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激光技術(shù)

激光炮

星之球科技 來源:百度百科2014-01-15 我要評論(0 )   

激光炮是一種高能激光武器,利用強大的定向發(fā)射激光束直接毀傷目標或使之失效。而根據(jù)作戰(zhàn)用途,這種新型武器分為戰(zhàn)術(shù)激光武器和戰(zhàn)略激光武器兩大類。目前,國外已有一...

 

激光炮是一種高能激光武器,利用強大的定向發(fā)射激光束直接毀傷目標或使之失效。而根據(jù)作戰(zhàn)用途,這種新型武器分為戰(zhàn)術(shù)激光武器和戰(zhàn)略激光武器兩大類。目前,國外已有一種紅寶石袖珍式激光槍,外形和大小與美國的派克鋼筆相當。但它能在距人幾米之外燒毀衣服、燒穿皮肉,且無聲響,在不知不覺中致人死命。

 

 

1簡介

       激光炮的威力特別大,稱得上是“炮中王”。它主要分折疊式激光炮,固定式激光炮和輕型激光炮三種類型。激光炮在一秒種內(nèi)能發(fā)射1000發(fā)“光彈”,光彈就是威力無比的"強光束"。它靠遠警雷達測定敵方導彈或飛機飛行的方位、距離、高度、速度等,經(jīng)過電子計算機迅速處理后,準確無誤地命中目標。如果敵方同時發(fā)射多個真假導彈,激光炮有本事在短時間內(nèi)把所有來犯的導彈全都摧毀。 利用激光的特性還可以制成武器。低能激光武器如激光槍,重量輕,體積小,可由步兵手持作戰(zhàn),1500米的距離外使用也能燒瞎敵人眼睛,燒焦皮膚,使衣服、樹木、房屋起火。高能激光武器是激光炮。它能摧毀敵方的導彈,如2.5倍音速動作靈活的“響尾蛇”空對空導彈。1975年原蘇聯(lián)用激光武器擊毀了兩顆美國的軍事偵察衛(wèi)星。

 

 

2基本原理

       只有用超導技術(shù),造出超導儲能器,儲存超強度的電流,才能產(chǎn)生高強度激光。這種激光能摧毀敵方的衛(wèi)星或?qū)棥?/p>

       激光炮,電磁炮,電磁彈射器的儲能裝置--飛輪電池(flywheel battery)美國在90年代研制的飛輪電池一面世就以其能量密度高、體積小、質(zhì)量輕、充電快、壽命長、無任何廢氣、廢料等特點而引起專家的關(guān)注。先進的飛輪電池其比能量可達150Wh/kg(鎳基電池的2~3倍),比功率為5000~10000W/kg遠遠高于一般化學蓄電池和內(nèi)燃機功率(先進化學蓄電池為200~400W/kg,內(nèi)燃機為600~800W/kg),其快速充電過程可在幾十分鐘內(nèi)完成而且能量能長時間儲存。 飛輪電池實際上是一種機電能量轉(zhuǎn)換和儲存裝置。充電時,飛輪中的電機以電動機的形式運行,在外電源的驅(qū)動下,帶動飛輪旋轉(zhuǎn),達到極高的轉(zhuǎn)速,從而完成電能——機械能的儲能過程。放電時,飛輪中的電機以發(fā)電狀態(tài)運行,對外輸出電能,完成機械能——電能轉(zhuǎn)換的釋放過程。因此它不會像內(nèi)燃機產(chǎn)生排氣污染,同時也沒有化學反應過程,不會引起腐蝕,也無廢料的回收過程,確實是一種應用前景廣闊的新型清潔動力電池。

 

 

3 歷史沿革

       美國研制成功的眼鏡蛇激光槍,于90年代中期裝備部隊。曾在沙漠風暴行動中使用。

       美國軍火承包商諾斯羅普·格魯曼公司為美陸軍研制的戰(zhàn)術(shù)高能激光器。首次擊落迫擊炮彈。在美國新墨西哥州白沙導彈靶場進行的實彈打靶中,這種激光炮不但擊落了單發(fā)迫擊炮彈,而且還摧毀了齊射的迫擊炮彈。試驗表明,激光炮可以用于戰(zhàn)場打擊多種常見目標,這樣,激光武器也從最初主要設(shè)想用于反制衛(wèi)星、導彈和飛機這類昂貴目標,擴大到對一切戰(zhàn)場工具的打擊。

       2013年,美國宣布制作出大型化學激光炮,其原理為:利用大量劇毒化學物質(zhì)反應生成光與能量,最終形成激光。

 

4性能

       激光炮是PVE最有效率的武器。

       現(xiàn)在的大多數(shù)意見是認為導彈是最好的PVE武器,不過最好和最有效率是有區(qū)別的。

       所謂最好,是一個綜合概念,毋庸置疑,導彈武器是高槽攻擊武器中適用范圍最廣,使用難度最低的,有4種屬性的導彈來對付任何目標,射程內(nèi)一定命中,這些優(yōu)勢使導彈PVE綜合性能最好的地位無法動搖。而衡量武器的效率不能光看戰(zhàn)斗的難易程度,相對于毫無操作難度的導彈武器,炮類武器雖然在使用上有不少難度(最明顯的一點就是對近距離高速目標非常困難),但是可以通過相應的戰(zhàn)術(shù)降低不利影響(比如大家都熟悉的保持距離放風箏戰(zhàn)術(shù))。要更簡單明了地比較各種武器的使用效率,我們需要引入以下概念:

       火力持續(xù)時間、火力轉(zhuǎn)移速度、火力中斷間隔。

火力時間

       火力持續(xù)時間包括廣義和狹義的區(qū)別,狹義的持續(xù)時間是指武器裝一次能射擊的時間(這個概念轉(zhuǎn)入以下的火力中斷間隔進行討論),廣義則是單艘艦艇無補給所能持續(xù)戰(zhàn)斗的時間。

       T1高槽武器中可以不消耗彈藥的就只有激光炮和立體炸彈,T1晶體基本上是永遠不會消耗的(不過也有人說遇到過晶體蒸發(fā)的情況OTZ),即使是T2晶體,單位體積彈藥所能提供的火力持久能力也是最長的。

        于是,除了使用無人機的G族艦艇以外,可以長時間持續(xù)作戰(zhàn)的就只有激光炮艦了,再考慮上無人機在戰(zhàn)斗中被摧毀的可能性,激光的作戰(zhàn)持續(xù)能力就成為了最強。(曾經(jīng)聽某人說起駕駛激光炮艦持續(xù)幾天在幾個星域范圍搜尋BOSS,這樣的戰(zhàn)斗對于需要彈藥補給的艦艇是不可想象的。)

轉(zhuǎn)移速度

        火力轉(zhuǎn)移速度主要取決于武器的射擊間隔時間,發(fā)射頻率越快的武器,火力轉(zhuǎn)移速度就越快,這是因為EVE里的武器在射擊之后,要進行下一次射擊,必須等到武器冷卻(似乎有時候也有瞬間冷卻的情況發(fā)生,這個或許是關(guān)閉的時間點剛好配合了冷卻周期)。

而在PVE使用的遠程武器(PVE使用近距離武器的效率會比使用遠程武器低不少,因為必須花時間接近敵人,有人使用近炮刷怪的時候帶上MWD,但在死亡空間中不能使用MWD,而且靠近攻擊很容易招來超過艦艇承受能力的敵人火力)中,激光的冷卻時間最短、發(fā)射速度最快。#p#分頁標題#e#

導彈有著讓無數(shù)人扼腕長嘆的飛行時間,常常會看到導彈艦和炮艦一起打怪的時候,一波導彈剛發(fā)出來,目標就已經(jīng)被摧毀了。

無人機的火力轉(zhuǎn)移速度則受限于其飛行速度,如果2個目標相隔太遠,就不得不等待。崗哨無人雖然沒有這個問題,但崗哨的不可移動特性限制了母艦的移動范圍,如果母艦跑開了,那么回收又是一件讓人頭痛的事情了。

火力中斷間隔是指武器因為自身特點會出現(xiàn)的一個不得不中斷的間隙。這個概念和上面所說的狹義火力持續(xù)時間概念基本一致,大多數(shù)武器都需要消耗彈藥,所以打空了彈倉就不得不停下來裝填。

普通武器的裝填時間是10秒,而且換裝另一個類型的彈藥也要消耗同樣多的時間,似乎還沒有任何技能和裝備能夠改變這個時間。而激光,不需要裝填,轉(zhuǎn)換其他類型晶體也僅僅只需要1秒。

在火力中斷間隔這個指標上,只有無人機和激光有著相同的水平,然而,無人機始終是可能損失的,而且無人機的收放直接影響了戰(zhàn)術(shù)轉(zhuǎn)移的速度。

 

 

5分類

陸基類型

       美國為檢驗激光武器打?qū)椀男Ч?,曾?978年用戰(zhàn)術(shù)激光炮成功地擊落一枚“陶”式反坦克導彈;1979年又用海軍建造的2.2兆瓦的中紅外化學激光器成功地將一枚“大力神”洲際導彈的助推器擊毀;1983年用裝在空中加油機上的400千瓦的二氧化碳激光武器擊落5枚“響尾蛇”空對空導彈,不過,在最近幾年成功的靶場試驗中,唱主角的是陸軍。 在白沙導彈靶場進行的實彈打靶是美國陸軍機動戰(zhàn)術(shù)高能激光器?MTHEL 計劃的一部分,該計劃由美陸軍航空、航天和導彈防御計劃執(zhí)行辦公室下屬的近程防空計劃辦公室負責。這個機動型系統(tǒng)是由最初的戰(zhàn)術(shù)高能激光器計劃演變來的,該計劃是由美國和以色列共同參與的始于1996年的先期概念技術(shù)演示計劃。主要由美國諾·格公司承擔研制。

 

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隨著戰(zhàn)術(shù)激光武器發(fā)展方面取得的進步,此種武器系統(tǒng)的應用在各軍種中皆有升溫趨勢,繼陸軍和空軍之后,海軍也加入了開發(fā)此種設(shè)備的行列。美國海軍正研究在未來10年內(nèi)為其水面艦艇甚至潛艇裝備高能激光武器。

海軍相關(guān)計劃重要目標是從自由電子激光技術(shù)中開發(fā)出一種具有致命和非致命能力的艦炮。海軍發(fā)展激光武器系統(tǒng)的主要目的是對抗反艦巡航導彈,同時該系統(tǒng)也具有保證作戰(zhàn)部隊進入的關(guān)鍵能力,主要是利用潛艇,水面部隊及陸戰(zhàn)隊的力量來對付諸如小型艦艇群,海上飛機和無人機一類的非對稱、反進入威脅。

為海軍潛艦裝備激光武器系統(tǒng)的發(fā)展是海軍未來“海上打擊”概念的一部分。早在上個世紀70年代,美國海軍就開始了此項技術(shù)的研究,之后斥資開發(fā)了中型紅外高級化學激光器,這是西方世界研制出的首臺百萬瓦特級連續(xù)波化學激光器。此后該型激光器一直被作為美國國防部高能激光器項目的測試平臺。 冷戰(zhàn)結(jié)束后,美國海軍的作戰(zhàn)環(huán)境發(fā)生了巨大變化,海軍也開始它的作戰(zhàn)轉(zhuǎn)移,即從大海作戰(zhàn)轉(zhuǎn)變?yōu)檠睾W鲬?zhàn),作戰(zhàn)形式也由進攻型海戰(zhàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榕炛蛔孕l(wèi),因此,海軍的高能激光武器計劃也必須進行調(diào)整。海軍認識到作為海上應用的激光器,克服海洋環(huán)境引起的傳輸效應至關(guān)重要。海軍的研究表明?在近海作戰(zhàn)中,熱暈限制了高能激光束的大氣傳輸,因此,也就限制了激光武器的效能。而化學激光器的波長對于沿海的環(huán)境并不是最佳的。于是,海軍的高能激光計劃改變了方向,于1995年完全停止了研究化學激光器裝艦可行性的工作,轉(zhuǎn)向其他激光發(fā)生途徑。2001年,由于陸軍系統(tǒng)一系列試驗的成功,美國海軍海上系統(tǒng)司令部重新開始了對這項技術(shù)的研究,建立了專門的項目辦公室。不過,該辦公室的主要任務主要還是要借助于陸軍系統(tǒng)在這方面已有的研究成果,研究如何將已有的技術(shù)進行改進,以方便海軍艦船裝備。海軍官員已與陸軍高能激光系統(tǒng)實驗設(shè)施負責人洽談,商議租用一些陸軍激光基礎(chǔ)設(shè)施的事宜。但是,海軍的興趣還是集中在固體激光技術(shù)方面,因為此種技術(shù)的應用可使他們不必在船上存放高危化學物品,也能避免激光產(chǎn)生時生成的有毒化學物質(zhì)。

為了將來能使用激光武器,海軍已經(jīng)計劃在包括下一代航母CVN 21在內(nèi)的幾種新型戰(zhàn)艦上安裝大功率的發(fā)電設(shè)備。當激光武器研發(fā)成功,并改進和生產(chǎn)出來以后,就會在這些戰(zhàn)艦上部署和使用。

 

空基類型 

       雖然陸軍在激光炮研究方面成果顯著,但令人關(guān)注的卻是空軍的機載激光武器項目,該項目以波音747大型客機為載體,把大型的化學激光器由地面搬到空中,將使用美軍的空中力量再增添一把利劍。陸軍研發(fā)的化學激光器也被空軍用于發(fā)展其激光項目,空軍的機載激光器項目旨在將巨型化學激光器放置在一架747飛機上,擊落處在飛行初段的彈道導彈。 美國空軍在1999年采購一架新波音747飛機,并將頭部改裝成炮塔。改進后的波音747已在2001年進行了首飛,但當時飛機上沒有安裝激光炮,以檢驗其空氣動力學影響。把激光器安裝到這架波音747飛機上,再經(jīng)過數(shù)次試驗,整套系統(tǒng)預計將在2004年底到2005年初實現(xiàn)擊落“飛毛腿”導彈的目標。到那時,這架樣機就可以投入作戰(zhàn),屆時,這個大型怪物將是迄今最大的武器。

諾·格公司進行的發(fā)射試驗證明,激光器能夠從固定位置產(chǎn)生足以摧毀導彈的熱量。下一個需要跨越的障礙,是要讓激光器在以1000千米?小時的速度飛行在距地面1.2萬米高的飛機上完成同樣的工作——這需要大大減輕設(shè)備的重量。在地面設(shè)備上發(fā)射激光時,在激光器下面澆注了數(shù)噸的水泥,以確?;A(chǔ)牢固,但波音747在空中飛行時是不可能一動不動的。

機載激光器將攜帶足夠的化學原料,可以對目標進行大約20次射擊。但是,由于化學激光系統(tǒng)價格昂貴,陸軍正考慮將其退役,陸軍相信固體激光技術(shù)可為他們提供體積更小,足以安裝至機動車輛上的系統(tǒng)。2002年,一臺10千瓦的固體熱能激光系統(tǒng)已開始運作,在一次演示實驗中,該系統(tǒng)發(fā)射的激光束在6秒鐘內(nèi)切開了三塊厚約3毫米的鋼板,此種10千瓦的系統(tǒng)是陸軍下一步計劃生產(chǎn)的100千瓦系統(tǒng)的前期產(chǎn)品。 固體激光項目也引起了空軍的注意,空軍內(nèi)部正討論可否以該系統(tǒng)取代其飛機上現(xiàn)役的化學激光器。

 

太空類型

        在美國陸??崭髯耘Π鸭す馀谧鳛橹攸c研究項目時,美軍還計劃把激光炮搬到太空軌道或衛(wèi)星上去,此舉將打破太空無武器的界限,在實際戰(zhàn)斗中,可用它對對方的空中目標實施閃電般的攻擊,以摧毀對方的偵察衛(wèi)星、預警衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星,甚至能將對方的洲際導彈摧毀在助推的上升階段。 高基高能激光武器是高能激光武器與航天器相結(jié)合的產(chǎn)物。當這種激光器沿著空間軌道游弋時,一旦發(fā)現(xiàn)對方目標,即可投入戰(zhàn)斗。由于它部署在宇宙空間,居高臨下,視野廣闊,更是如虎添翼。美空軍的機載激光器計劃采用的很多技術(shù)成果都源于美軍在冷戰(zhàn)時期研究太空激光武器的成果。從冷戰(zhàn)初期以來,美國軍方就一直在探索研究各種類型的激光武器。美國和前蘇聯(lián)都在核動力軍艦和衛(wèi)星上進行過激光器的試驗,所有這些試驗都是為了擊落對方的洲際彈道導彈和轟炸機。這些方案后來成了美國前總統(tǒng)里根提出的“星球大戰(zhàn)”計劃的核心組成部分。

       如今,美國建立國家導彈防御系統(tǒng)的計劃,已經(jīng)被稱為“星球大戰(zhàn)計劃”的“續(xù)篇”。2003年7月,英國曾披露:布什政府已決定,美國將恢復太空軍用激光器方面的研究,在最近幾年內(nèi)將向太空軌道發(fā)射4000顆衛(wèi)星,每顆都載有攔截彈道導彈的激光炮。這樣一來,屆時太空上美國激光炮的總數(shù)至少要達到4000門。部署激光炮恰恰是當年里根政府“星球大戰(zhàn)計劃”的要素。當時美國政府就為此耗費了差不多50億美元。1993年該計劃因遭到反對而被凍結(jié)?,F(xiàn)即將撥款繼續(xù)從事這方面的研究。

 

 

 

 

 

 

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