15 Eylül 2024

HEL (Yüksek Enerji Lazer) Silahı Üretim Yarışı

 

HELMA -P, HELIOS, HELCAP, SSL-TM, ODIN, bu kısaltmalar Fransa ve ABD'deki çok sayıda devam eden Yüksek Enerji Lazer (HEL) programının sadece bir örneğini temsil ediyor. Diğer birçok program -örneğin, İngiltere'deki DragonFire- HEL'lere giden yolda potansiyel rakiplerini geride bırakma çabasıyla dünya çapında, farklı hızlarda da olsa ilerlemektedir.

HEL silahlarının popülaritesi, sundukları sayısız avantajdan kaynaklanmaktadır. Hedef takibi ve angajman kolaylığından, düşük angajman maliyetinin şarjör derinliğine olan çok cazip oranına kadar. Birçok donanma bu silahları gelecekteki deniz savaşları için kritik bir yetenek olarak görmektedir. Yine de HEL programlarının dünya çapındaki farklı ilerleme seviyeleri, fizik düzeyinde, organizasyon düzeyinde veya her ikisinde de olsun, çeşitli zorlukların devam ettiğini göstermektedir ve bu, ABD Donanması'nda (USN) olduğundan daha belirgin değildir.

HEL'ler, ana akım geliştirmede Yüksek Güçlü Mikrodalgalar (HPM'ler) ve Milimetre Dalga Silahları (MWW'ler) da dahil olmak üzere üç ana Yönlendirilmiş Enerji Silahı (DEW) türünden biridir. İkincisi, HPM'lere çok benzer, ancak daha yüksek frekanslarda ve daha dar bir ışınla çalışır. Her silah türü, çeşitli etkiler üretmek için elektromanyetik (EM) spektrumun farklı bölgelerinden yararlanır. Parçacık ışınları ve Maser'ler gibi diğer DEW türleri ve alt türleri mevcuttur, ancak bunların henüz ana akım DEW araştırma ve geliştirme çabalarının bir parçası olduğu bilinmemektedir.

Denizcilik alanında, iki nedenden dolayı HEL programlarına büyük oranda öncelik verilmiştir.

Öncelikle, HPM'ler ve MWW'lerde olduğu gibi dağıtılmış ışınlara kıyasla HEL'ler gibi yoğunlaştırılmış ışık ışınları, kullanıcısının daha geniş -ancak hala görüş hattı (LoS) içinde- menzillerde hedeflere karşı koymasını veya daha geniş çeşitlilikte malzemeleri delmesini sağlar. Bu menzil, bir HEL'i çalıştırmak için kullanılan enerji seviyesini yükselterek daha da uzatılabilir, bu da silahın menzilini ve yoğunluğunu artırır. HPM'lerin ve MWW'lerin gücünü artırmanın, etkili menzillerini de artıracağı unutulmamalıdır.

İkinci olarak, CILAS'ın lazer bölümünden sorumlu Arnault Gagnepain'in ESD'ye söylediği gibi : "[HEL'in yoğunlaştırılmış ışık huzmesi] bu silahların genel olarak basit ve gemiye entegre edilmesinin kolay olduğu anlamına geliyor çünkü bir dağılma konisi yok ve dolayısıyla diğer ekipmanlarla etkileşim yok." Aynı şey HPM'ler ve MWW'ler için söylenemez. Buna göre, operasyonel düzeyde HEL silahlarına yönelik beklentiler yüksektir.

Ağustos 2023'te yayınlanan Kongre Araştırma Hizmetleri (CRS) 'Savunma Bakanlığı Yönlendirilmiş Enerji Silahları: Kongre İçin Arka Plan ve Sorunlar' raporunun ekinde belirtildiği üzere, HEL silahlarının geleneksel alternatiflere göre dört ana avantaj sunması bekleniyor.

İlk olarak: kısa angajman süreleri. Bir HEL silahının hedefe ulaşma süresi neredeyse anındadır, yani geleneksel mühimmatla karşılaştırıldığında, bir müdahale rotası hesaplamak için balistikleri hesaba katmaya gerek yoktur. Pratikte, bu aynı zamanda kısa zaman dilimleri içinde birden fazla hedefi angajmana sokma olasılığına da dönüşmelidir çünkü yeniden yükleme veya başka bir dizi hesaplama yapmaya gerek yoktur.

HEL silahlarının ikinci önemli avantajı, manevra yapan veya çevik hedeflere karşı koyma yetenekleridir. Bu silahlar, ışınlarını hedefleri üzerinde tutarak çalıştıklarından, tehdit etkisiz hale getirilene (etkisiz hale getirilene veya yok edilene) kadar onları takip edecek şekilde tasarlanmıştır. Ocak 2024'te Physics Today'de yayınlanan 'Yeni lazer silahları' başlıklı bir makalede Thomas Karr ve James Trebes, 300 kW'lık bir HEL'in alüminyum kabuklu bir hedefi yaklaşık 2,5 saniyede ve plastik bir hedefi bir saniyeden kısa sürede yenebileceğini açıklıyor.

Üçüncüsü, HEL'lerin ışık ışınları onları son derece hassas silahlar haline getiriyor. Gagnepain, "Silah, operatörün hedeflediği şeyi vuracak," diye açıkladı ve bu sayede sadece balistik endişeleri ortadan kaldırmakla kalmıyor, aynı zamanda yan hasar risklerini de önemli ölçüde azaltıyor.

Son olarak, ayarlanabilir yoğunlukta bir ışık huzmesi kullanmak, silahlı kuvvetlerin tek bir silah sisteminde ölçeklenebilir etkilere sahip olmasını sağlar. Optronik sensörlerin kamaşması gibi öldürücü olmayan etkilerden, optik sensörlerin yanması gibi sınırlı hasara ve hedefin tamamen etkisiz hale getirilmesine kadar, HEL silahları ideal ölçeklenebilir tepkiyi vaat eder.

Sonuç olarak, ABD silahlı kuvvetleri ve dünyanın dört bir yanındaki diğer silahlı kuvvetler, İnsansız Hava Araçları (İHA) ve potansiyel olarak İnsansız Yüzey Araçları (USV) ile balistik ve hipersonik füze savunmasına kadar çok çeşitli tehditlere karşı koymak için HEL geliştirme programları üzerinde çalışmaktadır. Ancak, silahlı kuvvetler HEL silahlarının iyi belgelenmiş sınırlamalarıyla çok farklı şekillerde boğuştukça, bu programların zaman çizelgeleri ve hırs seviyeleri önemli ölçüde değişmektedir.

Beklenen toperasyonel avantajlarına rağmen, HEL silahları bir dizi sınırlama da sunar. Bu sınırlamalar, özellikle ABD'de, onlarca yıldır devam eden HEL geliştirme programları tarafından iyi bir şekilde belgelenmiştir.

HEL'lerin en önemli sınırlamalarından biri, en azından bugüne kadar, menzilleridir. Bunun başlıca nedeni, bir ışık huzmesinin doğası gereği yalnızca LoS aralıklarında çalışabilmesidir. Bunun ötesinde, bu sistemler atmosfer koşullarına karşı hassastır, çünkü HEL'ler EM dalga boyu spektrumunun kızılötesi ucunda işlev görür. Sonuç olarak, CRS raporunda belirtildiği gibi: "Atmosferdeki maddeler - özellikle su buharı, ancak aynı zamanda kum, toz, tuz parçacıkları, duman ve diğer hava kirleticileri - ışığı emer ve dağıtır ve atmosfer türbülansı bir lazer ışınını odaksızlaştırabilir."

Gemi sistemleri, kara tabanlı muadillerinden daha fazla ışığı emen su buharı sorunuyla başa çıkmak zorunda kalabilir. Ancak, bu sistemler geliştikçe, donanmalar bu etkileri hafifletmek için çözümler bulabilecekler - örneğin, CRS raporu, lazerin su buharından daha az etkilenen bir dalga boyunda ışık yayması olasılığından bahsediyor - ancak genel performans azalmaya devam edecek. Raporda ayrıca, atmosferik bozulmalara yanıt olarak ışına sürekli hızlı ayarlamalar yapmak için uyarlanabilir optiklerin kullanımından da bahsediliyor ve ışının gücü daha geniş bir koşul aralığında korunuyor.

Bugüne kadarki bir diğer kritik sınırlama Boyut, Ağırlık ve Güç'tür (SWaP). Bir HEL silahının büyük ve potansiyel olarak sertleştirilmiş hedefleri başarıyla etkisiz hale getirmesi ve/veya etkisiz hale getirmesi için daha güçlü bir ışık huzmesi yaymak için daha fazla güç gerekir. Yine de daha fazla güç kaçınılmaz olarak sistemin kendisinin boyutunu ve ağırlığını ve dolayısıyla ana platformdaki ayak izini - gayrimenkul ve güç taleplerini - etkileyecektir.

Bu iyi bilinen sınırlamalar, bugüne kadar Fransız HELMA-P ve İngiliz DragonFire gibi Avrupa programlarının, İHA'lar, roketler ve el yapımı patlayıcı cihazlar (IED) gibi daha küçük hedeflerin etkisiz hale getirilmesi için öncelikle >100kW sınıfındaki ışınlara odaklanmasını açıklıyor.

ESD ile HELMA-P hakkında konuşan Gagnepain, sistemin şu anda her biri yaklaşık 1m 3 olan üç bloktan oluştuğunu açıkladı : tüm elektrik tesisatlarıyla lazer jeneratörü, soğutma sistemi ve kabul edilmelidir ki 1m 3'ten bile daha küçük olan taret . Geminin sistemlerinden doğrudan güç ve soğutma alıyor.

"Pratikte bu, sistemimizin korvetlerden uçak gemilerine kadar her gemiye çok kolay entegre edilebileceği anlamına geliyor," diye belirtti Gagnepain. Bir geminin Komuta ve Kontrol (C2) sisteminden hedef tanımlamasını aldıktan sonra, tehditleri otonom olarak izleyebilir, onlarla etkileşime girebilir ve etkisiz hale getirebilir - her zaman döngüde bir adamla.

Şu anda sistem küçük ve mikro İHA'lara karşı koymaya adanmıştır. Bunun ötesindeki her şey çok daha fazla güç gerektirecektir ve kaçınılmaz olarak tüm gemilerin dayanamayacağı önemli güç dalgalanmalarına neden olacaktır - ya da en azından diğer tüm sistemler çalışır durumdayken. "Ancak sistemimizi daha büyük, daha sert hedeflerle başa çıkabilecek şekilde ölçeklendirmeye devam etmek için Fransız Donanması ve diğer silahlı kuvvetlerle çok yakın bir şekilde çalışıyoruz," diye sonlandırdı Gagnepain. Bu, örneğin, USV'leri, füzeleri ve potansiyel olarak (sonunda) uydulara karşı lazer kullanımını içerecektir.

HELMA-P, Haziran 2023'te Horizon sınıfı fırkateyn Forbin'den (D620) kurulup çalıştırıldığında Fransız tedarik ajansına (Direction Générale de l'Armement; DGA) başarıyla gösterildi . İlk sistemlerin 2025 ortalarında teslim edilmesi planlanıyor ve Gagnepain, Fransız Donanması'nın herhangi birini alıp almayacağı konusunda yorum yapamasa da, "başlangıçta tüm hizmetler için yeterli" olduğunu belirtti. CILAS, Ariane Group ile bu konuda çalışıyor ve üretimi ölçeklendirmeye hazır.

İngiltere'de DragonFire programı da ilerliyor ve Savunma Bakanlığı yakın zamanda silahı 2030'lardan önce sahaya sürmeye olan bağlılığını yenilediğini duyurdu. DragonFire, Leonardo (ışın yönlendiricisinden sorumlu) ve Qinetiq (lazer kaynağından sorumlu) dahil olmak üzere MBDA liderliğindeki bir konsorsiyum tarafından geliştirilen ve muhtemelen hem kara hem de deniz platformlarına takılacak 50 kW sınıfı bir HEL göstericidir.

HELMA-P'ye benzer şekilde, DragonFire gösterici üç ayrı üniteden oluşuyor: bir C2 kabini, bir termal tesis ve bir lazer efektör konteyneri. Bu ünitelerin boyutu bilinmiyor ancak Fransız sisteminden biraz daha büyük bir ayak izine sahip gibi görünüyor - bir gösterici olarak. İlgili bir MoD basın bültenine göre, DragonFire gösterici 2023'ün sonlarında MoD'nin Hebrides Sıradağları'nda başarıyla test edildi ve "hareketli hava ve deniz hedeflerini menzilde çok yüksek doğrulukla izleme" yeteneğini gösterdi.

Henüz kesin teslimat tarihleri ​​açıklanmadı, ancak Savunma Bakanlığı operasyonel hale getirme tarihini başlangıçtaki 2030'lardan öne çekme niyetini belirtti. Şu ana kadar hangi gemilerin bu silahlarla donatılacağına dair kesin planlar da yok, ancak Kraliyet Donanması'nın (RN) Type 45 muhripleri ve Type 26 firkateynleri olası adaylar olarak öne sürüldü.

Yani, her iki Avrupa programı da hızla ilerliyor ve kısa (FR) ve orta (UK) vadede >100 kW sınıfı HEL silahlarını sahaya sürmeye başlıyor. Bu, HEL'leri mümkün olan en kısa sürede, katmanlı bir savunmanın parçası olan tamamlayıcı bir silah sistemi olarak operasyonel hale getirme isteğini gösteriyor. Ayrıca, CONOPS'un kademeli olarak geliştirilmesine de katkıda bulunacaktır.

Atlantik'in diğer tarafında HEL manzarası biraz farklı ve devam eden geliştirme için harcanan uzun yıllar ve milyonlarca dolar önemli eleştirilere yol açtı. Ocak 2024'te DC'deki Surface Navy Association etkinliği sırasında, USN yüzey savaş gereksinimleri direktörü Read Amiral Fred Pyle, "Yönlendirilmiş enerji silahlarının hızından memnun değilim. Bu teknolojinin bize verdiği sözü yerine getirmeliyiz." diyerek manşetlere çıktı.

USN'nin birçok yüzey gemisine HEL silahları yerleştirmede istikrarlı bir ilerleme kaydedememesi, bu silah programlarıyla ilgili sınırlamaları en iyi şekilde örneklemektedir. Bunlar, Nisan 2023'te yayınlanan bir ABD Hükümet Hesap Verebilirlik Ofisi (GAO) raporunda, 'Yönlendirilmiş Enerji Silahları - DoD Geçiş Planlamasına Odaklanmalı'da iyi bir şekilde belgelenmiştir ve belki de en iyi şu cümleyle özetlenmiştir: "Onlarca yıldır, DoD teknolojilerin erken aşama araştırma ve geliştirmesine yatırım yapmayı önceliklendirdi." Bu, öngörü eksikliğine ve dolayısıyla köklü satın alma programlarına karşı fonlar için rekabet etmede zorluklara yol açmıştır.

Bu da, savunma sanayi tabanındaki temsilcilerin, net bir hükümet taahhüdü olmadan HEL teknolojilerinin geliştirilmesine yatırım yapma konusunda endişelerini dile getirmelerine yol açtı. GAO raporunun belirttiği gibi, söz konusu olan ana sorun, DEW'ler veya kritik teknolojiler için ticari uygulamaların olmaması nedeniyle ticari ürünlerden yararlanamama durumudur. Bu, kaçınılmaz olarak endüstri ortakları için yüksek geliştirme maliyetlerine yol açar.

Buna karşılık, İngiltere'deki DragonFire konsorsiyumu, ilerlemek için COTS'tan yararlandığını ve daha sonra materyali sağlamlaştırmak veya alternatifler bulmak için çalışacağını, böylece programı ilerleteceğini bildiriyor.

Geçiş çabalarındaki öngörü eksikliği, DoD'nin DE silah programları için istikrarlı finansmanının olmaması ve endüstriyel tabanın güçlendirilmesiyle de sonuçlandı. Bu sorun, dünya çapında birçok savunma sektöründe belirgindir. 30 Temmuz 2024'te MIT Technology Review'da yayınlanan "ABD ve müttefikleri ekonomik güvenliği nasıl yeniden inşa edebilir" başlıklı bir makalede örneklendirilmiştir. Analizlerini şu anda bir başka 'popüler' teknoloji olan drone üretimine dayandıran Edlyn V. Levine ve Fiona Murray, birçok Avrupa ülkesinin kritik yetenekler üretme kapasitelerine büyük zarar vererek üretim tabanlarını Doğu'ya kaydırdığını açıkladı.

Bir diğer konu ise USN'nin HEL teknolojilerini geliştirme ve geçiş sürecidir. Donanma bilim ve teknoloji topluluğu ile Program Yürütme Ofisi (PEO), Entegre Savaş Sistemleri arasındaki bir ortaklığa dayanan bu ortaklık, geliştirme topluluğu için silah kullanımına ilişkin verileri yalnızca gayri resmi olarak kaydetmiştir. Bu silahlar için taktikler ve operasyon konseptlerinin (CONOPS) hala geliştirilmekte olması gerçeğiyle birleştiğinde, geliştiriciler ve kullanıcılar arasındaki geliştirme yinelemeleri hakkında resmi kayıtların olmaması, sanayileşmeyi ve benimsenmeyi önemli ölçüde yavaşlatabilir.

Bu sorunların birçoğunun kökeninde, USN'nin daha yüksek güçlü HEL'ler elde etmeye çalışması ancak gemilere göstericileri başarıyla entegre edememesi yatmaktadır. Aynı zamanda, endüstriyel kapasite, yararlı olduğu kanıtlanan bu sistemlerdeki üretim faaliyetlerini artırmak için yetersizdir. Sonuç olarak, USN bugüne kadar sınırlı erişime sahip ve zaman zaman etkili dört HEL programı deneyimlemiştir.

Katı Hal Lazer Teknolojisi Olgunlaşması (SSL-TM), 2019 yılında USS Portland'a 150 kW sınıfı Lazer Silah Sistemi Göstericisi'nin (LWSD) kurulmasıyla sonuçlandı ve programın 2024 yılında kapanması planlanıyordu. 60 kW sınıfı bir lazerle İHA'ları kamaştırmak üzere tasarlanan Deniz Kuvvetleri Optik Göz Kamaştırıcı İnterseptörü (ODIN), yalnızca yedi Arleigh Burke Flight IIA muhribine konuşlandırıldı. Hem kamaştırma hem de müdahale için tasarlanmış, yine 60 kW sınıfı bir lazer olan Entegre Optik Göz Kamaştırıcı ve Gözetlemeli Yüksek Enerjili Lazer (HELIOS) - 120 kW'a kadar büyüme potansiyeli ile - 2022'de bir Arleigh Burke sınıfı muhrip olan USS Preble'a kuruldu ve 2023'te deniz denemeleri gerçekleştirildi, ancak 2028'e kadar sürekli testlerden geçmesi planlanıyor.

Son olarak, 300 kW güç seviyelerine ulaşması amaçlanan Yüksek Enerjili Lazer Karşıtı ASCM (gemi karşıtı seyir füzesi) Projesi (HELCAP) 2028'e kadar deneylerden geçecek ve henüz hiçbir gemiye kurulmadı. Sonuç olarak, bu kadar büyük güç ve soğutma taleplerinin uygulanabilirliği hakkındaki sorular büyük ölçüde bilinmiyor.

HEL (Ypksek Enerji Lazer) silahları çok fazla umut vadediyor olabilir, ancak hala karşı karşıya oldukları sınırlamalar, ileriye doğru en mantıklı yolun kademeli evrim olduğu anlamına geliyor. Fransız ve İngiliz programının gösterdiği gibi, daha küçük HEL'leri daha fazla platformda operasyonel hale getirmek için çalışmak, bunları katmanlı bir savunma yaklaşımının parçası olarak kullanmak, endüstri, silahlı kuvvetler ve platformları için daha fazla adaptasyon zamanı sunuyor.

Bir diğer dikkat çekici örnek, İsrail Şirketi Rafael'in alt kademedeki İsrail hava ve füze savunma sistemini tamamlaması amaçlanan 100 kW sınıfı bir silah olan Iron Beam HEL'dir. Bahsedilenlerin hepsinden operasyonel konuşlandırmaya en yakın olanı olabilir ve üretici, İsrail Savunma Kuvvetleri (IDF) tarafından 2025'in sonuna doğru sahaya sürülmesini beklemektedir.

ABD Donanması ve diğer ABD hizmet kolları, balistik füze tehdidine karşı kesin çözüm sağlaması beklenen daha büyük sistemlere odaklanmış olabilir - henüz doğru olduğu kanıtlanmamış bir beklenti - ancak bu arada mevcut teknolojileri uygun şekilde sahaya sürmeyi başaramadı. Bu nedenle, yalnızca CONOPS ilerlemekle kalmıyor, aynı zamanda ülkenin endüstriyel üssü de Donanmasının taleplerini karşılamaya hazır değil.

"Bugün lazer silahlarının konuşlandırılması üzerinde çalışıyoruz, aynı zamanda onlara daha fazla güç vermeyi ve daha fazla platforma entegre etmeyi düşündüğümüz için geleceğe hazırlanıyoruz," diye sonlandırdı Gagnepain. Belki de bu 'yavaş ama emin adımlarla' yaklaşım HEL'e giden en güvenilir otoyoldur.

Alix Valenti

Hiç yorum yok:

Yorum Gönder