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航天/武器

透視美海軍艦載激光武器試驗(yàn):最快之刀 最難駕馭

星之球激光 來(lái)源:中新網(wǎng)2014-03-15 我要評(píng)論(0 )   

近日,有報(bào)道稱,美國(guó)海軍今夏將在龐塞號(hào)兩棲船塢運(yùn)輸艦上部署測(cè)試激光武器原型曾無(wú)數(shù)次出現(xiàn)于科幻電影的冷峻死光,可能走上現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)。 作為當(dāng)今新概念軍事裝備中理論最...

 

 

  近日,有報(bào)道稱,美國(guó)海軍今夏將在“龐塞”號(hào)兩棲船塢運(yùn)輸艦上部署測(cè)試激光武器原型——曾無(wú)數(shù)次出現(xiàn)于科幻電影的冷峻“死光”,可能走上現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)。

  作為當(dāng)今新概念軍事裝備中理論最成熟、發(fā)展最迅速、最具實(shí)戰(zhàn)價(jià)值的武器之一,艦載激光武器到底發(fā)展到了什么程度,威力如何,未來(lái)有何應(yīng)用前景?請(qǐng)看本文的解讀。

  最快之刀 最難駕馭

  1916年,愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)了激光的原理。這種亮度可達(dá)太陽(yáng)100億倍的光束,被人們賦予了“最亮之光”“最準(zhǔn)之尺”“最快之刀”等美譽(yù)。

 

  意圖駕馭“最快之刀”的各個(gè)軍事強(qiáng)國(guó),自20世紀(jì)60年代第一臺(tái)激光器問(wèn)世起,便不斷發(fā)展可應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)的激光武器。冷戰(zhàn)時(shí)期,蘇聯(lián)海軍曾用激光器致盲北約飛機(jī)機(jī)組成員和直升機(jī)飛行員;英國(guó)也曾在馬島海戰(zhàn)中首次應(yīng)用了激光炫目系統(tǒng)。

  不過(guò),這些激光武器都僅限于“軟殺傷”,低能固態(tài)激光器存在功能和威力上的局限。直到后來(lái),出現(xiàn)了高能激光器,激光“硬殺傷”才從幕后走到了臺(tái)前。

  在這方面的領(lǐng)跑者是美軍。1978年,美海軍研發(fā)的先進(jìn)化學(xué)激光器在彈道垂直方向擊落了低空、高速飛行中的“陶”式導(dǎo)彈。接著,美海軍又研制出兆瓦級(jí)的中波紅外線化學(xué)激光器,并成立了高能激光系統(tǒng)試驗(yàn)場(chǎng)。1989年,該試驗(yàn)場(chǎng)項(xiàng)目成功在垂直彈道方向擊落了一架以2.2馬赫時(shí)速飛行的靶機(jī)。

  然而,隨后進(jìn)行的來(lái)襲目標(biāo)對(duì)抗試驗(yàn)卻以失敗告終。之后很長(zhǎng)一段時(shí)間,激光器帶來(lái)的“熱暈”效應(yīng)始終無(wú)法解決。

  直到上世紀(jì)90年代,固態(tài)激光技術(shù)產(chǎn)生的能量逐漸達(dá)到“硬殺傷”武器要求的千瓦級(jí),才重新喚起了美海軍的興趣。固態(tài)激光器穩(wěn)定性好、體積較小,具有良好的艦載化前景。只是,固態(tài)激光器仍然存在大氣中傳輸衰減的問(wèn)題。

  于是,自由電子激光技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它能實(shí)現(xiàn)激光波長(zhǎng)在不同大氣環(huán)境中的自由調(diào)節(jié),輸出功率可達(dá)兆瓦級(jí),被美海軍視作最具發(fā)展?jié)摿Φ呐炤d激光武器技術(shù)。但它仍面臨一系列問(wèn)題,比如,體積龐大、配套設(shè)備不成熟、防護(hù)要求高,等等。

  激光上艦 穩(wěn)步推進(jìn)

  當(dāng)然,對(duì)激光武器熱心的并不只是海軍。美國(guó)空軍和陸軍都有過(guò)激光武器計(jì)劃。不過(guò),由于激光武器尺寸和重量較大,空基激光武器發(fā)展受限;受水汽、煙霧和沙塵等影響,陸基激光武器也無(wú)法打擊視距外的目標(biāo)——因此,上艦成了激光武器通往戰(zhàn)場(chǎng)的有效路徑。

  為盡快發(fā)展出可在艦艇上部署使用的激光武器,美海軍一面繼續(xù)推進(jìn)自由電子激光技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用研究,一面加大固態(tài)激光技術(shù)投入力度,并啟動(dòng)了固態(tài)激光武器系統(tǒng)的研制工作。

  目前,美海軍正在研制的固態(tài)激光武器分為板條固態(tài)激光武器和光纖固態(tài)激光武器兩種。板條固態(tài)激光武器的工作介質(zhì)是由合成結(jié)晶材料構(gòu)成的片狀板條,而光纖固態(tài)激光武器則使用柔韌光纖材料介質(zhì)。

  2010年,美海軍先后對(duì)板條固態(tài)激光器的跟蹤分系統(tǒng)進(jìn)行了海上測(cè)試和攻擊固定目標(biāo)的海上試驗(yàn),并在次年成功完成了與小艇目標(biāo)的交戰(zhàn)試驗(yàn)。而后,該系統(tǒng)進(jìn)入歷時(shí)4年的全功率工程與制造開(kāi)發(fā)階段。

  “龐塞”號(hào)即將安裝的是光纖固態(tài)激光武器,它將作為水面艦艇的近程防御系統(tǒng)使用,主要用于對(duì)抗光電傳感器、無(wú)人機(jī)和光電制導(dǎo)導(dǎo)彈等目標(biāo)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)光束功率33千瓦,波長(zhǎng)1.064微米,非常接近避免受大氣波干擾的1.045微米。

  該系統(tǒng)的首臺(tái)樣機(jī)曾參加過(guò)一系列試驗(yàn),在海上環(huán)境模擬實(shí)戰(zhàn)試驗(yàn)中,曾演示了對(duì)0.5海里外的剛性充氣艇的攻擊效果,還成功擊落了5架無(wú)人靶機(jī)。這是世界上首次從艦船搭載的固態(tài)激光器發(fā)射強(qiáng)激光束,標(biāo)志著長(zhǎng)期困擾激光武器的傳輸衰減問(wèn)題已經(jīng)得到了較好解決。

  按照美海軍在“龐塞”號(hào)上裝備“激光武器系統(tǒng)”的計(jì)劃,該系統(tǒng)的功率將增至100千瓦,系統(tǒng)的技術(shù)成熟度將從目前的6級(jí)提升至7級(jí),即從實(shí)驗(yàn)室環(huán)境測(cè)試走向戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境測(cè)試。

  優(yōu)勢(shì)明顯 前景誘人

  預(yù)計(jì),美海軍的“艦載激光武器系統(tǒng)”將在2017年左右初步形成作戰(zhàn)能力,并且與現(xiàn)有武器配合使用,形成多層次、多功能、多位一體的高效防御武器系統(tǒng),從而描繪出一幅十分誘人的激光武器應(yīng)用前景。

  的確,相較于常規(guī)武器,激光武器有著眾多的性能優(yōu)勢(shì)。

  ——發(fā)射成本低。據(jù)稱,艦載激光武器發(fā)射使用的成本約為每發(fā)1美元,而美海軍近程防空攔截導(dǎo)彈的發(fā)射成本大多超過(guò)100萬(wàn)美元,中遠(yuǎn)程防空和反導(dǎo)導(dǎo)彈的發(fā)射成本更高。

  ——彈藥無(wú)限。常規(guī)艦載武器系統(tǒng)只能裝備數(shù)量有限的攔截彈,一旦用盡則需要重新裝填,必然影響作戰(zhàn)響應(yīng)時(shí)間。由電力驅(qū)動(dòng)的激光武器只要連續(xù)供電且具備持續(xù)冷卻能力即可實(shí)現(xiàn)不間斷的目標(biāo)攔截。

  ——攻擊速度快。激光束以光速直線傳播,可在瞬間命中目標(biāo),并在擊中一個(gè)目標(biāo)后,在數(shù)秒內(nèi)重新瞄準(zhǔn)下一個(gè)目標(biāo)。對(duì)于攻擊末段飛行軌跡復(fù)雜的反艦導(dǎo)彈等高機(jī)動(dòng)性空中目標(biāo),激光武器比傳統(tǒng)艦載防空導(dǎo)彈系統(tǒng)更具優(yōu)勢(shì)。

  ——連帶毀傷小。激光武器不僅能夠精確打擊,而且發(fā)射的光點(diǎn)尺寸直徑僅為數(shù)厘米,攻擊目標(biāo)后一般不會(huì)對(duì)周圍其他物體造成傷害。而且還能避免艦艇在近港口海域使用近防武器時(shí),未命中目標(biāo)的炮彈掉落可能對(duì)港口區(qū)域造成的連帶毀傷。

  ——打擊效果可控。激光武器除可直接摧毀目標(biāo)外,還可通過(guò)調(diào)節(jié)激光束威力和照射時(shí)間等方式,對(duì)目標(biāo)實(shí)施非致命性殺傷,起到警告、干擾對(duì)手直至使其喪失活動(dòng)能力和威脅等不同打擊效果,用途較傳統(tǒng)艦載武器更為廣泛。

  走向?qū)崙?zhàn) 困難重重

  目前來(lái)看,激光武器對(duì)于空中和海上小型目標(biāo)的防御最有前途,也最具天然優(yōu)勢(shì)。不過(guò),盡管艦載激光武器應(yīng)用前景可觀,但要用于實(shí)戰(zhàn)仍有大量技術(shù)難題亟待攻克——這些問(wèn)題,很多正是源于激光武器的固有特點(diǎn)。

  比如,激光可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)朝著一個(gè)方向連續(xù)射擊。這會(huì)使得激光束周邊的空氣溫度升高,進(jìn)而出現(xiàn)激光束偏折以及光束尺寸增大、散焦和擴(kuò)展。這種被稱作“熱暈”的效應(yīng),會(huì)使激光武器不能朝著一個(gè)方向持續(xù)對(duì)抗徑直來(lái)襲目標(biāo),降低打擊效果?,F(xiàn)在,雖然有人提出了采用自適應(yīng)光學(xué)來(lái)抵消“熱暈”效應(yīng)等措施,但都處于研究之中。

  由于激光只能走直線,使用中如遇到視線有阻擋或高速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)時(shí),跟蹤瞄準(zhǔn)難度將大大增加。比如,艦載激光武器在應(yīng)對(duì)小艇攻擊時(shí),如果小艇被較高海浪遮擋,則攔截難度將大大提高。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

  由于激光束一次只能攻擊一個(gè)目標(biāo),因此在一定的時(shí)間內(nèi),激光雖然可以摧毀較多目標(biāo),但是單個(gè)激光武器如果對(duì)抗敵多種武器同時(shí)發(fā)起的飽和攻擊,則存在較大難度。

  隨著激光束傳輸距離的增加,激光功率密度將不斷下降,殺傷力也隨之減弱。如果用千瓦級(jí)激光武器對(duì)抗采用了裝甲防護(hù)、燒蝕材料、高反射性功能材料的目標(biāo)時(shí),毀傷效果將進(jìn)一步下降。對(duì)高速旋轉(zhuǎn)和翻滾運(yùn)動(dòng)的來(lái)襲目標(biāo),因激光束無(wú)法在其表面的固定位置持續(xù)形成光斑,同樣會(huì)降低殺傷效果。

  除了上述難題,艦載激光武器持續(xù)射擊時(shí)需耗費(fèi)巨大的能量,必須配備強(qiáng)大的儲(chǔ)能系統(tǒng),且對(duì)艦艇動(dòng)力系統(tǒng)的要求很高,龐大的體積對(duì)“寸土寸金”的艦上空間更是挑戰(zhàn)。由此來(lái)看,激光武器要作為一種常備兵器登上現(xiàn)代戰(zhàn)艦,前路依舊漫漫。

 

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