền và trên tàu chiến để chặn các loại khác nhau của các loại trung bình- và tên lửa đạn đạo tầm xa và liên lục địa của Liên Xô.
Sau đó, với sự kết thúc của Chiến tranh Lạnh, đặc biệt là do sự trưởng thành ngày càng tăng của công nghệ tên lửa chống tên lửa, Hoa Kỳ về cơ bản đã từ bỏ sự phát triển của vũ khí laser năng lượng cao cấp chiến lược với độ khó kỹ thuật cao và chi phí cực kỳ cao, và Chuyển sang sự phát triển của vũ khí laser năng lượng cao cấp chiến thuật với kích thước và trọng lượng tổng thể nhỏ hơn nhiều, độ khó kỹ thuật thấp và chi phí tương đối rẻ. Trong số đó, Hải quân Hoa Kỳ là hoạt động nhất. Cùng với các tổ chức nghiên cứu khoa học thuộc Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ và các doanh nghiệp quân sự lớn trong nước, nó đã ra mắt một số dự án nghiên cứu và phát triển vũ khí laser năng lượng cao chiến thuật với các tuyến kỹ thuật khác nhau, như Hệ thống vũ khí laser của Hải quân (Luật), Trình diễn laser biển (MLD) và hệ thống laser chiến thuật (TLS).
Vào đầu thế kỷ 21, các dự án nghiên cứu và phát triển vũ khí laser năng lượng cao chiến thuật này đã bước vào giai đoạn thử nghiệm máy thực tế này đến giai đoạn khác. Ví dụ, vũ khí laser luật được phát triển bởi Công ty Raytheon của Hoa Kỳ được kết hợp với hệ thống phòng thủ gần gũi "Phalanx" và được gắn ở một bên của súng 6- nòng súng 20 mm. Công suất đầu ra tối đa là 33 kilowatt. Nó đã bắn hạ thành công máy bay không người lái nhiều lần trong nhiều thử nghiệm trên biển từ năm 2008 đến 2010. Đặc biệt, trong thử nghiệm vào tháng 5 năm 2010, luật đã nhanh chóng bắn hạ 7 máy bay không người lái nhỏ ở khoảng cách 3 km trong một thời gian rất ngắn, thể hiện đầy đủ Tiềm năng của vũ khí laser trong chống Drone.
Có thể đối phó hiệu quả với máy bay không người lái
Từ quan điểm của nguyên tắc làm việc, các dạng thiệt hại của vũ khí laser đến máy bay không người lái chủ yếu được chia thành hiệu ứng cắt bỏ nhiệt, hiệu ứng thiệt hại sóng xung kích và hiệu ứng thiệt hại bức xạ. Trong số đó, các phương tiện phá hủy quan trọng nhất của vũ khí laser là hiệu ứng cắt bỏ nhiệt. Khi chùm tia laser tác động lên máy bay không người lái, các electron bên trong vật liệu da của nó có được năng lượng laser, sau đó tạo ra các va chạm bạo lực và chuyển đổi thành năng lượng nhiệt. Khi nhiệt độ của khu vực chiếu xạ laser tăng nhanh, khi nhiệt độ lớn hơn điểm nóng chảy, vật liệu da máy bay không người lái sẽ bị tan chảy hoặc thậm chí hóa hơi.
Nói chung, để giảm trọng lượng của thân máy bay càng nhiều càng tốt, máy bay không người lái vi mô và nhỏ và vừa chủ yếu sử dụng vật liệu composite phi kim loại để tạo da. Các vật liệu tương đối rẻ bao gồm sợi thủy tinh, nhựa epoxy, PE/PP (polyetylen/polypropylen), v.v., và một số loại cao cấp sẽ sử dụng sợi carbon, sợi aramid, v.v. sức chống cự. Việc sản xuất da không người lái có thể tính đến nhu cầu hiệu suất chuyến bay, giảm cân và sức mạnh đủ. Các máy bay không người lái lớn và cỡ trung bình cao nhất thường sử dụng vật liệu hợp kim nhôm hiệu suất cao làm da, về cơ bản giống như các vật liệu da thường được sử dụng trong máy bay có người lái.
Các điểm nóng chảy của các vật liệu da này là khác nhau. Điểm nóng chảy của vật liệu sợi carbon là khoảng 300 độ, trong khi điểm nóng chảy của vật liệu hợp kim nhôm thường có thể đạt khoảng 600 độ. Tuy nhiên, đối với các chùm tia laser có nhiệt độ đạt tới hàng ngàn hoặc thậm chí hàng chục ngàn độ C. Khi da tan chảy và bốc hơi, chùm tia laser sẽ tiếp tục chiếu xạ cấu trúc bên trong và thiết bị của máy bay không người lái, gây ra thiệt hại và phá hủy hơn nữa theo các tình huống khác nhau. Ví dụ, khi chùm tia laser chiếu xạ hệ thống điều khiển máy bay không người lái, nó sẽ đốt cháy các bảng mạch và chip bên trong của nó, khiến nó mất hoàn toàn khả năng điều khiển tự động và sự cố; Khi nó chiếu xạ đầu đạn của một số máy bay không người lái tự sát, nó có thể kích nổ điện tích nội bộ và hoàn toàn làm nổ tung máy bay không người lái; Ngay cả khi nó chiếu xạ bộ pin hoặc bình nhiên liệu của máy bay không người lái, nó có thể khiến nó bốc cháy.
Ngoài ra, hiệu ứng thiệt hại sóng xung kích và hiệu ứng thiệt hại bức xạ được tạo ra bởi các chùm tia laser năng lượng cao cũng có thể gây ra thiệt hại lớn cho máy bay không người lái. Ví dụ, hiệu ứng tổn thương sóng xung kích chủ yếu đề cập đến máy bay phản lực huyết tương cao được hình thành sau khi da máy bay không người lái hoặc vật liệu cấu trúc cơ thể bị tan chảy và bốc hơi. Lực tác động khổng lồ tạo ra sẽ làm hỏng thêm cấu trúc bên trong của máy bay không người lái, khiến thân máy bay và cánh bị vỡ, và thậm chí tan rã trong không khí. Hiệu ứng thiệt hại bức xạ có nghĩa là khi plasma bị đẩy ra và bị ảnh hưởng, nó cũng sẽ giải phóng tia X, do đó tạo thành hiệu ứng sát thương tương tự như các xung điện từ, sẽ làm cho chip hệ thống điều khiển của máy bay không người lái bị hỏng.
Trên thực tế, ngay cả một số vũ khí laser có công suất thấp hơn, có chùm tia laser không đủ để làm hỏng da máy bay không người lái, cũng có thể đạt được mục đích làm cho máy bay không người lái mất hiệu quả chiến đấu bằng cách chiếu xạ phần dễ bị tổn thương nhất của máy bay không người lái, cảm biến quang điện. Các thử nghiệm cho thấy rằng khi chùm tia laser chiếu xạ, cửa sổ quang của cảm biến quang điện của máy bay không người lái, chùm tia được tập trung trực tiếp vào chip cảm biến hình ảnh như CCD (thiết bị ghép điện tích, cảm biến hình ảnh IE) hoặc CMOS (cảm biến) qua ống kính. Khi nhiệt độ bề mặt gây ra bởi chiếu xạ chùm tia đạt khoảng 200 độ, nó có thể gây ra thiệt hại vĩnh viễn cho chip cảm biến hình ảnh và làm cho nó hoàn toàn không hiệu quả.
Sau khi Hải quân Hoa Kỳ chứng minh rằng vũ khí laser năng lượng cao có thể xử lý hiệu quả máy bay không người lái, các dịch vụ quân sự khác của Hoa Kỳ và thậm chí nhiều quốc gia đã bắt đầu phát triển vũ khí mới như vậy. Ví dụ, Quân đội Hoa Kỳ cũng phải đối mặt với các mối đe dọa từ máy bay không người lái và tên lửa hành trình, do đó, nó đã phát triển một hệ thống phòng không tầm ngắn điện thoại di động năng lượng (M-Shorad) dựa trên khung gầm xe bọc thép 8 × 8, với công suất đầu ra tối đa của 50 kilowatt. Ngoài ra, Vương quốc Anh đã phát triển một "Dragon Fire" của Vương quốc Anh, với công suất đầu ra tối đa 50 kilowatt, có thể được trang bị trên tàu hoặc được lắp đặt trên các phương tiện có bánh xe hoặc theo dõi khác nhau.
Để đối phó với tên lửa, vỏ vữa và máy bay không người lái do Hamas và Hezbollah ở Lebanon phóng, Israel đã phát triển một vũ khí laser chiến thuật có tên là "Iron Beam", hợp tác với hệ thống không khí "Iron Dome" sử dụng tên lửa để chặn. Do Israel có các yêu cầu hoạt động cao hơn đối với "chùm sắt" và phải có khả năng đánh chặn các mục tiêu đạn dược, công suất đầu ra tối đa của nó đã được tăng lên 100 kilowatt. Vào tháng 5 năm 2023, vũ khí laser "chùm sắt" đã chặn được nhiều tên lửa được Hamas phóng trong chiến đấu thực tế lần đầu tiên.
Tuy nhiên, về mặt chặn máy bay không người lái, hồ sơ chiến đấu thực tế đầu tiên đã đạt được bằng vũ khí laser "thợ săn im lặng" được trang bị bởi quân đội Saudi. Năm 2022, Ả Rập Saudi đã tổ chức triển lãm quốc phòng quốc tế đầu tiên và lần đầu tiên tuyên bố rằng vũ khí chiến thuật "Hunter Hunter" mới nhất của nó Điều đó bắt lửa và đốt cháy. Công suất đầu ra tối đa của loại vũ khí laser chiến thuật này là 30 kilowatt và phạm vi tiêu diệt tối đa là 4, 000 mét. Chiếu xạ liên tục ở khoảng cách 1, 000 mét là đủ để đốt cháy qua tấm thép dày 5 mm. Xem xét rằng các máy bay không người lái tự tử được sản xuất và sử dụng bởi các lực lượng vũ trang Houthi có thiết kế thô hơn, da của họ chỉ có thể sử dụng các vật liệu PE/PP hoặc sợi thủy tinh thấp nhất, và vũ khí chiến thuật "Hunter Hunter" gần như có thể nói là Dễ dàng đối phó với máy bay không người lái như vậy.
Hướng phát triển trong tương lai
Từ quan điểm phát triển trong tương lai, có hai hướng cho vũ khí laser chiến thuật được sử dụng để chặn máy bay không người lái:
Một là kết hợp với các vũ khí khác, chẳng hạn như pháo tự động nhỏ, súng máy, tên lửa phòng không, v.v., để tạo thành một hệ thống tiêu diệt chống khô toàn diện.
Because laser beams have a fatal defect of being heavily dependent on weather conditions, in adverse environments such as rain, snow, fog and dust, the energy emitted by them will be absorbed and scattered by particles, water vapor and aerosols in the air, greatly reducing the power and range. In this case, the task of intercepting drones will be handed over to other weapons such as small-caliber automatic cannons, machine guns, and air defense missiles. At present, foreign countries have developed a number of so-called "light-cannon combined" weapon systems. The range of laser weapons is generally 1.5 kilometers to 7 kilometers, while the range of small-caliber automatic cannons is 3 kilometers to 4.5 kilometers. The two have overlapping killing zones and can complement each other at a distance, achieving the effect of 1+1>2.
Thứ hai, vũ khí laser chiến thuật chống UAV được thu nhỏ hoặc thậm chí thu nhỏ. Hiện tại, hai vũ khí laser chiến thuật, M-Shorad Hoa Kỳ và "Fire Fire" của Anh, có thể được lắp đặt trên khung gầm của xe bọc thép có bánh xe, đây thực sự là một cải tiến rất lớn. Nếu vũ khí laser chiến thuật có thể làm giảm thêm trọng lượng và khối lượng, chúng có thể được phổ biến trên các phương tiện vừa và nhỏ hơn, kết hợp với các trạm vũ khí từ xa và bảo vệ nhiều bộ binh hơn. Đi thêm một bước nữa, nếu các binh sĩ cá nhân có thể được trang bị súng laser chống Drone có kích thước và trọng lượng của súng trường tự động, sự an toàn của bộ binh có thể được đưa lên cấp độ tiếp theo.
