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航天/武器

激光武器(組圖)

星之球科技 來源:現(xiàn)代快報(bào)2014-03-27 我要評(píng)論(0 )   

YAL-1機(jī)載激光系統(tǒng),目前全世界最大的可移動(dòng)激光炮塔裝置 美軍激光武器擊毀無人機(jī) 未來機(jī)載激光武器作戰(zhàn)想象圖 2012年7月30日,美國(guó)杜威號(hào)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦上臨時(shí)安裝的激光武...

 

YAL-1機(jī)載激光系統(tǒng),目前全世界最大的可移動(dòng)激光炮塔裝置

YAL-1機(jī)載激光系統(tǒng),目前全世界最大的可移動(dòng)激光炮塔裝置

美軍激光武器擊毀無人機(jī)

美軍激光武器擊毀無人機(jī)

 

未來機(jī)載激光武器作戰(zhàn)想象圖

未來機(jī)載激光武器作戰(zhàn)想象圖

2012年7月30日,美國(guó)“杜威號(hào)”導(dǎo)彈驅(qū)逐艦上臨時(shí)安裝的激光武器系統(tǒng)

2012年7月30日,美國(guó)“杜威號(hào)”導(dǎo)彈驅(qū)逐艦上臨時(shí)安裝的激光武器系統(tǒng)

 

  激光武器最早出現(xiàn)在科幻大片中,如今已成為現(xiàn)實(shí)。
  美國(guó)軍方宣布,美國(guó)海軍計(jì)劃于2014年夏季在“龐塞號(hào)”戰(zhàn)艦上裝備戰(zhàn)術(shù)激光武器。美軍宣傳的激光武器聽上去非常震撼,激光武器是否真會(huì)改變世界戰(zhàn)爭(zhēng)的模式呢?是否還存在很多局限?
  近日,現(xiàn)代快報(bào)記者采訪了南京理工大學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的專家,為我們揭開激光武器的神奇與局限。

  最早的激光武器
  英國(guó)人1982年使用

  1982年,激光武器第一次登上歷史舞臺(tái)。在英國(guó)與阿根廷的馬島戰(zhàn)爭(zhēng)中,英國(guó)人第一次使用了激光武器,這種激光武器主要是針對(duì)飛行員,掃射到飛行員的眼睛就能使他們永久性失明,而對(duì)飛行員來說,失明往往是致命的。
  在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下,這種激光武器性能并不穩(wěn)定,定位不精準(zhǔn),傳遞的能量甚微。特別是開始使用的是紅外光激光,起到的作用并不明顯。后來英軍又將紅外激光倍頻產(chǎn)生了綠色激光,正是這種綠色激光發(fā)揮了巨大作用,給對(duì)方造成心理上的打擊。可以說,人類第一次使用的激光武器與科幻片《星球大戰(zhàn)》中的激光武器非常像,都是發(fā)出紅紅綠綠的光,并且都有殺傷力。

  人被激光擊中
  會(huì)發(fā)生什么?

  很多人覺得激光武器殺傷力這么大,對(duì)人來說無疑也是致命的,但實(shí)際上激光對(duì)人的殺傷性還很難說。
  激光的能量最終是聚集在一個(gè)點(diǎn)上的,如果激光擊中人的皮膚,其產(chǎn)生的熱效應(yīng)會(huì)先使這處皮膚燙傷,如果繼續(xù)往里,會(huì)遇到血液與體液,這些液體是流動(dòng)的,當(dāng)激光使這處液體汽化,還有其他液體流過來,此外里面還有骨骼等組織,這些都會(huì)消耗激光的能量。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
  所以當(dāng)激光擊中人以后,其發(fā)生的反應(yīng)還是難以預(yù)料的,目前也沒有相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。曾有報(bào)道拿豬肉做實(shí)驗(yàn),當(dāng)激光擊中豬肉后,僅在豬肉上形成一個(gè)幾毫米的凹坑,但這也不能代表人體被激光擊中后會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象。
  據(jù)悉,美國(guó)軍艦“龐塞號(hào)”上的武器一個(gè)人就能操作,費(fèi)用低廉,將改變未來的海戰(zhàn)模式
  1.不見高能光束,只見目標(biāo)起火
  據(jù)美軍官員稱,龐塞號(hào)上的激光武器,與科幻電影中的場(chǎng)景有所不同。在電影中,激光炮往往發(fā)出耀目的光束,使人眼花繚亂。但龐塞號(hào)上發(fā)出的,實(shí)際上是一束高能量,其光譜頻段位于“紅外”區(qū)域,不是可見光。這樣,人們是無法用肉眼直接看見這束光的。當(dāng)激光炮發(fā)射時(shí),只能看到目標(biāo)被擊中起火,但激光本身則是不可見的。
  安裝在“龐塞號(hào)”上的激光器,只需一人就能操作,它能瞄準(zhǔn)目標(biāo),然后發(fā)出一道高能光束,燒毀目標(biāo)內(nèi)部的電子元件。此外,激光束的威力也可調(diào)節(jié):在相對(duì)較低的強(qiáng)度下,激光武器對(duì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)干擾致盲作用,使得目標(biāo)無人機(jī)或艦船上的檢測(cè)傳感器受到擾亂。而如果對(duì)方不聽警告繼續(xù)進(jìn)逼,這時(shí)候加大激光束能量,則可通過高溫,將目標(biāo)的關(guān)鍵部位燒毀。
  2.只要瞄得準(zhǔn),目標(biāo)根本無處可逃
  3.耗費(fèi)低,單次發(fā)射成本不到1美元4.令敵軍無人機(jī)毫無征兆失去控制
  激光武器一大優(yōu)勢(shì)是快。以艦載5倍音速的防空導(dǎo)彈對(duì)付接近音速的無人機(jī)為例,如果對(duì)距離1公里外的無人機(jī)開火,大約需要半秒鐘。而這半秒鐘無人機(jī)可以飛100多米,早就不在原位置了。因此要對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤,必須實(shí)現(xiàn)鎖定,或者要計(jì)算判斷軌跡。而激光的速度是每秒鐘30萬公里,飛1公里只要3微秒,無人機(jī)只能飛0.3毫米。換言之,只要瞄得準(zhǔn),目標(biāo)根本無處可逃。
  此外,激光的能量集中,不容易發(fā)散消耗,也不受電磁干擾?,F(xiàn)有導(dǎo)彈的各種干擾措施,在激光武器面前也會(huì)一一失效。
  3.耗費(fèi)低,單次發(fā)射成本不到1美元
  激光還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)是價(jià)格低廉。目前海戰(zhàn)的主要武器是導(dǎo)彈,導(dǎo)彈造價(jià)昂貴,每枚艦載防空導(dǎo)彈的造價(jià)在100萬美元以上。為了確保攔截成功,面對(duì)一個(gè)來襲目標(biāo),可能會(huì)發(fā)射多枚攔截導(dǎo)彈。即便是美海軍主力、萬噸級(jí)的“阿利·伯克”級(jí)防空驅(qū)逐艦,其最多也只能攜帶約100枚“標(biāo)準(zhǔn)”系列防空導(dǎo)彈。換句話說,按照對(duì)付一個(gè)敵軍目標(biāo)耗費(fèi)2枚導(dǎo)彈計(jì)算,如果50個(gè)敵軍目標(biāo)來襲,一艘驅(qū)逐艦上價(jià)值1億美元以上的彈藥庫(kù)就打光了。一旦彈藥耗盡,再厲害的武器裝備,也都成了空架子。
  相對(duì)而言,激光武器在這方面則是得天獨(dú)厚。激光發(fā)射設(shè)備本身建造成本比較高,但一旦建造完畢并安裝在艦上之后,攻擊敵人射出的是能量束,來源是電力,發(fā)射成本很低。幾年前的激光武器,單次發(fā)射成本就已降到1000美元以下,改良后的激光武器,據(jù)說每次發(fā)射需要的能源成本“低于1美元”。只要電力供應(yīng)不斷,激光也可以不斷發(fā)射,不存在“彈藥耗盡”一說。
  4.令敵軍無人機(jī)毫無征兆失去控制

   近幾年的多次測(cè)試中,美國(guó)激光武器的實(shí)驗(yàn)靶子是無人機(jī)和快艇。例如在2010年,美國(guó)海軍艦載激光器擊落4架時(shí)速400多公里的無人機(jī)。艦載激光器還曾將試驗(yàn)用的摩托艇燒毀。

  在美國(guó)媒體描繪的未來戰(zhàn)爭(zhēng)場(chǎng)景中,敵對(duì)國(guó)的無人飛機(jī)在逼近美國(guó)海軍艦艇時(shí),不見美軍的防空導(dǎo)彈發(fā)射,這些敵機(jī)就忽然毫無前兆,紛紛失去控制,墜落海中。而向美國(guó)艦隊(duì)包抄,企圖展開導(dǎo)彈攻擊的敵軍快艇,其關(guān)鍵部位的溫度也是不聲不響陡然升高,很快燃燒成為火球,甚至爆炸沉沒。這些讓人防不勝防的戰(zhàn)果,正是美軍激光武器帶來的。
  激光武器還遠(yuǎn)不能用“萬能”來形容,在有些地方這些缺點(diǎn)影響尤為重大。

  瓶頸:
  弱點(diǎn):
  能量轉(zhuǎn)換效率尚不足

  南京理工大學(xué)的專家介紹,在日常生活中,我們會(huì)看到老師用到的“激光教棒”,其功率只有零點(diǎn)幾瓦,用到的電很少,輸出激光攜帶的能量也小,不會(huì)對(duì)人體造成致命的傷害。而激光武器的輸出功率,起碼要達(dá)到上萬瓦,那就要供給很高的電功率。目前不論美國(guó)還是俄羅斯研制的車載激光武器,需要數(shù)輛10噸的車輛才能裝下。
  而美國(guó)的艦載激光武器,電視上看到的是在軍艦表面的裝備,就和一個(gè)炮架差不多大,但實(shí)際上軍艦甲板下面還有一個(gè)龐大的設(shè)備在支撐。所以如何讓激光武器小型化,以及能量轉(zhuǎn)換效率最大化,即把電能盡量多地轉(zhuǎn)換成光能,是目前科研面臨的最大難題。

  對(duì)高速導(dǎo)彈戰(zhàn)斗機(jī)難以長(zhǎng)時(shí)間瞄準(zhǔn)
  激光與導(dǎo)彈不同,導(dǎo)彈、炮彈只要碰上目標(biāo)就是轟隆一聲,不存在“碰上多久”的問題。而激光必須有一個(gè)作用時(shí)間才能真正有效破壞。“龐塞號(hào)”激光武器項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人彼得·莫里森解釋稱,激光器的功率雖然高,但要想形成對(duì)超高速目標(biāo)的殺傷破壞,必須將激光在目標(biāo)上同一點(diǎn)停留一段時(shí)間,才能保持能量輸出,達(dá)到高溫?zé)龤У男ЧQ言之,僅僅“閃”一下是不夠的。要持續(xù)準(zhǔn)確地令激光束在敵軍飛行器表面某一點(diǎn)長(zhǎng)期停留,難度非常高。

  弱點(diǎn):
  霧霾會(huì)使其“元?dú)獯髠?rdquo;

  激光武器最致命的弱點(diǎn)就是霧霾。
  因?yàn)榧す獾牟ㄩL(zhǎng)一般在微米以下,可見光主要集中在0.4~0.7微米間。在一般情況下,激光在大氣中是暢通無阻的。但遇到霧霾天氣,空氣中懸浮的各種小顆粒就成為它前進(jìn)的阻礙。因?yàn)檫@些小顆粒是由各種物質(zhì)組成,燃燒或汽化它們就要消耗不同的能量,所以一路過來,到達(dá)目標(biāo)時(shí)激光能量可能已經(jīng)消耗大半“元?dú)獯髠?rdquo;,無法對(duì)目標(biāo)形成致命打擊。

  反制:
  新式材料成為阻擋之“盾”

 激光武器目前的水平還只是能燒毀鋼板這樣的材料,陶瓷材質(zhì)的就難以燒毀,但有些武器的材質(zhì)非常復(fù)雜,如由鋼板和其他材料組成的“三明治”復(fù)合形式,再里面還有別的材質(zhì),激光武器能擊穿第一層材料,不見得能擊穿里面的材料。因此,目前的激光武器也在往多樣化方向發(fā)展:射出不同頻率和性能的光波,這樣可以有針對(duì)性地打擊目標(biāo)。

  射程短:
  地面上有效射程僅10公里左右
  激光只能走直線,不能拐彎。盡管海面上的障礙不如陸地的地形起伏那么厲害,但由于地球本身表面的曲率,使得直線傳播的激光只能攻擊10公里左右的目標(biāo),再遠(yuǎn)的就打不到了。而傳統(tǒng)炮彈卻可以曲線飛行攻擊數(shù)十公里外,導(dǎo)彈的攻擊范圍更遠(yuǎn)。艦載激光武器這一點(diǎn)限制,使得其對(duì)敵軍本隊(duì)的攻擊力相對(duì)削弱很多,更多只能作為防御武器。

 

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