Жоғары энергиялы лазерлік қорғаныс жүйесі (HELLADS) – ракета, снарядтарды жоюға арналған қуатты лазерлік қару. DARPA қаржыландырып, 750 кг салмақта болады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жоғары энергиялы сұйық лазерлік аймақтық қорғаныс жүйесі (HELLADS) – дамытылып жатқан, ракеталарға, зымырандарға, артиллерия мен миномет оқтарына қарсы әрекет ететін жүйе. Ол қуатты (150 кВт) лазерді пайдаланып оларды жояды. Алғашқы жүйе стационарлық жер үстіндегі орналасқан қондырғыда сынақтан өтеді, бірақ ақырында ұшаққа орнатылуы үшін соңғы конструкцияның салмағы 750 кг (1,650 фунт) және көлемі 2 текше метрден (70,6 куб фунт) аспауы тиіс. Бұл жобаны Пентагонның Қорғаныс саласындағы кеңейтілген зерттеулер жобалары агенттігі (DARPA) қаржыландырады.
The High Energy Liquid Laser Area Defense System (HELLADS), is a counter RAM system under development that will use a powerful (150 kW) laser to shoot down rockets, missiles, artillery and mortar shells. The initial system will be demonstrated from a static ground based installation, but in order to eventually be integrated on an aircraft, the final design would require a maximum weight of 750 kg (1,650 lb) and a maximum envelope of 2 cubic meters (70.6 feet3). Development is being funded by the Pentagon's Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).
Тарих
Ірі салқындату жүйесі бар сұйық лазерлер үздіксіз сәулелерді шығарады, ал қатты күйдегі лазер сәулелері күштірек, бірақ оларды қыздырудың алдын алу үшін көбінесе импульстармен атуға тура келеді. (Егер жылуды беру талаптары орындалса, қатты күйдегі лазерлер үздіксіз жұмыс істей алады.) Бұрын екі типті лазерлердің де үлкен салқындату жүйелеріне қажеттілігі болғандықтан, олар өте көлемді болатын. Олар тек алып ұшақтарға ғана сыйып, басқа ұшақтарға орналастыру мүмкін емес еді. Мұндай жүйеге деген қажеттілік 2006 жылғы Ливан соғысы кезінде артып, назар аударды. Израиль бұрын да осы сияқты жұмыстарға қатысып, Жылдам қозғалмалы жоғары энергиялы лазер (MTHEL) жобасын қаржылаған болатын. Бұл жүйе 2004 жылғы 24 тамызда сынақтан өтті және нақты жағдайларда минометтік қауіптерді жоюда тиімді екені анықталды. Дегенмен, бұл сынақ 20 шақырымдық қашықтықтағы зымырандармен жүргізілді.
Liquid lasers that have large cooling systems can fire continuous beams, while solid state laser beams are more intense but generally must be fired in pulses to stop them from overheating. (As long as the heat transfer requirements are met solid state lasers can run continuously.) In the past, both types of lasers were very bulky because of their need for these huge cooling systems. The only aircraft in which they could fit were the size of jumbo jets. Need for such a system was reinforced during the 2006 Lebanon War. Israel had participated in similar work in the past by funding the Mobile Tactical High Energy Laser (MTHEL). This system was tested on August 24, 2004, and was found to be effective at neutralizing mortar threats under an actual scenario. However, this test was administered with short, 20 km range missiles.
Даму
Бағдарламаның алғашқы бірнеше жылында бас мердігер ретінде General Atomics компаниясының фотоника бөлімі болды. Бұл жоба қатты күйдегі лазердің жоғары энергия тығыздығын сұйық лазердің жылуды басқару мүмкіндігімен үйлестірді. "HEL қаруы" деп аталған бастапқы прототип бір киловатттық (кВт) сәуленің атылуын көрсетті. 2007 жылы бағдарламаның 3-ші кезеңі зертхана жағдайында 15 кВт қуаттылықты көрсетті, ал 2008 жылдың соңында General Atomics ұсынған тендер бойынша Lockheed Martin қару жүйесін интеграциялаушы ретінде таңдалды. 2007 жылдың қыркүйегінде DARPA Textron Systems компаниясымен келісім шарт жасасты, ол өздерінің патенттелген "ThinZag" керамикалық қатты күйдегі технологиясын қолданатын баламалы лазерлік модульді жеткізді. GA/Lockheed серіктестігінен өзгеше, Textron өз құрылғысы үшін жүйелік интеграция функциясын да орындайды. DARPA 2009 жылы екі үміткердің арасында сынақ өткізуді жоспарлады, осылайша қайсысы бағдарламаны одан әрі дамыту үшін қаржыландырылатынын анықтауға болады. Күші 150 кВт болатын нұсқа, ұшақтарға немесе Humvee көліктеріне орнатуға қажетті салмақ және өлшемдері бар зымырандарды жоюға қабілетті болды. 2008 жылдың ортасында "Jane's International Defence Review" журналы АҚШ әскерилерінің сөзін келтіріп, бағдарламаның осы сынақтарға сәйкес келе жатқанын мәлімдеді. Бағдарламаның 4-ші кезеңі 2010 жылға жоспарланған, ол қарудың лазерлік қуатын тактикалық нысаналарға қарсы сыртқы сынақтан өткізуді қамтиды. 2012 жылдың соңына дейін прототиптің дайын болуы күтілді. DARPA 2013 жылдың басында White Sands зымыран полигонындағы нысаналарға қарсы дайын прототиптерді сынауды жоспарлады. Бұл ракеталарға, минометтерге және жер-әуе зымырандарына қарсы сынақтарды қамтыды. DARPA 2013 жылдың қаңтарында General Atomics компаниясына екінші HELLADS жүйесін жасауды тапсырды, ол теңіз зерттеулер бюросының "су үстіндегі кемелерге қатысты" нысаналарды сынау үшін пайдалануы керек еді. Бірінші үлгі Әуе күштеріне берілген және Әскери-теңіз күштеріне қолжетімді емес. Жүйенің жасалуы 2012 жылы аяқталуы жоспарланған, ал қуатты, жылуды басқаруды, сәулені басқаруды және басқару-бақылау жүйелерін интеграциялау 2013 жылға жоспарланған. Жүйенің салмағы бір кВт қуатқа шаққанда белгілі бір көрсеткіш болуы керек. Екі қызмет те 2014 жылы демонстрациялық сынақтарды өткізуді жоспарлап отыр. General Atomics 2015 жылдың сәуірінде өзінің Gen 3 High Energy Laser (HEL) лазерінің сәуле сапасы мен қуатты өлшеу сынақтарын аяқтағанын хабарлады. Gen 3 лазері сәуле сапасын жақсарту, электрлік-оптикалық тиімділікті арттыру және өлшемдерін азайту үшін жаңартуларға ие, құрастырудың көлемі шамамен 0,8 м² және тактикалық платформаларда қолдану мүмкіндігін көрсету үшін ықшам литий-ионды батареямен жабдықталған. 30 секундтық демонстрация кезінде сәуле сапасы тұрақты болды, бұл электрмен қоздырылатын лазерлердің сәуле сапасын 50 киловаттан жоғары деңгейде сақтауға болатынын дәлелдеді. General Atomics компаниясы лазерлік модулін 2018 жылға дейін өзінің "Avenger" ұшқышсыз әуе кемесіне орнатуды жоспарлап отыр. Лазерлік қуат пен сәуле сапасының жеткілікті екенін көрсету бағдарламаның зертханалық даму кезеңін аяқтады және далалық сынақтарға қабылдануға мүмкіндік берді. Жердегі сынақтар ракеталарға, минометтерге, көліктерге және жер-әуе зымырандарының имитациялық үлгілеріне тигізетін әсерін бағалайды. HELLADS 2015 жылдың жазында White Sands полигонында сынақтан өтуі тиіс еді. General Atomics сондай-ақ, Arleigh Burke класындағы эсминецтерге орнатуға жарамды 150 кВт лазерлік қаруға қатысты ONR сұранысынан кейін, 2018 жылы сынақтан өтетін Gen 3 HEL лазерін Әскери-теңіз күштеріне ұсынды. Компания лазерді жоғары қуатты литий-ионды батареялар, сұйық салқындату, бір немесе бірнеше лазерлік жасушалар және сәулені тазарту және тұрақтандыру үшін оптиканы қамтитын тактикалық лазерлік қару модулі ретінде көрсетті; бір жасуша 75 кВт сәуле шығарады, ал модульдер 150-300 кВт қуатты сәулелерді құру үшін біріктіріледі, бұл төмен қуатты талшықты лазерлерге тән қосымша құрылғыларды қажет етпейді. General Atomics сондай-ақ, Gen 3 лазерін АҚШ Армиясына оның қуат деңгейі 2020 жылдың басында 120 кВт-қа жеткенде High Energy Laser Mobile Demonstrator (HEL MD) үшін ұсынуды жоспарлап отыр.
For the first few years of the program the Photonics Division of General Atomics was the prime contractor. The design combined the high energy density of a solid state laser with the thermal management of a liquid laser. Dubbed the "HEL weapon", the initial prototype demonstrated firing a mild one kilowatt (kW) beam. Phase 3 of the program in 2007 demonstrated 15 kW power in a laboratory setting, and at the end of 2008 under the General Atomics bid, Lockheed Martin was selected as the weapon system integrator. In September 2007, DARPA contracted Textron Systems to supply an alternate laser module using its proprietary "ThinZag" ceramic solid state technology. Unlike the GA/Lockheed partnership, Textron will also perform the system integration function for their device. DARPA planned a "shoot off" between the two contenders in 2009 to determine which would be funded to continue the program to further phases. The more powerful version will produce a 150 kW beam capable of knocking down missiles with the weight and size requirements for fitting onto fighter aircraft or a Humvee. In mid 2008, Jane's International Defence Review quoted the US military that the program is on schedule to meet this ground test. Phase 4 of the program, involving outdoor testing of a weapon power laser against tactical targets, was planned for 2010. A prototype was expected to be available by the end of 2012. DARPA planned to use the completed prototypes against targets at White Sands Missile Range in early 2013. This included ground testing against rockets, mortars, and surface to air missiles. DARPA planned for General Atomics to produce a second HELLADS system in January 2013 for use by the Office of Naval Research to test against targets "relevant to surface ships." The first example is committed to Air Force use and cannot be made available for the Navy. Fabrication of the system was planned to be completed in 2012, with power, thermal management, beam control, and command and control subsystem integration planned through 2013. The system has a weight goal of per kW of power. Both services plan for demonstrations in 2014. General Atomics revealed in April 2015 that its Gen 3 High Energy Laser (HEL) completed beam quality and power measurements tests. The Gen 3 laser has a number of upgrades that provide improved beam quality, increased electrical to optical efficiency, and reduced size and weight; the assembly is small at only , and is powered by a compact Lithium ion battery to demonstrate deployability on tactical platforms. Beam quality remained constant through the 30 second demonstration, proving that the beam quality of electrically pumped lasers can be maintained above 50 kilowatts. General Atomics plans to have the laser module deployable on their Avenger unmanned aerial vehicle by 2018. Demonstrating sufficient laser power and beam quality ended the program's laboratory development phase and achieved acceptance for field trials. Ground based field testing will assess its effects against rockets, mortars, vehicles, and surrogate surface to air missiles. HELLADS was to be tested during summer 2015 at White Sands. General Atomics has also proposed its Gen 3 HEL to the Navy after an ONR solicitation for a 150 kW laser weapon suitable for installation on Arleigh Burke class destroyers, to be tested in 2018. The company has displayed the laser as a Tactical Laser Weapon Module which includes high power density lithium ion batteries, liquid cooling, one or more laser unit cells, and optics to clean up and stabilize the beam before it enters the beam director telescope; a unit cell produces a 75 kW beam, and modules can be combined to create beams of 150 300 kW in power with no beam combining like low power fiber lasers. General Atomics also plans to offer the Gen 3 to the U. S. Army for their High Energy Laser Mobile Demonstrator (HEL MD) when its power levels increase to 120 kW in the early 2020s.