RIVELATO il "Next Generation Air Dominance“! ECCO COSA SAPPIAMO...

LA SESTA GENERAZIONE NGAD: RIVELATO il "Next Generation Air Dominance“!

Ci sono al mondo varie tonnellate di articoli di stampa sul nuovo dimostratore Next Generation Air Dominance (NGAD) che, a quanto risulta, è già stato progettato e fatto volare (anche se il programma è ancora presumibilmente nelle sue fasi concettuali).

L’Usaf, in data 9 aprile 2021 ha svelato una concept art riguardante un aereo verosimilmente molto vicino al progetto del Next Generation Air Dominance (NGAD) destinato a includere velivoli sia con e senza equipaggio, con un design tutt’ala a delta composito.

Il misterioso programma Next Generation Air Dominance (NGAD), è un progetto dell’US Air Force inteso ad integrare e infine sostituire il favoloso F-22 Raptor.

Oltre ad ammettere che l'aereo esiste e utilizza l’ingegneria digitale, l’Usaf ha inteso rivelare poco altro sul suo caccia NGAD. Ma il servizio statunitense potrebbe aver appena reso pubblico il suo indizio più concreto: una intrigante concept art di un aereo da combattimento costruito nell'ambito del programma NGAD: sarà verosimilmente il nuovo caccia segreto?

L’immagine resa pubblica appare a pagina 55 del rapporto biennale per l'acquisizione del "Next Generation Air Dominance", che è stato pubblicato di recente negli Stati Uniti. L'aereo raffigurato è: 

un caccia di notevoli dimensioni, 

a forma di diamante, 

con grandi prese d'aria del motore sopra l'ala dell’aereo poste a sinistra e a destra dell’abitacolo,

le prese d'aria risultano schermate dalle emissioni radar dal basso,

l’aereo è inoltre dotato di due motori, 

una cabina di pilotaggio a cupola 

e due stabilizzatori verticali che possono essere retratti per ripiegarsi sulle ali.

COSA SAPPIAMO SUL NUOVO VELIVOLO

Ecco cosa dice la sezione NGAD del rapporto:

"Progettato per completare l'F-35, l'F-22, le forze congiunte e aerei partner nel ruolo di superiorità aerea; Next Generation Air Dominance è un programma avanzato per lo sviluppo di piattaforme aeree d’attacco penetranti con consapevolezza multi-dominio, comunicazioni agili e resilienti, e una famiglia integrata di capacità”.

L'immagine suggerisce anche la capacità di rimontare l'aereo con potenziamenti per armi e nuovi apparati di propulsione. Il caccia è rappresentato unitamente a tre versioni diverse di missili aria-aria e con il carrello di atterraggio ed i motori etichettati “V1, V2 e V3”. I moderni aerei da combattimento ricevono sempre nuove armi, ma il refitting di un aereo esistente con nuovi motori è generalmente considerato molto complesso e costoso.

L'Air Force ha sviluppato l’NGAD con tecnologia di ingegneria digitale progettata per ridurre drasticamente i tempi di sviluppo dei nuovi velivoli. L'ingegneria digitale prevede l'uso di strumenti di modellazione e simulazione virtuali. La capacità del NGAD di assorbire rapidamente nuovi e complessi aggiornamenti può essere in parte dovuta all'ingegneria digitale.

L'aereo svelato nel disegno sembrerebbe un velivolo da combattimento costruito espressamente per ottenere notevoli velocità e una necessaria furtività. È difficile avere un'idea delle dimensioni, ma potrebbe essere più grande dell'F-22.

La configurazione mista di corpo e ala produrrebbe un grande volume interno che consentirebbe di immagazzinare carburante e armi trasportate nelle baie interne. Secondo quanto appreso, l’US Air Force vuole rendere operativo un caccia capace di scortare i bombardieri B-21 RAIDER in missioni di penetrazione profonda, proprio come il P-51D Mustang con i B-17G Flying Fortress nella seconda guerra mondiale. Ciò richiede un cacciabombardiere con una grande riserva di carburante interna ed una altrettanto ampio raggio d’azione operativo.

Gli stabilizzatori verticali pieghevoli aumenterebbero la furtività in posizione abbassata, ma perché progettarli?

Inserirli in progetto probabilmente ha qualche vantaggio rispetto all’eliminazione totale, principalmente per ottenere una maggiore manovrabilità o l'efficienza del consumo di carburante.

L’NGAD non funzionerebbe da solo: nella concept art, due linee verticali emanano dal muso dell'aereo e sono rivolte verso l'alto, indicando le connessioni ai nodi di comunicazione satellitare e aerea. Ciò consentirebbe al pilota dell'NGAD di collegarsi ad un flusso di dati dalle forze amiche vicine, dagli aerei di preallarme aviotrasportati AEW dell’US Air Force, ai cacciatorpediniere della US NAVY, e ottenere un'immagine del campo di battaglia senza attivare il proprio radar e altri sistemi di sensori. Questa è la "consapevolezza multi-dominio" a cui fa riferimento l'Air Force.

È impossibile sapere con certezza se l'immagine NGAD è rappresentativa dell'aereo reale. Sembra che l'immagine rappresenti correttamente il tipo di aereo e le capacità che l’aeronautica statunitense vuole. In ogni caso, si spera di sapere presto come sarà il nuovo caccia stealth di 6^ generazione.

Il velivolo è un progetto congiunto tra l’US Air Force e la US NAVY, ma i due servizi hanno creato uffici separati. L'Air Force NGAD ha un budget di $ 9 miliardi dal 2019 al 2025. Il budget FY 2021 è $ 1 miliardo, con una richiesta di $ 1,5 miliardi per FY 2022.

Il caccia è progettato per completare l'F-35 e l’F-22; è un programma aeronautico avanzato per lo sviluppo di piattaforme aeree penetranti con consapevolezza della situazione e multi-dominio, comunicazioni agili e resilienti e una famiglia integrata di capacità. Il programma sta impiegando anche l'ingegneria digitale per sostituire i velivoli prodotti in serie e aggiornati in modo iterativo. Questo approccio prende spunto dalla trasformazione digitale dell'industria automobilistica, utilizzando modelli per risolvere i problemi di progettazione, assemblaggio, manutenzione e supporto prima che esistano sistemi fisici.

Il rapporto dell’US Air Force non ha specificato quanto il servizio ha stanziato per il progetto.

Un misterioso jet sviluppato nell'ambito di questo progetto ha iniziato a essere sottoposto a test lo scorso anno. Non è noto se questo velivolo sia persino con o senza equipaggio. Secondo quanto riferito, il jet è stato progettato, costruito e fatto volare nell'incredibile arco di un anno!

"Abbiamo già costruito e pilotato un dimostratore di volo su vasta scala nel mondo reale, e abbiamo battuto tutti i record nel farlo" , aveva confermato Will Roper, assistente segretario dell'aeronautica per l'acquisizione, la tecnologia e la logistica. "Siamo pronti per costruire il velivolo di nuova generazione in un modo che non è mai accaduto prima".

Il programma Next Generation Air Dominance è lo sforzo dell'USAF per mettere in campo una famiglia di sistemi da guerra aerea connessi che potrebbero includere caccia, droni e altre piattaforme collegate in rete nello spazio o nel regno cibernetico.

Roper ha rifiutato di commentare quanti prototipi di aeromobili sono stati fatti volare o quali appaltatori della difesa li abbiano prodotti. Non avrebbe detto né quando né dove è avvenuto il primo volo. E si è rifiutato di divulgare qualsiasi aspetto del progetto dell’aereo, la sua missione, se fosse con o senza equipaggio, se potesse volare a velocità ipersoniche o se avesse caratteristiche stealth.

L'NGAD è stato messo a punto per far maturare cinque principali tecnologie che probabilmente appariranno sui velivoli di prossima generazione, con l'obiettivo di migliorare la sopravvivenza, la letalità e la persistenza.  Non è stato specificato quali siano queste quattro tecnologie.  L'unica tecnologia sicuramente correlata al nuovo NGAD è la propulsione in quanto, negli ultimi anni, l’US Air Force ha investito in modo sostanziale in motori a ciclo variabile. 

Altri probabili candidati includono: 

• nuove forme di furtività, 
• armi avanzate, compresa l'energia diretta, 
• la gestione termica. 

L'attuale motore dell'F-35 e le sue varianti che dovrebbero essere installate sul B-21 RAIDER, producono una enorme quantità di energia elettrica che può abilitare l’utilizzo nuove armi ad energia diretta.  Ciò potrebbe richiedere tecniche avanzate per gestire il calore generato, in modo che non diventi parte delle firme IR dell'aereo e renda il cacciabombardiere più facile da rilevare.

Comunque, potrebbe esserci un abisso tra la realtà e ciò che è circolato giorni dopo che la notizia è stata inizialmente diffusa da funzionari governativi statunitensi. E’ molto improbabile che questo nuovo "dimostratore" sia un "cacciabombardiere", almeno così lo definiremmo tradizionalmente: sicuramente la rivoluzione dell'aereo elettronico che l’U.S. Air Force vuole.

Cominciamo da dove è scaturito tutto questo. La notizia ha avuto origine da un discorso del capo dell'acquisizione dell'Air Force, Will Roper, al principale simposio annuale dell'Air Force Association. In esso, Roper ha ribadito di essere molto vicini ad una nuova era in cui la rapida progettazione e la sperimentazione di nuovi aerei e concetti di velivoli, compresa la "produzione" e i "test di volo", avverrà principalmente nel regno digitale.

Di recente, l'USAF ha ammesso di aver fatto volare il prototipo del suo "Next Generation Air Dominance"; non sono stati rivelati molti dettagli in merito.  

Questo, ovviamente, ha portato a speculazioni dilaganti su cosa potrebbe essere questo nuovo caccia “stealth” di sesta generazione. Che cosa sembra? Quali capacità ha? Chi lo fa? Quanto tempo ci vorrà prima che sia disponibile per il servizio operativo?

Il tempismo è certamente strano. Solo poche settimane prima, l'USAF aveva annunciato che avrebbe lanciato una nuova designazione di aeromobile "eSeries" . Questi nuovi velivoli, di cui il T-7 Red Hawk (ora eT-7) è il primo, utilizzano l’ "ingegneria digitale" per accelerare lo sviluppo.

L'F-35 deve ancora raggiungere l'adolescenza, quindi è curioso il motivo per cui il Pentagono sarebbe disposto a dedicare risorse alla "prossima grande cosa". La risposta a questo, ovviamente, è l'F-22.  

L'F-22 è ancora il cacciabombardiere “più dominante al mondo”, ma potrebbe anche non rimanere tale ancora per molto. Potenziali avversari come il Su-57 russo o il J-20 cinese sono già molto avanti. Dopo oltre vent’anni, questi velivoli non pareggiano ancora le capacità operative e tecnologiche del Raptor. Ciò è particolarmente vero se si considera l'età e il numero di F-22 disponibili. Comunque, con meno di 200 cellule, molte delle quali raggiungono la metà della loro vita utile prevista, il loro valore in un conflitto su larga scala sta rapidamente diminuendo.  

Si può discutere sulle capacità dell'F-35 Lightning II, ma la semplice esistenza dell'F-15EX sostiene che anche l'USAF non ha la massima fiducia nel JSF come caccia per la superiorità aerea. Ha bisogno di qualcosa di più grande, più veloce e meglio armato.

Cosa possiamo aspettarci da questo “NGAD"?

È difficile dirlo a questo punto. Non bisogna aspettarsi progetti straordinariamente innovativi. Gli appassionati di aviazione aspettano con impazienza l'imminente "6a generazione" di caccia, ma come definiremmo  quei velivoli?

L'idea di "generazioni" di combattenti è piuttosto ambigua in primo luogo. Certo, possiamo indicare un F-4 Phantom II e chiamarlo e chiamarlo "3a generazione", ma questa definizione diventa chiara solo a posteriori. L'F-4 ha finito per definire  la generazione perché ha avuto tanto successo ... Ma se non lo fosse?

Le cose si fanno ancora più confuse con i nuovi caccia come il Super Hornet, il Typhoon e il Gripen. Sebbene siano chiaramente un passo avanti rispetto ai velivoli di "quarta generazione" come i vecchi Hornet e gli F-16, non sono del tutto all'altezza dei criteri di "quinta generazione" stabiliti dall'F-22 Raptor. Questo fa guadagnare al Super Hornet una descrizione "4+" o "4.5th gen"... Ma per quanto riguarda le capacità ulteriormente migliorate del Super Hornet Block III o Gripen E? 

Ora stiamo entrando nel territorio " 4 ++ gen “

 

Ciò che definisce veramente una generazione di caccia è che si basano sulle lezioni apprese dai velivoli che l'hanno preceduta. I piloti di caccia di prima generazione chiedevano più velocità e potenza, quindi i caccia di seconda generazione come l'F-104 la offrivano in abbondanza. 

I piloti di caccia di seconda generazione scoprirono che i cannoni erano poco utili a quelle velocità, quindi i caccia di terza generazione come l'F-4 iniziarono a incorporare potenti radar e missili a lungo raggio. 

I piloti di terza generazione si lamentavano della mancanza di manovrabilità, quindi i caccia di quarta generazione sono riusciti a bilanciare velocità, manovrabilità e potenza di fuoco. 

La proliferazione di missili terra-aria più avanzati, combinata con le tattiche "shock and awe" adottate durante la Guerra del Golfo, richiedeva un approccio più subdolo. Ciò ha portato ai modelli “stealth” di oggi.  

Se la "6a generazione" di jet da combattimento si basa sulla lezione della 5a generazione, cosa possiamo aspettarci di vedere?

Ovviamente ci sono le solite parole d'ordine. UCAV sono ancora di gran moda. Se sono pronti per compiti più impegnativi come la superiorità aerea è ancora in fase di discussione tra i vertici delle forze armate. Liberarsi della "carne sul sedile" presenta alcuni vantaggi. Con le preoccupazioni per il g-LOC fuori mano, un caccia di sesta generazione potrebbe teoricamente manovrare ben al di sopra della barriera di 9g imposta a molti jet moderni. Inoltre, non sono necessarie tutte quelle ingombranti attrezzature di supporto vitale, il fragile tettuccio e il sedile di espulsione. Non solo, ma l'intelligenza artificiale (AI) che pilota il jet ha meno probabilità di disorientarsi, non si stanca dopo un lungo volo, non deve alimentare il bagaglio emotivo o rimpiangere di avere cappuccino e cornetto per colazione!  

Anche le armi laser sembrano essere probabili. Anche se ci sono alcune sfide importanti per la loro operatività. I laser aviotrasportati devono essere abbastanza potenti da disabilitare una minaccia ostile, ma abbastanza piccoli da stare su di un caccia. I primi laser aviotrasportati erano assolutamente massicci, riempiendo un intero 747. I nuovi laser allo stato solido promettono di ridurre drasticamente la dimensione delle ad energia diretta utilizzabili. 

Tuttavia, ridurre le dimensioni non è sufficiente. Il laser deve anche essere abbastanza preciso da "pennellare" il suo bersaglio abbastanza a lungo da danneggiarlo. A differenza delle armi cinetiche (missili e proiettili), che trasmettono tutta la loro energia all'impatto, le armi ad energia diretta provocano danni nel tempo (Si pensi ad una fiamma ossidrica puntato contro un martello!). 

Naturalmente, ci sono innumerevoli tipi di altre nuove tecnologie che potrebbero trovare la loro strada in un velivolo di sesta generazione: 

• guerra elettronica ECM-ECCM migliorata, 
• capacità di comunicazione e collegamento dati superiori, 
• manutenibilità 
• e i miglioramenti logistici.

Per quanto riguarda l'apprendimento delle lezioni dalla generazione precedente, non c'è molto da fare.  

I velivoli di quinta generazione devono ancora essere veramente testati in battaglia. Finora, sono stati usati solo in una guerra ampiamente asimmetrica contro un nemico di gran lunga inferiore. Questa non è una vera validazione operativa.  

Forse le lezioni più importanti apprese dai caccia di quinta generazione non sono state apprese dalle loro prestazioni in combattimento, ma dal loro sviluppo. Sia l'F-22 che l'F-35 hanno sofferto di tempi di sviluppo esagerati, sforamenti di budget e controversie politiche. Qualsiasi caccia di sesta generazione farebbe bene ad evitare queste cose.  

Questo forse spiega l'impegno dell'USAF verso l '"ingegneria digitale" e l’approdo verso una nuova eSeries di aeromobili simile alla "Century Series". Le serie Century (da F-100 a F-117) sono state sviluppate ad un ritmo vertiginoso, ognuna delle quali offriva capacità rivoluzionarie. Con la Russia e la Cina che accelerano lo sviluppo dei loro programmi di caccia, il Pentagono è sotto pressione per replicare quella rapida evoluzione dei suoi aerei da combattimento, mantenendo contemporaneamente bassi i costi.  

Non è un compito impossibile

Il T-7 Red Hawk può essere visto come una prova positiva che un nuovo design; è stato progettato, prototipato e ritenuto idoneo al volo in un breve periodo di tempo. La Boeing (con la Saab svedese) è riuscita ad emergere con successo nel programma di addestramento TX dell'USAF offrendo un design pulito che è rimasto competitivo in termini di costi con i jet da addestramento già collaudati come il KAI T-50 Golden Hawk e il Leonardo T-100 (M-346 Master).  

Questo è il futuro  

Oramai, può essere pratica comune far volare una piattaforma esistente per 30-50 anni, ma solo se quella piattaforma è veramente versatile. Questo spiega la longevità di aerei come l'F-15 e il B-52. Sfortunatamente, non c'è modo di prevedere quali minacce emergeranno durante la vita operativa di un velivolo. Gran parte della critica rivolta all'F-22 e all'F-35 è che il loro lungo e prolungato sviluppo fa sì che parti dell'aereo siano obsolete prima ancora che il velivolo diventi operativo. È qui che il design “stealth” diventa un'arma a doppio taglio. Gran parte del design dell'aereo è “integrato”; pertanto, diventa impraticabile apportare modifiche successivamente. Adesso si cercano sistemi modulari per il futuro, allo scopo di ottenere una maggiore versatilità e adattabilità.  

Per esempio, se un'arma laser delle dimensioni utili per un caccia diventasse pratica nei prossimi anni, equipaggiare questa nuova arma per un F-15 o un Super Hornet sarebbe relativamente facile... basterebbe fissarla in un POD ad un pilone. Tuttavia, questa diventa una sfida insormontabile con l'F-22 o l'F-35. V'è la possibilità di aggiungere un POD laser ad un pilone, ma questo deteriorerebbe le caratteristiche stealth del velivolo. L'opzione ideale sarebbe incorporare la nuova arma in un vano armi: ciò comporta sfide quasi impossibili poiché gli ingegneri lottano con stringenti vicoli dimensionali.  Si spera che i velivoli di sesta generazione permettano di superare questo gap.  

Quindi, cosa ha effettivamente fatto volare l'USAF?

Ci sono molte ipotesi che vanno da un sostituto dell'F-22 a un drone " Skyborg ". La risposta, molto probabilmente, qualcosa di molto più banale.  Né l'F-22 né l'F-35 se ne andranno presto in pensione. Invece di un vero design da un foglio pulito, avrebbe avuto più senso sviluppare semplicemente una nuova variante. Dato che l'F-22 è fuori produzione, ciò lascia l'F-35 come soggetto più probabile.

Ulteriori indizi vengono rivelati nei piani dell'USAF per un combattente con equipaggio contro un UCAV il prossimo anno. In un test del genere, la migliore pratica sarebbe eliminare tutte le variabili. Ciò richiederebbe che sia il caccia con equipaggio che l'UCAV utilizzino piattaforme simili. 

Anche se il test potrebbe essere fatto usando gli F-16, questo non rifletterebbe "il futuro" del combattimento aereo. Inoltre, il design dell'F-35 si presta davvero bene a una variante UCAV. Il suo DAS gli fornisce una visione a 360 gradi, imitando (anche migliorando) la consapevolezza della situazione del pilota. Le sue capacità di "fusione di sensori" molto pubblicizzate si presterebbero abbastanza bene a una flotta mista di F-35 con e senza pilota. Ha anche senso che una versione senza pilota dell'F-35 venga sviluppata per ambienti con minacce più elevate.

Lo sviluppo di una variante senza pilota dell'F-35 farebbe piacere anche ad alcuni specialisti di alto livello. Distribuire ulteriormente i costi di sviluppo del JSF aiuterebbe ad alleviare lo shock del programma di difesa più costoso del mondo. In un colpo solo, il Pentagono potrebbe effettivamente raddoppiare la quantità di varianti F-35, con versioni senza pilota dei modelli A, B e C.  

Questa è tutta, ovviamente, pura congettura. Forse l'USAF ha qualche nuovo velivolo ipersonico  armato di laser e alto... Ma..… Invece, cerca semplicemente un velivolo combattente di "5+ Generation" che migliori una piattaforma già esistente.  

Il miglioramento di una piattaforma esistente rispecchierebbe effettivamente la "Century Series" a cui "eSeries" rende omaggio. Ricorda che l'F-100 Super Sabre non si è discostato troppo dall'F-86 Sabre da cui si è evoluto. Entrambi erano caccia diurni monomotore ad ala spazzata che sarebbero stati successivamente adattati al ruolo di cacciabombardiere. L'F-100 aveva semplicemente preso una piattaforma collaudata migliorandola.  

Una simile strategia gioverebbe enormemente all'NGAD

Sebbene l'F-22 e l'F-35 siano davvero macchine impressionanti, entrambi hanno sofferto per l'ambiziosità. Il Raptor è stato un tentativo di prendere gli attributi già impressionanti dell'F-15 e impartirgli una tecnologia che era agli inizi in un esercizio a costo zero. Nel frattempo il JSF ha tentato di produrre un caccia "tuttofare" definitivo, tentando di riempire più nicchie (non tutte compatibili) con un unico tipo di cellula. Entrambi gli aerei hanno finito per subire ritardi e sforamenti dei costi.  

Iniziare in modo semplice con un nuovo velivolo "eSeries" avrebbe il vantaggio non solo di ridurre i costi e abbreviare i tempi, ma anche di migliorare le possibilità di successo. Ciò renderebbe gli ulteriori velivoli "eSeries" politicamente più appetibili, consentendo maggiori opportunità di superare i confini con progetti di follow-up.  

Una più semplice variante "5+ gen" dell'F-35 potrebbe essere una prima incursione dell'USAF nella “Next Generation Air Dominance”, e aprire la strada a qualcosa di molto più performante e di successo.  

(Web, Google, bestfighter4canada, Wikipedia, You Tube)

 

ARMI AD ENERGIA DIRETTA: panoramica, electrolaser, energia pulsata, problematiche e contromisure

Arthur C. Clarke ha immaginato le armi a fascio di particelle nel suo romanzo Earthlight del 1955, in cui l'energia sarebbe stata fornita da fasci di materia ad alta velocità.  

Dopo l'invenzione del laser nel 1960, divenne brevemente il raggio della morte preferito dagli scrittori di fantascienza. 

Entro la fine degli anni '60 e '70, quando i limiti del laser come arma divennero evidenti, la pistola a raggi cominciò a essere sostituita da armi simili con nomi che riflettevano meglio le capacità distruttive del dispositivo (come i blaster di Star Wars o il phaser in Star Trek, che in origine erano laser: secondo The Making of Star Trek, Gene Roddenberry ha affermato che il personale di produzione si era reso conto che l'uso della tecnologia laser avrebbe causato problemi in futuro, poiché le persone avrebbero capito cosa potevano e non potevano fare i laser; ciò portò al passaggio ai phaser sullo schermo, lasciando che i laser fossero conosciuti come uno stile di arma più primitivo.)

Nel franchise di Warhammer 40,000, una fazione nota come Astra Militarum, precedentemente chiamata Guardia Imperiale, utilizzò un'ampia varietà di armi laser. Il "fucile laser" era la loro principale arma di fanteria e venne utilizzato allo stesso modo di un moderno fucile d'assalto. I fucili laser furono presentati come economici, facili da produrre in serie ed affidabili, anche se non molto efficaci contro bersagli pesantemente corazzati. L'Astra Militarum fece anche un ampio uso della tecnologia laser sotto forma di armi laterali (laspistols), armi pesanti (cannone laser, cacciatorpediniere laser) e armi più grandi montate su veicoli o utilizzate nei sistemi di difesa planetaria. Gli Aeldari, precedentemente Eldar, avevano un'unità speciale chiamata Swooping Hawks equipaggiata con "lasblaster".

Nella serie di videogiochi Command & Conquer, varie fazioni facevano ampio uso della tecnologia laser e del fascio di particelle.

Un arma laser è un arma ad energia diretta. 

Dopo decenni di ricerca e sviluppo, a partire da gennaio 2020 le armi a energia diretta, inclusi i laser, sono ancora in fase sperimentale e resta da vedere se o quando verranno impiegate come armi militari pratiche e ad alte prestazioni. La fioritura termica atmosferica è stata un problema importante, ancora per lo più irrisolto e peggiorato se c'è nebbia, fumo, polvere, pioggia, neve, smog, schiuma, o sostanze chimiche oscuranti volutamente disperse nell'aria. In sostanza, un laser genera un fascio di luce che necessita di aria pulita, o un vuoto per funzionare senza problemi. Tuttavia, il laser e altre armi ad energia diretta sono stati un punto fermo nella fantascienza sin dal loro inizio.

Molti tipi di laser possono potenzialmente essere utilizzati come armi invalidanti, grazie alla loro capacità di produrre una perdita della vista temporanea o permanente quando mirati agli occhi. Il grado, il carattere e la durata della compromissione della vista causata dall'esposizione degli occhi alla luce laser varia in base alla potenza del laser, alla lunghezza d'onda, alla collimazione del raggio, all'esatto orientamento del raggio e alla durata dell'esposizione. I laser anche di una frazione di watt di potenza possono produrre una perdita della vista immediata e permanente in determinate condizioni, rendendo tali laser potenziali armi non letali ma invalidanti. L'estremo handicap rappresentato dalla cecità indotta dal laser rende l'uso dei laser anche come armi non letali moralmente controverso, e le armi progettate per causare cecità permanente sono state bandite dal Protocollo sulle armi laser accecanti.

Le armi progettate per causare cecità temporanea, note come abbaglianti, vengono utilizzate dalle forze armate e talvolta dalle forze dell'ordine. Gli incidenti in cui i piloti sono stati esposti ai laser durante il volo hanno spinto le autorità aeronautiche a implementare procedure speciali per affrontare tali rischi. Le armi laser in grado di danneggiare o distruggere direttamente un bersaglio in combattimento sono ancora in fase sperimentale. L'idea generale delle armi a raggio laser è quella di colpire un bersaglio con un treno di brevi impulsi di luce. La rapida evaporazione ed espansione della superficie provoca onde d'urto che danneggiano il bersaglio. La potenza necessaria per proiettare un raggio laser ad alta potenza di questo tipo è oltre il limite dell'attuale tecnologia di alimentazione mobile, favorendo così i laser dinamici a gas alimentati chimicamente. Esempi di sistemi sperimentali includevano il MIRACL e il laser tattico ad alta energia, che ora sono fuori produzione.

La US NAVY ha testato il sistema di armi laser da 30 kW a brevissimo raggio (1 miglio) o LaWS da utilizzare contro bersagli come piccoli UAV, granate a razzo e motori visibili di motoscafi o elicotteri. È stato definito come "sei laser di saldatura legati insieme". Un sistema da 60 kW denominato HELIOS, è in fase di sviluppo per cacciatorpediniere a partire dal 2020.

Panoramica

Sono in fase di sviluppo armi laser a energia diretta, come il Boeing Airborne Laser che è stato costruito all'interno di un Boeing 747. Denominato YAL-1, era destinato ad abbattere i missili balistici a corto e medio raggio nella loro fase di spinta.

Un altro esempio di utilizzo diretto di un laser come arma difensiva è stato ricercato per la Strategic Defense Initiative (SDI, soprannominata "Star Wars") e per i suoi programmi successivi. Questo progetto utilizzerebbe sistemi laser terrestri o spaziali per distruggere i missili balistici intercontinentali (ICBM) in arrivo. I problemi pratici di utilizzo e di puntamento di questi sistemi erano molti; in particolare il problema della distruzione dei missili balistici intercontinentali nel momento più opportuno, la fase di spinta subito dopo il lancio. Ciò comporterebbe dirigere un laser attraverso una grande distanza nell'atmosfera, che, a causa della diffusione ottica e della rifrazione, piegherebbe e distorcerebbe il raggio laser, complicando il puntamento del laser e riducendone l'efficienza.

Un'altra idea del progetto SDI è stato il laser a raggi X a pompa nucleare. 

Questa era essenzialmente una bomba atomica orbitante, circondata da mezzi laser sotto forma di bacchette di vetro; quando la bomba sarebbe esplosa, le barre sarebbero state bombardate con fotoni di raggi gamma altamente energetici, provocando l'emissione spontanea e stimolata di fotoni di raggi X negli atomi che le compongono. Ciò avrebbe comportato l'amplificazione ottica dei fotoni dei raggi X, producendo un raggio laser a raggi X che sarebbe stato minimamente influenzato dalla distorsione atmosferica e in grado di distruggere i missili balistici intercontinentali in volo: sarebbe un dispositivo strettamente one-shot, che si autodistruggerebbe all'attivazione. Alcuni test iniziali di questo concetto sono stati eseguiti con test nucleari sotterranei; tuttavia, i risultati non sono stati incoraggianti. La ricerca su questo approccio alla difesa missilistica è stata interrotta dopo l'annullamento del programma SDI.

Electrolaser

Un elettro-laser ionizza prima il suo percorso target, quindi invia una corrente elettrica lungo la traccia conduttrice del plasma ionizzato, un po’ come un fulmine. Funziona come una versione gigante, ad alta energia e a lunga distanza del Taser o della pistola stordente.

Proiettile a energia pulsata

I sistemi a proiettile ad energia pulsata o PEP emettono un impulso laser a infrarossi che crea plasma in rapida espansione sul bersaglio. Il suono, lo shock e le onde elettromagnetiche risultanti stordiscono il bersaglio e causano dolore e paralisi temporanea. L'arma è in fase di sviluppo ed è intesa come arma non letale nel controllo della folla sebbene possa anche essere usata come arma letale.

Dazzler

Un abbagliatore è un'arma a energia diretta destinata ad accecare temporaneamente o disorientare il suo bersaglio con intense radiazioni dirette. Gli obiettivi possono includere sensori o visione umana. Gli abbagliatori emettono luce infrarossa o invisibile contro vari sensori elettronici e luce visibile contro gli esseri umani, quando sono destinati a non causare danni a lungo termine agli occhi. Gli emettitori sono generalmente laser, il che rende ciò che viene definito un abbagliamento laser. La maggior parte dei sistemi contemporanei è trasportabile dall'uomo e opera nelle aree rossa (un diodo laser) o verde (un laser a stato solido pompato a diodi, DPSS) dello spettro elettromagnetico.

Sviluppati inizialmente per uso militare, i prodotti non militari stanno diventando disponibili per l'uso nelle forze dell'ordine e nella sicurezza.

Il fucile PHASR (staff halting and stimulation response rifle) è un prototipo di abbagliatore laser non letale sviluppato dal Directed Energy Directorate dell'Air Force Research Laboratory, Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti. Il suo scopo è disorientare temporaneamente e accecare un bersaglio. Le armi laser accecanti sono state testate in passato, ma sono state bandite dal Protocollo delle Nazioni Unite del 1995 sulle armi laser accecanti, a cui gli Stati Uniti hanno aderito il 21 gennaio 2009. Il fucile PHASR, un laser a bassa intensità, non è vietato ai sensi di questo regolamento, poiché l'effetto accecante è inteso come temporaneo. Utilizza anche un laser a due lunghezze d'onda.  Il PHASR è stato testato alla Kirtland Air Force Base, parte del Directed Energy Directorate dell'Air Force Research Laboratory nel New Mexico:

• ZM-87
• PY132A è un abbagliatore cinese anti-drone.
• La pistola laser sovietica era un'arma prototipo progettata per i cosmonauti.
• Optical Dazzling Interdictor, Navy (ODIN) è un laser statunitense testato nel 2019 su un cacciatorpediniere classe Arleigh Burke.

Esempi

Le principali società occidentali nello sviluppo di armi laser sono state Boeing, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Organizzazione olandese per la ricerca scientifica applicata, Rheinmetall e MBDA.

Elenco:

• Il progetto Excalibur era un programma di ricerca sulle armi nucleari del governo degli Stati Uniti per sviluppare un laser a raggi X a pompa nucleare come arma a energia diretta per la difesa dai missili balistici. Annullato.
• Nel 1984, l' accademia militare delle truppe missilistiche strategiche sovietiche sviluppò la prima arma laser portatile, destinata all'uso da parte dei cosmonauti nello spazio. Non più utilizzato.
• 1K17 Szhatie: un'arma laser semovente sovietica sperimentale. Non è mai andato oltre la fase sperimentale.
• Nel 1987, un'arma orbitale sovietica armata di laser, il 17F19DM Polyus / Skif-DM, fallì durante il dispiegamento.
• La struttura laser sovietica Terra-3 era ampiamente considerata un potente prototipo di arma anti-satellite, ma dopo la fine della Guerra Fredda si è scoperto che era un sito di test con limitate capacità di localizzazione satellitare. Il sito è stato abbandonato ed è ora parzialmente smontato.
• Nel 1991, gli scienziati dell'US Army Missile Command hanno sviluppato e testato sul campo un laser sintonizzabile rinforzato che emette una larghezza di linea ridotta nella parte giallo-arancio-rosso dello spettro. Non è mai andato oltre la fase sperimentale.
• Per tutti gli anni 2000, l'USAF ha lavorato sul Boeing YAL-1, o ATL, un laser a gas CO2 aerotrasportato o laser chimico COIL montato su un Boeing 747 modificato. Doveva essere utilizzato per abbattere missili balistici in arrivo. Nel marzo 2009, Northrop Grumman ha affermato che i suoi ingegneri a Redondo Beach avevano costruito e testato con successo un laser allo stato solido alimentato elettricamente in grado di produrre un raggio di 100 kilowatt, abbastanza potente da distruggere un aereo. Secondo Brian Strickland, manager dell’US ARMY il Joint High Power Solid State Laser, era un laser alimentato elettricamente che poteva essere installato su di un aereo, una nave o un altro veicolo perché richiedeva molto meno spazio per la sua attrezzatura di supporto rispetto a un laser chimico.  Tuttavia, la fonte di una tale potenza elettrica in un'applicazione mobile è rimasta poco chiara. Alla fine, il progetto è stato ritenuto non fattibile, ed è stato annullato nel dicembre 2011, con il prototipo Boeing YAL-1 immagazzinato e infine smantellato.
• Arma a energia diretta di precisione Airborne Standoff (2008). Annullato.
• Il 19 luglio 2010, un laser antiaereo descritto come Laser Close-In Weapon System è stato presentato al Farnborough Airshow . Sperimentale.
• Lo ZEUS-HLONS (HMMWV Laser Ordnance Neutralization System) è il primo laser e la prima arma energetica di qualsiasi tipo da utilizzare su un campo di battaglia. Viene utilizzato per neutralizzare mine e ordigni inesplosi. Applicazione di nicchia.
• Sistema di difesa dell'area con laser liquido ad alta energia (HELLADS). Status sconosciuto.
• Il Mid-Infrared Advanced Chemical Laser (MIRACL) era un laser al fluoruro di deuterio della US Navy sperimentale ed è stato testato contro un satellite dell'Air Force nel 1997. Annullato.
• Nel 2011, la Marina degli Stati Uniti ha iniziato a testare il Maritime Laser Demonstrator (MLD), un laser da utilizzare a bordo delle sue navi da guerra.  Stato sconosciuto.
• Personnel Halting and Stimulation Response, o PHaSR, è un'arma portatile non letale sviluppata negli Usa. Il suo scopo è "abbagliare" o stordire un bersaglio. È stato sviluppato dal Directed Energy Directorate dell'Air Force . Status sconosciuto.

• Il laser tattico ad alta energia (THEL) era un laser al fluoruro di deuterio armato sviluppato in un progetto di ricerca congiunto di Israele e Stati Uniti. È stato progettato per abbattere aerei e missili. Interrotto nel 2005 a causa della "sua voluminosità, dei costi elevati e degli scarsi risultati attesi sul campo di battaglia", che sono problemi caratteristici di tutte le armi laser a media e alta energia.
• Beriev A-60 sovietico / russo: un laser a gas CO 2 montato su un trasporto Ilyushin Il-76MD. Sperimentale.
• High Energy Laser-Mobile Demonstrator (HEL-MD) è un sistema laser progettato dalla Boeing montato su un Heavy Expanded Mobility Tactical Truck (HEMTT). Il suo livello di potenza attuale è di 10 kW, che sarà aumentato a 50 kW e dovrebbe essere aggiornato a 100 kW. Gli obiettivi che possono essere ingaggiati sono colpi di mortaio, proiettili di artiglieria e razzi, veicoli aerei senza pilota e missili da crociera.  Stato sconosciuto.
• Lockheed Martin sta sviluppando un laser in fibra da 60 kW da montare sull'HEMTT che mantiene la qualità del raggio a elevate potenze utilizzando meno elettricità rispetto ai laser a stato solido. Stato sconosciuto.
• La tecnologia del laser a elettroni liberi (FEL) è stata valutata dalla Marina degli Stati Uniti come candidato per un'arma a energia diretta antiaerea e antimissile. Il FEL del Thomas Jefferson National Accelerator Facility ha dimostrato una potenza di oltre 14 kW.  Le armi compatte FEL di classe multi-megawatt sono in fase di ricerca. Il 9 giugno 2009 l'Office of Naval Research annunciò di aver assegnato a Raytheon un contratto per lo sviluppo di un FEL sperimentale da 100 kW.  Il 18 marzo 2010 Boeing Directed Energy Systems ha annunciato il completamento di un progetto iniziale per uso navale statunitense. È stato dimostrato un prototipo di sistema FEL, con un prototipo a piena potenza programmato entro il 2018.  Sperimentale.
• Banco di prova laser portatile efficiente (PELT) - Stato sconosciuto.
• Contromisure per aeromobili laser (ACCM) - Stato sconosciuto.
• Mobile Expeditionary High-Energy Laser (MEHEL) 2.0 - Sperimentale.
• Area Defense Anti-Munitions (ADAM) - Sperimentale.
• Advanced Test High Energy Asset (ATHENA) - Stato sconosciuto.
• Dimostratore laser ad alta energia di autoprotezione (SHiELD). Fase di pre-prototipo.
• SILENT HUNTER è un sistema di difesa aerea laser a fibra ottica cinese. Un articolo del 2017 descrive un'arma cinese a energia diretta chiamata Silent Hunter che può bruciare attraverso due piastre d'acciaio da 5 millimetri da una distanza di 1000 metri. Stato sconosciuto.
• Russo Sokol Eshelon. Sperimentale.
• Peresvet russo. Laser mobile per la difesa aerea, sottoposto a test di servizio come scorta missili balistici intercontinentali mobili a corto raggio. 
• La Raytheon Company ha annunciato di aver sviluppato un laser ad alta energia che può essere montato su un MRZR e utilizzato per disabilitare un sistema aereo senza pilota da circa 1 miglio di distanza. Stato sconosciuto.
• ZKZM-500. Arma antiuomo a corto raggio meno letale.
• Realizzato da Northrop Grumman: Il 18 marzo 2009, Northrop Grumman ha annunciato che i suoi ingegneri a Redondo Beach avevano costruito e testato con successo un laser elettrico in grado di produrre un raggio di luce da 100 kilowatt, abbastanza potente da distruggere missili da crociera, artiglieria, razzi e colpi di mortaio. Un laser elettrico è teoricamente in grado, secondo Brian Strickland, manager del programma Joint High Power Solid State Laser dell'Esercito degli Stati Uniti, di essere montato su un aereo, una nave o un veicolo perché richiede molto meno spazio per il suo apparecchiature di supporto rispetto a un laser chimico.  Sperimentale.
• Il 6 aprile 2011, la Marina americana ha testato con successo una pistola laser, prodotta da Northrop Grumman, montata sull'ex USS  Paul F. Foster , attualmente utilizzata come nave di prova della marina. Quando è stato impegnato durante il test che ha avuto luogo al largo della costa della California centrale nel campo di prova dell'Oceano Pacifico, è stato documentato che la pistola laser ha "un effetto distruttivo su un obiettivo di crociera ad alta velocità", ha detto l'ammiraglio Nevin Carr , capo della ricerca navale . Sperimentale.
• Skyguard (sistema di difesa dell'area). Proposto.
• Il 19 luglio 2010, un laser antiaereo descritto come Laser Close-In Weapon System è stato presentato al Farnborough Airshow. 
• Laser a fibra sperimentale Lockheed Martin di Area Defense Anti-Munitions (ADAM). 10 kilowatt testati contro i razzi. 
• Nel 2011, la Marina degli Stati Uniti ha iniziato a testare il Maritime Laser Demonstrator (MLD), un laser da utilizzare a bordo delle sue navi da guerra. Entro il 2013, la Marina annunciava il dispiegamento attivo nel 2014.
• Fucile per l'arresto del personale e la risposta alla stimolazione (PHaSR) Un'arma portatile non letale sviluppata . Il suo scopo è "abbagliare" o stordire un bersaglio. È stato sviluppato dal Directed Energy Directorate della US Air Force. Arma accecante: bandita.
• Il camion russo Almaz HEL 
• Boeing Laser Avenger Montato su un veicolo da combattimento Avenger AN / TWQ-1. Piccola arma anti-drone. Sperimentale.
• Banco di prova laser portatile efficiente (PELT). Arma anti-sommossa meno letale. Status sconosciuto.
• Contromisure per aeromobili laser (ACCM)
• High Energy Liquid Laser Area Defense System (HELLADS) Un velivolo contro-RAM o un laser montato su camion in fase di sviluppo da parte della General Atomics nell'ambito di un contratto DARPA. Obiettivo di 150 kilowatt. Utilizza un mezzo laser immerso in un refrigerante con corrispondenza indice .
• L'arma laser della Turchia ARMOL ha superato i test di accettazione nel 2019.  Sperimentale.
• Nel 2014, gli Stati Uniti hanno iniziato a testare sul campo un'arma a energia diretta da 30 kW che chiama AN / SEQ-3 Laser Weapon System (LaWS) a bordo della USS  Ponce mentre era schierata nel Golfo Persico.  I test sono andati bene e il sistema è stato dichiarato operativo. È stato spostato sulla USS  Portland  (LPD-27) dopo che Ponce è stato disattivato. Una seconda unità fu ordinata per essere installata sulla USS  Arleigh Burke  (DDG-51). È stato dimostrato che è efficace contro bersagli piccoli e non protetti a brevissima distanza.
• Nell'agosto 2017, l'Organizzazione indiana di ricerca e sviluppo per la difesa è stata in grado di creare un buco in una lamiera mantenuta a una distanza di 250 metri in 36 secondi utilizzando un'arma laser da 1 kilowatt. 
• Il laser ad alta energia da 60 kW e l' Helios (Integrated Optical-Dazzler and Surveillance) sono stati testati su un cacciatorpediniere di classe Arleigh Burke nel 2021. Prototipo.
• Il proiettile a energia pulsata (PAP) è una controversa arma laser anti-sommossa montata su camion da usare contro i civili. Un impulso laser rimuove il materiale provocando un'onda d'urto che stordisce l'individuo preso di mira.
• Nel maggio 2020, il dimostratore del sistema d'arma laser per la maturazione della tecnologia (LWSD) installato sulla USS Portland (LPD-27) è riuscito a distruggere un veicolo aereo senza pilota (UAV) non protetto, piccolo e non manovrabile a brevissima distanza.  Sperimentale.

La maggior parte di questi progetti è stata cancellata, interrotta, non è mai andata oltre il prototipo o la fase sperimentale, o viene utilizzata solo in applicazioni di nicchia come abbagliamento, accecamento, sminamento o difesa ravvicinata contro piccoli bersagli non protetti. Armi laser efficaci e ad alte prestazioni sembrano essere difficili da ottenere utilizzando la tecnologia attuale o del prossimo futuro.

Problematiche

I raggi laser iniziano a causare la disgregazione del plasma nell'atmosfera a densità di energia di circa un megajoule per centimetro cubo. Questo effetto, chiamato "fioritura", fa sfocare il laser e disperde l'energia nell'aria circostante. La fioritura può essere più intensa se c'è nebbia, fumo, polvere, pioggia, neve, smog o schiuma nell'aria.

Le tecniche che possono ridurre questi effetti includono:

• Diffondere il raggio su un grande specchio curvo che concentra la potenza sul bersaglio, per mantenere la densità di energia lungo il percorso troppo bassa perché avvenga la fioritura. Ciò richiede uno specchio grande, molto preciso e fragile, montato un po’ come un proiettore, che richiede un macchinario ingombrante per ruotare lo specchio per puntare il laser.
• Utilizzando un phased array. Per laser tipiche lunghezze d'onda, questo metodo richiederebbe miliardi di micrometro-size antenne. Non esiste attualmente alcun modo noto per implementarli, sebbene siano stati proposti nanotubi di carbonio. In teoria, i phased array potrebbero anche eseguire l' amplificazione del coniugato di fase (vedere di seguito). I phased array non richiedono specchi o lenti e possono essere resi piatti e quindi non richiedono un sistema simile a una torretta (come in "fascio diffuso") per essere puntato, sebbene la portata ne risentirà se il bersaglio si trova ad angoli estremi rispetto alla superficie del phased array. 
• Utilizzando un sistema laser a coniugato di fase. Questo metodo utilizza un laser "cercatore" o "guida" che illumina il bersaglio. Qualsiasi punto a specchio ("speculare") sul bersaglio riflette la luce che viene rilevata dall'amplificatore principale dell'arma. L'arma quindi amplifica le onde invertite, in un ciclo di feedback positivo, distruggendo il bersaglio, con onde d'urto man mano che le regioni speculari evaporano. Questo evita la fioritura perché le onde del target passano attraverso la fioritura, e quindi mostrano il percorso ottico più conduttivo; questo corregge automaticamente le distorsioni causate dalla fioritura. I sistemi sperimentali che utilizzano questo metodo di solito utilizzano sostanze chimiche speciali per formare uno "specchio coniugato di fase". Nella maggior parte dei sistemi, tuttavia, l'uso di un impulso molto breve termina prima che la fioritura interferisca, ma ciò richiede un laser ad altissima potenza per concentrare grandi quantità di energia in quell'impulso che non esiste in una forma armata o facilmente armabile. 
• Messa a fuoco di più laser di potenza relativamente bassa su un singolo bersaglio. Questo è sempre più ingombrante con l'aumentare della potenza totale del sistema.

Contromisure

In sostanza, il laser genera un raggio di luce che sarà ritardato o fermato da qualsiasi mezzo opaco e perturbato da qualsiasi mezzo traslucido o meno che perfettamente trasparente proprio come qualsiasi altro tipo di luce. Una cortina fumogena semplice e densa può e spesso bloccherà un raggio laser. Anche i generatori o le granate fumogene a infrarossi o multispettro disturbano o bloccano i raggi laser a infrarossi. Qualsiasi involucro opaco, carenatura, carrozzeria, fusoliera, scafo, muro, scudo o armatura assorbirà almeno il "primo impatto" di un'arma laser, quindi il raggio deve essere sostenuto per ottenere la penetrazione.

L'Esercito popolare di liberazione cinese ha investito nello sviluppo di rivestimenti specializzati in grado di deviare i raggi sparati dai laser militari statunitensi. La luce laser può essere deviata, riflessa o assorbita manipolando le proprietà fisiche e chimiche dei materiali. I rivestimenti artificiali possono contrastare determinati tipi specifici di laser, ma un diverso tipo di laser può corrispondere allo spettro di assorbimento del rivestimento in modo sufficiente da trasferire quantità dannose di energia. I rivestimenti sono realizzati con diverse sostanze, inclusi metalli a basso costo, terre rare, fibra di carbonio, argento e diamanti che sono stati lavorati per ottenere una lucentezza fine e adattati per specifiche armi laser. La Cina sta sviluppando difese anti-laser perché la protezione contro di esse è considerata molto più economica rispetto alla creazione di armi laser concorrenti. 

Anche specchi dielettrici, rivestimenti ablativi poco costosi, ritardo del trasporto termico e oscuranti sono allo studio come contromisure. In non poche situazioni operative, anche semplici contromisure passive come la rotazione rapida (che diffonde il calore e non consente un punto di mira fisso se non negli impegni strettamente frontali), maggiore accelerazione (che aumenta la distanza e cambia rapidamente l'angolo ), o manovre agili durante la fase di attacco terminale (che ostacola la capacità di mirare a un punto vulnerabile, forza un costante re-puntamento o inseguimento con ritardo vicino allo zero e consente un certo raffreddamento) può sconfiggere o aiutare a sconfiggere non altamente armi laser pulsate ad alta energia.

(Web, Google, Wikipedia, You Tube)