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產(chǎn)業(yè)資訊

激光武器好處多多,但面臨的問題也不少

葛立德 來源:中國青年報2017-11-16 我要評論(0 )   

1960年5月,美國休斯研究所的科學家梅曼獲得了人類第一束激光。激光問世后,很快被應用于軍事領(lǐng)域,早期主要是激光全息照相、測

 1960年5月,美國休斯研究所的科學家梅曼獲得了人類第一束激光。激光問世后,很快被應用于軍事領(lǐng)域,早期主要是激光全息照相、測量距離、探測目標、制導武器、激光通信、激光告警等。

美國空軍從1967年5月立項研制激光制導炸彈,1972年5月10日在越南戰(zhàn)場上率先實戰(zhàn)使用激光制導炸彈,一舉摧毀自1967年以來組織64次空襲作戰(zhàn)卻一直沒能摧毀的戰(zhàn)略目標杜美大橋,由此催生了“靈巧炸彈”和“精確制導武器”這兩個軍事術(shù)語。在驗證激光制導的精準性后,人們開始探索直接利用高能量的激光去殺傷目標,這就是激光武器。

冷戰(zhàn)時期,美蘇都在秘密地研制專門攻擊衛(wèi)星的高能激光武器。1991年蘇聯(lián)解體后,美國政府放棄反衛(wèi)星項目,激光武器的研制重點從太空部署的天基激光武器轉(zhuǎn)向了機載反導激光武器。

激光武器是一種新概念武器,它依靠輸出高能量的激光束去攻擊目標,直接殺傷破壞目標或使之喪失作戰(zhàn)效能。其原理是利用激光的高亮度等特性,主要有三個特點。

第一是燒蝕效應。強激光束照射在目標上,部分能量被靶材吸收后轉(zhuǎn)化為熱能,使表層材料加熱、軟化、熔融、汽化直至電離,使靶材表面形成凹坑甚至穿孔。這種燒蝕作用是激光對目標的基本破壞形式。

第二是激波效應。激波是指氣流中的強壓縮波。超音速運動的物體會壓縮前方的氣流,形成一個壓力、溫度和密度突然升高、流速突然減慢的波面——激波。激波傳播到靶材背面,會產(chǎn)生強大的反射。外表面的激光與內(nèi)表面的激波同時對靶材前后夾擊,會立即拉斷靶材,造成層裂破壞。

第三是輻射效應。靶材表面因汽化而形成等離子體云,等離子體大量地吞噬激光能量,一方面對激光起到屏蔽作用,另一方面又能夠輻射出紫外線甚至X射線,造成靶材結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部電子、光電元器件損傷。

激光武器正是靠著這厲害的“三板斧”,幾乎可以殺傷和破壞一切類型的目標。這種無堅不摧、無往不勝的超強能力,吸引著各國軍事人員和技術(shù)人員研制開發(fā)激光武器。

激光武器的“誘”與“惑”并存

激光武器根據(jù)能量不同,可分為低能激光武器和高能激光武器。低能激光武器可以致盲或致死作戰(zhàn)人員,也可以干擾或破壞武器系統(tǒng)的光學器件、電子元器件等;高能激光武器可以直接摧毀武器系統(tǒng)。在用途上,主要分為用于致盲、防空的戰(zhàn)術(shù)激光武器和用于反衛(wèi)星、反彈道導彈的戰(zhàn)略激光武器。

低能激光武器的技術(shù)門檻不高,如激光致盲武器,又稱激光槍,可令數(shù)公里至十余公里外的人眼睛暫時或永久失明。20世紀80年代后期,激光致盲武器進入演示驗證或工程研制階段。20世紀90年代初,出現(xiàn)用可調(diào)諧激光器制成的新型激光致盲武器,更難以防范。據(jù)報道,激光致盲武器已經(jīng)在一些局部戰(zhàn)爭中得到小范圍應用,主要用于照射敵方戰(zhàn)機飛行員、武器操作手的眼睛或光學瞄準系統(tǒng)等。

當前,激光武器發(fā)展的熱門領(lǐng)域是高能激光武器,又稱為強激光武器或激光炮,其綜合技術(shù)難度相當大。

激光殺傷破壞目標的威力大、效果好,但客觀地說,激光武器是“誘”與“惑”并存——就是好處多多,但面臨的困惑也不少。

與傳統(tǒng)殺傷性武器相比,激光武器具有五大優(yōu)勢:一是快速。用火炮、導彈攻擊運動目標時,必須由火控系統(tǒng)預先計算出提前量,而激光以每秒30萬公里的光速傳播,響應速度快,發(fā)射瞬間即可命中目標;

二是靈活。發(fā)射激光束幾乎沒有后坐力,易于迅速變換射擊方向,并且射擊頻率高,能在短時間內(nèi)攔擊不同方向上的多個目標。在抗擊空中目標飽和攻擊的地面、海上防空作戰(zhàn)中,這個優(yōu)勢是現(xiàn)有防空武器系統(tǒng)無法企及的;

三是準確。激光束發(fā)散角很小,可以準確地聚焦在目標上,甚至直接瞄準和擊中目標的薄弱部件,把“指哪兒打哪兒”和“打哪兒指哪兒”合為一體,精確度極高;

四是作戰(zhàn)效費比高。一枚中程地空導彈需要數(shù)十萬美元,一枚單兵便攜式近程防空導彈也要幾萬美元,而兆瓦級的氟化氘激光器發(fā)射一次只要幾千美元,二氧化碳激光器發(fā)射一次只要數(shù)百美元,它能以最小代價獲取最大戰(zhàn)果;

五是抗電磁干擾能力強。激光武器本身對作戰(zhàn)環(huán)境的污染和破壞較小,激光也不受電磁干擾,在復雜戰(zhàn)場電磁環(huán)境中仍然可以發(fā)揮作用。

當然,激光武器在技術(shù)上、使用上也存在一些問題。一是受環(huán)境因素影響大。激光武器在稠密大氣層中使用時,大氣會耗散激光束的能量,使之發(fā)生抖動、擴展和偏移;大霧、重霾、大雪、大雨等惡劣天氣及戰(zhàn)場煙塵、人造煙霧等對激光影響更大,激光武器不能全天候作戰(zhàn)使用。在技術(shù)上主要靠“窗口效應”,即尋找適合遠距離、低損耗傳輸?shù)募す獠ㄩL;

二是作用距離有限。隨著射程增大,照射在目標上的激光束功率密度會隨之下降,毀傷力減弱,從而使有效殺傷距離受到限制;

三是穩(wěn)定跟蹤瞄準難度大。激光發(fā)射系統(tǒng)屬于精密光學系統(tǒng),跟蹤瞄準的時間極短,對精度和穩(wěn)定性的要求很高;

四是能量轉(zhuǎn)換效率較低。高能激光武器要產(chǎn)生1000千瓦~2000千瓦的激光束殺傷目標,需要大型的初級能源供應裝置,武器系統(tǒng)體積龐大,整個武器系統(tǒng)至少也要分裝在兩三輛重型卡車底盤上,導致戰(zhàn)場機動性、實用性差,激光武器系統(tǒng)在戰(zhàn)場上的生存能力還有待于實戰(zhàn)考驗。

同時,激光武器的應用也催生了對抗手段的發(fā)展??罩小⒌孛?、海上作戰(zhàn)的武器平臺普遍加裝了激光告警裝置和煙幕發(fā)射裝置,重點是對抗激光制導武器,對低能激光武器也有一定抗擊作用。

激光武器是對付無人機“狼群攻擊”的有效防御武器

20世紀80年代,美國空軍利用加油機平臺改裝成功實驗型的NKC-135A低能量機載激光武器,在實驗中擊落過多枚飛行中的“陶”式反坦克導彈和“響尾蛇”空空導彈。在此基礎(chǔ)上,美國空軍發(fā)展實驗室和波音公司、諾思羅普·格魯曼公司、洛克希德·馬丁公司聯(lián)合研制了YAL-1A機載激光武器項目,這也是唯一的用于助推段攔截的反導武器。其利用波音747-400F飛機平臺進行改裝,加裝功率達兆瓦級的氧碘化學激光器,用于攔截在主動段飛行的戰(zhàn)術(shù)彈道導彈。

2004年,美國空軍開始進行攔截彈道導彈的試驗并取得成功,但2014年放棄了這個項目,兩架試驗樣機被送到著名的“軍機墳場”,幾十億美元投資打了水漂。主要原因在于YAL-1A沒有實戰(zhàn)價值,因為要在彈道導彈剛剛發(fā)射升空的助推段進行攔截,盡管反導效果最好,但激光攔截導彈的殺傷距離只有400公里,必須貼近敵方導彈發(fā)射基地打“近戰(zhàn)”。試想一下,波音747身軀如此龐大,又沒有任何空戰(zhàn)防御能力,怎么可能會做到“殺敵而不被毀于敵手”呢?

要知道,矛與盾總是對抗發(fā)展、迭代升級的,俄羅斯的C-400地空導彈武器系統(tǒng)對空中目標的最大攔截距離就是400公里。而值得關(guān)注的是,美國空軍在停止YAL-1A機載反導激光武器后,曾經(jīng)計劃把相關(guān)技術(shù)成果轉(zhuǎn)移應用于大型無人機平臺上,開發(fā)新一代助推段攔截激光武器系統(tǒng)。

2014年8月,美國海軍在“龐塞”號兩棲船塢運輸艦上率先安裝了第一部激光武器,主要進行艦載激光武器作戰(zhàn)驗證,前兩年已經(jīng)成功完成攔截無人小艇的作戰(zhàn)試驗。今年7月中旬,“龐塞”號在波斯灣進行了激光武器對抗無人機的防空作戰(zhàn)試驗:先釋放一架無人機,3名射手操縱激光武器瞄準目標,無人機機翼瞬間被燒毀而掉入大海,整個打擊過程精準高效且隱秘無聲。

這表明,激光武器在末端防空、防御“低慢小”空中目標方面大有用武之地,是對付低空超低空無人機“狼群攻擊”的有效防御武器。目前,“龐塞”號艦載激光武器主要用于摧毀飛機和小型船只,美國海軍正在開發(fā)更強大的第二代激光武器系統(tǒng),有可能用于對付更強大的目標,如攔截導彈。

2015年5月,被稱為“創(chuàng)新工場”的美國國防部國防高級研究計劃局宣布,其剛剛完成一套機載激光武器系統(tǒng)的首輪測試,這套系統(tǒng)最終能夠?qū)崿F(xiàn)將激光武器安裝在無人機和戰(zhàn)斗機上。其目標是研制出150千瓦的激光武器系統(tǒng),它要比具有類似威力的現(xiàn)有激光武器體積小且質(zhì)量輕10倍,能夠安裝在戰(zhàn)術(shù)飛機上,對抗地面對空威脅。

美國陸軍也有激光武器項目。2004年,美軍在阿富汗戰(zhàn)場上實戰(zhàn)使用“宙斯”激光掃雷器。它安裝在悍馬車上,功率10千瓦,能摧毀近距離的未爆彈藥。

 

今年6月26日,美國陸軍和雷聲公司宣布,安裝在AH-64“阿帕奇”武裝直升機上的高能激光武器測試取得成功,在新墨西哥州白沙導彈靶場,AH-64使用高能激光炮吊艙成功命中1400米外的目標。這是高能激光系統(tǒng)首次經(jīng)直升機發(fā)射,在不同的高度、氣流速度以及飛行狀況下命中多種目標。

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激光武器實戰(zhàn)化應用方向
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