تسلیحات لیزری وکاربرد آنها درنبردهای آینده


تسلیحات لیزری وکاربرد آنها درنبردهای آینده

سالیان بسیاری است که درمیادین جنگ ازگلوله هاوموشکهاو...به عنوان سلاح استفاده میشود.این تسلیحات علاوه برپیچیدگیهای زیاد،دارای هزینه های سنگینی درپروسه ساخت،تعمیر ،نگهداری واستفاده هستندکه هریک باید توسط افرادآموزش دیده ومجرب انجام شوند. به عنوان مثال، موشکهای هوا به هوای فعالی مانند ، فونیکس ، درساختمان خود دارای سخت افزارهایی هستندکه درعین پیچیدگی،بسیار گرانقیمت میباشند(رادارفعال ، اتوپایلوت و...)که با شلیک آنها بسوی هدف،این سخت افزارها نیز ازبین میروند.باتوجه به مشکلات وهزینه های بالایی که این سیستمها دارند،نیاز به سیستمهایی باهزینه هاوپیچیدگی های کمتر، احساس میشود.یکی از راههای کاهش این هزینه ها وافزایش قابلیتهای سلاحها ، استفاده از فناوری لیزری میباشد.درحال حاضر این فناوری توسط کشورهای زیادی دنبال میشودکه درراس آنها ،آمریکا،روسیه ورژیم صهیونیستی قراردارند.

دراین مقاله اشاره ای کوتاه به برخی از کاربردهای این سیستم ها ونقاط ضعف وقوت آنها خواهیم داشت.

لیزرچیست؟

بدون شک لیزر یکی از مهمترین شاخه های فیزیک اتمیست. طرح اولیه لیزر نخستین بار توسط انیشتین ارایه شد.

واژه لیزر (laser) مخفف کلمه light amplification by stimulated emission of radiation  به معنای(تقویت نوربه روش تابش گسیل القایی)میباشد.اساس تولید پرتوهای لیزر به این شکل است که،با دادن انرژی به الکترونهای یک اتم میتوان آنها را به مدارهای بالاتر برد.اما این مدارجدید برای الکترونهاجایگاه پایداری نیست والکترونها ترجیح میدهند باپس دادن انرژی به مدار اصلی خود برگردند.این انرژی به صورت یک فوتون (ذرات تشکیل دهنده نور) بافرکانس مشخص آزاد میشود.یعنی یک واحد انرژی.

پس اگر باتعداد زیادی از اتمها،همزمان این کار را انجام دهیم میتوانیم پرتو نوری تک فرکانس ایجاد کنیم.علاوه بر این با روشها ودقتهای ویژه میتوان پرتوهای همفاز، نیز تولید کرد.

لیزرهابه کمک تحریک فوتونهاتولید اشعه میکنندوبه چهارقسمت اصلی برای این کارنیاز دارند:

1-واسطه لیزینگ: یک منبعی ازاتمها به صورت جامد ،مایع ویا گازاست که وقتی تحریک میشود نوری باطول موج مشخص تولید میکند.

2-منبع انرژی:که اتمها را درواسطه لیزینگ تاحد تحریک تزریق میکند.

3-آینه ها :به فوتونها درانجام حرکات رفت وبرگشت وبازتابش دردرون حفره واسطه لیزینگ ،کمک میکنندتا بااین حرکات الکترونهای دیگرراهم تحریک کنندودرنهایت،فوتونها از روزنه باریک حفره به سمت لنزها شارش کنند.4-لنزها:بیم لیزر رابرروی هدف متمرکز میکنند.

درتسلیحات نظامی کنونی از لیزر استفاده های زیادی میشود که از مهمترین آنها میتوان به فاصله یابهای لیزری ،نشانه گذارهای لیزری ،لیزرهای پدافندی ضددقت ،لیزرهای کور کننده و اسلحه های لیزری پرانرژی، اشاره کرد.


1-فاصله یابهای لیزری

اصول کارکردفاصله یابها بدین شرح است:ابتدا یک تپ کوتاه لیزری (معمولا بازمانی بین 10 الی 20 نانوثانیه)به سمت هدف شلیک میشود،سپس تپ پراکنده برگشتی ،به وسیله یک دریافت کننده مناسب نوری که شامل آشکارساز نوری است ثبت میشود.فاصله موردنظربااندازه گیری زمان پروازاین تپ لیزری بدست می آید.

فاصله یابهای لیزری در تانکها ودرسیستمهای دفاع ضدهوایی وهمچنین به صورت جیبی برای تک تیر اندازان(آخرین مدل آن به همراه باتری تنها500 گرم وزن دارد)کاربرد دارد .

 

شکل 1-دوربین مجهز به فاصله یاب لیزری


از مزایای آن میتوان به وزن وقیمت وپیچیدگی کمتر آنها نسبت به رادارهای معمولی وهمچنین توانایی اندازه گیری اهداف متحرک حتی درفاصله بسیار کم از سطح زمین و دریا اشاره کرد.

2-نشانه گذارهای لیزری

نشانه گذارهای لیزری معمولا جهت هدایت موشکها وسلاحهای هدایت شونده لیزری استفاده میشوند. اساس کار این سیستم بسیار ساده است.درابتدا،یک دسته پرتو لیزر به سمت هدف تابش داده میشود سپس پرتوهای بازگشتی ازهدف توسط سنسورهای دریافت کننده پرتو که بر روی سلاح هدایت شونده نصب شده است دریافت میشودودرنهایت سلاح به سمت نقطه تابش هدایت میشود.

 

بمبهای هدایت لیزری و بسیاری ازموشکهای ضدتانک درحال حاضر از این سیستم استفاده میکنند.

3-لیزرهای پدافندی ضددقت

اساس کاراین سیستمها برپایه ایجاداختلال وانحراف درتسلیحات هدایت شونده توسط لیزر استوار است.به این شکل که باکمک سنسورهای دقیق ردیاب،اشعه ساطع شده ازطرف دشمن برای هدایت تسلیحات، شناسایی وردیابی میشود،سپس باشلیک یک اشعه قدرتمندتراما فریبنده،تسلیحات دشمن رامنحرف میکنند.

به عنوان مثال سامانه kashtan-3  ساخت اکراین میتواند همزمان علیه 20 الی30 موشک هدایت لیزری پوشش ایجادکند .این سامانه درصورتی که جهت پریشان کردن اهداف تنظیم شده باشد،بااحتمال موفقیت 90 درصد این کار راانجام میدهدواگربرای منحرف کردن هدف تنظیم شود، اهداف را بااحتمال80 درصددچارانحراف میکند.

 

شکل 2-سیستم لیزری کاشتان3 به همراه تجهیزات کنترل

4-لیزرهای کورکننده

نوعی سلاح لیزری غیر کشنده است که ازپرتولیزر جهت نابینا کردن دشمن(کوری موقت) استفاده میکند.

شیوه کار این سلاح به این شکل است که اشعه ضعیفی رابه دشمن میتاباند که موجب گیجی یا کوری موقت دشمن شده وتوانایی جهت یابی اورابرهم میزند.

اسلحه phasr یک لیزر غیرکشنده قابل حمل توسط نفر است که درنیروی هوایی آمریکا طراحی شده وقابلیت ایجاد نابینایی موقت وسرگیجه در نفرات دشمن را دارد.

 

شکل 3-اسلحه لیزری کورکنندهphasr


5-سلاحهای لیزری

دراین سلاحها بجای استفاده از گلوله ، موشک، توپ،ویاسایر پرتابه های معمولی ،از اشعه لیزر،به عنوان یک گلوله قدرتمند استفاده میشود. نحوه عملکرد آن بدین شکل است که در این سلاح چندین پرتوی قدرتمندازیک طیف خاصی از انرژی باهم جمع شده ومتمرکز میشوندوسپس برروی هدف مورد نظر تابش میکنندو بسته به نوع لیزر ومقدار توان آن ، هدف راتخریب میکنند.

سیستم توپ لیزریABL

پروژهabl  یعنی بستر آزمایشی لیزر هوابرد بویینگ yal-1  یک سلاح لیزر شیمیایی بود که دریک بویینگ 747 قرار میگرفت.

این سلاح جهت ردیابی واز بین بردن موشکها ساخته شده بود.این سیستم از چهار قسمت ،لیزر،یک سایت پیشرفته اپتیکی،سنسورها و یک کامپیوترپیشرفته تشکیل شده بود تا بتواند موشکهارا تشخیص داده وشناسایی کرده ودرنهایت منهدم نماید.کارشناسان برد این سیستم را صدها کیلومتر عنوان کرده اند.پس از 15 سال تلاش وتوسعه وبیش از 5 میلیارد دلار هزینه این پروژه درسال 2011 لغو شد.

شکل 4-تشریح بخشهای مختلف یک سیستم لیزر abl

سیستم پدافندی THEL(tactical high energy laser)

این سیستم حاصل همکاری مشترک بین آمریکا ورژیم صهیونیستی بوده  توسط شرکت نورثروپ گرومن طراحی وساخته شد.اولین نمونه این سیستم در سال2000 تحویل داده شد.در این لیزر شیمیایی ازفلوراید دوتریوم استفاده شده است ودرسال 2000 طی یک عملیات آزمایشی توانست 5 گلوله موشک کاتیوشا را پس از شلیک منهدم کند.حجم کلی این سلاح وتجهیزات وابسته آن تقریبا به اندازه 6 اتوبوس شهری می باشد.در سال 2005 روند توسعه این سیستم با توافق دوطرف متوقف شد.

شکل 5-سیستم پدافندی thelدر حال نابود کردن اهداف



توپ لیزری LAWS

 

شکل 6سامانه laws درحال هدف قراردادن پهپاد

سیستم تسلیحات لیزری ساخت شرکت kratos درسال 2014 برای یکسری آزمایشهای عملیاتی برروی کشتی جنگی uss ponce ایالات متحده نصب شد.این لیزر حالت جامد برای هدف قرار دادن پهپادها وقایقهای تندرو ساخته شده است.

به گفته مقامات نیروی دریایی آمریکا،این لیزر درحقیقت یک سامانه دفاع نزدیک بوده ودربرابر جنگنده ها وموشکهای ضدکشتی ناتوان است.نیروی دریایی ایالات متحده بابت ساخت این توپ،11میلیون دلار هزینه کرده است.

لیزرها انواع مختلفی دارند ،امادرساخت اسلحه های لیزری تاکنون ،بیشتر از لیزرهای شیمیایی ،حالت جامد ،والکترون آزاد،استفاده شده است.

سلاح لیزری زیوس تنها جنگ افزارلیزری است که درجنگ مورد استفاده قرار گرفته است.این سلاح لیزری برروی یک خودروی هاموی نصب شده وازسال2003 درجنگ افغانستان وسپس عراق حضور داشته است وکار آن انهدام مینها وبمبهای عمل نکرده است.

 

الف-لیزرهای شیمیایی

بیم تولیدشده توسط این لیزر دریک سطح بالایی از انرژی(درحدصدهاکیلویامگاوات)به صورت یک اشعه مادون قرمزقوی ازفعل وانفعالات شیمیایی مشتق میشود.

این لیزرها نسبت به سایر انواع لیزر،بسیار پرقدرت میباشند.زیرا میتوانند دریک یا گستره ای از چندین طول موج مختلف کار کنند.به عنوان مثال سیستم abl بیم هایی باطول موجی برابر1.315 میکرومتر وسیستم thel بیمهایی باطول موجی معادل 3.5- 3.9 میکرومترتولید میکنند.این طول موجهای بلند به لیزر این امکان را میدهدکه بیم آن در شرایط نامساعد جوی توان نفوذ کافی رادرمحیط داشته باشدواز این رو میزان تاثیر عوامل جوی برروی این لیزر بسیار کم است.

امواج این لیزر آسیبی به سیستم بینایی انسان وارد نمیکند

ب- لیزرهای حالت جامد

دراین نوع از لیزرها،باعبور جریان الکتریسیته ازیک محیط کریستالی،بیم لیزرتولیدمیگردد.برخلاف لیزرهای شیمیایی ،لیزرهای حالت جامدطول موج کوتاهتری دارند ودرنتیجه بیم این نوع لیزردرفضای آزاد نفوذ کمتری داشته ودربرابر شرایط نامساعد محیط ،کارایی کمتری دارند.ضمنا بدلیل برخورداری ازطول موج کوتاه، این لیزر به سیستم بینایی انسان آسیب واردمیکند.

مزیت بزرگ این لیزر دراین است که نیازی به مخازن سوخت شیمیایی ندارد ومیتواند ازمنابع الکتریکی موجودبرحامل خود(هواپیما،کشتی یا خودروهای زمینی) تغذیه کند.

شکل 7-یاقوت کبود بادرجه سختی 9-از این کریستال درلیزرهای حالت جامد استفاده میشود.

ج-لیزرهای الکترون آزاد

لیزرهای الکترون آزاد با استفاده از الکتریسیته پرتولیزررا درطول موجهای مختلف که قابل تغییر وهماهنگی با شرایط محیطی است تولید میکنند.نیروی دریایی آمریکا معتقد است که این نوع از لیزرها درمقایسه با لیزرهای حالت جامد که درطول موج ثابت کار میکنند برای عملیاتهای دریایی مناسبتر هستند.اما اندازه بزرگ آنها سبب میشود که فقط در کشتیهای بزرگ قابل استفاده باشندوبه روز کردن کشتیهای موجود برای نصب آنها بسیار سخت به نظر میرسد.

مزایای استفاده از سلاحهای هدایت انرژی لیزری

1-دارابودن سرعت بسیاربالا(درحدسرعت نور). 2-توان درگیری بااهداف چندگانه وهدفگیری مجدد بسیارسریع. 3-توان انجام عملیات برای مدت طولانی، بدون نیاز به لود کردن مجدد مهمات. 4-پایین بودن هزینه هرشلیک(هرتپ لیزر چیزی درحدود یک دلار هزینه دارد.)5- نیاز کم به پشتیبانی لجستیکی . 6-دقت بسیارزیادوانطباق پذیری(مثلا میتوان با تنظیم مقدار انرژی ، میزان آسیبی که به هدف وارد میشود راکنترل کنیم).7- انعطاف پذیری(برخلاف سیستمهای توپخانه ای وموشکی که هرکدام برای مقاصد وماموریتهای متفاوتی طراحی میشوند،یک سیستم لیزری میتواند جوابگوی چندین ماموریت متفاوت باشد.)

معایب

1-انرژی آن تحت تاثیر عوامل جوی(مانندغبار،دود،بخارآب وآشفتگیهای جوی) قرار میگیرد. 2-وابستگی به دیدمستقیم(این سلاحها امکان شلیک به صورت منحنی راندارند وبه یک خط دید مستقیم برای درگیری باهدف نیازدارند). 3-بعضی انواع لیزرآثار زیانباری بر بینایی انسان دارند.4-گازهای شیمیایی خروجی دربعضی ازانواع لیزرهای زمین پایه،(مانند سیستمthel) دارای مقداری توکسین میباشندکه باعث ایجاد مسمومیت در انسان شده وبه سهولت توسط سیستمهای مکنده تجاری جذب میشود .

یک توضیح:مقدار انرژی وتوان یک سلاح لیزری نشانه کامل شدن آن سیستم نمیباشد.برای رسیدن به یک سلاح مفید وکارآمد،لیزرباید هماهنگی کاملی باسیستم داشته باشد،بطوری که بتواندعمل کشف ،تعقیب وانهدام هدف رابخوبی انجام داده وباسیستم حمل کننده،کنترل کننده وسایر قسمتهای مختلف آن کاملاهماهنگ گردد.

 کاربرد لیزردر نبردهای آینده

در آینده باتکمیل این تکنولوژی نوپا وافزایش توان وبرد آن وباتوجه به خصوصیات منحصربفرد سلاحهای لیزری ،ازاین تسلیحات میتوان در دو حوزه ی آفندی وپدافندی، بصورت گسترده ای استفاده کرد، که به نمونه هایی از آن اشاره میکنیم.

 ماموریتهای آفندی لیزرها درنبردهای آینده

1-عملیاتهای هوایی:1-بانصب لیزر برروی هواپیماها وپهپادها میتوان اهداف را با سرعت نور منهدم کرد.2-بدلیل دارابودن ویژگیهایی ازقبیل دقت،برد وانطباق پذیری بالا،میتوان اهداف را به صورت نقطه ای مورد اصابت قرارداد وازایجادآسیب به محیط های مجاور جلوگیری نمود.3-درهواپیماهای جنگی ازاین سلاح میتوان هم دربرابر اهداف هوایی وهم اهداف زمینی ودریایی استفاده کردوبرای ماموریتهای مختلف نیازی به حمل سلاحهای گرانقیمت ومختلف نیست.4-درصورت سوختگیری هوایی ،میتوان حضورثابتی درمیدان جنگ داشت ،زیرا تعدادمهمات آن محدود نیست ونیازی برای بازگشت به پایگاه ولود کردن مهمات وجود ندارد.

2-عملیاتهای زمینی:1-بانصب این سلاحها برروی بالگردها وuav ها میتوان مناطق وسیعی از سطح زمین را پوشش داد.2-لیزرها توانایی نفوذ درزره های سنگین را ندارند،بنابراین به ماموریتهایی اختصاص داده میشوند که درآنها اهدافی چون دقت،سرعت بسیاربالا،زمان درگیری وانطباق پذیری مدنظر باشد.به عنوان مثال،درماموریتهای مقابله با تک تیراندازها،به همراه جفتی ازحسگرهای اپتیکی وصوتی میتوان باتعقیب کردن یک گلوله به محل اختفای تک تیرانداز پی برده وقبل از هراقدامی ازجانب تیرانداز،بااودرگیرشد.

3-عملیاتهای دریایی:مواردی که باعث محدودیت نقش هجومی سلاحهای لیزری درماموریتهای زمینی میگردد،برای عملیاتهای دریایی نیز صدق میکند.بااین وجود یکی از جایگاههای مناسب برای لیزردرعملیاتهای دریایی ، زیر دریا میباشدکه بانصب آن برروی زیردریاییها میتوان بدون نیاز به استفاده از اژدرویاموشک بااهداف کوچک سطحی درگیر شده وقبل از اینکه حضور زیردریایی کشف شود ،از منطقه دورشد.

4-عملیاتهای فضایی:وجود محیط خلا درخارج از جو زمین باعث جلوگیری ازکاهش قدرت بیم لیزرمیشود.2-عدم نیازبه مهمات گذاری(load) مجدد ، باعث شده است تا به سیستمی ایده ال برای درگیری فضا به فضا تبدیل شود.

ماهواره هایی که درفاصله صدهاکیلومتری زمین قراردارند،درمقابل سلاحهای لیزری زمین پایه نیز بسیار آسیب پذیر هستند.دربعضی از مواقع اعمالی مانندجمینگ واختلال درعملکرد ماهواره ویامحدودکردن سیستمهای ماهوارهها،ازحذف فیزیکی آنها مهمتر هستند.به عنوان مثال درسال1984 یک سیستم لیزری زمین پایه روسیه،شاتل فضاپیمای چلنجر را رهگیری نمودوباعث تاخیر درعملکرد شاتل وایجاد اضطراب درسرنشینان آن شد.

ماموریتهای پدافندی لیزرها درنبردهای آینده


1-عملیاتهای هوایی:

 افزایش قابلیتهای دفاعی دربرابر دشمن وانعطاف پذیری در عملیاتهای جنگی.

بانصب سلاحهای لیزری برروی هواپیماهای دارای سرعت زیر صوت،وهواپیماهای آسیب پذیری مثل awacs، b52،joint star، این هواپیماها دربرابر موشکهای زمین به هوا وهوابه هواوهواپیماهای جنگی دشمن ،دارای پدافند مناسبی خواهند شدودر نتیجه با آرامش،ایمنی وامنیت بیشتری میتوانند ماموریتهای خودراانجام دهند.

2-عملیاتهای زمینی:

امروزه بیشترین تلفات درمیادین جنگ زمینی ،به خاطر اصابت گلوله های توپخانه،خمپاره ،راکت وبمبارانهای هوایی که اکثرا غیر مستقیم روانه میشوند،ایجاد میشود.

بانصب سلاحهای لیزری برروی خودروهای رزمی زمینی میتوان،درمقابل این تهدیدات مقاومت کرده،وبا ازبین بردن خودروهای رزمی دشمن قبل ازرسیدن نیروهای خودی به محدوده برد آنها،از پیشروی دشمن جلوگیری نمود.

3-عملیاتهای دریایی:

بانصب سلاح های لیزری برروی کشتی های جنگی میتوان سپردفاعی مناسبی را دربرابر حملات موشکهای بالستیک وکروز به وجود آورد.2- یکی از تهدیدات مهم ناوهای جنگی،نسل جدید موشکهای ضدکشتی پیشرفته،مافوق صوت وسطح رو میباشد.این موشکها تا قبل از رسیدن به لحظات آخربرخورد خود،قابل کشف وشناسایی نیستند.در اینجاسلاح های لیزری یک توانایی پدافندی باسرعت بالا(درحد سرعت نور)رابه همراه مسلسلهای دریایی وسیستمهای موشکی درمقابل اهداف بسیارنزدیک، ارایه مینماید.

3-ناوهای جنگی دارای تعداد محدودی لانچرهای پرتاب موشکهای پدافندی هستند.این لانچرها پس از استفاده شدن،امکان بارگذاری مجدد دردریا راندارندوبایدبرای لودکردن مهمات به بندروپایگاههای پشتیبانی مستقردرساحل مراجعه کنند.دراین شرایط،با به کارگیری لیزرهای پرتوانِ حالتِ جامد،یا الکترون آزاد،میتوان این ضعف را تاحدود زیادی برطرف کرد.

4-عملیاتهای فضایی:

1-لیزرهای فضاپایه میتوانند بااهداف مختلف،مخصوصا موشکهای بالستیک،خیلی زودتراز سیستم های پدافندی زمین پایه درگیرشوند.   2-ماهواره هادرمسیرحرکت مخصوص خود،حول زمین تاخیری ندارند،اما درمدارخود برروی یک مسیر قابل پیش بینی به موقعیت های متفاوتی درروی زمین دسترسی پیدا میکنند.وجود تقریبا 12 ماهواره مجهز به تسلیحات لیزری در مداربیضوی ودرارتفاع 12000 الی15000 کیلومتری زمین،درمدار(Elliptical Orbit)،میتواندیک پوشش دایمی رابرروی قسمت عمده ای از زمین(به غیر از مناطق قطبی)فراهم سازد   .3-لیزرهای فضاپایه همچنین میتوانند از ماهواره هایی که دارای ارزش زیادی هستند درمقابل میکروماهواره ها ونانو ماهواره ها محافظت نمایند.

(سید مجتبی مدنی)

منابع

------------------------------------------------------------------------------------------



http://fizikplasma.loxblog.com/post/5

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%da%a9%d8%a7%d8%b1%d8%a8%d8%b1%d8%af+%d9%84%db%8c%d8%b2%d8%b1+%d8%af%d8%b1+%d9%85%d8%b5%d8%a7%d8%b1%d9%81+%d9%86%d8%b8%d8%a7%d9%85%db%8c&SSOReturnPage=Check&Rand=0

  1. Retrieved 5 February 2013.
  2. "Quantum gas goes below absolute zero". Nature. 3 January 2013. Retrieved 5 February 2013.
  3. "Rheinmetall demos laser that can shoot down drones". BBC. 8 January 2013. Retrieved 5 February 2013.
  4. "Rheinmetall's 50kW laser proves worth". UPI. 2 January 2013. Retrieved 5 February 2013.
  5. "بازار لیزر دیود". Hanel Photonics. Retrieved Sep 26, 2014.
  • «آشنایی با اپتیک»، فرانک ال. پدروتی، لئون اس. پدروتی. ترجمه:محی الدین شیخ الاسلامی
  • «مرگ مخترع، تولد تاریخ»، هم‌میهن، ۲۶ اردیبهشت ۱۳۸۶. شمارهٔ ۶۸
  • "Quantum gas temperature drops below absolute zero". Wired. 4 January 2013. «کاربرد لیزر»، مولف: محمد طاها ترکمان، فروردین1391

http://www.airforce-technology.com/projects/abl/&prev=search

http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D9%84%D8%A7%D8%AD_%D9%84%DB%8C%D8%B2%D8%B1%DB%8C

#See_also>http://en.wikipedia.org/wiki/Laser_Weapon_System#See_also

https://www.youtube.com/watch?v=LThD0FMvTFUمشاهده کلیپ سامانه thel









/ 0 نظر / 230 بازدید